DE102007036240A1

DE102007036240A1 - liquid pump

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.The liquid pump has in a housing (1) a suction side S with a supply 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 fluidically separated by a drivable impeller (4). In the pressure side D of the housing (1), at least one outlet (1a) and in the region of the feed Z at least one inlet (1b) via at least one fluid channel (2) are interconnected. The liquid channel (2) is at least partially thermally in communication with components (3) whose heat is dissipated. The invention further relates to the use of the liquid pump as a cooling water pump in a motor vehicle.

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.The invention relates to a liquid pump and to a use of the liquid pump. Liquid pumps are known. In the DE 103 47 302 A1 is described a two-part volute casing for a centrifugal pump, which is designed aerodynamically optimized. Such centrifugal pumps are usually driven by an electric motor, wherein the stature 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 surrounded by the flowing medium to be pumped. With liquid pumps, it is generally necessary to dissipate heat from components that heat up during operation. For this purpose, for example, appropriate cooling units are arranged, however, increase the space for the liquid pump disadvantageously. The invention is therefore based on the object to provide a liquid pump, which allows a corresponding heat dissipation of components in an advantageous manner, the space required for this additional space can be kept as low as possible. The invention is further based on the object to provide a corresponding use of the liquid pump.

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.The The object underlying the invention is achieved by a liquid pump solved, in a housing a suction side S with a feed Z for the inflowing medium and a pressure side D, which for the discharge of the flowing Medium leads, wherein the suction side S and the pressure side D fluidically by a drivable impeller from each other are separated, in the pressure side D of the housing at least one outlet and in the supply Z at least one Admission via at least one fluid channel interconnected, at least partially thermally with components is in communication whose heat is dissipate. As flowing media can generally liquids or liquid mixtures are used. As a liquid pump For example, an axial pump can be used. The print side D, separated from the suction side S by a drivable impeller is, downstream of this impeller is fluidic. By the at least one exit and the at least one entry a partial flow of the medium to be flowed is discharged and used for heat dissipation from the components, wherein the at least one exit or the at least one entry if necessary Depending on the intended use, they can be optimized in terms of flow technology can. For example, inserts, as baffles or deflectors are used. Usually It is sufficient for many purposes, a single Outlet and a single inlet and a single fluid channel to arrange. The fluid channel can also be constructive be versatile. He can, for example, in cross section be annular and surrounds so for example the electric motor used to drive the liquid pump is provided. The flow in the liquid channel is due to the pressure difference between the at least one outlet and the at least one entry maintained. It has Surprisingly, it shows that in the components accumulated heat in a relatively simple manner by the constructive Dissipate the design of the liquid pump, being almost complete on the creation of additional space can be omitted, since only an additional space provided for the at least one fluid channel must become. The required additional space is thus almost in relation to the total space requirement of the liquid pump meaningless. When dimensioning the liquid channel can be a structural design engineering be designed such that a heat dissipation by evaporative cooling realized, for example, directly within the liquid pump becomes. In general, it is also advantageous that additional Coolant can be completely dispensed with.

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.A preferred embodiment of the invention is that as components electronic components for operating the liquid pump are arranged. The fluid pump is usually with an electric motor driven, whose electronic components, the required for operation and control of the electric motor, be heated during operation. The liquid pump allows a continuous heat dissipation from the electronic components directly into the part of the medium to be flowed, in the liquid channel continuously flies.

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.According to one Another preferred embodiment of the invention is the liquid pump designed as a centrifugal pump, and as a housing is a spiral housing arranged. For many purposes, centrifugal pumps have proven as liquid pumps. The order the at least one outlet and the arrangement of at least an entry for a part of the to be flown Medium is thereby facilitated in an advantageous manner.

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.A further embodiment of the invention provides that the impeller is connected to a rotor arranged in the wet space N, which is connected to a stator arranged in the drying space T, and the at least one liquid channel is connected between the drying space T and the surrounding housing part or directly into this surrounding housing part is arranged and the components are arranged on the side facing away from the impeller front side of the centrifugal pump and there are thermally in communication with the at least one liquid channel. It is advantageous that the Flüs sigkeitskanal can be arranged directly in the liquid pump, resulting in an additional saving of space. The arrangement of the components on the side facing away from the impeller front side of the centrifugal pump and the local contact with the at least one liquid channel facilitates the heat dissipation and allows possibly relatively easy setting an evaporative cooling at this end face of the centrifugal pump by a corresponding engineering design of the liquid channel.

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.object Finally, the invention is the use of the liquid pump as a cooling water pump in a motor vehicle. Cooling water pumps in Motor vehicles have to last for a long time work properly, with damage from electronic Prevents components by a corresponding heat dissipation Need to become. The use of the liquid pump as a cooling water pump in a motor vehicle is thus particularly advantageous.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig.) näher und beispielhaft erläutert.The Invention will become more apparent with reference to the drawing (Fig.) and exemplified.

Fig. zeigt die Flüssigkeitspumpe im Längsschnitt.FIG. shows the liquid pump in longitudinal section.

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.In Fig., The liquid pump is shown in longitudinal section. It points 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 fluidically by a drivable impeller 4 separated from each other. In the pressure side D of the housing 1 are an exit 1a and in the supply Z an entry 1b via a fluid channel 2 connected with each other. The fluid channel 2 is partially thermally with components 3 in connection whose heat is dissipate. For the components 3 These are electronic components for operating the liquid pump. The liquid pump is designed as a centrifugal pump, wherein as a housing 1 a spiral housing is arranged. The impeller 4 is with a arranged in the wet space N rotor 5 , which is arranged with a stator arranged in the drying space T. 6 connected. The fluid channel 2 is between the drying space T and the surrounding housing part 7 arranged. It would also be possible in an advantageous manner, the liquid channel 2 directly in this surrounding housing part 7 to arrange (not shown). The components 3 are at the wheel 4 arranged facing away from the centrifugal pump and stand there with the liquid channel 2 thermally in contact. This facilitates, for example, the formation of evaporative cooling at this end face of the centrifugal pump. The entire medium to be delivered passes through the supply Z in the direction of arrow in the suction side S of the liquid pump. Due to the pressure difference between the suction side S and the pressure side D, a part of the medium to be flowed flows through the outlet 1a the fluid channel 2 to the entrance 1b in the region of the supply Z, which is illustrated by the dashed arrows. In this way, a kind of cooling circuit within the liquid pump is advantageously generated, with which in the components 3 accumulated heat can be dissipated continuously, with the creation of additional space can be almost completely eliminated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10347302 A1 [0001]

Claims

Liquid pump in a housing ( 1 ) has 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, wherein the suction side S and the pressure side D fluidly by a driven impeller ( 4 ) are separated from each other, in which in the pressure side D of the housing ( 1 ) at least one exit ( 1a ) and in the region of the feed Z at least one entry ( 1b ) via at least one fluid channel ( 2 ) which are at least partially thermally connected to components ( 3 ) is in communication whose heat is dissipate.

Liquid pump according to claim 1, in which as components ( 3 ) Electronic components for operating the liquid pump are arranged.

Liquid pump according to claim 1 or claim 2, wherein the liquid pump is designed as a centrifugal pump and as a housing ( 1 ) A spiral housing is arranged.

Liquid pump according to claim 3, wherein the impeller ( 4 ) with a rotor arranged in the wet space N ( 5 ), which is arranged with a stator arranged in the drying space T ( 6 ) is connected, and the at least one fluid channel ( 2 ) between the drying space T and the surrounding housing part ( 7 ) or directly in this surrounding housing part ( 7 ) and the components ( 3 ) on the impeller ( 4 ) facing away from the end face of the centrifugal pump and there with the at least one liquid channel ( 2 ) are thermally connected.

Use of the liquid pump after one of claims 1 to 4 as a cooling water pump in one Motor vehicle.