WO2002018807A1 - MAGNETLAGER ZUR LAGERUNG EINER DREHBAREN WELLE UNTER VERWENDUNG VON HOCH-Tc-SUPRALEITERMATERIAL - Google Patents

MAGNETLAGER ZUR LAGERUNG EINER DREHBAREN WELLE UNTER VERWENDUNG VON HOCH-Tc-SUPRALEITERMATERIAL Download PDF

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    • F16C32/0408—Passive magnetic bearings
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    • F16C32/0438—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part with a superconducting body, e.g. a body made of high temperature superconducting material such as YBaCuO
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    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • the invention relates to a magnetic bearing with a magnetic bearing of a rotatable shaft within a stator.
  • the magnetic bearing should have the following features:
  • a first bearing part is rigidly connected to the shaft and enclosed by a second bearing part belonging to the stator to form a bearing gap between these bearing parts, the first bearing part contains a magnet arrangement with permanent magnetic elements, - the second bearing part contains a superconducting arrangement with high-T c Superconductor material, magnetic bearing forces being produced between the superconductor arrangement and the permanent magnetic elements of the magnet arrangement, and
  • a cooling device is provided for cooling the superconducting material of the superconducting arrangement to an operating temperature below the critical temperature of the superconducting material.
  • Magnetic bearings allow contactless and therefore wear-free storage of moving parts. They do not require any lubricants and can be designed with low friction.
  • a rotatable (rotating) body can be hermetically sealed, e.g. separate vacuum-tight from the surrounding area.
  • Corresponding magnetic bearings are used, for example, in turbomolecular pumps, ultracentrifuges, high-speed spindles of machine tools and X-ray tubes with rotating anodes; use in motors, generators, turbines and compressors is also known.
  • superconductors allow a new type of magnetic bearing:
  • One of the bearing parts is formed here with permanent magnetic elements which, in the event of a change in position as a result of field changes in the superconductor material, induce shielding currents in a further second bearing part which surrounds the first bearing part at a distance.
  • the resulting forces can be repulsive or attractive, but are directed in such a way that they counteract the deflection from a desired position.
  • an inherently stable bearing can be achieved (see, for example, "Appl. Phys. Lett.”, Vol. 53, No. 16, 1988, pages 1554 to 1556).
  • this is not the case here elaborate and fault-prone regulation; however, a cooling device for cooling the superconductor material to an operating temperature below the critical temperature of the superconductor material must be provided.
  • Corresponding superconducting bearing parts of such magnetic bearings can be one of the first fields of application for the known metal-oxide high-T c superconductor materials, such as, for example, based on the material system Y-Ba-Cu-0, which can be cooled to an operating temperature of about 77 K with liquid nitrogen.
  • the magnetic bearing on a rotor shaft contains a large number of ring-disc-shaped permanent magnetic elements, one behind the other in the axial direction. These elements are polarized so that there is an alternating polarization when viewed in the axial direction of the shaft. Comparatively thinner ferromagnetic intermediate elements are arranged between adjacent elements. These intermediate elements come first
  • This bearing part of the rotor body with its magnet arrangement made of permanent magnetic elements is enclosed by a stationary bearing part of a stator.
  • This bearing part contains a superconducting arrangement with high-T c superconducting material such as YBa 2 Cu 3 0 x , the aforementioned magnetic bearing forces being produced between the superconducting arrangement and the permanent magnetic elements of the magnet arrangement.
  • the superconductor material of the conductor arrangement is kept at about 77 K with liquid nitrogen (LN 2 ).
  • cooling channels are provided on the outside of the superconducting arrangement, through which this coolant is guided.
  • the object of the present invention is therefore to design the magnetic bearing with the features mentioned at the outset such that, regardless of the cooling technology chosen, such a risk of bearing icing is minimized and the sealing effort is kept low.
  • the superconducting arrangement and the magnet arrangement are additionally enclosed by at least one insulation space and in that an additional space is provided which is separate from this and which has the air gap and on the lateral end faces the superconductor arrangement and the magnet arrangement include radially extending to the shaft and there sealed from the shaft subspaces.
  • Sealing of the additional space against the rotatable parts can be kept small. Because the seal uses the smallest possible diameter, whereby the peripheral speed on the rotating seal parts is minimized. This simplifies the function of the seal and increases the service life accordingly. The easier and therefore effective sealing of the additional room it also means that the risk of penetration of freezable gases is at least largely eliminated.
  • the additional space of the magnetic bearing can thus be evacuated in a simple manner. This can advantageously reduce friction losses.
  • a small amount of air could theoretically occur;
  • severe icing is counteracted by the fact that a defective seal still severely impedes the exchange of air, especially since the corresponding flow cross-sections of the lateral subspaces are to be kept small.
  • the magnetic bearing therefore has good emergency running properties.
  • the additional space can be filled with a dry protective gas particularly advantageously.
  • a dry protective gas Any gas or gas mixture which does not have any components freezing out at the operating temperature in the area of the bearing gap is suitable as a dry protective gas.
  • Corresponding protective gases can be selected from the group He, Ne, Ar, N 2 , a gas mixture with at least one of these gases also being suitable. If the additional space is filled with a gas, the temperature is reduced from the warm shaft to the cold bearing gap in the side subspaces which are advantageously to be designed with a small cross-section, without thermal losses being caused by convection. Convection is prevented by the fact that the warm end of the side subspaces is reduced by gas
  • Density is closer to the axis.
  • a stable stratification is then achieved by the centrifugal force.
  • the function is also possible with slightly fluctuating pressures in the gas space, so that gas losses due to leaks, for example in the sealing area, are tolerable within wide limits.
  • the gas pressure can be below 1 bar, around 1 bar or lie above it, so that in the latter case in particular, access to moist air with ice formation in the cold area is reliably prevented.
  • the at least one insulation space can in particular be evacuated. Instead, or preferably in addition, this space can be at least partially filled with at least one insulation means known per se.
  • the cooling device of the magnetic bearing has at least one cryocooler with at least one cold head.
  • This cold head is then thermally coupled to the superconducting arrangement for its indirect cooling, preferably via at least one heat-conducting body.
  • the use of such a cryocooler has the advantage that the cooling capacity is available at the push of a button and the handling of cryogenic liquids is avoided. Indirect cooling by thermal conduction to the cold head is sufficient for effective cooling of the known high-T c superconductor materials.
  • a cryocooler there is no possibility of suppressing icing of the bearing gap by discharging evaporating cooling gas such as nitrogen.
  • the bearing gap should be as small as possible and, for example, be on the order of 1 mm. If the entire bearing were placed in an insulating vacuum vessel for this purpose, this would in principle have to be sealed off from the rotating shaft by two hermetic seals. However, this would have the disadvantage that if there is a leak, the vacuum breaks down and the function of the bearing and the mounted machine parts are correspondingly disturbed. The permanent magnetic elements would then slowly cool down essentially by heat radiation to an intermediate temperature between the operating temperature of the superconductor material and the outside temperature.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the magnetic bearing
  • FIG. 2 shows a detailed view of a sealing device of the magnetic bearing according to Figure 1.
  • corresponding parts are provided with the same reference numerals.
  • the magnetic bearing which is generally designated by 2 in FIG. 1, is based on an embodiment as can be found in the aforementioned DE 44 36 831 C2.
  • the bearing is provided for magnetic mounting of a (rotatable) rotor shaft 3, which can consist of a non-magnetic material such as a corresponding steel.
  • the shaft 3 is part of an electrical machine, such as a generator, which is not shown in the figure.
  • a first, also rotating bearing part 5 is assigned to it, which concentrically surrounds it in the storage area.
  • This bearing part is via disc-shaped support elements 6a and 6b, which are advantageous to a minimum Heat introduction can consist of poorly heat-conducting material such as GRP, rigidly attached to the shaft 3.
  • the first bearing part 5 contains a magnet arrangement 7 with ring-shaped elements 8i made of permanent magnetic material. Seen in the axial direction, these elements are alternately magnetically polarized and spaced apart from one another by ring-shaped intermediate elements 9i made of ferromagnetic material such as iron. The ferromagnetic material of these intermediate elements serves to concentrate the magnetic flux on the cylindrical outer surface of the first bearing part 5 and thereby increases the load-bearing capacity of the magnetic bearing. All elements 8i and 9i are arranged in a stack in a row in a carrier body 10, which ensures the frictional connection with the shaft 3 via the disk-shaped support elements 6a and 6b.
  • the rotating first bearing part 5 with the permanent magnetic elements 8i, separated by a bearing gap 12, is surrounded by a second, hollow cylindrical, fixed bearing part 13, wherein the gap width w can be of the order of a few millimeters.
  • the stationary bearing part 13 forming a stator has on its inner side facing the first bearing part 5 a hollow cylindrical superconductor arrangement with one of the known high-T c superconductor materials which is to be kept at an operating temperature below its critical temperature during operation. In this superconductor material, shielding currents are induced by the permanent magnetic elements 8i when the position thereof changes as a result of field changes, which lead to the desired magnetic bearing forces between the bearing parts 5 and 13.
  • the hollow cylindrical superconductor arrangement 14 of the stationary second bearing part 13 is fastened on its side facing away from the bearing gap 12 via an intermediate cylinder 15 made of thermally highly conductive material such as Cu, for example, within a carrier body 16.

Abstract

Das Magnetlager (2) zur magnetischen Lagerung einer drehbaren Welle (3) innerhalb eines Stators enthält einen ersten mit der Welle starr verbundenen Lagerteil (5), der unter Ausbildung eines Lagerspaltes (12) von einem zweiten, dem Stator zugehörenden Lagerteil (13) umschlossen ist. Eine Magnetan-ordnung (7) des ersten Lagerteils mit permanentmagnetischen Elementen (8i) und eine kühlbare Supraleitungsanordnung (14) des zweiten Lagerteils mit Hoch-Tc-Supraleitermaterial sind gemeinsam von mindestens einem Isolationsraum (V1, V2) umschlossen. Ein von diesem Isolationsraum getrennter Zusatzraum (25) umfasst den Lagerspalt (12) und an seitlichen Stirnseiten der Supraleitungsanordnung und der Magnetanordnung sich radial bis zu der Welle (3) erstreckende und dort gegenüber der Welle abgedichtete Teilräume (25a, 25b; 26a, 26b).

Description

Beschreibung
Magnetlager zur Lagerung einer drehbaren Welle unter Verwendung von Hoch-Tc-Supraleitermaterial
Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetlager mit magnetischer Lagerung einer drehbaren Welle innerhalb eines Stators. Das Magnetlager soll folgende Merkmale aufweisen:
- Ein erster Lagerteil ist mit der Welle starr verbunden und von einem zweiten, dem Stator zugehörenden Lagerteil umschlossen unter Ausbildung eines Lagerspaltes zwischen diesen Lagerteilen, der erste Lagerteil enthält eine Magnetanordnung mit Permanentmagnetischen Elementen, - der zweite Lagerteil enthält eine Supraleitungsanordnung mit Hoch-Tc-Supraleitermaterial, wobei zwischen der Supraleitungsanordnung und den permanentmagnetischen Elementen der Magnetanordnung magnetische Lagerungskräfte hervorzurufen sind, und
- eine Kühlvorrichtung ist zur Kühlung des Supraleitermaterials der Supraleitungsanordnung auf eine Betriebstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Supraleitermaterials vorgesehen. Ein derartiges Magnetlager geht aus der DE 44 36 831 C2 hervor.
Magnetische Lager erlauben eine berührungs- und somit verschleißfreie Lagerung von bewegten Teilen. Sie benötigen kei- ne Schmiermittel und können reibungsarm konstruiert werden. Dabei lässt sich ein drehbarer (rotierender) Körper hermetisch, z.B. vakuumdicht von dem ihn umgebenden Außenraum trennen.
Herkömmliche (konventionelle) Magnetlager benutzen magnetische Kräfte zwischen stationären Elektromagneten eines Stators und mitrotierenden, ferromagnetischen Elementen eines Rotorkörpers. Die Magnetkräfte sind bei diesem Lagertyp immer anziehend. Als Folge davon kann prinzipiell keine inhärent stabile Lagerung in allen drei Raumrichtungen erzielt werden (vgl. „Earnshaw' sches Theorem" in „Trans. Cambridge Phil. Soc", Vol. 7, 1842, Seiten 97 bis 120). Solche Magnetlager benötigen deshalb eine aktive Lagerungsregelung, die über Lagesensoren und einen Regelkreis die Ströme der Tragmagnete steuert und Abweichungen des Rotorkörpers aus einer Solllage entgegenwirkt. Die hierzu mehrkanalig auszuführende Regelung benötigt eine aufwendige Leistungselektronik. Gegen einen plötzlichen Ausfall des Regelkreises muss zusätzlich ein mechanisches Notlager vorgesehen werden. Entsprechende Magnetlager werden z.B. bei Turbomolekularpumpen, Ultrazentrifugen, schnell laufenden Spindeln von Werkzeugmaschinen und Röntgen- röhren mit Drehanoden eingesetzt; eine Verwendung bei Motoren, Generatoren, Turbinen und Kompressoren ist ebenfalls bekannt .
Supraleiter erlauben prinzipiell einen neuen Typ von Magnet- lagern: Einer der Lagerteile wird hier mit permanentmagnetischen Elementen gebildet, die bei einer Lageänderung als Folge von Feldänderungen in dem Supraleitermaterial eines weiteren, den ersten Lagerteil beabstandet umschließenden zweiten Lagerteils Abschirmstrδme induzieren. Die hieraus resultie- renden Kräfte können abstoßend oder anziehend sein, sind aber so gerichtet, dass sie der Auslenkung aus einer Solllage entgegenwirken. Im Gegensatz zu konventionellen Magnetlagern kann dabei eine inhärent stabile Lagerung erreicht werden (vgl. z.B. „Appl. Phys . Lett.", Vol. 53, No. 16, 1988, Seiten 1554 bis 1556) . Im Vergleich zu konventionellen Magnetlagern entfällt hier die aufwendige und störanfällige Regelung; es muss aber eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Supraleitermaterials auf eine Betriebstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Supraleitermaterials vorgesehen sein.
Entsprechende supraleitende Lagerteile solcher Magnetlager können eines der ersten Einsatzfelder für die seit 1987 be- kannten metalloxidischen Hoch-Tc-Supraleitermaterialien wie z.B. auf Basis des StoffSystems Y-Ba-Cu-0 sein, die mit flüssigem Stickstoff auf eine Betriebstemperatur von etwa 77 K gekühlt werden können.
Bei dem aus der eingangs genannten DE-C2-Schrift zu entnehmende Magnetlager ist eine Verwendung von entsprechendem Hoch-Tc-Supraleitermaterial vorgesehen. Das Magnetlager enthält an einer Rotorwelle eine Vielzahl von in Achsrichtung hintereinanderliegenden, ringscheibenförmigen permanentmagnetischen Elementen. Diese Elemente sind so polarisiert, dass sich in axialer Richtung der Welle gesehen eine alternierende Polarisierung ergibt. Zwischen benachbarten Elementen sind jeweils vergleichsweise dünnere ferromagnetische Zwischenele- mente angeordnet. Diesen Zwischenelementen kommt in erster
Linie die Aufgabe zu, die magnetischen Flusslinien benachbarter permanentmagnetischer Elemente magnetisch zu konzentrieren, so dass an jedem Zwischenelement an seiner dem Lagerspalt zugewandten Seite eine besonders hohe magnetische Feld- stärke herrscht. Dieser Lagerteil des Rotorkörpers mit seiner Magnetanordnung aus permanentmagnetischen Elementen ist von einem ortsfesten Lagerteil eines Stators umschlossen. Dieser Lagerteil enthält eine Supraleitungsanordnung mit Hoch-Tc- Supraleitermaterial wie z.B. YBa2Cu30x, wobei zwischen der Supraleitungsanordnung und den permanentmagnetischen Elementen der Magnetanordnung die vorerwähnten magnetischen Lagerungskräfte hervorzurufen sind. Das Supraleitermaterial der Leiteranordnung wird mit flüssigem Stickstoff (LN2) auf etwa 77 K gehalten. Hierzu sind an der Außenseite der Supralei- tungsanordnung Kühlkanäle vorgesehen, durch welche dieses Kühlmittel geführt wird.
Bei Magnetlagern, in denen tiefzukühlende Teile an den Lagerspalt angrenzen, kann das Problem auftreten, dass durch den Lagerspalt Umgebungsluft an die kalten Bauteile gelangt und dort die Luftfeuchtigkeit ausfriert. Eine entsprechende Vereisung kann zu einer Funktionseinschränkung oder Beschädigung des Lagers führen. Bei dem aus der vorgenannten DE-C2-Schrift entnehmbaren Magnetlager kann eine derartige Vereisung des Lagerspaltes durch Ausleitung von abdampfendem Stickstoff vermieden werden. Die erforderliche Kühlleistung für das La- ger beträgt dabei einige Watt bis zu einer Größenordnung von 10 W bei 50 bis 80 K. Sollen jedoch andere Kühltechniken als bei dem bekannten Magnetlager, insbesondere unter Verwendung von sogenannten Kryokühlern mit nur indirekter Kühlung, vorgesehen werden, besteht eine entsprechende Möglichkeit zur Vermeidung der Gefahr von Vereisungen des Lagerspaltes nicht, da dann kein abdampfendes Kühlmittelgas zu Verfügung steht .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, das Magnetlager mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend auszugestalten, dass unabhängig von der gewählten Kühltechnik eine solche Gefahr der Lagervereisung minimiert wird und der Abdichtungsaufwand gering zu halten ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei dem Magnetlager mit den eingangs genannten Merkmalen zusätzlich die Supraleitungsanordnung und die Magnetanordnung gemeinsam von mindestens einem Isolationsraum umschlossen sind und dass ein von diesem mindestens einen Isolationsraum getrennter Zusatzraum vorgesehen ist, der den Luftspalt und an den seitlichen Stirnseiten der Supraleitungsanordnung und der Magnetanordnung sich radial bis zu der Welle erstreckende und dort gegenüber der Welle abgedichtete Teilräume umfasst.
Die mit dieser Ausbildung des Magnetlagers verbundenen Vor- teile sind insbesondere darin zu sehen, dass der Aufwand zur
Abdichtung des Zusatzraums gegenüber den drehbaren Teilen klein gehalten werden kann. Denn die Dichtung nutzt den kleinstmöglichen Durchmesser, wodurch die Umfangsgeschwindigkeit an den mitrotierεnden Dichtungsteilen minimiert ist. Hierdurch wird die Funktion der Dichtung erleichtert und die Lebensdauer entsprechend erhöht. Die erleichterte und damit auch effektiv zu gestaltende Abdichtung des Zusatzraums bringt es auch mit sich, dass die Gefahr des Eindringens von ausfrierbaren Gasen zumindest weitgehend ausgeräumt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Magnetlagers gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
So lässt sich der Zusatzraum des Magnetlagers in einfacher Weise evakuieren. Dadurch können vorteilhaft Reibungsverluste reduziert werden. Bei einer Leckage der Dichtungsmittel an der Welle könnte zwar theoretisch ein geringer Luftzutritt auftreten; allerdings wird einer starken Vereisung dadurch entgegengewirkt, dass hier eine defekte Dichtung immer noch den Luftaustausch stark behindert, zumal die entsprechenden Strömungsquerschnitte der seitlichen Teilräume gering zu hal- ten sind. Das Magnetlager weist deshalb gute Notlaufeigen- schaften auf .
Stattdessen kann besonders vorteilhaft der Zusatzraum mit einem trockenen Schutzgas gefüllt sein. Als trockenes Schutzgas ist jedes Gas oder Gasgemisch geeignet, das keine bei der Betriebstemperatur im Bereich des Lagerspaltes ausfrierende Komponenten aufweist. Entsprechende Schutzgase sind aus der Gruppe He, Ne, Ar, N2 wählbar, wobei auch ein Gasgemisch mit mindestens einem dieser Gase geeignet ist. Ist der Zusatzraum mit einem Gas gefüllt, so wird die Temperatur von der warmen Welle hin zum kalten Lagerspalt in den vorteilhaft mit geringem Querschnitt auszubildenden seitlichen Teilräumen abgebaut, ohne dass thermische Verluste durch Konvektion entstehen. Eine Konvektion wird nämlich dadurch verhindert, dass das warme Ende der seitlichen Teilräume mit Gas geringerer
Dichte achsnäher liegt. Bei Rotation wird dann durch die Zentrifugalkraft eine stabile Schichtung erreicht. Weiterhin ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, dass die Funktion auch mit leicht schwankenden Drücken im Gasraum möglich ist, so dass Gasverluste durch Leckagen z.B. im Dichtungsbereich in weiten Grenzen tolerabel sind. Der Gasdruck kann je nach Anforderung an die Anwendungen unter 1 bar, um 1 bar oder darüber liegen, so dass gerade im letzteren Fall ein Zutritt von feuchter Luft mit Eisbildung im Kaltbereich zuverlässig verhindert wird.
Zu einer effektiven thermischen Isolation der zu kühlenden Teile des Magnetlagers kann der mindestens eine Isolations- raum insbesondere evakuiert sein. Stattdessen oder vorzugsweise zusätzlich lässt sich dieser Raum noch mit wenigstens einem an sich bekannten Isolationsmittel zumindest teilweise ausfüllen.
Als besonders vorteilhaft ist es weiterhin anzusehen, dass die Kühlvorrichtung des Magnetlagers mindestens einen Kryo- kühler mit wenigstens einem Kaltkopf aufweist. Diese Kaltkopf ist dann thermisch an die Supraleitungsanordnung zu deren indirekter Kühlung vorzugsweise über mindestens einen Wärmeleitkörper gekoppelt . Die Verwendung eines solchen Kryoküh- lers hat den Vorteil, dass die Kälteleistung quasi auf Knopfdruck zur Verfügung steht und die Handhabung von tiefkalten Flüssigkeiten vermieden wird. Für eine effektive Kühlung der bekannten Hoch-Tc-Supraleitermaterialien reicht dabei die indirekte Kühlung durch Wärmeleitung zu dem Kaltkopf aus . Bei Einsatz eines Kryokühlers besteht zwar die Möglichkeit der Unterdrückung einer Vereisung des Lagerspaltes durch Auslei- tung von abdampfendem Kühlgas wie Stickstoff nicht. Eine thermische Isolierung des Supraleitermaterials im Lagerspalt würde zudem eine deutliche Vergrößerung des Lagerspaltes und damit eine entsprechende drastische Reduzierung der Tragkraft und Steifigkeit des Lagers mit sich bringen. Für eine gute Funktion sollte jedoch der Lagerspalt möglichst klein sein und z.B. in der Größenordnung von 1 mm liegen. Würde man hierzu das Lager komplett in ein isolierendes Vakuumgefäß setzen, dann müsste dieses prinzipiell durch zwei hermetische Dichtungen gegenüber der rotierenden Welle abgedichtet wer- den. Dies hätte allerdings den Nachteil, dass bei einer Leckage das Vakuum zusammenbricht und die Funktion des Lagers und der gelagerten Maschinenteile entsprechend gestört wird. Dabei würden dann die permanentmagnetischen Elemente im wesentlichen durch Wärmestrahlung langsam abkühlen auf eine Zwischentemperatur zwischen der Betriebstemperatur des Supraleitermaterials und der Außentemperatur. Durch die erfin- dungsgemäße Ausbildung des besonderen Zusatzraums, der von dem die Supraleitungsanordnung und die Magnetanordnung gemeinsam umschließenden Isolationsraum getrennt ist, können jedoch vorteilhaft entsprechende Abdichtungsprobleme umgangen werden, da - wie bereits ausgeführt - deutlich geringere An- forderungen an die Abdichtung des Zusatzraums zu stellen sind. Damit ist auch eine indirekte Kühlung ohne Weiters einsetzbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Magnetlagers nach der Erfindung gehen aus den restlichen Ansprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung noch weiter erläutert, aus deren Figuren in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnet- lagers in seinen wesentlichen Teilen hervorgeht Dabei zeigen deren Figur 1 einen Längsschnitt durch das Magnetlager und deren Figur 2 eine Detailansicht einer Dichtungsvorrichtung des Magnetlagers nach Figur 1. In den Figuren sind sich entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Dem in Figur 1 allgemein mit 2 bezeichneten Magnetlager ist eine Ausführungsform zugrunde gelegt, wie sie der genannten DE 44 36 831 C2 zu entnehmen ist. Das Lager ist zu einer mag- netischen Lagerung einer (drehbaren) Rotorwelle 3 vorgesehen, die aus einem nicht-magnetischen Material wie z.B. aus einem entsprechenden Stahl bestehen kann. Z.B. ist die Welle 3 Teil einer in der Figur nicht ausgeführten elektrischen Maschine wie beispielsweise eines Generators. Ihr ist ein erster, mit- rotierender Lagerteil 5 zugeordnet, der sie im Lagerbereich konzentrisch umgibt. Dieser Lagerteil ist über scheibenförmige Tragelemente 6a und 6b, die vorteilhaft zu einer minimalen Wärmeeinleitung aus schlecht-wärmeleitendem Material wie z.B. GFK bestehen können, starr an der Welle 3 befestigt. Der erste Lagerteil 5 enthält gemäß der genannten DE-C2-Schrift eine Magnetanordnung 7 mit ringscheibenförmigen Elementen 8i aus permanentmagnetischem Material. Diese Elemente sind in Achsrichtung gesehen alternierend magnetisch polarisiert und untereinander durch ringscheibenförmige Zwischenelemente 9i aus ferromagnetischem Material wie z.B. Eisen beabstandet. Das ferromagnetische Material dieser Zwischenelemente dient zur Konzentration des Magnetflusses an der zylinderförmigen Außenfläche des ersten Lagerteils 5 und erhöht dadurch die Tragkraft des Magnetlagers. Alle Elemente 8i und 9i sind stapeiförmig hintereinander in einem Trägerkörper 10 angeordnet, der über die scheibenförmigen Tragelemente 6a und 6b den Kraftschluss mit der Welle 3 gewährleistet.
Der mitrotierende erste Lagerteil 5 mit den permanentmagnetischen Elementen 8i ist, durch einen Lagerspalt 12 getrennt, von einem zweiten, hohlzylinderförmigen, ortsfesten Lagerteil 13 umgeben, wobei die Spaltweite w in der Größenordnung von wenigen Millimetern liegen kann. Der einen Stator bildende ortsfeste Lagerteil 13 weist an seiner dem ersten Lagerteil 5 zugewandten Innenseite eine hohlzylinderförmige Supraletungs- anordnung mit einem der bekannten Hoch-Tc-Supraleitermateria- lien auf, das im Betriebsfalle auf einer Betriebstemperatur unterhalb seiner kritischen Temperatur zu halten ist. In diesem Supraleitermaterial werden durch die permanentmagnetischen Elemente 8i bei einer Lageänderung derselben als Folge von Feldänderungen, Abschirmströme induziert, die zu den ge- wünschten magnetischen Lagerungskräften zwischen den Lagerteilen 5 und 13 führen.
Die hohlzylindrische Supraleitungsanordnung 14 des ortsfesten zweiten Lagerteils 13 ist auf ihrer dem Lagerspalt 12 abge- wandten Seite über einen Zwischenzylinder 15 aus thermisch gut leitendem Material wie z.B. Cu innerhalb eines Trägerkörpers 16 befestigt. Zu ihrer Kühlung ist die Supraleitungsan- , 1 -rl 1 1 f> m a Φ -rl f- a ft •rl SH 5 rö o •rl Φ Φ N
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tierenden Teilen. Bei dem Lager ist deshalb nur eine unproblematischere, weniger aufwendige Abdichtung des Lagerspalts 12 an der Welle 3 erforderlich.

Claims

Patentansprüche
1. Magnetlager mit magnetischer Lagerung einer drehbaren Welle innerhalb eines Stators und mit folgenden Merkmalen: - Ein erster Lagerteil ist mit der Welle starr verbunden und von einem zweiten, dem Stator zugehörenden Lagerteil umschlossen unter Ausbildung eines Lagerspaltes zwischen diesen Lagerteilen,
- der erste Lagerteil enthält eine Magnetanordnung mit per- manentmagnetischen Elementen,
- der zweite Lagerteil enthält eine Supraleitungsanordnung mit Hoch-Tc-Supraleitermaterial, wobei zwischen der Supraleitungsanordnung und den permanentmagnetischen Elementen der Magnetanordnung magnetische Lagerungskräfte hervorzu- rufen sind, und eine Kühlvorrichtung ist zur Kühlung des Supraleitermaterials der Supraleitungsanordnung auf eine Betriebstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Supraleiterma- terials vorgesehen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Supraleitungsanordnung (14) und die Magnetanordnung (7) gemeinsam von mindestens einem Isolationsraum (VI, V2) umschlossen sind, und dass ein von dem mindestens einen Isolationsraum getrennter Zusatzraum (25) vorgesehen ist, der den Lagerspalt (12) und an seitlichen Stirnseiten der Supraleitungsanordnung und der Magnetanordnung sich radial bis zu der Welle (3) erstreckende und dort gegenüber der Welle abgedichtete Teilräume (25a, 25b; 26a, 26b) umfasst.
2. Magnetlager nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zusatzraum (25) mit ei- nem trockenen Schutzgas gefüllt ist.
3. Magnetlager nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Schutzgas He, Ne, Ar oder N2 oder ein Gemisch mit mindestens einem dieser Gase ausgewählt ist.
4. Magnetlager nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Schutzgas unter einem Druck zwischen 0,1 und 10 bar steht.
5. Magnetlager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zusatzraum (25) evakuiert ist.
6. Magneteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der mindestens eine Isolationsraum (VI, V2) evakuiert ist.
7. Magneteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der in- destens eine Isolationsraum (VI, V2) mit wenigstens einem Isolationsmittel zumindest teilweise ausgefüllt ist.
8. Magnetlager nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das wenigstens eine Isolati- onsmittel aus der Gruppe Isolierschaum, Superisolation, Isolierflocken, Glasfasern ausgewählt ist.
9. Magneteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sup- raleitungsanordnung (14) über schlecht wärmeleitende Tragelemente (22a, 22b) innerhalb eines auf Raumtemperatur befindlichen Lagergehäuses (21) befestigt ist.
10. Magnetlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mag- netanordnung (7) über schlecht wärmeleitende Tragelemente (6a, 6b) an der Welle (3) befestigt ist.
11. Magnetlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Lagerteil (5) und die Welle (3) einen geschlossenen, mit- rotierenden Isolierraum (V2) begrenzen.
12. Magnetlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die seitlichen Teilräume (25a, 25b) des Zusatzraums (25) jeweils in einem die Welle (3) umschließenden, axialen Dichtungsspalt (26a, 26b) münden, in dem jeweils mindestens eine Dichtungsvorrichtung (28a, 28b) angeordnet ist.
13. Magnetlager nach Anspruch 12, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass die Dichtungsvorrichtungen
(28a, 28b) jeweils zumindest eine Dichtung aus der Gruppe Ferrofluiddichtung, Labyrinthdichtung oder Spaltdichtung aufweisen.
14. Magnetlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kühlvorrichtung mindestens einen Kryokühler mit wenigstens einem Kaltkopf (20) aufweist.
15. Magnetlager nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kryokühler ein Gifford- McMahon-Kühler oder ein Stirling-Kühler oder Pulsröhrenkühler ist.
16. Magnetlager nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kaltkopf (20) über mindestens einen Wärmeleitkörper (18) thermisch an die Supraleitungsanordnung (14) angekoppelt ist.
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DE50107857T DE50107857D1 (de) 2000-08-31 2001-08-20 Magnetlager zur lagerung einer drehbaren welle unter verwendung von hoch-tc-supraleitermaterial
US10/363,425 US6762522B2 (en) 2000-08-31 2001-08-20 Magnetic bearing for suspending a rotating shaft using high Tc superconducting material
CA002420735A CA2420735A1 (en) 2000-08-31 2001-08-20 Magnetic bearing, as a bearing for a shaft which can rotate, using a high-tc material
JP2002523497A JP3840182B2 (ja) 2000-08-31 2001-08-20 高Ｔｃ超伝導材料を使用して回転軸を支承する磁気軸受
AT01962663T ATE307986T1 (de) 2000-08-31 2001-08-20 Magnetlager zur lagerung einer drehbaren welle unter verwendung von hoch-tc-supraleitermaterial
NO20030750A NO20030750L (no) 2000-08-31 2003-02-17 Magnetlager for opplagring av en roterbar aksel med anvendelse av et höy Tcsupraledermateriale

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003089799A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-30 Carlson Roger W Mixing system having non-contacting bearings
DE102007036605A1 (de) * 2007-08-02 2009-02-05 Nexans Stabilisiertes Hochtemperatur-Supraleiterlager

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10236471C2 (de) * 2001-11-07 2003-10-16 Siemens Ag Magnetische Lagerung einer Rotorwelle gegen einen Stator unter Verwendung eines Hoch-T¶c¶-Supraleiters
DE10244651C2 (de) * 2001-11-07 2003-08-28 Siemens Ag Magnetische Lagerung einer Rotorwelle gegen einen Stator unter Verwendung von Hoch-T-¶c¶-Supraleitermaterial
EP1548301B1 (de) * 2002-08-02 2007-10-10 JTEKT Corporation Supraleitendes magnetisches lager
WO2005028872A2 (en) * 2003-09-18 2005-03-31 Myrakelle, Llc Rotary blood pump
WO2005039019A1 (ja) * 2003-10-15 2005-04-28 Rigaku Corporation アクチュエータ
DE20318389U1 (de) 2003-11-27 2004-02-26 Nexans Magnetische Lagerung
DE10358341B4 (de) * 2003-12-12 2010-03-25 Siemens Ag Vorrichtung zum Lagern einer Kühlmittelzuführung für supraleitende Maschinen
US20080260539A1 (en) * 2005-10-07 2008-10-23 Aker Kvaerner Subsea As Apparatus and Method For Controlling Supply of Barrier Gas in a Compressor Module
US20080009782A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-10 Alza Corporation Methods and Devices for Transdermal Electrotransport Delivery of Lofentanil and Carfentanil
US7633192B2 (en) * 2006-09-28 2009-12-15 Siemens Energy, Inc. Superconducting coil support structures
DE102008034343B4 (de) 2008-07-23 2017-03-16 Continental Mechanical Components Germany Gmbh Turbolader mit abgedichteter und gekühlter Lagerung
KR101999970B1 (ko) * 2008-09-19 2019-07-15 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
US20100128848A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 General Electric Company X-ray tube having liquid lubricated bearings and liquid cooled target
CN101515774B (zh) * 2009-03-26 2012-06-27 上海大学 高温超导永磁混合磁悬浮变频电机
US8080909B2 (en) * 2009-05-19 2011-12-20 Ford Global Technologies, Llc Cooling system and method for an electric motor
JP5440063B2 (ja) * 2009-09-17 2014-03-12 アイシン精機株式会社 超電導回転電機
DE102010004904A1 (de) 2010-01-19 2011-09-15 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Permanentmagnetisches Lager mit supraleitendem Hilfslager
US8437815B2 (en) 2010-07-06 2013-05-07 Vaucher Aerospace Corporation Superconducting rotary motor
US8396522B2 (en) 2010-07-06 2013-03-12 Vaucher Aerospace Corporation Superconducting motor
US8437817B2 (en) 2010-07-06 2013-05-07 Vaucher Aerospace Corporation Superconducting V-type motor
US8437816B2 (en) 2010-07-06 2013-05-07 Vaucher Aerospace Corporation Superconducting oscillator
DE102010034168B3 (de) * 2010-08-13 2012-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Thermische Isolierung einer Blechungshülse gegenüber einer Welle in einer Rotationsmaschine
US8401599B2 (en) 2010-08-20 2013-03-19 Vaucher Aerospace Corporation Superconducting AC generator
US8436499B2 (en) * 2011-04-27 2013-05-07 General Electric Company Electrical machine with superconducting armature coils and other components
US8396523B2 (en) 2011-06-28 2013-03-12 Vaucher Aerospace Corporation Superconducting radial motor
KR101350514B1 (ko) * 2012-02-03 2014-01-10 삼성중공업 주식회사 초전도 베어링을 구비한 이중 반전 프로펠러식 추진장치 및 이를 구비한 선박
US9404392B2 (en) * 2012-12-21 2016-08-02 Elwha Llc Heat engine system
US20140174085A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Elwha LLC. Heat engine
US9752832B2 (en) 2012-12-21 2017-09-05 Elwha Llc Heat pipe
US10804064B2 (en) * 2016-03-18 2020-10-13 Varex Imaging Corporation Magnetic lift device for an x-ray tube
DE102018207662B4 (de) * 2018-05-16 2020-07-02 Siemens Aktiengesellschaft Rotationsmaschine mit supraleitendem Magnetlager sowie Verfahren zum Anfahren einer Rotationsmaschine mit supraleitendem Magnetleiter
US10756162B2 (en) 2018-08-31 2020-08-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Structure and formation method of semiconductor device with magnetic element
CN109026998A (zh) * 2018-09-19 2018-12-18 中国科学院理化技术研究所 一种高温超导磁悬浮轴承系统
US10636612B2 (en) * 2018-09-28 2020-04-28 Varex Imaging Corporation Magnetic assist assembly having heat dissipation
US10672585B2 (en) 2018-09-28 2020-06-02 Varex Imaging Corporation Vacuum penetration for magnetic assist bearing
US10629403B1 (en) 2018-09-28 2020-04-21 Varex Imaging Corporation Magnetic assist bearing

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2034213A1 (de) 1969-10-10 1971-05-06 Ferrofluidics Corp Magnetische Flüssigkeitsdichtung
US5196748A (en) * 1991-09-03 1993-03-23 Allied-Signal Inc. Laminated magnetic structure for superconducting bearings
US5220232A (en) * 1991-09-03 1993-06-15 Allied Signal Aerospace Stacked magnet superconducting bearing
US5335505A (en) 1992-05-25 1994-08-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Pulse tube refrigerator
US5633548A (en) * 1990-07-17 1997-05-27 Koyo Seiko Co., Ltd. Method for setting up a superconducting bearing device
DE4436831C2 (de) 1993-12-13 1997-09-11 Siemens Ag Magnetische Lagerung einer Rotorwelle unter Verwendung von Hoch-T¶c¶-Supraleitermaterial
DE19643844C1 (de) * 1996-10-30 1998-05-07 Karlsruhe Forschzent Supraleitendes Magnetlager in Modulbauweise

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3612630A (en) * 1970-01-23 1971-10-12 Ferrofluidics Corp Bearing arrangement with magnetic fluid defining bearing pads
US4641978A (en) * 1984-10-23 1987-02-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Bearing system
US5330967A (en) * 1990-07-17 1994-07-19 Koyo Seiko Co., Ltd. Superconducting bearing device stabilized by trapped flux
US5214981A (en) * 1991-07-26 1993-06-01 Arch Development Corporation Flywheel energy storage with superconductor magnetic bearings
JP3961032B2 (ja) * 1993-12-13 2007-08-15 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 回転子軸の磁気軸受装置
US6199867B1 (en) * 1997-09-30 2001-03-13 Rigaku/Usa, Inc. Rotary motion feedthrough device
US6367241B1 (en) * 1999-08-27 2002-04-09 Allison Advanced Development Company Pressure-assisted electromagnetic thrust bearing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2034213A1 (de) 1969-10-10 1971-05-06 Ferrofluidics Corp Magnetische Flüssigkeitsdichtung
US5633548A (en) * 1990-07-17 1997-05-27 Koyo Seiko Co., Ltd. Method for setting up a superconducting bearing device
US5196748A (en) * 1991-09-03 1993-03-23 Allied-Signal Inc. Laminated magnetic structure for superconducting bearings
US5220232A (en) * 1991-09-03 1993-06-15 Allied Signal Aerospace Stacked magnet superconducting bearing
US5335505A (en) 1992-05-25 1994-08-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Pulse tube refrigerator
DE4436831C2 (de) 1993-12-13 1997-09-11 Siemens Ag Magnetische Lagerung einer Rotorwelle unter Verwendung von Hoch-T¶c¶-Supraleitermaterial
DE19643844C1 (de) * 1996-10-30 1998-05-07 Karlsruhe Forschzent Supraleitendes Magnetlager in Modulbauweise

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003089799A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-30 Carlson Roger W Mixing system having non-contacting bearings
DE102007036605A1 (de) * 2007-08-02 2009-02-05 Nexans Stabilisiertes Hochtemperatur-Supraleiterlager
DE102007036605B4 (de) * 2007-08-02 2009-12-24 Nexans Stabilisiertes Hochtemperatur-Supraleiterlager

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JP3840182B2 (ja) 2006-11-01
DE10042962C1 (de) 2002-05-02

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