DE19643794C1 - Wasserpumpe, insbesondere Feuerlöschpumpe - Google Patents
Wasserpumpe, insbesondere FeuerlöschpumpeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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.
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