DE4305023C2 - Flügelradpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flügelradpumpe gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 beziehungs­ weise des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 5.

Eine Flügelradpumpe wird verwendet, um Warmwasser von einem Warmwasserversorgungssystem, wie z. B. einem Gefäß oder einem Behälter, abzugeben. Wie in Fig. 1 dargestellt, weist die Flügelradpumpe einen Ansauganschluß auf, welcher durch ein Verbindungselement 34 mit einer Bodenöffnung eines Warmwasser­ behälters 20 verbunden ist. In Fig. 1 umfaßt die Flügelrad­ pumpe ein Pumpengehäuse 21, eine Unterteilungsplatte 22, wel­ che eine Pumpenkammer 23 gasdicht von einer Antriebseinrich­ tung 24 abtrennt, sowie eine Welle 25, welche durch ein Hal­ teelement 26 gehalten ist. Ein Halteelement 27 wird dazu ver­ wendet, eine Flügelrad 28 bzw. einen angetriebenen Magneten 29 festzuhalten. Ein antreibender Magnet 30 wird durch einen Elektromotor 31 gedreht.

In der Flügelradpumpe der Fig. 1 wird der antreibende Magnet 30 durch den Elektromotor 31 gedreht. Der angetriebene Magnet 29 wird dann durch magnetische Kopplung zwischen dem antrei­ benden Magneten 30 und dem angetriebenen Magneten 29 gedreht, wodurch sich auch das Flügrad 28 dreht. Somit wird aufgrund der Drehung des Flügelrads in dem Behälter 20 enthaltenes Warmwasser durch den Einlaßanschluß 32 in die Pumpenkammer 23 gesaugt, und wird dann durch einen Auslaßanschluß 33 zur be­ absichtigten Abgabe aus der Pumpe ausgelassen.

Wenn Warmwasser unter Verwendung einer Flügelradpumpe abgege­ ben wird, besteht jedoch das Problem, daß in der Pumpenkammer Blasen erzeugt werden. Insbesondere ist der Druck in dem Be­ reich um die Drehachse des Flügelrads niederer als in anderen Bereichen. Dadurch sammeln sich die erzeugten Blasen im Be­ reich der Drehachse an und verstopfen den Ansauganschluß, wo­ durch der Warmwasserfluß behindert wird, was die Warmwasser­ abgabekapazität wesentlich verringert und die Warmwasserabgabe oftmals unterbricht.

Aus der US-Patentschrift 2,463,251 ist eine Flügelradpumpe gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 bekannt, wobei bei dieser bekannten Flügelradpumpe der Aufbau im Bereich der Verbindungsöffnung so wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Das heißt, der Ansaugöffnungsabschnitt und der Entlüftungsöffnungsabschnitt sind zueinander im wesentlichen konzentrisch angeordnet und durch eine Unterteilungswand ge­ trennt.

Aus der DE-PS 333 237 ist eine Flügelradpumpe bekannt, bei welcher über eine zentrale Öffnung Flüssigkeit in den Bereich des Flügelrads geleitet wird, und im radial nach außen liegen­ den Bereich eines Pumpengehäuses eine Reihe von Ableitungsöff­ nungen vorgesehen ist, durch welche Gasblasen entweichen kön­ nen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungs­ gemäße Flügelradpumpe derart weiter zu verbessern, daß das Vermögen, in der Pumpenkammer entstehende Blasen aus der Pum­ penkammer ohne Beeinträchtigung der Pumpkapazität abzuführen, verbessert wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 5 angegebenen Flügelradpumpen gelöst.

Die Flügelradpumpe der vorliegenden Erfindung ist derart auf­ gebaut, daß Flüssigkeiten, wie z. B. Warmwasser, aufgrund der Rotation des Flügelrads durch den Ansauganschluß angesaugt werden und dann für die beabsichtigte Flüssigkeitsabgabe durch den Auslaßanschluß abgegeben werden. Die Pumpe weist das auf­ fallende Merkmal auf, daß der Entlüftungsöffnungsabschnitt und der Ansaugöffnungsabschnitt bezüglich einander exzentrisch angeordnet sind oder daß die Verbindungsöffnung bezüglich der Drehachse des Flügelrads der Flügelradpumpe exzentrisch an­ geordnet ist, so daß das Problem des Blockierens des Flüssig­ keitsstroms vermieden wird, und somit die Warmwasserabgabekapazität konstant gehal­ ten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Zeichnungen beschrie­ ben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Flügelradpumpe des Stands der Technik;

Fig. 2 eine Querschnittansicht einer weiteren Flügelradpumpe des Standes der Technik;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Flügelradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Flügelradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Flügelradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche den Ansauganschluß und die angrenzenden Bereiche darstellt.

Die Fig. 2 und 3 sind Ansichten einer Flügelradpumpe, welche insbesondere im Bereich einer Verbindungsöffnung gemäß Kon­ struktionsprinzipien des Standes der Technik aufgebaut ist. Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der Flügelradpumpe, und Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in Fig. 2. In diesen Figuren umfaßt die Flügelradpumpe ein Gehäuse 1, eine Unterteilungsplatte 2, welche eine Pumpen­ kammer 3 gasdicht von einer Antriebseinrichtung 4 abtrennt, eine Tragewelle 5, ein Stützelement 6 und ein Halteelement 7. Die Flügelradpumpe umfaßt ferner ein Flügelrad 8, einen ange­ triebenen Magneten 9 sowie eine Spule 10, einen Stromwender oder Kommutator 11 sowie einen Hilfsmagneten 19, welcher ver­ wendet wird, um den Kommutator 11 zu drehen. In der Flügelrad­ pumpe gemäß dieser Ausführungsform wird die Spule 10 durch den Kommutator 11 erregt und die Richtung des elektrischen Stroms in der Spule 10 wird verändert, um das Magnetfeld zu variie­ ren. Somit wird durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnet­ feld und dem angetriebenen Magneten 9 der angetriebene Magnet 9 gedreht, so daß der angetriebene Magnet 9 und das Flügelrad 8 sich zusammen drehen und den Pumpvorgang erzeugen. Die Flü­ gelradpumpe weist den bereits vorher beschriebenen Aufbau auf.

Die Flügelradpumpe, welche am Boden eines Behälter 20 angeord­ net ist, wird dazu verwendet, Warmwasser aus dem Behälter durch den Ansaugöffnungsabschnitt 12 anzusaugen, und das Warmwasser durch eine Auslaßöffnung 13 für die beabsichtigte Abgabe in eine Auslaßleitung 14 auszulassen. Ferner weist die Flügelrad­ pumpe in dieser Ausführungsform einen Entlüftungsöffnungsabschnitt 15 auf, welcher den Ansaugöffnungsabschnitt 12 mit einer dazwischen angeordne­ ten Unterteilungswand 16 umgibt. Eine äußere Wand 17 des Entlüftungs­ öffnungsabschnittes 15 ist mit dem Boden des Behälters 20 durch ein Verbindungselement 34 verbunden. Bei der Flügelradpumpe dieser Ausführungsform drehen sich der angetriebene Magnet 9 und das Flügelrad 8 zusammen, wenn die Spule 10 einmal erregt worden ist. Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft aufgrund der Rotation des Flügelrads 8 werden Flüssigkeiten, die um die Drehachse des Flügelrads angeordnet sind, nach außen bewegt und dann durch die Auslaßöffnung 13 abgegeben. Die Bewegung der um die Drehachse des Flügelrads angeordneten Flüssigkeit nach außen verursacht einen Mangel an Flüssigkeit im Bereich der Drehachse, in dem neue Flüssigkeit durch den Ansaugan­ schluß 12 angesaugt wird. Dadurch ist die Strömungsgeschwin­ digkeit im Ansauganschluß hoch.

Andererseits wird ein Bereich um den Entlüftungsöffnungsabschnitt 15, wel­ cher von der Drehachse entfernt liegt, mit Flüssigkeit ge­ füllt, die durch die Zentrifugalkraft bewegt wird. Dadurch ist die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Entlüftungsöffnungs­ abschnitt klein. Dadurch bewegen sich Blasen, die in der Pumpen­ kammer erzeugt worden sind, durch ihren eigenen Auftrieb nach oben und werden durch den Entlüftungsöffnungsabschnitt 15 in den Behälter 20 abgegeben.

Die Fig. 4 und 5 sind Ansichten einer Ausführungs­ form einer Flügelradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der Flügelradpumpe und Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V in Fig. 4. In dieser Ausführungsform ist ein Führungsanschluß 15 exzentrisch zum Ansauganschluß 12 angeord­ net. Ferner wird in dieser Ausführungsfarm, ebenso wie in Fig. 1, eine magnetische Kopplung zwischen einem antreibenden Magneten 19 und einem angetriebenen Magneten 9 dazu verwendet, ein Flügelrad durch einen Elektromotor 35 zu drehen. Insbeson­ dere umfaßt die Flügelradpumpe der Fig. 4 und 5 ein Gehäuse 1, eine Unterteilungsplatte 2, welche eine Pumpenkammer 3 gas­ dicht von einer Antriebseinrichtung 4 abtrennt, eine Tragewel­ le 5 und ein Stützelement 6. Die Flügelradpumpe umfaßt ferner ein Halteelement 7, ein Flügelrad 8, einen angetriebenen Ma­ gneten 9, einen antreibenden Magneten 19 und einen Elektromo­ tor 35. In dieser Ausführungsform ist der Raum zwi­ schen dem Entlüftungsöffnungsabschnitt 15 und dem Ansaugöffnungsab­ schnitt 12 größer, wenn der Entlüftungsöffnungsabschnitt 15 den glei­ chen Querschnitt wie den in Fig. 3 aufweist, da der Entlüftungsöff­ nungsabschnitt 15 exzentrisch zum Ansaugöffnungsabschnitt 12 angeord­ net ist. Dies ermöglicht es den Blasen, sich freier durch den Entlüf­ tungsöffnungsabschnitt 15 zu bewegen, so daß ein wirkungsvolleres Abgeben der Blasen in den Behälter 20 möglich ist.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einen An­ sauganschluß und die daran angrenzenden Bereiche darstellt. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Ausführungsform eine Flügelradpumpe mit demselben Aufbau wie in den Fig. 2 und 4 aufweist, wobei die Pumpe selbst in Fig. 6 nicht dargestellt ist. Diese weitere Ausführungsform weist eine Unterteilungswand 16 zwischen einem Ansaugöffnungsabschnitt 12 und einem Entlüftungsöff­ nungsabschnitt 15 auf, deren Länge größer ist. Somit reicht das Ende der Unterteilungswand 16 bis nahe an den Boden des Behälters 20 heran, so daß die Blasen leichter durch den Entlüftungsöffnungsab­ schnitt 15 in den Behälter 20 gelangen können. Dies ermöglicht ein wirkungsvolleres Abgeben von Blasen in den Behälter. Ferner besteht kein Problem bezüglich des Blockierens des Warmwasserstroms in die Pumpenkammer durch den Ansaugöffnungsabschnitt 12 durch Blasen.

Die Fig. 7 und 8 stellen eine weitere Ausführungsform einer Flügelradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht einer Flügelradpumpe, und Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in Fig. 7. In dieser Ausführungsform ist, wie in der Ausführungsform nach Fig. 4, die verwendete Flügelrad­ pumpe derart aufgebaut, daß eine magnetische Kopplung zwischen einem antreibenden Magneten 19 und einem angetriebenen Magne­ ten 9 zum Drehen eines Flügelrads 8 verwendet wird. In dieser Aus­ führungsform ist eine Verbindungs- bzw. Ansaugöffnung 12, welche einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist (ungefähr die Größe des Entlüftungsöffnungsabschnitts in den anderen Ausführungsfor­ men), bezüglich einer Welle 5 versetzt. Somit hat das durch das rotierende Flügelrad 8 angesaugte Warmwasser die höhere Strömungsgeschwindigkeit um die Welle 5. Im Gegensatz dazu ist die Strömungsgeschwindigkeit in einem mit "A" bezeichneten Bereich niederer, wobei dieser Bereich von der Welle 5 weiter entfernt liegt. Somit können sich Blasen, die sich aufgrund ihres eigenen Auftriebs nach oben bewegen, durch den mit "A" bezeichneten Bereich freier bewegen als durch andere Bereiche. D. h., der Bereich "A" dient als der Entlüftungsöffnungsabschnitt 15 der anderen Ausführungsformen.

Ferner ist die Anordnung von Führungselementen 6 nicht auf die in Fig. 8 dargestellte Anordnung beschränkt. Z. B. kann der Raum zwischen den Halteelementen verändert werden. Ebenso kön­ nen die Halteelemente anstelle der Anordnung, die in Fig. 8 dargestellt ist, unter einem bestimmten Winkel nach rechts oder links bezüglich der Welle 5 versetzt sein.

Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einen An­ sauganschluß und die daran angrenzenden Bereiche darstellt. In dieser Ausführungsform ist eine Verbindungs- bzw. Ansaugöffnung 12 bezüglich einer Welle 5 versetzt. Ferner erstreckt sich eine Unter­ teilungswand 16 der Ansaugöffnung 12 in einer der Drehrich­ tung des Flügelrads entgegengesetzten Richtung (Pfeil in Fig. 9). Somit ist die Strömungsgeschwindigkeit in dem mit "A" be­ zeichneten Bereich noch kleiner, so daß Blasen aus diesem Be­ reich noch leichter in den Behälter 20 abgegeben werden kön­ nen. Ferner kann die Länge der Unterteilungswand 16 von der Außenwand 17 bis zu ihrem Ende länger oder kürzer ausgebildet sein. Ebenso bildet die Unterteilungswand 16 in Fig. 9 einen Bogen im Uhrzeigersinn, sie kann jedoch ebenso einen Bogen im Gegenuhrzeigersinn bilden.

Es ist selbstverständlich, daß diese Ausführungsform im wesentlichen gleich zur Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 ist, wobei jedoch die Unterteilungswand 16 vollkommen entfernt ist. Das gleiche gilt für die Ausführungsform gemäß Fig. 9, in welcher ein Teil der Unterteilungswand 16 entfernt ist. Daraus folgt, daß die Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 selbst dann, wenn ein Teil der Unterteilungswand 16 oder die gesamte Unterteilungswand 16 entfernt wird, ihre Wirkungsweise beibe­ hält.

Von den verschiedenen, vorher beschriebenen Ausführungsformen wird bei der in Fig. 2 dargestellten bekannten Ausführungsform die Flügelradpumpe derart verwendet, daß der angetriebene Ma­ gnet 9 durch die Spule 10 gedreht wird und dabei eine Rotation des Flügelrads verursacht. Jedoch kann, wie in den anderen Ausführungsformen dargestellt, die verwendete Flügelradpumpe des Typs sein, bei dem eine magnetische Kopplung zwischen dem antreibenden Magneten 19 und dem angetriebenen Magneten 9 zum Drehen des Flügelrads verwendet wird. Ferner ist die in diesen Ausführungsformen verwendete Flügel­ radpumpe derart aufgebaut, daß eine magnetische Kopplung zwi­ schen dem antreibenden Magneten 19 und dem angetriebenen Ma­ gneten 9 dazu verwendet wird, das Flügelrad zu drehen. Jedoch kann, wie z. B. in Fig. 2 dargestellt, die verwendete Flügel­ radpumpe von dem Typ sein, bei dem der angetriebene Magnet 9 durch die Spule 10 gedreht wird, und dadurch die Rotation des Flügelrads verursacht. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung zusätzlich zu den beiden oben beschriebenen Typen auf alle anderen Typen von Flügelradpumpen.

Zusammenfassend ist durch die vorliegende Erfindung eine Flü­ gelradpumpe vorgesehen, die im Gebrauch mit einem Warmwasserver­ sorgungssystem verbunden ist. Durch die Rotation eines Flügel­ rads werden Flüssigkeiten durch eine Ansaugöffnung, welche mit einem Behälter eines Warmwasserversorgungssystems verbunden ist, angesaugt, und durch eine Auslaßöffnung für die beabsichtigte Abgabe ausgelassen. Ein Entlüftungsöffnungsabschnitt ist nahe der Ansaugöffnung vorgesehen, um Blasen aus der Pumpenkammer entweichen zu lassen, so daß sichergestellt ist, daß die Warm­ wasserabgabekapazität konstant gehalten wird.

Claims (5)

1. Flügelradpumpe, umfassend:

• 1. eine in einem Gehäuse (1) gebildete Pumpenkammer (3), in welcher ein um eine Drehachse drehbares Flügelrad (8) angeordnet ist,
• 2. eine Verbindungsöffnung (12, 15) in dem Gehäuse (1), die im Bereich der Drehachse vorgesehen ist und durch welche Flüssigkeit in die Pumpenkammer (3) eintreten kann, wobei die Verbindungsöffnung (12, 15) einen Ansaugöffnungsabschnitt (12) und einen vom Ansaugöff­ nungsabschnitt (12) durch eine Unterteilungswand (16) getrennten und diesen umgebenden Entlüftungsöffnungsabschnitt (15) zur Abgabe von Gas- oder Dampfblasen umfaßt,
• 3. und eine im Gehäuse (1) in einem radial äußeren Bereich der Pumpen­ kammer (3) gebildete Auslaßöffnung (13),

dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungsöffnungsabschnitt (15) bezüglich des Ansaugöffnungs­ abschnitts (12) exzentrisch angeordnet ist.

2. Flügelradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter­ teilungswand (16) den Ansaugöffnungsabschnitt (12) vollständig umgibt.

3. Flügelradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilungswand (16) den Ansaugöffnungsabschnitt (12) nur bereichsweise umgibt, um einen Bereich (A) vorzusehen, irr welchem keine Trennung zwischen dem Ansaugöffnungsabschnitt (12) und dem Entlüftungsöffnungs­ abschnitt (15) gebildet ist.

4. Flügelradpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung (12, 15) im Gehäuse (1) durch eine sich im wesentlichen in der gleichen Richtung bezüglich der Drehachse wie die Unterteilungswand (16) erstreckende Außenwand (17) umgeben ist, und daß eine Erstreckungslänge der Unterteilungswand (16) größer ist als eine Erstreckungslänge der Außenwand (17).

5. Flügelradpumpe, umfassend:

• 1. eine in einem Gehäuse (1) gebildete Pumpenkammer (3), in welcher ein um eine Drehachse drehbares Flügelrad (8) angeordnet ist,
• 2. eine Verbindungsöffnung (12) in dem Gehäuse (1), die im Bereich der Drehachse vorgesehen ist und durch welche Flüssigkeit in die Pumpen­ kammer (3) eintreten kann, wobei die Verbindungsöffnung (12) einen Ansaugöffnungsbereich und einen Entlüftungsöffnungsbereich zur Abgabe von Gas- oder Dampfblasen aufweist,
• 3. und eine im Gehäuse (1) in einem radial äußeren Bereich der Pumpen­ kammer gebildete Auslaßöffnung (13),

dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung (12) bezüglich der Drehachse des Flügelrads (8) exzentrisch angeordnet ist.