WO2018029115A1 - Electric disk motor having media separation in the motor gap - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to electric motors, and more particularly to electric disk motors,
  • EP 2 549 1 13 A2 discloses a magnetic rotor and a rotary pump with a magnetic rotor.
  • the rotor is for driving a fluid in a pump housing within a stator of the rotary pump magnetically non-contact drivable and storable.
  • the rotor is encapsulated by means of an outer encapsulation comprising a fluorinated hydrocarbon.
  • the rotor comprises a permanent magnet encased in a metal jacket.
  • the rotary pump includes a pump housing having an inlet for supplying a fluid and an outlet for discharging the fluid.
  • the fluid is, for example, a chemically aggressive acid with a proportion of a gas, e.g. As sulfuric acid with ozone.
  • a magnetic rotor is magnetically non-contact in the pump housing.
  • the rotor is further provided with a magnetic drive having electric coils.
  • the stator is formed with laminated iron, which is in magnetic operative connection with the permanent magnet of the rotor.
  • the drive is designed as a bearingless motor in which the stator is designed as a bearing stator and drive stator at the same time.
  • the rotor is designed as a pancake, wherein the axial height of the rotor is less than or equal to half the diameter of the rotor.
  • the bearingless disc motor is used as a bearingless disc motor with active thrust bearing, as a miniature disc motor, or as a bearingless bioreactor within a non-bearing blood pump.Through a combination of passive reluctance magnetic bearings and bearingless motor, it is possible to complete a disc rotor with only two actively stabilized radial degrees of freedom Requirements for a large air gap, which is necessary in hermetic systems, are met by the choice of a bearingless permanent magnetically excited synchronous motor suitable for driving an axial pump for cardiac support, is designed for speeds of 30,000 revolutions per minute, resulting in a smaller size.
  • stator In the case of the internal rotor concept, there is the problem that the stator always has to be larger than the rotor, that is, the size and design of the rotor is always limited by the stator housing or that the rotor dominates the formation of the stator. Thus, the field of application of such a disc motor, which is designed as an internal rotor, limited. In addition, disk motors generally have the problem that the rotor, regardless of whether it is designed as an inner or outer rotor, pressure differences or pressures in certain directions is exposed.
  • the object of the present invention is to provide a flexible disc engine concept. This object is achieved by an electric disk motor according to claim 1, a heat pump according to claim 23 or a method for producing an electric disk motor according to claim 25.
  • the electric disc motor is designed as an external rotor. This means that the rotor has a recess in which the stator is arranged. This rotates the rotor around the stator. This makes it possible that a construction of the rotor can be defined directly by the field of application of the rotor and not by the fact that always, as with an internal rotor, it must be ensured that there is still a stator housing with appropriate magnetic coils around the rotor.
  • a media or pressure separation of the disc motor is made so that in the motor gap, which is arranged between the rotor and the stator, a Verkubungsiungsmatenal is provided around the stator, so that the entire stator media and pressure moderately separated from the area is, in which the rotor is located.
  • all coil connections for the motor coils in the stator can be led out of the motor without problems, because the entire region of the stator lies in the ambient pressure or ambient medium and not in the delivery region in which the rotor is arranged.
  • This also avoids overvoltage issues and similar effects that occur when high voltages are used in low pressure areas because the adjacent stator coils are all separated from the low pressure area by the encapsulation material located in the motor gap.
  • an electric disk motor which can be structurally made little expensive, which has no problems in terms of over-voltage effects that would occur when relatively high voltage coil be applied in areas of low pressure, and is particularly suitable for high speeds.
  • the latter advantage results from the fact that permanent magnets, which are attached to the rotor and define the magnetic gap on the rotor side, are supported "outwards" by the rotor material itself high speeds, such as over 50,000 revolutions per minute particularly important because the centrifugal forces occurring there can be problematic, especially in internal rotors, to the extent that the permanent magnets must be secured there with great effort.
  • the larger rotor diameter is again particularly advantageous, especially at speeds above 50,000 revolutions per minute, because, as in a gyroscope, the rotation of the rotor itself or its axis of rotation is additionally stabilized. This effect occurs in electric disc motors with relatively small rotor diameters, as z. B. used in internal rotors, less or not on.
  • the electric disc motor is used as an external rotor or as an internal rotor. It has a rotor having a member to be moved and a stator which is arranged with respect to the rotor so that a motor gap between the rotor and the stator is formed.
  • the electric disc motor is configured to convey a medium from a source region to a target area through the moving element, wherein a target pressure in the target area is higher than a source pressure in the source area.
  • the pressure acting on the rotor due to the pressure difference is reduced according to this aspect by a pressure reducer, to the effect that a pressure in the engine gap, ie where the magnetic interaction between rotor and stator takes place, less than the target pressure and greater than or equal to the source pressure is. This ensures that the rotor is no longer or at least less loaded in a certain direction due to the pressure difference between source pressure and target pressure, which would lead to a resulting pressure and thus to a deflection or to an increase in wear of the bearing.
  • the rotor can deliver the required pressure difference between inlet and outlet, ie between the source area and the target area, there is no such or a reduced pressure difference in the engine gap and thus in the area of interaction between rotor and stator.
  • This is the example of a bearingless motor, which is axially only passively supported, such as reduced by a magnetic bearing, an axial deflection due to the operation of the electric disc motor or even avoided.
  • the example of a contact-mounted rotor so a rotor which is mounted with a ball bearing, is avoided by the pressure reduction, that the pressure is transferred to the bearing and the bearing wear increases.
  • the pressure reduction in the motor gap thus leads to a motor wear or bearing wear is reduced or that in the case of wear-free bearings, so non-contact bearings necessary scope for a deflection of the rotor due to the resulting pressure on the rotor in a certain direction in the axial or Even in the radial direction can be reduced because due to the operation of the rotor no such deflections or only very small deflections compared to the situation in which no special mechanical pressure reduction is made takes place.
  • the pressure reduction in the engine gap is equally useful for external rotor and inner rotor. Even with an internal rotor, it is advantageous that the rotor does not experience a significantly higher deflection situation during operation than in the state. Thus, even in an internal rotor, clearances can be reduced, ie clearances between the rotor and a guide element that surrounds the fluid flow region in which Rotor acts, limited to the outside.
  • the pressure reduction is performed by two flow resistors, by a first flow resistance disposed between the target area and the engine gap, and a second flow resistance disposed between the engine gap and the source area.
  • the flow resistance between the engine gap and the target area is made larger than the flow resistance between the engine gap and the source area, so that the flow resistance between the engine gap and the target area reduces a short circuit for the pressure, while the flow resistance between the engine gap and the source area ensures that the low pressure acts in the engine gap, which also acts in the source area.
  • the motor when the motor is designed as an external rotor, going to the fact that the stator is arranged in a recess of the rotor, it is preferred to attach the Flußwi- resistance between the target area and the motor gap as far outside the rotor, so that as possible large area of the rotor surface, which is opposite to the stator, is disposed in an area which is on the low swelling pressure or the pressure which is smaller than the target pressure.
  • the second flow resistance between the engine gap and the source region as centrally as possible, ie relatively centrally in the rotor in order to achieve the same conditions as possible along the circumference in the engine gap.
  • the pressure reducer includes a labyrinth seal between the target area and the engine gap that provides a defined and relatively large flow resistance and, alternatively or additionally, a bore in the rotor between the engine gap and the source region that provides a relatively small flow resistance.
  • the first aspect of the encapsulation material in the motor gap and the second aspect of the pressure reducer may be preferably combined, such that an external rotor disc motor has both the encapsulation in the motor gap and the pressure reducer.
  • the two aspects can just as well be used alternatively to one another and, with regard to the pressure reducer, not only for the external rotor, but also for an internal rotor.
  • both aspects can be used separately from each other or together for contact bearings, but the use of magnetically levitated rotors is preferred, and in particular of axially passive bearings, i. H. axially unregulated bearings and radially active controlled magnetic bearings.
  • 1A shows an external rotor according to a first aspect
  • 1 B an electric disc motor according to a second aspect, as
  • External rotor or inner rotor is formed
  • FIG. 1C shows an inner rotor according to the second aspect
  • FIG. 1D shows a preferred implementation of the second aspect with two series-connected flow resistors
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of an electric disc motor according to the first aspect
  • FIG. Fig. 2B is a cross-section through an electric disc motor according to the second aspect, in which the first aspect is also realized
  • a schematic representation of a rotor and the forces acting on it with respect to the second aspect a schematic representation of a magnetic bearing on the example of an internal rotor
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an external rotor with an increased return element; and FIG. 7 shows a schematic cross section through a heat pump with the electric disk motor according to the first or second aspect.
  • Fig. 1A shows a cross section through a schematically illustrated electric disc motor with a rotor 10 having a member to be moved.
  • a stator 20 is provided, with the stator 20 being arranged with respect to the rotor 10 so that a motor gap 30 exists between the rotor and the stator.
  • the rotor 10 further includes a recess 40 in which the stator 20 is arranged.
  • the rotor 10 is arranged in a first area 50 with a first pressure pi. Further, the stator is disposed in a second region 60 having a second pressure p 3 different from the first pressure.
  • the first pressure is exemplified by the pressure inside the electric disc motor of Fig. 1A.
  • the second pressure is, for example, the ambient pressure or the atmospheric pressure when the disc motor is arranged in the atmosphere or a pressure different from the atmospheric pressure when the disc engine is operating in an area with an atmospheric pressure. different pressure is arranged.
  • an encapsulation material 70 is arranged in the motor gap 30, by means of which the first area 50 is separated from the second area 60.
  • the separation takes place, for example, in that the encapsulation material completely surrounds the stator in the embodiment shown in FIG. 1A, and that leads 80 for the coils, which are attached to the stator and which are not shown in FIG. 1A, surround the coils be supplied with electrical power through the encapsulant through to the outside, ie in the second region 60.
  • the electric disc motor is designed as a conveying motor and comprises an inlet 90 for a working medium and an outlet 100 for the working medium conveyed by the disc motor.
  • the pressure inside the disc motor p is different from the pressure p 3 outside the disc motor. Only preferably, the pressure p 1 in the interior of the disc motor is lower than the pressure outside the disc motor. Similarly, the pressure outside the disc motor may be lower than the pressure inside, ie inside the motor housing.
  • FIG. 1A it is further illustrated in FIG. 1A that the rotor and the stator are disposed in a motor housing 110, the motor housing having an opening through which the encapsulation material 70 extends.
  • the encapsulation material or an element, with which the encapsulation material is connected is attached to the motor housing 1 10 by a schematically illustrated sealing ring 120, so that a pressure-tight connection between the encapsulation material 70 and the motor housing 1 10 via the sealing ring 120, for example O-ring may be present.
  • a sealing ring 120 a schematically illustrated sealing ring 120
  • an external rotor is exemplified as an electric disc type electric motor in which the rotor is moved within a motor housing, while the coils of the stator and in particular the area of the stator located at the motor gap do not communicate with the internal pressure of the disc motor but communicates with the external pressure, which is particularly advantageous with regard to an electrical supply of the coils typically mounted in the stator.
  • the internal pressure p- is smaller than the external pressure p 3 , there are significant advantages in terms of coil over-shots and other effects that the coils are not in the low-pressure region but are encapsulated in the low-pressure region.
  • the encapsulation of the coils relative to the interior of the disc motor has advantages that the coils do not come into contact with the medium to be conveyed and therefore not exposed to corrosion due to the medium to be conveyed are, wherein the medium may be, for example, water or water vapor.
  • the rotor 10 is provided with permanent magnets 130 facing the stator-side region, which typically has stator-side poles on which magnetic coils are wound, to define the motor gap 30.
  • FIG. 1 B shows an electric disc motor according to a second aspect, which also has a rotor 10 facing a stator 20 to define the motor gap 30. More specifically, in the second aspect shown in FIG. 1B, the electric disk motor is configured to be shown by the member to be moved connected to the rotor 10 and that shown in FIG. 1B together with the rotor 10 , a medium from an inlet 90 or a source region 90, in which there is a lower pressure to promote to a target area 100 or to an outlet 100, wherein the target area has a high pressure, or generally, a greater pressure than the source area has.
  • the electric shift motor is configured to include a pressure reducer 140 configured to reduce a pressure acting on the rotor due to the different pressures in the head region and in the target area.
  • the pressure reducer is formed so that a pressure in the engine gap 30 is smaller than the target pressure or the large pressure, but greater than or equal to the swelling pressure.
  • the pressure reducer 140 is thus designed to reduce the pressure in the engine gap 30 from the larger pressure in the target area and optimally equal to the pressure in the head region or between the target pressure, as compared to a situation in which the pressure reducer is not present and bring the swelling pressure.
  • Fig. 1 C shows an alternative implementation of the electric disc motor of Fig. 1 B in turn, a stator 20 is present, which now forms part of the motor housing 1 10.
  • the stator is further provided with coils 150 facing the permanent magnets 130 of the rotor 10 to again form the motor gap 30. Furthermore, the rotor 10 is connected to an element 105 which is designed here above the rotor and is connected to the rotor.
  • the pressure reducer 140 is in turn provided to reduce the pressure in the motor gap 30, namely with respect to the pressure in the target area, ie the pressure at the outlet 100.
  • a plurality of permanent magnets 130 are attached to the rotor 10. Further, the stator 20 is provided with coils 150, wherein the coils 150 are opposed to the permanent magnet 130 via the motor gap 30. Furthermore, at Embodiments, each permanent magnet 130 has a first circular sector, and each pole has a second circular sector. The first circular sector of the permanent magnet is greater than or equal to the second circular sector of the poles. In embodiments, at least four oppositely polarized permanent magnets with respect to the motor gap 30 are mounted on the rotor 10, the permanent magnets being polarized such that a permanent magnet has its north pole directed towards the motor gap 30 and an adjacently arranged permanent magnet its south pole to the motor gap 30 has directed. As shown in FIG.
  • the pressure reducer 140 includes, for example, a first flow resistance 10a between the target area 100 and the engine gap 30 and a second flow resistance 140b between the engine gap 30 and the source area 90 and the inlet 90, respectively.
  • the two flow resistances 140a, 140b are preferably both present. Depending on the implementation, however, it may already be sufficient to achieve a reduction of the pressure acting on the rotor due to the operation of the disc rotor, only the first flow resistance between the target area and the motor gap or, alternatively to the first flow resistance, the second flow resistance 140b between the engine gap and the source area.
  • the first flow resistance 140a has a higher value than the second flow resistance 140b.
  • Fig. 2A shows a preferred embodiment of the electric disc motor according to the first aspect of the example of an embodiment for a Radialradkompressor that can be used at high speeds over 50,000 revolutions per minute and up to, for example, 90,000 revolutions per minute within a heat pump with, for example, water can be operated as a working medium.
  • FIG. 2A shows an implementation of the disc motor according to the first aspect, wherein the stator 20 is encapsulated with the encapsulant material 70 such that the media separation between the high and low pressure region occurs across the motor gap 40.
  • the stator 20 is provided with coils which are not shown in FIG. 2A, but which are connected via the access lines 80 which are formed by the encapsulation material 70. stretch or, if the encapsulation material! encapsulate only the motor gap and parts of the stator, already in the surrounding area 60.
  • the rotor which is formed by the permanent magnets 130, a yoke element 160 comprising the permanent magnets, and a bandage 170 mounted as additional safety, is further connected to the element 105 to be moved, which is shown only schematically in FIG. 2A as a radial wheel with blades ,
  • the electric disk motor is designed to rotate the radial gear 105 and the rotor 10 within a guide element 180, which is spaced from the respective blade ends of the radial gear 105 by a clearance 190.
  • the radial impeller is configured to typically bring vapor from an evaporator in which a lower pressure p 0 prevails to a first pressure pi.
  • This first pressure i typically prevails at an outlet of the radial wheel, which is also referred to as an impeller, as shown schematically in FIG. 2A.
  • the guide member is coupled to a Leitraum, so that the accelerated by the rotation of the radial wheel steam is brought into the Leitraum, where it is brought due to the continued further promotion of steam through the radial to a higher target pressure p 2 , in the Condenser of the heat pump prevails, as shown in Fig. 2A.
  • the height of the electrically active stator 20 is smaller than a diameter of the stator and preferably smaller than half the diameter of the stator.
  • the height of the electrically active rotor is preferably smaller than the diameter of the electrically active rotor and more preferably smaller than half the diameter of the rotor.
  • Fig. 2B shows an embodiment of the electric disc motor according to the second aspect, in connection with an application for a radial wheel of a compressor of a heat pump, as has been illustrated with reference to Fig. 2A.
  • the two flow resistances 140a, 140b described with reference to FIG. 1D are further formed in the embodiment shown in FIG. 2B.
  • the pressure reducer 140 includes a bore 200 in the rotor 105 configured to allow media passage from the engine gap 40 to the source region or inlet 90 into the compressor. This makes it possible that a media passage is achieved by the moving member 105 which is connected to the rotor.
  • the pressure reducer 140 is configured to have a plurality of structural members 210a, 210b, 210c that exist between the target area and the outlet from the radial wheel, also shown at 100 in FIG. 2B, and the engine gap 140.
  • a pressure drop from the target area 100 having a pressure p reaching the engine gap having only a pressure p-, which is less than the pressure pj and is greater than or equal to the pressure p 0 in the source region, ie at the inlet 90.
  • a first design element of the plurality of design elements is attached to the rotor 10.
  • This design element is the design element 210b in the embodiment shown in FIG Construction element of the plurality of structural elements attached to a motor housing, such as the motor housing 1 10, this construction element is referred to as a construction element 210a or 210c Further, the two structural elements, which are shown as protruding rings, which are shown in cross-section in Fig. 2B, are formed, arranged so that they in their Zus ammenze cause a pressure drop. In particular, the construction elements 210a-210c form a labyrinth seal. In the embodiment shown in Fig. 2B, the construction elements are each formed as projecting rings.
  • they may also be formed as alternative construction elements protruding from a surface of the motor housing 10 on the one hand and the rotor or member to be moved on the other hand to cooperate, such that the rotor can be rotated with respect to the motor housing, and such that due to the close placement of the structural members to each other, a pressure drop occurs so that the pressure p within the labyrinth seal with the structural members 210a-210c is less than the pressure outside the labyrinth seal.
  • Fig. 3 shows an alternative representation on an enlarged scale with respect to the embodiment of Fig. 2B.
  • further construction elements 212a-212d are formed, wherein again the construction elements 212a, 212c are arranged on the housing 210, and the construction elements 212b, 212d are arranged on the housing 210 or the moving element 105.
  • the construction elements 212a to 212d are arranged axially with respect to a rotation of the rotor 10.
  • both radial and axial or alternatively aligned structural elements may be used as a labyrinth seal.
  • the structural elements could also be mounted between the rotor and stator outside the motor gap.
  • the construction elements between the rotor / element to be moved and the motor housing, since then the construction elements or the associated flow resistance R "140a between the target area 100 and the motor gap 30 as far outside relative to the rotor is mounted, while at the same time the second flow resistance, so the bore 200 through the rotor as far inside as possible, and preferably even axially mounted directly in the rotor. This ensures that the largest possible area of the rotor, namely at the top in the orientation shown in FIG.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of the forces acting on the rotor.
  • the rotor 10 or the element 105 to be moved is again shown schematically as a radial wheel in cross section, but the individual blades are not specifically shown for reasons of clarity, but are immediately clear to those skilled in the art.
  • the output pressure Pi presses on the upper relatively large surface of the radial wheel with a force Fi, which is equal to the product of p 1 and the surface Ai, ie the surface in the plan view of the rotor 10 from above.
  • a small pressure F 0 acts from below on the rotor, which is equal to the product of the low swelling pressure p 0 and the relatively small area A 0 .
  • a weight F g acts on the rotor, which is equal to the mass of the rotor m R times the gravitational acceleration g.
  • a force F M also acts upwards, which is equal to a change in the mass with time multiplied by the velocity of the mass flow, which the radial wheel sucks from the bottom to the top.
  • the weight and the force due to the mass flow are given from the outside. The same applies to the dimensions of the areas A 0 and A v.
  • the pressure is reduced by the pressure reducer 10 according to the present invention.
  • the difference between Po-Ac-prAi by the pressure reducer is made as small as possible.
  • the total acting on the rotor or the element to be moved force due to the operation of the rotor is reduced as much as possible, which in turn leads to a reduced deflection of the rotor when the rotor is operated. If no deflection due to an existing contact bearing, such as a ball bearing, is allowed, the pressure on the bearing is reduced.
  • the rotor is supported relative to the stator by a magnetic bearing, as exemplified in FIG. In Fig. 5, the two directions are shown axially 250 and 260 radially.
  • a motor with a motor gap 40, and the rotor is held axially with respect to the stator due to the permanent magnets on the rotor side and the electrical coils on the stator side, and not specially regulated.
  • a radial detection device 270 and a radial control / regulation device 280 is provided.
  • the radial detection device 270 detects the position of the rotor relative to the stator or vice versa via detection lines 271.
  • the result of the radial detection 270 is communicated to the radial control / regulation device 280 via a sensor line 272.
  • This generates corresponding actuator signals via actuator signal lines 273 on the rotor or the stator, depending on the implementation. However, it is preferred to drive only the rotor to position it with respect to the stator due to the actuator signal 273, such that the motor gap 40 is of similar size around the entire rotor and the rotor does not contact the stator.
  • the rotor may be inside and the stator may be outside. Then it is an inner rotor. At the same time, however, the inner element may be the stator and the outer element may be the rotor, so that it is an external rotor.
  • the magnetic bearing in both cases is similar in that an axial control does not take place while a radial control by the radial detection device 270 and the radial control / regulation device 280 takes place.
  • the stator is simultaneously formed as a bearing stator and drive stator.
  • the electric disc motor is an external rotor, and an axial height of the electric drive effective stator is smaller than a half diameter of the stator.
  • the electric disc motor is an internal rotor, and an axial height of the rotor is less than half the diameter of the electrically driving rotor, electrically related to the region and defined by the region in which the the permanent magnets used on the rotor are opposite to the coils used for the drive or to the coils of the stator wound on the poles.
  • Fig. 6 shows a cross section through a preferred rotor, which is formed in several pieces.
  • the rotor comprises the moving member 105, which in preferred embodiments of the present invention is formed of a non-ferromagnetic material, such as plastic or aluminum.
  • the element to be moved here is for example a paddle wheel or impeller of a Turbocompressors, as it can be used for example in a heat pump.
  • the rotor 10 which has the permanent magnets 130, the annular return element surrounding the permanent magnets 130 and the bandage 170 arranged above it, is formed from a different material than the element to be moved.
  • the permanent magnets are formed of a specific material favorable for permanent magnets.
  • the return element is annular and formed from a ferromagnetic material, and the bandage 170 is preferably formed from carbon material.
  • the permanent magnets 130 project partially over a first flat side 105a, in which the recess 40 is formed.
  • the element 105 to be moved further has a second "flat" side 105b, but of smaller diameter than the first side 105a, which may also be seen as a "flat" side if, for illustrative purposes, the recess 40 is considered non-existent, and if further the board in the form of a circumferential spring 276 is also thought away.
  • the spring 276 engages an annular groove 278 provided in the inference element 160 so that the projection 276 and the groove 278 engage.
  • a spring may also be provided in the return element and the groove may be provided in the element 105 to be moved or in the first flat side 105a
  • the connection of return element, permanent magnet and bandage obtains a structural stability with the element 105 to be moved
  • the recess 40 it is further ensured by the recess 40 that the permanent magnets and the return element press on the rotor material due to the centrifugal forces, so that the connection between the return element on the one hand and the rotor material on the other hand, the stronger the higher the rotational speed.
  • the motor gap 40 is smaller than 1.5 mm, wherein in the case of an encapsulation in the motor gap, the distance between the encapsulation material and the permanent magnets is less than 1.5 mm. Further, it is preferable that a diameter of the stator 20 is between 3 cm and 7 cm, or that a height of the stator is smaller than 4 cm. Further, the electric disk motor is configured to run at a speed greater than 50,000 revolutions per minute. Remote the bore 200 has a diameter preferably between 1 and 4 mm. In addition, a clearance 190 between the guide member 180 and the paddle wheel 105 is preferably less than 1, 5 mm. Moreover, as shown particularly in FIG.
  • the moving member 105 has the first "flat" side 105a opposite to the stator 20 and has the second flat side 105b that faces from the stator 20, wherein the diameter of the first flat side is larger than the second diameter of the second flat side
  • the recess 40 is arranged in the first flat side 105a, wherein the permanent magnets 130 at least partially located in the recess 40
  • the return element has the more trapezoidal cross-sectional shape as shown in Fig. 6 so that an upper edge of the return element 160 is located higher in the axial direction than an upper edge of the permanent magnets 130.
  • the encapsulation material 70 is attached to the stator 20 not only in the motor gap 40, but also on the underside of the stator 20 in FIG. 2B, that is, the side of the stator facing the recess 40.
  • the stator 20 is in this case preferably disc-shaped and has a normal which is parallel to the axis of rotation or coincides with the axis of rotation.
  • the flat side of the stator is opposed to a corresponding side of the moving member via the recess 40, and the encapsulation material 70 is also mounted on the flat side of the stator in addition to the respective sides of the permanent magnets.
  • Fig. 7 shows a preferred application of the electric disc motor to the example of a heat pump.
  • the heat pump includes an evaporator 300, a compressor 400 and a condenser 500, the compressor 400 having the electric disk motor described with reference to FIGS. 1A to 6.
  • the compressor further includes a pilot space 510, which is arranged radially around the working steam conveyed by the moving member 105, which has been sucked by the evaporator 300. continue to promote and ultimately increase the pressure to the required pressure in the condensation zone in the condenser 500.
  • Liquid to be cooled passes through an evaporator inlet 302 into the evaporator. Cooled Häfiüsstechnik runs on an evaporator effluent 304 back from the evaporator.
  • a mist eliminator 306 is additionally provided. Due to the low pressure in the evaporator 300, a part of the working fluid brought into the evaporator 300 via the evaporator inlet 302 is evaporated and sucked through the mist eliminator 306 via the second side 105b of the radial gear 105 and conveyed upwards and then discharged into the guide space 510.
  • the condensation zone 510 is further supplied via a condenser inlet 512 to be heated working fluid, which is heated by the condensation with the heated steam and discharged through a condenser outlet 514.
  • the condenser is designed as a condenser in the form of a "shower", so that via a distributor device 516, a liquid distribution in the condensation zone 510 is reached, so that as efficiently as possible, the compressed working steam is condensed and transfer the heat contained in it into the liquid in the condenser becomes.
  • the motor housing 1 10 simultaneously forms the upper housing part of the condenser or condenser 500.
  • the controller thus additionally provides the functions of the radial detection 270 and the radial control / regulation 280.
  • the controller may be implemented as software or hardware, for example, by element 600 in FIG. 7 or 280 in FIG.
  • the implementation of the control can be carried out on a non-volatile storage medium, a digital or other storage medium, in particular a disk or CD with electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable computer system such that the corresponding method for pumping heat or to operate a heat pump is running.
  • the invention thus also comprises a computer program product with a program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method when the computer program product runs on a computer.
  • the invention can thus also be realized as a computer program with a program code for carrying out the method when the computer program runs on a computer.

Abstract

The invention relates to an electric disk motor comprising: a rotor (10), which has an element (105) to be moved; and a stator (10), wherein the stator is arranged with respect to the rotor (20) in such a way that a motor gap (30) is present between the rotor and the stator, wherein the rotor (10) has a cut-out (40), in which the stator (20) is arranged, wherein the rotor (10) is arranged in a first region (50) having a first pressure, wherein the stator (20) is arranged in a second region (60) having a second pressure, wherein the second pressure differs from the first pressure, and wherein an encapsulating material (70) is arranged in the motor gap (30), by means of which encapsulating material the first region (50) is separated from the second region (60).

Description

Elektrischer Scheibenmotor mit Medientrennung im Motorspalt  Electric disc motor with media separation in the motor gap
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Motoren und insbesondere elektrische Scheibenmotoren, The present invention relates to electric motors, and more particularly to electric disk motors,
Die EP 2 549 1 13 A2 offenbart einen magnetischen Rotor und eine Rotationspumpe mit einem magnetischen Rotor. Der Rotor ist zum Fördern eines Fluids in einem Pumpengehäuse innerhalb eines Stators der Rotationspumpe magnetisch berührungslos antreibbar und lagerbar. Außerdem ist der Rotor mittels einer äußeren Verkapselung, die einen fluorierten Kohlenwasserstoff aufweist, gekapselt. Innerhalb der Verkapselung umfasst der Rotor einen von einem Metallmantel ummantelten Permanentmagneten. Die Rotations- pumpe umfasst ein Pumpengehäuse mit einem Einlass zum Zuführen eines Fluids und einem Auslass zum Abführen des Fluids. Das Fluid ist zum Beispiel eine chemisch aggressive Säure mit einem Anteil eines Gases, z. B. Schwefelsäure mit Ozon. Zur Förderung des Fluids ist im Pumpengehäuse ein magnetischer Rotor berührungslos magnetisch gelagert. Der Rotor ist ferner mit einem magnetischen Antrieb versehen, der elektrische Spulen aufweist. Der Stator ist mit geblechtem Eisen ausgebildet, das mit dem Permanentmagneten des Rotors in magnetischer Wirkverbindung steht. Der Antrieb ist als lagerloser Motor ausgebildet, bei dem der Stator gleichzeitig als Lagerstator und Antriebsstator ausgestaltet ist. Der Rotor ist als Scheibenläufer ausgebildet, wobei die axiale Höhe des Rotors kleiner oder gleich einem halben Durchmesser des Rotors ist. EP 2 549 1 13 A2 discloses a magnetic rotor and a rotary pump with a magnetic rotor. The rotor is for driving a fluid in a pump housing within a stator of the rotary pump magnetically non-contact drivable and storable. In addition, the rotor is encapsulated by means of an outer encapsulation comprising a fluorinated hydrocarbon. Within the encapsulation, the rotor comprises a permanent magnet encased in a metal jacket. The rotary pump includes a pump housing having an inlet for supplying a fluid and an outlet for discharging the fluid. The fluid is, for example, a chemically aggressive acid with a proportion of a gas, e.g. As sulfuric acid with ozone. To convey the fluid, a magnetic rotor is magnetically non-contact in the pump housing. The rotor is further provided with a magnetic drive having electric coils. The stator is formed with laminated iron, which is in magnetic operative connection with the permanent magnet of the rotor. The drive is designed as a bearingless motor in which the stator is designed as a bearing stator and drive stator at the same time. The rotor is designed as a pancake, wherein the axial height of the rotor is less than or equal to half the diameter of the rotor.
Die Dissertation ETH Nr. 12870,„Der lagerlose Scheibenmotor", N. Barletta, 1998, offenbart magnetgelagerte Scheibenmotoren. Magnetlager arbeiten vollständig berührungs-, verschleiß-, wartungs- und schmiermittelfrei. Zur aktiven Stabilisierung eines Freiheitsgrades werden zwei regelbare Elektromagnete inklusive elektronischer Ansteuerung benötigt. Der lagerlose Scheibenmotor wird innerhalb einer lagerlosen Blutpumpe als lagerloser Scheibenmotor mit aktivem Axiallager, als Miniatur-Scheibenmotor, oder als lagerloser Bioreaktor eingesetzt. Durch eine Kombination von passiven Reluktanzmagnetlagern und lagerlosem Motor ist es möglich, einen Scheibenrotor mit nur zwei aktiv stabilisierten radialen Freiheitsgraden vollständig zu lagern. Anforderungen nach einem großen Luftspalt, welcher in hermetischen Systemen nötig ist, werden durch die Wahl eines lagerlosen permanentmagnetisch erregten Synchronmotors erfüllt. Ein lagerloser Scheibenmotor, der zum Antrieb einer Axialpumpe zur Herzunterstützung geeignet ist, ist für Drehzahlen von 30.000 Umdrehungen pro Minute ausgelegt, was zu einer kleineren Baugröße führt. The dissertation ETH No. 12870, "The Bearingless Disc Motor", N. Barletta, 1998, discloses magnetically levitated disc motors.Magnetic bearings are completely free of contact, wear, maintenance and lubricant.For the active stabilization of one degree of freedom, two controllable electromagnets including electronic control are required The bearingless disc motor is used as a bearingless disc motor with active thrust bearing, as a miniature disc motor, or as a bearingless bioreactor within a non-bearing blood pump.Through a combination of passive reluctance magnetic bearings and bearingless motor, it is possible to complete a disc rotor with only two actively stabilized radial degrees of freedom Requirements for a large air gap, which is necessary in hermetic systems, are met by the choice of a bearingless permanent magnetically excited synchronous motor suitable for driving an axial pump for cardiac support, is designed for speeds of 30,000 revolutions per minute, resulting in a smaller size.
Kommerzielle elektrische Scheibenmotoren sind auch unter der Bezeichnung„Pan Cake- Motor" („Pfannkuchenmotor") bekannt. Das in den beiden vorhergehenden Referenzen dargestellte Motorkonzept zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Stator um den Rotor herum erstreckt. Solche Motoren werden auch als Inneniäufer bezeichnet. Commercial electric disc motors are also known by the name "Pan Cake Motor" ("pancake motor"). The engine concept illustrated in the two preceding references is characterized in that the stator extends around the rotor. Such engines are also referred to as Inneniäufer.
Bei dem Innenläuferkonzept existiert die Problematik, dass der Stator immer größer als der Rotor sein muss, dass also die Größe und die Ausbildung des Rotors immer durch das Statorgehäuse begrenzt ist bzw. dass der Rotor die Ausbildung des Stators dominiert. Damit ist das Einsatzgebiet eines solchen Scheibenmotors, der als Innenläufer ausgebildet ist, begrenzt. Darüber hinaus ist bei Scheibenmotoren grundsätzlich die Problematik vorhanden, dass der Rotor, unabhängig davon, ob er als inneniäufer oder Außenläufer konzipiert ist, Druckdifferenzen bzw. Drücken in bestimmten Richtungen ausgesetzt ist. Diese Drücke führen dazu, dass ein Lager in der Richtung des Drucks, der auf den Rotor wirkt, belastet wird, und damit ein Verschleiß erhöht wird, bzw. dass dann, wenn eine Auslenkung des Rotors erlaubt wird, der Rotor in dieser Richtung ausgelenkt wird und damit Spielräume für diese Auslenkung bereitgestellt werden müssen. Insbesondere dann, wenn die Pumpe eingesetzt wird, um ein Medium von einem Druckgebiet mit einem ersten Druck auf ein Druckgebiet mit einem zweiten Druck zu pumpen, bzw. um überhaupt eine solche Druckdifferenz zu erzeugen, müssen aufwändige konstruktive Maßnahmen getroffen werden, um entweder eine geforderte Verschleißfestigkeit zu erreichen, oder um einen Spielraum für eine auftretende Auslenkung bereitzustellen. In the case of the internal rotor concept, there is the problem that the stator always has to be larger than the rotor, that is, the size and design of the rotor is always limited by the stator housing or that the rotor dominates the formation of the stator. Thus, the field of application of such a disc motor, which is designed as an internal rotor, limited. In addition, disk motors generally have the problem that the rotor, regardless of whether it is designed as an inner or outer rotor, pressure differences or pressures in certain directions is exposed. These pressures cause a bearing to be loaded in the direction of pressure acting on the rotor, thus increasing wear, or, if rotor deflection is allowed, the rotor is deflected in that direction and thus leeway for this deflection must be provided. In particular, when the pump is used to pump a medium from a pressure area at a first pressure to a pressure area at a second pressure, or to generate such a pressure difference at all, complex design measures must be taken to either a required To achieve wear resistance, or to provide a margin for an occurring deflection.
All dies führt dazu, dass der konstruktive Aufwand des Scheibenmotors zunimmt, und damit auch die Fehleranfälligkeit zunimmt, während gleichzeitig das Einsatzgebiet einge- schränkt wird. All this means that the design effort of the disk motor increases, and thus also increases the susceptibility to errors, while at the same time the field of application is limited.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein flexibles Scheibenmotorkon- zept zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Scheibenmotor nach Patentanspruch 1 , eine Wärmepumpe nach Patentanspruch 23 oder ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Scheibenmotors nach Patentanspruch 25 gelöst. Gemäß einem Aspekt wird der elektrische Scheibenmotor als Außenläufer ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Rotor eine Ausnehmung aufweist, in der der Stator angeordnet ist. Damit dreht sich der Rotor um den Stator herum. Damit wird ermöglicht, dass eine Konstruktion des Rotors unmittelbar durch das Einsatzgebiet des Rotors definiert werden kann und nicht dadurch, dass immer, wie bei einem Innenläufer, dafür gesorgt werden muss, dass noch ein Statorgehäuse mit entsprechenden Magnetspulen um den Rotor herum Platz hat. Andererseits wird eine Medien- bzw. Drucktrennung des Scheibenmotors dahin gehend vorgenommen, dass in dem Motorspalt, der zwischen dem Rotor und dem Stator angeordnet ist, ein Verkapseiungsmatenal um den Stator herum vorgesehen ist, so dass der gesamte Stator medienmäßig und druckmäßig von dem Gebiet getrennt ist, in dem sich der Rotor befindet. Damit können sämtliche Spulenanschlüsse für die Motorspulen im Stator ohne Probleme aus dem Motor herausgeführt werden, weil der gesamte Bereich des Stators im Umgebungsdruck bzw. Umgebungsmedium und nicht im Fördergebiet, in dem der Rotor angeordnet ist, liegt. Damit werden auch Überspannungsprobleme und ähnliche Effekte, die auftreten, wenn Hochspannungen in Bereichen mit geringem Druck verwendet werden, vermieden, weil die benachbarte Statorspulen allesamt durch das im Motorspalt befindliche Verkapseiungsmatenal von dem Bereich mit niedrigem Druck getrennt sind. Dies ist besonders dann wichtig, wenn der Rotor in einem niedrigen Druckgebiet arbeitet, wie beispielsweise in einem Druckbereich unter 100 mbar, der auftritt, wenn der Rotor als Kompressorelement in einer Wärmepumpe eingesetzt wird, die mit Wasser als Arbeitsmedium arbeitet. Aber auch dann, wenn der Rotor in einem höheren Druck arbeitet als der Stator, ist die Medien- bzw. Drucktrennung durch ein Verkapseiungsmatenal im Motorspalt von besonderem Vorteil. The object of the present invention is to provide a flexible disc engine concept. This object is achieved by an electric disk motor according to claim 1, a heat pump according to claim 23 or a method for producing an electric disk motor according to claim 25. According to one aspect, the electric disc motor is designed as an external rotor. This means that the rotor has a recess in which the stator is arranged. This rotates the rotor around the stator. This makes it possible that a construction of the rotor can be defined directly by the field of application of the rotor and not by the fact that always, as with an internal rotor, it must be ensured that there is still a stator housing with appropriate magnetic coils around the rotor. On the other hand, a media or pressure separation of the disc motor is made so that in the motor gap, which is arranged between the rotor and the stator, a Verkubungsiungsmatenal is provided around the stator, so that the entire stator media and pressure moderately separated from the area is, in which the rotor is located. In this way, all coil connections for the motor coils in the stator can be led out of the motor without problems, because the entire region of the stator lies in the ambient pressure or ambient medium and not in the delivery region in which the rotor is arranged. This also avoids overvoltage issues and similar effects that occur when high voltages are used in low pressure areas because the adjacent stator coils are all separated from the low pressure area by the encapsulation material located in the motor gap. This is particularly important when the rotor is operating in a low pressure area, such as a pressure range below 100 mbar, which occurs when the rotor is used as a compressor element in a heat pump that uses water as the working fluid. But even if the rotor operates at a higher pressure than the stator, the media or pressure separation is by a Verschließiungsmatenal in the motor gap of particular advantage.
Durch Verwendung eines Außenläufers in Verbindung mit einer Medien/Drucktrennung durch ein Verkapseiungsmatenal im Motorspait wird also ein elektrischer Scheibenmotor geschaffen, der konstruktiv wenig aufwendig hergestellt werden kann, der keine Probleme im Hinblick auf Überspannungseffekte hat, die auftreten würden, wenn Spulen mit relativ hoher Spannung in Bereichen geringen Drucks beaufschlagt werden, und der insbesondere für hohe Drehzahlen besonders geeignet ist. Der letztere Vorteil ergibt sich daraus, dass Permanentmagnete, die am Rotor angebracht sind und rotorseitig den Magnetspalt definieren, durch das Rotormaterial selbst„nach außen" abgestützt werden. Dies ist bei hohen Drehzahlen, wie beispielsweise über 50.000 Umdrehungen pro Minute besonders wichtig, weil die dort auftretenden Fliehkräfte insbesondere bei Innenläufern problematisch werden können, dahin gehend, dass die Permanentmagnete dort mit großem Aufwand gesichert werden müssen. By using an external rotor in conjunction with a media / pressure separation by a Verkppungsungsmatenal in the motor pairing so an electric disk motor is provided, which can be structurally made little expensive, which has no problems in terms of over-voltage effects that would occur when relatively high voltage coil be applied in areas of low pressure, and is particularly suitable for high speeds. The latter advantage results from the fact that permanent magnets, which are attached to the rotor and define the magnetic gap on the rotor side, are supported "outwards" by the rotor material itself high speeds, such as over 50,000 revolutions per minute particularly important because the centrifugal forces occurring there can be problematic, especially in internal rotors, to the extent that the permanent magnets must be secured there with great effort.
Andererseits ist der größere Rotordurchmesser, weil der Rotor um den Stator herum angeordnet ist, wieder insbesondere bei Drehzahlen über 50.000 Umdrehungen pro Minute besonders vorteilhaft, weil dadurch wie bei einem Kreisel die Drehung des Rotors selbst bzw. dessen Drehachse zusätzlich stabilisiert wird. Dieser Effekt tritt bei elektrischen Scheibenmotoren mit relativ kleinen Rotordurchmessern, wie sie z. B. bei Innenläufern verwendet werden, weniger oder nicht auf. On the other hand, because the rotor is arranged around the stator, the larger rotor diameter is again particularly advantageous, especially at speeds above 50,000 revolutions per minute, because, as in a gyroscope, the rotation of the rotor itself or its axis of rotation is additionally stabilized. This effect occurs in electric disc motors with relatively small rotor diameters, as z. B. used in internal rotors, less or not on.
Bei einem weiteren Aspekt wird der elektrische Scheibenmotor als Außenläufer oder auch als Innenläufer eingesetzt. Er hat einen Rotor, der ein zu bewegendes Element aufweist und einen Stator, der bezüglich des Rotors so angeordnet ist, dass ein Motorspalt zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist. Der elektrische Scheibenmotor ist ausgebildet, um durch das zu bewegende Element ein Medium von einem Quellgebiet in ein Zielgebiet zu fördern, wobei ein Zieldruck in dem Zielgebiet höher als ein Quelldruck in dem Quellgebiet ist. Der aufgrund der Druckdifferenz auf den Rotor wirkende Druck wird gemäß diesem Aspekt durch einen Druckreduzierer reduziert, dahin gehend, dass ein Druck im Motorspalt, also dort, wo die magnetische Interaktion zwischen Rotor und Stator stattfindet, kleiner als der Zieldruck und größer oder gleich dem Quelldruck ist. Damit wird erreicht, dass der Rotor aufgrund der Druckdifferenz zwischen Quelldruck und Zieldruck, die zu einem resultierenden Druck und damit zu einer Auslenkung bzw. zu einer Ver- schleißerhöhung des Lagers führen würde, nicht mehr oder zumindest weniger in einer bestimmten Richtung belastet wird. In another aspect, the electric disc motor is used as an external rotor or as an internal rotor. It has a rotor having a member to be moved and a stator which is arranged with respect to the rotor so that a motor gap between the rotor and the stator is formed. The electric disc motor is configured to convey a medium from a source region to a target area through the moving element, wherein a target pressure in the target area is higher than a source pressure in the source area. The pressure acting on the rotor due to the pressure difference is reduced according to this aspect by a pressure reducer, to the effect that a pressure in the engine gap, ie where the magnetic interaction between rotor and stator takes place, less than the target pressure and greater than or equal to the source pressure is. This ensures that the rotor is no longer or at least less loaded in a certain direction due to the pressure difference between source pressure and target pressure, which would lead to a resulting pressure and thus to a deflection or to an increase in wear of the bearing.
Dies bedeutet, dass der Rotor zwar die erforderliche Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang, also zwischen Quellgebiet und Zielgebiet fördern kann, dass jedoch im Mo- torspalt und damit im Bereich der Interaktion zwischen Rotor und Stator keine solche bzw. eine reduzierte Druckdifferenz vorhanden ist. Damit wird am Beispiel eines lagerlosen Motors, der axial lediglich passiv gelagert ist, wie beispielsweise durch ein Magnetlager, eine axiale Auslenkung aufgrund des Betriebs des elektrischen Scheibenmotors reduziert oder sogar vermieden. Jedoch auch am Beispiel eines berührungsmäßig gelagerten Rotors, also eines Rotors, der mit einem Kugellager gelagert wird, wird durch die Druckreduktion vermieden, dass sich der Druck auf das Lager überträgt und der Lagerverschleiß zunimmt. Die Druckreduktion im Motorspalt führt also dazu, dass ein Motorverschleiß bzw. Lagerverschleiß reduziert wird bzw. dass im Falle von verschleißfreien Lagern, also berührungslosen Lagern nötige Spielräume für eine Auslenkung des Rotors aufgrund des resultierenden Drucks auf den Rotor in einer bestimmten Richtung in axialer oder aber auch radialer Richtung verkleinert werden können, weil aufgrund des Betriebs des Rotors keine solchen Auslenkungen bzw. nur noch sehr kleine Auslenkungen im Vergleich zu der Situation, bei der keine spezielle mechanische Druckreduktion vorgenommen wird, stattfindet. This means that although the rotor can deliver the required pressure difference between inlet and outlet, ie between the source area and the target area, there is no such or a reduced pressure difference in the engine gap and thus in the area of interaction between rotor and stator. This is the example of a bearingless motor, which is axially only passively supported, such as reduced by a magnetic bearing, an axial deflection due to the operation of the electric disc motor or even avoided. However, the example of a contact-mounted rotor, so a rotor which is mounted with a ball bearing, is avoided by the pressure reduction, that the pressure is transferred to the bearing and the bearing wear increases. The pressure reduction in the motor gap thus leads to a motor wear or bearing wear is reduced or that in the case of wear-free bearings, so non-contact bearings necessary scope for a deflection of the rotor due to the resulting pressure on the rotor in a certain direction in the axial or Even in the radial direction can be reduced because due to the operation of the rotor no such deflections or only very small deflections compared to the situation in which no special mechanical pressure reduction is made takes place.
Die Druckreduktion im Motorspalt ist gleichermaßen für Außenläufer und Innenläufer nützlich. Auch bei einem Innenläufer ist es vorteilhaft, dass der Rotor im Betrieb keine wesentlich höhere Auslenkungssituation erfährt als im Stand. Damit können auch bei einem In- nenläufer Spielräume reduziert werden, also Spielräume zwischen dem Rotor und einem Führungselement, das den Fluidflussbereich, in dem der Rotor wirkt, nach außen begrenzt. The pressure reduction in the engine gap is equally useful for external rotor and inner rotor. Even with an internal rotor, it is advantageous that the rotor does not experience a significantly higher deflection situation during operation than in the state. Thus, even in an internal rotor, clearances can be reduced, ie clearances between the rotor and a guide element that surrounds the fluid flow region in which Rotor acts, limited to the outside.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die Druckreduktion durch zwei Flusswider- stände vorgenommen, und zwar durch einen ersten Flusswiderstand, der zwischen dem Zielgebiet und dem Motorspalt angeordnet ist, und einen zweiten Flusswiderstand, der zwischen dem Motorspalt und dem Quellgebiet angeordnet ist. Insbesondere wird der Flusswiderstand zwischen dem Motorspalt und dem Zielgebiet größer als der Flusswiderstand zwischen dem Motorspalt und dem Quellgebiet ausgebildet, so dass der Flusswi- derstand zwischen dem Motorspalt und dem Zielgebiet einen Kurzschluss für den Druck reduziert, während der Flusswiderstand zwischen dem Motorspalt und dem Quellgebiet erreicht, dass im Motorspalt der niedrige Druck wirkt, der auch im Quellgebiet wirkt. Insbesondere dann, wenn der Motor als Außenläufer ausgebildet ist, dahin gehend, dass der Stator in einer Ausnehmung des Rotors angeordnet ist, wird es bevorzugt, den Flusswi- derstand zwischen dem Zielgebiet und dem Motorspalt möglichst weit außen am Rotor anzubringen, so dass ein möglichst großer Bereich der Rotorfläche, die dem Stator gegenüberliegt, in einem Gebiet angeordnet ist, das auf den geringen Quelldruck bzw. dem Druck ist, der kleiner als der Zieldruck ist. Dagegen wird bevorzugt, den zweiten Flusswiderstand zwischen dem Motorspalt und dem Quellgebiet möglichst zentral, also relativ mittig im Rotor anzubringen, um möglichst gleiche Verhältnisse entlang des Umfangs im Motorspalt zu erreichen. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen umfasst der Druckreduzierer eine Labyrinthdichtung zwischen dem Zielgebiet und dem Motorspalt, die einen definierten und relativ großen Flusswiderstand schafft, sowie alternativ oder zusätzlich eine Bohrung in dem Rotor zwischen dem Motorspalt und dem Quellgebiet, die einen relativ kleinen Flusswiderstand schafft. Selbst die Verwendung entweder nur einer Labyrinthdichtung oder nur einer Bohrung, also die Verwendung nur eines Flusswiderstands zwischen Quellgebiet und Motorspalt oder Zielgebiet und Motorspalt führt bereits zu einer Druckreduktion im Motorspalt und damit zu einer reduzierten Auslenkung des Rotors bezüglich des Stators im Betrieb im Falle eines berührungslosen Magnetlagers und insbesondere im Falle eines axial passiven Lagers, oder aber zu einer Verschleißreduktion im Falle eines Berührungslagers, wie beispielsweise eines Kugellagers aufgrund der reduzierten Belastung im Betriebsfall. In preferred embodiments, the pressure reduction is performed by two flow resistors, by a first flow resistance disposed between the target area and the engine gap, and a second flow resistance disposed between the engine gap and the source area. In particular, the flow resistance between the engine gap and the target area is made larger than the flow resistance between the engine gap and the source area, so that the flow resistance between the engine gap and the target area reduces a short circuit for the pressure, while the flow resistance between the engine gap and the source area ensures that the low pressure acts in the engine gap, which also acts in the source area. In particular, when the motor is designed as an external rotor, going to the fact that the stator is arranged in a recess of the rotor, it is preferred to attach the Flußwi- resistance between the target area and the motor gap as far outside the rotor, so that as possible large area of the rotor surface, which is opposite to the stator, is disposed in an area which is on the low swelling pressure or the pressure which is smaller than the target pressure. In contrast, it is preferable to attach the second flow resistance between the engine gap and the source region as centrally as possible, ie relatively centrally in the rotor in order to achieve the same conditions as possible along the circumference in the engine gap. In preferred embodiments, the pressure reducer includes a labyrinth seal between the target area and the engine gap that provides a defined and relatively large flow resistance and, alternatively or additionally, a bore in the rotor between the engine gap and the source region that provides a relatively small flow resistance. Even the use of either only one labyrinth seal or only one hole, ie the use of only one flow resistance between source area and motor gap or target area and motor gap already leads to a pressure reduction in the motor gap and thus to a reduced deflection of the rotor with respect to the stator during operation in the case of a non-contact Magnetic bearing and in particular in the case of an axially passive bearing, or to a reduction in wear in the case of a contact bearing, such as a ball bearing due to the reduced load during operation.
Der erste Aspekt des Verkapselungsmaterials im Motorspalt und der zweite Aspekt des Druckreduzierers können vorzugsweise kombiniert werden, dahin gehend, dass ein Außenläufer-Scheibenmotor sowohl die Verkapselung im Motorspalt als auch den Druckreduzierer aufweist. Die beiden Aspekte können jedoch genauso gut alternativ zueinander und, im Hinblick auf den Druckreduzierer nicht nur für den Außenläufer, sondern auch für einen Innenläufer eingesetzt werden. Darüber hinaus können beide Aspekte separat von- einander oder gemeinsam auch für Berührungslager eingesetzt werden, wobei jedoch die Verwendung von magnetgelagerten Rotoren bevorzugt wird und insbesondere von axial passiven Lagern, d. h. axial ungeregelten Lagern und radial aktiv geregelten Magnetlagern. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen: The first aspect of the encapsulation material in the motor gap and the second aspect of the pressure reducer may be preferably combined, such that an external rotor disc motor has both the encapsulation in the motor gap and the pressure reducer. However, the two aspects can just as well be used alternatively to one another and, with regard to the pressure reducer, not only for the external rotor, but also for an internal rotor. Moreover, both aspects can be used separately from each other or together for contact bearings, but the use of magnetically levitated rotors is preferred, and in particular of axially passive bearings, i. H. axially unregulated bearings and radially active controlled magnetic bearings. Preferred embodiments of the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1A einen Außenläufer gemäß einem ersten Aspekt; Fig. 1 B einen elektrischen Scheibenmotor gemäß einem zweiten Aspekt, der als 1A shows an external rotor according to a first aspect; 1 B an electric disc motor according to a second aspect, as
Außenläufer oder Innenläufer ausgebildet ist;  External rotor or inner rotor is formed;
Fig. 1 C einen Innenläufer gemäß dem zweiten Aspekt; FIG. 1C shows an inner rotor according to the second aspect; FIG.
Fig. 1 D einen bevorzugte Implementierung des zweiten Aspekts mit zwei seriell geschalteten Flusswiderständen; Fig. 2A einen Querschnitt durch einen elektrischen Scheibenmotor gemäß dem ersten Aspekt; Fig. 2B einen Querschnitt durch einen elektrischen Scheibenmotor gemäß dem zweiten Aspekt, in dem der erste Aspekt ebenfalls verwirklicht ist; einen Querschnitt durch eine Detaildarstellung einer Implementierung des Flusswiderstandes mittels einer Labyrinthdichtung; eine schematische Darstellung eines Rotors und der auf ihn wirkenden Kräfte im Hinblick auf den zweiten Aspekt; eine schematische Darstellung eines Magnetlagers am Beispiel eines Innenläufers; Fig. 1D shows a preferred implementation of the second aspect with two series-connected flow resistors; FIG. 2A is a cross-sectional view of an electric disc motor according to the first aspect; FIG. Fig. 2B is a cross-section through an electric disc motor according to the second aspect, in which the first aspect is also realized; a cross-section through a detailed representation of an implementation of the flow resistance by means of a labyrinth seal; a schematic representation of a rotor and the forces acting on it with respect to the second aspect; a schematic representation of a magnetic bearing on the example of an internal rotor;
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung eines Außenläufers mit erhöhtem Rückschlusselement; und Fig. 7 einen schematischen Querschnitt durch eine Wärmepumpe mit dem elektrischen Scheibenmotor gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt. 6 is a cross-sectional view of an external rotor with an increased return element; and FIG. 7 shows a schematic cross section through a heat pump with the electric disk motor according to the first or second aspect.
Fig. 1A zeigt einen Querschnitt durch einen schematisch dargestellten elektrischen Scheibenmotor mit einem Rotor 10, der ein zu bewegendes Element aufweist. Darüber hinaus ist ein Stator 20 vorhanden, wobei der Stator 20 so bezüglich des Rotors 10 angeordnet ist, dass ein Motorspalt 30 zwischen dem Rotor und dem Stator vorhanden ist. Der Rotor 10 umfasst ferner eine Ausnehmung 40, in der der Stator 20 angeordnet ist. Fig. 1A shows a cross section through a schematically illustrated electric disc motor with a rotor 10 having a member to be moved. In addition, a stator 20 is provided, with the stator 20 being arranged with respect to the rotor 10 so that a motor gap 30 exists between the rotor and the stator. The rotor 10 further includes a recess 40 in which the stator 20 is arranged.
Darüber hinaus ist der Rotor 10 in einem ersten Gebiet 50 mit einem ersten Druck pi an- geordnet. Ferner ist der Stator in einem zweiten Gebiet 60, das einen zweiten Druck p3 aufweist, angeordnet, der sich von dem ersten Druck unterscheidet. Bei dem in Fig. 1A gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Druck beispielhaft der Druck im Inneren des elektrischen Scheibenmotors von Fig. 1A. Dagegen ist der zweite Druck beispielsweise der Umgebungsdruck oder der Atmosphärendruck, wenn der Scheibenmotor in der Atmo- Sphäre angeordnet ist, oder ein von dem Atmosphärendruck unterschiedlicher Druck, wenn der Scheibenmotor in einem Gebiet mit einem von dem Atmosphärendruck unter- schiedlichen Druck angeordnet ist. Ferner ist in dem Motorspalt 30 ein Verkapselungsma- terial 70 angeordnet, durch das das erste Gebiet 50 von dem zweiten Gebiet 60 getrennt ist. Die Trennung findet beispielhaft dadurch statt, dass das Verkapselungsmaterial bei dem in Fig. 1A gezeigten Ausführungsbeispiel den Stator komplett umschließt, und dass Anschlussleitungen 80 für die Spulen, die an dem Stator angebracht sind und die in Fig. 1A nicht gezeigt sind, um die Spulen mit elektrischer Leistung zu versorgen, durch das Verkapselungsmaterial hindurch nach außen, also in das zweite Gebiet 60 geführt werden. Der elektrische Scheibenmotor ist als Fördermotor ausgebildet und umfasst einen Einlass 90 für ein Arbeitsmedium und einen Auslass 100 für das durch den Scheibenmo- tor geförderte Arbeitsmedium. Wie es in Fig. 1A dargestellt ist, ist der Druck im Inneren des Scheibenmotors p unterschiedlich von dem Druck p3 außerhalb des Scheibenmotors. Lediglich vorzugsweise ist der Druck p1 im Inneren des Scheibenmotors niedriger als der Druck außerhalb des Scheibenmotors. Genauso kann der Druck außerhalb des Scheibenmotors niedriger sein als der Druck im Inneren, also innerhalb des Motorgehäuses. In addition, the rotor 10 is arranged in a first area 50 with a first pressure pi. Further, the stator is disposed in a second region 60 having a second pressure p 3 different from the first pressure. In the embodiment shown in Fig. 1A, the first pressure is exemplified by the pressure inside the electric disc motor of Fig. 1A. By contrast, the second pressure is, for example, the ambient pressure or the atmospheric pressure when the disc motor is arranged in the atmosphere or a pressure different from the atmospheric pressure when the disc engine is operating in an area with an atmospheric pressure. different pressure is arranged. Furthermore, an encapsulation material 70 is arranged in the motor gap 30, by means of which the first area 50 is separated from the second area 60. The separation takes place, for example, in that the encapsulation material completely surrounds the stator in the embodiment shown in FIG. 1A, and that leads 80 for the coils, which are attached to the stator and which are not shown in FIG. 1A, surround the coils be supplied with electrical power through the encapsulant through to the outside, ie in the second region 60. The electric disc motor is designed as a conveying motor and comprises an inlet 90 for a working medium and an outlet 100 for the working medium conveyed by the disc motor. As shown in Fig. 1A, the pressure inside the disc motor p is different from the pressure p 3 outside the disc motor. Only preferably, the pressure p 1 in the interior of the disc motor is lower than the pressure outside the disc motor. Similarly, the pressure outside the disc motor may be lower than the pressure inside, ie inside the motor housing.
Insbesondere ist in Fig. 1A ferner dargestellt, dass der Rotor und der Stator in einem Motorgehäuse 1 10 angeordnet sind, wobei das Motorgehäuse eine Öffnung aufweist, durch die sich das Verkapselungsmaterial 70 erstreckt. Das Verkapselungsmaterial bzw. ein Element, mit dem das Verkapselungsmaterial verbunden ist, ist an dem Motorgehäuse 1 10 durch einen schematisch dargestellten Dichtungsring 120 angebracht, so dass eine druckdichte Verbindung zwischen dem Verkapselungsmaterial 70 und dem Motorgehäuse 1 10 über den Dichtungsring 120, der beispielsweise ein O-Ring sein kann, vorhanden ist. Damit ist in Fig. 1A ein Außenläufer als beispielhafter elektrischer Scheibenmotor realisiert, bei dem der Rotor innerhalb eines Motorgehäuses bewegt wird, während jedoch die Spulen des Stators und insbesondere der Bereich des Stators, der am Motorspalt angeordnet ist, mit dem Innendruck des Scheibenmotors nicht kommuniziert, sondern mit dem Außendruck kommuniziert, was im Hinblick auf eine elektrische Versorgung der typischerweise im Stator angebrachten Spulen besonders vorteilhaft ist. Insbesondere dann, wenn der Innendruck p-, kleiner als der Außendruck p3 ist, hat es erhebliche Vorteile im Hinblick auf Spulenüberschläge und andere Effekte, dass die Spulen nicht im Gebiet mit geringem Druck sind, sondern gegenüber dem Gebiet mit geringem Druck verkapselt sind. In particular, it is further illustrated in FIG. 1A that the rotor and the stator are disposed in a motor housing 110, the motor housing having an opening through which the encapsulation material 70 extends. The encapsulation material or an element, with which the encapsulation material is connected, is attached to the motor housing 1 10 by a schematically illustrated sealing ring 120, so that a pressure-tight connection between the encapsulation material 70 and the motor housing 1 10 via the sealing ring 120, for example O-ring may be present. Thus, in Fig. 1A, an external rotor is exemplified as an electric disc type electric motor in which the rotor is moved within a motor housing, while the coils of the stator and in particular the area of the stator located at the motor gap do not communicate with the internal pressure of the disc motor but communicates with the external pressure, which is particularly advantageous with regard to an electrical supply of the coils typically mounted in the stator. In particular, when the internal pressure p- is smaller than the external pressure p 3 , there are significant advantages in terms of coil over-shots and other effects that the coils are not in the low-pressure region but are encapsulated in the low-pressure region.
Außerdem hat die Verkapselung der Spulen gegenüber dem Inneren des Scheibenmotors dahin gehend Vorteile, dass die Spulen nicht in Kontakt mit dem zu fördernden Medium kommen und daher keiner Korrosion aufgrund des zu fördernden Mediums ausgesetzt sind, wobei das Medium beispielsweise Wasser oder Wasserdampf sein kann. Fig. 1A zeigt ferner, dass der Rotor 10 mit Permanentmagneten 130 versehen ist, die dem stator- seitigen Bereich, der typischerweise statorseitige Pole aufweist, auf denen Magnetspulen gewickelt sind, gegenüberliegen, um den Motorspalt 30 zu definieren. In addition, the encapsulation of the coils relative to the interior of the disc motor has advantages that the coils do not come into contact with the medium to be conveyed and therefore not exposed to corrosion due to the medium to be conveyed are, wherein the medium may be, for example, water or water vapor. 1A also shows that the rotor 10 is provided with permanent magnets 130 facing the stator-side region, which typically has stator-side poles on which magnetic coils are wound, to define the motor gap 30.
Fig. 1 B zeigt einen elektrischen Scheibenmotor gemäß einem zweiten Aspekt, der ebenfalls einen Rotor 10 aufweist, der einem Stator 20 gegenüberliegt, um den Motorspalt 30 zu definieren. Insbesondere ist bei dem zweiten Aspekt, der in Fig. 1 B gezeigt ist, der elektrische Scheibenmotor ausgebildet, um durch das zu bewegende Element, das mit dem Rotor 10 verbunden ist, und das mit Fig. 1 B zusammen mit dem Rotor 10 gezeigt ist, ein Medium von einem Einlass 90 bzw. einem Quellgebiet 90, in dem ein kleinerer Druck herrscht, in ein Zielgebiet 100 bzw. zu einem Auslass 100 zu fördern, wobei das Zielgebiet einen großen Druck aufweist, bzw. allgemein gesagt, einen größeren Druck als das Quellgebiet hat. Darüber hinaus ist der elektrische Schaltmotor ausgebildet, um einen Druckred uzierer 140 aufzuweisen, der ausgebildet ist, um einen auf den Rotor wirkenden Druck aufgrund der unterschiedlichen Drücke im Quellgebiet und im Zielgebiet zu reduzieren. Insbesondere ist der Druckreduzierer ausgebildet, so dass ein Druck im Motorspalt 30 kleiner als der Zieldruck bzw. der große Druck ist, jedoch größer oder gleich dem Quelldruck ist. Der Druckreduzierer 140 ist also ausgebildet, um im Vergleich zu einer Situation, bei der der Druckreduzierer nicht vorhanden ist, den Druck im Motorspalt 30 gegenüber dem größeren Druck im Zielgebiet zu reduzieren und optimaler Weise gleich dem Druck im Quellgebiet zu machen bzw. zwischen den Zieldruck und den Quelldruck zu bringen. Fig. 1 C zeigt eine alternative Implementierung des elektrischen Scheibenmotors von Fig. 1 B bei der wiederum ein Stator 20 vorhanden ist, der nunmehr Teil des Motorgehäuses 1 10 bildet. Der Stator ist ferner mit Spulen 150 versehen, die Permanentmagneten 130 des Rotors 10 gegenüberliegen, um wieder den Motorspalt 30 zu bilden. Ferner ist der Rotor 10 mit einem hier oberhalb des Rotors ausgebildeten und mit dem Rotor verbunde- nen zu bewegenden Element 105 verbunden. Der Druckreduzierer 140 ist wiederum vorgesehen, um im Motorspalt 30 den Druck zu reduzieren, und zwar bezüglich des Drucks im Zielgebiet, also des Drucks am Auslass 100. 1 B shows an electric disc motor according to a second aspect, which also has a rotor 10 facing a stator 20 to define the motor gap 30. More specifically, in the second aspect shown in FIG. 1B, the electric disk motor is configured to be shown by the member to be moved connected to the rotor 10 and that shown in FIG. 1B together with the rotor 10 , a medium from an inlet 90 or a source region 90, in which there is a lower pressure to promote to a target area 100 or to an outlet 100, wherein the target area has a high pressure, or generally, a greater pressure than the source area has. Moreover, the electric shift motor is configured to include a pressure reducer 140 configured to reduce a pressure acting on the rotor due to the different pressures in the head region and in the target area. In particular, the pressure reducer is formed so that a pressure in the engine gap 30 is smaller than the target pressure or the large pressure, but greater than or equal to the swelling pressure. The pressure reducer 140 is thus designed to reduce the pressure in the engine gap 30 from the larger pressure in the target area and optimally equal to the pressure in the head region or between the target pressure, as compared to a situation in which the pressure reducer is not present and bring the swelling pressure. Fig. 1 C shows an alternative implementation of the electric disc motor of Fig. 1 B in turn, a stator 20 is present, which now forms part of the motor housing 1 10. The stator is further provided with coils 150 facing the permanent magnets 130 of the rotor 10 to again form the motor gap 30. Furthermore, the rotor 10 is connected to an element 105 which is designed here above the rotor and is connected to the rotor. The pressure reducer 140 is in turn provided to reduce the pressure in the motor gap 30, namely with respect to the pressure in the target area, ie the pressure at the outlet 100.
Bei Ausführungsbeispielen ist an dem Rotor 10 eine Mehrzahl von Permanentmagneten 130 angebracht. Ferner ist der Stator 20 mit Spulen 150 versehen, wobei die Spulen 150 den Permanentmagneten 130 über den Motorspalt 30 gegenüberliegen. Ferner hat bei Ausführungsbeispielen jeder Permanentmagnet 130 einen ersten Kreissektor, und hat jeder Pol einen zweiten Kreissektor. Der erste Kreissektor der Permanentmagneten ist dabei größer oder gleich dem zweiten Kreissektor der Pole. Bei Ausführungsbeispielen sind wenigstens vier bezüglich des Motorspalts 30 entgegengesetzt polarisierte Perma- nentmagnete an dem Rotor 10 angebracht, wobei die Permanentmagnete so polarisiert sind, dass ein Permanentmagnet seinen Nordpol zu dem Motorspalt 30 hin gerichtet hat und ein benachbart angeordneter Permanentmagnet seinen Südpol zu dem Motorspalt 30 hin gerichtet hat. Wie es in Fig. 1 D gezeigt ist, umfasst der Druckreduzierer 140 beispielhaft einen ersten Flusswiderstand 1 0a zwischen dem Zielgebiet 100 und dem Motorspalt 30 sowie einen zweiten Flusswiderstand 140b zwischen dem Motorspalt 30 und dem Quellgebiet 90 bzw. dem Einlass 90. Die beiden Flusswiderstände 140a, 140b sind vorzugsweise beide vorhanden. Je nach Implementierung kann es jedoch bereits ausreichend sein, um eine Re- duktion des auf den Rotor wirkenden Druck aufgrund des Betriebs des Scheibenläufers zu erreichen, lediglich den ersten Flusswiderstand zwischen dem Zielgebiet und dem Motorspalt oder, alternativ zum ersten Flusswiderstand, den zweiten Flusswiderstand 140b zwischen dem Motorspalt und dem Quellgebiet vorzusehen. Vorzugsweise hat der erste Flusswiderstand 140a, wenn beide Flusswiderstände 140a, 140b vorgesehen sind, einen höheren Wert als der zweite Flusswiderstand 140b. Dies bedeutet, dass sich der Druck im Motorspalt 30 vorzugsweise mehr von dem hohen Druck im Zielgebiet 100 unterscheidet als sich der Druck im Motorspalt 30 von dem Druck im Quellgebiet unterscheidet, wenn der elektrische Scheibenmotor betrieben wird. Fig. 2A zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des elektrischen Scheibenmotors gemäß dem ersten Aspekt am Beispiel einer Ausführungsform für einen Radialradkompressor, der mit hohen Drehzahlen über 50.000 Umdrehungen pro Minute und bis zu beispielsweise 90.000 Umdrehungen pro Minute innerhalb einer Wärmepumpe eingesetzt werden kann, die mit beispielsweise Wasser als Arbeitsmedium betrieben werden kann. In embodiments, a plurality of permanent magnets 130 are attached to the rotor 10. Further, the stator 20 is provided with coils 150, wherein the coils 150 are opposed to the permanent magnet 130 via the motor gap 30. Furthermore, at Embodiments, each permanent magnet 130 has a first circular sector, and each pole has a second circular sector. The first circular sector of the permanent magnet is greater than or equal to the second circular sector of the poles. In embodiments, at least four oppositely polarized permanent magnets with respect to the motor gap 30 are mounted on the rotor 10, the permanent magnets being polarized such that a permanent magnet has its north pole directed towards the motor gap 30 and an adjacently arranged permanent magnet its south pole to the motor gap 30 has directed. As shown in FIG. 1D, the pressure reducer 140 includes, for example, a first flow resistance 10a between the target area 100 and the engine gap 30 and a second flow resistance 140b between the engine gap 30 and the source area 90 and the inlet 90, respectively. The two flow resistances 140a, 140b are preferably both present. Depending on the implementation, however, it may already be sufficient to achieve a reduction of the pressure acting on the rotor due to the operation of the disc rotor, only the first flow resistance between the target area and the motor gap or, alternatively to the first flow resistance, the second flow resistance 140b between the engine gap and the source area. Preferably, when both flow resistances 140a, 140b are provided, the first flow resistance 140a has a higher value than the second flow resistance 140b. This means that the pressure in the engine gap 30 preferably differs more from the high pressure in the target area 100 than the pressure in the engine gap 30 differs from the pressure in the head region when the electric disk motor is operated. Fig. 2A shows a preferred embodiment of the electric disc motor according to the first aspect of the example of an embodiment for a Radialradkompressor that can be used at high speeds over 50,000 revolutions per minute and up to, for example, 90,000 revolutions per minute within a heat pump with, for example, water can be operated as a working medium.
Fig. 2A zeigt eine Implementierung des Scheibenmotors gemäß dem ersten Aspekt, bei dem der Stator 20 mit dem Verkapselungsmaterial 70 verkapselt ist, so dass die Medientrennung zwischen dem Gebiet mit hohem und niedrigem Druck über den Motorspalt 40 stattfindet. Der Stator 20 ist mit Spulen versehen, die in Fig. 2A nicht gezeigt sind, die jedoch über die Zugangsleitungen 80, die sich durch das Verkapselungsmaterial 70 er- strecken bzw., wenn das Verkapselungsmateria! lediglich den Motorspalt und Teile des Stators einkapseln, bereits im Umgebungsgebiet 60 befinden. FIG. 2A shows an implementation of the disc motor according to the first aspect, wherein the stator 20 is encapsulated with the encapsulant material 70 such that the media separation between the high and low pressure region occurs across the motor gap 40. The stator 20 is provided with coils which are not shown in FIG. 2A, but which are connected via the access lines 80 which are formed by the encapsulation material 70. stretch or, if the encapsulation material! encapsulate only the motor gap and parts of the stator, already in the surrounding area 60.
Der Rotor, der durch die Permanentmagnete 130, ein die Permanentmagnete umfassen- des Rückschlusselement 160 sowie als zusätzliche Sicherheit angebrachte Bandagierung 170 gebildet ist, ist ferner mit dem zu bewegenden Element 105 verbunden, das in Fig. 2A als Radialrad mit Schaufeln lediglich schematisch dargestellt ist. Insbesondere ist der elektrische Scheibenmotor ausgebildet, um das Radialrad 105 und den Rotor 10 innerhalb eines Führungselements 180 zu drehen, das über einen Spielraum 190 von den jeweili- gen Schaufelenden des Radialrads 105 beabstandet ist. Das Radialrad ist ausgebildet, um typischerweise Dampf von einem Verdampfer, in dem ein geringerer Druck p0 herrscht, auf einen ersten Druck p-i zu bringen. Dieser erste Druck i herrscht typischerweise an einem Ausgang des Radialrads, das auch als Impeller bezeichnet wird, wie es in Fig. 2A schematisch dargestellt ist. Typischerweise ist das Führungsbauelement mit ei- nem Leitraum gekoppelt, so dass der durch die Drehung des Radialrads beschleunigte Dampf in den Leitraum gebracht wird, und dort aufgrund der andauernden weiteren Förderung von Dampf durch das Radialrad auf einen höheren Zieldruck p2 gebracht wird, der im Verflüssiger der Wärmepumpe herrscht, wie es in Fig. 2A dargestellt ist. Bei dem Außenläufer ist die Höhe des elektrisch wirksamen Stators 20 kleiner als ein Durchmesser des Stators und vorzugsweise kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Stators. Wenn dagegen der Innenläufer betrachtet wird, so ist bei diesem, wenn Fig. 1 C als Bezug genommen wird, die Höhe des elektrisch wirksamen Rotors vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des elektrisch wirksamen Rotors und bevorzugter Weise sogar kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Rotors. The rotor, which is formed by the permanent magnets 130, a yoke element 160 comprising the permanent magnets, and a bandage 170 mounted as additional safety, is further connected to the element 105 to be moved, which is shown only schematically in FIG. 2A as a radial wheel with blades , In particular, the electric disk motor is designed to rotate the radial gear 105 and the rotor 10 within a guide element 180, which is spaced from the respective blade ends of the radial gear 105 by a clearance 190. The radial impeller is configured to typically bring vapor from an evaporator in which a lower pressure p 0 prevails to a first pressure pi. This first pressure i typically prevails at an outlet of the radial wheel, which is also referred to as an impeller, as shown schematically in FIG. 2A. Typically, the guide member is coupled to a Leitraum, so that the accelerated by the rotation of the radial wheel steam is brought into the Leitraum, where it is brought due to the continued further promotion of steam through the radial to a higher target pressure p 2 , in the Condenser of the heat pump prevails, as shown in Fig. 2A. In the case of the external rotor, the height of the electrically active stator 20 is smaller than a diameter of the stator and preferably smaller than half the diameter of the stator. On the other hand, when the inner rotor is considered, when referring to FIG. 1C, the height of the electrically active rotor is preferably smaller than the diameter of the electrically active rotor and more preferably smaller than half the diameter of the rotor.
Fig. 2B zeigt eine Ausführungsform des elektrischen Scheibenmotors gemäß dem zweiten Aspekt, und zwar in Verbindung mit einer Anwendung für ein Radialrad eines Kompressors einer Wärmepumpe, wie es anhand von Fig. 2A dargestellt worden ist. Zusätzlich zu den in Fig. 2A gezeigten Elementen sind bei dem in Fig. 2B gezeigten Ausführungsbei- spiel ferner die beiden Flusswiderstände 140a, 140b, die anhand von Fig. 1 D beschrieben worden sind, ausgebildet. Insbesondere umfasst der Druckreduzierer 140 bei dem in Fig. 2B gezeigten Ausführungsbeispiel als beispielhaften zweiten Flusswiderstand 140b eine Bohrung 200 in dem Rotor 105, die ausgebildet ist, um einen Mediendurchgang vom Motorspalt 40 zu dem Quellgebiet bzw. Einlass 90 in den Kompressor zu erlauben. Damit wird es möglich, dass ein Mediendurchgang durch das zu bewegende Element 105, das mit dem Rotor verbunden ist, erreicht wird. Darüber hinaus ist bei dem in Fig. 2B gezeigten Ausführungsbeispie! der Druckreduzierer 140 ausgebildet, um eine Mehrzahl von Konstruktionselementen 210a, 210b, 210c zu haben, die zwischen dem Zielgebiet bzw. dem Auslass aus dem Radialrad, der auch mit 100 in Fig. 2B gezeigt ist, und dem Motorspalt 140 vorhanden sind. Dadurch wird durch das Zusammenwirken der Mehrzahl von Konstruktionselementen 210a-210c ein Druckabfall von dem Zielgebiet 100, das einen Druck p( aufweist, zu dem Motorspalt hin erreicht, der nur noch einen Druck p-,' aufweist, welcher kleiner als der Druck pj ist und größer oder gleich dem Druck p0 im Queligebiet, also am Einlass 90 ist. Insbesondere ist ein erstes Konstruktionselement der Mehrzahl von Konstruktionselementen an dem Rotor angebracht. Dieses Konstruktionselement ist bei dem in Fig. 2B gezeigten Ausführungsbeispiel das Konstruktionselement 210b. Darüber hinaus ist ein Konstruktionselement der Mehrzahl von Konstruktionselementen an einem Motorgehäuse, wie beispielsweise dem Motorgehäuse 1 10 angebracht, wobei dieses Konstruktionselement als Konstruktionselement 210a bzw. 210c bezeichnet ist. Ferner sind die beiden Konstruktionselemente, die als vorstehende Ringe, welche im Querschnitt in Fig. 2B gezeigt sind, ausgebildet sind, so angeordnet, dass sie in ihrem Zusammenwirken einen Druckabfall bewirken. Insbesondere bilden die Konstruktionselemente 210a-210c eine Labyrinthdichtung. Bei dem in Fig. 2B gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Konstruktionselemente jeweils als vorstehende Ringe ausgebildet. Sie können jedoch auch als alternative Konstruktionselemente ausgebildet sein, die von einer Oberfläche des Motorgehäuses 1 10 einerseits und des Rotors bzw. des zu bewegenden Elements andererseits vorstehen, um zusammenzuwirken, derart, dass der Rotor bezüglich des Motorgehäuses gedreht werden kann, und derart, dass aufgrund der nahen Platzierung der Konstruktionselemente zueinander ein Druckabfall stattfindet, so dass der Druck p innerhalb der Labyrinthdichtung mit den Konstruktionselementen 210a-210c kleiner ist als der Druck außerhalb der Labyrinthdichtung. Fig. 2B shows an embodiment of the electric disc motor according to the second aspect, in connection with an application for a radial wheel of a compressor of a heat pump, as has been illustrated with reference to Fig. 2A. In addition to the elements shown in FIG. 2A, the two flow resistances 140a, 140b described with reference to FIG. 1D are further formed in the embodiment shown in FIG. 2B. Specifically, in the embodiment shown in FIG. 2B, as an exemplary second flow resistor 140b, the pressure reducer 140 includes a bore 200 in the rotor 105 configured to allow media passage from the engine gap 40 to the source region or inlet 90 into the compressor. This makes it possible that a media passage is achieved by the moving member 105 which is connected to the rotor. Moreover, in the embodiment shown in FIG. 2B! the pressure reducer 140 is configured to have a plurality of structural members 210a, 210b, 210c that exist between the target area and the outlet from the radial wheel, also shown at 100 in FIG. 2B, and the engine gap 140. Thereby, by the cooperation of the plurality of constructional elements 210a-210c, a pressure drop from the target area 100 having a pressure p ( reaching the engine gap having only a pressure p-, which is less than the pressure pj and is greater than or equal to the pressure p 0 in the source region, ie at the inlet 90. In particular, a first design element of the plurality of design elements is attached to the rotor 10. This design element is the design element 210b in the embodiment shown in FIG Construction element of the plurality of structural elements attached to a motor housing, such as the motor housing 1 10, this construction element is referred to as a construction element 210a or 210c Further, the two structural elements, which are shown as protruding rings, which are shown in cross-section in Fig. 2B, are formed, arranged so that they in their Zus ammenwirken cause a pressure drop. In particular, the construction elements 210a-210c form a labyrinth seal. In the embodiment shown in Fig. 2B, the construction elements are each formed as projecting rings. However, they may also be formed as alternative construction elements protruding from a surface of the motor housing 10 on the one hand and the rotor or member to be moved on the other hand to cooperate, such that the rotor can be rotated with respect to the motor housing, and such that due to the close placement of the structural members to each other, a pressure drop occurs so that the pressure p within the labyrinth seal with the structural members 210a-210c is less than the pressure outside the labyrinth seal.
Fig. 3 zeigt eine alternative Darstellung im vergrößerten Maßstab bezüglich der Ausführungsform von Fig. 2B. So sind ferner weitere Konstruktionselemente 212a-212d ausge- bildet, wobei wieder die Konstruktionselemente 212a, 212c an dem Gehäuse 210 angeordnet sind, und die Konstruktionselemente 212b, 212d an dem Gehäuse 210 bzw. dem sich bewegenden Element 105 angeordnet sind. Im Gegensatz zu den Konstruktionselementen 210a bis 210c bzw. 21 Od von Fig. 3, die sich radial bezüglich einer Drehung des Rotors erstrecken, sind die Konstruktionselemente 212a-212d axial bezüglich einer Dre- hung des Rotors 10 angeordnet. In einer Implementierung können sowohl radiale als auch axiale oder alternativ ausgerichtete Konstruktionselemente als Labyrinthdichtung vorge- sehen sein, oder nur radiale Konstruktionselemente 210a-210d oder nur axiale Konstruktionselemente 212a-212d oder nur in anderen Richtungen ausgebildete Konstruktionselemente. Darüber hinaus ist es nicht unbedingt nötig, dass jeweils lediglich eine relativ kleine Anzahl von Konstruktionselementen, wie beispielsweise in Fig. 2B gezeigt ineinanderwirken, sondern es können auch mehr oder sogar weniger Konstruktionselemente, also z.B. nur zwei Konstruktionselemente oder vier oder mehr Konstruktionselemente zusammenwirken. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, dass mehr Konstruktionselemente am Rotor als am Gehäuse angebracht sind oder umgekehrt. Fig. 3 shows an alternative representation on an enlarged scale with respect to the embodiment of Fig. 2B. Thus, further construction elements 212a-212d are formed, wherein again the construction elements 212a, 212c are arranged on the housing 210, and the construction elements 212b, 212d are arranged on the housing 210 or the moving element 105. In contrast to the construction elements 210a to 210c and 21Od of FIG. 3, respectively, which extend radially with respect to a rotation of the rotor, the construction elements 212a to 212d are arranged axially with respect to a rotation of the rotor 10. In one implementation, both radial and axial or alternatively aligned structural elements may be used as a labyrinth seal. see, or only radial construction elements 210a-210d or only axial construction elements 212a-212d or only designed in other directions construction elements. Moreover, it is not absolutely necessary that only a relatively small number of construction elements, such as shown in Fig. 2B intermesh, but it can also more or even fewer construction elements, ie, for example, only two construction elements or four or more construction elements cooperate. In addition, it is also possible that more design elements are mounted on the rotor than on the housing or vice versa.
In einer Implementierung könnten die Konstruktionselemente auch zwischen Rotor und Stator außerhalb des Motorspalts angebracht werden. Es wird jedoch bei der Anwendung in Fig. 2B bzw. insgesamt bevorzugt, die Konstruktionselemente zwischen Rotor/zu be- wegendes Element und Motorgehäuse anzubringen, da dann die Konstruktionselemente bzw. der damit verbundene Flusswiderstand R« 140a zwischen dem Zielgebiet 100 und dem Motorspalt 30 möglichst weit außen bezüglich des Rotors angebracht wird, während gleichzeitig der zweite Flusswiderstand, also die Bohrung 200 durch den Rotor hindurch möglichst weit innen und vorzugsweise sogar direkt axial im Rotor angebracht wird. Damit wird erreicht, dass eine möglichst große Fläche des Rotors, und zwar oben bei der in Fig. 2B dargestellten Orientierung, die gleichzeitig eine bevorzugte Orientierung für diesen Scheibenmotor bei einer Anwendung eines Wärmepumpenkompressors ist, nicht dem Zieldruck pi ausgesetzt ist, sondern nur dem reduzierten Druck ρ-,', so dass durch den Betrieb des Rotors, durch den letztendlich die unterschiedlichen Drücke und p0 entste- hen, dennoch keine Auslenkung des Rotors nach unten stattfinden wird oder nur eine sehr kleine Auslenkung. Damit kann der Spielraum 190 zwischen dem Führungselement 180 und dem Radialrad 105 sehr klein gemacht werden, so dass ein Kompressor mit einer guten Effizienz erhalten wird. Andererseits ermöglicht die geringe Auslenkung des Radialrads in axialer Richtung, also bei dem in Fig. 2B gezeigten Beispiel nach unten, dass der Rotor magnetgelagert werden kann und insbesondere mit einem Magnetlager, das in axialer Richtung passiv ist, also in dieser Richtung nicht geregelt ist, sondern das nur in radialer Richtung geregelt ist. Damit ist nur eine Regelung bezüglich einer einzigen, also der radialen Richtung nötig. Dies führt zu einem elektrischen Scheibenmotor, der trotz der erheblichen Drehzahlen, die er zu leisten imstande ist, ein einfaches Lagerregelungskonzept aufweist, da eine axiale Lager- regelung nicht nötig ist, wobei der Rotor dennoch mit einem kleinen Spielraum zum Führungselement 180 betrieben werden kann, um eine hohe Effizienz zu erreichen. In one implementation, the structural elements could also be mounted between the rotor and stator outside the motor gap. However, in the application in FIG. 2B or as a whole it is preferred to mount the construction elements between the rotor / element to be moved and the motor housing, since then the construction elements or the associated flow resistance R "140a between the target area 100 and the motor gap 30 as far outside relative to the rotor is mounted, while at the same time the second flow resistance, so the bore 200 through the rotor as far inside as possible, and preferably even axially mounted directly in the rotor. This ensures that the largest possible area of the rotor, namely at the top in the orientation shown in FIG. 2B, which at the same time is a preferred orientation for this disk motor in an application of a heat pump compressor, is not exposed to the target pressure pi, but only to the reduced one Pressure ρ-, 'so that by the operation of the rotor, by the ultimately resulting different pressures and p 0 , yet no deflection of the rotor will take place down or only a very small deflection. Thus, the clearance 190 between the guide member 180 and the radial gear 105 can be made very small, so that a compressor with a good efficiency is obtained. On the other hand, the slight downward deflection of the radial wheel in the axial direction, that is, in the example shown in FIG. 2B, allows the rotor to be magnetically supported and, in particular, with a magnetic bearing that is passive in the axial direction, ie not regulated in this direction. but that is regulated only in the radial direction. Thus, only one regulation with respect to a single, so the radial direction is necessary. This leads to an electric disk motor which, despite the considerable rotational speeds which it is capable of performing, has a simple bearing control concept, since an axial bearing regulation is not necessary, the rotor can still be operated with a small margin to the guide member 180 in order to achieve high efficiency.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Kräfte, die auf den Rotor wirken. Der Rotor 10 bzw. das zu bewegende Element 105 ist wieder schematisch als Radialrad im Querschnitt dargestellt, wobei jedoch die einzelnen Schaufeln aus Übersichtlichkeitsgründen nicht speziell dargestellt sind, jedoch für Fachleute unmittelbar klar sind. Wenn der Rotor betrieben wird, so existiert im Quellgebiet ein niedriger Verdampfungsdruck p0, während im Zielgebiet ein höherer Druck pi am Ausgang des Radialrads vorhanden ist, der durch den Führungsraum, an dem das Radiairad angrenzt, auf den noch höheren Verflüssigerdruck gebracht wird. Der Ausgangsdruck Pi drückt auf die obere relativ große Fläche des Radialrads mit einer Kraft Fi , die gleich dem Produkt aus p1 und der Fläche Ai ist, also der Fläche in der Draufsicht auf den Rotor 10 von oben. Darüber hinaus wirkt ein kleiner Druck F0 von unten auf den Rotor, der gleich dem Produkt aus dem niedrigen Quelldruck p0 und der relativ kleinen Fläche A0 ist. Fig. 4 shows a schematic representation of the forces acting on the rotor. The rotor 10 or the element 105 to be moved is again shown schematically as a radial wheel in cross section, but the individual blades are not specifically shown for reasons of clarity, but are immediately clear to those skilled in the art. When the rotor is operated, there is a low vaporization pressure p 0 in the source region, while in the target region there is a higher pressure pi at the outlet of the radial impeller, which is brought to the still higher condenser pressure by the guide space adjacent to the radial impeller. The output pressure Pi presses on the upper relatively large surface of the radial wheel with a force Fi, which is equal to the product of p 1 and the surface Ai, ie the surface in the plan view of the rotor 10 from above. In addition, a small pressure F 0 acts from below on the rotor, which is equal to the product of the low swelling pressure p 0 and the relatively small area A 0 .
Darüber hinaus wirkt eine Gewichtskraft Fg auf den Rotor, die gleich der Masse des Rotors mR mal der Erdbeschleunigung g ist. Darüber hinaus wirkt ferner eine Kraft FM wiede- rum nach oben, die gleich einer Änderung der Masse mit der Zeit multipliziert mit der Geschwindigkeit des Massestroms ist, den das Radialrad von unten nach oben ansaugt. Die Gewichtskraft und die Kraft aufgrund des Massestroms sind von außen gegeben. Dasselbe gilt für die Dimensionen der Flächen A0 und Av Allerdings wird durch den Druckredu- zierer 1 0 gemäß der vorliegenden Erfindung der Druck abgesenkt. Damit wird die Dif- ferenz aus Po -Ac-prAi durch den Druckreduzierer so klein als möglich gemacht. Hierdurch wird die insgesamt auf den Rotor bzw. das zu bewegende Element wirkende Kraft aufgrund des Betriebs des Rotors soweit als möglich reduziert, was wiederum zu einer reduzierten Auslenkung des Rotors führt, wenn der Rotor betrieben wird. Wenn keine Auslenkung aufgrund eines vorhandenen Berührungslagers, wie beispielsweise eines Kugellagers erlaubt wird, wird der Druck auf das Lager reduziert. In addition, a weight F g acts on the rotor, which is equal to the mass of the rotor m R times the gravitational acceleration g. In addition, a force F M also acts upwards, which is equal to a change in the mass with time multiplied by the velocity of the mass flow, which the radial wheel sucks from the bottom to the top. The weight and the force due to the mass flow are given from the outside. The same applies to the dimensions of the areas A 0 and A v. However, the pressure is reduced by the pressure reducer 10 according to the present invention. Thus, the difference between Po-Ac-prAi by the pressure reducer is made as small as possible. As a result, the total acting on the rotor or the element to be moved force due to the operation of the rotor is reduced as much as possible, which in turn leads to a reduced deflection of the rotor when the rotor is operated. If no deflection due to an existing contact bearing, such as a ball bearing, is allowed, the pressure on the bearing is reduced.
Vorzugsweise wird der Rotor bezüglich des Stators durch ein Magnetlager gelagert, wie es beispielhaft in Fig. 5 dargestellt ist. In Fig. 5 sind die beiden Richtungen axial 250 und radial 260 eingezeichnet. Es existiert wiederum ein Motor mit einem Motorspalt 40, und der Rotor wird bezüglich des Stators aufgrund der Permanentmagnete auf Seiten des Rotors und der elektrischen Spulen auf der Seite des Stators axial gehalten und nicht speziell geregelt. Dagegen ist eine Radialerfassungseinrichtung 270 sowie eine Radial- Steuerung/Regelungseinrichtung 280 vorgesehen. Die Radialerfassungseinrichtung 270 erfasst die Position des Rotors bezüglich des Stators bzw. umgekehrt über Erfassungsleitungen 271. Das Ergebnis der Radialerfassung 270 wird über eine Sensorleitung 272 der Radial-Steuerung/Regelungseinrichtung 280 mitgeteilt. Diese erzeugt entsprechende Aktorsignale über Aktorsignalleitungen 273 an dem Rotor bzw. dem Stator je nach Implementierung. Es wird jedoch bevorzugt, lediglich den Rotor anzusteuern, um ihn bezüglich des Stators aufgrund des Aktorsignals 273 zu positionieren, derart, dass der Motorspalt 40 um den kompletten Rotor herum eine ähnliche Größe hat und der Rotor den Stator nicht berührt. Preferably, the rotor is supported relative to the stator by a magnetic bearing, as exemplified in FIG. In Fig. 5, the two directions are shown axially 250 and 260 radially. Again, there is a motor with a motor gap 40, and the rotor is held axially with respect to the stator due to the permanent magnets on the rotor side and the electrical coils on the stator side, and not specially regulated. In contrast, a radial detection device 270 and a radial control / regulation device 280 is provided. The radial detection device 270 detects the position of the rotor relative to the stator or vice versa via detection lines 271. The result of the radial detection 270 is communicated to the radial control / regulation device 280 via a sensor line 272. This generates corresponding actuator signals via actuator signal lines 273 on the rotor or the stator, depending on the implementation. However, it is preferred to drive only the rotor to position it with respect to the stator due to the actuator signal 273, such that the motor gap 40 is of similar size around the entire rotor and the rotor does not contact the stator.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Rotor innen und kann der Stator außen sein. Dann handelt es sich um einen Innenläufer. Gleichzeitig kann jedoch das innere Element der Stator sein und das äußere Element der Rotor sein, so dass es sich um einen Außenläufer handelt. Prinzipiell ist die Magnetlagerung in beiden Fällen dahin gehend ähnlich, dass eine axiale Regelung nicht stattfindet, während eine radiale Regelung durch die Radialerfassungseinrichtung 270 und die Radial- Steuerung/Regelungseinrichtung 280 stattfindet. Bei Ausführungsbeispielen ist der Stator gleichzeitig als Lagerstator und Antriebsstator ausgebildet. In the embodiment shown in Fig. 5, the rotor may be inside and the stator may be outside. Then it is an inner rotor. At the same time, however, the inner element may be the stator and the outer element may be the rotor, so that it is an external rotor. In principle, the magnetic bearing in both cases is similar in that an axial control does not take place while a radial control by the radial detection device 270 and the radial control / regulation device 280 takes place. In embodiments, the stator is simultaneously formed as a bearing stator and drive stator.
Ferner ist der elektrische Scheibenmotor bei Ausführungsbeispielen ein Außenläufer, und eine axiale Höhe des elektrisch für den Antrieb wirksamen Stators ist kleiner als ein halber Durchmesser des Stators. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist der elektrische Scheibe nmotor ein Innenläufer, und eine axiale Höhe des Rotors ist kleiner als ein halber Durchmesser des elektrisch für den Antrieb wirksamen Rotors, wobei sich elektrisch wirksam auf den Bereich bezieht und durch den Bereich definiert ist, in dem die für den Antrieb verwendeten Permanentmagnete am Rotor den für den Antrieb verwendeten Spulen bzw. den auf den Polen aufgewickelten Spulen des Stators gegenüberliegen. Further, in embodiments, the electric disc motor is an external rotor, and an axial height of the electric drive effective stator is smaller than a half diameter of the stator. In other embodiments, the electric disc motor is an internal rotor, and an axial height of the rotor is less than half the diameter of the electrically driving rotor, electrically related to the region and defined by the region in which the the permanent magnets used on the rotor are opposite to the coils used for the drive or to the coils of the stator wound on the poles.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch einen bevorzugten Rotor, der mehrstückig ausgebildet ist. Insbesondere umfasst der Rotor das zu bewegende Element 105, das bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung aus einem nicht- ferromagnetischen Material ausgebildet ist, wie beispielsweise aus Kunststoff oder aus Aluminium. Das zu bewegende Element ist hier z.B. ein Schaufelrad bzw. Impeller eines Turbokompressors, wie er beispielsweise in einer Wärmepumpe angewendet werden kann. Fig. 6 shows a cross section through a preferred rotor, which is formed in several pieces. In particular, the rotor comprises the moving member 105, which in preferred embodiments of the present invention is formed of a non-ferromagnetic material, such as plastic or aluminum. The element to be moved here is for example a paddle wheel or impeller of a Turbocompressors, as it can be used for example in a heat pump.
Dagegen ist der Rotor 10, der die Permanentmagnete 130, das ringförmige die Perma- nentmagnete 130 umgebende Rückschlusselement und die darüber angeordnete Bandage 170 aufweist, aus einem anderen Material als das zu bewegende Element gebildet. Insbesondere sind die Permanentmagnete aus einem bestimmten für Permanentmagnete günstigem Material gebildet. Das Rückschlusselement ist ringförmig und aus einem fer- romagnetischen Material gebildet und die Bandage 170 ist vorzugsweise aus Carbonma- terial gebildet. By contrast, the rotor 10, which has the permanent magnets 130, the annular return element surrounding the permanent magnets 130 and the bandage 170 arranged above it, is formed from a different material than the element to be moved. In particular, the permanent magnets are formed of a specific material favorable for permanent magnets. The return element is annular and formed from a ferromagnetic material, and the bandage 170 is preferably formed from carbon material.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel stehen die Permanentmagnete 130 teilweise über eine erste flache Seite 105a vor, in der die Ausnehmung 40 gebildet ist. Das zu bewegende Element 105 hat ferner eine zweite„flache" Seite 105b, die jedoch einen kleineren Durchmesser hat als die erste Seite 105a, die ebenfalls als„flache" Seite gesehen werden kann, wenn aus Darstellungsgründen die Ausnehmung 40 als nicht vorhanden angesehen wird, und wenn ferner der Vorstand in Form einer umlaufenden Feder 276 ebenfalls weggedacht wird. Vorzugsweise greift jedoch die Feder 276 in eine in dem Rückschlusselement 160 vorgesehene ringförmige Nut 278 ein, so dass der Vorsprung 276 und die Nut 278 Eingriff nehmen. Je nach Ausführungsform kann jedoch auch im Rückschlusselement eine Feder und im zu bewegenden Element 105 bzw. in der ersten .flachen" Seite 105a die Nut vorgesehen sein. Damit erhält die Verbindung aus Rückschlusselement, Permanentmagnet und Bandage eine strukturelle Stabilität mit dem zu bewegenden Element 105, so dass ein stabiles Gesamtgefüge geschaffen wird, das auch bei hohen Drehzahlen in Form und Struktur bleibt. Insbesondere wird durch die Ausnehmung 40 ferner sichergestellt, dass die Permanentmagnete und das Rückschlusselement aufgrund der Fliehkräfte auf das Rotormaterial drücken, so dass die Verbindung zwischen dem Rückschlusselement einerseits und dem Rotormaterial andererseits umso fester wird, je höher die Drehzahl ist. In the exemplary embodiment shown in FIG. 6, the permanent magnets 130 project partially over a first flat side 105a, in which the recess 40 is formed. The element 105 to be moved further has a second "flat" side 105b, but of smaller diameter than the first side 105a, which may also be seen as a "flat" side if, for illustrative purposes, the recess 40 is considered non-existent, and if further the board in the form of a circumferential spring 276 is also thought away. Preferably, however, the spring 276 engages an annular groove 278 provided in the inference element 160 so that the projection 276 and the groove 278 engage. Depending on the embodiment, however, a spring may also be provided in the return element and the groove may be provided in the element 105 to be moved or in the first flat side 105a Thus, the connection of return element, permanent magnet and bandage obtains a structural stability with the element 105 to be moved In addition, it is further ensured by the recess 40 that the permanent magnets and the return element press on the rotor material due to the centrifugal forces, so that the connection between the return element on the one hand and the rotor material on the other hand, the stronger the higher the rotational speed.
Bezüglich der Abmessungen wird bevorzugt, dass der Motorspalt 40 kleiner als 1 ,5 mm ist, wobei im Falle einer Verkapselung im Motorspalt der Abstand zwischen dem Verkap- selungsmaterial und den Permanentmagneten kleiner als 1 ,5 mm ist. Ferner wird bevorzugt, dass ein Durchmesser des Stators 20 zwischen 3 cm und 7 cm ist, oder dass eine Höhe des Stators kleiner als 4 cm ist. Ferner ist der elektrische Scheibenmotor ausgebildet, um bei einer Drehzahl größer als 50.000 Umdrehungen pro Minute zu laufen. Fern hat die Bohrung 200 einen Durchmesser vorzugsweise zwischen 1 und 4 mm. Außerdem ist ein Spielraum 190 zwischen dem Führungselement 180 und dem Schaufelrad 105 vorzugsweise kleiner als 1 ,5 mm. Darüber hinaus wird es, wie es insbesondere in Fig. 6 gezeigt ist, bevorzugt, dass das zu bewegende Element 105 die erste„flache" Seite 105a hat, die dem Stator 20 gegenüberliegt, und die zweite flache Seite 105b hat, die von dem Stator 20 abgewandt ist, wobei der Durchmesser der ersten flachen Seite größer als der zweite Durchmesser der zweiten flachen Seite ist. Ferner ist, wie gesagt, die Ausnehmung 40 in der ersten flachen Seite 105a angeordnet, wobei die Permanentmagnete 130 zumindest teilweise in der Ausnehmung 40 lokalisiert sind. Ferner ist es bei bevorzugten Ausführungsbeispielen nützlich, dass das Rückschlusselement die eher trapezförmige Querschnittsform hat, wie es in Fig. 6 gezeichnet ist, so dass eine Oberkante des Rückschlusselements 160 in axialer Richtung höher angeordnet ist als eine Oberkante der Permanentmagnete 130. Damit sind die Permanentmagnete 130 möglichst tief in der Ausnehmung angeordnet, während das Rückschlusselement über die Permanentmagnete 130 bezüglich seiner Seite, die mit der Bandage 170 verbunden ist, vorsteht. With regard to the dimensions, it is preferred that the motor gap 40 is smaller than 1.5 mm, wherein in the case of an encapsulation in the motor gap, the distance between the encapsulation material and the permanent magnets is less than 1.5 mm. Further, it is preferable that a diameter of the stator 20 is between 3 cm and 7 cm, or that a height of the stator is smaller than 4 cm. Further, the electric disk motor is configured to run at a speed greater than 50,000 revolutions per minute. Remote the bore 200 has a diameter preferably between 1 and 4 mm. In addition, a clearance 190 between the guide member 180 and the paddle wheel 105 is preferably less than 1, 5 mm. Moreover, as shown particularly in FIG. 6, it is preferable that the moving member 105 has the first "flat" side 105a opposite to the stator 20 and has the second flat side 105b that faces from the stator 20, wherein the diameter of the first flat side is larger than the second diameter of the second flat side Furthermore, as stated, the recess 40 is arranged in the first flat side 105a, wherein the permanent magnets 130 at least partially located in the recess 40 Further, in preferred embodiments, it is useful that the return element has the more trapezoidal cross-sectional shape as shown in Fig. 6 so that an upper edge of the return element 160 is located higher in the axial direction than an upper edge of the permanent magnets 130. Thus the permanent magnets 130 arranged as deep as possible in the recess, while the return element on the permanent magnet te 130 protrudes with respect to its side, which is connected to the bandage 170.
Ferner ist, wie es deutlicher z.B. in Fig. 2B gezeigt ist, das Verkapselungsmaterial 70 nicht nur im Motorspalt 40 an dem Stator 20 angebracht, sondern auch auf der Unterseite des Stators 20 in Fig. 2B, also der Seite des Stators, die der Ausnehmung 40 gegenüberliegt. Der Stator 20 ist hierbei vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet und hat eine Normale, die parallel zur Drehachse ist oder mit der Drehachse übereinstimmt. Die flache Seite des Stators liegt über die Ausnehmung 40 einer entsprechenden Seite des zu bewegenden Elements gegenüber, und das Verkapselungsmaterial 70 ist auch auf der flachen Seite des Stators zusätzlich zu den entsprechenden Seiten der Permanentmagnete angebracht. Es ist jedoch nicht nötig, dass das Verkapselungsmaterial den kompletten Bereich oberhalb des Stators 20 ausfüllt. Stattdessen reicht es aus, dass das Verkapselungsmaterial der Stators gegenüber dem Innenbereich des elektrischen Scheibenmotors abdichtet. Furthermore, as shown more clearly e.g. As shown in FIG. 2B, the encapsulation material 70 is attached to the stator 20 not only in the motor gap 40, but also on the underside of the stator 20 in FIG. 2B, that is, the side of the stator facing the recess 40. The stator 20 is in this case preferably disc-shaped and has a normal which is parallel to the axis of rotation or coincides with the axis of rotation. The flat side of the stator is opposed to a corresponding side of the moving member via the recess 40, and the encapsulation material 70 is also mounted on the flat side of the stator in addition to the respective sides of the permanent magnets. However, it is not necessary for the encapsulation material to fill the entire area above the stator 20. Instead, it is sufficient that the encapsulation material of the stator seals against the interior of the electric disc motor.
Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Anwendung des elektrischen Scheibenmotors an dem Beispiel einer Wärmepumpe. Die Wärmepumpe umfasst einen Verdampfer 300, einen Kompressor 400 und einen Verflüssiger 500, wobei der Kompressor 400 den elektrischen Scheibenmotor aufweist, der Bezug nehmend auf die Fig. 1A bis 6 beschrieben worden ist. Zusätzlich zu den Elementen des Scheibenmotors, die beispielsweise Bezug nehmend auf Fig. 2A dargestellt worden sind, umfasst der Kompressor ferner einen Leitraum 510, der radial angeordnet ist, um den von dem zu bewegenden Element 105 geförderten Arbeitsdampf, der von dem Verdampfer 300 angesaugt worden ist. weiter zu fördern und letztendlich den Druck auf den geforderten Druck in der Kondensationszone im Kondensierer 500 zu erhöhen. Fig. 7 shows a preferred application of the electric disc motor to the example of a heat pump. The heat pump includes an evaporator 300, a compressor 400 and a condenser 500, the compressor 400 having the electric disk motor described with reference to FIGS. 1A to 6. In addition to the elements of the disc motor illustrated, for example, with reference to FIG. 2A, the compressor further includes a pilot space 510, which is arranged radially around the working steam conveyed by the moving member 105, which has been sucked by the evaporator 300. continue to promote and ultimately increase the pressure to the required pressure in the condensation zone in the condenser 500.
Zu kühlende Flüssigkeit läuft über einen Verdampferzulauf 302 in den Verdampfer. Gekühlte Arbeitsfiüssigkeit läuft über einen Verdampferablauf 304 wieder aus dem Verdampfer ab. Um sicherzustellen, dass das Radialrad 105 nur Dampf und nicht Wassertropfen ansaugt, ist zusätzlich ein Tropfenabscheider 306 vorgesehen. Aufgrund des niedrigen Drucks in dem Verdampfer 300 wird ein Teil der über den Verdampferzulauf 302 in den Verdampfer 300 gebrachten Arbeitsflüssigkeit verdampft und durch den Tropfenabscheider 306 hindurch über die zweite Seite 105b des Radialrads 105 angesaugt und nach oben gefördert und dann in den Leitraum 510 abgegeben. Aus dem Leitraum 510 wird komprimierter Arbeitsdampf in die Kondensationszone 510 gebracht. Der Kondensations- zone 510 wird ferner über einen Verflüssigerzulauf 512 zu erwärmende Arbeitsflüssigkeit zugeführt, die durch die Kondensation mit dem erwärmten Dampf erwärmt wird und über einen Verflüssigerablauf 514 abgeführt wird. Vorzugsweise ist der Verflüssiger als Verflüssiger in Form einer .Dusche" ausgebildet, so dass über eine Verteilereinrichtung 516 eine Flüssigkeitsverteilung in der Kondensationszone 510 erreicht wird, so dass möglichst effizient der komprimierte Arbeitsdampf kondensiert wird und die in ihm enthaltene Wärme in die Flüssigkeit im Verflüssiger übertragen wird. Liquid to be cooled passes through an evaporator inlet 302 into the evaporator. Cooled Arbeitsfiüssigkeit runs on an evaporator effluent 304 back from the evaporator. To ensure that the radial wheel 105 only sucks in steam and not drops of water, a mist eliminator 306 is additionally provided. Due to the low pressure in the evaporator 300, a part of the working fluid brought into the evaporator 300 via the evaporator inlet 302 is evaporated and sucked through the mist eliminator 306 via the second side 105b of the radial gear 105 and conveyed upwards and then discharged into the guide space 510. From the Leitraum 510 compressed working steam is brought into the condensation zone 510. The condensation zone 510 is further supplied via a condenser inlet 512 to be heated working fluid, which is heated by the condensation with the heated steam and discharged through a condenser outlet 514. Preferably, the condenser is designed as a condenser in the form of a "shower", so that via a distributor device 516, a liquid distribution in the condensation zone 510 is reached, so that as efficiently as possible, the compressed working steam is condensed and transfer the heat contained in it into the liquid in the condenser becomes.
Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet das Motorgehäuse 1 10 gleichzeitig auch das obere Gehäuseteil des Kondensierers bzw. Verflüssigers 500. Darüber hinaus ist, wie es ferner in Fig. 7 gezeigt ist, die Anschlussleitung 80 für die Spulen des Stators 20 mit einer Steuerung 600 verbunden, um die entsprechenden Drehzahlsteuerungen und gleichzeitig auch die aktive Lagerung über ein vorzugsweise verwendetes Magnetlager durchzuführen, wie es anhand der Fig. 5 beschrieben worden ist. Die Steuerung stellt damit zusätzlich auch die Funktionen der Radialerfassung 270 und der Radial- Steuerung/Regelung 280 bereit. In the embodiment shown in Fig. 7, the motor housing 1 10 simultaneously forms the upper housing part of the condenser or condenser 500. In addition, as is also shown in Fig. 7, the connecting line 80 for the coils of the stator 20 with a Control 600 connected to perform the corresponding speed controls and at the same time the active storage on a preferably used magnetic bearing, as has been described with reference to FIG. 5. The controller thus additionally provides the functions of the radial detection 270 and the radial control / regulation 280.
Obgleich bestimmte Elemente als Vorrichtungselemente beschrieben sind, sei darauf hingewiesen, dass diese Beschreibung gleichermaßen als Beschreibung von Schritten eines Verfahrens und umgekehrt anzusehen ist. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Steuerung beispielsweise durch das Element 600 in Fig. 7 oder 280 in Fig. 5 als Software oder Hardware implementiert werden kann. Die Implementierung der Steuerung kann auf einem nicht-flüchtigen Speichermedium, einem digitalen oder anderen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder CD mit elekt- ronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren zum Pumpen von Wärme bzw. zum Betreiben einer Wärmepumpe ausgeführt wird. Allgemein umfasst die Erfindung somit auch ein Computer-Programm-Produkt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens, wenn das Computer-Programm-Produkt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt, kann die Erfindung somit auch als ein Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Computer- Programm auf einem Computer abläuft. Although certain elements are described as device elements, it should be understood that this description is likewise to be regarded as a description of steps of a method and vice versa. It should also be appreciated that the controller may be implemented as software or hardware, for example, by element 600 in FIG. 7 or 280 in FIG. The implementation of the control can be carried out on a non-volatile storage medium, a digital or other storage medium, in particular a disk or CD with electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable computer system such that the corresponding method for pumping heat or to operate a heat pump is running. In general, the invention thus also comprises a computer program product with a program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method when the computer program product runs on a computer. In other words, the invention can thus also be realized as a computer program with a program code for carrying out the method when the computer program runs on a computer.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Rotor 10 rotor
20 Stator  20 stator
30 Motorspalt 30 motor gap
40 Ausnehmung  40 recess
50 erstes Gebiet  50 first area
60 zweites Gebiet  60 second area
70 Verkapselungsmaterial 80 Anschlussleitungen  70 encapsulant 80 leads
90 Einlass/Quellgebiet  90 inlet / source area
100 Auslass/Zielgebiet  100 outlet / target area
105 zu bewegendes Element 105 element to be moved
105a erste Seite 105a first page
105b zweite Seite 105b second page
110 Motorgehäuse  110 motor housing
120 Dichtung  120 seal
130 Permanentmagnete  130 permanent magnets
140 Druckreduzierer  140 pressure reducer
140a erster Flusswiderstand140a first flow resistance
140b zweiter Flusswiderstand140b second flow resistance
150 Statorspulen 150 stator coils
160 Rückschlusselement  160 return element
170 Bandage  170 bandage
180 Führungsbauelement180 guide component
190 Spielraum 190 travel
200 Bohrung  200 hole
210a-210d Konstruktionselemente 212a-212d Konstruktionselemente 250 Axialrichtung  210a-210d Construction elements 212a-212d Construction elements 250 Axial direction
260 Radialrichtung  260 radial direction
270 Radialerfassungseinrichtung 270 Radial detection device
271 Erfassungsleitung 271 detection line
272 Steuerleitung  272 control line
273 Aktorleitung 273 actuator line
276 Vorsprung 278 Nut 276 lead 278 groove
280 Radial-Steuerung/Regeiung 280 Radial control / regulation
300 Verdampfer 300 evaporators
302 Verdampferzulauf  302 evaporator feed
304 Verdampferablauf 304 Evaporator drain
306 Tropfenabscheider 306 droplet separator
400 Kompressor 400 compressor
410 Leitweg  410 route
500 Kondensierer  500 condensers
510 Kondensationszone510 condensation zone
512 Verflüssigerzulauf 512 condenser feed
514 Verflüssigerablauf  514 Condenser drain
516 Verflüssigerverteiler 516 condenser distributor
600 Steuerung 600 control

Claims

Paterta Brtjcjie Paterta Brt j cjie
1. Elektrischer Scheibenmotor mit folgenden Merkmalen: einem Rotor (10), der ein zu bewegendes Element (105) aufweist; einem Stator (20), wobei der Stator so bezüglich des Rotors (20) angeordnet ist, dass ein Motorspalt (30) zwischen dem Rotor und dem Stator vorhanden ist, wobei der Rotor (10) eine Ausnehmung (40) hat, in der der Stator (20) angeordnet ist, wobei der Rotor (10) in einem ersten Gebiet (50) mit einem ersten Druck angeordnet ist, wobei der Stator (20) in einem zweiten Gebiet (60) mit einem zweiten Druck angeordnet ist, wobei sich der zweite Druck von dem ersten Druck unterscheidet, und wobei in dem Motorspalt (30) ein Verkapse!ungsmaterial (70) angeordnet ist, durch das das erste Gebiet (50) von dem zweiten Gebiet (60) getrennt ist. An electric disk motor comprising: a rotor (10) having a member (105) to be moved; a stator (20), wherein the stator is arranged with respect to the rotor (20), that a motor gap (30) between the rotor and the stator is present, wherein the rotor (10) has a recess (40), in which Stator (20) is arranged, wherein the rotor (10) in a first region (50) is arranged at a first pressure, wherein the stator (20) in a second region (60) is arranged at a second pressure, wherein the second pressure is different from the first pressure, and wherein in the motor gap (30) a Verkers! ungsmaterial (70) is arranged, through which the first region (50) from the second region (60) is separated.
2. Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 1 , der ferner folgende Merkmale aufweist: ein Motorgehäuse (1 10), mit dem das Verkapselungsmaterial (70) direkt oder indirekt verbunden ist, so dass innerhalb des Motorgehäuses das erste Gebiet mit dem ersten Druck und außerhalb des Motorgehäuses das zweite Gebiet mit dem zweiten Druck ausgebildet ist. 3. Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Stator (20) eine Mehrzahl von Spulen (150) aufweist, die mit Anschlussleitungen (80) versehen sind, und die auf Polen aufgebracht sind, wobei das Verkapselungsmaterial (70) die Spulen (150) und die Pole umgibt, und wobei die Anschlussleitungen (80) aus dem Verkapselungsmaterial (70) in das zweite Gebiet (60) vorstehen, oder bei dem an dem Rotor (10) eine Mehrzahl von Permanentmagneten (130) angebracht ist, bei dem der Stator (20) mit Spulen (150) versehen ist, wobei die Spulen (150) den Permanentmagneten (130) über den Motorspalt (30) gegenüberliegen. An electric disk motor according to claim 1, further comprising: a motor housing (110) to which the encapsulation material (70) is directly or indirectly connected, such that within the motor housing the first area at the first pressure and outside the motor housing the second region is formed with the second pressure. An electric disk motor according to claim 1 or 2, wherein said stator (20) comprises a plurality of coils (150) provided with leads (80) and applied to poles, said encapsulating material (70) forming said coils (150) and surrounding the poles, and wherein the leads (80) of the encapsulant material (70) protrude into the second region (60), or in which a plurality of permanent magnets (130) is mounted on the rotor (10), in which the stator (20) is provided with coils (150), the coils (150) being applied to the permanent magnets (130) via the motor gap (30 ) are opposite.
Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 3, wobei jeder Permanentmagnet (130) einen ersten Kreissektor umfasst, wobei jeder Pol einen zweiten Kreissektor umfasst, und wobei der erste Kreissektor der Permanentmagneten größer oder gleich dem zweiten Kreissektor der Pole ist. An electric disc motor according to claim 3, wherein each permanent magnet (130) comprises a first circular sector, each pole comprising a second circular sector, and wherein the first circular sector of the permanent magnets is greater than or equal to the second circular sector of the poles.
Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 4, wobei wenigstens vier bezüglich des Motorspalts (30) entgegengesetzt polarisierte Permanentmagnete an dem Rotor (10) angebracht sind, wobei die Permanentmagnete so polarisiert sind, dass ein Permanentmagnet seinen Nordpol zu dem Motorspalt (30) hin gerichtet hat und ein benachbart angeordneter Permanentmagnet seinen Südpol zu dem Motorspalt (30) hin gerichtet hat. An electric disc motor according to claim 4, wherein at least four oppositely polarized permanent magnets with respect to the motor gap (30) are mounted on the rotor (10), the permanent magnets being polarized such that a permanent magnet has directed its north pole toward the motor gap (30) adjacently arranged permanent magnet has directed its south pole towards the motor gap (30).
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der so betreibbar ist, dass der erste Druck kleiner als der zweite Druck ist. Electric disc motor according to one of the preceding claims, which is operable so that the first pressure is less than the second pressure.
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rotor radial bezüglich einer Drehachse des Rotors aktiv magnetgelagert ist (270, 280), oder wobei der Stator gleichzeitig als Lagerstator und Antriebsstator ausgebildet ist. Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rotor axial bezüglich einer Drehachse des Rotors (10) magnetisch passiv gelagert ist. Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rotor (10) an einem Innenbereich der Ausnehmung (40) eine Mehrzahl von Permanentmagneten ( 30) aufweist, wobei ferner ein ringförmiges magnetisches Rückschlusselement (160) die Permanentmagnete (130) umgibt, so dass die Permanentmagnete zwischen dem Rückschlusselement und dem Motorspalt (30) angeordnet sind. Electric disc motor according to one of the preceding claims, in which the rotor is radially magnetically supported (270, 280) radially relative to a rotational axis of the rotor, or wherein the stator is simultaneously formed as a bearing stator and drive stator. Electric disc motor according to one of the preceding claims, wherein the rotor is mounted axially passive with respect to a rotational axis of the rotor (10). An electric disk motor according to any one of the preceding claims, wherein the rotor (10) has a plurality of permanent magnets (30) at an inner portion of the recess (40), further comprising an annular magnetic return element (160) surrounding the permanent magnets (130) the permanent magnets between the return element and the motor gap (30) are arranged.
Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 9, bei dem ferner an dem ringförmigen Rückschlusselement (160) eine Bandage (170) auf der Seite des Rückschlusselements (160) angebracht ist, die von dem Permanentmagneten (130) abgewandt ist. An electric disc motor according to claim 9, further comprising a bandage (170) attached to said annular return element (160) on the side of said return element (160) facing away from said permanent magnet (130).
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Stator (20) scheibenförmig ist und eine flache Seite hat, deren Normale parallel zu einer Drehachse ist oder mit der Drehachse übereinstimmt, wobei die flache Seite des Stators einer Seite des zu bewegenden Elements (150) gegenüberliegt, und wobei das Verkapselungsmaterial (70) auf der flachen Seite des Stators (20) und an einer Stirnseite des Stators, die Permanentmagneten (130) des Rotors (10) gegenüberliegt, angeordnet ist. An electric disc motor according to any one of the preceding claims, wherein the stator (20) is disc-shaped and has a flat side whose normal is parallel to a rotation axis or coincides with the rotation axis, the flat side of the stator being fixed to one side of the member to be moved (150 ), and wherein the encapsulation material (70) is disposed on the flat side of the stator (20) and on an end face of the stator facing permanent magnets (130) of the rotor (10).
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zu bewegende Element (105) eine erste Seite (105a) hat, die dem Stator (20) gegenüberliegt, und eine zweite Seite (105b) hat, die von dem Stator abgewandt ist, wobei ein erster Durchmesser der ersten Seite größer als ein zweiter Durchmesser der zweiten Seite ist. An electric disc motor according to any one of the preceding claims, wherein the member to be moved (105) has a first side (105a) facing the stator (20) and a second side (105b) facing away from the stator a first diameter of the first side is greater than a second diameter of the second side.
13. Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 12, bei dem in der ersten Seite (105a) die Ausnehmung (40) angeordnet ist, in der die Permanentmagnete (130) zumindest teilweise angeordnet sind, wobei die Permanentmagnete (130) an einer von dem Stator (20) abgewandten Seite mit einem ringförmigen Rückschlusselement (160) versehen sind. 13. An electric disk motor according to claim 12, in which the recess (40) is arranged in the first side (105a), in which the permanent magnets (130) are at least partially arranged, wherein the permanent magnets (130) on a side facing away from the stator (20) with an annular return element ( 160) are provided.
Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 13, wobei die Permanentmagnete (130) zumindest teilweise über die erste Seite (105a) vorstehen, oder wobei das ringförmige Rückschlusselement (160) über die erste Seite (105a) vorsteht, oder wobei die Permanentmagnete (130) eine erste Länge über die erste Seite (105a) vorstehen und das ringförmige Rückschlusselement (160) um eine zweite Länge, die größer ist als die erste Länge, über die erste Seite (105a) vorsteht. The electric disc motor of claim 13, wherein the permanent magnets (130) at least partially protrude beyond the first side (105a), or wherein the annular return element (160) projects beyond the first side (105a), or wherein the permanent magnets (130) have a first length protrude beyond the first side (105a) and project the annular return element (160) a second length greater than the first length beyond the first side (105a).
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die erste Seite (105a) einen Vorsprung (276) aufweist und ein ringförmiges Rückschlusselement (160) eine Nut (278) aufweist, die ausgebildet ist, um den Vorsprung (276) in Eingriff zu nehmen, oder bei dem die erste Seite (105a) eine Nut aufweist und das ringförmige Rückschlusselement (160) den Vorsprung aufweist, wobei der Vorsprung ausgebildet ist, um die Nut in Eingriff zu nehmen. An electric disc motor according to any one of claims 12 to 14, wherein said first side (105a) has a projection (276) and an annular return element (160) has a groove (278) formed to engage said projection (276) or in which the first side (105a) has a groove and the annular return element (160) has the projection, wherein the projection is adapted to engage the groove.
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Motorgehäuse (1 10) einen Deckel aufweist, mit dem der Stator (20) und das Verkapselungsmaterial (70) verbunden sind, oder bei dem der Deckel aus dem Verkapselungsmaterial einstückig ausgeführt ist, oder wobei der Deckel mit einem Motorgehäuseteil lösbar verbunden ist, und wobei an einer Schnittstelle zwischen dem Deckel und dem Motorgehäuseteil eine Dichtung (120) ausgebildet ist, durch die das erste Gebiet (50) von dem zweiten Gebiet (60) abgedichtet ist. 17. Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zu bewegende Element (105) ein Radialrad mit Schaufeln ist, wobei die Schaufeln ausgebildet sind, um bei einer Drehung des Radialrads Gas einem dritten Gebiet mit höherem Druck als dem ersten Druck zu fördern. An electric disc motor according to any one of the preceding claims, wherein a motor housing (110) has a lid to which the stator (20) and the encapsulation material (70) are connected, or wherein the lid is made of the encapsulating material in one piece, or wherein the cover is releasably connected to a motor housing part, and wherein at a interface between the cover and the motor housing part, a seal (120) is formed, through which the first area (50) from the second area (60) is sealed. 17. An electric disc motor as claimed in any one of the preceding claims, wherein the member (105) to be moved is a radial wheel with vanes, the vanes being configured to deliver gas to a third region of higher pressure than the first pressure upon rotation of the radial wheel ,
Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 15, bei dem das Verkapselungsmate- rial (70) so angeordnet ist, dass das dritte Gebiet mit dem ersten Gebiet kommuniziert, und dass das erste und das dritte Gebiet mit dem zweiten Gebiet nicht kommuniziert. The electric disc motor of claim 15, wherein the encapsulation material (70) is arranged so that the third area communicates with the first area, and that the first and third areas do not communicate with the second area.
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der so ausgebildet ist, dass der Motorspalt (30) kleiner als 1 ,5 mm ist, oder bei dem ein Durchmesser des Stators (20) zwischen 3 cm und 7 cm ist, oder bei dem eine Höhe des Stators (20) kleiner als 4 cm ist, oder der ausgebildet ist, um bei einer Drehzahl größer als 50.000 U/min zu laufen. An electric disk motor according to any one of the preceding claims, which is formed so that the motor gap (30) is smaller than 1, 5 mm, or in which a diameter of the stator (20) is between 3 cm and 7 cm, or at a height of the stator (20) is less than 4 cm, or is designed to run at a speed greater than 50,000 U / min.
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Scheibenmotor ein Außenläufer ist, und eine axiale Höhe des Stators kleiner als ein halber Durchmesser des Stators ist, oder wobei der elektrische Scheibenmotor ein Innenläufer ist, und eine axiale Höhe des Rotors kleiner als ein halber Durchmesser des Rotors ist. An electric disc motor according to any one of the preceding claims, wherein the electric disc motor is an external rotor, and an axial height of the stator is smaller than a half diameter of the stator, or wherein the electric disc motor is an internal rotor, and an axial height of the rotor is less than half Diameter of the rotor is.
21. Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Rotor (10) mit dem zu bewegenden Element (105) verbunden ist, wobei das zu bewegende Element aus Aluminium oder Kunststoff ausgebildet ist, und der Rotor (10) Permanentmagnete (130) und ein magnetisches Rückschlusselement (160) aufweist. 21. An electric disk motor according to one of the preceding claims, wherein the rotor (10) is connected to the element to be moved (105), wherein the element to be moved is formed of aluminum or plastic, and the rotor (10) permanent magnets (130) and a magnetic return element (160).
22. Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ausgebildet ist, um durch das zu bewegende Element ein Medium von einem Quellgebiet (90) in ein Zielgebiet ( 00) zu fördern, wobei der Druck in dem Zielgebiet (100) höher als ein Druck in dem Quellgebiet (90) ist, wobei der elektrische Scheibenmotor ferner folgendes Merkmal aufweist: einen Druckreduzierer (140) zum Reduzieren eines auf den Rotor wirkenden Drucks aufgrund eines Betriebs des Rotors (10). 22. An electric disc motor according to any one of the preceding claims, adapted to convey a medium from a source region (90) to a target area (00) by the moving member, the pressure in the target area (100) being higher than a pressure in the source area (90), the electric disk motor further comprising: a pressure reducer (140) for reducing a pressure acting on the rotor due to an operation of the rotor (10).
Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 22, bei dem der Druckreduzierer (140) einen ersten endlichen Flusswiderstand (140a) zwischen dem Zielgebiet (100) und dem Motorspalt (30) oder einen zweiten endlichen Flusswiderstand (140b) zwischen dem Motorspalt (30) und dem Quellgebiet (90) aufweist, wobei der erste Flusswiderstand (140a) als Labyrinthdichtung (210a-210c) zwischen einem Motorgehäuse (1 10) und dem Rotor (10) ausgebildet ist, oder wobei der zweite Flusswiderstand (140b) als Bohrung (200) in dem Rotor ausgebildet ist, damit über die Bohrung eine Gaskommunikation zwischen dem Quellgebiet (90) und dem Motorspalt (30) ermöglicht ist. An electric disc motor according to claim 22, wherein the pressure reducer (140) has a first finite flow resistance (140a) between the target area (100) and the engine gap (30) or a second finite flow resistance (140b) between the engine gap (30) and the source area (12). 90), wherein the first flow resistance (140a) as a labyrinth seal (210a-210c) between a motor housing (1 10) and the rotor (10) is formed, or wherein the second flow resistance (140b) as a bore (200) in the rotor is formed so that via the bore gas communication between the source region (90) and the motor gap (30) is made possible.
Elektrischer Scheibenmotor nach Anspruch 23, bei dem die Bohrung (200) einen Durchmesser zwischen 1 und 4 mm aufweist. An electric disc motor according to claim 23, wherein the bore (200) has a diameter between 1 and 4 mm.
Elektrischer Scheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zu bewegende Element (105) als Schaufelrad ausgebildet ist, das mit dem Rotor verbunden ist, wobei das zu bewegende Element (105) ferner innerhalb eines Führungsbauelements (180) drehbar angeordnet ist, wobei ein Spielraum (190) zwischen dem Führungselement (180) und dem Schaufelrad (105) kleiner als 1 ,5 mm ist. An electric disc motor according to any one of the preceding claims, wherein the member (105) to be moved is formed as a paddle wheel connected to the rotor, the member (105) to be moved being further rotatably disposed within a guide member (180), a Clearance (190) between the guide member (180) and the paddle wheel (105) is less than 1, 5 mm.
Wärmepumpe mit folgenden Merkmalen; einem Verdampfer (300); einem Kompressor (400); und einem Verflüssiger (500), wobei der Kompressor (400) einen elektrischen Scheibenmotor nach einem derHeat pump with the following features; an evaporator (300); a compressor (400); and a condenser (500), wherein the compressor (400) is an electric disc motor according to any one of
Ansprüche 1 bis 25 aufweist. Claims 1 to 25 has.
Wärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das zu bewegende Element ein Schaufelrad ist, wobei ein Ansaugbereich des Verdampfers (300) mit einem Führungsbauelement (180) verbunden ist, so dass bei einem Betrieb des elektrischen Scheibenmotors verdampfte Arbeitsflüssigkeit angesaugt wird, wobei in einem Betrieb der Wärmepumpe ein Quelldruck in dem Ansaugbereich des Verdampfers (300) vorhanden ist, wobei an einem Förderende des Radialrads das erste Gebiet mit dem ersten Druck ist, der höher als der Quelldruck ist, wobei in dem Verflüssiger (500) ein Verflüssigerdruck ist, der größer als der erste Druck ist, und wobei der zweite Druck in dem zweiten Gebiet (60) gleich dem Verflüssigerdruck ist oder gleich einem Umgebungsdruck ist. Heat pump according to one of the preceding claims, wherein the element to be moved is a paddle wheel, wherein a suction region of the evaporator (300) is connected to a guide device (180), so that in an operation of the electric disc motor vaporized working fluid is sucked, in one Operation of the heat pump, a swelling pressure in the suction of the evaporator (300) is present, wherein at a conveying end of the Radialrads the first region with the first pressure is higher than the swelling pressure, wherein in the condenser (500) is a condenser, the is greater than the first pressure, and wherein the second pressure in the second region (60) is equal to or equal to condenser pressure.
Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Scheibenmotors mit einem Rotor (10), der ein zu bewegendes Element (105) aufweist, einem Stator (20), wobei der Stator so bezüglich des Rotors (20) angeordnet ist, dass ein Motorspalt (30) zwischen dem Rotor und dem Stator vorhanden ist, mit folgenden Schritten: A method of manufacturing an electric disc motor having a rotor (10) having a member (105) to be moved, a stator (20), the stator being disposed relative to the rotor (20) such that a motor gap (30) is interposed between the stator Rotor and the stator is present, with the following steps:
Ausführen einer Ausnehmung (40) in dem Rotor (10), in der der Stator (20) angeordnet ist, Performing a recess (40) in the rotor (10) in which the stator (20) is arranged,
Anordnen des Rotors (10) in einem ersten Gebiet (50) mit einem ersten Druck; Placing the rotor (10) in a first area (50) at a first pressure;
Anordnen des Stators (20) in einem zweiten Gebiet (60) mit einem zweiten Druck, wobei sich der zweite Druck von dem ersten Druck unterscheidet, und Placing the stator (20) in a second area (60) at a second pressure, the second pressure being different from the first pressure, and
Anordnen von Verkapselungsmatenal (70) in dem Motorspalt (30), durch das das erste Gebiet (50) von dem zweiten Gebiet (60) getrennt ist. Placing encapsulant material (70) in the motor gap (30) separating the first region (50) from the second region (60).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111211636A (en) * 2020-01-15 2020-05-29 湖北气佬板节能技术有限公司 Overvoltage protection device for air compressor
CN112594167A (en) * 2020-12-14 2021-04-02 江西卡帕气体技术有限公司 Overvoltage protection device for air compressor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2235193A1 (en) * 1972-07-18 1974-02-07 Allweiler Ag KIT OF CENTRIFUGAL PUMPS
JP2006153001A (en) * 2004-11-04 2006-06-15 Bridgestone Corp Rubber latex dip device
US20070177993A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Asian Kogyo Kabushiki Kaisha Electric pump
WO2008156144A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Centrifugal pump and liquid supply device using the same
EP2072825A2 (en) * 2007-12-21 2009-06-24 INA Drives & Mechatronic GmbH & Co. OHG Coolant pump
EP2549113A2 (en) 2011-07-20 2013-01-23 Levitronix GmbH Magnetic rotor and rotation pump with a magnetic rotor
US20140322020A1 (en) * 2003-09-18 2014-10-30 Thoratec Corporation Rotary Blood Pump

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2659396B1 (en) * 1990-03-07 1992-05-15 Cit Alcatel VACUUM PUMP FOR CLEAN MOLECULAR VACUUM.
WO1996031934A1 (en) * 1995-04-03 1996-10-10 Sulzer Electronics Ag Rotary machine with an electromagnetic rotary drive
DE10221843B4 (en) * 2002-05-16 2004-12-30 Minebea Co., Ltd. Electric motor for use as a pump motor and pump
DE10338222A1 (en) * 2003-08-20 2005-03-10 Leybold Vakuum Gmbh Combined drive with storage
TWI384123B (en) * 2006-02-23 2013-02-01 Levitronix Technologies Llc A rotary pump, hydrodynamic mixer with a rotary pump, and also the use of the rotary pump for the processing of fluids
DE102006036948A1 (en) * 2006-08-06 2008-02-07 Akdis, Mustafa, Dipl.-Ing. blood pump
DE102006056799A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Efficient Energy Gmbh Method for producing a workpiece and workpiece

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2235193A1 (en) * 1972-07-18 1974-02-07 Allweiler Ag KIT OF CENTRIFUGAL PUMPS
US20140322020A1 (en) * 2003-09-18 2014-10-30 Thoratec Corporation Rotary Blood Pump
JP2006153001A (en) * 2004-11-04 2006-06-15 Bridgestone Corp Rubber latex dip device
US20070177993A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Asian Kogyo Kabushiki Kaisha Electric pump
WO2008156144A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Panasonic Electric Works Co., Ltd. Centrifugal pump and liquid supply device using the same
EP2072825A2 (en) * 2007-12-21 2009-06-24 INA Drives & Mechatronic GmbH & Co. OHG Coolant pump
EP2549113A2 (en) 2011-07-20 2013-01-23 Levitronix GmbH Magnetic rotor and rotation pump with a magnetic rotor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111211636A (en) * 2020-01-15 2020-05-29 湖北气佬板节能技术有限公司 Overvoltage protection device for air compressor
CN112594167A (en) * 2020-12-14 2021-04-02 江西卡帕气体技术有限公司 Overvoltage protection device for air compressor

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