JP2010520397A - Centrifugal pump with spiral casing - Google Patents

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Abstract

渦巻きポンプは、スパイラルケーシングを有しており、該スパイラルケーシングは、第1のケーシング部分(1)と第2のケーシング部分(2)とから成っており、第2のケーシング部分(2)の、流入して来る媒体の流入部Eとは反対側の領域が、ロータ(3)を湿室N内で内部収容するために管状に形成されて、環状に輪郭画定されている。第2のケーシング部分(2)を取り囲むようにロータ(3)の領域の外側で、乾室T内にステータ(4)が配置されていて、第2のケーシング部分(2)の管状の輪郭画定部に、カバー(5)が配置されており、該カバー(5)と、第2のケーシング部分(2)との間に第1のシール部材(6)が配置されており、該第1のシール部材(6)が、湿室Nとは反対の少なくとも一方の側で周辺環境に接続されている。本発明の対象はさらに、自動車に設けられた冷却水用の渦巻きポンプとしての渦巻きポンプの使用である。  The spiral pump has a spiral casing, which consists of a first casing part (1) and a second casing part (2), of the second casing part (2), A region opposite to the inflow portion E of the inflowing medium is formed in a tubular shape to internally accommodate the rotor (3) in the wet chamber N, and is annularly delineated. Outside the region of the rotor (3) so as to surround the second casing part (2), a stator (4) is arranged in the dry chamber T and the tubular casing of the second casing part (2) is defined. The cover (5) is disposed in the part, and the first seal member (6) is disposed between the cover (5) and the second casing part (2), and the first A sealing member (6) is connected to the surrounding environment on at least one side opposite to the wet chamber N. The subject of the invention is furthermore the use of a centrifugal pump as a centrifugal pump for cooling water provided in an automobile.

Description

本発明は、スパイラルケーシングを有する渦巻きポンプ(ボリュートポンプ)に関する。さらに本発明は、渦巻きポンプの使用に関する。スパイラルケーシングを有する渦巻きポンプは公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第10347302号明細書には、渦巻きポンプに用いられる、2つの部分から成るスパイラルケーシングが記載されている。このスパイラルケーシングは流体技術的に最適化されて設計されている。このような渦巻きポンプは、通常、電動モータにより駆動される。この場合、電動モータのステータは乾室内に、ロータは湿室内にそれぞれ配置されている。したがってロータは、圧送したい媒体流によって満たされている湿室内で回転する。この場合、乾室と湿室とは、別個に配置されたキャンもしくは分離管(Spaltrohr)により分離されている。この場合、湿室から乾室への液体または蒸気の進入を回避するために、スパイラルケーシングの一部とキャンとの間にシールエレメントを配置することが必要となるので不都合である。運転時間が長くなる場合、つまりシール部材が徐々に多孔質となる場合、または渦巻きポンプに作用する振動が存在する場合、大量の液体が乾室へ流入して、この乾室内へ溢れ出てしまうこと(Fluten)を、しばしば阻止することができない。このことは、ステータと、該ステータに並んで同じく乾室内に配置されている電子構成部品の重大な損傷に繋がる。   The present invention relates to a centrifugal pump (volute pump) having a spiral casing. The invention further relates to the use of a centrifugal pump. Centrifugal pumps having a spiral casing are known. German Offenlegungsschrift 10347302 describes a two-part spiral casing for use in a centrifugal pump. This spiral casing is designed to be optimized in terms of fluid technology. Such a centrifugal pump is usually driven by an electric motor. In this case, the stator of the electric motor is disposed in the dry chamber and the rotor is disposed in the wet chamber. Thus, the rotor rotates in a humid chamber that is filled with the medium flow that is to be pumped. In this case, the dry chamber and the wet chamber are separated by a can or a separation tube (Spaltrohr) arranged separately. In this case, it is inconvenient because it is necessary to dispose a sealing element between a part of the spiral casing and the can in order to avoid the ingress of liquid or vapor from the wet chamber into the dry chamber. If the operation time is long, that is, if the sealing member becomes gradually porous, or if there is vibration that acts on the spiral pump, a large amount of liquid flows into the dry chamber and overflows into the dry chamber Fluten cannot often be prevented. This leads to serious damage to the stator and the electronic components that are also arranged in the dry chamber alongside the stator.

したがって本発明の根底を成す課題は、ロータを取り囲む湿室から乾室へ液体が進入し、ひいては乾室内へ溢れ出ることが完全に阻止されるような、スパイラルケーシングを有する渦巻きポンプを提供することである。   Therefore, the problem underlying the present invention is to provide a swirl pump with a spiral casing that completely prevents liquid from entering the dry chamber from the wet chamber surrounding the rotor and thus overflowing into the dry chamber. It is.

本発明の根底を成す課題は、渦巻き状のスパイラルケーシングを有する渦巻きポンプにおいて、スパイラルケーシングが、第1のケーシング部分と、第2のケーシング部分とから成っており、第2のケーシングの、流入して来る媒体の流入部Eとは反対の側の領域が、ロータを湿室N内で内部収容するために管状に形成されて、環状に輪郭画定されており、第2のケーシング部分を取り囲むようにロータの領域の外側で、乾室T内にステータが配置されていて、第2のケーシング部分の管状の輪郭画定部に、カバーが配置されており、該カバーと、第2のケーシング部分との間に第1のシール部材が配置されており、該第1のシール部材が、湿室Nとは反対の少なくとも一方の側で周辺環境に接続されていることを特徴とする渦巻きポンプにより解決される。
第2のケーシング部分の、流入して来る媒体の流入部Eとは反対の側の領域は、管状に形成されており、したがってキャンもしくは分離管の機能を引き受けているので、キャンを付加的に別個に配置しなくて済む。第1のシール部材は、湿室Nとは反対の少なくとも一方の側で周辺環境に接続している。このことは、シール部材の少なくとも一部分が、直接に周囲空気に対するコンタクトを有しているか、または非常時にこのシール部材を超えて流入した液体が直接に周辺環境に流出できることを意味している。意想外にも、こうして湿室Nから乾室Tへの液体の流入、ひいては乾室T内への溢出が完全に回避され得ることが判った。第1のシール部材と周辺環境との接続によって、長い運転時間後に第1のシール部材が分解した場合に液体の一部が直接に周辺環境に放出されて、したがって乾室T内には流入し得ないことが確保されているので有利である。こうして、乾室T内のステータの損傷ならびに別の電子構成部品の損傷を阻止することができるので有利である。
The problem that forms the basis of the present invention is that in a spiral pump having a spiral spiral casing, the spiral casing includes a first casing portion and a second casing portion, and the inflow of the second casing. A region opposite to the incoming medium inflow E is formed in a tubular shape for accommodating the rotor inside the wet chamber N, is annularly defined and surrounds the second casing part. A stator is arranged in the dry chamber T outside the area of the rotor, and a cover is arranged in the tubular contour defining part of the second casing part, the cover, the second casing part, A first sealing member is disposed between the two, and the first sealing member is connected to the surrounding environment on at least one side opposite to the wet chamber N. Resolved.
The area of the second casing part on the side opposite to the inflowing medium E of the incoming medium is formed in a tubular shape and thus assumes the function of the can or separation tube, so that the can There is no need to place them separately. The first seal member is connected to the surrounding environment on at least one side opposite to the wet chamber N. This means that at least a portion of the seal member has a direct contact with the ambient air, or that liquid that has flowed over the seal member in an emergency can flow directly to the surrounding environment. Surprisingly, it has been found that inflow of liquid from the wet chamber N to the dry chamber T and thus overflow into the dry chamber T can be completely avoided. Due to the connection between the first sealing member and the surrounding environment, when the first sealing member is disassembled after a long operation time, a part of the liquid is directly discharged to the surrounding environment and thus flows into the dry chamber T. This is advantageous because it is ensured that it cannot be obtained. This advantageously prevents damage to the stator in the dry chamber T as well as damage to other electronic components.

本発明の有利な実施態様では、第1のシール部材と周辺環境との接続が、カバーに設けられた複数の通路または貫通開口により行われる。こうして、第1のシール部材を、周辺環境に、比較的簡単かつ問題なく接続することができる。このことは、第1のシール部材として種々異なるシールエレメントを有利に使用することを可能にしている。   In an advantageous embodiment of the invention, the connection between the first sealing member and the surrounding environment is effected by a plurality of passages or through openings provided in the cover. Thus, the first seal member can be connected to the surrounding environment relatively easily and without problems. This makes it possible to advantageously use different sealing elements as the first sealing member.

本発明の別の有利な実施態様では、ステータが、外側でモータケーシングにより取り囲まれていて、モータケーシングと第2のケーシング部分の管状の輪郭画定部の領域との間に、第2のシール部材が設けられている。これによって、僅かな量の蒸気が乾室Tに進入することが阻止され得ることが達成されるので有利である。したがってこの手段によって、乾室Tが絶対に乾燥した状態に保たれるので有利である。このことは、流動媒体が腐食性の成分を含有している場合に特に有利である。   In another advantageous embodiment of the invention, the stator is surrounded on the outside by a motor casing, the second sealing member between the motor casing and the region of the tubular contour defining part of the second casing part. Is provided. This is advantageous since it is achieved that a small amount of steam can be prevented from entering the drying chamber T. Therefore, this means is advantageous because the dry chamber T is kept absolutely dry. This is particularly advantageous when the fluid medium contains corrosive components.

本発明の別の有利な実施形態によれば、第1のシール部材および第2のシール部材として、それぞれ1つのOリングパッキンが配置されている。この場合、Oリングパッキンの形の第1のシール部材および第2のシール部材が、第2のケーシング部分において直接に向かい合って配置されていると有利であり得るが、これは必ずしも必要ではない。その場合、Oリングパッキンの形の第1のシール部材は、第2のケーシング部分の管状の輪郭画定部の内壁に配置される。第2のシール部材は、その場合、Oリングパッキンの形で、第2のケーシング部分の管状の輪郭画定部の外壁に接して配置される。この手段は、渦巻きポンプの製造を簡単にする。   According to another advantageous embodiment of the invention, one O-ring packing is arranged as each of the first sealing member and the second sealing member. In this case, it may be advantageous if the first sealing member and the second sealing member in the form of an O-ring packing are arranged directly facing each other in the second casing part, but this is not necessary. In that case, a first sealing member in the form of an O-ring packing is arranged on the inner wall of the tubular contour defining part of the second casing part. The second sealing member is then arranged in contact with the outer wall of the tubular contour defining part of the second casing part in the form of an O-ring packing. This measure simplifies the manufacture of the centrifugal pump.

本発明のさらに別の有利な実施形態では、ロータの回転可能な支承のために、第2のケーシング部分が第1の軸受けを有していて、カバーが第2の軸受けを有している。この場合、カバー自体が、第2の軸受けを自ら形成するか、またはカバーがこのような軸受けを収容するためだけに働く。この場合、渦巻きポンプの内壁への特殊な軸受けリングの付加的な配置を不要にすることができるので有利である。   In a further advantageous embodiment of the invention, for the rotatable bearing of the rotor, the second casing part has a first bearing and the cover has a second bearing. In this case, the cover itself forms the second bearing itself, or the cover only serves to accommodate such a bearing. In this case, it is advantageous that an additional arrangement of a special bearing ring on the inner wall of the centrifugal pump can be dispensed with.

本発明の別の有利な実施態様では、第2のケーシング部分の外側の領域は、流入部Eから流入して来る媒体の流れ方向に対して垂直な、縦断面円弧形の輪郭画定部を有している。この場合、円弧形の輪郭画定部の正確な形状は、流体技術的な観点から技術者によって最適に設計される。こうして渦巻きポンプの構成スペースを最小限に抑えることができるので有利である。   In another advantageous embodiment of the invention, the region outside the second casing part has a longitudinal arc-shaped contour defining part perpendicular to the flow direction of the medium flowing in from the inflow E. Have. In this case, the exact shape of the arcuate contour demarcation is optimally designed by the engineer from a fluid engineering point of view. This is advantageous because the configuration space of the centrifugal pump can be minimized.

本発明の対象はさらに、自動車に設けられた冷却水用の渦巻きポンプとしての渦巻きポンプの使用である。自動車に設けられた冷却水用渦巻きポンプは、長時間にわたり申し分なく機能しなければならず、この場合、乾室T内への溢出が必ず阻止されなければならない。したがってこの渦巻きポンプを自動車の冷却水用渦巻きポンプとして使用することは特に有利である。   The subject of the invention is furthermore the use of a centrifugal pump as a centrifugal pump for cooling water provided in an automobile. The cooling water swirl pump provided in the automobile must function satisfactorily for a long time, and in this case, overflow into the dry chamber T must be prevented. Therefore, it is particularly advantageous to use this centrifugal pump as an automotive cooling water centrifugal pump.

以下に本発明を図面(図1〜図3)につき詳しく例示的に説明する。   In the following, the present invention will be described in detail with reference to the drawings (FIGS. 1 to 3).

渦巻きポンプの縦断面を3次元で示す図である。It is a figure which shows the longitudinal cross-section of a vortex pump in three dimensions. 渦巻きポンプの縦断面を分解図で3次元で示す図である。It is a figure which shows the longitudinal cross-section of a vortex pump by an exploded view in three dimensions. 公知先行技術による渦巻きポンプの縦断面を3次元で示す図である。It is a figure which shows the longitudinal cross-section of the spiral pump by a well-known prior art in three dimensions.

図1には、渦巻きポンプの縦断面が、3次元の形で図示されている。この渦巻きポンプは、渦巻き状のスパイラルケーシングを有しており、このスパイラルケーシングは、第1のケーシング部分1と、第2のケーシング部分2とから成っている。この場合、第2のケーシング部分2の、流入して来る媒体の流入部Eとは反対の側の領域は、湿室N内のロータ3を内側で収容するために管状に形成されて、画定されている。この場合、流入する媒体は太い矢印で図示されている。第2のケーシング部分2を取り囲むようにロータ3の領域の外側で、乾室T内にステータ4が配置されている。第2のケーシング部分2の管状の輪郭画定部には、カバー5が配置されている。この場合、カバー5と第2のケーシング部分2との間には、第1のシール部材6が配置されている。この第1のシール部材6は、湿室Nとは反対の少なくとも一方の側で周辺環境に接続されている。この場合、第1のシール部材6と周辺環境との接続は、カバー5に設けられた複数の通路5’により行われる。ステータ4は、外側でモータケーシング7により取り囲まれている。モータケーシング7と第2のケーシング部分2との間で、第2のケーシング部分2の管状の輪郭画定部の領域には、第2のシール部材8が配置されている。第1のシール部材6と第2のシール部材8とは、それぞれOリングパッキンの形で配置されている。ロータ3の回転可能な支承のために、第2のケーシング部分2は、第1の軸受け2を有しており、カバー5は、第2の軸受け5を有している。これにより、付加的な支承リングを完全にすることができる。第2のケーシング部分2の外側の領域は、流入部Eから流入して来る媒体の流れ方向に対して垂直な、縦断面円弧形の輪郭画定部2**を有している。第1のシール部材6が、たとえば長い運転時間の後に、多孔質になると、液体は第1のシール部材6を介して通路5’に流入する。これらの通路5’は、周辺環境への接続部を成している。したがって液体は、直接に周辺環境に放出され、このことは細い矢印で描かれている。こうして、ロータ3が配置されている湿湿Nから乾室T内に液体が流入することは不可能となるので、乾室T内への溢出(Fluten)が完全に回避される。さらに第2のシール部材8の配置により、流出した蒸気の僅かな部分が、乾室Tに流入することも回避され、このことは、液体が腐食作用のある成分を含有している場合に特に有利である。したがって、こうして乾室Tは完全に乾燥した状態に保たれる。 FIG. 1 shows a longitudinal section of a centrifugal pump in a three-dimensional form. The spiral pump has a spiral spiral casing, and the spiral casing includes a first casing portion 1 and a second casing portion 2. In this case, the area of the second casing part 2 on the side opposite to the inflowing medium E of the incoming medium is formed in a tubular shape to accommodate the rotor 3 in the wet chamber N and is defined. Has been. In this case, the inflowing medium is illustrated by thick arrows. A stator 4 is arranged in the dry chamber T outside the area of the rotor 3 so as to surround the second casing part 2. A cover 5 is arranged on the tubular contour defining part of the second casing part 2. In this case, a first seal member 6 is disposed between the cover 5 and the second casing portion 2. The first seal member 6 is connected to the surrounding environment on at least one side opposite to the wet chamber N. In this case, the connection between the first seal member 6 and the surrounding environment is performed by a plurality of passages 5 ′ provided in the cover 5. The stator 4 is surrounded by a motor casing 7 on the outside. Between the motor casing 7 and the second casing part 2, a second sealing member 8 is arranged in the region of the tubular contour defining part of the second casing part 2. The first seal member 6 and the second seal member 8 are each arranged in the form of an O-ring packing. For the rotatable support of the rotor 3, the second casing part 2 has a first bearing 2 * and the cover 5 has a second bearing 5 * . This makes it possible to complete the additional bearing ring. The region outside the second casing part 2 has a contour defining part 2 ** having an arcuate cross section perpendicular to the flow direction of the medium flowing in from the inflow part E. If the first seal member 6 becomes porous, for example after a long operating time, the liquid flows into the passage 5 ′ via the first seal member 6. These passages 5 'form a connection to the surrounding environment. The liquid is thus released directly into the surrounding environment, which is depicted by thin arrows. In this way, since it becomes impossible for the liquid to flow into the dry chamber T from the moisture N where the rotor 3 is disposed, the overflow into the dry chamber T is completely avoided. Furthermore, the arrangement of the second sealing member 8 also prevents a small part of the evacuated vapor from flowing into the dry chamber T, which is especially true when the liquid contains a corrosive component. It is advantageous. Accordingly, the dry chamber T is thus kept completely dry.

図2には、渦巻きポンプの縦断面が分解図の形で3次元に図示されている。第2のケーシング部分2は、ロータ3を内側で収容するための領域で管状に形成され、画定されている。第1のシール部材6と、第2のシール部材8とは、Oリングパッキンとして形成されている。   In FIG. 2, the longitudinal section of the spiral pump is shown in three dimensions in the form of an exploded view. The second casing part 2 is formed and defined in a tubular shape in a region for accommodating the rotor 3 on the inside. The first seal member 6 and the second seal member 8 are formed as O-ring packings.

図3には、公知先行技術による渦巻きポンプの縦断面が3次元の図形で示されている。公知先行技術によるこの渦巻きポンプは、渦巻き状のスパイラルケーシングを有しており、このスパイラルケーシングは、第1のケーシング部分1bと、第2のケーシング部分2bとから成っている。流入部Ebを通って、圧送したい液状の媒体が、太い矢印により示したように湿室Nb内に流入する。この湿室Nb内には、ロータ3bが回転可能に支承されている。ロータ3bの領域の外側には、ステータ4bが乾室Tb内に配置されている。この場合、乾室Tbは、モータケーシング7bによって周辺環境から閉鎖されている。湿室Nbと乾室Tbとの分離は、公知先行技術によれば、分離管もしくはキャン9bの不都合な配置により行われる。この場合、場合によっては、キャン9bと第2のケーシング部分2bとの間に対応配置されなければならないシールリング10bの不都合な配置により湿室Nから乾室Tへの液体の流入が行われる恐れがある。その結果、乾室T内への不都合な溢出が生ぜしめられる。このことは、たとえば渦巻きポンプが運転中に強い振動にさらされているだけで実現され得る。乾室T内への液体の進入は、細い矢印により図示されている。乾室Tb内への溢出は、直接にステータ4bおよび別の電子構成部品(図示せず)における損傷を招く。このような損傷は、本発明による渦巻きポンプにより回避される。   In FIG. 3, a longitudinal section of a known prior art centrifugal pump is shown in a three-dimensional figure. This spiral pump according to the known prior art has a spiral spiral casing, which consists of a first casing part 1b and a second casing part 2b. Through the inflow portion Eb, the liquid medium to be pumped flows into the wet chamber Nb as indicated by the thick arrow. A rotor 3b is rotatably supported in the wet chamber Nb. Outside the region of the rotor 3b, the stator 4b is disposed in the dry chamber Tb. In this case, the dry chamber Tb is closed from the surrounding environment by the motor casing 7b. According to the known prior art, the separation of the wet chamber Nb and the dry chamber Tb is performed by an inconvenient arrangement of the separation tube or the can 9b. In this case, in some cases, liquid may flow from the wet chamber N to the dry chamber T due to an unfavorable arrangement of the seal ring 10b that must be disposed between the can 9b and the second casing portion 2b. There is. As a result, inconvenient overflow into the dry chamber T occurs. This can be achieved, for example, simply by exposing the swirl pump to strong vibrations during operation. The entry of liquid into the dry chamber T is illustrated by thin arrows. The overflow into the dry chamber Tb directly causes damage to the stator 4b and other electronic components (not shown). Such damage is avoided by the centrifugal pump according to the invention.

Claims (7)

渦巻き状のスパイラルケーシングを有する渦巻きポンプにおいて、スパイラルケーシングが、第1のケーシング部分(1)と、第2のケーシング部分(2)とから成っており、第2のケーシング(2)の、流入して来る媒体の流入部Eとは反対の側の領域が、ロータ(3)を湿室N内で内部収容するために管状に形成されて、環状に輪郭画定されており、第2のケーシング部分(2)を取り囲むようにロータ(3)の領域の外側で、乾室T内にステータ(4)が配置されていて、第2のケーシング部分(2)の管状の輪郭画定部に、カバー(5)が配置されており、該カバー(5)と、第2のケーシング部分(2)との間に第1のシール部材(6)が配置されており、該第1のシール部材(6)が、湿室Nとは反対の少なくとも一方の側で周辺環境に接続されていることを特徴とする、渦巻き状のスパイラルケーシングを有する渦巻きポンプ。   In the spiral pump having a spiral spiral casing, the spiral casing is composed of a first casing part (1) and a second casing part (2), and the second casing (2) is inflowed. A region on the side opposite to the inflow portion E of the incoming medium is formed in a tubular shape for accommodating the rotor (3) in the wet chamber N and is annularly contoured, the second casing part The stator (4) is arranged in the dry chamber T outside the area of the rotor (3) so as to surround (2), and the cover ( 5) is arranged, and a first seal member (6) is arranged between the cover (5) and the second casing part (2), and the first seal member (6) But around at least one side opposite the wet chamber N A centrifugal pump having a spiral spiral casing, characterized in that it is connected to the environment. 第1のシール部材(6)と周辺環境との接続が、カバー(5)に設けられた通路(5’)または貫通開口により行われる、請求項1記載の渦巻きポンプ。   The centrifugal pump according to claim 1, wherein the connection between the first sealing member (6) and the surrounding environment is made by a passage (5 ') or a through opening provided in the cover (5). ステータ(4)が、外側でモータケーシング(7)により取り囲まれており、モータケーシング(7)と第2のケーシング部分(2)の管状の輪郭制限部の領域との間に、第2のシール部材(8)が配置されている、請求項1または2記載の渦巻きポンプ。   The stator (4) is surrounded by a motor casing (7) on the outside, and a second seal is provided between the motor casing (7) and the region of the tubular contour limiting part of the second casing part (2). The centrifugal pump according to claim 1 or 2, wherein the member (8) is arranged. 第1のシール部材(6)および第2のシール部材(8)として、それぞれ1つのOリングパッキンが配置されている、請求項1または3記載の渦巻きポンプ。   The centrifugal pump according to claim 1 or 3, wherein one O-ring packing is arranged as each of the first seal member (6) and the second seal member (8). ロータ(3)の回転可能な支承のために、第2のケーシング部分(2)が第1の軸受け(2)を有していて、カバー(5)が第2の軸受け(5)を有している、請求項1から4までのいずれか1項記載の渦巻きポンプ。 For the rotatable support of the rotor (3), the second casing part (2) has a first bearing (2 * ) and the cover (5) has a second bearing (5 * ). The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 第2のケーシング部分(2)の外側の領域が、流入部Eから流入して来る媒体の流れ方向に対して垂直な、縦断面円弧形の輪郭画定部(2**)を有している、請求項1から5までのいずれか1項記載の渦巻きポンプ。 The outer region of the second casing part (2) has an arc-shaped profile defining part (2 ** ) perpendicular to the flow direction of the medium flowing in from the inflow part E The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 5. 請求項1から6までのいずれか1項記載の渦巻きポンプの、自動車の冷却水用渦巻きポンプとしての使用。   Use of the vortex pump according to any one of claims 1 to 6 as a vortex pump for automobile cooling water.
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