EP1936204A2 - Elektrische Strömungspumpe - Google Patents

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Publication number
EP1936204A2
EP1936204A2 EP20070024883 EP07024883A EP1936204A2 EP 1936204 A2 EP1936204 A2 EP 1936204A2 EP 20070024883 EP20070024883 EP 20070024883 EP 07024883 A EP07024883 A EP 07024883A EP 1936204 A2 EP1936204 A2 EP 1936204A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow pump
pump according
housing
axially
drive motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20070024883
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Kählig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1936204A2 publication Critical patent/EP1936204A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D3/00Axial-flow pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/528Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/648Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to an electric flow pump according to the preamble of patent claim 1.
  • Such flow pumps are used, inter alia, to circulate water in aquacultures, such as fish farms, fish ponds, fish farms, large and small tanks or the like, so as to simulate natural conditions as possible for the respective fish species.
  • aquacultures such as fish farms, fish ponds, fish farms, large and small tanks or the like.
  • centrifugal pumps are disadvantageous in that in these a water flow must be redirected, which goes hand in hand with a high energy demand, but it should be avoided if possible.
  • a generic recirculation pump for moving water, such as wastewater, or the return of wastewater in sewage treatment plants known in which the drive unit is arranged together with the propeller concentrically within a pipe section and an optimization of the efficiency is achieved by the between the propeller and The gap occurring to the pipe is compensated by a circumferentially provided within the pipe section ring or reduced to a minimum.
  • a plastic ring is provided as a ring, which is produced by pouring in the pipe section.
  • the drive unit in the form of an electric motor is fastened by means of lower mounting feet and upper mounting feet with respect to the pipe section receiving the drive unit and the propeller.
  • the invention is therefore based on the object to remedy this situation and to design a flow pump of the type mentioned, which overcomes the existing disadvantages.
  • high volumes of water should be circulated in aquacultures with a low energy requirement with a flow pump.
  • the object is achieved in a surprisingly simple manner so that at least the inner housing wall of the housing is pear-shaped and that the drive motor is fixed to a dome at the axially rear end of the pear-shaped housing.
  • connection of the drive motor at the axially rear end is not only a simple and inexpensive way of attaching the motor to the housing, but causes in a particularly advantageous manner that no mounting struts or feet protrude into the housing, which would form an obstacle to the flow of water .
  • Another advantage of the direct attachment of the drive motor to the axially rear end of the housing is that necessary electrical connection cables do not protrude into the flow or pump space, whereby a further obstacle is avoided.
  • the inventor has thus recognized that the problem can be solved in a surprisingly simple way, if deflections of the water flow are avoided as far as possible. Because any restriction of the water flowing through the flow pump causes the drive motor to fall at partial load. Narrowing the flow space is desirable only in the immediate area of the propeller blades, while any constrictions in front of or behind the propeller blades lead to undesirable power losses.
  • a rear end plate of the drive motor is connected to a base of the dome.
  • the inflow opening is formed by a plurality of radially distributed and substantially axially extending slots which radially and axially break through an outer housing wall and the inner housing wall.
  • a respective front end of the inflow openings which lies axially in the direction of the outflow opening, is bent radially inwardly.
  • the front end of the inflow opening is bent and extended to a collar radially and axially outside.
  • a respective rear end of the inlet openings is open and opens into the base, wherein in the region of the base radially extending ribs remain between the slots.
  • an annular shoulder is inserted from axially inside in the ends of the ribs, against which abuts the rear end plate of the drive motor and is connected thereto.
  • the rear end plate of the drive motor is fixed to a base plate which is connected to the base or to the ends of the ribs.
  • This embodiment can be supplemented by the fact that three axial support rods protrude axially to the rear of the base plate, which are fixedly connected to the base plate.
  • the support rods have a different length.
  • At least one support rod is preferably attached to two support rods, a stand with a bottom plate.
  • the flow pump is a device for installation and angular adjustment which consists of a ring connected to the outlet, to which a stand is fixed to a bottom plate.
  • This embodiment can be supplemented by the fact that the stand height adjustable, preferably motorized height adjustable, is formed.
  • the drive motor is a brushless, electronically commutated DC motor with a power of 0.1 W to 1000 W, preferably between 600 W and 800 W, is.
  • the delivery volume of the flow pump is between 10 and 1000 t / h, preferably between 400 and 700 t / h.
  • the inflow openings are arranged distributed at harmonic intervals over the entire circumference of the housing.
  • the inflow openings are arranged distributed in a partial circumference of the housing, wherein the partial circumference is between 30% and 60% of the circumference of the housing.
  • the following relationship applies for the diameter of the dome, for the largest diameter of the housing and for the diameter of the outflow opening: d3 ⁇ d1 ⁇ d2.
  • at least one flow pump is used in an aquaculture for fish farming, wherein the at least one flow pump is connected via electrical lines to an electronic control, by means of which the drive motor is controlled with respect to the switching on, the shutdown, the speed increase and the speed reduction of the at least one flow pump.
  • a guide vane assembly is arranged, which consists of a number of 2-6, preferably of 4 guide vanes, abut the end edges of the outlet.
  • This embodiment can be supplemented by the fact that the guide vanes are mounted radially inwardly on a support body.
  • the support body terminates in an ogival tip.
  • the housing is divided axially and consists of a front housing half and a rear housing half.
  • This embodiment can also be supplemented by the fact that the rear half of the housing consists essentially of the base and the ribs defining the inlet openings, and that the front half of the housing is formed as a tubular nozzle, and forms the outlet with the discharge opening.
  • axial bores are guided through the flange, through which the front housing part is connectable to the ribs by screw nuts.
  • an axially and radially outer edge of the front housing part forms an inlet lip, which is arranged radially above the ribs.
  • FIGS. 1 to 5 in each case schematically an embodiment of a flow pump 1 is shown.
  • the flow pump 1 serves to circulate water in an aquaculture, in particular a fish farm or an aquarium.
  • the capacity of the flow pump is designed so that up to 1000 t / h of water can be circulated.
  • the flow pump 1 in each case consists of a housing 2, in which an electric drive motor 3 is mounted concentrically and axially parallel.
  • the drive motor has an output shaft 4, on which a propeller 5 with propeller blades 6 is rotatably mounted.
  • a motor housing 7 On the output side, a motor housing 7 has a sleeve 8 serving as a seal.
  • a back End plate 9 of the drive motor 3 has a sealed connection 10 for electrical lines, not shown.
  • the housing 2 has an outer housing wall 11 and an inner housing wall 12. Both outer housing wall 11 and inner housing wall 12 are pear-shaped. An axially front housing portion forms an open, cylindrical outlet 13 with a diameter d1, wherein the outlet 13 is the same time an exhaust port 14. Radially outer edges 15 of the propeller blades 6 of the propeller 5 are as close as possible, but spaced from one another by a gap S from the inner housing wall 13. At the cylindrical outlet 13 is followed by a gently rising arcuate housing portion. A vertex 16 of the arcuate housing portion marks the largest diameter d2 of the housing 2. From the vertex 16, the curve drops relatively abruptly to a dome 17 from. In the illustrated embodiments, the dome 17 has a straight course and forms a base 18 for the rear end plate 9 of the motor housing 7 of the drive motor third
  • the outer housing wall 11 and the inner housing wall 12 are radially and axially interrupted by a plurality of radially distributed and substantially axially extending slots 19, which each form inflow openings 20.
  • a respective front end 21 of the inlet openings 20, which lies axially in the direction of the outflow opening 14 and in front of the apex 16, is bent radially inwardly, which has proven to be particularly aerodynamic.
  • a respective rear end 22 of the inlet openings 20 is open and opens into the base 18. Through the open mouth of the slots 19 remain in the region of the base 18 radially extending ribs 23 between the slots 19th
  • the slots 19 are arranged distributed at harmonic intervals over the entire circumference of the housing 2.
  • the slots 19 or the inflow openings 20 are arranged only partially into the housing, for example, when the flow pump 1 is to be arranged directly below the water surface of an aquaculture.
  • the inflow openings 20 would be only in the lower half of the housing arranged, in the upper half of the case, however, not. With this measure, an undesirable suction of air into the flow pump 1 would be prevented.
  • the slots 19 and the inflow openings would be distributed over a partial circumference of the housing 2, which is about 30% to 60% of the circumference of the housing 2.
  • annular shoulder 24 is inserted from axially inside into ends 25 of the ribs 23, which in detail in FIG Fig. 2 is shown.
  • the drive motor 3 can also be connected by other suitable fastening means, such as rivets or screws with the ribs 23.
  • the diameter of the shoulder 24 is denoted by the diameter d3 and corresponds to the diameter of the drive motor 3 and the diameter of the rear end shield.
  • the propeller 5 starts to rotate.
  • the rotation of the propeller 5 causes a suction of water, which flows through the slots 19 in the housing 2.
  • the housing 2 is pear-shaped, the flow chamber in the region of the apex 16 is particularly large or there has the largest diameter d2, which facilitates an inflow of water into the housing.
  • the slots 19 follow the contour of the housing from vertex 16 to the base 18, so that at least a subset of the inflowing water can flow axially into the housing 2. A smaller subset of the incoming water enters with a slightly reduced flow rate obliquely or radially into the housing.
  • the pear shape has proved to be ideal because water can flow without constrictions in the housing 2. In this way, large amounts of water can be passed through the flow pump with little energy.
  • FIG. 3 a second embodiment of a flow pump 1 is shown, which is largely the in FIG. 1 and 2 corresponds to the flow pump shown, wherein the same reference numerals are used for the same parts.
  • the current bearing pump 1 differs above all by a different connection of the drive motor 3 to the housing 2.
  • the rear bearing plate 9 is fastened to a base plate 26, which in turn is connected to the base 18 or to the ends 25 of the ribs 23.
  • the base plate 26 can be detachably or permanently connected to the rear end plate 9 of the drive motor 3 or to the base 18, for example by an adhesive connection, by screws or by a bayonet lock.
  • the support rods 27, 28, 29 serve to support the flow pump 1 in operation against a fixed boundary, for example a pond wall.
  • the support rods 27, 28, 29 can be made different lengths. If, for example, the upper support rod 27 is made longer than the two lower support rods 28, 29, a slightly upwardly directed angle of the output shaft 4 can be adjusted in the simplest manner so that the water flowing out of the outlet connector 13 is then pressed toward the water surface.
  • an only indicated stand 30 is fixed to a bottom plate 31, which serves to set up the flow pump 1 on a ground, for example, the bottom of a fish farm.
  • FIG. 4 a third embodiment of a flow pump 1 is shown, which largely in Figure 1 to 3 illustrated flow pump, wherein the same reference numerals are used for the same parts.
  • flow pump 1 has as the flow pump 1 FIG. 3 a device for installation and for angle adjustment. This consists of a connected to the outlet 13 ring 32 to which an only indicated stand 33 and a bottom plate, not shown, is attached.
  • the stator 33 is connected to an annular flange 34 of the ring 32 by a bolt 35.
  • the stand 33 is preferably designed to be adjustable in height, for example by a telescopic device of known type.
  • a telescopic device of known type.
  • FIG. 4 serves the resting on a base area of the largest diameter d2 of the housing 2 as a tipping point. If the stand 33 is extended, the housing 2 tilts up around the apex 16 with the outlet nozzle 13 so that water then flows upwards out of the outlet nozzle 13 at an angle to the horizontal.
  • FIG. 5 a fourth embodiment of a flow pump 1 is shown, which largely the in FIG. 1 and 2 illustrated flow pump, wherein the same reference numerals are used for the same parts.
  • flow pump 1 differs mainly by another embodiment of the inlet openings 20 and the slots 19 axially inside and radially outside of the housing walls 11, 12.
  • the front end 21 of the inflow opening 20 is bent in each case to a collar 36 radially and axially outside extended. This collar 36 serves as a flow baffle and facilitates the flow of water into the flow pump. 1
  • the in the FIGS. 1 to 5 illustrated flow pumps 1 are particularly suitable for the circulation of aquaculture water, especially in fish farms of freshwater and saltwater fish.
  • the latter are bred in artificial seawater, which is particularly corrosive. Therefore, it is expedient to manufacture all the water exposed parts of the flow pump 1 made of plastic or at least to provide a plastic coating.
  • the housing 2 and the propeller 5 is preferably made as a one-piece plastic injection molded part, but it is also conceivable to manufacture the housing 2 or the propeller 5 from a sintered plastic in laser sintering technology. In addition, however, deep-drawing or machining processes for producing the housing 2 or the other components of the flow pump can also be used. It is also conceivable to use other corrosion-resistant materials for the components of the flow pump 1, such as stainless steel.
  • the drive motor 3 is preferably a brushless, electronically commutated DC motor with a power of 0.1 W to 900 W.
  • Such brushless, Electronically commutated motors can be controlled very precisely. If the flow pump is used in a table aquarium, a flow pump with the smallest possible dimensions is desired, so that then the power of the correspondingly small drive motor 3 is in a range of 0.1 to 20 W.
  • a large production volume will accordingly be in the foreground, so that preferably larger engines with a capacity of about 400 W to 1000 W are used.
  • the engine power is then the flow rate of the respective flow pump.
  • the delivery rate ranges from 10 to 1000 tons per hour.
  • a particularly good value for medium and large aquacultures is a flow rate of about 400 to 700 t / h.
  • a drive motor with a power of 700 W was used.
  • the motor used is commercially available under the name ECM 75x60 from Kählig Antriebstechnik GmbH, Hanover. He was in an endurance test with 22, 5 V and 30 A operated.
  • the measured flow rate of produced water per hour amounted to about 600 tons, with an energy requirement of 700W / h.
  • the number of revolutions of the output shaft 4 was about 5000 U / min.
  • FIG. 6 schematically a plant in the form of an aquaculture 37 for breeding unrepresented fish, for example, sea trout (Salmo trutta trutta) shown.
  • the plant has a size of about 0.5 ha.
  • a flow pump 1 is arranged, wherein the outlet nozzle 13 are arranged in opposite directions. Water flowing into the flow pump 1 through the inlet openings 20, which is indicated by the narrow arrows A, is pressed by the propeller through the outlet nozzle 13 and conveyed axially forwardly, which is indicated by the broad arrows B.
  • the power of the drive motors is designed so that the water flows at least into the area of action of the next flow pump 1 and is sucked in by this and further promoted, so that a total of a water cycle is generated.
  • Both flow pumps 1 are connected via corresponding electrical lines 40, 41 to a symbolically indicated electronic control 42.
  • the electronic control 42 the drive motors of the flow pumps 1 can be controlled.
  • the drive motors can be switched on and off, it is possible to control the direction of rotation of the output shafts and thus the propeller, as well as the rotational speed of the output shafts.
  • certain natural situations of an aquabiotope can be simulated, for example, tides with ebb and flow, swell, strength of the flow, etc.
  • a motor adjustment of in FIG. 3 and 4 illustrated stand 30 and 33 are provided.
  • a development of the flow pump 1 according to the invention with adjustable propeller blades is also conceivable.
  • a guide vane assembly 44 is arranged. This consists of a centrally arranged in the housing 2 rocket-shaped support body 45, which terminates in an ogival tip 46. This tip 46 serves as a diffuser to avoid turbulence. Radially outwardly on the support body 45, four guide vanes 47 are arranged, the end edges 48 of which rest against the outlet connection 13 or are connected to the outlet connection 13. These serve the purpose of straightening the water flow which is set in rotation by the clockwise rotating propeller blades 6, so that the water flowing out of the flow pump 1 experiences a straight flow direction.
  • the guide vanes 47 can also achieve a significantly higher delivery rate.
  • a DC electric motor which is available from Kählig Antriebstechnik GmbH under the designation 75 ⁇ 80 and makes about 450 W at 48 V and 11.5 A, a thrust of 10 kg, while in a design without guide vane 44 only a thrust of about 6.5 kg can be achieved. This could be the warming of the motor can be reduced by the Leiterielanowskiowski 44 by about 30 ° C.
  • An arrangement with four vanes 47 has been found to be particularly effective, but can also be used a different number of guide vanes, for example in a number of two to six.
  • Fig. 8 is a further embodiment of the housing 2 of the inventive Shen flow pump 1 shown from the side.
  • the housing 2 is made Fig. 8 axially divided approximately centrally and consists of a front housing half 49 and a rear housing half 50.
  • the rear housing half 50 consists essentially of the base 18 and the ribs 23 which define the inlet openings 20.
  • the front housing half 49 which is designed as a tubular nozzle, forms the outlet 13 with discharge 14. With dashed lines is indicated where the guide vanes 47 and the propeller blades 6 from Fig. 7 are arranged.
  • the front housing part 49 is widened to a trumpet-shaped flange 51, through which axial bores are guided, through which the front housing part 49 with the ribs 23 by screw nuts 52 is connectable.
  • An axially and radially outer edge of the front housing part 49 forms an inlet lip 53, which is arranged radially above the ribs 23. This rounded to the ribs 23 inlet lip 53 serves to allow water to flow tangentially through the inlet openings 20 in the housing 2 and thus a high efficiency of the flow pump 1 is achieved while avoiding stall.
  • a strut 54 of which at least two are arranged in the housing and support the drive motor 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Offenbart wird eine elektrische Strömungspumpe (1) zum Umwälzen flüssiger Medien, mit einem Gehäuse (2), in welchem ein elektrischer Antriebsmotor (3) konzentrisch und achsparallel gelagert ist, wobei der Antriebsmotor (3) eine Abtriebswelle (4) mit drehfest angeordnetem Propeller (5) mit Propellerflügeln (6) aufweist, wobei das Gehäuse (2) an seinem hinteren Ende wenigstens eine Einströmöffnung (20) und an seinem vorderen Ende eine axiale Ausströmöffnung (14) aufweist, wobei die Propellerflügel (6) im Bereich der Ausströmöffnung (14) und unter Verbleib eines geringen Spaltes (S) zu einer inneren Gehäusewandung (12) des Gehäuses (2) angeordnet sind. Um eine Strömungspumpe (1) zu schaffen, die mit einem geringen Energiebedarf betrieben werden kann, ist vorgesehen, dass zumindest die innere Gehäusewandung (12) des Gehäuses (2) birnenförmig ist und dass der Antriebsmotor (3) an einer Kuppe (17) am axial hinteren Ende des birnenförmigen Gehäuses (2) befestigt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Strömungspumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Strömungspumpen werden unter anderem dazu genutzt, Wasser in Aquakulturen, wie Fischzuchtanlagen, Fischteiche, Fischzuchtbecken, Groß- und Kleinaquarien oder dergleichen umzuwälzen, um somit möglichst natürliche Bedingungen für die jeweiligen Fischarten zu simulieren. Dabei besteht oftmals das Problem, dass möglichst viel Wasser in möglichst kurzer Zeit umgewälzt werden muss, beispielsweise etwa 500 Tonnen pro Stunde oder sogar mehr. Bislang verwendete Kreiselpumpen sind insofern nachteilig, als dass bei diesen ein Wasserstrom umgelenkt werden muss, was mit einem hohen Energiebedarf einher geht, den es aber möglichst zu vermeiden gilt.
  • Aus der DE 33 13 549 A1 ist ein Strahlerzeugungsgerät zur Aktivierung von Flüssigkeiten bekannt, welches vornehmlich in Schwimmbecken zur Erzeugung von künstlichen Wellen, aber auch zur Einbringung von Luft in einen Teich genutzt werden soll. Im Inneren des Gerätes befindet sich ein Unterwassermotor, der einen Axialläufer antreibt, der in einer Engstelle des Gehäuses angeordnet ist. Die Wasseransaugung erfolgt radial durch sich axial erstreckende Schlitze, der Austritt durch eine Austrittsdüse, welche Schutzgitterstäbe aufweist. Nachteilig an diesem Gerät ist vor allem, dass die Austrittsdüse in einem Winkel von etwa 90° zur axialen Förderrichtung des Wassers angeordnet ist. Hierdurch wird der Wasserstrom umgelenkt, wodurch eine Einengung des Wasserstroms bzw. der Anströmungsbreite bewirkt wird. Um den Wasserstrom durch diese Einengung zu fördern, ist ein erhöhter Energiebedarf notwendig. Ferner erfolgt die Wasseransaugung radial in das Gehäuse, so dass eine weitere Stromumlenkung erfolgt, was sich negativ auf den Energiebedarf auswirkt.
  • Aus der EP 121 456 B1 ist eine elektrische Strömungspumpe bekannt, welche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist. Bei dieser ist ein Antriebsmotor an einem hinteren Ende eines Gehäuses angeflanscht und daher außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  • Aus der DE 196 13 374 C2 ist eine gattungsgemäße Rezirkulationspumpe zur Bewegung von Wasser, beispielsweise Abwasser, oder der Rückförderung von Abwasser in Kläranlagen bekannt, bei der die Antriebseinheit zusammen mit dem Propeller konzentrisch innerhalb eines Rohrabschnittes angeordnet ist und eine Optimierung des Wirkungsgrades dadurch erreicht wird, dass der zwischen dem Propeller und dem Rohr auftretende Spalt durch einen umfangsmässig innerhalb des Rohrabschnittes vorgesehenen Ring ausgeglichen bzw. auf ein Minimum reduziert wird. Hierbei wird als Ring ein Kunststoffring vorgesehen, der durch Ausgießen in dem Rohrabschnitt hergestellt wird. Die Antriebseinheit in Form eines Elektromotors ist mittels unterer Befestigungsfüße und oberer Befestigungsfüße gegenüber dem die Antriebseinheit und den Propeller aufnehmenden Rohrabschnitt befestigt. Positiv an dieser Rezirkulationspumpe ist der jeweils durchmessergleiche axiale Wasserein- und -auslass, so dass diese Rezirkulationspumpe einen hohen Wirkungsgrad erwarten läßt, da hier keine Umlenkung des Wasserstroms erfolgt. Allerdings stellen die in den von einem Rohr gebildeten Pumpraum ragenden Befestigungsfü-ße ein nicht unerhebliches Hindernis dar, welches den Wirkungsgrad unnötig verringert. Zudem ist eine derartige Rezirkulationspumpe nur zum Einbau in Rohrleitungen geeignet, nicht jedoch als Strömungspumpe in einer Aquakultur.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diesbezüglich Abhilfe zu schaffen und eine Strömungspumpe der eingangs genannten Art zu gestalten, welche die bestehenden Nachteile behebt. Insbesondere sollen sich mit einer Strömungspumpe hohe Wassermengen in Aquakulturen mit einem geringen Energiebedarf umwälzen lassen.
  • Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Strömungspumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Die gestellte Aufgabe wird auf überraschend einfache Art und Weise also dadurch gelöst, dass zumindest die innere Gehäusewandung des Gehäuses birnenförmig ist und dass der Antriebsmotor an einer Kuppe am axial hinteren Ende des birnenförmigen Gehäuses befestigt ist.
  • Durch die birnenförmige Gestaltung des Gehäuses wird eine strömungsgünstige Auslegung des Gehäuses erreicht, bei dem der Einströmraum deutlich großvolumiger ist als der Auslaßbereich. Die Anbindung des Antriebsmotors am axial hinteren Ende stellt nicht nur eine einfache und kostengünstige Art der Befestigung des Motors am Gehäuse dar, sondern bewirkt in besonders vorteilhafter Weise, dass keine Befestigungsstreben oder -füße in das Gehäuse ragen, welche ein Hindernis für den Wasserstrom bilden würden. Ein weiterer Vorteil der direkten Befestigung des Antriebsmotors mit dem axial hinteren Ende des Gehäuses ist, dass notwendige elektrische Anschlußkabel nicht in den Strömungs- bzw. Pumpenraum hinein ragen, wodurch ein weiteres Hindernis vermieden wird.
  • Der Erfinder hat also erkannt, dass sich die Aufgabe auf überraschend einfache Weise lösen läßt, wenn Umlenkungen des Wasserstroms so weit wie möglich vermieden werden. Denn jegliche Einengung des durch die Strömungspumpe fließenden Wassers bewirkt, dass der Antriebsmotor in Teillast fällt. Eine Einengung des Strömungsraums ist nur im unmittelbaren Bereich der Propellerflügel erwünscht, während irgendwelchen Einengungen bzw. Umlenkungen vor oder hinter den Propellerflügeln zu unerwünschten Leistungsverlusten führen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein hinteres Lagerschild des Antriebsmotors mit einem Sockel der Kuppe verbunden ist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einströmöffnung von einer Mehrzahl von radial verteilten und sich im Wesentlichen axial erstreckenden Schlitzen gebildet ist, welche eine äußere Gehäusewandung und die innere Gehäusewandung radial und axial durchbrechen.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein jeweils vorderes Ende der Einströmöffnungen welches axial in Richtung der Ausströmöffnung liegt, radial nach einwärts gebogen ist.
  • In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das vordere Ende der Einströmöffnung zu einem Kragen nach radial und axial außen abgebogen und verlängert ist.
  • In praktischen Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein jeweils hinteres Ende der Einströmöffnungen offen ist und in den Sockel mündet, wobei im Bereich des Sockels radial verlaufende Rippen zwischen den Schlitzen verbleiben.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass ein ringförmiger Absatz von axial innen in Enden der Rippen eingelassen ist, gegen welchen das hintere Lagerschild des Antriebsmotors anliegt und mit diesem verbunden ist.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass das hintere Lagerschild des Antriebsmotors an einer Grundplatte befestigt ist, welche mit dem Sockel oder mit den Enden der Rippen verbunden ist.
  • Diese Ausgestaltung läßt sich noch dadurch ergänzen, dass von der Grundplatte drei axiale Stützstäbe axial nach hinten abstehen, welche fest mit der Grundplatte verbunden sind.
  • Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Stützstäbe eine unterschiedliche Länge aufweisen.
  • Dies läßt sich noch dadurch ergänzen, dass an wenigstens einen Stützstab vorzugsweise an zwei Stützstäbe ein Ständer mit einer Bodenplatte befestigt ist.
  • Besonders praktisch ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher vorgesehen ist, dass die Strömungspumpe eine Einrichtung zur Aufstellung und Winkelverstellung aufweist, welche aus einem mit dem Auslassstutzen verbundenen Ring besteht, an welchem ein Ständer mit einer Bodenplatte befestigt ist.
  • Diese Ausgestaltung läßt sich noch dadurch ergänzen, dass der Ständer höhenverstellbar, bevorzugterweise motorisch höhenverstellbar, ausgebildet ist.
  • In einer ganz besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Antriebsmotor ein bürstenloser, elektronisch kommutierter Gleichstrommotor mit einer Leistung von 0,1 W bis 1000 W, vorzugsweise zwischen 600 W und 800 W, ist.
  • In einer anderen praktischen Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fördervolumen der Strömungspumpe zwischen 10 und 1000 t/h, vorzugsweise zwischen 400 und 700 t/h beträgt.
  • In einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einströmöffnungen in harmonischen Abständen über den gesamten Umfang des Gehäuses verteilt angeordnet sind.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Einströmöffnungen in einem Teilumfang des Gehäuses verteilt angeordnet sind, wobei der Teilumfang zwischen 30% und 60% des Umfangs des Gehäuses beträgt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für den Durchmesser der Kuppe, für den größten Durchmesser des Gehäuses und für den Durchmesser der Ausströmöffnung folgende Beziehung gilt: d3 < d1 < d2.
    dass wenigstens eine Strömungspumpe in eine Aquakultur zur Fischzucht eingesetzt ist, wobei die wenigstens eine Strömungspumpe über elektrische Leitungen an eine elektronische Steuerung angeschlossen ist, mittels welcher der Antriebsmotor hinsichtlich des Einschaltens, des Abschaltens, der Drehzahlerhöhung und der Drehzahlsenkung der wenigstens einen Strömungspumpe gesteuert ist.
  • Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass axial vor dem Propeller eine Leitflügelanordnung angeordnet ist, welche aus einer Anzahl von 2 - 6, vorzugweise von 4 Leitflügeln besteht, deren Stirnkanten am Auslassstutzen anliegen.
  • Diese Ausgestaltung lässt sich noch dadurch ergänzen, dass die Leitflügel radial innen an einem Tragkörper angebracht sind.
  • In einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tragkörper in eine ogivale Spitze ausläuft.
  • Besonders vorteilhaft ist ebenso eine Ausgestaltung der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, dass das Gehäuse axial geteilt ist und aus einer vorderen Gehäusehälfte und aus einer hinteren Gehäusehälfte besteht.
  • Diese Ausgestaltung lässt sich auch noch dadurch ergänzen, dass die hintere Gehäusehälfte im wesentlichen aus dem Sockel und den die Einströmöffnungen begrenzenden Rippen besteht, und dass die vordere Gehäusehälfte als rohrförmiger Stutzen ausgebildet ist, und den Auslassstutzen mit der Ausströmöffnung bildet.
  • Andere praktische Ausgestaltungen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass das vordere Gehäuseteil in Richtung der Rippen zu einem trompetenförmigen Flansch aufgeweitet ist.
  • Ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt es vorzusehen, dass durch den Flansch axiale Bohrungen geführt sind, durch welche das vordere Gehäuseteil mit den Rippen durch Schraubmuttern verbindbar ist.
  • Schließlich ist in einer praktischen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein axial und radial äußerer Rand des vorderen Gehäuseteils eine Einlauflippe bildet, welche radial oberhalb der Rippen angeordnet ist.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung, die schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, sowie der Patentansprüche näher beschrieben.
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1: schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strömungspumpe in Längsschnitt,
    • Fig. 2: ein Detail aus Fig. 1 in Längsschnitt,
    • Fig. 3: schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strömungspumpe in Längsschnitt,
    • Fig. 4: schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strömungspumpe in Längsschnitt,
    • Fig. 5: schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strömungspumpe in Längsschnitt,
    • Fig. 6: schematisch eine Anlage unter Verwendung von zwei erfindungsgemäßen Strömungspumpen,
    • Fig. 7: ein Ausführungsbeispiel eines Propellers der erfindungsgemäßen Strömungspumpe in perspektivischer Darstellung, und
    • Fig. 8: ein Gehäuse der erfindungsgemäßen Strömungspumpe von der Seite.
  • In den Figuren 1 bis 5 ist jeweils schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Strömungspumpe 1 dargestellt. Die Strömungspumpe 1 dient der Umwälzung von Wasser in einer Aquakultur, insbesondere einer Fischzuchtanlage oder einem Aquarium. Die Leistung der Strömungspumpe ist so bemessen, dass bis zu 1000 t/h Wasser umgewälzt werden können. Die Strömungspumpe 1 besteht jeweils aus einem Gehäuse 2, in welchem konzentrisch und achsparallel ein elektrischer Antriebsmotor 3 gelagert ist. Der Antriebsmotor weist eine Abtriebswelle 4 auf, auf welcher ein Propeller 5 mit Propellerflügeln 6 drehfest gelagert ist. Ein Motorengehäuse 7 weist abtriebsseitig eine als Dichtung dienende Manschette 8 auf. Ein hinteres Lagerschild 9 des Antriebsmotors 3 weist einen abgedichteten Anschluss 10 für nicht dargestellte elektrische Leitungen auf.
  • Das Gehäuse 2 weist eine äußere Gehäusewandung 11 und eine innere Gehäusewandung 12 auf. Sowohl äußere Gehäusewandung 11 als auch innere Gehäusewandung 12 sind birnenförmig. Ein axial vorderer Gehäusebereich bildet einen offenen, zylindrischen Auslassstutzen 13 mit einem Durchmesser d1, wobei der Auslassstutzen 13 der gleichzeitig eine Ausströmöffnung 14 darstellt. Radial äußere Kanten 15 der Propellerflügel 6 des Propellers 5 sind so dicht wie möglich, aber unter Verbleib eines Spaltes S von der inneren Gehäusewandung 13 beabstandet. An den zylindrischen Auslassstutzen 13 schließt sich ein sanft ansteigender bogenförmiger Gehäusebereich an. Ein Scheitelpunkt 16 des bogenförmigen Gehäusebereichs markiert den größten Durchmesser d2 des Gehäuses 2. Ab dem Scheitelpunkt 16 fällt die Kurve relativ abrupt zu einer Kuppe 17 ab. In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Kuppe 17 einen geraden Verlauf auf und bildet einen Sockel 18 für das hintere Lagerschild 9 des Motorengehäuses 7 des Antriebsmotors 3.
  • Die äußere Gehäusewandung 11 und die innere Gehäusewandung 12 sind radial und axial von einer Mehrzahl von radial verteilten und sich im Wesentlichen axial erstreckenden Schlitzen 19 durchbrochen, welche jeweils Einströmöffnungen 20 bilden. Ein jeweils vorderes Ende 21 der Einströmöffnungen 20, welches axial in Richtung der Ausströmöffnung 14 und vor dem Scheitelpunkt 16 liegt, ist radial nach einwärts gebogen, was sich als besonders strömungsgünstig erwiesen hat. Ein jeweils hinteres Ende 22 der Einströmöffnungen 20 ist offen und mündet in den Sockel 18. Durch die offene Mündung der Schlitze 19 verbleiben im Bereich des Sockels 18 radial verlaufende Rippen 23 zwischen den Schlitzen 19.
  • In den jeweils dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Schlitze 19 in harmonischen Abständen über den gesamten Umfang des Gehäuses 2 verteilt angeordnet. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Schlitze 19 bzw. die Einströmöffnungen 20 nur teilumfänglich in das Gehäuse einzuarbeiten, beispielsweise dann, wenn die Strömungspumpe 1 direkt unter der Wasseroberfläche einer Aquakultur angeordnet sein soll. In diesem Falle wären die Einströmöffnungen 20 nur in der unteren Gehäusehälfte angeordnet, in der oberen Gehäusehälfte dagegen nicht. Mit dieser Maßnahme würde ein unerwünschtes Ansaugen von Luft in die Strömungspumpe 1 verhindert werden. In diesem Fall wären die Schlitze 19 bzw. die Einströmöffnungen über einen Teilumfang des Gehäuses 2 verteilt, der etwa 30% bis 60% des Umfangs des Gehäuses 2 beträgt.
  • Zur Befestigung des Antriebsmotors 3 mit dem Gehäuse 2 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein ringförmiger Absatz 24 von axial innen in Enden 25 der Rippen 23 eingelassen, welcher im Detail in Fig. 2 dargestellt ist. Gegen den Absatz 24 liegt das hintere Lagerschild 9 des Antriebsmotors 3 an. Zur dauerhaften Befestigung des Antriebsmotors 3 mit dem Gehäuse dient eine nicht näher dargestellte Verklebung, der Antriebsmotor 3 kann aber auch durch andere geeignete Befestigungsmittel, wie Nieten oder Schrauben, mit den Rippen 23 verbunden sein. Der Durchmesser des Absatzes 24 ist mit dem Durchmesser d3 bezeichnet und entspricht dem Durchmesser des Antriebsmotors 3 und des Durchmessers des hinteren Lagerschildes 9.
  • Wird der Antriebsmotor 3 durch Anlegen einer Spannung eingeschaltet, fängt sich der Propeller 5 an zu drehen. Die Rotation des Propellers 5 bewirkt ein Ansaugen von Wasser, welches durch die Schlitze 19 in das Gehäuse 2 einströmt. Da das Gehäuse 2 birnenförmig ist, ist die Strömungskammer im Bereich des Scheitelpunktes 16 besonders groß bzw. weist dort den größten Durchmesser d2 auf, was ein Einströmen von Wasser in das Gehäuse erleichtert. Dabei folgen die Schlitze 19 der Kontur des Gehäuses von Scheitelpunkt 16 bis zum Sockel 18, so dass zumindest auch eine Teilmenge des einströmenden Wassers axial in das Gehäuse 2 einströmen kann. Eine kleinere Teilmenge des einströmenden Wassers tritt mit etwas verminderter Strömungsgeschwindigkeit schräg bzw. radial in das Gehäuse ein.
  • Insgesamt hat sich die Birnenform als ideal erwiesen, da Wasser ohne Einengungen in das Gehäuse 2 einströmen kann. Auf diese Weise lassen sich große Wassermengen mit geringem Energieaufwand durch die Strömungspumpe leiten.
  • In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Strömungspumpe 1 dargestellt, welche weitgehend der in Figur 1 und 2 dargestellten Strömungspumpe entspricht, wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet werden. Die in Figur 3 dargestellte Strömungspumpe 1 unterscheidet sich vor allem durch eine andere Anbindung des Antriebsmotors 3 an das Gehäuse 2. Das hintere Lagerschild 9 ist an einer Grundplatte 26 befestigt, welche ihrerseits mit dem Sockel 18 bzw. mit den Enden 25 der Rippen 23 verbunden ist. Die Grundplatte 26 kann dabei mit dem hinteren Lagerschild 9 des Antriebsmotors 3 bzw. mit dem Sockel 18 lösbar oder unlösbar verbunden sein, beispielsweise durch eine Klebeverbindung, durch Schrauben oder durch einen Bajonettverschluss.
  • Von der Grundplatte 26 stehen drei axiale Stützstäbe 27, 28, 29 nach axial hinten ab, welche fest mit der Grundplatte 26 verbunden sind. Die Stützstäbe 27, 28, 29 dienen dazu, die Strömungspumpe 1 im betrieb gegen eine feste Begrenzung, beispielsweise eine Teichwand, abzustützen. Zur Einstellung eines von der horizontalen abweichenden Winkel der Strömungspumpe 1 können die Stützstäbe 27, 28, 29 unterschiedlich lang ausgeführt sein. Wird beispielsweise der obere Stützstab 27 länger als die beiden unteren Stützstäbe 28, 29 ausgeführt, lässt sich auf einfachste Weise ein leicht nach oben gerichteter Winkel der Abtriebswelle 4 einstellen, so dass dann das aus dem Auslassstutzen 13 strömende Wasser zur Wasseroberfläche gedrückt wird.
  • An wenigstens einen Stützstab 28, vorzugsweise aber an zwei Stützstäbe 28, 29, ist ein nur angedeuteter Ständer 30 mit einer Bodenplatte 31 befestigt, welche der Aufstellung der Strömungspumpe 1 auf einem Grund, beispielsweise dem Grund eines Fischzuchtbeckens, dient.
  • In Fig. 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Strömungspumpe 1 dargestellt, welche weitgehend der in Figur 1 bis 3 dargestellten Strömungspumpe entspricht, wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet werden. Die in Figur 4 dargestellte Strömungspumpe 1 weist wie die Strömungspumpe 1 aus Figur 3 eine Einrichtung zur Aufstellung und zur Winkelverstellung auf. Diese besteht aus einem mit dem Auslassstutzen 13 verbundenen Ring 32, an welchem ein nur angedeuteter Ständer 33 und eine nicht dargestellte Bodenplatte befestigt ist. Der Ständer 33 ist mit einem Ringflansch 34 des Ring 32 durch einen Schraubbolzen 35 verbunden.
  • Der Ständer 33 ist vorzugsweise höhenverstellbar ausgebildet, beispielsweise durch eine teleskopierbare Einrichtung bekannter Art. Bei dieser Ausgestaltung gemäß Figur 4 dient der auf einem Grund aufliegende Bereich des größten Durchmessers d2 des Gehäuses 2 als Kipppunkt. Wird der Ständer 33 verlängert, kippt das Gehäuse 2 um den Scheitelpunkt 16 mit dem Auslaussstutzen 13 nach oben, so dass dann Wasser im Winkel zur Horizontalen nach oben aus dem Auslassstutzen 13 ausströmt.
  • In Fig. 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer Strömungspumpe 1 dargestellt, welche weitgehend der in Figur 1 und 2 dargestellten Strömungspumpe entspricht, wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet werden. Die in Figur 5 dargestellte Strömungspumpe 1 unterscheidet sich vor allem durch eine andere Ausgestaltung der Einströmöffnungen 20 und der Schlitze 19 axial innen und radial außen an den Gehäusewandungen 11, 12. Das vordere Ende 21 der Einströmöffnung 20 ist jeweils zu einem Kragen 36 nach radial und axial außen abgebogen und verlängert. Dieser Kragen 36 dient jeweils als Strömungsleitblech und erleichtert das Einströmen von Wasser in die Strömungspumpe 1.
  • Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Strömungspumpen 1 eignen sich in besonderer Weise zur Umwälzung von Wasser in Aquakulturen, insbesondere in Fischzuchtanlagen von Süß- und Salzwasserfischen. Letztere werden in künstlichem Meerwasser gezüchtet, welches besonders korrosiv ist. Daher ist es zweckmäßig, alle dem Wasser ausgesetzten Teile der Strömungspumpe 1 aus Kunststoff zu fertigen oder zumindest mit einer Kunststoffbeschichtung zu versehen. Das Gehäuse 2 und der Propeller 5 wird bevorzugterweise als einstückiges Kunststoffspritzgussteil gefertigt, jedoch ist es ebenso denkbar, das Gehäuse 2 oder den Propeller 5 aus einem gesinterten Kunststoff in Lasersintertechnik herzustellen. Daneben können aber auch Tiefziehverfahren oder spanende Verfahren zur Herstellung des Gehäuses 2 oder der anderen Komponenten der Strömungspumpe angewandt werden. Denkbar ist auch eine Verwendung von anderen korrosionsbeständigen Materialien für die Bauteile der Strömungspumpe 1, wie beispielsweise Edelstahl.
  • Der Antriebsmotor 3 ist bevorzugterweise ein bürstenloser, elektronisch kommutierter Gleichstrommotor mit einer Leistung von 0,1 W bis 900 W. Derartige bürstenlose, elektronisch kommutierte Motoren lassen sich besonders präzise ansteuern. Wird die Strömungspumpe in einem Tischaquarium verwendet, ist eine Strömungspumpe mit möglichst kleinen Abmessungen gewünscht, so dass dann die Leistung des entsprechend kleinen Antriebsmotors 3 in einem Bereich von 0,1 bis 20 W liegt. Bei großen Aquakulturen wird entsprechend ein großes Fördervolumen im Vordergrund stehen, so dass dann bevorzugt größere Motoren mit einer Leistung von etwa 400 W bis 1000 W zum Einsatz kommen. Entsprechend der Motorleistung ist dann auch die Förderleistung der jeweiligen Strömungspumpe. Je nach Einsatzzweck reicht die Förderleistung von 10 bis 1000 Tonnen pro Stunde. Ein besonders guter Wert für mittlere und größere Aquakulturen ist eine Fördermenge von etwa 400 bis 700 t/h.
  • In praktischen Erprobungen der Erfindung wurde ein Antriebsmotor mit einer Leistung von 700 W verwendet. Der verwendete Motor ist unter der Bezeichnung ECM 75x60 von der Fa. Kählig Antriebstechnik GmbH, Hannover im Handel erhältlich. Er wurde in einem Dauerversuch mit 22, 5 V und 30A betrieben. Die gemessene Fördermenge an gefördertem Wasser pro Stunde belief sich auf etwa 600 Tonnen, bei einem Energiebedarf von 700W/h. Die Umdrehungszahl der Abtriebswelle 4 betrug dabei etwa 5000 U/min.
  • In Figur 6 ist schematisch eine Anlage in Form einer Aquakultur 37 zur Zucht nicht dargestellter Fische, beispielsweise von Meerforellen (Salmo trutta trutta) dargestellt. Die Anlage weist eine Größe von etwa 0,5 ha auf. Im Bereich sich schräg gegenüberliegender Ecken 38, 39 der Aquakultur 37 ist jeweils eine Strömungspumpe 1 angeordnet, wobei deren Auslassstutzen 13 gegenläufig angeordnet sind. Durch die Einströmöffnungen 20 in die Strömungspumpe 1 einströmendes Wasser, welches durch die schmalen Pfeile A angedeutet ist, wird durch den Propeller durch den Auslaussstutzen 13 gedrückt und nach axial vorne gefördert, was durch die breiten Pfeile B angedeutet ist. Die Leistung der Antriebsmotoren ist dabei so ausgelegt, dass das Wasser zumindest bis in den Einwirkungsbereich der nächsten Strömungspumpe 1 strömt und von dieser eingesaugt und weiter gefördert wird, so dass insgesamt ein Wasserkreislauf generiert wird.
  • Beide Strömungspumpen 1 sind über entsprechende elektrische Leitungen 40, 41 an eine symbolisch angedeutete elektronische Steuerung 42 angeschlossen. Mittels der elektronischen Steuerung 42 lassen sich die Antriebsmotoren der Strömungspumpen 1 steuern. Insbesondere lassen sich die Antriebsmotoren an- und abschalten, es läßt sich die Drehrichtung der Abtriebswellen und damit der Propeller steuern, sowie die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswellen. Auf diese Weise lassen sich bestimmte natürliche Situationen eines Aquabiotops simulieren, beispielsweise Gezeiten mit Ebbe und Flut, Wellengang, Stärke der Strömung, etc. Denkbar ist auch, den Neigungswinkel der Strömungspumpen 1 motorisch und durch die elektronische Steuerung 42 einzustellen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine motorische Verstellung der in Figur 3 und 4 dargestellten Ständer 30 bzw. 33 vorgesehen werden. Auch eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strömungspumpe 1 mit verstellbaren Propellerflügeln ist denkbar.
  • In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Propellers 5 dargestellt, welcher sich von den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen des Propellers insofern unterscheidet, als dass direkt vor einer Stirnkante 43 des Propellers 5, welcher drei Propellerflügel 6 aufweist, eine Leitflügelanordnung 44 angeordnet ist. Diese besteht aus einem zentral im Gehäuse 2 angeordneten raketenförmigen Tragkörper 45, welcher in eine ogivale Spitze 46 ausläuft. Diese Spitze 46 dient als Diffusor zur Vermeidung von Verwirbelungen. Radial außen am Tragkörper 45 sind vier Leitflügel 47 angeordnet, deren Stirnkanten 48 am Auslassstutzen 13 anliegen bzw. mit dem Auslassstutzen 13 verbunden sind. Diese haben den Zweck, den durch die im Uhrzeigersinn drehenden Propellerflügel 6 in Rotation versetzte Wasserstrom gerade zu richten, so dass das aus der Strömungspumpe 1 ausströmende Wasser eine gerade Strömungsrichtung erfährt.
  • Durch die Leitflügel 47 lässt sich neben der Vermeidung einer Strudelbildung zudem eine deutlich höhere Förderleistung erzielen. In praktischen Erprobung der Erfindung hat sich nämlich gezeigt, dass sich unter Verwendung eines elektrischen Gleichstrommotors, welcher durch die Kählig Antriebstechnik GmbH unter der Bezeichnung 75 x 80 erhältlich ist und ca. 450 W bei 48 V und 11,5 A leistet, ein Schub von 10 kg erreichen lässt, während bei einer Ausgestaltung ohne Leitflügelanordnung 44 nur ein Schub von ca. 6,5 kg erzielbar ist. Dabei konnte die Erwärmung des Motors durch die Leitflügelanordnung 44 um etwa 30° C reduziert werden. Eine Anordnung mit vier Leitflügeln 47 hat sich als besonders wirksam erwiesen, jedoch lässt sich auch eine andere Anzahl von Leitflügel einsetzen, beispielsweise in einer Anzahl von zwei bis sechs.
  • In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gehäuses 2 der erfindungsgemä-ßen Strömungspumpe 1 von der Seite dargestellt. Im Gegensatz zu den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gehäuses 2 ist das Gehäuse 2 aus Fig. 8 axial etwa mittig geteilt und besteht aus einer vorderen Gehäusehälfte 49 und aus einer hinteren Gehäusehälfte 50. Die hintere Gehäusehälfte 50 besteht im wesentlichen aus dem Sockel 18 und den Rippen 23, welche die Einströmöffnungen 20 begrenzen. Die vordere Gehäusehälfte 49, welche als rohrförmiger Stutzen ausgebildet ist, bildet den Auslassstutzen 13 mit Ausströmöffnung 14. Mit strichlierten Linien ist angedeutet, wo die Leitflügel 47 und die Propellerflügel 6 aus Fig. 7 angeordnet sind. In Richtung der Rippen 23 ist das vordere Gehäuseteil 49 zu einem trompetenförmigen Flansch 51 aufgeweitet, durch welchen axiale Bohrungen geführt sind, durch welche das vordere Gehäuseteil 49 mit den Rippen 23 durch Schraubmuttern 52 verbindbar ist. Ein axial und radial äußerer Rand des vorderen Gehäuseteils 49 bildet eine Einlauflippe 53, welche radial oberhalb der Rippen 23 angeordnet ist. Diese zu den Rippen 23 abgerundete Einlauflippe 53 dient dazu, dass Wasser tangential durch die Einströmöffnungen 20 in das Gehäuse 2 einfließen kann und somit ein hoher Wirkungsgrad der Strömungspumpe 1 unter Vermeidung von Strömungsabrissen erzielt wird.
  • Zu erkennen ist in Fig. 8 ferner die Stirnfläche einer Strebe 54, von denen wenigstens zwei im Gehäuse angeordnet sind und den Antriebsmotor 3 stützen.
  • Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung)
  • 1
    Strömungspumpe
    2
    Gehäuse
    3
    Antriebsmotor
    4
    Abtriebswelle
    5
    Propeller
    6
    Propellerflügel
    7
    Motorengehäuse
    8
    Manschette
    9
    Lagerschild
    10
    Anschluss
    11
    Äußere Gehäusewandung
    12
    Innere Gehäusewandung
    13
    Auslassstutzen
    14
    Ausströmöffnung
    15
    Radial äußere Kanten der Propellerflügel 6
    16
    Scheitelpunkt
    17
    Kuppe
    18
    Sockel
    19
    Schlitz
    20
    Einströmöffnung
    21
    Vorderes Ende der Einströmöffnung
    22
    Hinteres Ende der Einströmöffnung
    23
    Rippe
    24
    Absatz
    25
    Ende der Rippe 23
    26
    Grundplatte
    27
    Stützstab
    28
    Stützstab
    29
    Stützstab
    30
    Ständer
    31
    Bodenplatte
    32
    Ring
    33
    Ständer
    34
    Ringflansch
    35
    Schraubbolzen
    36
    Kragen
    37
    Aquakultur
    38
    Ecke
    39
    Ecke
    40
    Elektrische Leitung
    41
    Elektrische Leitung
    42
    Elektronische Steuerung
    43
    Stirnkante
    44
    Leitflügelanordnung
    45
    Tragkörper
    46
    Spitze
    47
    Leitflügel
    48
    Stirnkante
    49
    vordere Gehäusehälfte
    50
    hintere Gehäusehälfte
    51
    Flansch
    52
    Schraubmutter
    53
    Einlauflippe
    54
    Strebe
    A
    Pfeil
    B
    Pfeil
    S
    Spalt

Claims (28)

  1. Elektrische Strömungspumpe (1) zum Umwälzen flüssiger Medien, mit einem Gehäuse (2), in welchem ein elektrischer Antriebsmotor (3) konzentrisch und achsparallel gelagert ist, wobei der Antriebsmotor (3) eine Abtriebswelle (4) mit drehfest angeordnetem Propeller (5) mit Propellerflügeln (6) aufweist, wobei das Gehäuse (2) an seinem hinteren Ende wenigstens eine Einströmöffnung (20) und an seinem vorderen Ende eine axiale Ausströmöffnung (14) aufweist, wobei die Propellerflügel (6) im Bereich der Ausströmöffnung (14) und unter Verbleib eines geringen Spaltes (S) zu einer inneren Gehäusewandung (12) des Gehäuses (2) angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest die innere Gehäusewandung (12) des Gehäuses (2) birnenförmig ist und dass der Antriebsmotor (3) an einer Kuppe (17) am axial hinteren Ende des birnenförmigen Gehäuses (2) befestigt ist.
  2. Strömungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein hinteres Lagerschild (9) des Antriebsmotors (3) mit einem Sockel (18) der Kuppe (17) verbunden ist.
  3. Strömungspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (20) von einer Mehrzahl von radial verteilten und sich im Wesentlichen axial erstreckenden Schlitzen (19) gebildet ist, welche eine äußere Gehäusewandung (11) und die innere Gehäusewandung (12) radial und axial durchbrechen.
  4. Strömungspumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweils vorderes Ende (21) der Einströmöffnungen (20), welches axial in Richtung der Ausströmöffnung (14) liegt, radial nach einwärts gebogen ist.
  5. Strömungspumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (21) der Einströmöffnung (20) zu einem Kragen (36) nach radial und axial außen abgebogen und verlängert ist.
  6. Strömungspumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweils hinteres Ende (22) der Einströmöffnungen (20) offen ist und in den Sockel (18) mündet, wobei im Bereich des Sockels (18) radial verlaufende Rippen (23) zwischen den Schlitzen (19) verbleiben.
  7. Strömungspumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger Absatz (24) von axial innen in Enden (25) der Rippen (23) eingelassen ist, gegen welchen das hintere Lagerschild (9) des Antriebsmotors (3) anliegt und mit diesem verbunden ist.
  8. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Lagerschild (9) des Antriebsmotors (3) an einer Grundplatte (26) befestigt ist, welche mit dem Sockel (18) oder mit den Enden (25) der Rippen (23) verbunden ist.
  9. Strömungspumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Grundplatte (26) drei axiale Stützstäbe (27, 28, 29) axial nach hinten abstehen, welche fest mit der Grundplatte (26) verbunden sind.
  10. Strömungspumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstäbe (27, 28, 29) eine unterschiedliche Länge aufweisen.
  11. Strömungspumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Stützstab (28), vorzugsweise an zwei Stützstäben (28, 29), ein Ständer (30) mit einer Bodenplatte (31) befestigt ist.
  12. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungspumpe (1) eine Einrichtung zur Aufstellung und Winkelverstellung aufweist, welche aus einem mit dem Auslassstutzen (13) verbundenen Ring (32) besteht, an welchem ein Ständer (33) mit einer Bodenplatte befestigt ist.
  13. Strömungspumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (30; 33) höhenverstellbar ausgebildet ist.
  14. Strömungspumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (30; 33) motorisch höhenverstellbar ausgebildet ist.
  15. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (3) ein bürstenloser, elektronisch kommutierter Gleichstrommotor mit einer Leistung von 0,1 W bis 1000 W, vorzugsweise zwischen 600 W und 800 W ist.
  16. Strömungspumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermenge der Strömungspumpe von 10 bis 1000 t/h, vorzugsweise zwischen 400 und 700 t/h beträgt.
  17. Strömungspumpe wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnungen (20) in harmonischen Abständen über den gesamten Umfang des Gehäuses (2) verteilt angeordnet sind.
  18. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnungen (20) in einem Teilumfang des Gehäuses (2) verteilt angeordnet sind, wobei der Teilumfang zwischen 30% und 60% des Umfangs des Gehäuses (2) beträgt.
  19. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass für den Durchmesser (d3) der Kuppe (17), für den größten Durchmesser (d2) des Gehäuses (2) und für den Durchmesser (d1) der Ausströmöffnung (14) folgende Beziehung gilt: d3 < d1 < d2.
  20. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einsatz wenigstens einer Strömungspumpe (1) in einer Aquakultur (37) zur Fischzucht die wenigstens eine Strömungspumpe (1) über elektrische Leitungen (40, 41) an eine elektronische Steuerung (42) angeschlossen ist, mittels welcher der Antriebsmotor (3) hinsichtlich des Einschaltens, des Abschaltens, der Drehzahlerhöhung und der Drehzahlsenkung der wenigstens einen Strömungspumpe (1) gesteuert ist.
  21. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass axial vor dem Propeller (5) eine Leitflügelanordnung (44) angeordnet ist, welche aus einer Anzahl von 2 - 6, vorzugweise von 4 Leitflügeln (47) besteht, deren Stirnkanten (48) am Auslassstutzen (13) anliegen.
  22. Strömungspumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitflügel (47) radial innen an einem Tragkörper (45) angebracht sind.
  23. Strömungspumpe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (45) in eine ogivale Spitze (46) ausläuft.
  24. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) axial geteilt ist und aus einer vorderen Gehäusehälfte (49) und aus einer hinteren Gehäusehälfte (50) besteht.
  25. Strömungspumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Gehäusehälfte (50) im wesentlichen aus dem Sockel (18) und den die Einströmöffnungen (20) begrenzenden Rippen (23) besteht, und dass die vordere Gehäusehälfte (49), als rohrförmiger Stutzen ausgebildet ist, und den Auslassstutzen (13) mit der Ausströmöffnung (14) bildet.
  26. Strömungspumpe nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Gehäuseteil (49) in Richtung der Rippen (23) zu einem trompetenförmigen Flansch (51) aufgeweitet ist.
  27. Strömungspumpe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Flansch (51) axiale Bohrungen geführt sind, durch welche das vordere Gehäuseteil (49) mit den Rippen (23) durch Schraubmuttern (52) verbindbar ist.
  28. Strömungspumpe nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein axial und radial äußerer Rand des vorderen Gehäuseteils (49) eine Einlauflippe (53) bildet, welche radial oberhalb der Rippen (23) angeordnet ist.
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