DE102007036240A1

DE102007036240A1 - Flüssigkeitspumpe

Info

Publication number: DE102007036240A1
Application number: DE102007036240A
Authority: DE
Inventors: Rajko Colic; Peter Köppler
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-02-05
Also published as: WO2009015957A1; KR20100058460A; JP2010535305A; EP2171284A1; JP5174907B2

Abstract

Die Flüssigkeitspumpe weist in einem Gehäuse (1) eine Saugseite S mit einer Zufuhr für das zu strömende Medium und eine Druckseite D, die zur Abfuhr für das zu strömende Medium führt, auf. Die Saugseite S und die Druckseite D sind strömungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad (4) voneinander getrennt. In der Druckseite D des Gehäuses (1) sind mindestens ein Austritt (1a) und im Bereich der Zufuhr Z mindestens ein Eintritt (1b) über mindestens einen Flüssigkeitskanal (2) miteinander verbunden. Der Flüssigkeitskanal (2) steht mindestens teilweise thermisch mit Bauteilen (3) in Verbindung, deren Wärme abzuführen ist. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung der Flüssigkeitspumpe als Kühlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitspumpe sowie auf eine Verwendung der Flüssigkeitspumpe. Flüssigkeitspumpen sind bekannt. In der DE 103 47 302 A1 wird ein zweiteiliges Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe beschrieben, das strömungstechnisch optimiert ausgelegt ist. Solche Kreiselpumpen werden in der Regel elektromotorisch angetrieben, wobei der Statur des Elektromotors in einem Trockenraum und der Rotor in einem Nassraum angeordnet sind. Der Rotor dreht sich somit im Nassraum, der von dem zu fördernden strömenden Medium umspült wird. Bei Flüssigkeitspumpen ist es allgemein erforderlich, Wärme aus Bauteilen abzuführen, die sich im Betrieb aufheizen. Dazu werden beispielsweise entsprechende Kühlaggregate angeordnet, die jedoch den Bauraum für die Flüssigkeitspumpe in nachteiliger Weise vergrößern. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Flüssigkeitspumpe zu schaffen, die eine entsprechende Wärmeabfuhr von Bauteilen in vorteilhafter Weise ermöglicht, wobei der dafür erforderliche zusätzliche Bauraum möglichst gering gehalten werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine entsprechende Verwendung der Flüssigkeitspumpe zu schaffen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch eine Flüssigkeitspumpe gelöst, die in einem Gehäuse eine Saugseite S mit einer Zufuhr Z für das zuströmende Medium und eine Druckseite D, die zur Abfuhr für das zu strömende Medium führt, aufweist, wobei die Saugseite S und die Druckseite D strömungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad voneinander getrennt sind, bei der in der Druckseite D des Gehäuses mindestens ein Austritt und im Bereich der Zufuhr Z mindestens ein Eintritt über mindestens einen Flüssigkeitskanal miteinander verbunden sind, der mindestens teilweise thermisch mit Bauteilen in Verbindung steht, deren Wärme abzuführen ist. Als strömende Medien können allgemein Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsmischungen eingesetzt werden. Als Flüssigkeitspumpe kann beispielsweise eine Axialpumpe eingesetzt werden. Die Druckseite D, die von der Saugseite S durch ein antreibbares Laufrad getrennt ist, ist diesem Laufrad strömungstechnisch nachgeschaltet. Durch den mindestens einen Austritt und den mindestens einen Eintritt wird ein Teilstrom des zu strömenden Mediums abgeleitet und zur Wärmeabfuhr von den Bauteilen benutzt, wobei der mindestens eine Austritt oder der mindestens eine Eintritt gegebenenfalls je nach Einsatzzweck konstruktiv strömungstechnisch optimiert werden können. Dabei können beispielsweise Einsätze, wie Prallbleche oder Umlenkelemente eingesetzt werden. In der Regel ist es für viele Einsatzzwecke ausreichend, einen einzelnen Austritt und einen einzelnen Eintritt sowie einen einzigen Flüssigkeitskanal anzuordnen. Auch der Flüssigkeitskanal kann konstruktiv vielseitig ausgebildet sein. Er kann beispielsweise im Querschnitt ringförmig ausgebildet sein und umgibt so beispielsweise den Elektromotor, der zum Antrieb der Flüssigkeitspumpe vorgesehen ist. Die Strömung im Flüssigkeitskanal wird durch die Druckdifferenz zwischen dem mindestens einen Austritt und dem mindestens einen Eintritt aufrecht erhalten. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass sich die in den Bauteilen angestaute Wärme auf relativ einfache Weise durch die konstruktive Ausgestaltung der Flüssigkeitspumpe abführen lässt, wobei auf die Schaffung von zusätzlichem Bauraum nahezu vollständig verzichtet werden kann, da lediglich ein zusätzlicher Bauraum für den mindestens einen Flüssigkeitskanal vorgesehen werden muss. Der erforderliche zusätzliche Bauraum ist somit im Bezug auf den gesamten Platzbedarf der Flüssigkeitspumpe nahezu bedeutungslos. Bei der Dimensionierung des Flüssigkeitskanals kann eine konstruktive Ausgestaltung ingenieurmäßig derart ausgelegt werden, dass eine Wärmeabfuhr durch Verdampfungskühlung beispielsweise direkt innerhalb der Flüssigkeitspumpe realisiert wird. Allgemein ist ferner vorteilhaft, dass auf zusätzliche Kühlmittel vollständig verzichtet werden kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass als Bauteile elektronische Bauteile zum Betrieb der Flüssigkeitspumpe angeordnet sind. Die Flüssigkeitspumpe 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 Flüssigkeitspumpe ermöglicht eine kontinuierliche Wärmeabfuhr von den elektronischen Bauteilen direkt in den Teil des zu strömenden Mediums, der im Flüssigkeitskanal kontinuierlich fliest.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Flüssigkeitspumpe als Kreiselpumpe ausgebildet, und als Gehäuse ist ein Spiralgehäuse angeordnet. Für viele Einsatzzwecke haben sich Kreiselpumpen als Flüssigkeitspumpen bewährt. Die Anordnung des mindestens einen Austritts und die Anordnung des mindestens einen Eintritts für einen Teil des zu strömenden Mediums wird dadurch 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 der mindestens eine Flüssigkeitskanal zwischen dem Trockenraum T und dem diesen umgebenden Gehäuseteil oder direkt in diesen diesem umgebenden Gehäuseteil angeordnet ist und die Bauteile an der dem Laufrad abgewandten Stirnseite der Kreiselpumpe angeordnet sind und dort mit dem mindestens einen Flüssigkeitskanal thermisch in Verbindung stehen. Dabei ist vorteilhaft, dass der Flüssigkeitskanal direkt in der Flüssigkeitspumpe angeordnet werden kann, was zu einer zusätzlichen Einsparung von Bauraum führt. Die Anordnung der Bauteile an der dem Laufrad abgewandten Stirnseite der Kreiselpumpe und das dortige Kontaktieren mit dem mindestens einen Flüssigkeitskanal erleichtert die Wärmeabfuhr und ermöglicht gegebenenfalls auf relativ einfache Weise die Einstellung einer Verdampfungskühlung an dieser Stirnseite der Kreiselpumpe durch eine entsprechende ingenieurmäßige Auslegung des Flüssigkeitskanals.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung der Flüssigkeitspumpe als Kühlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug. Kühlwasserpumpen in Kraftfahrzeugen müssen über längere Zeit einwandfrei funktionieren, wobei Schädigungen von elektronischen Bauteilen durch eine entsprechende Wärmeabfuhr verhindert werden müssen. Die Verwendung der Flüssigkeitspumpe als Kühlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug ist somit besonders vorteilhaft.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig.) näher und beispielhaft erläutert.
Fig. zeigt die Flüssigkeitspumpe im Längsschnitt.
In Fig. ist die Flüssigkeitspumpe im Längsschnitt dargestellt. Sie 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. Die Saugseite S und die Druckseite D sind strömungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad 4 voneinander getrennt. In der Druckseite D des Gehäuses 1 sind ein Austritt 1a und im Bereich der Zufuhr Z ein Eintritt 1b über einen Flüssigkeitskanal 2 miteinander verbunden. Der Flüssigkeitskanal 2 steht teilweise thermisch mit Bauteilen 3 in Verbindung, deren Wärme abzuführen ist. Bei den Bauteilen 3 handelt es sich um elektronische Bauteile zum Betrieb der Flüssigkeitspumpe. Die Flüssigkeitspumpe ist als Kreiselpumpe ausgebildet, wobei als Gehäuse 1 ein Spiralgehäuse angeordnet ist. Das Laufrad 4 ist mit einem im Nassraum N angeordneten Rotor 5, der mit einem im Trockenraum T angeordneten Stator 6 in Verbindung steht, verbunden. Der Flüssigkeitskanal 2 ist zwischen dem Trockenraum T und dem diesen umgebenden Gehäuseteil 7 angeordnet. Es wäre in vorteilhafter Weise auch möglich, den Flüssigkeitskanal 2 direkt in diesem diesen umgebenden Gehäuseteil 7 anzuordnen (nicht dargestellt). Die Bauteile 3 sind an der dem Laufrad 4 abgewandten Stirnseite der Kreiselpumpe angeordnet und stehen dort mit dem Flüssigkeitskanal 2 thermisch in Verbindung. Dies erleichtert beispielsweise die Ausbildung einer Verdampfungskühlung an dieser Stirnseite der Kreiselpumpe. Das gesamte zu fördernde Medium gelangt über die Zufuhr Z in Pfeilrichtung in die Saugseite S der Flüssigkeitspumpe. Auf Grund der Druckdifferenz zwischen der Saugseite S und der Druckseite D durchfließt ein Teil des zu strömenden Mediums über den Austritt 1a den Flüssigkeitskanal 2 hin zum Eintritt 1b im Bereich der Zufuhr Z, was durch die gestrichelten Pfeile verdeutlicht wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine Art Kühlkreislauf innerhalb der Flüssigkeitspumpe erzeugt, mit dem die in den Bauteilen 3 angestaute Wärme kontinuierlich abgeführt werden kann, wobei auf die Schaffung von zusätzlichem Bauraum nahezu vollständig verzichtet werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10347302 A1 [0001]

Claims

Flüssigkeitspumpe, die 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, aufweist, wobei die Saugseite S und die Druckseite D strömungstechnisch durch ein antreibbares Laufrad (4) voneinander getrennt sind, bei der in der Druckseite D des Gehäuses (1) mindestens ein Austritt (1a) und im Bereich der Zufuhr Z mindestens ein Eintritt (1b) über mindestens einen Flüssigkeitskanal (2) miteinander verbunden sind, der mindestens teilweise thermisch mit Bauteilen (3) in Verbindung steht, deren Wärme abzuführen ist.
Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, bei der als Bauteile (3) elektronische Bauteile zum Betrieb der Flüssigkeitspumpe angeordnet sind.
Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Flüssigkeitspumpe als Kreiselpumpe ausgebildet ist und als Gehäuse (1) ein Spiralgehäuse angeordnet ist.
Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 3, bei der das Laufrad (4) 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 Flüssigkeitskanal (2) zwischen dem Trockenraum T und dem diesen umgebenden Gehäuseteil (7) oder direkt in diesem diesen umgebenden Gehäuseteil (7) angeordnet ist und die Bauteile (3) an der dem Laufrad (4) abgewandten Stirnseite der Kreiselpumpe angeordnet sind und dort mit dem mindestens einen Flüssigkeitskanal (2) thermisch in Verbindung stehen.
Verwendung der Flüssigkeitspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Kühlwasserpumpe in einem Kraftfahrzeug.