EP2174014A1 - Method for withdrawing heat from components of a fluid pump - Google Patents

Method for withdrawing heat from components of a fluid pump

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EP2174014A1
EP2174014A1 EP08774411A EP08774411A EP2174014A1 EP 2174014 A1 EP2174014 A1 EP 2174014A1 EP 08774411 A EP08774411 A EP 08774411A EP 08774411 A EP08774411 A EP 08774411A EP 2174014 A1 EP2174014 A1 EP 2174014A1
Authority
EP
European Patent Office
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components
medium
flowed
housing
channel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08774411A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rajko Colic
Peter Köppler
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.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP2174014A1 publication Critical patent/EP2174014A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0686—Mechanical details of the pump control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813—Cooling the control unit

Definitions

  • the invention relates to a method for removing heat from components of a Flusstechnikspumpe.
  • the invention further relates to an apparatus for carrying out the method and to a use of the device.
  • Fluid pumps are known.
  • DE 103 47 302 Al a two-part spiral housing for a centrifugal pump is described, which is designed optimized streaming technology.
  • Such centrifugal pumps are usually driven by an electric motor, wherein the stator of the electric motor are arranged in a drying room and the rotor in a wet room. The rotor thus rotates in the wet space, which is rewound from the demanding medium to be challenged.
  • it is generally necessary to remove heat from components that heat up during operation.
  • appropriate Kuhlaggregate be arranged, however, increase the space for the Flusstechnikspumpe disadvantageously.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for removing heat from components of a Flusstechnikspumpe, for the implementation of which only a relatively small additional space is required.
  • the invention is further based on the object to provide a device for carrying out the method and a corresponding use of the device.
  • the object underlying the invention is achieved by a method for removing heat from components of a Flusstechnikspumpe in a housing a suction side S with a supply Z for the medium to be flowed and a pressure side D, which leads to the removal of the medium to be flowed , wherein the suction side S and the pressure side D Stromungstechnisch are separated by a drivable impeller, in which in the range of
  • Components is thermally connected and in which the medium to be streamed in the region of the components is at least partially evaporated and the removal of heat from the components is thus realized by evaporative cooling.
  • the current media used are liquids or mixtures of liquids.
  • Flusstechnikspumpe example an axial pump can be used.
  • the pressure side D which is separated from the suction side S by a drivable impeller, downstream of this impeller is downstream.
  • the flow in the channel is maintained by the partially vaporized flow medium.
  • the heat accumulated in the components can be dissipated in a relatively simple manner by evaporative cooling, which can be almost completely dispensed with the creation of additional space, as provided only a small additional space for the at least one channel must become.
  • the required additional space is thus almost meaningless in relation to the total space requirement of the liquid pump.
  • the at least one channel can be realized constructively in different ways. It can be arranged, for example, as an annular space around the electric motor, which drives the liquid pump in its interior.
  • Components are arranged, which are arranged as electronic components for operating the Flusstechnikspumpe.
  • the Flusstechnikspumpe is usually driven by an electric motor, the electronic components that are required for operation and control of the electric motor, are heated during operation.
  • the method allows a continuous heat removal from the electronic components directly into the part of the medium to be flowed, which flows continuously in the liquid channel and partially evaporated by the heat.
  • the evaporative cooling realized in the process is extremely effective, which benefits the protection of the electronic components.
  • the supply and the discharge of the part of the medium to be streamed takes place at least partially in opposite directions in the at least one channel.
  • “contrary” is meant “counteracted”.
  • Within the at least one channel there are thus two oppositely directed directions of flow. In one flow direction, part of the medium to be flowed is transported to the components to be cooled. In the opposite direction of the second flow, the part of the medium to be streamed is transported away and then returns to the pressure side D of the liquid pump.
  • the method can be carried out with a channel designed as a channel strand, thereby minimizing the required additional installation space.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the removal of heat from components of a centrifugal pump arranged as a liquid pump Evaporative cooling takes place, wherein in the region of the flow cross-section II of the pressure side D, a part of the medium to be flowed is diverted from the spiral housing arranged as a housing.
  • centrifugal pumps have been preserved as fluid pumps. Since the flow cross-section in the spiral housing, starting from the impeller to discharge for the medium to be flowed continuously increases, prevail in the spiral housing continuous pressure differences between different flow cross sections. This fact simplifies the arrangement of the at least one channel and thus the implementation of the method.
  • a device for carrying out the method which consists of a housing of a Flusstechnikspumpe having a suction side S with a supply Z for the medium to be flowed and a pressure side D, which is to discharge for the current Medium carries, has, wherein the suction side S and the pressure side D stromungsstechnisch are separated by an impeller of the fluid pump, wherein the housing in the region of a flow cross-section II at least one outlet and optionally at least one inlet for a part of the medium to be flowed, in which the at least one outlet and optionally the at least one inlet are connected to at least one connected channel which is at least partially thermally connected to the components.
  • the pressure side D which is separated from the suction side S by a drivable impeller, downstream of this impeller is downstream.
  • the direct connection of the channel to the housing has the consequence that only a very small additional space must be provided for the implementation of evaporative cooling.
  • the housing in the region of the flow cross-section II only has an outlet which serves both as an outlet and as an inlet for the medium to be flowed. It is advantageous that the channel in the form of a single channel string can be designed constructively, so that let the additional space required to minimize.
  • a spiral housing of a centrifugal pump is arranged as a housing.
  • Centrifugal pumps are due to their compact design for many applications as liquid pumps.
  • the arrangement of the housing as Spiralgehause a centrifugal pump is thus particularly advantageous for many applications.
  • the at least one channel is arranged on or in the housing part, which surrounds the electric motor for driving the centrifugal pump. It is advantageous that outside the centrifugal pump no additional space is required to remove the accumulated heat from the components by evaporative cooling.
  • the invention is finally the use of the device as a cooling device for the removal of heat from
  • Coolant pumps in motor vehicles must function properly over a long period of time, whereby damage to electronic components must be prevented by appropriate heat dissipation.
  • Flusstikspumpe as Kuhlwasserpumpe in a motor vehicle is thus particularly advantageous.
  • FIG. 1 shows the Flusstechnikspumpe in longitudinal section with an outlet and an inlet.
  • Fig. 2 shows the Flusstechnikspumpe in longitudinal section with an outlet.
  • a centrifugal pump used as Flusstechnikspumpe is shown in longitudinal section.
  • the liquid pump is provided with components 3, which are heated during operation and whose heat must be continuously dissipated during operation.
  • the liquid pump has in a housing 1, a suction side S with a supply Z for the medium to be flowed and a pressure side D, which leads to the discharge (not shown) for the medium to be flowed on, wherein the suction side S and the pressure side D stromungsstechnisch by a drivable impeller 4 are separated from each other.
  • a portion of the medium to be flowed is branched off in the region of the flow cross-section II of the pressure side D and passed through at least one channel 2 to the components 3.
  • the at least one channel 2 is thermally in communication with these components 3.
  • the flow cross-section II is greater than the flow cross-section I formed.
  • the pressure to be set in the pressure side D is greater for larger flow cross sections than for smaller flow cross sections.
  • the part of the medium to be flowed is at least partially evaporated in the region of the components 3. In this way, the desired effect of evaporative cooling, with which the accumulated in the components 3 heat is dissipated.
  • the removal of heat takes place by evaporative cooling in components 3, which are used as electronic components for operating the Flusstechnikspumpe are arranged.
  • the part of the medium to be flowed is conducted in the region of the flow cross-section II via an outlet Ia and via an inlet Ib, which are connected to one another with a closed channel 2.
  • the flowing medium flows in the region of the outlet Ia and the inlet Ib in each case in a direction of flow.
  • the part of the medium to be flowed flows in opposite directions, the flow being maintained by the partial evaporation of the flowing medium in the region of the components 3.
  • inserts such as baffles or deflecting elements can be used.
  • Liquid pump no additional space required to perform the process for removing heat from components 3 of the liquid pump. It is particularly advantageous that the removal of heat can be realized only by a part of the flowing medium, which is supplied via the supply Z in the arrow direction of the liquid pump. Additional coolants are not required.
  • the liquid pump is shown in longitudinal section.
  • the fluid pump which is likewise designed as a centrifugal pump, in the region of the flow cross-section II, only one outlet Ia, which serves both as outlet Ia and as an inlet for the medium to be flowed.
  • the channel 2 is formed as a channel strand. This has the consequence that the supply and the discharge of the part of the medium to be flowed in the channel 2 takes place in opposite directions, which is shown by the dashed arrows. Again, the flow in the channel 2 is maintained solely by the evaporation of a portion of the flowing medium to the components 3.
  • the channel 2 can be realized constructively in different ways. It is always structurally engineering in such a way that an evaporative cooling in the area of the components 3 can be realized. This is particularly advantageous when Kuhlwasserpumpen are arranged in a motor vehicle as Flusstechnikspumpen.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
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Abstract

The housing (1) of a fluid pump comprises a suction side (S) that is provided with a supply (Z) for the flowing medium and a pressure side (D) that is provided to withdraw the flowing medium. The suction side (S) and the pressure side (D) are fludically separated from each other by an actuatable running wheel (4). According to said method, one part of the flowing medium branches off in the region of the flow cross-section (II) of the pressure side (D) and is guided through at least one channel (2) to the components (3). Said channel (2) is thermally connected to said components (3). In the region of the components (3), the flowing medium is at least partially evaporated, and the heat is withdrawn from the components (3) by means of evaporation cooling. The invention also relates to a device for carrying out said method, and to the use of said device as a cooling device for withdrawing heat from components (3) of a cool water pump in a motor vehicle.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Abfuhr von Warme von Bauteilen einer FlussigkeitspumpeProcess for removing heat from components of a liquid pump
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abfuhr von Warme von Bauteilen einer Flussigkeitspumpe. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens sowie auf eine Verwendung der Vorrichtung. Flussigkeitspumpen sind bekannt. In der DE 103 47 302 Al wird ein zweiteiliges Spiralgehause für eine Kreiselpumpe beschrieben, das stromungstechnisch optimiert ausgelegt ist. Solche Kreiselpumpen werden in der Regel elektromotorisch angetrieben, wobei der Stator des Elektromotors in einem Trockenraum und der Rotor in einem Nassraum angeordnet sind. Der Rotor dreht sich somit im Nassraum, der von dem zu fordernden strömendem Medium umspult wird. Bei Flussigkeitspumpen ist es allgemein erforderlich, Warme aus Bauteilen abzuführen, die sich im Betrieb aufheizen. Dazu werden beispielsweise entsprechende Kuhlaggregate angeordnet, die jedoch den Bauraum für die Flussigkeitspumpe in nachteiliger Weise vergrößern.The invention relates to a method for removing heat from components of a Flussigkeitspumpe. The invention further relates to an apparatus for carrying out the method and to a use of the device. Fluid pumps are known. In DE 103 47 302 Al a two-part spiral housing for a centrifugal pump is described, which is designed optimized streaming technology. Such centrifugal pumps are usually driven by an electric motor, wherein the stator of the electric motor are arranged in a drying room and the rotor in a wet room. The rotor thus rotates in the wet space, which is rewound from the demanding medium to be challenged. In fluid pumps, it is generally necessary to remove heat from components that heat up during operation. For this purpose, for example, appropriate Kuhlaggregate be arranged, however, increase the space for the Flussigkeitspumpe disadvantageously.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abfuhr von Warme von Bauteilen einer Flussigkeitspumpe zu schaffen, für dessen Durchfuhrung nur ein relativ geringer zusatzlicher Bauraum erforderlich ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens sowie eine entsprechende Verwendung der Vorrichtung zu schaffen.The invention is therefore based on the object to provide a method for removing heat from components of a Flussigkeitspumpe, for the implementation of which only a relatively small additional space is required. The invention is further based on the object to provide a device for carrying out the method and a corresponding use of the device.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Abfuhr von Warme von Bauteilen einer Flussigkeitspumpe gelost, die in einem Gehäuse eine Saugseite S mit einer Zufuhr Z für das zu stromende Medium und eine Druckseite D, die zur Abfuhr für das zu stromende Medium fuhrt, aufweist, wobei die Saugseite S und die Druckseite D stromungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad voneinander getrennt sind, bei dem im Bereich einesThe object underlying the invention is achieved by a method for removing heat from components of a Flussigkeitspumpe in a housing a suction side S with a supply Z for the medium to be flowed and a pressure side D, which leads to the removal of the medium to be flowed , wherein the suction side S and the pressure side D Stromungstechnisch are separated by a drivable impeller, in which in the range of
Stromungsquerschnittes II der Druckseite D ein Teil des zu stromenden Mediums abgezweigt und durch mindestens einen Kanal zu den Bauteilen geleitet wird, der mit diesenStromungsquerschnittes II the pressure side D a part of the medium to be flowed branched off and passed through at least one channel to the components, with these
Bauteilen thermisch in Verbindung steht und bei dem das zu stromende Medium im Bereich der Bauteile mindestens teilweise verdampft wird und die Abfuhr von Warme von den Bauteilen somit durch Verdampfungskühlung realisiert wird. Als stromende Medien werden Flüssigkeiten oder Mischungen von Flüssigkeiten eingesetzt. Als Flussigkeitspumpe kann beispielsweise eine Axialpumpe eingesetzt werden. Die Druckseite D, die von der Saugseite S durch ein antreibbares Laufrad getrennt ist, ist diesem Laufrad stromungstechnisch nachgeschaltet. Die Strömung im Kanal wird durch das teilweise verdampfte stromende Medium aufrechterhalten. Für die meisten Einsatzzwecke ist es ausreichend, einen einzigen Kanal anzuordnen, der mit den Bauteilen thermisch in Verbindung steht. Darunter ist zu verstehen, dass der Kanal im Bereich der Bauteile derart angeordnet ist, dass dort ein Wärmeaustausch erfolgen kann. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass sich die in den Bauteilen angestaute Warme auf relativ einfache Weise durch Verdampfungskühlung abfuhren lasst, wobei auf die Schaffung von zusatzlichen Bauraum nahezu vollständig verzichtet werden kann, da lediglich ein geringer zusatzlicher Bauraum für den mindestens einen Kanal vorgesehen werden muss. Der erforderliche zusatzliche Bauraum ist in Bezug auf den gesamten Platzbedarf der Flussigkeitspumpe somit nahezu bedeutungslos. Der mindestens eine Kanal kann konstruktiv auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden. Er kann beispielsweise als ringförmiger Raum um den Elektromotor angeordnet sein, der die Flussigkeitspumpe in ihrem Innern antreibt. Bei seiner Dimensionierung ist die konstruktive Ausgestaltung ingenieurmaßig derart vorzunehmen, dass eine Warmeabfuhr durch Verdampfungskühlung in unmittelbarer Nahe der Bauteile realisiert wird. Ferner ist vorteilhaft, dass auf zusatzliche Kuhlmittel vollständig verzichtet werden kann .Components is thermally connected and in which the medium to be streamed in the region of the components is at least partially evaporated and the removal of heat from the components is thus realized by evaporative cooling. The current media used are liquids or mixtures of liquids. As Flussigkeitspumpe example, an axial pump can be used. The pressure side D, which is separated from the suction side S by a drivable impeller, downstream of this impeller is downstream. The flow in the channel is maintained by the partially vaporized flow medium. For most purposes, it is sufficient to arrange a single channel that is thermally connected to the components. This is to be understood that the channel is arranged in the region of the components such that a heat exchange can take place there. It has surprisingly been found that the heat accumulated in the components can be dissipated in a relatively simple manner by evaporative cooling, which can be almost completely dispensed with the creation of additional space, as provided only a small additional space for the at least one channel must become. The required additional space is thus almost meaningless in relation to the total space requirement of the liquid pump. The at least one channel can be realized constructively in different ways. It can be arranged, for example, as an annular space around the electric motor, which drives the liquid pump in its interior. When dimensioning the structural design is engineer to make such that a heat dissipation is realized by evaporative cooling in the immediate vicinity of the components. Furthermore, it is advantageous that on additional coolant can be completely dispensed with.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Abfuhr von Warme durch Verdampfungskühlung beiA preferred embodiment of the invention is that the removal of heat by evaporative cooling at
Bauteilen erfolgt, die als elektronische Bauteile zum Betrieb der Flussigkeitspumpe angeordnet sind. Die Flussigkeitspumpe wird in der Regel mit einem Elektromotor angetrieben, dessen elektronische Bauteile, die zum Betrieb und zur Steuerung des Elektromotors erforderlich sind, im Betrieb aufgeheizt werden. Das Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Warmeabfuhr von den elektronischen Bauteilen direkt in den Teil des zu stromenden Mediums, der im Flussigkeitskanal kontinuierlich fließt und durch die Warme teilweise verdampft. Die dabei realisierte Verdampfungskühlung ist ausgesprochen effektiv, was dem Schutz der elektronischen Bauteile zugute kommt.Components are arranged, which are arranged as electronic components for operating the Flussigkeitspumpe. The Flussigkeitspumpe is usually driven by an electric motor, the electronic components that are required for operation and control of the electric motor, are heated during operation. The method allows a continuous heat removal from the electronic components directly into the part of the medium to be flowed, which flows continuously in the liquid channel and partially evaporated by the heat. The evaporative cooling realized in the process is extremely effective, which benefits the protection of the electronic components.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Zufuhr und die Abfuhr des Teiles des zu stromenden Mediums mindestens teilweise gegenläufig in dem mindestens einen Kanal. Unter „gegenläufig" ist „gegengerichtet" zu verstehen. Innerhalb des mindestens einen Kanals kommt es somit zu zwei gegengerichteten Stromungsrichtungen. In der einen Stromungsrichtung wird ein Teil des zu stromenden Mediums zu den zu kühlenden Bauteilen transportiert. In der entgegengerichteten zweiten Stromungsrichtung wird der Teil des zu stromenden Mediums wegtransportiert und gelangt dann wieder in die Druckseite D der Flussigkeitspumpe. Durch diese Maßnahme lasst sich das Verfahren mit einem als Kanalstrang ausgebildeten Kanal durchfuhren, so dass dadurch der erforderliche zusatzliche Bauraum minimiert wird.According to a further preferred embodiment of the invention, the supply and the discharge of the part of the medium to be streamed takes place at least partially in opposite directions in the at least one channel. By "contrary" is meant "counteracted". Within the at least one channel, there are thus two oppositely directed directions of flow. In one flow direction, part of the medium to be flowed is transported to the components to be cooled. In the opposite direction of the second flow, the part of the medium to be streamed is transported away and then returns to the pressure side D of the liquid pump. As a result of this measure, the method can be carried out with a channel designed as a channel strand, thereby minimizing the required additional installation space.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Abfuhr von Warme von Bauteilen einer als Flussigkeitspumpe angeordneten Kreiselpumpe durch Verdampfungskühlung erfolgt, wobei im Bereich des Stromungsquerschnittes II der Druckseite D ein Teil des zu stromenden Mediums von dem als Gehäuse angeordneten Spiralgehause abgezweigt wird. Für viele Einsatzzwecke haben sich Kreiselpumpen als Flussigkeitspumpen bewahrt. Da sich der Stromungsquerschnitt im Spiralgehause, ausgehend vom Laufrad bis hin zu Abfuhr für das zu stromende Medium, kontinuierlich erhöht, herrschen im Spiralgehause kontinuierliche Druckunterschiede zwischen verschiedenen Stromungsquerschnitten. Diese Tatsache vereinfacht die Anordnung des mindestens einen Kanals und damit die Durchfuhrung des Verfahrens.A further preferred embodiment of the invention provides that the removal of heat from components of a centrifugal pump arranged as a liquid pump Evaporative cooling takes place, wherein in the region of the flow cross-section II of the pressure side D, a part of the medium to be flowed is diverted from the spiral housing arranged as a housing. For many applications, centrifugal pumps have been preserved as fluid pumps. Since the flow cross-section in the spiral housing, starting from the impeller to discharge for the medium to be flowed continuously increases, prevail in the spiral housing continuous pressure differences between different flow cross sections. This fact simplifies the arrangement of the at least one channel and thus the implementation of the method.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens gelost, die aus einem Gehäuse einer Flussigkeitspumpe besteht, das eine Saugseite S mit einer Zufuhr Z für das zu stromende Medium und eine Druckseite D, die zur Abfuhr für das zu stromende Medium fuhrt, aufweist, wobei die Saugseite S und die Druckseite D stromungstechnisch durch ein Laufrad der Flussigkeitspumpe voneinander getrennt sind, wobei das Gehäuse im Bereich eines Stromungsquerschnittes II mindestens einen Austritt und gegebenenfalls mindestens einen Eintritt für einen Teil des zu stromenden Mediums aufweist, bei dem der mindestens eine Austritt und gegebenenfalls der mindestens eine Eintritt mit mindestens einem angeschlossenen Kanal verbunden sind, der mindestens teilweise thermisch mit den Bauteilen in Verbindung steht. Die Druckseite D, die von der Saugseite S durch ein antreibbares Laufrad getrennt ist, ist diesem Laufrad stromungstechnisch nachgeschaltet. Für die meisten Einsatzzwecke ist es ausreichend, einen einzigen Austritt und gegebenenfalls einen einzigen Eintritt für einen Teil des zu stromenden Mediums anzuordnen, die mit einem einzigen angeschlossenen Kanal verbunden sind. Der direkte Anschluss des Kanals an das Gehäuse hat zur Folge, dass nur ein sehr geringer zusatzlicher Bauraum für die Durchfuhrung einer Verdampfungskühlung vorgesehen werden muss. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse im Bereich des Stromungsquerschnittes II nur einen Austritt auf, der sowohl als Austritt als auch als Eintritt für das zu stromende Medium dient. Dabei ist vorteilhaft, dass der Kanal in Form eines einzelnen Kanalstranges konstruktiv ausgebildet sein kann, so dass sich der zusatzlich erforderliche Bauraum minimieren lasst.The object underlying the invention is further achieved by a device for carrying out the method, which consists of a housing of a Flussigkeitspumpe having a suction side S with a supply Z for the medium to be flowed and a pressure side D, which is to discharge for the current Medium carries, has, wherein the suction side S and the pressure side D stromungsstechnisch are separated by an impeller of the fluid pump, wherein the housing in the region of a flow cross-section II at least one outlet and optionally at least one inlet for a part of the medium to be flowed, in which the at least one outlet and optionally the at least one inlet are connected to at least one connected channel which is at least partially thermally connected to the components. The pressure side D, which is separated from the suction side S by a drivable impeller, downstream of this impeller is downstream. For most purposes it is sufficient to place a single outlet and, if necessary, a single inlet for a part of the medium to be flowed connected to a single connected duct. The direct connection of the channel to the housing has the consequence that only a very small additional space must be provided for the implementation of evaporative cooling. According to a further embodiment of the invention, the housing in the region of the flow cross-section II only has an outlet which serves both as an outlet and as an inlet for the medium to be flowed. It is advantageous that the channel in the form of a single channel string can be designed constructively, so that let the additional space required to minimize.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist als Gehäuse ein Spiralgehause einer Kreiselpumpe angeordnet.According to a further embodiment of the invention, a spiral housing of a centrifugal pump is arranged as a housing.
Kreiselpumpen eignen sich aufgrund ihrer kompakten Bauweise für viele Einsatzzwecke als Flussigkeitspumpen. Die Anordnung des Gehäuses als Spiralgehause einer Kreiselpumpe ist somit für viele Einsatzzwecke besonders vorteilhaft.Centrifugal pumps are due to their compact design for many applications as liquid pumps. The arrangement of the housing as Spiralgehause a centrifugal pump is thus particularly advantageous for many applications.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Kanal am oder im Gehauseteil angeordnet, das den Elektromotor zum Antrieb der Kreiselpumpe umgibt. Dabei ist vorteilhaft, dass außerhalb der Kreiselpumpe kein zusatzlicher Bauraum erforderlich ist, um die angestaute Warme von den Bauteilen durch Verdampfungskühlung zu entfernen .According to a further embodiment of the invention, the at least one channel is arranged on or in the housing part, which surrounds the electric motor for driving the centrifugal pump. It is advantageous that outside the centrifugal pump no additional space is required to remove the accumulated heat from the components by evaporative cooling.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung der Vorrichtung als Kuhlvorrichtung zur Abfuhr von Warme vonThe invention is finally the use of the device as a cooling device for the removal of heat from
Bauteilen einer Kuhlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug.Components of a Kuhlwasserpumpe in a motor vehicle.
Kuhlwasserpumpen in Kraftfahrzeugen müssen über längere Zeit einwandfrei funktionieren, wobei Schädigungen von elektronischen Bauteilen durch eine entsprechende Warmeabfuhr verhindert werden müssen. Die Verwendung derCoolant pumps in motor vehicles must function properly over a long period of time, whereby damage to electronic components must be prevented by appropriate heat dissipation. The use of
Flussigkeitspumpe als Kuhlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug ist somit besonders vorteilhaft.Flussigkeitspumpe as Kuhlwasserpumpe in a motor vehicle is thus particularly advantageous.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig. 1, Fig. 2) naher und beispielhaft erläutert. Fig. 1 zeigt die Flussigkeitspumpe im Längsschnitt mit einem Austritt und einem Eintritt.The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the drawing (FIGS. 1, 2). Fig. 1 shows the Flussigkeitspumpe in longitudinal section with an outlet and an inlet.
Fig. 2 zeigt die Flussigkeitspumpe im Längsschnitt mit einem Austritt.Fig. 2 shows the Flussigkeitspumpe in longitudinal section with an outlet.
In Fig. 1 ist eine als Flussigkeitspumpe eingesetzte Kreiselpumpe im Längsschnitt dargestellt. Die Flussigkeitspumpe ist mit Bauteilen 3 versehen, die im Betrieb aufgeheizt werden und deren Warme im Betrieb kontinuierlich abgeführt werden muss. Die Flussigkeitspumpe weist in einem Gehäuse 1 eine Saugseite S mit einer Zufuhr Z für das zu stromende Medium und eine Druckseite D, die zur Abfuhr (nicht dargestellt) für das zu stromende Medium fuhrt, auf, wobei die Saugseite S und die Druckseite D stromungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad 4 voneinander getrennt sind. Bei dem Verfahren zur Abfuhr von Warme von Bauteilen 3 einer Flussigkeitspumpe wird im Bereich des Stromungsquerschnittes II der Druckseite D ein Teil des zu stromenden Mediums abgezweigt und durch mindestens einen Kanal 2 zu den Bauteilen 3 geleitet. Der mindestens eine Kanal 2 steht mit diesen Bauteilen 3 thermisch in Verbindung. Die Wahl des Stromungsquerschnittes, an dem ein Teil des zu stromenden Mediums abgezweigt wird, erfolgt ingenieurmaßig. In der Regel weist die Druckseite D verschiedeneIn Fig. 1, a centrifugal pump used as Flussigkeitspumpe is shown in longitudinal section. The liquid pump is provided with components 3, which are heated during operation and whose heat must be continuously dissipated during operation. The liquid pump has in a housing 1, a suction side S with a supply Z for the medium to be flowed and a pressure side D, which leads to the discharge (not shown) for the medium to be flowed on, wherein the suction side S and the pressure side D stromungsstechnisch by a drivable impeller 4 are separated from each other. In the method for removing heat from components 3 of a liquid pump, a portion of the medium to be flowed is branched off in the region of the flow cross-section II of the pressure side D and passed through at least one channel 2 to the components 3. The at least one channel 2 is thermally in communication with these components 3. The choice of the flow cross-section at which a part of the medium to be flowed is diverted, takes place engineering. As a rule, the pressure side D has different
Stromungsquerschnitte auf. So ist der Stromungsquerschnitt II großer als der Stromungsquerschnitt I ausgebildet. Der sich in der Druckseite D einzustellende Druck ist dabei bei größeren Stromungsquerschnitten großer als bei kleineren Stromungsquerschnitten. Der Teil des zu stromenden Mediums wird im Bereich der Bauteile 3 mindestens teilweise verdampft. Auf diese Weise stellt sich der gewünschte Effekt der Verdampfungskühlung ein, mit welchem die in den Bauteilen 3 angestaute Warme abgeführt wird. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfuhrungsform erfolgt die Abfuhr von Warme durch Verdampfungskühlung bei Bauteilen 3, die als elektronische Bauteile zum Betrieb der Flussigkeitspumpe angeordnet sind. Der Teil des zu stromenden Mediums wird dabei im Bereich des Stromungsquerschnittes II über einen Austritt Ia und über einen Eintritt Ib geleitet, die miteinander mit einem geschlossenen Kanal 2 verbunden sind. Das stromende Medium strömt dabei im Bereich des Austritts Ia und des Eintritts Ib in jeweils einer Stromungsrichtung. Im hinteren Teil des Kanals 2 strömt der Teil des zu stromenden Mediums gegenläufig, wobei die Strömung durch das teilweise Verdampfen des stromenden Mediums im Bereich der Bauteile 3 aufrechterhalten wird. Bei der konstruktiven Ausgestaltung des Austritts Ia und des Eintritts Ib kann gegebenenfalls je nach Kundenwunsch auf unterschiedliche Weise vorgegangen werden. So können beispielsweise Einsatze, wie Prallbleche oder Umlenkelemente eingesetzt werden. Diese konstruktiven Einsatze dienen dann in vorteilhafter Weise dazu, die Strömung im Kanal 2, die mit gestrichelten Pfeilen dargestellt ist, optimal einzustellen. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Kanal 2 beispielsweise am Gehauseteil 5 angeordnet ist, das den Elektromotor 6 zum Antrieb der Flussigkeitspumpe, im vorliegenden Fall zum Antrieb der Kreiselpumpe, umgibt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist außerhalb derFlow cross sections on. Thus, the flow cross-section II is greater than the flow cross-section I formed. The pressure to be set in the pressure side D is greater for larger flow cross sections than for smaller flow cross sections. The part of the medium to be flowed is at least partially evaporated in the region of the components 3. In this way, the desired effect of evaporative cooling, with which the accumulated in the components 3 heat is dissipated. In the embodiment shown in Fig. 1, the removal of heat takes place by evaporative cooling in components 3, which are used as electronic components for operating the Flussigkeitspumpe are arranged. The part of the medium to be flowed is conducted in the region of the flow cross-section II via an outlet Ia and via an inlet Ib, which are connected to one another with a closed channel 2. The flowing medium flows in the region of the outlet Ia and the inlet Ib in each case in a direction of flow. In the rear part of the channel 2, the part of the medium to be flowed flows in opposite directions, the flow being maintained by the partial evaporation of the flowing medium in the region of the components 3. In the structural design of the outlet Ia and the entrance Ib may optionally proceed according to the customer in different ways. For example, inserts, such as baffles or deflecting elements can be used. These constructive inserts then serve advantageously to optimally adjust the flow in the channel 2, which is shown by dashed arrows. It is particularly advantageous in this context, when the channel 2 is arranged for example on the housing part 5, which surrounds the electric motor 6 for driving the Flussigkeitspumpe, in the present case for driving the centrifugal pump. As shown in Fig. 1, is outside the
Flussigkeitspumpe kein zusatzlicher Bauraum erforderlich, um das Verfahren zur Abfuhr von Warme von Bauteilen 3 der Flussigkeitspumpe durchzufuhren. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass die Abfuhr von Warme allein durch ein Teil des stromenden Mediums realisiert werden kann, das über die Zufuhr Z in Pfeilrichtung der Flussigkeitspumpe zugeführt wird. Zusatzliche Kuhlmittel sind nicht erforderlich.Liquid pump no additional space required to perform the process for removing heat from components 3 of the liquid pump. It is particularly advantageous that the removal of heat can be realized only by a part of the flowing medium, which is supplied via the supply Z in the arrow direction of the liquid pump. Additional coolants are not required.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltung der Flussigkeitspumpe im Längsschnitt dargestellt. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Flussigkeitspumpe weist die Flussigkeitspumpe, die ebenfalls als Kreiselpumpe ausgebildet ist, im Bereich des Stromungsquerschnittes II nur einen Austritt Ia auf, der sowohl als Austritt Ia als auch als Eintritt für das zu stromende Medium dient. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass der Kanal 2 als Kanalstrang ausgebildet wird. Dies hat zur Folge, dass die Zufuhr und die Abfuhr des Teiles des zu stromenden Mediums im Kanal 2 gegenläufig erfolgt, was durch die gestrichelten Pfeile dargestellt ist. Auch hierbei wird die Strömung im Kanal 2 ausschließlich durch die Verdampfung eines Teils des stromenden Mediums an den Bauteilen 3 aufrechterhalten. Der Kanal 2 kann konstruktiv auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden. Er ist ingenieurmaßig konstruktiv immer derart auszubilden, dass eine Verdampfungskühlung im Bereich der Bauteile 3 realisiert werden kann. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn als Flussigkeitspumpen Kuhlwasserpumpen in einem Kraftfahrzeug angeordnet sind. 2, an alternative embodiment of the liquid pump is shown in longitudinal section. In contrast to the fluid pump shown in FIG. 1, the fluid pump, which is likewise designed as a centrifugal pump, in the region of the flow cross-section II, only one outlet Ia, which serves both as outlet Ia and as an inlet for the medium to be flowed. It is particularly advantageous that the channel 2 is formed as a channel strand. This has the consequence that the supply and the discharge of the part of the medium to be flowed in the channel 2 takes place in opposite directions, which is shown by the dashed arrows. Again, the flow in the channel 2 is maintained solely by the evaporation of a portion of the flowing medium to the components 3. The channel 2 can be realized constructively in different ways. It is always structurally engineering in such a way that an evaporative cooling in the area of the components 3 can be realized. This is particularly advantageous when Kuhlwasserpumpen are arranged in a motor vehicle as Flussigkeitspumpen.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Abfuhr von Warme von Bauteilen (3) einer Flussigkeitspumpe, die in einem Gehäuse (1) eine Saugseite S mit einer Zufuhr Z für das zu stromende Medium und eine Druckseite D, die zur Abfuhr für das zu stromende Medium fuhrt, aufweist, wobei die Saugseite S und die Druckseite D stromungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad (4) voneinander getrennt sind, bei dem im Bereich eines Stromungsquerschnittes II der Druckseite D ein Teil des zu stromenden Mediums abgezweigt und durch mindestens einen Kanal (2) zu den Bauteilen (3) geleitet wird, der mit diesen Bauteilen (3) thermisch in Verbindung steht und bei dem das zu stromende Medium im Bereich der Bauteile (3) mindestens teilweise verdampft wird und die Abfuhr von Warme von den Bauteilen (3) somit durch Verdampfungskühlung realisiert wird.1. A method for removing heat from components (3) of a Flussigkeitspumpe in a housing (1) has a suction side S with a supply Z for the medium to be flowed and a pressure side D, which leads to the discharge of the medium to be flowed in which the suction side S and the pressure side D are separated from each other by a drivable impeller (4) in which a part of the medium to be flowed branches off in the region of a flow cross-section II of the pressure side D and through at least one channel (2) to the components ( 3) is passed, which is thermally in communication with these components (3) and in which the medium to be streamed in the region of the components (3) is at least partially evaporated and the removal of heat from the components (3) is thus realized by evaporative cooling ,
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Abfuhr von Warme durch Verdampfungskühlung bei Bauteilen (3) erfolgt, die als elektronische Bauteile zum Betrieb der Flussigkeitspumpe angeordnet sind.2. The method of claim 1, wherein the removal of heat by evaporative cooling in components (3), which are arranged as electronic components for operating the Flussigkeitspumpe.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Zufuhr und die Abfuhr des Teiles des zu stromenden Mediums mindestens teilweise gegenläufig in dem mindestens einen Kanal (2) erfolgen.3. The method of claim 1 or claim 2, wherein the supply and the removal of the part of the medium to be flowed at least partially in opposite directions in the at least one channel (2).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Abfuhr von Warme von Bauteilen (3) einer als4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the dissipation of heat from components (3) as a
Flussigkeitspumpe angeordneten Kreiselpumpe durch Verdampfungskühlung erfolgt, wobei im Bereich des Stromungsquerschnittes II der Druckseite D ein Teil des zu stromenden Mediums von dem als Gehäuse (1) angeordneten Spiralgehause abgezweigt wird. Fluid pump arranged centrifugal pump by evaporative cooling takes place, wherein in the region of the flow cross section II of the pressure side D, a part of the medium to be flowed is diverted from the housing arranged as (1) spiral housing.
5. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die aus einem Gehäuse (1) einer Flussigkeitspumpe besteht, das eine Saugseite S mit einer Zufuhr Z für das zu stromende Medium und eine Druckseite D, die zur Abfuhr für das zu stromende Medium fuhrt, aufweist, wobei die Saugseite S und die Druckseite D stromungstechnisch durch ein Laufrad (4) der Flussigkeitspumpe voneinander getrennt sind, wobei das Gehäuse (1) im Bereich des Stromungsquerschnittes II mindestens einen Austritt (Ia) und gegebenenfalls mindestens einen Eintritt (Ib) für einen Teil des zu stromenden Mediums aufweist, bei dem der mindestens eine Austritt (Ia) und gegebenenfalls der mindestens eine Eintritt (Ib) mit mindestens einem angeschlossenen Kanal (2) verbunden sind, der mindestens teilweise thermisch mit den Bauteilen (3) in Verbindung steht.5. Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, which consists of a housing (1) of a Flussigkeitspumpe having a suction side S with a supply Z for the medium to be flowed and a pressure side D, which is for discharge for current-carrying medium leads, wherein the suction side S and the pressure side D are current-technically separated by an impeller (4) of the fluid pump, wherein the housing (1) in the region of the flow cross-section II at least one outlet (Ia) and optionally at least one inlet ( Ib) for a part of the medium to be flowed, in which the at least one outlet (Ia) and optionally the at least one inlet (Ib) are connected to at least one connected channel (2) which is at least partially thermally connected to the components (3) communicates.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei dem das Gehäuse (1) im Bereich des Stromungsquerschnittes II nur einen Austritt (Ia) aufweist, der sowohl als Austritt (Ia) als auch als Eintritt für das zu stromende Medium dient.6. Apparatus according to claim 5, wherein the housing (1) in the region of the flow cross-section II only one outlet (Ia), which serves both as an outlet (Ia) and as an inlet for the medium to be flowed.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der als Gehäuse (1) ein Spiralgehause einer Kreiselpumpe angeordnet ist.7. Apparatus according to claim 5 or claim 6, wherein the housing (1) a spiral housing a centrifugal pump is arranged.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der mindestens eine Kanal (2) am oder im Gehauseteil (5) angeordnet ist, das den Elektromotor (6) zum Antrieb der Kreiselpumpe umgibt.8. Apparatus according to claim 7, wherein the at least one channel (2) on or in the housing part (5) is arranged, which surrounds the electric motor (6) for driving the centrifugal pump.
9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 als Kuhlvorrichtung zur Abfuhr von Warme von Bauteilen (3) einer Kuhlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug. 9. Use of the device according to one of claims 5 to 8 as Kuhlvorrichtung for dissipating heat from components (3) of a Kuhlwasserpumpe in a motor vehicle.
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