EP2183488A1 - Flüssigkeitspumpe - Google Patents

Flüssigkeitspumpe

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Publication number
EP2183488A1
EP2183488A1 EP08774404A EP08774404A EP2183488A1 EP 2183488 A1 EP2183488 A1 EP 2183488A1 EP 08774404 A EP08774404 A EP 08774404A EP 08774404 A EP08774404 A EP 08774404A EP 2183488 A1 EP2183488 A1 EP 2183488A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flussigkeitspumpe
section
flow cross
housing
components
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Withdrawn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
EP08774404A
Other languages
English (en)
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.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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 Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP2183488A1 publication Critical patent/EP2183488A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F04D29/586—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
    • F04D29/588—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps cooling or heating the machine
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a Flusstechnikspumpe and to a use of Flusstechnikspumpe.
  • 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 Flusstechnikspumpe that allows a corresponding heat dissipation of components in an advantageous manner, with the required additional space can be kept as low as possible.
  • the invention is further based on the object to provide a corresponding use of the Flusstechnikspumpe.
  • a Flusstechnikspumpe having a suction side S in a housing 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, wherein the suction side S and the pressure side D stromungstechnisch are separated by a drivable impeller, wherein the pressure side D has at least a first flow cross-section I and a larger second flow cross-section II and in the housing in At least one outlet and in the region of the first flow cross-section I at least one inlet for a part of the medium to be flowed are arranged, wherein the at least one outlet and the at least one inlet via at least one
  • Flusstechnikskanal are interconnected, which is at least partially mixed with components in connection, the heat is dissipate.
  • streaming media liquids or liquid mixtures can generally be used.
  • 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. Due to current-law laws prevails in the region of the second flow cross-section II, a greater pressure than in the region of the first flow cross-section I.
  • a partial flow of the medium to be flowed derived and used for heat dissipation of the components can optionally be structurally optimized depending on the intended use.
  • inserts such as baffles or deflecting elements can be used.
  • the flow in the Flusstechnikskanal is determined by the pressure difference between the inlet and the
  • a preferred embodiment of the invention consists in that electronic components for operating the liquid pump are arranged as components.
  • 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 Flusstechnikspumpe allows continuous heat removal from the electronic components directly into the part of the medium to be flowed, which flows continuously in the Flusstechnikskanal.
  • the Flusstechnikspumpe is designed as a centrifugal pump, and a spiral housing is arranged as a housing.
  • Another embodiment of the invention provides that the impeller is connected to a rotor arranged in the wet space N, which is in communication with a stator arranged in the drying space T, and that the at least one liquid channel is connected between the drying space T and the surrounding housing part or directly is arranged in this surrounding housing part and the components are arranged on the side facing away from the impeller front side of the centrifugal pump and there are thermally connected to the at least one Flusstechnikskanal. It is advantageous that the Flusstechnikskanal can be arranged directly in the Flusstechnikspumpe, resulting in an additional saving of space.
  • the arrangement of the components on the side facing away from the impeller end face of the centrifugal pump and the local contact with the at least one Flusstechnikskanal facilitates the heat dissipation and allows possibly in a relatively simple manner the
  • Flusstikspumpe as Kuhlwasserpumpe in a motor vehicle is thus particularly advantageous.
  • Fig. Shows the Flusstechnikspumpe in longitudinal section.
  • the liquid pump is shown in longitudinal section. It 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 of the medium to be flowed on.
  • the suction side S and the pressure side D are stromungstechnisch separated by a drivable impeller 7 from each other.
  • the pressure side D has a first flow cross section I and a larger second flow cross section II.
  • an inlet Ib is arranged for a part of the medium to be flowed, wherein the one outlet Ia and the one inlet Ib are connected to one another via a fluid channel 3, which is partially thermally connected to components 4.
  • the heat is dissipate.
  • the illustrated Flusstechnikspumpe is designed as a centrifugal pump, wherein it is at the housing 1 to the spiral housing.
  • the impeller 7 is with a in

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Abstract

Die Flüssigkeitspumpe weist in einem Gehäuse (1) eine Saugseite S mit einer Zufuhr Z für das zu strömende Medium und eine Druckseite D, die zur Abfuhr für das zu strömende Medium führt, auf, wobei die Saugseite S und die Druckseite D strömungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad (7) voneinander getrennt sind. Die Druckseite D weist mindestens einen ersten Strömungsquerschnitt I und einen größeren zweiten Strömungsquerschnitt II auf. Im Gehäuse (1) sind im Bereich des zweiten Strömungsquerschnittes II mindestens ein Austritt (1a) und im Bereich des ersten Strömungsquerschnittes I mindestens ein Eintritt (1b) für einen Teil des zu strömenden Mediums angeordnet. Der mindestens eine Austritt (1a) und der mindestens eine Eintritt (1b) sind über mindestens einen Flüssigkeitskanal (3) miteinander verbunden, der jeweils mindestens teilweise thermisch mit Bauteilen (4) in Verbindung steht, deren Wärme abzuführen ist. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung der Flüssigkeitspumpe als Kühlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug.

Description

Beschreibung
Flussigkeitspumpe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flussigkeitspumpe sowie auf eine Verwendung der Flussigkeitspumpe. 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.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flussigkeitspumpe zu schaffen, die eine entsprechende Warmeabfuhr von Bauteilen in vorteilhafter Weise ermöglicht, wobei der dafür erforderliche zusatzliche Bauraum möglichst gering gehalten werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Verwendung der Flussigkeitspumpe zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine 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 der die Druckseite D mindestens einen ersten Stromungsquerschnitt I und einen größeren zweiten Stromungsquerschnitt II aufweist und bei der im Gehäuse im Bereich des zweiten Stromungsquerschnittes II mindestens ein Austritt und im Bereich des ersten Stromungsquerschnittes I mindestens ein Eintritt für einen Teil des zu stromenden Mediums angeordnet sind, wobei der mindestens eine Austritt und der mindestens eine Eintritt über mindestens einen
Flussigkeitskanal miteinander verbunden sind, der jeweils mindestens teilweise vermischt mit Bauteilen in Verbindung steht, deren Warme abzuführen ist. Als stromende Medien können allgemein Flüssigkeiten oder Flussigkeitsmischungen eingesetzt werden. 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. Auf Grund von stromungstechnischen Gesetzmäßigkeiten herrscht im Bereich des zweiten Stromungsquerschnitts II ein größerer Druck als im Bereich des ersten Stromungsquerschnittes I. Durch den mindestens einen Austritt und den mindestens einen Eintritt wird ein Teilstrom des zu stromenden Mediums abgeleitet und zur Warmeabfuhr von den Bauteilen genutzt, wobei der mindestens eine Austritt oder der mindestens eine Eintritt gegebenenfalls je nach Einsatzzweck konstruktiv stromungstechnisch optimiert werden können. Dabei können beispielsweise Einsatze, wie Prallbleche oder Umlenkelemente eingesetzt werden. Die Strömung im Flussigkeitskanal wird durch die Druckdifferenz zwischen dem Eintritt und dem
Austritt aufrechterhalten. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass sich die in den Bauteilen angestaute Warme auf relativ einfache Weise durch die konstruktive Ausgestaltung der Flussigkeitspumpe abfuhren lasst, wobei auf die Schaffung von zusatzlichem Bauraum nahezu vollständig verzichtet werden kann, da lediglich ein zusatzlicher Bauraum für den mindestens einen Flussigkeitskanal vorgesehen werden muss. Für die meisten Falle reicht es dabei aus, einen einzigen Flussigkeitskanal und damit einen einzigen Eintritt sowie einen einzigen Austritt für einen Teil des zu stromenden Mediums vorzusehen, so dass der erforderliche zusatzliche Bauraum in Bezug auf den gesamten Platzbedarf der Flussigkeitspumpe nahezu bedeutungslos ist. Der mindestens eine Flussigkeitskanal 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 kann eine konstruktive Auslegung ingenieurmaßig derart vorgenommen werden, dass eine Warmeabfuhr durch Verdampfungskühlung beispielsweise direkt innerhalb der Flussigkeitspumpe realisiert wird. Das Aufrechterhalten der Strömung im Flussigkeitskanal wird allgemein allein durch die Druckunterschiede gewahrleistet, die zwischen dem Bereich des ersten Stromungsquerschnitts I und im Bereich des zweiten Stromungsquerschnitts II herrschen. Ferner ist vorteilhaft, dass auf zusatzliche Kuhlmittel vollständig verzichtet werden kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass als Bauteile 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. Die Flussigkeitspumpe ermöglicht eine kontinuierliche Warmeabfuhr von den elektronischen Bauteilen direkt in den Teil des zu stromenden Mediums, der im Flussigkeitskanal kontinuierlich fließt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Flussigkeitspumpe als Kreiselpumpe ausgebildet, und als Gehäuse ist ein Spiralgehause angeordnet. Für viele
Einsatzzwecke haben sich Kreiselpumpen als Flussigkeitspumpen bewahrt. Da sich der Stromungsquerschnitt im Spiralgehause, ausgehend vom Laufrad bis hin zur Abfuhr für das zu stromende Medium, kontinuierlich erhöht, herrschen im Spiralgehause kontinuierliche Druckunterschiede zwischen verschiedenen Stromungsquerschnitten, was die Anordnung des mindestens einen Austritts und die Anordnung des mindestens einen Eintritts für einen Teil des zu stromenden Mediums in vorteilhafter Weise erleichtert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Laufrad mit einem im Nassraum N angeordneten Rotor, der mit einem im Trockenraum T angeordneten Stator in Verbindung steht, verbunden ist und dass der mindestens eine Flussigkeitskanal zwischen dem Trockenraum T und dem diesen umgebenden Gehauseteil oder direkt in diesem diesen umgebenden Gehauseteil angeordnet ist und die Bauteile an der dem Laufrad abgewandten Stirnseite der Kreiselpumpe angeordnet sind und dort mit dem mindestens einen Flussigkeitskanal thermisch in Verbindung stehen. Dabei ist vorteilhaft, dass der Flussigkeitskanal direkt in der Flussigkeitspumpe angeordnet werden kann, was zu einer zusatzlichen Einsparung von Bauraum fuhrt. Die Anordnung der Bauteile an der dem Laufrad abgewandten Stirnseite der Kreiselpumpe und das dortige Kontaktieren mit dem mindestens einen Flussigkeitskanal erleichtert die Warmeabfuhr und ermöglicht gegebenenfalls auf relativ einfache Weise die
Einstellung einer Verdampfungskühlung an dieser Stirnseite der Kreiselpumpe durch eine entsprechende ingenieurmaßige Auslegung des Flussigkeitskanals .
Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung der
Flussigkeitspumpe als Kuhlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug. Kuhlwasserpumpen in Kraftfahrzeugen müssen über längere Zeit einwandfrei funktionieren, wobei Schädigungen von elektronischen Bauteilen durch eine entsprechende Warmeabfuhr verhindert werden müssen. Die Verwendung der
Flussigkeitspumpe als Kuhlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug ist somit besonders vorteilhaft.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig.) naher und beispielhaft erläutert.
Fig. zeigt die Flussigkeitspumpe im Längsschnitt. In Fig. ist die Flussigkeitspumpe im Längsschnitt dargestellt. Sie weist 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, auf. Die Saugseite S und die Druckseite D sind stromungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad 7 voneinander getrennt. Die Druckseite D weist einen ersten Stromungsquerschnitt I und einen größeren zweiten Stromungsquerschnitt II auf. Im Gehäuse 1 sind im Bereich des zweiten Stromungsquerschnittes II ein Austritt Ia und im
Bereich des ersten Stromungsquerschnittes I ein Eintritt Ib für einen Teil des zu stromenden Mediums angeordnet, wobei der eine Austritt Ia und der eine Eintritt Ib über einen Flussigkeitskanal 3 miteinander verbunden sind, der teilweise thermisch mit Bauteilen 4 in Verbindung steht. Als Bauteile 4 werden in vorteilhafter Weise elektronische Bauteile zum Betrieb der Flussigkeitspumpe angeordnet, deren Warme abzuführen ist. Die dargestellte Flussigkeitspumpe ist als Kreiselpumpe ausgebildet, wobei es sich bei dem Gehäuse 1 um das Spiralgehause handelt. Das Laufrad 7 ist mit einem im
Nassraum N angeordneten Rotor 5, der mit einem im Trockenraum T angeordneten Stator 6 in Verbindung steht, verbunden. Die Kombination aus Rotor 5 und Stator 6 bildet zusammen den Elektromotor, der die Flussigkeitspumpe antreibt. Der eine Flussigkeitskanal 3 ist direkt in dem Gehauseteil 2 angeordnet, das den Trockenraum T umgibt. Es ist jedoch auch in vorteilhafter Weise möglich, den Flussigkeitskanal 3 zwischen dem Trockenraum T und dem diesen umgebenden Gehauseteil 2 anzuordnen (nicht dargestellt) . Die Bauteile 4 sind an der dem Laufrad 7 abgewandten Stirnseite der Kreiselpumpe angeordnet und stehen dort mit dem einen Flussigkeitskanal 3 thermisch in Verbindung. Dies erleichtert beispielsweise die Ausbildung einer Verdampfungskühlung an dieser Stirnseite der Kreiselpumpe. Das gesamte zu stromende Medium gelangt über die Zufuhr Z in Pfeilrichtung in die
Saugseite S der Flussigkeitspumpe. Da der Druck im Bereich des zweiten Stromungsquerschnitts II großer ist als der Druck im Bereich des ersten Stromungsquerschnitts I, durchfließt ein Teil des zu stromenden Mediums über den Austritt Ia den Flussigkeitskanal 3 hin zum Eintritt Ib, was durch die gestrichelten Pfeile verdeutlicht wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine Art Kuhlkreislauf innerhalb der Flussigkeitspumpe erzeugt, mit dem die in den Bauteilen 4 angestaute Warme kontinuierlich abgeführt werden kann, wobei auf die Anordnung von zusatzlichem Bauraum nahezu vollständig verzichtet werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. 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 (7) voneinander getrennt sind, bei der die Druckseite D mindestens einen ersten Stromungsquerschnitt I und einen größeren zweiten Stromungsquerschnitt II aufweist und bei der im Gehäuse (1) im Bereich des zweiten
Stromungsquerschnittes II mindestens ein Austritt (Ia) und im Bereich des ersten Stromungsquerschnittes I mindestens ein Eintritt (Ib) für einen Teil des zu stromenden Mediums angeordnet sind, wobei der mindestens eine Austritt (Ia) und der mindestens eine Eintritt (Ib) über mindestens einen Flussigkeitskanal (3) miteinander verbunden sind, der jeweils mindestens teilweise thermisch mit Bauteilen (4) in Verbindung steht, deren Warme abzuführen ist.
2. Flussigkeitspumpe nach Anspruch 1, bei der als Bauteile (4) elektronische Bauteile zum Betrieb der Flussigkeitspumpe angeordnet sind.
3. Flussigkeitspumpe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Flussigkeitspumpe als Kreiselpumpe ausgebildet ist und als Gehäuse (1) ein Spiralgehause angeordnet ist.
4. Flussigkeitspumpe nach Anspruch 3, bei der das Laufrad (7) mit einem im Nassraum N angeordneten Rotor (5), der mit einem im Trockenraum T angeordneten Stator (6) in Verbindung steht, verbunden ist und der mindestens eine Flussigkeitskanal (3) zwischen dem Trockenraum T und dem diesen umgebenden Gehauseteil (2) oder direkt in diesem diesen umgebenden Gehauseteil (2) angeordnet ist und die
Bauteile (4) an der dem Laufrad (7) abgewandten Stirnseite der Kreiselpumpe angeordnet sind und dort mit dem mindestens einen Flussigkeitskanal (3) thermisch in Verbindung stehen.
5. Verwendung der Flussigkeitspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Kuhlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug.
EP08774404A 2007-08-02 2008-06-27 Flüssigkeitspumpe Withdrawn EP2183488A1 (de)

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