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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Motorpumpe mit Axialströmungslaufrädern gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Eine derartige elektrische Motorpumpe ist aus FR-A-2
732 412 bekannt und in den 4 und 5 gezeigt.
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Wohingegen
diese bekannte elektrische Motorpumpe im Grunde eine Aufhebung von
von dem Laufrad auf die Ausgabewelle des Motors ausgeübten Schubkräften gestattet,
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, diesen Effekt
weiter zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung können den
Unteransprüchen
entnommen werden.
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Bei
der elektrischen Motorpumpe mit den Axialströmungslaufrädern gemäß der vorliegenden Erfindung
weist jedes des Paares von Pumpgehäusen einen Fluidauslaßanschluß an einem
Ort weiter weg als die Axialströmungslaufradeinheit
entsprechend jedem der Pumpgehäuse
zu dem Elektromotor und gleichzeitig einen Fluideinlaßanschluß an einem
Ort näher
als die entsprechende Axialströmungslaufradeinheit
zu dem Elektromotor auf. Wenn in diesem Fall jede des Paares von
Axialströmungslaufradeinheiten
von der Ausgabewelle des Elektromotors in einer vorbestimmten Richtung
gedreht wird, wird das Fluid durch den Fluideinlaßanschluß angesaugt
und mit kinetischer Energie ausgestattet, so daß das Fluid aus dem Auslaßanschluß ausgetragen
wird.
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In
dem Fall, wenn die vorliegende Erfindung auf diese Weise aufgebaut
ist, ist bevorzugt jeder der Fluidauslaßanschlüsse des Paares von Pumpgehäusen nach
außen
entlang der Längsrichtung
des Endabschnitts der Ausgabewelle des Elektromotors gerichtet,
wobei der Endabschnitt jedem der Pumpgehäuse entspricht, und jeder der
Fluideinlaßanschlüsse des
Paares von Pumpgehäusen
ist nach außen entlang
der radialen Richtung des entsprechenden Endabschnitts der Ausgabewelle
des Elektromotors gerichtet.
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Bei
diesem Aufbau können
die Bewegungen der Fluide entlang der Längsrichtung an den beiden Endabschnitten
der Ausgabewelle eine Vereinfachung der Struktur jedes des Paares
von Pumpgehäusen
bewirken zum gegenseitigen Aufheben der Schubkräfte entlang der Längsrichtung,
ausgeübt
auf die Ausgabewelle von dem Paar von Axialströmungslaufradeinheiten.
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Außerdem weist
jedes des Paares von Pumpgehäusen
mehrere Fluideinlaßanschlüsse auf, und
bevorzugt sind die Fluideinlaßanschlüsse an jedem
der Pumpgehäuse
in einem vorbestimmten Intervall in einer Umfangsrichtung des Endabschnitts der
Ausgabewelle des Elektromotors angeordnet, wobei der Endabschnitt
jedem der Pumpgehäuse entspricht.
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Bei
dieser oben beschriebenen Struktur kann das in einen Innenraum jedes
des Paares von Pumpgehäusen
durch jeden der mehreren Fluideinlaßanschlüsse gesaugte Fluid aktiviert
werden, um die auf die Ausgabewelle über jede des Paars von Axialströmungslaufradeinheiten
in der radialen Richtung der Ausgabewelle ausgeübten Kräfte aufzuheben. Folglich kann
die Stärke
jedes der Radiallager verringert werden, das Gewicht und die Außengröße der elektrischen
Motorpumpe mit den Axialströmungslaufrädern gemäß der vorliegenden
Erfindung kann weiter reduziert und der Preis davon kann weiter
verbilligt werden. Zudem kann der von der elektrischen Motorpumpe
erzeugte Lärm
weiter reduziert und die Lebensdauer davon weiter verlängert werden.
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Bei
der elektrischen Motorpumpe mit den Axialströmungslaufrädern gemäß der vorliegenden Erfindung,
die wie oben beschrieben aufgebaut ist, kann jedes des Paares von
Pumpgehäusen
einen Fluideinlaßanschluß an einem
Ort weiter weg als die Axialströmungslaufradeinheit
entsprechend jedem der Pumpgehäuse
zu dem Elektromotor aufweisen und gleichzeitig kann jedes der Pumpgehäuse einen Fluidauslaßanschluß an einem
Ort näher
als die Axialströmungslaufradeinheit
entsprechend jedem der Pumpgehäuse
zu dem Elektromotor aufweisen. Wenn in diesem Fall jede des Paares
von Axialströmungslaufradeinheiten
von der Ausgabewelle des Elektromotors in einer vorbestimmten Richtung
gedreht wird, wird das Fluid in den Innenraum jedes der Pumpgehäuse durch
den Fluideinlaßanschluß angesaugt
und mit kinetischer Energie ausgestattet, so daß das Fluid aus dem Fluidauslaßanschluß ausgetragen
wird.
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Wenn
die elektrische Motorpumpe der vorliegenden Erfindung auf diese
Weise aufgebaut ist, ist bevorzugt, daß der Fluideinlaßanschluß jedes
des Paares von Pumpgehäusen
nach außen
entlang der Längsrichtung
jedes der Endabschnitte der Ausgabewelle des Elektromotors gerichtet
ist und der Fluidauslaßanschluß jedes
des Paares von Pumpgehäusen
nach außen
entlang der radialen Richtung jedes der Endabschnitte der Ausgabewelle
des Elektromotors gerichtet ist.
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Bei
dieser Struktur können
die Bewegungen der Fluide entlang der Längsrichtung an den beiden Endabschnitten
der Ausgabewelle eine Vereinfachung der Struktur jedes des Paares
von Pumpgehäusen
bewirken zum gegenseitigen Aufheben der Schubkräfte entlang der Längsrichtung,
ausgeübt
auf die Ausgabewelle von dem Paar von Axialströmungslaufrädern.
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Weiterhin
ist bevorzugt, daß jedes
des Paares von Pumpgehäusen
mehrere Fluidauslaßanschlüsse aufweist
und die mehreren Fluidauslaßanschlüsse an jedem
der Pumpgehäuse
in einem vorbestimmten Intervall in der Umfangsrichtung des Endabschnitts
der Ausgabewelle des Elektromotors in jedem des Paares von Pumpgehäusen angeordnet sind.
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Bei
dieser Struktur kann das aus dem Innenraum jedes des Paares von
Pumpgehäusen
durch jeden der mehreren Fluidauslaßanschlüsse ausgetragene Fluid dahingehend
wirken, daß auf
die Ausgabewelle über
das Paar von Axialströmungslaufradeinheiten
in der radialen Richtung der Ausgabewelle ausgeübte Kräfte sich gegenseitig aufheben.
Folglich kann die Stärke
jedes der Radiallager weiter reduziert werden und das Gewicht und
die Außengröße der elektrischen
Motorpumpe mit den Axialströmungslaufrädern kann
reduziert werden und der Preis davon kann weiter verbilligt werden.
Zudem kann der von der elektrischen Motorpumpe erzeugte Lärm weiter
reduziert und die Lebensdauer davon weiter verlängert werden.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle erforderlichen Merkmale, so daß die Erfindung auch eine Teilkombination
dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der Erfindung ergibt sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Vertikalschnittansicht, die eine erste Ausführungsform
einer elektrischen Motorpumpe mit Axialströmungslaufrädern gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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2 eine
schematische Stirnansicht, die einen der Endabschnitte entlang einer
Längsrichtung der
ersten Ausführungsform
von 1 zeigt;
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3 eine
schematische Horizontalschnittansicht entlang einer Linie III-III
von 1;
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4 eine
schematische Schnittansicht, die einen Elektromotor nach dem Stand
der Technik mit Axialströmungslaufrädern zeigt,
und
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5 eine
schematische Horizontalschnittansicht entlang einer Linie V-V von 4.
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Eine
erste Ausführungsform
einer elektrischen Motorpumpe mit Axialströmungslaufrädern gemäß der vorliegenden Erfindung
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 in
den beigelegten Zeichnungen ausführlich
erläutert.
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Diese
elektrische Motorpumpe 10 umfaßt einen Elektromotor 12.
Der Elektromotor 12 enthält einen Rahmen 14,
eine Ausgabewelle 16, deren beide Endabschnitte von dem
Rahmen 14 in entgegengesetzten Richtungen vorstehen, ein
Paar Radiallagereinheiten 18, die an beiden Endabschnitten
des Rahmens 14 in einer Längsrichtung der Ausgabewelle 16 vorgesehen
sind und die Ausgabewelle 16 drehbar stützen, einen an der Ausgabewelle 16 fixierten
Rotor 20 in einem von dem Rahmen 14 umgebenen
Innenraum, einen in einer Außenseite
des Rahmens 14 derart angeordneten Stator 22,
daß der
Stator 22 den Rotor 20 in dem Innenraum umgibt
und mit einem isolierenden Harz 21 an dem Rahmen 14 fixiert
ist, und eine um den Stator 22 gewickelte Erregungsverdrahtung 24.
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Nicht
gezeigte wohlbekannte wasserdichte Mittel sind in Öffnungen
des Rahmens 14 vorgesehen, in die beide Endabschnitte der
Ausgabewelle 16 vorstehen, und ein isolierendes Harz 21 fixiert
den Stator 22 an einer Außenseite des Rahmens 14.
Die wasserdichten Mittel und das isolierende Harz 21 dichten
den Innenraum des Rahmens 14 wasserdicht ab. Die Erregungsverdrahtung 24 des
Stators 22 ist mit Zuleitungen, die nicht gezeigt sind
und das isolierende Harz 21 durchdringen, mit einer Wechselstromversorgung
verbunden.
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Eine
Struktur eines Elektromotors 12 vom wasserdichten Typ,
der auf die oben beschriebene Weise aufgebaut ist und bei dem beide
Endabschnitte der Ausgabewelle 16 nach außen vorstehen,
ist wohlbekannt. Bei dieser Ausführungsform
wird die Ausgabewelle 16 in einer vorbestimmten Richtung gedreht,
wenn über
die nicht gezeigten Zuleitungen ein elektrischer Strom an die Erregungsverdrahtung 24 des
Stators 22 von der Wechselstromquelle aus angelegt wird,
und die Anzahl der Drehungen der Ausgabewelle 16 kann durch Ändern der
Frequenz des angelegten Wechselstroms geändert werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
stellen der Rotor 20, der Stator 22 und die Erregungsverdrahtung 24 einen
Mechanismus zum Drehen und Antreiben der Ausgabewelle 16 dar.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es nicht erforderlich, den Mechanismus zum Drehen und
Antreiben der Ausgabewelle 16 in dem Elektromotor 12 zu
spezifizieren.
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Ein
Paar Pumpgehäuse 26 sind
lösbar
an beiden Endabschnitten des Elektromotors 12 fixiert, wo
beide Endabschnitte der Ausgabewelle 16 vorspringen. Die
Formen und die Größen des
Paares von Pumpgehäusen 26 sind
auf symmetrische Weise an beiden Endabschnitten des Elektromotors 12 ausgebildet.
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An
beiden Endabschnitten der Ausgabewelle 16 in den Innenräumen des
Paares von Pumpgehäusen 26 ist
ein Paar von Axialströmungslaufradeinheiten 28 durch
wohlbekannte lösbare
Fixiermittel fixiert, beispielsweise über Muttern 29 oder
dergleichen. Jede des Paares von Axialströmungslaufradeinheiten 28 ist
derart aufgebaut, daß,
wenn die Ausgabewelle 16 in der vorbestimmten Richtung
gedreht wird, das Fluid auf der Endabschnittsseite des Elektromotors 12 entsprechend
jeder der Laufradeinheiten 28 in jedem der Innenräume der
Pumpgehäuse 26 zu der
von dem entsprechenden Endabschnitt des Elektromotors 12 entfernt
liegenden Seite bewegt wird. Zudem ist eine Menge des Fluids, das
von jeder des Paars der Axialströmungslaufradeinheiten 28 wie oben
beschrieben pro Zeiteinheit bewegt wird, jeweils auf die gleiche
Höhe eingestellt.
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Jede
des Paars der Axialströmungslaufradeinheiten 28 kann
als ein Block mit mehreren Blättern dargestellt
werden, die sich in einer radialen Richtung der Ausgabewelle 16 an
der gleichen Längsrichtungsposition
an dem entsprechenden Endabschnitt der Ausgabewelle 16 radial
erstrecken. Außerdem kann
jede des Paars von Axialströmungslaufradeinheiten 28 gebildet
werden durch lösbares
Fixieren der mehreren solcher Blöcke
an mehreren Längsrichtungspositionen
an dem entsprechenden Endabschnitt der Ausgabewelle 16.
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Jedes
des Paars von Pumpgehäusen 26 weist
mehrere Fluideinlaßanschlüsse 30 an
einem Ort näher
als die Axialströmungslaufradeinheit 28 entsprechend
jedem der Pumpgehäuse 26 zu
dem Elektromotor 12 auf und weist gleichzeitig einen Fluidauslaßanschluß 32 an
einem Ort weiter weg als die Axialströmungslaufradeinheit 28 entsprechend
jedem der Pumpgehäuse 26 zu
dem Elektromotor 12 auf.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind mehrere Fluideinlaßanschlüsse 30 jedes
des Paars von Pumpgehäusen 26 nach
außen
in der Längsrichtung des
entsprechenden Endabschnitts der Ausgabewelle 16 des Elektromotors 12 gerichtet
und in einem vorbestimmten Intervall, beispielsweise einem gleichen
Intervall, in einer Umfangsrichtung des entsprechenden Endabschnitts
angeordnet.
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Ein
Fluidauslaßanschluß 32 jedes
des Paars von Pumpgehäusen 26 ist
nach außen
entlang der Längsrichtung
des entsprechenden Endabschnitts der Ausgabewelle 16 gerichtet.
Ein nicht gezeigter Kanal ist mit dem Fluidauslaßanschluß 32 verbunden.
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Als
nächstes
wird eine Funktionsweise der elektrischen Motorpumpe 10 gemäß einer
auf diese Weise aufgebauten Ausführungsform
erläutert.
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Die
elektrische Motorpumpe 10 wird in ein Fluid eingetaucht,
das bewegt werden wird, beispielsweise eine Flüssigkeit wie Wasser. Wenn die Ausgabewelle 16 des
Elektromotors 12 in der vorbestimmten Richtung gedreht
wird, gibt jede des Paars der Axialströmungslaufradeinheiten 28 kinetische Energie
an das Fluid auf der Elektromotorseite im Innenraum des Pumpgehäuses 26 entsprechend
jeder der Laufradeinheiten 28, um das Fluid in einer Richtung
auf den Fluidauslaßanschluß 32 zu
bewegen, wie in 1 durch einen Pfeil X1 angegeben.
Das aus dem Fluidauslaßanschluß 32 ausgetragene
Fluid bewegt sich zu dem distalen Ende des Kanals durch den oben
beschriebenen Kanal (nicht gezeigt).
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Mit
der elektrischen Motorpumpe 10 wird das um die elektrische
Motorpumpe 10 herum vorhandene Fluid in die Elektromotorseite
im Innenraum jedes des Paars von Pumpgehäusen 26 gesaugt, wobei
die Elektromotorseite näher
zu dem Elektromotor 12 als die Axialströmungslaufradeinheit 28 im
Innenraum jedes der Pumpgehäuse 26 liegt,
durch die mehreren Fluideinlaßanschlüsse 30,
wie in 1 durch einen Pfeil X2 gezeigt, dann wird die
kinetische Energie durch die entsprechende Axialströmungslaufradeinheit 28 an
das angesaugte Fluid abgegeben.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die Menge und der Druck des Fluids, das aus dem Fluidauslaßanschluß 32 jedes
des Paares von Pumpgehäusen 26 der
elektrischen Pumpe 10 ausgetragen wird, pro Zeiteinheit
einander gleich. Zudem sind die Richtungen, in denen die Fluide
in dem Paar von Pumpgehäusen 26 von
dem Paar von Axialströmungslaufradeinheiten 28 bewegt
werden, in der Längsrichtung der
Ausgabewelle 16 des Elektromotors 12 zueinander
entgegengesetzt. Folglich heben sich die Schubkräfte, die von dem Paar Axialströmungslaufradeinheiten 28 in
dem Paar von Pumpgehäusen 26 auf
die Ausgabewelle 16 ausgeübt werden, gegenseitig auf.
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Somit
wird bei dieser Ausführungsform
das Schublager zum Stützen
der Ausgabewelle 16 gegenüber den Schubkräften nicht
benötigt.
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Da
die mehreren Fluideinlaßanschlüsse 30 jedes
des Paares von Pumpgehäusen 26 auf
beiden Seiten des Elektromotors 12 in einem gleichen Intervall
in der Umfangsrichtung des entsprechenden Endabschnitts der Ausgabewelle 16 angeordnet
sind, heben sich zudem die Kräfte
gegenseitig auf, die auf den entsprechenden Endabschnitt der Ausgabewelle 16 durch
die entsprechende Axialströmungslaufradeinheit 28 in
der radialen Richtung des entsprechenden Endabschnitts der Ausgabewelle 16 von
dem Fluid, das von den mehreren Fluideinlaßanschlüssen 30 in jedem des
Paares von Pumpgehäusen 26 in
jeden Innenraum angesaugt wird, ausgeübt werden. Deshalb kann die
Struktur jedes der Radiallager 18 zum drehbaren Stützen der
Ausgabewelle 16 verkleinert werden.
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Wie
aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist das Schublager nicht
erforderlich und auch die Radiallager können von der Größe her selbst
in dem Fall verringert werden, wenn die elektrische Motorpumpe 10 mit
der gleichen Austragsmenge und dem gleichen Austragsdruck im Vergleich
zu der herkömmlichen
elektrischen Motorpumpe mit dem Paar von Axialströmungslaufradeinheiten
auf beiden Seiten des Elektromotors arbeitet. Deshalb wird die Größe der externen
Form der elektrischen Motorpumpe 10 reduziert und ihre
Herstellungskosten können
herabgesetzt werden. Zudem ist der von der elektrischen Motorpumpe 10 erzeugte
Lärm gering
und die Lebensdauer davon länger.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Fluidein laßanschluß 30 einer
in jedem des Paares von Pumpgehäusen 26 sein.
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Zudem
können
mehrere Fluidauslaßanschlüsse 32 an
jedem des Paares von Pumpgehäusen 26 vorgesehen
werden. Wenn jedoch in diesem Fall das Fluid von den mehreren Fluidauslaßanschlüssen 32 des
Paares von Pumpgehäusen 26 ausgetragen
wird, müssen
sich die Schubkräfte
gegenseitig aufheben, die auf die Ausgabewelle 16 mit dem
Paar von Axialströmungslaufradeinheiten 28 in dem
Paar von Pumpgehäusen 26 ausgeübt werden.