[发明专利]空心转子马达和包括空心转子马达的系统

说明书

本申请要求2012年1月30日提交的序列号为61/592,191的美国临时申请的优先权，并且该申请通过引用而以其整体结合在本文中。

关于联邦政府资助的研究和开发的声明

本文描述的本发明的一个或多个方面在美国能源部的名称为“用于增强的地热系统的高温高容积提升”的合作协议DE-EE0002752下开发。因而，该政府对本发明具有某些权利。

技术领域

本发明涉及空心转子马达和包括空心转子马达的系统。

背景技术

在一个方面，本发明提供特别用于井流体提升系统的高级马达技术。主要挑战是提供这样的井流体提升系统，即，其能承受热能回收井的极端压力和温度，同时提供足够的寿命来满足在后面多年对增强的地热系统(EGS)行业的需要。目前，存在很少(如果有的话)这样的可行的井流体提升系统，即，其能够在提供大量地热能量给人类使用所需要的类型的地热井内有延长的运行。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供一种电动马达，其包括：马达壳体；以及空心转子，其构造成在容纳在马达壳体内的定子内旋转，并且由定子驱动；其中，马达壳体的特征在于马达壳体的最大横截面积，以及其中，空心转子限定流动通道，流动通道的特征在于流动通道的最小横截面积，其中，流动通道的最小横截面积为马达壳体的最大横截面积的至少25％，以及其中，空心转子具有限定流体入口的第一端部分，以及限定流体出口的第二端部分；流体入口、流动通道和流体出口构造成允许流体通过流动通道从流体入口传送到流体出口。

在另一个实施例中，本发明提供一种电动流体泵，其包括：(a)电动马达，电动马达包括：(i)马达壳体；以及(ii)空心转子，其构造成在容纳在马达壳体内的定子内旋转，并且由定子驱动；其中，马达壳体的特征在于马达壳体的最大横截面积，以及其中，空心转子限定流动通道，流动通道的特征在于流动通道的最小横截面积，其中，流动通道的最小横截面积为马达壳体的最大横截面积的至少25％，以及其中，空心转子具有限定流体入口的第一端部分，以及限定流体出口的第二端部分；流体入口、流动通道和流体出口构造成允许流体通过流动通道从流体入口传送到流体出口；(b)过渡区段，其构造成将空心转子连结到待由马达提供动力的泵送装置的传动轴上；(c)由过渡联接件、第一端部分，或过渡联接件和第一端部分两者限定的一个或多个吸入端口；所述吸入端口与空心转子的流动通道处于流体连通；以及(d)泵送装置，其包括流体入口和固定到由电动马达提供动力的传动轴的一个或多个叶轮。

在又一个实施例中，本发明提供一种用于产生电功率的机器，其包括：(a)发电机，发电机包括：(i)发电机壳体；以及(ii)空心磁性转子，其构造成在容纳在发电机壳体内的定子内旋转；其中，发电机壳体的特征在于发电机壳体的最大横截面积，以及其中，空心磁性转子限定流动通道，流动通道的特征在于流动通道的最小横截面积，其中，流动通道的最小横截面积为发电机壳体的最大横截面积的至少25％，以及其中，空心磁性转子具有限定流体入口的第一端部分，以及限定流体出口的第二端部分；流体入口、流动通道和流体出口构造成允许流体通过流动通道从流体入口传送到流体出口；(b)过渡区段，其构造成将空心磁性转子连结到构造成驱动空心磁性转子的涡轮装置的传动轴上；以及(c)由过渡联接件、第一端部分，或过渡联接件和第一端部分两者限定的一个或多个吸入端口；所述吸入端口与空心磁性转子的流动通道处于流体连通；其中，涡轮装置包括固定到传动轴上的一个或多个叶轮。

在又一个实施例中，本发明提供一种电动流体泵，其为针对在井孔内运行而优化的电动潜水泵(ESP)。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好地理解，在附图中，类似符号在所有图中表示类似部件，其中：

图1示出本发明的一个或多个实施例；

图2示出本发明的一个或多个实施例；

图3示出本发明的一个或多个实施例；

图4示出本发明的一个或多个实施例；

图5示出本发明的一个或多个实施例；

图6示出本发明的一个或多个实施例；

图6A示出本发明的径向轴承的放大端视图；图7示出本发明的一个或多个实施例；

图8示出本发明的一个或多个实施例；

图9示出本发明的一个或多个实施例；

图10示出本发明的一个或多个实施例；

图11示出本发明的一个或多个实施例；以及

图12示出本发明的一个或多个实施例。