SE432966B

SE432966B - Cooling device for marine combustion engines

Info

Publication number: SE432966B
Application number: SE8103411A
Authority: SE
Inventors: K A Gustavsson
Original assignee: Johnson Pump Ab
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1984-04-30
Also published as: SE8103411L

Abstract

The invention relates to a cooling device for marine combustion engines having closed cooling with fresh water, which is cooled by seawater from an open system via a heat exchanger. In the device, an integrated pump unit 5 with separate pump parts 35 and 36 for the seawater and the fresh water, respectively, is used, comprising separate rotors 13, 14 mounted on a joint drive shaft 12. Adequately, an impeller rotor 13 for the sea water and a turbine pump rotor for the fresh water are used in an integrated housing 16 for the pump unit 5, comprising an impeller pump housing 33 and a turbine pump housing 15, united via a pump body 23. <IMAGE>

Description

15 20 25 30 35 8103¿&11“8 REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad anordning av det inledningsvis angivna slaget. Den förbättring som härvid i första hand eftersträvas är att ersätta två pumpenheter med en enda komponent som har den dubbla funktionen att cirkulera såväl sjövatten som söt- vatten. Med andra ord eftersträvas en lösning som väsentligt underlättar installationen av ett kylsystem för marint ändamål på en förbränninge- motor. Härvid är det också väsentligt att endast ett kraftuttag behövs från motorn. DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to provide an improved device of the kind initially indicated. The improvement that is primarily sought here is to replace two pump units with a single component that has the dual function of circulating both seawater and freshwater. In other words, a solution is sought that significantly facilitates the installation of a cooling system for marine purposes on an internal combustion engine. In this case, it is also essential that only one power take-off is needed from the engine.

Det önskade resultatet erhålls därigenom att bägge pumparna är av rotor- typ varvid rotorerna för de två pumparna sätts på en gemensam axel.The desired result is obtained by both pumps being of the rotor type, the rotors for the two pumps being placed on a common shaft.

Nämnda axel drivs av motorn via lämpliga transmissionselement. Pumphusen till de bägge pumparna byggs dessutom samman till en enhet som relativt lätt kan monteras på motorn.Said shaft is driven by the motor via suitable transmission elements. The pump housings for the two pumps are also built together into a unit that can be mounted on the motor relatively easily.

Ytterligare kännetecken på och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av den följande beskrivningen samt av efterföljande patentkrav.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the appended claims.

KORT FlGURßESlšRlVNlNG I den följande beskrivningen kommer att hänvisas till bifogade ritnings- figurer, av vilka Fig. 1 visar en motor med sluten kylning med sötvatten som i sin tur över en värmeväxlare kyls av ett öppet system med sjövatten; Fig. 2 visar ett snitt genom pumpenheten enligt uppfinningvn, varvid snittet går genom centrumlinjen hos den för de bägge pumparna gemensamma drivaxeln; Fig. 3 visar ett snitt utefter linjen A-A i Fig. 2 och Fig. 4 visar ett snitt utefter linjen B~B i Fig. 2.BRIEF FIGURES In the following description reference will be made to the accompanying drawing figures, of which Fig. 1 shows an engine with closed cooling with fresh water which in turn is cooled over a heat exchanger by an open seawater system; Fig. 2 shows a section through the pump unit according to the invention, the section passing through the center line of the drive shaft common to the two pumps; Fig. 3 shows a section along the line A-A in Fig. 2 and Fig. 4 shows a section along the line B ~ B in Fig. 2.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Den i Fig. 1 visade marinmotorn är utrustad med en gemensam pumpenhet 5 L/'l 10 20 f., kr! 30 35 8103411-8 för sötvatten och sjövatten. Motorn är vidare utrustad med ledningar för ett kretslopp för sötvatten i vilket vattnet cirkulerar från ett utlopp 10 hos pumpenheten 5 till motorn. Detta passerar motorns kylkanaler. En ledning 9 för vattnet från motorn till en värmeväxlare 6 förutsatt att vattnet är så varmt att en termostat 4 spärrar passagen genom en by- pass-ledning 18. Från värmeväxlaren 6 leds vattnet tillbaka till pump- enheten 5. När kylvattnet är kallt är by-pass~ledningen 18 öppen och då leds kylvattnet från motorn via ledningen 9 och by-pass~ledningen 18 direkt åter till pumpenheten 5, Värmeväxlaren 6 har en sötvattensída 2, genom vilken sötvattnet leds, och en sjövattensida 3, genom vilken sjövattnet passerar. Medelst en í huvudsak neutral-ledning är en ex- pansionstank 1 samanbunden med värmeväxlarens sötvattenssida 2.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT The marine engine shown in Fig. 1 is equipped with a common pump unit 5 L / 'l 10 20 f., SEK! 30 35 8103411-8 for freshwater and seawater. The motor is further equipped with lines for a fresh water circuit in which the water circulates from an outlet 10 of the pump unit 5 to the motor. This passes the engine cooling ducts. A line 9 for the water from the engine to a heat exchanger 6 provided that the water is so hot that a thermostat 4 blocks the passage through a bypass line 18. From the heat exchanger 6 the water is led back to the pump unit 5. When the cooling water is cold, the village the bypass line 18 is open and then the cooling water is led from the engine via the line 9 and the by-pass line 18 directly back to the pump unit 5. By means of a substantially neutral line, an expansion tank 1 is connected to the freshwater side 2 of the heat exchanger.

Den gemensamma pumpenheten 5 för sötvatten och sjövatten har ett utlopp 17 som medelst en rörledning är förbundet med värmeväxlarens 6 sjö- vattensida 3. Värmeväxlaren 6 har ett utlopp 19 som ansluter till en returledning 7 för sjövatten som leder sjövattnet överbord.The common pump unit 5 for fresh water and sea water has an outlet 17 which by means of a pipeline is connected to the seawater side 3 of the heat exchanger 6. The heat exchanger 6 has an outlet 19 which connects to a return line 7 for seawater which leads the seawater overboard.

Fig. 2 visar den gemensamma pumpenheten 5 för sötvatten och sjövatten i genomskärning. Pumpenheten 5 har en gemensam drivaxel 12, på vilken såväl en rotor (pumphjul) 14 till en turbinpumpdel 35 för sötvatten som en impeller 13 tillhörande en impellerpumpdel 36 för sjövatten är monterade.Fig. 2 shows the common pump unit 5 for fresh water and sea water in cross section. The pump unit 5 has a common drive shaft 12, on which both a rotor (impeller) 14 for a freshwater turbine pump part 35 and an impeller 13 belonging to an impeller pump part 36 for seawater are mounted.

Drivaxcln 12 uppbärs av två lager 11a och 11b, som är placerade på varsin sida av turbinpumpdelens 36 rotor 14. Den ena lagret 11a är härvid monterat i ett turbinpumphus 15 och det andra lagret 11b i ett mellanstycke, benämnt pumpkropp 23. Lagren 11a och 11b är avskärmade genom tätningsorgan som har betecknats 37a respektive 37b.The drive shaft 12 is supported by two bearings 11a and 11b, which are located on each side of the rotor 14 of the turbine pump part 36. are shielded by sealing means designated 37a and 37b, respectively.

Den ände av drivaxeln 12 som ligger närmast turbinpumpdelens 35 rotor 14 är så utformad att den kan sammankopplas med ett transmissionselement, exempelvis en kilremsskiva eller en koppling som överför från motorn härrörande rörelse till drivaxeln. Därigenom att bägge pumpdelarna, impellerpumpdelen 36 och turbinpumpdelen 35, är sammanbyggda till en enhet 5 med gemensam drivaxel 12 erfordras således endast ett kraftuttag $103ia11°8 10 15 20 25 30 35 från motorn för drivning av de bägge pumpdelarna.The end of the drive shaft 12 which is closest to the rotor 14 of the turbine pump part 35 is designed so that it can be connected to a transmission element, for instance a V-belt pulley or a coupling which transmits movement originating from the engine to the drive shaft. Thus, in that both pump parts, the impeller pump part 36 and the turbine pump part 35, are assembled into a unit 5 with a common drive shaft 12, only a power take-off is required from the motor for driving the two pump parts.

I Fig. 2 visas vidare'att turbinpumpdelen 35 och impellerpumpdelen 36 är samanbyggda genom pumpkroppen 23 så att ett impellerpumphus 33, pump- kroppen 23 och ett turbínpumphus 15 bildar ett sammahållet hus 16 för den gemensamma pumpenheten 5.In Fig. 2 it is further shown that the turbine pump part 35 and the impeller pump part 36 are assembled through the pump body 23 so that an impeller pump housing 33, the pump body 23 and a turbine pump housing 15 form a cohesive housing 16 for the common pump unit 5.

Fíg. 4 visar ett snitt genom impellerpumpdelen 36 vinkelrätt mot driv- axeln 12. Impellerpumpdelen 36 är anordnad att föra kallt sjövatten till värmeväxlaren 6, där sjövattnet kyler sötvattnet som cirkulerar i motorns kylsystem. Ett inlopp i impellerpumphuset 33 har härvid betecknats 32, till vilket inloppssugledningen för sjövatten ansluter.Fig. 4 shows a section through the impeller pump part 36 perpendicular to the drive shaft 12. The impeller pump part 36 is arranged to supply cold sea water to the heat exchanger 6, where the sea water cools the fresh water circulating in the engine cooling system. An inlet in the impeller pump housing 33 has hereby been designated 32, to which the inlet suction line for seawater connects.

Via ett utlopp 10 i impellerpumphuset 33 leds vattnet till värmeväxlarens 6 sjövattensida 3. En tätning mot lagret 11b har betecknats 38, medan ett löstagbart gavellock har betecknats 39. Impellerpumphjulet/rotor 13 är lätt utbytbart genom att locket 39 kan låsas, varefter rotorn 13 kan dras loss från axeln 12.Via an outlet 10 in the impeller pump housing 33, the water is led to the seawater side 3 of the heat exchanger 6. A seal against the bearing 11b has been designated 38, while a detachable end cap has been designated 39. detached from the shaft 12.

Fíg 3 visar ett snitt genom pumpenhetens 5 turbinpumpdel 35, som är avsedd för cirkulation av sötvatten i det kylsystem.som inkluderar motorns kylkanaler. Turbinpumpen 35 har härvid ett inlopp 22 i turbinpumphuset 15. Från turbinpumpen leds sötvattnet via utloppet 17 till motorn.Fig. 3 shows a section through the turbine pump part 35 of the pump unit 5, which is intended for circulation of fresh water in the cooling system which includes the cooling channels of the engine. The turbine pump 35 here has an inlet 22 in the turbine pump housing 15. From the turbine pump, the fresh water is led via the outlet 17 to the engine.

Den i Fig. 3 och 4 visade placeringen av inloppen 22, 32 och utloppen 10, 17 kan ändars så att exempelvis inloppet 32 och utloppet 10 hos impellerpumpdelen inte ligger på sama sida av pumpenheten 5 som in- loppet 22 och utloppet 17 tillhörande turbinpumpdelen. Även andra modifikationer av anordningen eller dess komponenter är möjliga utan att man därför avviker frpn uppfinningstanken sådan den definieras av efterföljande patentkrav.The location of the inlets 22, 32 and the outlets 10, 17 shown in Figs. 3 and 4 can be changed so that, for example, the inlet 32 and the outlet 10 of the impeller pump part are not on the same side of the pump unit 5 as the inlet 22 and the outlet 17 belonging to the turbine pump part. Other modifications of the device or its components are also possible without departing from the spirit of the invention as defined by the appended claims.

Claims

20 81031111-'8 PATENT REQUIREMENTS

A cooling device for marine internal combustion engines with closed cooling with fresh water which is cooled over a heat exchanger by sea water from an open system, characterized by an integrated pump unit (5) with separate pump parts (35) and (36) for the sea water and the fresh water, respectively, comprising a impeller rotor (13) for the seawater and a turbine pump rotor (14) for the freshwater, which rotors are mounted on a common drive shaft (12), and by an integrated housing (16) for the pump unit (5) comprising an impeller pump housing (33) and a turbine pump housing (15) connected by a pump body (23).

Cooling device according to claim 1, characterized in that the pump unit (5) comprises only two bearings, namely a bearing (11a) in the turbine pump housing (15) and a bearing in the pump body (16) between the turbine pump part and the impeller pump part.

Cooling device according to claim Z, characterized in that the impeller pump rotor (13) is arranged at one end of the common drive shaft between a gable cover (39) and a bearing (38) shielding seal (38).