DE19643794C1 - Wasserpumpe, insbesondere Feuerlöschpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserpumpe, insbesondere Feuerlöschpumpe, mit einem von einem Abtriebsteil eines Verbrennungsmotors angetriebenen Radiallaufrad, das in einem Pumpengehäuse umläuft und an seiner Rückseite eine quer zum Abtriebsteil stehende Laufradwand aufweist, hinter der ein von der Laufradwand begrenzter, um das Abtriebsteil umlaufender Ringraum vorhanden ist, der über einen Druckentlastungsspalt, der einerseits von einem laufradseitigen Teil und andererseits von einem gehäuse­ seitigen Teil begrenzt wird, mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist, und mit einem Wärmetauscher zum Kühlen des Motors, wobei dem Einlaß des Wärmetauschers von der Druck­ seite der Pumpe her kommendes Wasser zugeführt wird, das nach Durchströmen des Wärmetauschers zur Saugseite der Pumpe zurückgeleitet wird.

Bei Feuerlöschpumpen dieser Art, wie sie insbesondere bei Tragkraftspritzen verwendet werden, gelangt an der Stelle, wo das geförderte Wasser das Laufrad verläßt und in das das Laufrad umgebende Spiralgehäuse - dieses bildet einen Bestandteil des Pumpengehäuses - eintritt, eine nicht unbeträchtliche Wassermenge hinter das Laufrad, so daß dieses, sieht man keine Schutzmaßnahmen vor, durch das von der Druckseite her kommende Wasser in axialer Richtung belastet wird. Um diese axiale Belastung zu vermeiden oder mindestens zu reduzieren, sieht man den Druckentlastungs­ spalt sowie zusätzlich Entlastungsbohrungen in der Laufradrückwand vor, durch die hindurch der genannte Ringraum mit der Saugseite der Pumpe verbunden ist, so daß sich in dem Ringraum kein das Laufrad in axialer Richtung belastender Druck aufbauen kann. Das auf diese Weise von der Druckseite zur Saugseite der Pumpe zurückgelangende Wasser stellt einen Förderwasserverlust dar.

Ein weiterer Förderwasserverlust entsteht durch die Ver­ sorgung des dem Verbrennungsmotor zugeordneten Wärme­ tauschers mit unmittelbar von der Druckseite abgeleitetem Wasser. Auch diese Wassermenge steht nicht für die Feuer­ löschzwecke zur Verfügung.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wasserpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Druckwasserverluste verringert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Zuführen des Wassers zum Wärmetauscher dessen Einlaß mit dem vom Druckentlastungsspalt begrenzten Ringraum verbunden ist.

Auf diese Weise wird das seither durch die Entlastungs­ bohrungen in der Laufradwand aus dem Ringraum abgeführte Wasser dem Wärmetauscher zugeführt und von diesem dann zur Saugseite der Pumpe zurückgeleitet, so daß nur diese Wassermenge als Förderverlust auftritt. Dabei findet am Laufrad auch ohne Entlastungsbohrungen in der Laufradwand ein Axialkraftausgleich statt.

Das seither über die Entlastungsbohrungen zur Saugseite zurückfließende Wasser wird bei der erfindungsgemäßen Pumpe also zu Kühlzwecken dem Wärmetauscher zugeführt und gelangt über diesen zur Pumpen-Saugseite zurück.

Bei einer aus der DE-PS 10 77 534 bekannten, ebenfalls insbe­ sondere als Feuerlöschpumpe vorgesehenen Wasserpumpe wird der den Verbrennungsmotor kühlende Kühlkreislauf unmittelbar durch den hinter der Laufradwand des Radiallaufrads angeordneten Ringraum geführt, wo die am Motor aufgenommene Wärme an das im Ringraum vorhandene Wasser abgegeben wird. Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Wasserpumpe dem Wärmetauscher aus dem vom Druckentlastungsspalt begrenzten Ringraum Wasser zugeführt, das nach Durchströmen des Wärmetauschers zur Saugseite zurück­ geleitet wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Ringraum radial außen vom Druckentlastungsspalt begrenzt.

Zweckmäßigerweise bildet der Druckentlastungsspalt eine Filtereinrichtung für das zum Wärmetauscher gelangende Wasser. Das in den Ringraum und von dort zum Wärmetauscher strömende Wasser wird also am Druckentlastungsspalt von Verschmutzungen gereinigt, so daß ein dem Wärmetauscher vorgeschalteter Schmutzfilter entfallen kann. Da der Druckentlastungsspalt einerseits von einem laufradseitigen Teil und andererseits von einem gehäuseseitigen Teil begrenzt wird, findet zwischen den beiden Spaltwänden eine Relativbewegung statt, so daß der Spalt selbstreinigend ist.

Der Druckentlastungsspalt weist zweckmäßigerweise eine Spaltbreite im Bereich von einigen zehntel Millimetern auf.

Wie bereits erwähnt, können die Entlastungsbohrungen in der Laufradwand entfallen, so daß diese im Bereich des Ringraums geschlossen ausgebildet werden kann. Selbst­ verständlich könnte man jedoch je nach den auftretenden Druckverhältnissen auch weiterhin Entlastungsbohrungen an der Laufradwand anbringen, die dann jedoch um etliches kleiner als seither sein können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die eine er­ findungsgemäße Pumpe im Längsschnitt mit zugehörigem, schematisch dargestelltem Verbrennungsmotor zeigt.

Bei der aus der Zeichnung hervorgehenden Wasserpumpe 1 handelt es sich um die Feuerlöschpumpe einer Tragkraft­ spritze. Die Pumpe 1 enthält ein Radiallaufrad 2, das an der Saugseite 3 der Pumpe in axialer Richtung Wasser an saugt, dieses in die radiale Richtung umlenkt und zur Druckseite 4 hin mit erhöhtem Druck abgibt. Die Strömung des Wassers ist durch Pfeile angedeutet.

Das Radiallaufrad 2 ist drehfest mit einem Abtriebsteil 5 eines Verbrennungsmotors 6 verbunden, wobei das Abtriebs­ teil 5 beim Ausführungsbeispiel unmittelbar von der Motor­ welle gebildet wird. Bei eingeschaltetem Motor 6 treibt also das Abtriebsteil 5 das Laufrad 2 zu seiner das Lösch­ wasser fördernden Bewegung an.

Das Radiallaufrad 2 sitzt am Ende des Abtriebsteils 5, wobei die Saugseite 3 dem vom Motor 6 herkommenden Abtriebsteil 5 abgewandt ist.

Das Radiallaufrad 2 ist in einem Pumpengehäuse 7 ange­ ordnet, das sich aus einem der Saugseite zugewandten vorderen Gehäuseteil 8 und einem hinteren Gehäuseteil 9 zusammensetzt. Das vordere Gehäuseteil 8 ist an der Saug­ seite in axialer Richtung offen und bildet hier einen Anschlußstutzen 10 zum Anschließen eines das angesaugte Wasser heranführenden Schlauches od. dgl. Das vordere Gehäuseteil 8 bildet ferner druckseitig ein das Laufrad 2 umgebendes Spiralgehäuse 11, aus dem das auf erhöhten Druck gebrachte Wasser zu der oder den Entnahmestellen gelangt. Das Laufrad 2 ist in einem Hohlraum des vorderen Gehäuseteils 8 untergebracht. Das hintere Gehäuseteil 9 ist mittels über den Umfang verteilten Schrauben 12 an die Rückseite des vorderen Gehäuseteils 8 angeschraubt und deckt den das Laufrad 2 aufnehmenden Hohlraum nach hinten hin ab. Das Abtriebsteil 5, d. h. beim Ausführungsbeispiel die Motorwelle, ist durch das hintere Gehäuseteil 9 hin­ durchgeführt und dabei mittels eines Drehlagers 13 drehbar an diesem gelagert. Ferner befindet sich zwischen dem hinteren Gehäuseteil 9 und dem Abtriebsteil 5 noch eine den das Laufrad 2 aufnehmenden Gehäuse-Hohlraum nach außen hin abdichtende Dichtungsanordnung 14.

Das Radiallaufrad 2 weist an seiner der Saugseite 3 ab­ gewandten Rückseite eine quer zum Abtriebsteil 5, d. h. quer zur axialen Richtung, stehende Laufradwand 15 auf die sich vom Abtriebsteil 5 aus nach radial außen bis zum Laufradumfang erstreckt, wo sich dann das Spiralgehäuse 11 anschließt.

Zwischen dem Laufradumfang 16 und der zugewandten Innen­ seite des Spiralgehäuses 11 ist ein Ringspalt 17 vor­ handen, damit das Laufrad ungehindert rotieren kann. Durch diesen Ringspalt 17 tritt beim Betrieb eine nicht unbe­ trächtliche Druckwassermenge hinter die Laufradwand 15 in eine Ringkammer 18. In radialer Richtung weiter innen befindet sich, ebenfalls hinter der Laufradwand 15, ein vorne von der Laufradwand 15 begrenzter, um das Abtriebs­ teil 5 umlaufender Ringraum 19, der radial außen über einen Druckentlastungsspalt mit der Ringkammer 18 und somit mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist. Der Druckentlastungsspalt 20 weist eine kleine Spaltbreite im Bereich von einigen zehntel Millimetern auf, so daß er in der Zeichnung kaum als Spalt erkennbar ist. Der Druck­ entlastungsspalt 20 wird einerseits von einem laufrad­ seitigen Teil 21 und andererseits von einem gehäuse­ seitigen Teil 22 begrenzt, so daß die beiden von diesen Teilen gebildeten Spaltwände beim Betrieb eine Relativ­ bewegung zueinander ausführen. Beim Ausführungsbeispiel wird das laufradseitige Teil 21 von einem rückseitig von der Laufradwand 15 abstehenden zylindrischen Vorsprung des Laufrades und das gehäuseseitige Teil 22 von einem am Gehäuse befestigten Spaltring gebildet. Das gehäuseseitige Teil 22 umgreift das laufradseitige Teil 21 in koaxialer Anordnung unter Bildung des genannten Druckentlastungs­ spaltes 20.

Durch diesen Druckentlastungsspalt 20 hindurch gelangt das aus dem von der Pumpe geförderten Wasserstrom hinter die Laufradwand 15 abgezweigte Druckwasser in den Ringraum 19.

Dieser Ringraum 19 ist nun über eine Leitung 23 mit dem Einlaß 24 eines Wärmetauschers 25 verbunden, der dem Ver­ brennungsmotor 6 zugeordnet ist und mit seinem Kühlkreis­ lauf 26 den Verbrennungsmotor 6 kühlt. Ober die Leitung 23 strömt also von der Druckseite der Pumpe her kommendes kaltes Wasser aus dem Ringraum 19 zum Wärmetauschereinlaß 24. Dieses Wasser nimmt die im Wärmetauscher 25 vom im Kühlkreislauf 26 umströmenden Kühlmittel abgegebene Wärme auf und wird dann vom Wärmetauscherauslaß 27 über eine Leitung 28 zur Saugseite 3 der Pumpe zurückgeführt, wo es dem ansonsten angesaugten Wasser zugemischt wird.

Durch die Verwendung des in den Ringraum 19 gelangenden Druckwassers zur Speisung des Wärmetauschers 25 erfolgt gleichzeitig eine Druckentlastung am Laufrad, so daß an diesem ein Axialkraftausgleich stattfindet.

Die Laufradwand 15 kann im Bereich des Ringraums 19 ge­ schlossen ausgebildet sein. Je nach den Gegebenheiten kann man in der Laufradwand 15 jedoch auch zusätzliche Druck­ entlastungsbohrungen 29 ausbilden, die den Ringraum 19 mit der Saugseite 3 verbinden. Sollte also die Wasserzufuhr zum Wärmetauscher für den Axialkraftausgleich nicht aus­ reichen, kann man solche Entlastungsbohrungen 29 vorsehen.

Der Druckentlastungsspalt 20 kann gleichzeitig eine Filtereinrichtung für das zum Wärmetauscher 25 gelangende Wasser bilden. Dabei ist der Druckentlastungsspalt 20 wegen der Relativbewegung zwischen seinen Spaltwänden selbstreinigend.

Claims (5)

1. Wasserpumpe, insbesondere Feuerlöschpumpe, mit einem von einem Abtriebsteil eines Verbrennungsmotors angetriebenen Radiallaufrad, das in einem Pumpengehäuse umläuft und an seiner Rückseite eine quer zum Abtriebsteil stehende Laufradwand aufweist, hinter der ein von der Laufradwand begrenzter, um das Abtriebsteil umlaufender Ringraum vorhanden ist, der über einen Druckentlastungs­ spalt, der einerseits von einem laufradseitigen Teil und andererseits von einem gehäuseseitigen Teil begrenzt wird, mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist, und mit einem Wärmetauscher zum Kühlen des Motors, wobei dem Einlaß des Wärmetauschers von der Druckseite der Pumpe her kommendes Wasser zugeführt wird, das nach Durchströmen des Wärme­ tauschers zur Saugseite der Pumpe zurückgeleitet wird, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Zuführen des Wassers zum Wärmetauscher (25) dessen Einlaß (24) mit dem vom Druckentlastungsspalt (20) begrenzten Ringraum (19) verbunden ist.

2. Wasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ringraum (19) radial außen vom Druck­ entlastungsspalt (20) begrenzt wird.

3. Wasserpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckentlastungsspalt (20) eine Filter­ einrichtung für das zum Wärmetauscher (25) gelangende Wasser bildet.

4. Wasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Druckentlastungsspalt (20) eine Spaltbreite im Bereich von einigen zehntel Millimetern aufweist.

5. Wasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradwand (15) im Bereich des Ringraums (19) geschlossen ausgebildet ist.