KR20100058463A

KR20100058463A - 유체 펌프

Info

Publication number: KR20100058463A
Application number: KR1020107002813A
Authority: KR
Inventors: 라지코 콜리크; 페터 쾨플러
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-06-03
Also published as: JP2010535304A; JP5174906B2; WO2009015956A1; EP2183488A1; DE102007036238A1

Abstract

본 발명은 하우징(1)에서 흐르게 할 매체를 위한 공급부(Z)를 구비한 흡입측(S) 및 흐르게 할 매체를 배출시키는 토출측(D)을 포함하며, 흡입측(S) 및 토출측(D)이 구동 가능한 임펠러(7)를 통해 유체역학적으로 서로 분리되는 유체 펌프에 관한 것이다. 토출측(D)은 적어도 하나의 제1 흐름 횡단면(I) 및 더 큰 제2 흐름 횡단면(II)을 포함한다. 하우징(1)에서 제2 흐름 횡단면(II)의 영역에는 적어도 하나의 출구(1a) 및 제1 흐름 횡단면(I)의 영역에는 흐르게 할 매체의 일부를 위한 적어도 하나의 입구(1b)가 배치되어 있다. 적어도 하나의 출구(1a) 및 적어도 하나의 입구(1b)는 적어도 하나의 유체 채널(3)을 통해 서로 연결되며 이 유체 채널은 그 열이 방출되는 부품(4)과 적어도 부분적으로나마 열적으로 연결되어 있다. 또한 본 발명은 차량에서 냉각수 펌프로서의 유체 펌프의 사용에 관한 것이다.

Description

유체 펌프{FLUID PUMP}

본 발명은 유체 펌프 및 유체 펌프의 사용에 관한 것이다.

유체 펌프는 이미 알려져 있다. 독일 공개 특허 공보 DE 103 47 302 A1에는 유체역학적으로 최적화 설계된 원심 펌프용 투피스형 나선형 하우징이 공개되어 있다. 이러한 원심 펌프는 일반적으로 전동식으로 구동되며, 전동 모터의 고정자는 건조 공간에 배치되고 회전자는 습식 공간에 배치된다. 따라서 회전자는 이송시킬 유체로 채워진 습식 공간에서 회전한다. 일반적으로 유체 펌프에서는 가동 중에 가열되는 부품에서 열을 방출시키는 것이 필요하다. 이를 위하여 예를 들어 상응하는 냉각장치가 배치되지만, 이 장치로 인해 유체 펌프의 설치 공간이 확대된다.

따라서 본 발명의 목적은 바람직한 방식으로 부품으로부터 열배출을 가능하게 하며 이를 위해 필요한 추가적인 설치 공간을 가능한 한 작게 할 수 있는 유체 펌프를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 유체 펌프의 상응하는 사용을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 주 목적은 유체 펌프를 통해 달성되는데, 이 유체 펌프는 하우징에서 흐르게 할 매체를 위한 공급부(Z)를 구비한 흡입측(S) 및 흐르게 할 매체의 배출을 발생시키는 토출측(D)을 포함하며, 흡입측(S) 및 토출측(D)은 구동 가능한 임펠러를 통해 유체역학적으로 서로 분리되고, 토출측(D)은 적어도 하나의 제1 흐름 횡단면(I) 및 더 큰 제2 흐름 횡단면(II)을 포함하고 하우징에서 제2 흐름 횡단면(II)의 영역에는 적어도 하나의 출구가 배치되며 제1 흐름 횡단면(I)의 영역에는 흐르게 할 매체의 일부를 위한 적어도 하나의 입구가 배치되고, 적어도 하나의 출구 및 적어도 하나의 입구가 적어도 하나의 유체 채널을 통해 서로 연결되고, 유체 채널은 그 열이 배출되는 부품과 적어도 부분적으로나마 연결되어 있다. 흐르는 매체로서 일반적으로 액체 또는 액체 혼합물을 사용할 수 있다. 유체 펌프로서 예를 들어 축류 펌프가 사용될 수 있다. 구동 가능한 임펠러를 통해 흡입측(S)과 분리된 토출측(D)은 유체역학적으로 이 임펠러의 후단에 연결된다. 유체역학적 원리로 인해 제2 흐름 횡단면(II)의 영역에는 제1 흐름 횡단면(I)의 영역에서보다 더 큰 압력이 형성된다. 적어도 하나의 출구 및 적어도 하나의 입구를 통해 흐르게 할 매체의 부분 흐름이 배출되고 이 부분 흐름은 부품의 열배출에 사용되며 적어도 하나의 출구 또는 적어도 하나의 입구는 사용 목적에 따라서 설계적 조치를 통해 유체역학적으로 최적화될 수 있다. 예를 들어 배플판 또는 편향 부재가 사용될 수 있다. 유체 채널에서 흐름은 입구 및 출구 사이의 차압을 통해 유지된다. 놀랍게도 부품에 정체된 열이 유체 펌프의 구조적 형상을 통해 비교적 간단한 방식으로 배출된다는 것이 밝혀졌으며, 추가적인 설치 공간이 거의 완전히 필요치 않을 수 있는데, 그 이유는 적어도 하나의 유체 채널을 위한 단지 적은 추가적 설치 공간만 필요하기 때문이다. 대부분의 경우에서 단 하나의 유체 채널 그리고 흐르게 할 매체의 일부를 위한 단 하나의 출구 및 단 하나의 입구를 제공하는 것으로 충분하므로, 유체 펌프의 전체 소요 면적을 비교할 때 필요한 추가적인 설치 공간은 거의 아무런 의미를 갖지 않는다. 적어도 하나의 유체 채널은 설계적으로 다양한 방식을 통해 구현될 수 있다. 이 채널은 예를 들어 그 내부에서 유체 펌프를 구동하는 전동 모터 둘레의 환형 공간으로서 배치될 수 있다. 유체 채널의 치수 결정과 관련하여 증발냉각을 통해 예를 들어 유체 펌프 내에서 직접 열배출이 구현되도록 공학적으로 구조적 형상을 설계할 수 있다. 일반적으로 유체 채널 내에서 흐름의 유지는 제1 흐름 횡단면(I)의 영역과 제2 흐름 횡단면(II)의 영역 사이에 존재하는 차압으로만 유지된다. 또한 바람직하게도 추가적인 냉각 수단이 전혀 필요치 않다.

본 발명의 바람직한 형태에서는 부품으로서 유체 펌프의 가동을 위한 전자 부품이 배치된다. 일반적으로 유체 펌프는 전동 모터로 구동되며 전동 모터의 제어 및 가동에 필요한 그 전자 부품은 가동 중에 가열된다. 이 유체 펌프에서는 전자 부품에서부터 유체 채널에서 연속적으로 흐르는 유체의 일부로의 직접적인 연속적 열배출이 가능하다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에서는 유체 펌프가 원심 펌프로서 형성되며 하우징으로서 나선형 하우징이 배치된다. 다양한 사용 목적에서 원심 펌프는 유체 펌프로서 그 성능이 입증되었다. 나선형 하우징에서 흐름 횡단면은 임펠러에서부터 시작하여 흐르게 할 매체의 배출 시까지 연속적으로 증가되므로, 나선형 하우징에는 다양한 흐름 횡단면 사이에서 연속적으로 차압이 존재하며, 이는 흐르게 할 매체의 일부를 위한 적어도 하나의 입구 및 적어도 하나의 출구의 배치를 바람직한 방식으로 용이하게 한다.

본 발명의 다른 형태에서는 건조 공간(T) 내에 배치된 고정자와 연결되고 습식 공간(N) 내에 배치된 회전자와 임펠러가 결합되며 건조 공간(T)과 그를 감싸는 하우징 부분 사이에 또는 직접 그를 감싸는 이 하우징 부분 내에 적어도 하나의 유체 채널이 배치되며 부품이 원심 펌프의 임펠러 대응측 정면에 배치되고 여기에서 적어도 하나의 유체 채널과 열적으로 연결된다. 이런 경우 유체 채널이 직접 유체 펌프 내에 배치되는 것이 바람직하며, 이는 설치 공간의 추가적인 절감을 가능하게 한다. 부품을 원심 펌프의 임펠러 대응측 정면에 배치하고 여기에서 적어도 하나의 유체 채널과 접촉시키는 것은 열배출을 용이하게 하며 유체 채널을 상응하게 공학적으로 설계함으로써 원심 펌프의 이 정면에서 증발냉각의 조절이 간단한 방식으로 가능하다.

마지막으로 본 발명은 차량에서 냉각수 펌프로서의 유체 펌프의 사용에 관한 것이다. 차량 냉각수 펌프는 장기간 고장 없이 작동해야 하며 상응하는 열배출을 통하여 전자 부품의 손상이 방지되어야 한다. 따라서 차량에서 냉각수 펌프로서 유체 펌프의 사용은 특히 바람직하다.

본 발명은 바람직한 방식으로 부품으로부터 열배출을 가능하게 하며 이를 위해 필요한 추가적인 설치 공간을 가능한 한 작게 할 수 있는 유체 펌프를 제공하는 효과와 유체 펌프의 상응하는 사용을 가능하게 하는 효과가 있다.

하기에서 본 발명은 도면을 근거로 상세히 그리고 예시적으로 설명된다.
도면은 유체 펌프의 종단면도를 나타낸다.

도면에는 유체 펌프의 종단면도가 도시되어 있다. 유체 펌프는 하우징(1)에서 흐르게 할 매체를 위한 공급부(Z)를 구비한 흡입측(S) 및 흐르게 할 매체를 배출시키기 위한 토출측(D)을 포함한다. 흡입측(S) 및 토출측(D)은 구동 가능한 임펠러(7)를 통해 유체역학적으로 서로 분리된다. 토출측(D)은 제1 흐름 횡단면(I) 및 더 큰 제2 흐름 횡단면(II)을 포함한다. 하우징(1)에서 제2 흐름 횡단면(II)의 영역에는 출구(1a) 및 제1 흐름 횡단면(I)의 영역에는 흐르게 할 매체의 일부를 위한 입구(1b)가 배치되며, 출구(1a) 및 입구(1b)는 부분적으로 부품(4)과 열적으로 연결되는 유체 채널(3)을 통해 서로 연결되어 있다. 바람직하게도 유체 펌프의 가동을 위한 전자 부품이 그 열이 배출되는 부품(4)으로서 배치된다. 도시된 유체 펌프는 원심 펌프로서 형성되며 하우징(1)은 나선형 하우징이다. 임펠러(7)는 습식 공간(N) 내에 배치된 회전자(5)와 연결되며 이 회전자는 건조 공간(T) 내에 배치된 고정자(6)와 연결되어 있다. 회전자(5) 및 고정자(6)의 조합은 유체 펌프를 구동하는 전동 모터를 형성한다. 유체 채널(3)은 건조 공간(T)을 감싸는 하우징 부분(2)에 직접 배치된다. 바람직한 방식으로서 유체 채널(3)을 건조 공간(T)과 그를 감싸는 하우징 부분(2) 사이에 배치하는 것도 가능하다(도시되지 않음). 부품(4)은 원심 펌프의 임펠러(7) 대응측 정면에 배치되며 여기에서 유체 채널(3)과 열적으로 연결된다. 이는 예를 들어 원심 펌프의 이 정면에서 증발냉각의 형성을 용이하게 한다. 이송할 매체 전체는 공급부(Z)를 통해 화살표 방향으로 유체 펌프의 흡입측(S)에 도달한다. 제2 흐름 횡단면(II) 영역의 압력이 제1 흐름 횡단면(I) 영역의 압력보다 크므로, 흐르게 할 매체의 일부가 출구(1a)를 통해 유체 채널(3)을 거쳐 입구(1b)로 흐른다. 흐름 방향은 파선 화살표를 통해 도시되어 있다. 바람직하게도 이러한 방식으로 유체 펌프 내에서 일종의 냉각 회로가 형성되며, 이 회로를 통해 부품(4)에 정체된 열이 연속적으로 배출될 수 있고 추가적인 설치 공간이 전혀 필요치 않게 된다.

1 하우징
1a 출구
1b 입구
2 하우징 부분
3 유체 채널
4 부품
5 회전자
6 고정자
7 임펠러
Z 공급부
S 흡입측
D 토출측
N 습식 공간
T 건조 공간

Claims

하우징(1)에서 흐르게 할 매체를 위한 공급부(Z)를 구비한 흡입측(S) 및 흐르게 할 매체의 배출을 발생시키는 토출측(D)을 포함하는 유체 펌프로서, 흡입측(S) 및 토출측(D)은 구동 가능한 임펠러(7)를 통해 유체역학적으로 서로 분리되고, 토출측(D)은 최소한 하나의 제1 흐름 횡단면(I) 및 더 큰 제2 흐름 횡단면(II)을 포함하고 하우징(1)에서 제2 흐름 횡단면(II)의 영역에는 최소한 하나의 출구(1a)가 배치되며 제1 흐름 횡단면(I)의 영역에는 흐르게 할 매체의 일부를 위한 최소한 하나의 입구(1b)가 배치되고, 최소한 하나의 출구(1a) 및 최소한 하나의 입구(1b)가 최소한 하나의 유체 채널(3)을 통해 서로 연결되고, 유체 채널은 그 열이 배출되는 부품(4)과 최소한 부분적으로나마 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제1항에 있어서, 유체 펌프의 가동을 위한 전자 부품이 부품(4)으로서 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서, 유체 펌프가 원심 펌프로서 형성되며 하우징(1)으로서 나선형 하우징이 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
제3항에 있어서, 건조 공간(T) 내에 배치된 고정자(6)와 연결되며 습식 공간(N) 내에 배치되는 회전자(5)와 임펠러(7)가 연결되며 건조 공간(T)과 그를 감싸는 하우징 부분(2) 사이에 또는 직접 그를 감싸는 하우징 부분(2) 내에 최소한 하나의 유체 채널(3)이 배치되며 부품(4)이 원심 펌프의 임펠러(7) 대응측 정면에 배치되고 여기에서 최소한 하나의 유체 채널(3)과 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.
차량 냉각수 펌프로서 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 유체 펌프의 사용.