DE2820870A1

DE2820870A1 - Umlaufpumpe fuer zentralheizungen

Info

Publication number: DE2820870A1
Application number: DE19782820870
Authority: DE
Inventors: Samuel Alfred Roberts
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-11
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2390604A1; NL7804905A; GB1579951A; JPS53139203A

Description

Umlaufpumpe für Zentralheizungen

Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen für Flüssigkeiten in Zentralheizungsanlagen und ist eine Abänderung oder Verbesserung des Gegenstandes der Deutschen Patentanmeldung 26 20 053.3

Es sind Pumpen zum Zirkulieren der Flüssigkeit in Zentralheizungsanlagen mit kleinen Querschnitten erwünscht, die klein aber kräftig genug sind, und die notwendigen Kopf- und Strömungscharakteristiken für die Anlage aufweisen. Es sind ferner Axialströmungspumpen erwünscht, die vorzugsweise axial mit dem Motor im Rohrleitungsnetz der Anlage liegen. Solche Pumpen besitzen im allgemeinen Motore, die so groß sind, daß sie das Strömen der Flüssigkeit in der Anlage behindern.

In der älteren deutschen Patentanmeldung 26 20 053·3 ist deshalb vorgeschlagen worden, eine Pumpe für Zentralheizunganlagen mit einem rohrförmigen Pumpengehäuse, mit einem zylindrischen Behälter, der konzentrisch im Pumpengehäuse angeordnet ist und einen ringförmigen Flüssigkeitsdurchgang zwischen seiner Außenfläche und der Innenfläche des Pumpengehäuses bildet, mit einem elektrischen Induktionsmotor, der koaxial im zylindrischen Behälter untergebracht ist und an einem mehrphasigen Wechselstromnetz niedriger Spannung und einer Frequenz von mehr als 50 Herz läuft, und mit einem axialen Strömungsflügelrad, das an der Ausgangswelle des Motors angebracht ist. Mit einer solchen Anordnung ermöglicht das Wechselstromnetz niedri-

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ger Spannung, daß der Motor und die Pumpe entsprechend klein sind, so daß beide im -Rohrnetz der Anlage untergebracht werden können, ohne daß der Motor die vom Flügelrad bewirkte Strömung ernstlich befindert. Ferner hält die Anordnung des Motors im ßohrnetz, wosich die Flüssigkeit der Anlage befindet, den Motor auf einer annehmbaren Temperatur und verringert die Wirkung von Schwankungen der Umgebungstemperatur und so die Beschränkung der Anordnung der Pumpe.

Eine Pumpe nach der Erfindung enthält ein rohrförmiges Pumpengehäuse, einen zylindrischen, konzentrisch im Pumpengehäuse liegenden Behälter, der einen ringförmigen Flüssigkeitsdurchgang zwischen einer Außenfläche und der Innenfläche des Pumpengehäuses bildet, und einen im zylindrischen Behälter untergebrachten elektrischen Induktionsmotor, der an einem Wechselstromnetz, niedriger Spannung und einer Frequenz über 5OHz läuft. Auf der Ausgangswelle des Motors sitzt ein gemischtes Strömungsflügelrad mit Flügeln die an einer konischen oder kegelstumpfartigen Fläche angebracht sind, wobei die Eotation des Kreiselrades die Flügel in der Anlage sowohl axiale als auch radiale Druckkomponenten der Flüssigkeit liefert.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Anordnung eines Flügelrades die Strömungscharakteristiken der Pumpe erheblich verbessert. Die Pumpe ist leistungsfähiger und die Geräusche werden auf einen noch niedrigeren Wert als die der Pumpe nach der älteren deutschen Patentanmeldung herabgesetzt. Dies bedeutet, daß das rohrförmige Pumpengehäuse nicht elastisch in einer inneren Sohrmuffe montiert werden muß, wie es in Verbindung mit Figur 3 der älteren Patentanmel-

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dung beschrieben worden ist.

Das Flügelrad befindet sich vor dem Motor und besitzt vorzugsweise einen Eingangsteil, der an die Flügel so anstößt, daß diese zwischen dem Eingangsteil und der konischen oder kegelstumpfförmigen Fläche Kanäle bilden. Der Eingangsteil kann auch einen rohrförmigen Teil aufweisen, durch die ankommende Flüssigkeit geleitet wird.

Die Erfindung wird anhand eines Beispiels mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Figur 1 ein Querschnitt durch eine Pumpe nach der Erfindung und

Figur 2 enthält eine Ansicht an der Linie II, die in Figur 1 gestrichelt gezeichnet ist.

Die Pumpe 2 enthält einen Motor 4, der einen an einer in Kohlenlagern 10 gelagerten Welle 8 angebrachten Rotor 6 besitzt. Der Motor besitzt ferner einen Stator 12, der den Rotor 6 umgibt. Die Statorwicklungen 13 sind in·Silikongummi oder in ein Epoxyharz 15 eingebettet, um die durch Vibrationen der Windungen erzeugten Geräusche zu verringern. Der Motor 4 besitzt auch einen Behälter mit zwei napfförmigen Teilen 14 und 15» die an ihren offenen Enden durch Heißverschweißen oder Kleber zusammen verschlossen sind. Jeder Behälter ist mit Führungsflügeln versehen, von denen zwei mit 18 bezeichnet, sind. Sie dienen zum Halten des Motors in einem rohrförmigen Außengehäuse 20. Das Gehäuse 20 besitzt ein Einlaßende 22 und ein Auslaßende 24, die beide mit einem Rohrnetz der Zentralheizungs-

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anlage verbunden sind. Die Welle 8 des Motors besitzt ein Flügelrad 26, das an einem Ende befestigt ist.

Die Anordnung ist so getroffen, daß bei mit dem Rohrnetz verbundenem Gehäuse 20 und bei in Betrieb befindlichem Motor das Flügelrad 26 vom Motor 4 gedreht wird, das dann Flüssigkeit in das JEinlaßende 22 zieht und sie in den ringförmigen Haum 28 drückt, der von der Außenfläche des Behälters 14 und 16 und der Innenfläche des Gehäuses 20 gebildet wird, wie es der Pfeil A anzeigt. Die Flüssigkeit tritt dann aus dem Auslaß 24 der Pumpe aus, Die Führungsflüssigkeit - Führungsflügel 18 dienen zum begradigen des Flüssigkeitsstromes und beseitigen die durch das Flügelrad 26 bedingte Wirbelbewegung der Flüssigkeit.

Das Flügelrad 26 enthält mehrere Flügel JO, die an einer Kegelstumpffläche 32 angebracht und so gekrümmt sind, daß bei Betrachtung ihrer radialen Außenflächen der Winkel zwischen einer Tangente zu dieser Außenfläche und einer Tangente eines Kreises mit der Achse des Flügelrades als Mitte etwa 10° am äußeren Punkt der Flügel und etwa 26° an deren inneren Punkten beträgt.

Das Flügelrad 26 enthält ferner einen Einlaßteil 34, der aus einem zylindrischen Teil 36, der zum Motor divergiert, und einen kegelstumpfförmigen Teil 38 bildet, der an die Seiten der Flügel gegenüber denen anstößt, die die kegelstumpf förmige Fläche 32 berühren. Auf diese Weise bilden die Flügel 30 zwischen den Flächen 38 und 32 Durchgänge.

Diese Flächen sind mit verschiedenen Winkeln abgeschrägt und die Flügel 30 sind entsprechend bemessen, so daß sie

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an ihren Innenenden höher als an ihren Außenenden sind. Im Betrieb wird die Flüssigkeit durch die Flügel JO sowohl axial als auch radial zur Pumpe 2 gedrückt. Der Motor wird an einem Netz hoher Frequenz und niedriger Spannung, ähnlich wie es in der älteren Patentanmeldung beschrieben worden ist, betrieben. Das Netz liegt über eine (nicht-dargestellte) Leitung an den Statorwicklungen. Die Leitungen gehen im Gehäuse 20 durch einen (nicht-dargestellten) wasserdichten Dichtungsring hindurch.

An der Innenfläche des Einlaßendes 22 des Gehäuses 20, rund um das Flügelrad 26 herum ist eine zylindrische Muffe 40 befestigt, die die Korrosion des Einlaßteils 22 durch die in diesem Gebiet fließende turbulente Flüssigkeit verhindert.

Der Winkel zwischen der Flügelradachse und der Fläche 52 soll zwischen 30° und 70°, vorzugsweise bei 65° liegen. Die Länge der Pumpe 2 entspricht vorzugsweise der Normlänge und dies begrenzt die zulässigen Werte von ö<» hinsichtlich der Tatsache, daß bei einem Erhöhen von ⁰O zum Verbessern der vom Flügelrad bewirkte Strömung die Gesamtlänge des Motors 4- und Flügelrad 26 ebenfalls größer wird.

In den mittleren Teil des Motors 4 kann über den freien Raum zwischen der Welle 8 und den Lagern 10 Flüssigkeit eintreten, um den liotor zu kühlen. Vorzugsweise werden in den Lagern sehr kleine axiale Rillen vorgesehen, die eine ausreichende Flüssigkeitsströmung zum angemessenen Kühlen gewährleisten. Diese Rillen sind so klein, daß sie das Hindurchgehen von Schmutz und anderen äußeren Stoffen ausschließen.

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Die Zirkulation von kaltem Wasser durch diesen Teil des Motors wird durch die Druckdifferenz zwischen den Pumpenenden und durch das Drehen des Eotors unterstützt. Weil die Netzspannung niedrig ist, treten in bezug auf das Anordnen elektrischer Leiter in der IFlüssikeit keine Probleme auf.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Pumpen von Flüssigkeit in einer Zentralheizungsanlage mit einem rohrförmigen Pumpengehäuse, mit einem zylindrischen Behälter, der konzentrisch im Pumpengehäuse angeordnet ist und einen ringförmigen Flüssigkeitsdurchfluß zwischen seiner Außenfläche und der Innenfläche des Gehäuses bildet, mit einem elektrischen Induktionsmotor, der koaxial im zylindrischen Behälter untergebracht ist und an einem Wechselmehrphasennetz niedriger Spannung und einer höheren Frequenz als 5OHz betrieben wird, und mit einem Flügelrad, das auf der Ausgangswelle des Motors befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenflügelrad einen gemischten Strömungsflügelrad (26), Flügel (30) besitzt, die auf einer konischen oder kegelstumpfförmigen Fläche (32)

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BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: ST. ANNASTR. 11 1-856 44 INVENTION BERLIN BERLIN 31 W. MEISSNER, BLN-W 8000 MÖNCHEN 22 INVEN d BERLIN 030/891 60 37 BERLINER BANKAQ. 122 82-109 TEL.: 089/22 35 44 030/89223 82 3695716000

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angebracht ist, wodurch, das Drehen des Flügelrades (26) sowohl axiale als auch radiale Druckkomponeten bewirkt, die auf die Flüssigkeit in der Anlage gerichtet sind.

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein entsprechendes mehrphasiger Wechselstromnetz niedriger Spannung an den Induktionsmotor (4) Strom bei einer Spannung liefert, die niedriger als die gewehnliche Netzspannung ist und eine Frequenz aufweist, die höher als die Hormnetzfrequenz ist.

3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionsmotor (4) die gepumpte Flüssigkeit umlaufen läßt und so für eine angemessene Kühlung sorgt.

4-, Vorrichtung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf der Flüssigkeit durch den Induktionsmotor (4-) durch kleine Rillen in den Motorwellen lagernd erhalten wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmige Fläche (32) einen Winkel zur Drehachse des Flügelrades (26) von 30° bis 70° bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 65° beträgt.

7. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelradflügel (30) so ge-

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krümmt sind, daß deren radialen Außenflächen den Winkel zwischen einer Tangente zu dieser Fläche und einer Tangente eines Kreises mit der Fügelradachse als Mittelpunkt etwa 10° am äußeren Punkt der Flügel und etwa 26° an deren inneren Punkt beträgt.

8. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (26) einen Einlaßteil (22) mit einem zylindrischen, rohrförmigen Teil besitzt, der koaxial zum Flügelrad (26) und einem kegelstumpfförmigen ringförmigen Teil (32) verläuft, das vom Hinterende des rohrförmigen Teils divergiert und an die Vorderkanten der Flügel (30) anstößt und so die Strömung über das Flügelrad parallel zur Fläche des Flügelrades führt.

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