DE102010052425A1

DE102010052425A1 - Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE102010052425A1
Application number: DE102010052425A
Authority: DE
Inventors: Ying Juan Wan; Long Hing Tang
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-06-22
Also published as: US20110129337A1; US8939719B2; CN102080671B; CN102080671A

Abstract

Kreiselpumpe umfassend: einen Motor, der eine Antriebswelle, einen an einem Ende des Motors montierten Diffusor und ein Laufrad, das im Inneren des Diffusors angeordnet ist und an der Antriebswelle befestigt ist, aufweist. Der Diffusor weist eine entlang der Axialrichtung angeordnete Eintrittsöffnung, eine entlang der Querrichtung angeordnete Austrittsöffnung und einen entlang der Umfangsrichtung angeordneten Fließkanal auf. Der Fließkanal weist eine Spiralenform auf. Die Querschnittsfläche des Fließkanals steigt in Richtung des Austrittes an.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kreiselpumpe und im Besonderen auf Kreiselpumpen, die für den Gebrauch in häuslichen Waschvorrichtungen, wie Waschmaschinen für Kleidung und Geschirrspüler, bestimmt sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Häusliche Waschvorrichtungen wie Waschmaschinen und Geschirrspüler sind wohl bekannt. Eine Kreiselpumpe ist eine Schlüsselkomponente einer Waschvorrichtung und dessen Leistung kann direkt die Leistung der Waschvorrichtung beeinflussen.
Bedingt durch Designbeeinträchtigungen wie eine sich durch einen gleichmäßigen Kreis verändernde Fließfläche des Diffusors, weisen bestehende Kreiselpumpen Nachteile wie einen exzessiven hydraulischen Verlust auf.
Die vorliegende Erfindung richtet sich darauf, eine neue Kreiselpumpe mit niedrigem hydraulischen Verlust bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend, in einem Aspekt davon, stellt die vorliegende Erfindung eine Kreiselpumpe bereit, die einen Motor umfasst, der eine Antriebswelle, einen an einer Seite des Motors montierten Diffusor und ein Laufrad, das sich innerhalb des Diffusors befindet und mit der Antriebswelle verbunden ist, aufweist, wobei der Diffusor eine Eintrittsöffnung, die entlang der axialen Richtung angeordnet ist, eine Austrittsöffnung, die entlang der Querrichtung angeordnet ist, und einen Fließkanal, der im Allgemeinen entlang der Umfangsrichtung angeordnet ist, umfasst; wobei der Fließkanal eine Spiralform und eine Querschnittfläche, die sich in Fließrichtung in Richtung der Austrittsöffnung vergrößert, aufweist.
Vorzugsweise steigt die Breite des Fließkanals in Fließrichtung in Richtung der Austrittsöffnung an.
Vorzugsweise steigt die Höhe des Fließkanals in Fließrichtung in Richtung der Austrittsöffnung an.
Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen dem inneren Radius des Fließkanals und dem äußeren Radius des Laufrads zwischen 0,8 und 1,2.
Vorzugsweise betragen zwei Austrittsverbreiterungswinkel des Austritts des Diffusors zwischen 5 und 10 Grad.
Vorzugsweise umfasst das Laufrad eine Basisplatte, eine in der Mitte der Basisplatte angeordneten Nabe und eine Mehrzahl an an der Basisplatte angeordnete Flügel.
Vorzugsweise weist die Nabe eine konische Form auf und das Verhältnis zwischen dem Radius des Unterteils der Nabe und dem äußeren Radius der Basisplatte beträgt zwischen 0,3 und 0,5.
Vorzugsweise betragen die Austrittswinkel der Flügel zwischen 15 und 30 Grad.
Vorzugsweise steigt der innere Radius des Fließkanals von dem Anfang des Fließkanals bis zur Nähe der Auslasspassage in Fließrichtung an.
Ein Vorteil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist, dass der hydraulische Verlust reduziert werden kann, da die Querschnittsfläche des Fließkanals in dem Diffusor in Fließrichtung in Richtung des Auslasses ansteigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die Figuren der begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Figuren sind identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, in allen Figuren, in welchen sie erscheinen, mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Abmessungen der in den Figuren gezeigten Komponenten und Merkmale werden generell zur Einfachheit und Klarheit der Darstellung gewählt und sind nicht im Maßstab gezeigt. Die Figuren sind nachstehend aufgeführt.
1 ist eine partielle Explosionsansicht einer Kreiselpumpe in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht eines Diffusors der Kreiselpumpe der 1;
3 ist eine von unten betrachtete Innenansicht des Diffusors der 2;
3A ist eine der 3 ähnelnde Ansicht mit einem hinzugefügten Laufrad;
4 ist eine Schnittansicht eines Laufrads der Kreiselpumpe aus 1; und
5 ist eine Draufsicht des Laufrads der 4.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Eine Kreiselpumpe 10 nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst einen Motor 20, der eine Antriebswelle, einen auf der Antriebswelle an einer Seite des Motors 20 montierten Diffusor 40 und ein Laufrad 60, das im Inneren des Diffusors 40 angeordnet ist und mit der Antriebswelle des Motors 20 verbunden ist.
Der Diffusor 40 umfasst eine entlang der axialen Richtung angeordnete Eintrittsöffnung 42, eine entlang der Querrichtung angeordnete Austrittsöffnung 44 und einen im Allgemeinen entlang der Umfangsrichtung angeordneten Fließkanal 46. Der Fließkanal 46 weist eine Spiralenform auf und seine Querschnittsfläche steigt in Richtung der Austrittsöffnung 44 in der Richtung des Flusses des Fluids (die Fließrichtung) an. Diese Ausgestaltung hilft, die hydraulischen Verluste zu reduzieren.
Der Fließkanal 46 ist zwischen einer inneren Wand 48, einer äußeren Wand 50, einer oberen Wand 52 und einer unteren Oberfläche 54, die auf einem an dem Motor 20 befestigten Befestigungsteil gebildet ist, gebildet. In diesem Ausführungsbeispiel liegt die untere Oberfläche 54 in einer horizontalen Ebene, die rechtwinklig zur Antriebswelle verläuft, und die obere Wand 52 erstreckt sich entlang eines Spiralpfads, so dass die Abmessungen in einer mit der Antriebswelle parallelen Richtung des Fließkanals 46, welche als Höhe des Fließkanals 46 bezeichnet wird, in Fließrichtung in Richtung des Auslasses 44 ansteigt. Der Flusskanal 46 bildet dort, wo er sich mit der Austrittsöffnung 44 verbindet, eine Austrittspassage 56.
Wie in den 3 und 3A wiedergegeben, ist der Radius Rx, der die Distanz zwischen der Mitte der Eintrittsöffnung und der inneren Wand 48 des Fließkanals (auch der Innenradius des Fließkanals genannt) ist, nicht konstant. Der Radius Rx kann von Beginn des Fließkanals an bis zu einer Region, wo der Fließkanal zur Auslasspassage 56 wird, wo der Radius Rx sich derart reduziert, dass die Flügel des Laufrads ferner in der Region des Auslasses sich in den Fließkanal erstrecken, im Wesentlichen konstant sein. Alternativ kann der Radius Rx konstant variieren. Beispielsweise kann Rx fortschreitend von dem Beginn des Fließkanals bis zur Auslasspassage 56 in der Fließrichtung ansteigen, wobei er in der Auslasspassage 56 rapide abnimmt. Dies kann geradlinig oder in bogenförmigen Abschnitten geschehen, so dass Rx1 > Rx2 > Rx3 > Rxn. Der tatsächliche Anstieg in Rx von Rx1 bis Rx_max kann sehr klein sein. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen Rx und dem äußeren Radius R2 des Laufrads 60 zwischen 0,8 und 1,2. In dieser Spanne sollte der hydraulische Verlust geringfügiger sein. Wie in 3A gezeigt, erstrecken sich die Flügel 66 des Laufrads ferner in Richtung des Fließkanals in der Region, welche sich nahe der Auslasspassage befindet oder diese bildet, welche den Fließkanal mit der Austrittsöffnung 44 verbindet, Vorzugsweise ist die Veränderung des Radius Rx fortschreitend und gleichmäßig, bis zu dem Punkt, an welchem die innere Wand des Fließkanals die Wand der Austrittspassage wird, wo die Veränderung rapide erfolgen kann. Die Abmessungen des Fließkanals in der Richtung, die rechtwinklig zu der Antriebswelle verläuft, auch als Breite des Fließkanals 46 bekannt, steigt in Richtung der Austrittsöffnung 44 in Flussrichtung an.
Die Austrittsöffnung 44 des Diffusors bildet einen Zerstreuungsabschnitt und der Winkel, der durch die Seitenwand der Passage mit der Achse der Austrittsöffnung gebildet ist, wird als Austrittsverbreiterungswinkel bezeichnet. So weist die Austrittsöffnung zwei Austrittsverbreiterungswinkel auf: S1, benachbart zur Mitte des Diffusors; und S2, entfernt von der Mitte des Diffusors, wie in 3A wiedergegeben. Vorzugsweise betragen die Austrittsverbreiterungswinkel des Diffusors 40 zwischen 5 und 10 Grad, wobei sich die Winkel voneinander unterscheiden. Vorzugsweise beträgt der Austrittsverbreiterungswinkel S1 6,5 und der Austrittsverbreiterungswinkel S2 8,8 Grad.
Bezug nehmend auf 4 umfasst das Laufrad 60 eine Basisplatte 62, eine in der Mitte der Basisplatte 62 angeordnete konische Nabe 64 und eine Vielzahl an an der Basisplatte 62 angeordnete Flügel 66. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen dem Radius R1 des Unterteils der Nabe 64 und des äußeren Radius R2 der Basisplatte 62 (auch als äußerer Radius des Laufrads 60 bezeichnet) zwischen 0,3 und 0,5.
Vorzugsweise betragen die Flügelaustrittswinkel β der Flügel 64 zwischen 15 und 30 Grad. Der Flügelaustrittswinkel bezeichnet einen Winkel zwischen einer Tangente am Ende des Flügels (auf Arbeitsseite) und einer Tangente des äußeren Umfangs der Basisplatte 62 an der Position des Endes des Flügels. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Flügelauslasswinkel β 15 Grad.
In der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung wird jedes der Verben „umfassen”, „aufweisen”, „beinhalten” und „haben” sowie deren Variationen in einem einschließenden Sinn verwendet, um die Gegenwart des genannten Elements zu spezifizieren und nicht das Vorhandensein weiterer Elemente auszuschließen.
Obgleich die Erfindung anhand einem oder mehrere Ausführungsbeispiele beschrieben wird, sollte durch den Fachmann berücksichtigt werden, dass verschiedene Modifizierungen möglich sind. Demnach ist der Schutzbereich der Erfindung durch die folgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

Kreiselpumpe umfassend: einen Motor (20), der eine Antriebswelle, einen an einer Seite des Motors montierten Diffusor (40) und ein Laufrad (60), das sich innerhalb des Diffusors befindet und mit der Antriebswelle verbunden ist, aufweist, wobei der Diffusor (40) eine Eintrittsöffnung (42), die entlang der axialen Richtung angeordnet ist, eine Austrittsöffnung (44), die entlang der Querrichtung angeordnet ist, und einen Fließkanal (46), der im Allgemeinen entlang der Umfangsrichtung angeordnet ist, umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass der Fließkanal (46) eine Spiralform und ein Querschnittfläche, die sich in Fließrichtung in Richtung der Austrittsöffnung (44) vergrößert, aufweist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, wobei sich die Breite des Fließkanals (46) in Fließrichtung in Richtung der Austrittsöffnung (44) vergrößert.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, wobei sich die Höhe des Fließkanals (46) in Fließrichtung in Richtung der Austrittsöffnung (44) vergrößert.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis zwischen innerem Radius (Rx) des Fließkanals (46) und äußerem Radius (R2) des Laufrads (60) zwischen 0,8 und 1,2 ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, wobei zwei Austrittsverbreiterungswinkel (S1, S2) der Austrittsöffnung (44) des Diffusors (40) zwischen 5 und 10 Grad betragen.
Kreiselpumpe nach Anspruch 5, wobei einer der Austrittsverbreiterungswinkel S2 8,8 Grad und der andere Austrittsverbreiterungswinkel S1 6,5 Grad beträgt.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, wobei das Laufrad (60) eine Basisplatte (62), eine in der Mitte der Basisplatte angeordnete Nabe (64) und eine Mehrzahl an an der Basisplatte angeordneten Flügel (66) umfasst.
Kreiselpumpe nach Anspruch 7, wobei die Nabe (64) eine konische Form aufweist und das Verhältnis zwischen dem Radius (R1) des Unterteils der Nabe (64) und dem äußeren Radius (R2) der Basisplatte (62) zwischen 0,3 und 0,5 beträgt.
Kreiselpumpe nach Anspruch 7, wobei die Flügelaustrittswinkel (β) der Flügel (66) zwischen 15 und 30 Grad, insbesondere 15 Grad, betragen.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, wobei der innere Radius (Rx) des Fließkanals (46) von dem Anfang des Fließkanals (46) an bis in die Nähe der Auslasspassage (56) in Fließrichtung ansteigt.