WO2019101576A1 - Elektromotor, wärmepumpe mit dem elektromotor, verfahren zum herstellen des elektromotors und verfahren zum betreiben des elektromotors unter verwendung einer labyrinth-dichtung - Google Patents

Elektromotor, wärmepumpe mit dem elektromotor, verfahren zum herstellen des elektromotors und verfahren zum betreiben des elektromotors unter verwendung einer labyrinth-dichtung Download PDF

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disc
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Oliver Kniffler
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Efficient Energy Gmbh
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Definitions

  • Electric motor heat pump with the electric motor, method of manufacturing the electric motor and method of operating the electric motor using a labyrinth seal
  • the present invention relates to electric motors and more particularly to electric motors which are operable at very high speeds, such as are necessary when such electric motors are used as compressor motors in heat pumps, which are operated for example with water as the working fluid.
  • DE 10201620341 A1 discloses an electric motor having a motor shell, a motor shaft having a first end and a second end, a bearing portion for supporting the motor shaft with respect to the bearing retainer, a driven member that is at or closer to a second end than a first end the motor shaft is mounted, and a drive portion which is arranged between the bearing portion and the driven element and having a stator.
  • the bearing retainer is coupled to the engine shell via a spring assembly, the spring assembly being configured to allow a tilting deflection of the bearing retainer with respect to the engine shell about at least one tilt axis perpendicular to an axis of the motor shaft.
  • the electric motor comprises a convective wave cooling, which is designed so that steam is supplied in the motor housing to a motor gap, which is present between the stator and the shaft by a steam supply.
  • the motor comprises a further gap which extends from the motor gap along the radial wheel to a guide space. As a result, working steam is drawn through the motor gap and it is thus achieved a cooling of the shaft.
  • the object of the present invention is to provide an improved engine concept.
  • an electric motor according to claim 1 a method for producing an electric motor according to claim 20, a method for operating the electric motor according to claim 21 or a heat pump according to claim 22.
  • An electric motor for a compressor includes a bearing portion having a rotatable portion attached to a motor shaft and a fixed portion and bearing lubrication between the rotatable portion and the fixed portion.
  • the electric motor further includes an engine portion and a compressor wheel disposed in a compressor room.
  • the engine portion is disposed between the bearing portion and the compressor portion, and the motor shaft extends from the bearing portion through the engine portion to the compressor wheel.
  • the engine compartment and the compressor compartment are configured to allow gas flow between a gas supply and the compressor compartment, the gas supply being disposed between the storage compartment and the engine compartment to provide convective shaft cooling.
  • a labyrinth seal is arranged between the storage area and the gas supply to seal the storage area relative to the gas supply.
  • the present invention is based on the recognition that an efficient sealing of the storage area from the steam area is achieved by the labyrinth seal.
  • the bearing lubrication which is arranged between the fixed and the movable part of the bearing, much longer in the storage area than in a comparison situation in which no labyrinth seal is present.
  • the labyrinth seal does not exchange vaporized bearing lubrication with the gas area, which is otherwise required for convective wave cooling.
  • the reliability of the electric motor is improved, and on the other hand, the system is kept clean because the evaporated bearing lubrication does not contaminate the working fluid.
  • the convective wave cooling ensures that the thermal load on the motor and in particular the motor shaft is kept within limits. At the same time it is ensured by the improved retention of the bearing lubrication that the lubrication situation is improved in the warehouse itself, so that there occurs a lower friction and thus less heat generation takes place. This achieves a more efficient, better and safer operation of the electric motor.
  • the labyrinth seal is formed with a disc extending around the motor shaft, the disc being dimensioned to be spaced from the motor shaft about a sealing gap.
  • a further disc is disposed spaced from the disc and dimensioned to be spaced from the motor shaft by a further sealing gap.
  • the discs are spaced apart by a spacer, and the spacer has a clearance gap to the motor shaft, each larger than the two sealing gaps, so that preferably in this clearance gap a "rotating roller" can be formed, which helps to to prevent an exchange of gases between the engine area on the one hand and the storage area on the other.
  • the labyrinth seal does not only include components on the fixed part of the electric motor, so not only does the discs but also include one or more intermeshing discs on the motor shaft. Depending on the implementation, a meandering labyrinth seal can be created.
  • labyrinth seals include not only two disks, but also three, four, or more disks, and depending on the implementation, interlocking elements such that a labyrinth seal has not only elements on the fixed part of the motor, but also on the motor shaft.
  • interlocking elements such that a labyrinth seal has not only elements on the fixed part of the motor, but also on the motor shaft.
  • the fixed bearing portion is resiliently suspended from the engine shell so that the engine can operate on its inertia axis and is not constrained by the bearings themselves. Further, it is preferred that this resilient system is damped, and that the labyrinth seal be integral with the part of the fixed bearing which engages with the damper element for the spring-damper system. This ensures that despite spring-mounted fixed bearing part relative to the engine cover no relative movement between the labyrinth seal and motor shaft takes place, but that when the entire storage area moves, and the labyrinth seal moves.
  • Fig. 1A is a schematic diagram of an engine for a compressor according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 1B is a schematic view of a heat pump with the engine and the compressor;
  • Fig. 2 is a schematic representation of a heat pump with convective wave cooling according to one aspect
  • 3 shows a schematic representation of a heat pump with convective wave cooling on the one hand and engine cooling according to a further aspect on the other hand
  • 4 is a sectional view of a heat pump according to an embodiment with convective wave cooling on the one hand and engine cooling on the other hand with special consideration of the convective wave cooling;
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an alternative embodiment of the labyrinth seal for separating the bearing lubrication area and the steam area;
  • Fig. 6 is a detailed illustration of the rotating system with bearing holder according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 7A is a detailed illustration of the rotary system disposed in the motor housing
  • Fig. 7B is a detail view of Fig. 7A;
  • FIG. 8A shows a further embodiment of a section of the electric motor with labyrinth seal between bearing section and motor section;
  • Fig. 8B is a detail of Fig. 8A;
  • Fig. 10 is an illustration of the rotating system, including bearing holder with particular reference to a cooling system for storage cooling.
  • Fig. 1A shows a preferred embodiment of the present invention as a motor for a compressor.
  • the motor includes a bearing portion 1000, a motor portion 1100, and a compressor wheel 304.
  • a motor shaft 306 extends between the compressor wheel 304, the motor portion 1100, and the bearing portion 1000.
  • the bearing portion has a rotatable portion 705 attached to the motor shaft 306 and a fixed portion 703, wherein a bearing lubrication 707 is disposed in the bearing area 1000, between the rotatable portion 705 and the fixed portion 703.
  • the bearing is designed as a bearing with moving elements, such as formed, for example, with balls in the case of a ball bearing or with rollers in the case of a rolling bearing, as shown schematically at 701 and 702.
  • the engine portion 1100 is disposed between the compressor wheel 304 and the bearing portion 1000.
  • the motor region includes a stator 308 that can be powered by a power supply 1050 to drive the motor.
  • the motor section comprises a rotor 307, which preferably has permanent magnets which are mounted on the motor shaft or embedded in the motor shaft 306.
  • a gas supply which is schematically indicated at 310 and 320, is provided to allow a cooling gas supply for a convective wave cooling.
  • the cooling gas supply 310, 320 preferably during operation of the compressor wheel 304 cooling steam, and preferably evaporated working fluid through the gas supply 310, 320, a motor gap 311 and another gap 313 drawn into the compressor chamber 104.
  • a convective wave cooling of the motor shaft, the permanent magnets, the stator and the other components is reached, which are located on the path of the working steam 305.
  • the engine region and the compressor chamber are thus designed to allow a gas flow between the gas supply 310, 320 and the compressor chamber 104, wherein the gas supply between the storage area 1000 and the engine area 1 100 is arranged.
  • a labyrinth seal 1010 is arranged between the storage area and the gas feed 310, 320.
  • the labyrinth seal 1010 is used to seal the storage area 1000 against the convective wave cooling in the engine area to the compressor area 104 as a sealing system between the rotating system and the standing system.
  • the storage area extending between the fixed portion 703 and the movable portion 705 and in which the bearing lubrication 707 is disposed is sealed.
  • O-ring seals are provided for sealing the space to the outside, that is not to the convective wave cooling area, but to other areas of the electric motor.
  • the storage area preferably includes a lifetime lubricated bearing running in an almost sealed atmosphere. The oil forms in operation by evaporation from a partial pressure and thus stops to evaporate, so due to the existing labyrinth seal 1010.
  • labyrinth seal 1010 would not be present, so would constantly evaporate oil or bearing lubrication, while in the presence of the Labyrinth seal 1010 in operation virtually no exchange takes place, so that the evaporation process of the oil or the bearing lubrication, which may also contain depending on the implementation soap or fat, comes to a standstill.
  • a partial pressure can thus be set in the bearing area, which permanently prevents further evaporation of lubricating oil.
  • convective wave cooling would flush out any resulting oil vapor and the evaporation process would continue until there is no oil left for lubrication.
  • the labyrinth seal disturbs the diffusion process between the two rooms. As the system rotates, in a preferred embodiment, a "rotating roll" is formed in the gap of the labyrinth seal, which prevents the exchange of gases through narrow gaps between labyrinth seal disks and the motor shaft.
  • the “rotating roller” is the gas present in the gap of the labyrinth seal, which is rotated by the rapidly rotating motor shaft and thus seals the space in the bearing from the space outside the bearing, although the discs of the labyrinth seal the Do not touch the motor shaft.
  • FIG. 1 B shows a heat pump 100 with an evaporator for evaporating working fluid in an evaporator space 102.
  • the heat pump furthermore comprises a condenser for liquefying evaporated working fluid in a condenser space 104 bounded by a condenser bottom 106.
  • the evaporator chamber 102 is at least partially surrounded by the condenser space 104.
  • the evaporator chamber 102 is separated from the condenser space 104 by the condenser bottom 106.
  • the condenser bottom is connected to an evaporator bottom 108 to define the evaporator space 102.
  • a compressor 1 10 is provided above the evaporator chamber 102 or elsewhere, which is not detailed in FIG. 1B, but which is designed in principle to be evaporated working fluid and to conduct as compressed steam 112 in the condenser space 104.
  • the compressor preferably comprises the engine as shown in Fig. 1A and the compressor wheel of the engine of Fig. 1A extends in the compressor room, which is the condenser space 104 of the heat pump of Fig. 1B.
  • the condenser space 104 is further limited to the outside by a capacitor wall 114.
  • the capacitor wall 1 14 is also attached to the evaporator bottom 108 as the capacitor bottom 106.
  • the dimensioning of the condenser bottom 106 in the area forming the interface to the evaporator bottom 108 is such that the condenser bottom is completely surrounded by the condenser space wall 114 in the embodiment shown in FIG. 1B. This means that the condenser space, as shown in Fig. 1B, extends to the evaporator bottom, and that the evaporator space simultaneously extends very far upwards, typically almost through almost the entire condenser space 104.
  • This "entangled" or interlocking arrangement of condenser and evaporator which is characterized in that the condenser bottom is connected to the evaporator bottom, provides a particularly high heat pump efficiency and therefore allows a particularly compact design of a heat pump.
  • the order of magnitude is the dimensioning of the heat pump z. B. in a cylindrical shape so that the capacitor wall 114 is a cylinder with a diameter between 30 and 90 cm and a height between 40 and 100 cm.
  • the dimensioning can be selected depending on the required power class of the heat pump, but preferably takes place in the dimensions mentioned.
  • the operating direction of the heat pump is as shown in Fig. 1B.
  • the evaporator bottom defines in operation the lower portion of the heat pump, but apart from connecting lines with other heat pumps or to corresponding pump units.
  • the steam generated in the evaporator space rises and through the engine is deflected and fed from top to bottom in the condenser space, and that the condenser liquid is guided from bottom to top, and then supplied from above into the condenser space and then flows in the condenser space from top to bottom, such as by individual droplets or through small liquid streams to react with the preferably cross fed compressed vapor for purposes of condensation.
  • the compressor is arranged at the top of the condenser space such that the compressed steam is deflected by the compressor on the one hand and at the same time fed into an edge gap of the condenser space.
  • a condensation is achieved with a particularly high efficiency, because a cross-flow direction of the steam is achieved to a downflowing condensation liquid.
  • This cross-flow condensation is particularly effective in the upper area where the evaporator space is large, and does not require a particularly large area in the lower area where the condenser space is small in favor of the evaporator space, yet still allows condensation of vapor particles penetrated up to this area allow.
  • An evaporator bottom which is connected to the condenser bottom, is preferably designed such that it accommodates the condenser inlet and outlet and the evaporator inlet and outlet, wherein in addition still certain feedthroughs for sensors in the evaporator or can be present in the capacitor. This ensures that no feedthroughs of lines for the condenser inlet and outlet are required by the near-vacuum evaporator. This will make the entire heat pump less prone to failure because any passage through the evaporator would be a potential leak.
  • the condenser bottom is at the points where the condenser feeds and outlets are provided with a respective recess, going to the extent that in the evaporator space, which is defined by the condenser bottom, no capacitor to / discharges.
  • the condenser space is limited by a condenser wall, which is also attachable to the evaporator bottom.
  • the evaporator bottom thus has an interface for both the condenser wall and the condenser bottom and additionally has all liquid feeds for both the evaporator and the condenser.
  • Fig. 2 shows a heat pump according to an embodiment in connection with the convective wave cooling.
  • the heat pump of FIG. 2 includes a condenser having a condenser housing 14 that includes a condenser space 104.
  • the compressor motor is mounted, which is schematically represented by the stator 308 in FIG. 4.
  • This compressor motor is attached to the condenser housing 114 in a manner not shown in FIG. 2 and includes the stator and a rotor 307, the rotor 307 having a motor shaft 306 to which is mounted a radial impeller 304 extending into an evaporator zone which is not shown in Fig. 2.
  • the heat pump comprises a guide space 302, which is designed to receive vapor condensed by the radial wheel and to guide it into the condenser, as shown diagrammatically in FIG.
  • the engine includes a motor housing 300 surrounding the compressor motor and preferably configured to maintain a pressure at least equal to the pressure in the condenser.
  • the motor housing is configured to hold a pressure higher than a mean pressure from the evaporator and the condenser, or higher than the pressure in the other gap 313 between the radial wheel and the guide space 302, or larger is equal to the pressure in the condenser.
  • the motor housing is thus designed so that a pressure drop from the motor housing along the motor shaft takes place in the direction of the Leitraums, is drawn by the working steam through the motor gap and the other gap on the motor shaft to cool the shaft.
  • a steam supply 310 is configured to supply steam in the motor housing 300 to a motor gap 311 provided between the stator 308 and the shaft 306.
  • the motor comprises a further gap 313, which extends from the motor gap 31 1 along the radial wheel to the guide space 302.
  • This steam flow provides for the convective wave cooling of the motor shaft through the motor gap 311 and the further gap 313, which adjoins the motor gap 311.
  • the radial wheel so sucks steam down, past the shaft of the engine.
  • This steam is drawn into the nip via the steam supply, which is typically implemented as a special bore design.
  • FIG. 3 shows a further schematic embodiment of the convective wave cooling according to a first aspect, which is preferably combined with the engine cooling according to a second aspect.
  • convective wave cooling on the one hand and engine cooling on the other hand are also used separately from each other.
  • engine cooling without a special separate convective shaft cooling system already leads to significantly increased operational safety.
  • a convective motor shaft cooling without the additional engine cooling leads to increased reliability of the heat pump.
  • the two aspects can, as it is shown in Fig. 3, are particularly low interconnected to implement with a particularly advantageous construction of the motor housing and the compressor motor, both the convective shaft cooling and the engine cooling, which additionally in yet another preferred embodiment can be complemented in each case or together by a special ball bearing cooling.
  • FIG. 3 shows an embodiment with combined use of convective wave cooling and engine cooling, wherein in the embodiment shown in FIG. 3, the evaporator zone is shown at 102.
  • the evaporator zone is separated from the condenser zone, ie from the condenser region 104 by the condenser base 106.
  • Working vapor shown schematically at 314, is drawn through the rotating, schematically and sectioned, radial wheel 304 and "pressed" into the route 302.
  • the route 302 is in the embodiment shown in Fig. 3 so formed, that increases its cross-section to the outside. Thus, a further vapor compression takes place.
  • the first "stage” of vapor compression already takes place through the rotation of the radial wheel and the "suction" of the vapor through the radial wheel. Then, however, when the radial wheel feeds the vapor into the entrance of the route, that is, where the radial wheel "stops” as viewed above, the already precompressed vapor, so to speak, encounters a vapor lock. In the Leitraum the kinetic energy, which has transferred the radial wheel to the steam, converted into potential energy by the flow velocity is converted by the slowly steady expansion of the Leitraumes in pressure. This leads to a further vapor compression, so that finally the compressed and thus heated steam 112 flows into the condenser.
  • FIG. 3 further shows the steam supply openings 320, which are embodied in a schematically illustrated motor wall 309 in FIG. 3.
  • this motor wall 309 has bores for the steam supply openings 320 in the upper region, but these bores can be made at any point where steam can penetrate into the motor gap 311 and thus into the further motor gap 313.
  • the resulting vapor flow 310 results in the desired effect of convective wave cooling.
  • the embodiment shown in FIG. 3 further includes, for implementing the engine cooling, a working fluid inlet 330 that is configured to direct liquid working fluid from the condenser to the engine cooling system for engine cooling.
  • the motor housing is designed to hold a maximum fluid level 322 of liquid working fluid in the operation of the heat pump.
  • the motor housing 300 is also configured to form a vapor space 323 above the maximum level.
  • the motor housing has provisions to direct liquid working fluid above the maximum level into the condenser 104.
  • This embodiment is in the embodiment shown in Fig. 3 by a z. B. flat executed channel-shaped overflow 324 which forms the vapor discharge and is located somewhere in the upper Kondensierwand and has a length which defines the maximum level 322.
  • a tube may be with a corresponding length, a pressure compensation between the motor housing and in particular the vapor space 323 of the engine housing and the condenser interior 104.
  • the pressure in the vapor space 323 of the motor housing is always nearly equal to or at most slightly higher than the pressure in the condenser due to a pressure loss along the overflow.
  • the boiling point of the liquid is ⁇ 328 housing be similar to the boiling point in Kondensiererge- in the motor housing.
  • heating of the motor wall 309 due to power loss generated in the motor causes bubble nucleate to take place in the fluid volume 328, which will be explained later.
  • FIG. 3 further shows various seals in schematic form at 326 and at similar locations between the motor housing and the condenser housing on the one hand or between the motor wall 309 and the condenser housing 114 on the other hand. These seals are intended to symbolize that here a fluid and pressure-tight connection should be.
  • the working medium vapor used for the convective cooling shaft 310 is further steam, which is otherwise in the vapor space 323 of the motor housing. Like the liquid 328, this vapor also has the optimum (warm) temperature. Further, it is ensured by the overflow 324 that the pressure in the region 323 can not rise above the condenser pressure due to the bubble boiling caused by the engine cooling or engine wall 309. Furthermore, the heat dissipation due to the engine cooling is dissipated by the steam discharge. Thus the convective wave cooling will always work the same. If the pressure were to rise too high, too much working medium vapor could be forced through the motor gap 311 and the further gap 313.
  • the electric motor according to the present invention is particularly applicable to the heat pump as illustrated with reference to Figs. 1A to 4, the electric motor can be used for other applications where a small compact motor is required can also be operated at high speeds. However, even at lower speeds, the engine of the invention can already bring benefits.
  • Fig. 5 shows a schematic embodiment according to an embodiment for the labyrinth seal 1010.
  • the labyrinth seal comprises an upper disc 1012 and a lower disc 101 1 and a rotating between the two discs 1011 and 1012 counterpart 1013, which with the motor shaft 306 is connected.
  • the two discs 1012, 1011 engage around the rotating element 1013, wherein in particular at high speed, the long path into the gap between the disc 1012 and motor shaft 306 along the high-rotating part 1013 and then back to the gap between the lower disc 1011 and the motor shaft 306 leads to an efficient separation between bearing lubrication on the one hand and steam region on the other. Only schematically is drawn in Fig.
  • the fixed portion 1012, 1011 is connected to a motor shell 500, which is also shown in Fig. 1A.
  • the upper disc 1012 and the lower disc 1011 are respectively connected to a spacer 1016, and the members 1012, 1011 and 1016 are preferably integrally formed with each other.
  • the labyrinth seal 1010 as shown in FIG. 5, an arrangement of two solid discs and one rotating disc may be used. Alternatively, however, only a fixed disc and an opposite rotating disc can be used. Such a seal would result if either upper disc 1012 or lower disc 1011 in FIG. 5 were omitted.
  • FIG. 8B A particularly preferred embodiment is shown in Fig. 8B.
  • both the upper disc 1012 and the lower disc 101 1 are present, which are separated by the spacer 1016.
  • FIG. 8B particularly preferred dimensions for the labyrinth seal are shown in the embodiment shown in FIG. 8B.
  • the dimension is in millimeters in Fig. 8B.
  • the sealing gap between both discs 1011, 1012 and the motor shaft 306 is the same size and in the order of 0.05 mm. Other orders of magnitude between 0.02 mm and 0.07 mm are also particularly useful.
  • the two sealing gaps can also have a tolerance range of ⁇ 10% of the larger of the two sealing gaps.
  • the thickness of the upper disc is greater than the thickness of the lower disc.
  • the thickness of the upper disc 1012 is at least 1.1 times the lower disc 101.
  • the thickness of the upper disc is between 0.8 mm and 1.2 mm, and the thickness of the other disc is between 0.15 mm and 0.65 mm.
  • the spacer 1016 preferably has a thickness of 2 mm, and the clearance gap 1017 is 3.75 mm.
  • the clearance gap may be between 2.5 mm and 5 mm, and is preferably equal to 30 times the sealing gap, so that a sufficiently efficiently sealing rotating roller can be formed.
  • the distance between tween the two discs, which is preferably 2 mm, can also be between 1 mm and 3 mm.
  • FIG. 4 an electric motor according to an embodiment of the present invention will be described, which may be advantageously used as the electric motor 110 of, for example, FIG. 1B, or which may be used for other applications.
  • the electric motor includes an engine cover 500 surrounding the engine.
  • the motor housing 300 shown in FIGS. 2, 3, 4 is in addition to the motor shell to provide the particular cooling devices set forth.
  • Part of the motor shell 500 is the motor wall 309, which is also shown in FIGS. 2, 3, 4.
  • the electric motor further comprises a motor shaft 306 having a first end 306a and a second end 306b and a bearing portion 343 for supporting the motor shaft 306 with respect to a bearing holder 504.
  • the bearing portion 343 is closer to the first end 306a than to the second end 306b on the motor shaft attached and in particular on one side with respect to the center of gravity of the rotating system.
  • the rotating system comprises a driven element 304, which may for example be designed as a radial wheel or impeller, but which may also be implemented as any other element to be driven.
  • a driving portion 1100 is provided, which is arranged between the bearing portion 343 and the driven element and having a rotor 307 and a stator 308.
  • the bearing retainer 504 shown in FIG. 6 is coupled to the engine shell 500 via a spring assembly 600, the spring assembly being configured to provide a tilting deflection of the bearing retainer 504 relative to the engine shell at least about a tilt axis that is perpendicular to an axis of the motor shaft 306, and to reduce or avoid a translational displacement in the direction of the motor shaft.
  • the motor shaft 306 extends z. B. along the z-axis. In particular, the motor shaft 306 rotates in operation about the z-axis.
  • a tilting deflection is possible either about the y-axis or the x-axis, or preferably around both tilting axes, such that the rotating system formed by the motor shaft 306, the rotor 307 and the driven element 304, can rotate on its axis of inertia.
  • the spring arrangement which is implemented as leaf springs, for example, is designed to be rigid in the z-axis.
  • the spring assembly is also intended to define the radial position of the bearing retainer with respect to the motor shell 500, so as to actually cause a tilting deflection of the bearing retainer, but no radial displacement of the bearing retainer.
  • the bearing portion 343 exclusively supports the motor shaft during operation, so that between the drive portion 1100 and the element to be driven 304 no further bearing for supporting the Motor shaft is arranged in operation. Only, as it is z.
  • an emergency bearing 344 exists, which, however, in the drove not engaged on the shaft, but is spaced from the shaft and is there to, in the event of a state of emergency, such as a shock, to engage the shaft, so that no excessive deflection of the shaft is made possible.
  • the emergency bearing is thus arranged, which does not engage the motor shaft or the element to be driven during operation, but which in an emergency situation engages the motor shaft in order to deflect the motor shaft beyond an emergency bearing gap prevention.
  • the rotor 307 in one embodiment, shown for example in FIG. 6, includes permanent magnets attached to the motor shaft.
  • a stator such as z.
  • windings connected to the motor shell 500.
  • the bearing holder 504 is over two or more elongated springs, the z. As shown at 600 in Fig. 6, is connected to the motor shell 500, wherein the struts each have a spring portion which extends parallel to the axis of the motor shaft 306.
  • the electric motor further includes a damper assembly by which the bearing holder 504 is also connected to the engine shell 500.
  • the damper assembly is configured to dampen mechanical vibration enabled by the spring assembly of the bearing retainer 504 relative to the engine shell 500.
  • the damping strength of the damper assembly is set to allow the damper assembly to inhibit resonance of the swinging bearing holder 504, but at the same time allowing for the tilting movement that the rotating system must make to swing on its inertial axis.
  • the driven element 304 is embodied in FIG. 6 as a radial wheel or impeller wheel, which is shown in cross-section in FIG.
  • balancing holes 602 are shown, which can typically be provided with setscrews to balance the radial wheel and the radial wheel including shaft and rotor.
  • balancing measures can also be achieved by other means, such as by removing material at a particular location, alternatively or in addition to the weight adjustment. Due to the optionally used balancing screws in the balancing openings 602.
  • the shaft 306 is formed of a different material than the wheel 304.
  • both components may be formed of the same material or may be formed integrally with each other.
  • the radial wheel 304 is made of aluminum and the shaft is formed of steel. The mounting of the wheel 304 on the shaft 306 takes place via a cross-sectionally forked attachment portion 395, which is shown in Fig. 6.
  • On the shaft in the drive section of the rotor 307 is arranged in the form of permanent magnets, which are held by a stabilizing sleeve 396 and stabilizing bandages 397, as also with reference to FIG. 1 1 will be explained.
  • the bearing holder 504 is shown, with reference to Fig. 7B, which shows a detailed view of the bearing holder is discussed in more detail.
  • the bearing holder 504 is connected via the spring arrangement, which is illustrated by means of a strut 600, with the motor shell, not shown in Fig. 6.
  • the spring arrangement comprises the strut 600 and two further struts 600, which are not shown in cross section in Fig. 6, but which are shown in Fig. 9.
  • the struts connect a mounting portion 602 to the bearing retainer 504.
  • the mounting portion 602 is formed as a ring which is bolted to the engine shell 500 when the engine is fully assembled.
  • the labyrinth seal of the invention is shown at 1010 in FIG.
  • the bearing retainer further includes an outer sleeve 604 and an inner sleeve 606. Between the outer sleeve 604 and the inner sleeve 606 is created a space which is sealed downwardly by a tie bar and which is sealed upwardly by an O-ring 610 , Coolant can be fed into the storage holder via an inlet 612, which is led out of the cooling space again by a drain, which is shown in FIG. 10. The process is designated 614.
  • the cooling space 616 is connected via the inner sleeve 606 to the inner bearing portion, in which two ball bearings are arranged in the embodiment shown in Fig. 6, namely, as shown in detail in Fig. 7B, a lower ball bearing
  • the lower ball bearing 701 has a rotating bearing portion 701a and a fixed bearing portion 701b. Furthermore, the upper bearing has
  • FIG. 7B the mounting ring 602 of the spring section is shown, which is connected to the engine shell, a small portion of which is shown at 500 in Fig. 7B.
  • the inner spacer sleeve 704 is disposed between the rotating parts 701a, 702a of the bearings, while between the outer sleeve and the fixed parts 701b, 702b a spring washer 708 and possibly another spring washer or a washer 710 is attached.
  • a member is first provided consisting of outer bearing sleeve 604 and inner bearing sleeve 606 with the outer and inner bearing sleeves being connected and sealed to each other at the bottom through wall 608 and above through O-ring 610. Then the bearing assembly is made. For this purpose, first the lower ball bearing 701 is glued into the inner bearing sleeve. This lower bearing forms the fixed bearing. Thereafter, the sleeves 704, 706, and the spring ring 708 and optionally other elements such as the disc 710 and then the bearing 702 are introduced into the inner sleeve in the order shown in Fig. 7B.
  • Fig. 7B further shows the damping system in the form of a ring 714, which is also shown in Fig. 9 and can be referred to as a star ring.
  • This ring 714 is coupled at its inner edge or periphery to the bearing holder 504 (in FIG. 6 or 7A) via an O-ring 716.
  • This will cause a movement between the inner sleeve 606 and the ring 714, it being further noted that the ring 714 is connected at its outer periphery with the motor shell 500, as z. B. in Fig. 7A is visible.
  • the O-ring is an elastic element which requires a force to deform the O-ring, the damping function of the damping arrangement is provided.
  • the damping arrangement is thus created by the O-ring, which rests on the one hand on the inner sleeve 606 and on the other to the mounting ring 714 and the star ring 714.
  • the fixed engine shell further includes a motor wall 309 which may or may not be provided with cooling fins as shown in FIG. 7A.
  • the drive section is formed, that is to say the stator 308, in which heat develops due to the considerable flow of current through the stator windings.
  • FIG. 7A shows other aspects of the electric motor of the present invention according to the preferred embodiment of the present invention in the form of a lid member 720 fixed to the motor shell 500 by screws 722, leaving a void between the lid 720 and the screw 713 (FIG. 7B) of the shaft, in that the lid 720 does not interfere with the rotation of the shaft.
  • the lid 720 together with another holder 722 holds the fixed portions 701b, 702b of the bearings.
  • the inner storage area is sealed by seals 724 ( Figure 7B) to be hermetically sealed to liquid and vapor.
  • the starring ring 714 includes recesses 900 that are configured to contain gas surrounding the engine shell 500, and more particularly, working steam within the engine housing 300 from Fig. 4, Fig. 3, Fig. 2, for example, along the shaft and the motor gap 307 to flow to the radial wheel 304.
  • a further opening 902 is provided, which is provided for cables for supplying the stator with current or, if present, sensor technology. hen is.
  • the ring 602 also comprises a recess 904 through which the cable, which already extends through the recess 902, can be led further upwards.
  • the cable assemblies are chosen to extend outside of the bearing retainer 504 and, in particular, no cable extends through the sealed hermetic region of the ball bearings located at 908 in FIG. 9 and is then definitively sealed when the cover 720 which is shown in Fig. 7A is mounted.
  • the labyrinth seal of the present invention is shown at 1010 in FIG. 7A.
  • the damping system is formed by the O-ring, which is arranged between the bearing holder and the motor shell, as shown particularly in FIG. 7B and also in FIG 10 is apparent.
  • This allows a relative movement, which is however damped, between the bearing holder and the motor shell, which results in that the O-ring is elastically deformed.
  • a preferred embodiment of the present invention includes the first bearing 701 and the second bearing 702. Both bearings are implemented as a ball bearing in one implementation. However, these bearings can also be made alternative, for example as rolling bearings or something similar. These two bearings are spaced very close to each other, which results in a rigid body resonance of the electric motor being below an operating speed of the engine. The electric motor is preferably operated to operate at an operating speed higher than the rigid body resonances.
  • One of the two bearings is designed as a fixed bearing and another of the two bearings as a floating bearing, wherein it is preferred that the lower bearing 701, which is closer to the radial wheel 304, is formed as a fixed bearing, because of the better mountability, while the upper bearing 702 is designed as a floating bearing.
  • the spring arrangement has been shown in Fig. 6 or Fig. 9 as three struts 600, which extend along the motor shaft axis and thus achieve the necessary spring stiffness, it should be noted that other spring arrangements in the form of coil springs, leaf springs or other springs can be used, and that also arrangements of spring / damping systems can be used, which do not connect the storage holder to the housing at separate positions, but at one and the same position. All that is essential is that the storekeeper can perform tilting movements with respect to the motor casing, and it is further preferred that that the bearing holder is held by the spring or damping assembly not only axially relative to the motor shaft relatively rigid, but also defines the radial position, so that tilting movements take place, the center of which take place within the bearing portion 343.
  • Fig. 1 1 shows a schematic cross section through a motor shaft 306, as it is used for preferred embodiments.
  • the motor shaft 306 comprises a hatched core, as shown in Fig. 1 1, which is mounted in its upper portion, which is the bearing portion 343, preferably of two ball bearings 398 and 399.
  • the rotor is formed with permanent magnets 307.
  • These permanent magnets are mounted on the motor shaft 306 and are held up and down by stabilizing bandages 397, which are preferably made of carbon.
  • the permanent magnets are held by a stabilizing sleeve 396, which is also preferably formed as a carbon sleeve. This backup or stabilizing sleeve causes the permanent magnets to remain secure on the shaft 306 and not be able to disengage from the shaft due to the high centrifugal forces due to the high speed of the shaft.
  • the shaft is formed of aluminum and has a cross-sectional fork-shaped mounting portion 395, which is a support for the radial wheel 304, when the radial wheel 304 and the motor shaft are not formed in one piece, but with two elements. If the radial gear 304 is integrally formed with the motor shaft 306, the wheel support portion 395 does not exist, but then the radial gear 304 directly adjoins the motor shaft. In the region of the wheel holder 395 is also, as can be seen from Fig. 10, the emergency bearing 344, which is preferably also made of metal and in particular aluminum.
  • the electric motor comprises both the aspects of convective wave cooling and the resilient mounting of the bearing section and also, in particular as shown in FIG additional ball bearings or bearing section cooling with liquid working fluid.
  • the labyrinth seal is disposed on a portion 703 of the bearing holder which engages the elastic O-ring 716.
  • the labyrinth seal which is collectively disposed through the elements 101 1, 1012, 703 in FIG. 7B, is disposed between the O-ring 716 and the motor shaft 306.
  • the section of the bearing holder 703 is integral with the labyrinth Seal formed and includes the first disc 1012, the second disc 101 1 and the spacer 1016, wherein the spacer is directed on its front side to the motor shaft 306 out and on its rear side engages the O-ring 816.
  • the labyrinth seal 1010 is made of metal, and in particular preferably of steel or spring steel.
  • the bearing lubrication includes oil, grease, soap or a mixture of at least two of said components.
  • aspects of the present invention further relate to a method of manufacturing an electric motor with a labyrinth seal and a method of operating the motor with the labyrinth seal, and a heat pump having a condenser, an evaporator and a compressor whose compressor wheel is driven by the motor wherein the motor shaft 306 may be connected to the compressor wheel 304 by screws or other fastening means, or may be integrally formed with the compressor wheel.

Abstract

Ein Motor für einen Kompressor umfasst einen Lagerbereich (1000) mit einem an einer Motorwelle (306) angebrachten drehbaren Abschnitt (705) und einem festen Abschnitt (703) und einer Lagerschmierung (707) zwischen dem drehbaren Abschnitt und dem festen Abschnitt; einen Motorbereich (1100); und ein Kompressorrad (304), das in einem Kompressorraum (104) angeordnet ist, wobei der Motorbereich (1100) zwischen dem Lagerbereich (1000) und dem Kompressorrad (304) angeordnet ist, wobei sich die Motorwelle (306) von dem Lagerbereich (1000) durch den Motorbereich (1100) zum Kompressorrad (304) erstreckt, wobei der Motorbereich (1100) und der Kompressorraum (104) ausgebildet sind, um eine Gasströmung zwischen einer Gaszuführung (310, 320) und dem Kompressorraum zu ermöglichen, wobei die Gaszuführung zwischen dem Lagerbereich (1000) und dem Motorbereich (1100) angeordnet ist, und wobei zwischen dem Lagerbereich (1000) und der Gaszuführung (310, 320) eine Labyrinth-Dichtung (1010) angeordnet ist, um den Lagerbereich (1000) von der Gaszuführung (310, 320) abzudichten.

Description

Elektromotor, Wärmepumpe mit dem Elektromotor, Verfahren zum Herstellen des Elektromotors und Verfahren zum Betreiben des Elektromotors unter Verwendung einer Labyrinth-Dichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren und insbesondere auf Elektromotoren, die bei sehr hohen Drehzahlen betreibbar sind, wie sie beispielsweise nötig sind, wenn solche Elektromotoren als Verdichtermotoren in Wärmepumpen eingesetzt werden, die beispielsweise mit Wasser als Arbeitsflüssigkeit betrieben werden.
Die DE 10201620341 1 A1 offenbart einen Elektromotor mit einer Motorhülle, einer Motorwelle mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, einem Lagerabschnitt zum Lagern der Motorwelle bezüglich des Lagerhalters, einem anzutreibenden Element, das an oder näher an einem zweiten Ende als an einem ersten Ende der Motorwelle angebracht ist, und einem Antriebsabschnitt, der zwischen dem Lagerabschnitt und dem anzutreibenden Element angeordnet ist und einen Stator aufweist. Darüber hinaus ist der Lagerhalter mit der Motorhülle über eine Federanordnung gekoppelt, wobei die Federanordnung ausgebildet ist, um eine Kipp-Auslenkung des Lagerhalters bezüglich der Motorhülle um wenigstens eine Kipp-Achse, die senkrecht zu einer Achse der Motorwelle ist, zu erlauben.
Damit wird eine Motorlagerung erreicht, die es ermöglicht, dass der Motor nicht mehr auf einer Achse rotiert, die durch die Lager definiert wird, sondern dass der Motor nunmehr auf seiner Trägheitsachse rotiert. Damit wird keine dauernde zusätzliche Kraft auf die Lager ausgeübt, da der gesamte Lagerhalter auslenkbar ist.
Außerdem umfasst der Elektromotor eine konvektive Wellenkühlung, die so ausgebildet ist, dass durch eine Dampfzuführung Dampf in dem Motorgehäuse zu einem Motorspalt zugeführt wird, der zwischen dem Stator und der Welle vorhanden ist. Darüber hinaus umfasst der Motor einen weiteren Spalt, der sich von dem Motorspalt entlang des Radial- rads zu einem Leitraum erstreckt. Dadurch wird Arbeitsdampf durch den Motorspalt gezogen und es wird damit eine Kühlung der Welle erreicht.
Problematisch ist jedoch, dass es Kompromisse bezüglich der Lagerlebensdauer geben kann. Kompromisse bezüglich der Lagerlebensdauer führen dazu, dass die Standzeit des Lagers reduziert wird, und dass dann entweder eine Fehlfunktion oder häufiger Austauschzyklen für das Lager des Elektromotors nötig werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Motorkonzept zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Elektromotor nach Patentanspruch 1 , ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors nach Patentanspruch 20, ein Verfahren zum Betreiben des Elektromotors nach Patentanspruch 21 oder eine Wärmepumpe nach Patentanspruch 22 gelöst.
Ein Elektromotor für einen Kompressor umfasst einen Lagerbereich mit einem an einer Motorwelle angebrachten drehbaren Abschnitt und einem festen Abschnitt und einer La- ger-schmierung zwischen dem drehbaren Abschnitt und dem festen Abschnitt. Der Elektromotor umfasst ferner einen Motorbereich und ein Kompressorrad, das in einem Kompressorraum angeordnet ist. Der Motorbereich ist zwischen dem Lagerbereich und dem Kompressorbereich angeordnet, und die Motorwelle erstreckt sich von dem Lagerbereich durch den Motorbereich bis hin zum Kompressorrad. Der Motorbereich und der Kompres- sorraum sind ausgebildet, um eine Gasströmung zwischen einer Gaszuführung und dem Kompressor-raum zu ermöglichen, wobei die Gaszuführung zwischen dem Lagerbereich und dem Motorbereich angeordnet ist, um eine konvektive Wellenkühlung zu schaffen. Ferner ist zwischen dem Lagerbereich und der Gaszuführung eine Labyrinth-Dichtung angeordnet, um den Lagerbereich gegenüber der Gaszuführung abzudichten.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch die Labyrinth-Dichtung eine effiziente Abdichtung des Lagerbereichs vom Dampfbereich erreicht wird. Damit ist es möglich, die Lagerschmierung, die zwischen dem festen und dem beweglichen Teil des Lagers angeordnet ist, wesentlich länger in dem Lagerbereich zu halten als in einer Vergleichssituation, in der keine Labyrinth-Dichtung vorhanden ist. Im Betrieb des Elektromotors, der insbesondere bei hohen Drehzahlen und unter einer thermischen Belastung aufgrund der hohen Drehzahl betrieben wird, findet dauernd eine Verdampfung der Lagerschmierung statt. Durch die Labyrinth-Dichtung findet im Betrieb kein Austausch zwi- schen verdampfter Lagerschmierung und dem Gasbereich statt, der andererseits für die konvektive Wellenkühlung nötig ist. Damit kommt der Verdampfungsprozess von Lagerschmierung dann zum Erliegen, wenn ein ausreichend großer Partialdruck an verdampfter Lagerschmierung in dem Lagerbereich vorhanden ist. Damit wird erreicht, dass der La- gerbereich insbesondere bei vorzugsweise Lebenszeit-geschmierten Lagern in einer nahezu abgeschlossenen Atmosphäre laufen kann, wobei die Lagerschmierung im Betrieb durch Verdunstung einen Partialdruck ausbildet und dadurch aufhört zu verdunsten. Damit wird erreicht, dass das ständige Verdampfen von Lagerschmierung, das ohne die Labyrinth-Dichtung stattfinden würde, unterbunden wird.
Es hat sich gezeigt, dass damit die Standzeit des Lagers aufgrund der effizienten Unterbindung des Verdampfens von Lagerschmierung und durch die Unterbindung des dauernden Abführens von verdampfter Lagerschmierung aufgrund der Dampfströmung der konvektiven Wellenkühlung um das Doppelte und sogar bis um das 5-Fache erhöht werden kann.
Damit wird zum einen die Ausfallsicherheit des Elektromotors verbessert, und zum anderen wird auch das System reiner gehalten, weil die verdampfte Lagerschmierung nicht die Arbeitsflüssigkeit kontaminiert.
Außerdem wird durch die konvektive Wellenkühlung sichergestellt, dass die thermische Belastung des Motors und insbesondere der Motorwelle in Grenzen gehalten wird. Gleichzeitig wird durch die verbesserte Rückhaltung der Lagerschmierung sichergestellt, dass im Lager selbst die Schmiersituation verbessert wird, so dass auch dort eine geringere Reibung auf tritt und damit eine geringere Wärmeerzeugung stattfindet. Damit wird ein effizienterer, besserer und sicherer Betrieb des Elektromotors erreicht.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Labyrinth- Dichtung mit einer Scheibe ausgebildet, die sich um die Motorwelle herum erstreckt, wobei die Scheibe so dimensioniert ist, dass sie von der Motorwelle um einen Dichtungsspalt beabstandet ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine weitere Scheibe angeordnet, die von der Scheibe beabstandet ist und so dimensioniert ist, dass sie von der Motorwelle um einen weiteren Dichtungsspalt beabstandet ist. Bei speziellen Ausführungsbeispielen sind die Scheiben durch einen Abstandshalter voneinander beabstandet, und der Abstandshalter hat einen Abstandsspalt zu der Motorwelle, der jeweils größer als die beiden Dichtungsspalte ist, so dass sich vorzugsweise in diesem Abstandsspalt eine„rotierende Walze“ bilden kann, die dabei hilft, einen Austausch von Gasen zwischen dem Motorbereich einerseits und dem Lagerbereich andererseits zu unterbinden. Bei weiteren Ausführungs- beispielen umfasst die Labyrinth-Dichtung nicht nur Komponenten an dem festen Teil des Elektromotors, also umfasst nicht nur die Scheiben, sondern auch eine oder mehrere in- einandergreifende Scheiben an der Motorwelle. Damit kann je nach Implementierung eine mäanderförmige Labyrinth-Dichtung erzeugt werden. Weitere Labyrinth-Dichtungen umfassen nicht nur zwei Scheiben, sondern auch drei, vier oder noch mehr Scheiben und je nach Implementierung entsprechend ineinandergreifende Elemente, so dass eine Labyrinth-Dichtung nicht nur Elemente am festen Teil des Motors hat, sondern auch an der Motorwelle. Es wird jedoch aus Einfachheitsgründen bevorzugt, lediglich für die Labyrinth- Dichtung Komponenten an dem festen Teil der Welle vorzusehen und nicht an der Motorwelle, und es wird ferner bevorzugt, dass zwei voneinander beabstandete Scheiben eingesetzt werden, zwischen den sich der Abstandsraum für die rotierende Walze bildet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der feste Lagerbereich federnd an der Motorhülle aufgehängt, so dass der Motor auf seiner Trägheitsachse arbeiten kann und nicht durch die Lager selbst festgelegt ist. Ferner wird es bevorzugt, dass dieses federnde System gedämpft ist, und dass die Labyrinth-Dichtung einstückig mit dem Teil des festen Lagers ausgeführt ist, der mit dem Dämpfungselement für das Feder-Dämpfungs-System Eingriff nimmt. Damit wird sichergestellt, dass trotz federnd gelagertem festem Lagerteil bezüglich der Motorhülle keine Relativbewegung zwischen Labyrinth-Dichtung und Motorwelle stattfindet, sondern dass dann, wenn sich der gesamte Lagerbereich bewegt, auch die Labyrinth-Dichtung mitbewegt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A eine Prinzipdarstellung eines Motors für einen Kompressor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1 B eine schematische Ansicht einer Wärmepumpe mit dem Motor und dem Kompressor;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Wärmepumpe mit konvektiver Wellenkühlung gemäß einem Aspekt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Wärmepumpe mit konvektiver Wellenkühlung einerseits und Motorkühlung gemäß einem weiteren Aspekt andererseits; Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer Wärmepumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel mit konvektiver Wellenkühlung einerseits und Motorkühlung andererseits unter spezieller Berücksichtigung der konvektiven Wellenkühlung;
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels für die Labyrinth- Dichtung zur Trennung des Lagerschmierungsbereichs und des Dampfbereichs;
Fig. 6 eine detaillierte Darstellung des rotierenden Systems mit Lagerhalter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7A eine detaillierte Darstellung des rotierenden Systems, das in dem Motorgehäuse angeordnet ist;
Fig. 7B eine Detailansicht aus Fig. 7A;
Fig. 8A eine weitere Ausführungsform eines Ausschnitts des Elektromotors mit Labyrinth- Dichtung zwischen Lagerabschnitt und Motorabschnitt;
Fig. 8B einen Ausschnitt aus Fig. 8A;
Fig. 9 eine Detaildarstellung des Lagerhalters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 eine Darstellung des rotierenden Systems samt Lagerhalter mit besonderem Verweis auf ein Kühlsystem zur Lagerkühlung.
Fig. 1A zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Motor für einen Kompressor. Der Motor umfasst einen Lagerbereich 1000, einen Motorbereich 1100 und ein Kompressorrad 304. Eine Motorwelle 306 erstreckt sich zwischen dem Kompressorrad 304, dem Motorbereich 1100 und dem Lagerbereich 1000. Insbesondere hat der Lagerbereich einen an der Motorwelle 306 angebrachten drehbaren Abschnitt 705 und einen festen Abschnitt 703, wobei eine Lagerschmierung 707 in dem Lagerbereich 1000 angeordnet ist, und zwar zwischen dem drehbaren Abschnitt 705 und dem festen Abschnitt 703. Vorzugsweise ist das Lager als Lager mit beweglichen Elementen, wie beispielsweise mit Kugeln im Falle eines Kugellagers oder mit Walzen im Falle eines Wälzlagers ausgebildet, wie es schematisch bei 701 und 702 gezeigt ist.
Wie es in Fig. 1A ferner dargestellt ist, ist der Motorbereich 1100 zwischen dem Kompressorrad 304 und dem Lagerbereich 1000 angeordnet. Der Motorbereich umfasst einen Stator 308, der mittels einer Stromversorgung 1050 mit Strom versorgt werden kann, um den Motor anzutreiben. Ferner umfasst der Motorabschnitt einen Rotor 307, der vorzugsweise Permanentmagnete aufweist, die auf der Motorwelle angebracht oder in der Motorwelle 306 eingelassen sind. Ferner ist eine Gaszuführung, die schematisch bei 310 und 320 angedeutet ist, vorhanden, um eine Kühlgaszuführung für eine konvektive Wellenkühlung zu ermöglichen. Durch die Kühlgaszuführung 310, 320 wird vorzugsweise im Betrieb des Kompressorrads 304 Kühldampf, und vorzugsweise verdampfte Arbeitsflüssigkeit durch die Gaszuführung 310, 320, einen Motorspalt 311 und einen weiteren Spalt 313 in den Kompressorraum 104 gezogen. Damit wird eine konvektive Wellenkühlung der Motorwelle, der Permanentmagnete, des Stators und der anderen Komponenten erreicht, die an dem Weg des Arbeitsdampfes 305 liegen. Der Motorbereich und der Kompressorraum sind somit ausgebildet, um eine Gasströmung zwischen der Gaszuführung 310, 320 und dem Kompressorraum 104 zu ermöglichen, wobei die Gaszuführung zwischen dem Lagerbereich 1000 und dem Motorbereich 1 100 angeordnet ist. Um eine effektive Abdichtung zwischen dem Lagerbereich und dem Motorbereich bzw. dem Dampfbereich zu erhalten, ist eine Labyrinth-Dichtung 1010 zwischen dem Lagerbereich und der Gaszuführung 310, 320 angeordnet. Damit wird sichergestellt, dass die Lagerschmierung 707, selbst wenn sie im Betrieb verdampft, nicht aus dem Lagerbereich austreten kann, sondern im Lagerbereich verbleibt, obgleich eine dauernde Gasströmung durch die Gaszuführung 310 entlang des Motorspalts und des weiteren Spalts in den Kompressorraum stattfindet.
Die Labyrinth-Dichtung 1010 dient zum Abdichten des Lagerbereichs 1000 gegen die konvektive Wellenkühlung im Motorbereich bis zum Kompressorbereich 104 als Dichtsystem zwischen dem rotierenden System und dem stehenden System. Damit ist der Lagerbereich, der sich zwischen dem festen Abschnitt 703 und dem beweglichen Abschnitt 705 erstreckt, und in dem die Lagerschmierung 707 angeordnet ist, abgedichtet. Vorzugsweise sind noch, wie es später noch dargestellt wird, O-Ring-Dichtungen zum Abdichten des Raums nach außen, also nicht zum konvektiven Wellenkühlungsbereich, sondern zu anderen Bereichen des Elektromotors vorgesehen. Der Lagerbereich umfasst vorzugsweise ein Lebenszeit-geschmiertes Lager bzw. mehrere Lebenszeit-geschmierte Lager, die in einer nahezu abgeschlossenen Atmosphäre laufen. Das öl bildet hier im Betrieb durch Verdunstung einen Partialdruck aus und hört dadurch auf zu verdunsten, also aufgrund der vorhandenen Labyrinth-Dichtung 1010. Würde die Labyrinth-Dichtung 1010 nicht vorhanden sein, so würde ständig Öl bzw. Lagerschmierung verdampfen, während bei Vorhandensein der Labyrinth-Dichtung 1010 im Betrieb quasi kein Austausch stattfindet, so dass der Verdampfungsprozess des Öls bzw. der Lagerschmierung, die zusätzlich auch je nach Implementierung Seife oder Fett enthalten kann, zum Erliegen kommt.
Durch die Labyrinth-Dichtung 1010 kann sich im Lagerbereich also ein Partialdruck einstellen, der ein weiteres Verdampfen von Schmieröl dauerhaft verhindert. Ohne Labyrinth- Dichtung spült die konvektive Wellenkühlung ständig entstehenden Öl-Dampf weg und der Verdampfungsprozess würde so lange weiterlaufen, bis kein öl für die Schmierung mehr vorhanden ist. Zwischen dem Lagerbereich und der konvektiven Wellenkühlung gibt es bei bevorzugten Ausführungsbeispielen keinen Druckunterschied. Die Labyrinth- Dichtung stört den Diffusionsprozess zwischen den beiden Räumen. Sobald das System rotiert, bildet sich im Spalt der Labyrinth-Dichtung bei einer bevorzugten Ausführungsform eine„rotierende Walze“, die durch enge Spalte zwischen Labyrinth-Dichtungsscheiben und der Motorwelle einen Austausch von Gasen verhindert. Die„rotierende Walze“ ist das in dem Spalt der Labyrinth-Dichtung vorhandene Gas, das durch die sich schnell drehende Motorwelle in Rotation versetzt wird und damit den Raum im Lager von dem Raum außerhalb des Lagers abdichtet, obgleich die Scheiben der Labyrinth-Dichtung die Motorwelle nicht berühren.
Fig. 1 B zeigt eine Wärmepumpe 100 mit einem Verdampfer zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit in einem Verdampferraum 102. Die Wärmepumpe umfasst ferner einen Kondensator zum Verflüssigen von verdampfter Arbeitsflüssigkeit in einem Kondensatorraum 104, der von einem Kondensatorboden 106 begrenzt ist. Wie es in Fig. 1 B gezeigt ist, die als Schnittdarstellung oder als Seitenansicht angesehen werden kann, ist der Verdampferraum 102 zumindest teilweise von dem Kondensatorraum 104 umgeben. Ferner ist der Verdampferraum 102 durch den Kondensatorboden 106 von dem Kondensatorraum 104 getrennt. Darüber hinaus ist der Kondensatorboden mit einem Verdampferboden 108 verbunden, um den Verdampferraum 102 zu definieren. In einer Implementierung ist oberhalb am Verdampferraum 102 oder an anderer Stelle ein Kompressor 1 10 vorge- sehen, der in Fig. 1 B nicht näher ausgeführt ist, der jedoch prinzipiell ausgebildet ist, um verdampfte Arbeitsflüssigkeit zu komprimieren und als komprimierten Dampf 112 in den Kondensatorraum 104 zu leiten. Der Kompressor umfasst vorzugsweise den Motor, wie er in Fig. 1A dargestellt ist und das Kompressorrad des Motors von Fig. 1A erstreckt sich im Kompressorraum, der der Kondensatorraum 104 der Wärmepumpe von Fig. 1 B ist.
Der Kondensatorraum 104 ist ferner nach außen hin durch eine Kondensatorwand 114 begrenzt. Die Kondensatorwand 1 14 ist ebenfalls wie der Kondensatorboden 106 an dem Verdampferboden 108 befestigt. Insbesondere ist die Dimensionierung des Kondensatorbodens 106 in dem Bereich, der die Schnittstelle zum Verdampferboden 108 bildet, so, dass der Kondensatorboden bei dem in Fig. 1 B gezeigten Ausführungsbeispiel vollständig von der Kondensatorraumwand 114 umgeben ist. Dies bedeutet, dass sich der Kondensatorraum, wie es in Fig. 1 B gezeigt ist, bis zum Verdampferboden erstreckt, und dass sich der Verdampferraum gleichzeitig sehr weit nach oben, typischerweise nahezu durch fast den gesamten Kondensatorraum 104 erstreckt.
Diese „verschränkte“ oder ineinandergreifende Anordnung von Kondensator und Verdampfer, die sich dadurch auszeichnet, dass der Kondensatorboden mit dem Verdampferboden verbunden ist, liefert eine besonders hohe Wärmepumpeneffizienz und erlaubt daher eine besonders kompakte Bauform einer Wärmepumpe. Größenordnungsmäßig ist die Dimensionierung der Wärmepumpe z. B. in einer zylindrischen Form so, dass die Kondensatorwand 114 einen Zylinder mit einem Durchmesser zwischen 30 und 90 cm und einer Höhe zwischen 40 und 100 cm darstellt. Die Dimensionierung kann jedoch je nach erforderlicher Leistungsklasse der Wärmepumpe gewählt werden, findet jedoch vorzugsweise in den genannten Dimensionen statt. Damit wird eine sehr kompakte Bauform erreicht, die zudem einfach und günstig herstellbar ist, weil die Anzahl der Schnittstellen, insbesondere für den fast unter Vakuum stehenden Verdampferraum ohne Weiteres reduziert werden kann, wenn der Verdampferboden gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung dahin gehend ausgeführt wird, dass er sämtliche Flüssigkeits-Zu- und Ableitungen umfasst und damit keine Flüssigkeits-Zu- und Ableitungen von der Seite oder von oben nötig sind.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Betriebsrichtung der Wärmepumpe so ist, wie sie in Fig. 1 B gezeigt ist. Dies bedeutet, dass der Verdampferboden im Betrieb den unteren Abschnitt der Wärmepumpe definiert, jedoch abgesehen von Verbindungsleitungen mit anderen Wärmepumpen oder zu entsprechenden Pumpeneinheiten. Dies bedeutet, dass im Betrieb der im Verdampferraum erzeugte Dampf nach oben steigt und durch den Motor umgelenkt wird und von oben nach unten in den Kondensatorraum eingespeist wird, und dass die Kondensatorflüssigkeit von unten nach oben geführt wird, und dann von oben in den Kondensatorraum zugeführt wird und dann im Kondensatorraum von oben nach unten fließt, wie beispielsweise durch einzelne Tröpfchen oder durch kleine Flüssigkeitsströme, um mit dem vorzugsweise quer zugeführten komprimierten Dampf zu Zwecken einer Kondensation zu reagieren.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Kompressor derart an der Oberseite des Kondensatorraums angeordnet, dass der komprimierte Dampf durch den Kompressor einerseits umgelenkt und gleichzeitig in einen Randspalt des Kondensatorraums eingespeist wird. Damit wird eine Kondensation mit besonders hoher Effizienz erreicht, weil eine Querstromrichtung des Dampfes zu einer herabfließenden Kondensationsflüssigkeit erreicht wird. Diese Kondensation mit Querströmung ist besonders im oberen Bereich, wo der Verdampferraum groß ist, wirksam und benötigt im unteren Bereich, wo der Kondensatorraum zugunsten des Verdampferraums klein ist, keinen besonders großen Bereich mehr, um dennoch eine Kondensation von bis zu diesem Bereich vorgedrungenen Dampfpartikeln zu erlauben.
Ein Verdampferboden, der mit dem Kondensatorboden verbunden ist, ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er den Kondensator-Zu- und Ablauf und den Verdampfer-Zu- und Ab- lauf in sich aufnimmt, wobei zusätzlich noch bestimmte Durchführungen für Sensoren in den Verdampfer bzw. in den Kondensator vorhanden sein können. Damit wird erreicht, dass keine Durchführungen von Leitungen für den Kondensator-Zu- und Ablauf durch den nahezu unter Vakuum stehenden Verdampfer nötig sind. Dadurch wird die die gesamte Wärmepumpe weniger fehleranfällig, weil jede Durchführung durch den Verdampfer eine Möglichkeit für ein Leck darstellen würde. Dazu ist der Kondensatorboden an den Stellen, an denen die Kondensator-Zu- und Abläufe sind, mit einer jeweiligen Aussparung versehen, dahin gehend, dass in dem Verdampferraum, der durch den Kondensatorboden definiert wird, keine Kondensator-Zu/Abführungen verlaufen.
Der Kondensatorraum wird durch eine Kondensatorwand begrenzt, die ebenfalls an dem Verdampferboden anbringbar ist. Der Verdampferboden hat somit eine Schnittstelle sowohl für die Kondensatorwand als auch den Kondensatorboden und hat zusätzlich sämtliche Flüssigkeits-Zuführungen sowohl für den Verdampfer als auch den Verflüssiger. In der vorliegenden Anmeldung betreffen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwir- kende Elemente, wobei nicht alle Bezugszeichen in allen Zeichnungen, sofern sie sich wiederholen, erneut dargelegt werden.
Fig. 2 zeigt eine Wärmepumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der konvektiven Wellenkühlung. So umfasst die Wärmepumpe von Fig. 2 einen Kondensierer mit einem Kondensierergehäuse 1 14, der einen Kondensiererraum 104 umfasst. Ferner ist der Verdichtermotor angebracht, welcher durch den Stator 308 schematisch in Fig. 4 dargestellt ist. Dieser Verdichtermotor ist auf in Fig. 2 nicht gezeigte Art und Weise an dem Kondensierergehäuse 114 angebracht und umfasst den Stator und einen Rotor 307, wobei der Rotor 307 eine Motorwelle 306 aufweist, an der ein Radialrad 304 angebracht, das sich in eine Verdampferzone hinein erstreckt, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist. Ferner umfasst die Wärmepumpe einen Leitraum 302, der ausgebildet ist, um durch das Radial- rad verdichteten Dampf aufzunehmen und in den Kondensierer zu leiten, wie es bei 1 12 schematisch dargestellt ist.
Ferner umfasst der Motor ein Motorgehäuse 300, das den Verdichtermotor umgibt und vorzugsweise ausgebildet ist, um einen Druck zu halten, der wenigstens gleich dem Druck in dem Kondensierer ist. Alternativ ist das Motorgehäuse ausgebildet, um einen Druck zu halten, der höher als ein mittlerer Druck aus dem Verdampfer und dem Kondensierer ist, oder der höher als der Druck in dem weiteren Spalt 313 zwischen dem Radialrad und dem Leitraum 302 ist, oder der größer oder gleich dem Druck in dem Kondensierer ist. Das Motorgehäuse ist also derart ausgebildet, damit ein Druckabfall vom Motorgehäuse entlang der Motorwelle in Richtung des Leitraums stattfindet, durch den Arbeitsdampf durch den Motorspalt und den weiteren Spalt an der Motorwelle vorbeigezogen wird, um die Welle zu kühlen.
Dieses Gebiet in dem Motorgehäuse mit dem nötigen Druck ist in Fig. 2 bei 312 dargestellt. Außerdem ist eine Dampfzuführung 310 ausgebildet, um Dampf in dem Motorgehäuse 300 zu einem Motorspalt 311 zuzuführen, der zwischen dem Stator 308 und der Welle 306 vorhanden ist. Ferner umfasst der Motor einen weiteren Spalt 313, der sich von dem Motorspalt 31 1 entlang des Radialrads zu dem Leitraum 302 erstreckt.
Bei der Anordnung herrscht im Kondensierer ein relativ großer Druck p3. Dagegen herrscht im Leitweg oder Leitraum 302 ein mittlerer Druck p2. Der kleinste Druck herrscht, abgesehen vom Verdampfer, hinter dem Radialrad, und zwar dort, wo das Radialrad an der Motorwelle befestigt ist, also in dem weiteren Spalt 313. In dem Motorgehäuse 300 existiert ein Druck p4, der entweder gleich dem Druck p3 oder größer als der Druck p3 ist. Dadurch existiert ein Druckgefälle vom Motorgehäuse zu dem Ende des weiteren Spalts. Dieses Druckgefälle führt dazu, dass eine Dampfströmung durch die Dampfzuführung hindurch in den Motorspalt und den weiteren Spalt bis in den Leitweg 302 stattfindet. Diese Dampfströmung nimmt Arbeitsdampf aus dem Motorgehäuse an der Motorwelle vorbei in den Kondensierer. Diese Dampfströmung sorgt für die konvektive Wellenkühlung der Motorwelle durch den Motorspalt 311 und den weiteren Spalt 313, der sich an den Motorspalt 311 anschließt. Das Radialrad saugt also Dampf nach unten heraus, an der Welle des Motors vorbei. Dieser Dampf wird über die Dampfzuführung, die typischerweise als spezielle ausgeführte Bohrungen implementiert sind, in den Motorspalt hinein gezogen.
Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Ausführungsform der konvektiven Wellenkühlung gemäß einem ersten Aspekt, die vorzugsweise mit der Motorkühlung gemäß einem zweiten Aspekt kombiniert ist.
Es sei jedoch an dieser Stelle generell darauf hingewiesen, dass die beiden Aspekte konvektive Wellenkühlung einerseits und Motorkühlung andererseits auch separat voneinander eingesetzt werden. So führt eine Motorkühlung ohne eine spezielle separate konvektive Wellenkühlung bereits zu einer erheblich erhöhten Betriebssicherheit. Darüber hinaus führt auch eine konvektive Motorwellenkühlung ohne die zusätzliche Motorkühlung zu einer erhöhten Betriebssicherheit der Wärmepumpe. Die beiden Aspekte können jedoch, wie es nachfolgend in Fig. 3 dargestellt ist, besonders günstig miteinander verbunden werden, um mit einer besonders vorteilhaften Konstruktion des Motorgehäuses und des Verdichtermotors sowohl die konvektive Wellenkühlung als auch die Motorkühlung zu implementieren, welche zusätzlich noch bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel jeweils oder gemeinsam durch eine spezielle Kugellagerkühlung ergänzt werden können.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit kombinierter Verwendung von konvektiver Wellenkühlung und Motorkühlung, wobei bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die Verdampferzone bei 102 gezeigt ist. Die Verdampferzone wird von der Kondensiererzone, also von dem Kondensiererbereich 104 durch den Kondensiererboden 106 getrennt. Arbeitsdampf, der schematisch bei 314 dargestellt ist, wird durch das sich drehende schematisch und im Schnitt dargestellte Radialrad 304 angesaugt und in den Leitweg 302 hinein„gepresst“. Der Leitweg 302 ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass sich sein Querschnitt nach außen hin vergrößert. Damit findet eine wei- tere Dampfkompression statt. Die erste „Stufe“ der Dampfkompression findet bereits durch die Drehung des Radialrads und das„Ansaugen“ des Dampfs durch das Radialrad statt. Dann jedoch, wenn das Radialrad den Dampf in den Eingang des Leitwegs oder Leitraums einspeist, also dort, wo das Radialrad betrachtet nach oben„aufhört“, stößt der bereits vorkomprimierte Dampf gewissermaßen auf einen Dampfstau. Im Leitraum wird die kinetische Energie, die das Radialrad dem Dampf übertragen hat, in potentielle Energie umgewandelt, indem die Strömungsgeschwindigkeit durch die langsam stetige Aufweitung des Leitraumes in Druck umgewandelt wird. Dies führt zu einer weiteren Dampfkom- pression, so dass schließlich der komprimierte und damit erwärmte Dampf 112 in den Kondensierer strömt.
Fig. 3 zeigt ferner die Dampfzuführungsöffnungen 320, die in einer schematisch dargestellten Motorwand 309 in Fig. 3 ausgeführt sind. Diese Motorwand 309 hat bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel Bohrungen für die Dampfzuführungsöffnungen 320 im oberen Bereich, wobei diese Bohrungen jedoch an beliebigen Stellen ausgeführt sein können, an denen Dampf in den Motorspalt 311 und damit auch in den weiteren Motorspalt 313 eindringen kann. Die dadurch verursachte Dampfströmung 310 führt zu dem gewünschten Effekt der konvektiven Wellenkühlung.
Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel umfasst ferner zur Implementierung der Motorkühlung einen Arbeitsmittelzulauf 330, der ausgebildet ist, um flüssiges Arbeitsmittel aus dem Kondensierer zur Motorkühlung an die Motorwand zu führen. Ferner ist das Motorgehäuse ausgebildet, um in dem Betrieb der Wärmepumpe einen maximalen Flüssigkeitspegel 322 an flüssigem Arbeitsmittel zu halten. Darüber hinaus ist das Motorgehäuse 300 ebenfalls ausgebildet, um oberhalb des maximalen Pegels einen Dampfraum 323 zu bilden. Ferner hat das Motorgehäuse Vorkehrungen, um flüssiges Arbeitsmittel oberhalb des maximalen Pegels in den Kondensierer 104 zu leiten. Diese Ausführung wird bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen z. B. flach ausgeführten kanalförmigen Überlauf 324 ausgebildet, der die Dampfabführung bildet und irgendwo in der oberen Kondensiererwand angeordnet ist und eine Länge hat, die den maximalen Pegel 322 definiert. Wird durch die Kondensiererflüssigkeitszuführung 330 zu viel Arbeitsflüssigkeit in das Motorgehäuse, also den Flüssigkeitsbereich 328 eingeführt, so läuft das flüssige Arbeitsmittel durch den Überlauf 324 hindurch in das Kondensierervolumen. Darüber hinaus stellt der Überlauf auch bei der in Fig. 3 gezeigten passiven Anordnung, die z. B. auch alternativ ein Röhrchen mit einer entsprechenden Länge sein kann, einen Druckausgleich zwischen dem Motorgehäuse und insbesondere dem Dampfraum 323 des Motorgehäu- ses und dem Kondensierer-Innenraum 104 her. Damit ist der Druck im Dampfraum 323 des Motorgehäuses immer nahezu gleich oder höchstens aufgrund eines Druckverlusts entlang des Überlaufs etwas höher als der Druck im Kondensierer. Damit wird der Siede¬ punkt der Flüssigkeit 328 im Motorgehäuse ähnlich dem Siedepunkt im Kondensiererge- häuse sein. Dadurch führt eine Erwärmung der Motorwand 309 aufgrund einer im Motor erzeugten Verlustleistung dazu, dass eine Blasensiedung in dem Flüssigkeitsvolumen 328 stattfindet, die später noch erläutert wird.
Fig. 3 zeigt ferner diverse Abdichtungen in schematischer Form beim Bezugszeichen 326 und an ähnlichen Stellen zwischen dem Motorgehäuse und dem Kondensierergehäuse einerseits oder aber auch zwischen der Motorwand 309 und dem Kondensierergehäuse 114 andererseits. Diese Abdichtungen sollen symbolisieren, dass hier eine flüssigkeits- und druckdichte Verbindung sein soll.
Durch das Motorgehäuse wird ein separater Raum definiert, der jedoch ein nahezu gleiches Druckgebiet wie der Kondensator darstellt. Dies unterstützt aufgrund einer Erwärmung des Motors und der damit abgegebenen Energie an der Motorwand 309 eine Blasensiedung im Flüssigkeitsvolumen 328, die wiederum eine besonders effiziente Verteilung des Arbeitsmittels im Volumen 328 und damit eine besonders gute Kühlung mit ei¬ nem kleinen Volumen an Kühlflüssigkeit zur Folge hat. Ferner wird sichergestellt, dass mit dem Arbeitsmittel gekühlt wird, das auf der günstigsten Temperatur, nämlich der wärms¬ ten Temperatur in der Wärmepumpe ist. Dadurch wird sichergestellt, dass sämtliche Kon¬ densationsprobleme, die immer an kalten Oberflächen auftreten, sowohl für die Motorwand als auch für die Motorwelle und die Bereiche im Motorspalt 311 und dem weiteren Spalt 313 ausgeschlossen sind. Ferner ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbei¬ spiel der für die konvektive Wellenkühlung verwendete Arbeitsmitteldampf 310 Dampf, der sonst im Dampfraum 323 des Motorgehäuses ist. Dieser Dampf hat ebenfalls wie die Flüssigkeit 328 die optimale (warme) Temperatur. Ferner wird durch den Überlauf 324 sichergestellt, dass der Druck im Bereich 323 aufgrund der Blasensiedung, die durch die Motorkühlung bzw. die Motorwand 309 bewirkt wird, nicht über den Kondensiererdruck steigen kann. Ferner wird durch die Dampfabführung die Wärmeenergie aufgrund der Motorkühlung abgeführt. Damit wird die konvektive Wellenkühlung immer gleich arbeiten. Würde nämlich der Druck zu stark ansteigen, so könnte zu viel Arbeitsmitteldampf durch den Motorspalt 311 und den weiteren Spalt 313 gepresst werden. Obgleich der Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung besonders gut in der Wärmepumpe einsetzbar ist, wie sie Bezug nehmend auf die Fig. 1A bis 4 dargestellt worden ist, kann der Elektromotor auch für andere Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein kleiner kompakter Motor nötig ist, der zudem bei hohen Drehzahlen betrieben werden kann. Jedoch auch bei niedrigeren Drehzahlen kann der erfindungsgemäße Motor bereits Vorteile bringen.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ausführung gemäß einem Ausführungsbeispiel für die Labyrinth-Dichtung 1010. Vorzugsweise umfasst die Labyrinth-Dichtung eine obere Scheibe 1012 und eine untere Scheibe 101 1 sowie ein zwischen den beiden Scheiben 1011 und 1012 rotierendes Gegenstück 1013, das mit der Motorwelle 306 verbunden ist. Damit umgreifen die beiden Scheiben 1012, 1011 das rotierende Element 1013, wobei insbesondere bei schneller Drehung der lange Weg in den Spalt zwischen Scheibe 1012 und Motorwelle 306 entlang des sich stark drehenden Teils 1013 und dann wieder zurück zu dem Spalt zwischen der unteren Scheibe 1011 und der Motorwelle 306 zu einer effizienten Trennung zwischen Lagerschmierung einerseits und Dampfbereich andererseits führt. Lediglich schematisch ist in Fig. 5 eingezeichnet, dass der feste Bereich 1012, 1011 mit einer Motorhülle 500 verbunden ist, die auch in Fig. 1A eingezeichnet ist. Ferner sind die obere Scheibe 1012 und die untere Scheibe 1011 jeweils mit einem Abstandshalter 1016 verbunden, und die Elemente 1012, 1011 und 1016 sind vorzugsweise einstückig miteinander ausgebildet. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen für die Labyrinth-Dichtung 1010, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind, kann somit eine Anordnung aus zwei festen Scheibe und einer rotierenden Scheibe verwendet werden. Alternativ kann jedoch auch lediglich eine feste Scheibe und eine gegenüberliegende rotierende Scheibe verwendet werden. Eine solche Dichtung würde sich ergeben, wenn entweder die obere Scheibe 1012 oder die untere Scheibe 1011 in Fig. 5 weggelassen werden würde.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 8B gezeigt. In Fig. 8B sind sowohl die obere Scheibe 1012 als auch die untere Scheibe 101 1 vorhanden, die durch den Abstandshalter 1016 voneinander getrennt sind. Allerdings ist bei dem in Fig. 8B gezeigten Ausführungsbeispiel keine Scheibe bzw. kein Element vorhanden, das sich dreht und an der Motorwelle 306 angeordnet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil die Motorwelle 306 mit hoher Drehzahl angetrieben wird und daher jegliche zusätzlichen Elemente an der Motorwelle im Hinblick auf die Stabilität problematisch sind. Daher wird die Labyrinth- Dichtung in Fig. 8B bevorzugt, die zwei Scheiben hat, zwischen denen der Bereich 1017 ausgebildet ist, der auch als„Abstandshalterspalt" beschrieben wird, weil es der Spalt zwischen dem Abstandshaiter 1016 und der Motorwelle 306 ist, in der sich bei dieser speziellen Ausführungsform der Labyrinth-Dichtung die rotierende Walze bildet, die zusätzlich durch die engen Spalte zwischen der ersten Scheibe 1012 und der Motorwelle 306 und der zweiten Scheibe 101 1 und der Motorwelle 306 gebildet ist, einen Austausch von Ga sen zwischen dem Lagerbereich und dem Dampfbereich effektiv vermeidet.
Insbesondere sind bei dem in Fig. 8B gezeigten Ausführungsbeispiel besonders bevorzugte Maße für die Labyrinth-Dichtung eingezeichnet. Die Bemaßung versteht sich in Millimetern in Fig. 8B.
Vorzugsweise ist der Dichtungsspalt zwischen beiden Scheiben 1011 , 1012 und der Motorwelle 306 jeweils gleich groß und in der Größenordnung von 0,05 mm. Andere Größenordnungen zwischen 0,02 mm und 0,07 mm sind ebenfalls besonders nützlich. Alter nativ können die beiden Dichtungsspalte auch einen Toleranzbereich von ± 10 % des größeren der beiden Dichtungsspalte haben. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel, das ebenfalls in Fig. 8B gezeigt ist, ist die Dicke der oberen Scheibe größer als die Dicke der unteren Scheibe. Insbesondere beträgt die Dicke der oberen Scheibe 1012 wenigstens das 1 ,1-Fache der unteren Scheibe 101 1 , Insbesondere ist die Dicke der oberen Scheibe zwischen 0,8 mm und 1 ,2 mm und ist die Dicke der weiteren Scheibe zwischen 0,15 mm und 0,65 mm.
Der Abstandshalter 1016 hat vorzugsweise eine Dicke von 2 mm, und der Abstandsspalt 1017 beträgt 3,75 mm. Der Abstandsspalt kann jedoch zwischen 2,5 mm und 5 mm liegen, und ist vorzugsweise gleich dem 30-Fachen des Dichtungsspalts, damit sich eine ausreichend effizient abdichtende rotierende Walze ausbilden kann. Der Abstand zwi schen den beiden Scheiben, der vorzugsweise 2 mm beträgt, kann auch zwischen 1 mm und 3 mm liegen.
Nachfolgend wird Bezug nehmend auf Fig. 4 ein Elektromotor gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, der vorteilhaft als der Elektromotor 1 10 beispielsweise von Fig. 1 B eingesetzt werden kann, oder der auch für andere Anwendungen einsetzbar ist.
Der Elektromotor umfasst eine Motorhülle 500, die den Motor umhaust. Dagegen ist das Motorgehäuse 300, das in den Fig. 2, 3, 4 dargestellt ist, zusätzlich zu der Motorhülle vor- gesehen, um die bestimmten dargelegten Kühlvorrichtungen zu schaffen. Ein Teil der Motorhülle 500 ist die Motorwand 309, die auch in den Fig. 2, 3, 4 dargestellt ist.
Der Elektromotor umfasst ferner eine Motorwelle 306 mit einem ersten Ende 306a und einem zweiten Ende 306b sowie einen Lagerabschnitt 343 zum Lagern der Motorwelle 306 bezüglich eines Lagerhalters 504. Der Lagerabschnitt 343 ist näher an dem ersten Ende 306a als an dem zweiten Ende 306b an der Motorwelle angebracht und insbesondere auf einer Seite bezüglich des Schwerpunkts des rotierenden Systems. Ferner umfasst das rotierende System ein anzutreibendes Element 304, das beispielsweise als Radialrad oder Impeller ausgeführt sein kann, das jedoch auch als jedes beliebige andere anzutreibende Element implementiert sein kann. Ferner ist ein Antriebsabschnitt 1100 vorgesehen, der zwischen dem Lagerabschnitt 343 und dem anzutreibenden Element angeordnet ist und einen Rotor 307 und einen Stator 308 aufweist.
Insbesondere ist der Lagerhalter 504, der in Fig. 6 gezeigt ist, mit der Motorhülle 500 über eine Federanordnung 600 gekoppelt, wobei die Federanordnung ausgebildet ist, um eine Kipp-Auslenkung des Lagerhalters 504 bezüglich der Motorhülle wenigstens um eine Kipp-Achse, die senkrecht zu einer Achse der Motorwelle 306 ist, zu erlauben, und um eine translatorische Auslenkung in Richtung der Motorwelle zu reduzieren oder zu vermeiden. Die Motorwelle 306 erstreckt sich z. B. entlang der z-Achse. Insbesondere dreht sich die Motorwelle 306 im Betrieb um die z-Achse. Eine Kipp-Auslenkung ist entweder um die y-Achse oder die x-Achse oder vorzugsweise um beide Kipp-Achsen möglich, dahin gehend, dass das rotierende System, das durch die Motorwelle 306, den Rotor 307 und das anzutreibende Element 304 gebildet wird, auf seiner Trägheitsachse rotieren kann. Um dies zu erreichen, sind die Kipp-Auslenkungen nötig. Dagegen ist die Federanordnung, die beispielsweise als Blattfedern implementiert ist, ausgebildet, um starr in der z-Achse zu sein. Vorzugsweise soll die Federanordnung auch die radiale Position des Lagerhalters bezüglich der Motorhülle 500 definieren, dahin gehend, dass tatsächlich eine Kipp-Auslenkung des Lagerhalters, jedoch keine radiale Verschiebung des Lagerhalters stattfindet.
Insbesondere ist bei dem in Fig. 4 oder 6 oder 7A, 7B, 8A, 8B gezeigten Ausführungsbeispiel gezeigt, dass der Lagerabschnitt 343 die Motorwelle im Betrieb ausschließlich lagert, so dass zwischen dem Antriebsabschnitt 1100 und dem anzutreibenden Element 304 kein weiteres Lager zum Lagern der Motorwelle im Betrieb angeordnet ist. Lediglich, wie es z. B. anhand von Fig. 4 dargelegt worden ist, existiert ein Notlager 344, das jedoch im Be- trieb nicht auf die Welle eingreift, sondern von der Welle beabstandet ist und dafür da ist, um im Falle eines Notzustandes, wie beispielsweise eines Stoßes, die Welle in Eingriff zu nehmen, damit keine zu große Auslenkung der Welle ermöglicht wird. Zwischen dem An- triebsabschnitt und dem anzutreibenden Element ist somit das Notlager angeordnet, das im Betrieb die Motorwelle oder das anzutreibende Element nicht in Eingriff nimmt, das jedoch bei einer Notsituation die Motorwelle in Eingriff nimmt, um eine Auslenkung der Motorwelle über einen Notlagerspalt hinaus zu unterbinden.
Der Rotor 307 umfasst bei einer Ausführungsform, die beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist, Permanentmagnete, die an der Motorwelle angebracht sind. Darüber hinaus umfasst ein Stator, wie er z. B. bei 308 in Fig. 7A gezeigt ist, Wicklungen, die mit der Motorhülle 500 verbunden sind.
Insbesondere ist der Lagerhalter 504 über zwei oder mehr längliche Federn, die z. B. bei 600 in Fig. 6 dargestellt sind, mit der Motorhülle 500 verbunden ist, wobei die Federbeine jeweils einen Federabschnitt haben, der sich parallel zur Achse der Motorwelle 306 erstreckt.
Je nach Implementierung sind jedoch bei einem vorzugsweise in Draufsicht kreisrunden Lagerhalter 504 die Federbeine gleichmäßig über den Umfang verteilt. Der Elektromotor, umfasst ferner eine Dämpfungsanordnung, durch die der Lagerhalter 504 ebenfalls mit der Motorhülle 500 verbunden ist. Die Dämpfungsanordnung ist ausgebildet, um eine mechanische Schwingung, die aufgrund der Federanordnung des Lagerhalters 504 bezüglich der Motorhülle 500 ermöglicht wird, zu dämpfen. Die Dämpfungsstärke der Dämpfungsanordnung ist eingestellt, damit die Dämpfungsanordnung eine Resonanz des schwingenden Lagerhalters 504 unterbindet, wobei jedoch gleichzeitig die Kipp-Bewegung, die das rotierende System ausführen muss, um auf seiner Trägheitsachse schwingen zu können, erlaubt werden.
Nachfolgend wird Bezug nehmend auf Fig. 6 eine detaillierte Darstellung gegeben. Das anzutreibende Element 304 ist in Fig. 6 als Radialrad oder Impellerrad ausgeführt, welches im Querschnitt in Fig. 6 dargestellt ist. Es sind diverse Wuchtlöcher 602 dargestellt, welche typischerweise mit Madenschrauben versehen werden können, um das Radialrad bzw. das Radialrad samt Welle und Rotor zu wuchten. Auswuchtmaßnahmen können jedoch auch durch andere Vorkehrungen erreicht werden, wie beispielsweise durch einen Materialabtrag an einer bestimmten Stelle alternativ oder zusätzlich zu dem Gewichtsein- trag aufgrund der ggf. eingesetzten Auswuchtschrauben in den Auswuchtöffnungen 602. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Welle 306 aus einem anderen Material als das Rad 304 ausgebildet. Beide Komponenten können jedoch aus demselben Material ausgebildet sein oder können auch einstückig miteinander ausgebildet sein. Bei der in Fig. 6 gezeigten Implementierung ist das Radialrad 304 aus Aluminium und ist die Welle aus Stahl gebildet. Die Halterung des Rads 304 an der Welle 306 findet über einen im Querschnitt gabelförmigen Befestigungsabschnitt 395 statt, der in Fig. 6 gezeigt ist. Auf der Welle ist im Antriebsabschnitt der Rotor 307 in Form von Permanentmagneten angeordnet, welche durch eine Stabilisierungshülse 396 und Stabilisierungsbandagen 397 gehalten werden, wie es auch Bezug nehmend auf Fig. 1 1 noch erläutert wird.
Im Lagerabschnitt 343 ist der Lagerhalter 504 gezeigt, auf den Bezug nehmend auf Fig. 7B, die eine Detaildarstellung des Lagerhalters zeigt, noch detaillierter eingegangen wird. Insbesondere ist der Lagerhalter 504 über die Federanordnung, die anhand eines Federbeins 600 dargestellt ist, mit der in Fig. 6 nicht gezeigten Motorhülle verbunden. Hierzu umfasst die Federanordnung das Federbein 600 und noch zwei weitere Federbeine 600, die im Querschnitt in Fig. 6 nicht gezeigt sind, die jedoch in Fig. 9 ersichtlich sind. Die Federbeine verbinden einen Befestigungsabschnitt 602 mit dem Lagerhalter 504. Der Befestigungsabschnitt 602 ist, wie es wieder in Fig. 9 besser zu sehen ist, als Ring ausgebildet, welcher an die Motorhülle 500 geschraubt ist, wenn der Motor fertig zusammengebaut ist. Die erfindungsgemäße Labyrinth-Dichtung ist bei 1010 in Fig. 6 dargestellt.
Der Lagerhalter umfasst ferner eine äußere Hülse 604 und eine innere Hülse 606. Zwischen der äußeren Hülse 604 und der inneren Hülse 606 ist ein Raum geschaffen, der nach unten durch einen Verbindungssteg abgedichtet ist, und der nach oben durch einen O-Ring 610 abgedichtet ist. Über einen Zulauf 612 kann Kühlmittel in den Lagerhalter zugeführt werden, welches durch einen Ablauf, der in Fig. 10 dargestellt ist, wieder aus dem Kühlungsraum herausgeführt wird. Der Ablauf ist mit 614 bezeichnet. Der Kühlungsraum 616 ist über die innere Hülse 606 mit dem inneren Lagerabschnitt verbunden, in dem bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Kugellager angeordnet sind, nämlich, wie es in Fig. 7B in der Detailansicht dargesteilt ist, ein unteres Kugellager
701 und ein oberes Kugellager 702. Das untere Kugellager 701 hat einen rotierenden Lagerabschnitt 701a und einen festen Lagerabschnitt 701 b. Ferner hat das obere Lager
702 einen fester Lagerabschnitt 702b und einen rotierenden Lagerabschnitt 702a. Darüber hinaus ist in Fig. 7B der Befestigungsring 602 des Federabschnitts gezeigt, der mit der Motorhülle, von der ein kleiner Abschnitt bei 500 in Fig. 7B gezeigt ist, verbunden ist. Zwischen den beiden Lagern 701 und 702 befindet sich eine innere Abstandshülse 704 und eine äußere Abstandshülse 706. Die innere Abstandshülse 704 ist zwischen den rotierenden Teilen 701a, 702a der Lager angeordnet, während zwischen der äußeren Hülse und den festen Teilen 701 b, 702b ein Federring 708 und ggf. ein weiterer Federring bzw. eine Unterlegscheibe 710 angebracht ist.
Zum Zusammenbau des Lagers wird zunächst ein Element bereitgestellt, das aus der äußeren Lagerhülse 604 und der inneren Lagerhülse 606 besteht, wobei die äußere und innere Lagerhülse unten durch die Wand 608 und oben durch den O-Ring 610 miteinander gewissermaßen verbunden und abgedichtet sind. Dann wird der Lageraufbau vorgenommen. Hierzu wird zunächst das untere Kugellager 701 in die innere Lagerhülse hineingeklebt. Dieses untere Lager bildet das Festlager. Daraufhin werden die Hülsen 704, 706, und der Federring 708 und gegebenenfalls weitere Elemente wie beispielsweise die Scheibe 710 und dann das Lager 702 in die innere Hülse in der in Fig. 7B gezeigten Reihenfolge hineingebracht. Daraufhin wird mit einem speziellen Einziehwerkzeug das erste Ende 306a der Welle 306 in den bereits derart vorbereiteten Lagerhalter hineingezogen. Zwischen der Welle und den rotierenden Abschnitten 701a, 702a der Lager existiert ein Pass-Sitz, für den typischerweise keine weiteren Befestigungen benötigt werden, wie bei spielsweise Klebungen oder etwas Ähnliches.
Dann, wenn die Welle hineingezogen ist, werden die Lager befestigt, indem eine Lagerscheibe 712 durch eine Schraube 713 in einem Gewinde der Welle 306 befestigt wird. Damit werden die beiden Lager aufeinander gedrückt, wobei insbesondere die Federscheibe eine nötige Federung liefert. Durch diese Festlager/Loslager-Kombination wird sichergestellt, dass thermische Ausdehnungen der Welle ohne Weiteres aufgenommen werden können, obgleich der Abstand zwischen den beiden Kugellagern so kurz ist, dass gegebenenfalls auch mit zwei Festlagern gearbeitet werden könnte. Es wird jedoch bevorzugt, die Festlager/Loslager-Kombination, wie sie beispielsweise anhand von Fig. 7B beschrieben worden ist, zu verwenden, während andere Festlager/Loslager- Implementierungen mit anders geformten Hülsen/Federscheiben etc. ebenfalls eingesetzt werden könnten.
Fig. 7B zeigt ferner das Dämpfungssystem in Form eines Rings 714, der auch in Fig. 9 gezeigt ist und als Sternring bezeichnet werden kann. Dieser Ring 714 ist an seiner Innenkante bzw. seiner inneren Peripherie mit dem Lagerhalter 504 (in Fig. 6 oder Fig. 7A) über einen O-Ring 716 gekoppelt. Damit wird eine Bewegung zwischen der inneren Hülse 606 und dem Ring 714 ermöglicht, wobei ferner darauf hingewiesen wird, dass der Ring 714 an seiner äußeren Peripherie mit der Motorhülle 500 verbunden ist, wie es z. B. in Fig. 7A ersichtlich ist. Dadurch, dass der O-Ring jedoch ein elastisches Element ist, für das eine Kraft benötigt wird, um den O-Ring zu deformieren bzw. zu„walken“, wird die Dämpfungsfunktion der Dämpfungsanordnung geschaffen. Die Dämpfungsanordnung wird somit durch den O-Ring geschaffen, der zum einen an der inneren Hülse 606 und zum anderen an dem Befestigungsring 714 bzw. dem Sternring 714 anliegt.
Die feste Motorhülle umfasst ferner eine Motorwand 309, die, wie es in Fig. 7A gezeigt ist, mit Kühlrippen versehen sein kann oder nicht. Im Bereich der Kühlrippen, die beispiels- weise in Fig. 7A ersichtlich sind, ist der Antriebsabschnitt ausgebildet, also der Stator 308, in dem eine Wärmeentwicklung aufgrund des beträchtlichen Stromflusses durch die Statorwicklungen auftritt.
Darüber hinaus zeigt Fig. 7A weitere Aspekte des erfindungsgemäßen Elektromotors gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Form eines Deckelelements 720, das durch Schrauben 722 an der Motorhülle 500 befestigt ist, wobei jedoch ein Leerraum zwischen dem Deckel 720 und der Schraube 713 (Fig. 7B) der Welle existiert, dahin gehend, dass der Deckel 720 die Drehung der Welle nicht stört. Andererseits hält der Deckel 720 zusammen mit einer weiteren Halterung 722 die festen Abschnitte 701 b, 702b der Lager. Ferner ist der innere Lagerbereich durch Dichtungen 724 (Fig. 7B) abgedichtet, um hermetisch dicht gegenüber Flüssigkeit und Dampf zu sein. Dies stellt sicher, dass eine für die Lager 701 , 702 benötigte Lagerschmierung möglichst lang erhalten bleibt und nicht durch Flüssigkeiten oder Arbeitsdämpfe bzw. allgemein durch die äußere Umgebung beeinflusst wird. Damit wird zum einen erreicht, dass das Lager gut geschmiert ist. Andererseits wird erreicht, dass aufgrund der Wasserkühlung eine Lagerkühlung bis in den inneren Lagerbereich hinein erhalten wird, um eine möglichst lange Standzeit zu erhalten.
Um ferner eine zusätzliche Kühlfunktionalität zu haben, und zwar in Form einer konvektiven Wellenkühlung umfasst der Befestigungsring bzw. Sternring 714 Ausnehmungen 900, die ausgebildet sind, um Gas, das um die Motorhülle 500 vorhanden ist, und zwar insbesondere Arbeitsdampf, der innerhalb des Motorgehäuses 300 von Fig. 4, Fig. 3, Fig. 2 beispielsweise vorhanden ist, entlang der Welle und des Motorspalts 307 bis zum Radialrad 304 fließen zu lassen. Darüber hinaus ist eine weitere Öffnung 902 vorgesehen, die für Kabel zur Versorgung des Stators mit Strom bzw. falls vorhanden Sensorik vorgese- hen ist. Ferner umfasst der Ring 602 ebenfalls eine Ausnehmung 904, durch die das Kabel, das bereits durch die Ausnehmung 902 verläuft, weiter nach oben herausgeführt wer- den kann. Die Kabelanordnungen sind so gewählt, dass sie außerhalb des Lagerhalters 504 verlaufen und dass insbesondere kein Kabel durch den abgedichteten hermetischen Bereich der Kugellager verläuft, der in Fig. 9 bei 908 angeordnet ist, und der dann endgül- tig abgedichtet ist, wenn der Deckel 720, der in Fig. 7A gezeigt ist, montiert ist. Die erfindungsgemäße Labyrinth-Dichtung ist bei 1010 in Fig. 7A dargestellt.
Wie es bereits dargestellt worden ist, und wie es in Fig. 10 noch einmal erläutert wird, wird das Dämpfungssystem durch den O-Ring gebildet, der zwischen dem Lagerhalter und der Motorhülle angeordnet ist, wie es insbesondere aus Fig. 7B und auch in Fig. 10 ersichtlich ist. Dadurch wird eine Relativbewegung, die jedoch gedämpft ist, zwischen dem Lagerhalter und der Motorhülle ermöglicht, die dazu führt, dass der O-Ring elastisch verformt wird.
Ferner umfasst ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es ebenfalls anhand von Fig. 7B dargelegt ist, das erste Lager 701 und das zweite Lager 702. Beide Lager sind bei einer Implementierung als Kugellager ausgeführt. Diese Lager können jedoch auch alternative ausgeführt werden, beispielsweise als Wälzlager oder etwas Ähnliches. Diese beiden Lager sind sehr nah voneinander beabstandet, was dazu führt, dass eine Starrkörperresonanz des Elektromotors unterhalb einer Betriebsdrehzahl des Motors ist. Der Elektromotor wird vorzugsweise so betrieben, dass er im Betrieb eine Betriebsdrehzahl hat, die höher als die Starrkörperresonanzen ist.
Eines der beiden Lager wird als Festlager und ein anderes der beiden Lager als Loslager ausgebildet, wobei es aufgrund der besseren Montierbarkeit bevorzugt wird, dass das untere Lager 701 , das näher an dem Radialrad 304 ist, als Festlager ausgebildet wird, während das obere Lager 702 als Loslager ausgebildet wird.
Obgleich die Federanordnung in Fig. 6 oder Fig. 9 als drei Federbeine 600 dargestellt worden ist, die sich entlang der Motorwellenachse erstrecken und somit die nötigen Federsteifigkeiten erreichen, sei darauf hingewiesen, dass auch andere Federanordnungen in Form von Spiralfedern, Blattfedern bzw. sonstigen Federn eingesetzt werden können, und dass auch Anordnungen aus Feder/Dämpfungs-Systemen eingesetzt werden können, die nicht an getrennten Positionen den Lagerhalter mit dem Gehäuse verbinden, sondern an ein und derselben Position. Wesentlich ist lediglich, dass der Lagerhalter bezüglich der Motorhülle Kipp-Bewegungen ausführen kann, wobei es ferner bevorzugt wird, dass der Lagerhalter durch die Feder bzw. Dämpfungsanordnung nicht nur axial bezüglich der Motorwelle relativ starr gehalten wird, sondern auch die radiale Position definiert, so dass Kipp-Bewegungen stattfinden, deren Zentrum innerhalb des Lagerabschnitts 343 stattfinden.
Fig. 1 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Motorwelle 306, wie sie für bevorzugte Ausführungsformen einsetzbar ist. Die Motorwelle 306 umfasst einen schraffier- ten Kern, wie er in Fig. 1 1 dargestellt ist, der in seinem oberen Abschnitt, der den Lagerabschnitt 343 darstellt, von vorzugsweise zwei Kugellagern 398 und 399 gelagert ist. Weiter unten an der Welle 306 ist der Rotor mit Permanentmagneten 307 ausgebildet. Diese Permanentmagnete sind auf der Motorwelle 306 aufgesetzt und werden oben und unten durch Stabilisierungsbandagen 397 gehalten, die vorzugsweise aus Karbon sind. Ferner werden die Permanentmagnete durch eine Stabilisierungshülse 396 gehalten, die ebenfalls als Karbonhülse vorzugsweise ausgebildet ist. Diese Sicherungs- oder Stabilisierungshülse führt dazu, dass die Permanentmagnete sicher auf der Welle 306 bleiben und sich nicht aufgrund der sehr starken Fliehkräfte aufgrund der hohen Drehzahl der Welle von der Welle lösen können.
Vorzugsweise ist die Welle aus Aluminium ausgebildet und hat einen im Querschnitt gabelförmigen Befestigungsabschnitt 395, der eine Halterung für das Radialrad 304 darstellt, wenn das Radialrad 304 und die Motorwelle nicht einstückig, sondern mit zwei Elementen ausgebildet sind. Ist das Radialrad 304 mit der Motorwelle 306 einstückig ausgebildet, so ist der Radhalterungsabschnitt 395 nicht vorhanden, sondern dann schließt das Radialrad 304 unmittelbar an die Motorwelle an. In dem Bereich der Radhalterung 395 befindet sich auch, wie es aus Fig. 10 ersichtlich ist, das Notlager 344, das vorzugsweise ebenfalls aus Metall und insbesondere Aluminium ausgebildet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie anhand von Fig. 7B und Fig. 8B dargestellt ist, umfasst der Elektromotor sowohl die Aspekte der konvektiven Wellenkühlung als auch der federnden Lagerung des Lagerabschnitts und auch, insbesondere wie es in Fig. 10 dargestellt worden ist, die zusätzliche Kugellager bzw. Lagerabschnitt-Kühlung mit flüssiger Arbeitsflüssigkeit. Bei dieser Ausführungsform ist die Labyrinth-Dichtung an einem Abschnitt 703 des Lagerhalters angeordnet, der den elastischen O-Ring 716 in Eingriff nimmt. Insbesondere ist die Labyrinth-Dichtung, die in Fig. 7B gemeinschaftlich durch die Elemente 101 1 , 1012, 703 angeordnet ist, zwischen dem O-Ring 716 und der Motorwelle 306 angeordnet. Der Abschnitt des Lagerhalters 703 ist einstückig mit der Labyrinth- Dichtung ausgebildet und umfasst die erste Scheibe 1012, die zweite Scheibe 101 1 und den Abstandshalter 1016, wobei der Abstandshalter an seiner vorderen Seite zu der Mo- torwelle 306 hin gerichtet ist und an seiner Rückseite den O-Ring 816 in Eingriff nimmt. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Labyrinth-Dichtung 1010 aus Metall, und ins- besondere vorzugsweise aus Stahl bzw. Federstahl ausgebildet. Die Lagerschmierung umfasst Öl, Fett, Seife oder eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Kompo- nenten. Alternativ Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors mit einer Labyrinth-Dichtung und ein Verfahren zum Betreiben des Elektromotors mit der Labyrinth-Dichtung sowie eine Wärmepumpe mit einem Verflüssiger, einem Verdampfer und einem Kompressor, dessen Kompressorrad mit dem Motor angetrieben wird, wobei die Motorwelle 306 mit dem Kompressorrad 304 durch Schrauben oder andere Befestigungsmittel verbunden sein kann, oder einstückig mit dem Kompressorrad ausgebildet sein kann.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Wärmepumpe
102 Verdampferraum
104 Kompressorraum / Kondensatorraum
110 Kompressor
1 14 Kondensatorwand
115 Saugmund
112 komprimierter Dampf
300 Motorgehäuse
302 Leitraum
304 Kompressorrad
305 Kühlungsdampf
306 Wellenkern
307 Rotor und Permanentmagnete
308 Stator
309 Motorwand
310, 320 Gaszuführung
311 Motorspalt
312 Gebiet im Motorgehäuse
313 weiterer Spalt
314 Arbeitsdampf
322 Flüssigkeitspegel
323 Dampfraum
324 Überlauf
326 Abdichtungen
328 Flüssigkeitsbereich
330 Arbeitsmittelzulauf
343 Lagerabschnitt
344 Notlager
396 Sicherungshülse
397 Carbon-Bandage
500 Motorhülle
504 Lagerhalter
600 Federn 602 Wuchtlöcher
604 Hülse
606 Hülse
608 Wand
610 O-Ring
612 Zulauf
614 Ablauf
616 Kühlungsraum
701 Lagerelement, unteres Kugellager
701a rotierender Lagerabschnitt
701b fester Lagerabschnitt des unteren Kugellagers
702 Lagerelement, oberes Kugellager
702a rotierender Lagerabschnitt
702b fester Lagerabschnitt des oberen Kugellagers
703 fester Lagerabschnitt
704 innere Abstandshülse
705 drehbarer Lagerabschnitt
706 äußere Abstandshülse
707 Lagerschmierung
708 Federring
710 Unterlegscheibe
712 Lagerscheibe
713 Schraube
714 Ring
716 O-Ring
720 Deckelelement
722 Schrauben
724 Dichtungen
900 Ausnehmungen
902 weitere Öffnung
904 Ausnehmung
908 abgedichteter Kugellagerbereich
1000 Lagerbereich
1010 Labyrinth-Dichtung
1011 weitere Scheibe
1012 Scheibe 1013 rotierende Scheibe 1016 Abstandshalter
1050 Stromversorgung
1 100 Motorbereich

Claims

Patentansprüche
1. Motor für einen Kompressor, mit folgenden Merkmalen: einem Lagerbereich (1000) mit einem an einer Motorwelle (306) angebrachten drehbaren Abschnitt (705) und einem festen Abschnitt (703) und einer Lager- schmierung (707) zwischen dem drehbaren Abschnitt und dem festen Abschnitt; einem Motorbereich (1 100); und einem Kompressorrad (304), das in einem Kompressorraum (104) angeordnet ist, wobei der Motorbereich (1 100) zwischen dem Lagerbereich (1000) und dem Kompressorrad (304) angeordnet ist, wobei sich die Motorwelle (306) von dem Lagerbereich (1000) durch den Motorbereich (1100) zum Kompressorrad (304) erstreckt, wobei der Motorbereich (1 100) und der Kompressorraum (104) ausgebildet sind, um eine Gasströmung zwischen einer Gaszuführung (310, 320) und dem Kompressorraum zu ermöglichen, wobei die Gaszuführung zwischen dem Lagerbereich (1000) und dem Motorbereich (1 100) angeordnet ist, und wobei zwischen dem Lagerbereich (1000) und der Gaszuführung (310, 320) eine Labyrinth-Dichtung (1010) angeordnet ist, um den Lagerbereich (1000) von der Gaszuführung (310, 320) abzudichten.
2. Motor nach Anspruch 1 , bei dem die Labyrinth-Dichtung (1010) an dem festen Abschnitt (703) des Lagerbereichs (1000) angeordnet ist und wenigstens eine Scheibe (1012) aufweist, die sich um die Motorwelle (306) herum erstreckt, wobei die Scheibe (1012) so dimensioniert ist, dass sie von der Motorwelle (306) um einen Dichtungsspalt beab- standet ist.
3. Motor nach Anspruch 2, bei dem die Labyrinth-Dichtung (1010) ferner eine weitere Scheibe (1011) auf- weist, die von der Scheibe (1012) beabstandet ist und so dimensioniert ist, dass sie von der Motorwelle (306) um einen weiteren Dichtungsspalt beabstandet ist.
4. Motor nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Dichtungsspalt oder der weitere Dichtungsspalt eine radiale Länge haben, die zwischen 0,02 mm und 0,07 mm liegt.
5. Motor nach Anspruch 3, bei dem der Dichtungsspalt oder der weitere Dichtungsspalt innerhalb einer Toleranz von ± 10 % des größeren der beiden Dichtungsspalte gleich groß sind.
6. Motor nach Anspruch 3, 4 oder 5, bei dem die Scheibe (1012) näher bei dem Lagerabschnitt angeordnet ist und die weitere Scheibe (1011) näher bei der Gaszuführung (310, 320) angeordnet ist.
7. Motor nach Anspruch 3, 5 oder 6, bei dem die Scheibe (1012) eine Dicke hat, die wenigstens das 1 , 1 -fache der Dicke der weiteren Scheibe (101 1 ) beträgt.
8. Motor nach Anspruch 3, 4, 5, 6 oder 7, bei dem die Scheibe (1012) eine Dicke zwischen 0,8 mm und 1 ,2 mm hat und die weitere Scheibe (101 1 ) eine Dicke zwischen 0,15 mm und 0,65 mm hat.
9. Motor nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem die Scheibe (1012) und die weitere Scheibe (101 1) an einem Abstandshalter (1016) angeordnet sind, wobei zwischen dem Abstandshalter (1016) und der Motorwelle ein Abstandsspalt (1017) angeordnet ist, der wenigstens das 30-fache des Dichtungsspalts ist.
10. Motor nach Anspruch 9, bei dem der Abstandsspalt (1017) zwischen 3 mm und 5 mm groß ist.
11. Motor nach einem der Ansprüche 3 bis 10, bei dem die weitere Scheibe (101 1 ) mit einem Abstand von der Scheibe (1012) beabstandet ist, der zwischen 1 mm und 3 mm beträgt.
12. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Lagerbereich (1000) einen Lagerhalter (504) aufweist, der mit einer Hülle (500) des Elektromotors über eine Federanordnung gekoppelt ist, um eine Kipp-Auslenkung des Lagerhalters (504) bezüglich der Motorhülle (500) um wenigstens eine Kipp-Achse, die senkrecht zu einer Achse der Motorwelle ist, zu erlauben, wobei die Labyrinth-Dichtung (1010) an dem Lagerhalter (504, 703) angeordnet ist.
13. Motor nach Anspruch 12, der ferner eine Dämpfungsanordnung (512) aufweist, durch die der Lagerhalter (504) mit der Motorhülle (500) gekoppelt ist, wobei die Dämpfungsanordnung (512) ausgebildet ist, um eine mechanische Schwingung, die aufgrund der Federanord- nung (510) ermöglicht ist, zu dämpfen, wobei die Dämpfungsanordnung (512) ein Dämpfungselement aufweist, das zwischen der Motorhülle (500) und dem Lagerhalter (504) derart angeordnet ist, dass dasselbe bei einer Relativbewegung des Lagerhalters (504) und der Motorhülle (500) elastisch verformt wird, wobei das Dämpfungselement ein elastischer O-Ring ist, und wobei die Labyrinth-Dichtung (1010) an einem Abschnitt (703) des Lagerhalters (500) angeordnet, der den elastischen O-Ring (716) in Eingriff nimmt,
14. Motor nach Anspruch 13, bei dem die Labyrinth-Dichtung (1010) zwischen dem O-Ring (716) und der Motorwelle (306) angeordnet ist.
15. Motor nach Anspruch 14, bei dem der Abschnitt (703) des Lagerhalters, an dem die Labyrinth-Dichtung (1010) angeordnet ist, folgende Merkmale aufweist: eine Scheibe (1012), die sich um die Motorwelle (306) herum erstreckt und so di- mensioniert ist, dass sie von der Motorwelle (306) um einen Dichtungsspalt beab- standet ist, eine weitere Scheibe (1011), die von der Scheibe (1012) beabstandet ist und so dimensioniert ist, dass sie von der Motorwelle (306) um einen weiteren Dichtungsspalt beabstandet ist, einen Abstandshalter (1016), der zwischen der Scheibe (1012) und der weiteren Scheibe (1011 ) angeordnet ist und einen Abstandsspalt (1017) zu der Motorwelle (306) aufweist, wobei der Abstandshalter (1016) an seiner Vorderseite zu der Motorwelle (306) hin gerichtet ist und an seiner Rückseite den O-Ring (716) in Eingriff nimmt, und wobei die Scheibe (1012), die weitere Scheibe (1011 ) und der Abstandshalter (1016) einstückig ausgebildet sind.
16. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Labyrinth-Dichtung (1010) aus Metall, Stahl oder Federstahl ist.
17. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Labyrinth-Dichtung (1010) so ausgebildet ist, dass sie im Betrieb des Motors eine rotierende Walze an Lagerschmierungsdampf ausbildet.
18. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Lagerschmierung Öl, Fett, Seife oder eine Mischung von wenigstens zwei der genannten Komponenten aufweist, oder bei dem der Lagerabschnitt eines oder mehrere Kugellager oder eines oder mehrere Wälzlager aufweist.
19. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Motorhülle (500) einen Ring (714) aufweist, der an einem äußeren Bereich desselben fest mit der Motorhülle verbunden ist und an einem inneren Bereich desselben mit einem Dämpfungselement (716) Eingriff nimmt, wobei das Dämpfungselement ferner mit einem Lagerhalter (504) Eingriff nimmt, bei dem der Ring (714) an seinem äußeren Bereich eine oder mehrere Ausnehmungen (900) hat, um die Gaszuführung zu der Motorwelle (306) zu schaffen, wobei der Motor ferner ausgebildet ist, um einen durchgehenden Gaskanal von der Gaszuführung entlang der Motorwelle durch einen Motorspalt (311) bis zu dem Kompressorrad (304) und an Kompressorrad vorbei durch einen weiteren Spalt (313) für die Gasströmung zu haben.
20 Verfahren zum Herstellen eines Motors mit einem Lagerbereich (1000) mit einem an einer Motorwelle (306) angebrachten drehbaren Abschnitt (705) und einem festen Abschnitt (703) und einer Lagerschmierung (707) zwischen dem drehbaren Abschnitt und dem festen Abschnitt; einem Motorbereich (1100); einem Kompressorrad (304), das in einem Kompressorraum (104) angeordnet ist, wobei der Motorbereich (1100) zwischen dem Lagerbereich (1000) und dem Kompressorrad (304) angeordnet ist, wobei sich die Motorwelle (306) von dem Lagerbereich (1000) durch den Motorbereich (1 100) zum Kompressorrad (304) erstreckt, mit folgenden Schritten:
Ausbilden des Motorbereichs (1 100) und des Kompressorraums (104), um eine Gasströmung zwischen einer Gaszuführung (310, 320) und dem Kompressorraum zu ermöglichen, wobei die Gaszuführung zwischen dem Lagerbereich (1000) und dem Motorbereich (1100) angeordnet ist, und
Abdichten des Lagerbereichs (1000) und der Gaszuführung (310, 320) durch eine Labyrinth-Dichtung (1010).
21. Verfahren zum Betreiben eines Motors mit einem Lagerbereich (1000) mit einem an einer Motorwelle (306) angebrachten drehbaren Abschnitt (705) und einem festen Abschnitt (703) und einer Lagerschmierung (707) zwischen dem drehbaren Abschnitt und dem festen Abschnitt; einem Motorbereich (1100); einem Kompres- sorrad (304), das in einem Kompressorraum (104) angeordnet ist, wobei der Motorbereich (1 100) zwischen dem Lagerbereich (1000) und dem Kompressorrad (304) angeordnet ist, wobei sich die Motorwelle (306) von dem Lagerbereich (1000) durch den Motorbereich (1 100) zum Kompressorrad (304) erstreckt, mit folgenden Schritten:
Ermöglichen einer Gasströmung zwischen einer Gaszuführung (310, 320) und dem Kompressorraum, wobei die Gaszuführung zwischen dem Lagerbereich (1000) und dem Motorbereich (1 100); und Abdichten des Lagerbereichs (1000) und der Gaszuführung (310, 320) durch eine
Labyrinth-Dichtung (1010).
22. Wärmepumpe mit folgenden Merkmalen; einem Verdampfer; einem Kondensierer; und einem Verdichter, der den Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 19 aufweist, wobei der Motor so angeordnet ist, dass das Kompressorrad (304) im Betrieb des Motors Dampf aus dem Verdampfer ansaugt und komprimierten Dampf in den Kondensierer abgibt.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE816117C (de) * 1947-12-23 1951-10-08 Konink Machf Gebr Stork En Co Schmiervorrichtung fuer die Lager einer Kompressoranlage fuer hohe Druecke
WO2009087274A2 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Wärtsilä Finland Oy Supercharger arrangement for a piston engine
DE102016203411A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Elektromotor, wärmepumpe mit dem elektromotor, verfahren zum herstellen des elektromotors und verfahren zum betreiben des elektromotors

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8360712B2 (en) * 2010-01-22 2013-01-29 General Electric Company Method and apparatus for labyrinth seal packing rings

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE816117C (de) * 1947-12-23 1951-10-08 Konink Machf Gebr Stork En Co Schmiervorrichtung fuer die Lager einer Kompressoranlage fuer hohe Druecke
WO2009087274A2 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Wärtsilä Finland Oy Supercharger arrangement for a piston engine
DE102016203411A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Elektromotor, wärmepumpe mit dem elektromotor, verfahren zum herstellen des elektromotors und verfahren zum betreiben des elektromotors

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