DE102011107557A1

DE102011107557A1 - Flow pump for use as centrifugal pump in automotive industry, has housing and pump wheel that is rotationally driven within pump chamber of housing, where one or more guide vanes are rotated not with pump wheel

Info

Publication number: DE102011107557A1
Application number: DE102011107557A
Authority: DE
Inventors: Holger Fries; Sebastian Sauer; Ralf Lüders
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-07-16
Filing date: 2011-07-16
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungspumpe mit einem Gehäuse (14) sowie einem innerhalb eines Pumpenraums des Gehäuses (14) rotierend angetriebenen Pumpenrad (10) und ist durch eine oder mehrere in den Pumpenraum ragende, nicht mit dem Pumpenrad (10) mitrotierende Leitschaufeln (20) gekennzeichnet.The invention relates to a flow pump having a housing (14) and a pump wheel (10) which is driven in rotation within a pump chamber of the housing (14) and is provided by one or more guide vanes (20) protruding into the pump chamber and not rotating with the pump wheel (10). characterized.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungspumpe mit einem Gehäuse sowie einem innerhalb eines Pumpenraums des Gehäuses rotierend angetriebenen Pumpenrad.The invention relates to a flow pump with a housing and a pump wheel driven in rotation within a pump chamber of the housing.

Eine solche Strömungspumpe ist beispielsweise in der EP 0 492 693 A2 offenbart.Such a flow pump is for example in the EP 0 492 693 A2 disclosed.

Die Pumpwirkung einer Strömungspumpe, wie sie Gegenstand des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist, beruht darauf, dass eine Flüssigkeit durch einen in der Regel axial bezüglich eines Pumpenrads angeordneten Einlass in einen von einem Gehäuse der Strömungspumpe ausgebildeten Pumpenraum eingebracht wird. Die Flüssigkeit wird dann von dem Pumpenrad, das regelmäßig mit einer Vielzahl von dreidimensional gekrümmt ausgebildeten Schaufeln ausgebildet ist, erfasst und in eine kreisförmige Bewegung beschleunigt. Die dadurch auf die Flüssigkeit einwirkende Zentrifugalkraft beschleunigt diese radial nach außen in einen das Pumpenrad umgebenden Abschnitt des Pumpenraums, von dem dieses durch einen oder mehrere Auslässe abgeführt wird.The pumping action of a flow pump, as it is the subject of the preamble of claim 1, based on the fact that a liquid is introduced through a generally axially arranged with respect to an impeller inlet into a pump housing formed by a housing of the flow pump. The liquid is then captured by the impeller, which is regularly formed with a plurality of three-dimensionally curved blades, and accelerated in a circular motion. The thus acting on the liquid centrifugal force accelerates this radially outwardly into a pump wheel surrounding portion of the pump chamber, from which this is discharged through one or more outlets.

Im Automobilbau kommen solche Strömungspumpen, die auch als Kreiselpumpen bezeichnet werden, beispielsweise als Pumpen für Kühlmittel zum Einsatz. Strömungspumpen, die für diese Anwendung ausgelegt sind, erreichen einen Wirkungsgrad von in der Regel nicht mehr als 40%.In automotive such flow pumps, which are also referred to as centrifugal pumps, for example, as pumps for coolant used. Flow pumps designed for this application typically achieve efficiencies of not more than 40%.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte gattungsgemäße Strömungspumpe anzugeben. Insbesondere sollte sich die erfindungsgemäße Strömungspumpe durch einen hohen Wirkungsgrad auszeichnen.Based on this prior art, the present invention seeks to provide an improved generic flow pump. In particular, the flow pump according to the invention should be characterized by a high degree of efficiency.

Diese Aufgabe wird durch eine Strömungspumpe gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Strömungspumpe sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by a flow pump according to independent claim 1. Advantageous embodiments of the flow pump according to the invention are the subject of the dependent claims and will become apparent from the following description of the invention.

Eine gattungsgemäße Strömungspumpe mit einem Gehäuse sowie einem innerhalb eines Pumpenraums des Gehäuses rotierend angetriebenen Pumpenrad ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere, dem Pumpenraum in Strömungsrichtung vorgelagerten, nicht mit dem Pumpenrad (mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit) mitrotierende, vorzugsweise fest bezüglich des Gehäuses stehende Leitschaufeln vorgesehen sind.A generic flow pump with a housing and a pump chamber of the housing rotatably driven impeller according to the invention is characterized in that one or more, the pump chamber upstream in the flow direction, not with the impeller (at the same rotational speed) co-rotating, preferably fixed relative to the housing stationary vanes are provided.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Leitschaufeln kann die Strömung des in das Pumpenrad eintretenden und/oder aus diesem austretenden Fluid positiv beeinflusst werden, wodurch sich im Ergebnis ein höherer Wirkungsgrad der Strömungspumpe erzielen lässt.The inventive arrangement of the guide vanes, the flow of the entering and / or exiting from the impeller fluid can be positively influenced, which can be achieved as a result, a higher efficiency of the flow pump.

Eine positive Beeinflussung des Wirkungsgrads der Strömungspumpe ist insbesondere dann zu erreichen, wenn die Leitschaufeln auf der Niederdruckseite des Pumpenraums angeordnet sind, d. h. auf der Seite des Pumpenraums (bezüglich des Pumpenrads), die mit einem Einlass für das Fluid verbunden ist.A positive influence on the efficiency of the flow pump can be achieved in particular if the guide vanes are arranged on the low-pressure side of the pump chamber, i. H. on the side of the pumping space (with respect to the impeller) which is connected to an inlet for the fluid.

Um den Wirkungsgrad der Strömungspumpe zu erhöhen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Leitschaufeln derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass sie ein zu förderndes Fluid in eine Drallbewegung versetzen. Die Drehrichtung der Drallbewegung kann dabei – je nach Ausgestaltung der einzelnen Pumpenschaufeln des Pumpenrads – der Drehrichtung des Pumpenrads entsprechen oder dieser entgegengesetzt sein. Besonders bevorzugt ist, wenn die Umlenkung des Fluids durch die Leitschaufeln derart ist, dass das Fluid die Pumpenschaufeln unter einem möglichst kleinen Winkel anströmt.In order to increase the efficiency of the flow pump, provision may be made, for example, for the guide vanes to be arranged and / or configured in such a way that they set a fluid to be conveyed into a swirling motion. The direction of rotation of the swirl movement can - depending on the design of the individual pump blades of the impeller - correspond to the direction of rotation of the impeller or this be opposite. It is particularly preferred if the deflection of the fluid through the guide vanes is such that the fluid flows against the pump blades at as small an angle as possible.

Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Leitschaufeln in möglichst direkter Nachbarschaft zu dem Pumpenrad angeordnet sind.It has proved to be advantageous if the guide vanes are arranged in the most direct proximity to the impeller.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Leitschaufeln (einstückig) in das Gehäuse integriert sind. Alternativ können diese auch in Form eines Einsatzes vorgesehen sein, der in oder an dem Gehäuse befestigt wird.Preferably, it can be provided that the guide vanes (integrally) are integrated into the housing. Alternatively, these may also be provided in the form of an insert which is fixed in or on the housing.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Leitschaufeln und das Pumpenrad zu kombinieren und diese als Einheit in das Gehäuse einzusetzen. Dadurch kann die Montage der erfindungsgemäßen Strömungspumpe vereinfacht werden. Diese Ausgestaltung setzt dabei voraus, dass die in einer Einheit kombinierten Leitschaufeln und das Pumpenrad relativ zueinander rotieren können.Alternatively, it may also be provided to combine the guide vanes and the impeller and to insert them as a unit in the housing. As a result, the assembly of the flow pump according to the invention can be simplified. This embodiment requires that the combined vanes and the impeller can rotate relative to each other in one unit.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. In the drawings shows

1: einen Querschnitt durch die relevanten Bauteile einer erfindungsgemäßen Strömungspumpe; und 1 a cross section through the relevant components of a flow pump according to the invention; and

2: die Strömungspumpe gemäß 1 in einer isometrischen Darstellung. 2 : the flow pump according to 1 in an isometric view.

Die 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Strömungspumpe, wobei lediglich die für die Erfindung relevanten Bauteile der Strömungspumpe dargestellt sind.The 1 and 2 show an embodiment of an inventive Flow pump, wherein only the relevant components of the invention of the flow pump are shown.

Dies ist zum einen ein Pumpenrad 10, das mit einer Vielzahl von dreidimensionalen gekrümmten, über den Umfang verteilten Pumpenschaufeln versehen ist. Die Pumpenschaufeln sind dabei derart ausgebildet, dass sie eine Niederdruckseite 12 eines in einem Gehäuse 14 der Strömungspumpe ausgebildeten Pumpenraums mit der Hochdruckseite 16 dieses Pumpenraums verbinden.This is on the one hand a pump 10 which is provided with a plurality of three-dimensional curved, circumferentially distributed pump blades. The pump blades are designed such that they are a low pressure side 12 one in a housing 14 the flow pump trained pump room with the high pressure side 16 connect this pump room.

Die Niederdruckseite 12 des Pumpenraums ist mit einem nicht dargestellten Einlass für eine Flüssigkeit verbunden, während die ringförmige Hochdruckseite des Pumpenraums an einer Stelle des Umfangs mit einem ebenfalls nicht dargestellten Auslass für die Flüssigkeit verbunden ist.The low pressure side 12 the pump chamber is connected to an inlet, not shown, for a liquid, while the annular high pressure side of the pump chamber is connected at one point of the circumference with an outlet, also not shown, for the liquid.

Auf der Niederdruckseite 12 des Pumpenraums ist weiterhin ein Leitschaufelring 18 in das Gehäuse integriert. Dieser umfasst mehrere gekrümmt ausgebildete Leitschaufeln 20, die die axial in den Pumpenraum einströmende Flüssigkeit in eine Drallbewegung (um die Längsachse des Pumpenrads 10 bzw. des Leitschaufelrings 18) umlenken. Die Drehrichtung der Drallbewegung ist dabei der Rotationsrichtung des über einen nicht dargestellten Antrieb (z. B. Elektromotor oder Antrieb über die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors) angetriebenen Pumpenrads 10 entgegengesetzt. Die Leitschaufeln 20 bewirken eine Umlenkung der axial (bezüglich des Pumpenrads 10 bzw. des Leitschaufelrings 18) in den Pumpenraum strömenden Flüssigkeit derart, dass diese die Pumpenschaufeln unter einem möglichst kleinen Winkel anströmt. Dadurch können Strömungsverluste bei der Anströmung verringert und der Wirkungsgrad der Strömungspumpe entsprechend erhöht werden.On the low pressure side 12 the pump chamber is still a vane ring 18 integrated into the housing. This comprises a plurality of curved guide vanes 20 , in which the liquid flowing axially into the pump chamber into a swirling motion (about the longitudinal axis of the impeller 10 or the guide vane ring 18 ) redirect. The direction of rotation of the swirling motion is the direction of rotation of the impeller driven via a drive (not shown) (eg electric motor or drive via the crankshaft of an internal combustion engine) 10 opposed. The vanes 20 cause a deflection of the axial (with respect to the impeller 10 or the guide vane ring 18 ) flowing in the pump chamber liquid such that it flows against the pump blades at the smallest possible angle. As a result, flow losses can be reduced in the flow and the efficiency of the flow pump can be increased accordingly.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Pumpenradimpeller
1212: NiederdruckseiteLow pressure side
1414: Gehäusecasing
1616: HochdruckseiteHigh pressure side
1818: Leitschaufelringvane ring
2020: Leitschaufelvane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0492693 A2 [0002]

Claims

Flow pump with a housing ( 14 ) and one within a pump chamber of the housing ( 14 ) rotatably driven impeller ( 10 ), characterized by one or more, the pump chamber upstream in the flow direction, not with the impeller ( 10 ) co-rotating vanes ( 20 ).

Flow pump according to claim 1, characterized in that the guide vanes ( 20 ) the impeller ( 10 ) are arranged directly adjacent.

Flow pump according to claim 1 or 2, characterized in that the guide vanes ( 20 ) on a low pressure side ( 12 ) of the pump chamber are arranged.

Flow pump according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes ( 20 ) are arranged and / or formed such that they put a fluid to be conveyed in a swirling motion.

Flow pump according to claim 4, characterized in that the guide vanes ( 20 ) are arranged and / or formed such that they deflect a fluid to be conveyed so that this pump blades of the impeller ( 10 ) flows at a smallest possible angle.

Flow pump according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes ( 20 ) in the housing ( 14 ) are integrated.

Flow pump according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes ( 20 ) and the impeller ( 10 ) in one in the housing ( 14 ) usable unit are combined.