DE102006035408A1

DE102006035408A1 - Laufrad und Fluidpumpe, die das Laufrad aufweist

Info

Publication number: DE102006035408A1
Application number: DE102006035408A
Authority: DE
Inventors: Hideki Kariya Narisako; Tadashi Kariya Hazama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Aisan Kogyo KK Obu Shi Jp
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2026-11-08
Also published as: KR20070049574A; KR100838910B1; US20070104567A1; US7597543B2; DE102006035408B4

Abstract

Ein Laufrad (30) hat Flügelnuten (36), die bezüglich der Drehrichtung angeordnet sind. Zumindest die radial innere Seite einer hinteren Fläche (37) von jeder Flügelnut (36) ist bezüglich der Drehrichtung nach hinten und radial nach außen geneigt. Die hintere Fläche (37) hat ein radial inneres Ende (37a) und ein radial äußeres Ende (37b), die über ein Liniensegment (110) verbunden sind. Das Liniensegment (110) und ein Radius (102) des Laufrades (30) definieren dazwischen einen sich nach hinten neigenden Winkel alpha. Die hintere Fläche (37) ist von einer Dickenmitte (37c) des Laufrades (30) zu dem jeweiligen Dickenende (37d) des Laufrades (30) bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt. Die Dickenmitte (37c) und das Dickenende (37d) sind über ein Liniensegment (112) verbunden. Das Liniensegment (112) und die Dickenmitte (37c) definieren dazwischen einen sich nach vorn neigenden Winkel beta. Die Winkel alpha, beta erfüllen die folgenden Beziehungen: 10 DEG alpha 30 DEG ; beta 60 DEG und 1 beta/alpha 4.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad und auf eine Fluidpumpe, die das Laufrad aufweist.

Zum Beispiel hat eine Kraftstoffpumpe ein scheibenförmiges Laufrad, das Flügelnuten aufweist, die bezüglich seiner Drehrichtung angeordnet sind. Aneinander angrenzende Flügelnuten sind geteilt. Das Laufrad wird gedreht, um einen Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, der durch einen Pumpenkanal hindurch strömt, der entlang der Flügelnuten definiert ist. Es ist erforderlich, einen Auslassdruck einer Kraftstoffpumpe zum Verbessern einer Zerstäubungsfunktion des aus einem Einspritzventil eingespritzten Kraftstoffes zu verbessern. Ein Auslassdruck einer Kraftstoffpumpe kann dadurch verbessert werden, dass ein elektrischer Strom erhöht wird, der zu einem Motorabschnitt der Kraftstoffpumpe zugeführt wird. Jedoch kann ein Energieverbrauch der Kraftstoffpumpe aufgrund einer erhöhten Stromzufuhr ansteigen.

Gemäß der US-6 113 363 (JP-2000-240582 A) wird ein Neigungswinkel einer Fläche, die jede Flügelnut definiert, in einem Pumpenabschnitt einer Kraftstoffpumpe so begrenzt, dass der Pumpenabschnitt und die Kraftstoffpumpe einen besseren Wirkungsgrad aufweisen.

Gemäß der US-5 486 087 (JP-7-189975 A) hat eine Kraftstoffpumpe einen Pumpenabschnitt mit einem Einlass und einem Pumpenkanal (Druckbeaufschlagungskanal), die dazwischen einen Strömungskanal definieren. Der Querschnitt des Strömungskanals wird von dem Einlass zu dem Pumpenkanal allmählich reduziert, um so den Wirkungsgrad des Pumpenabschnittes zu verbessern. Ein Auslassdruck der Kraftstoffpumpe kann dadurch erhöht werden, dass der Pumpenwirkungsgrad verbessert wird, während ein Energieverbrauch eines Motorabschnittes begrenzt wird.

Unlängst wurde es erforderlich, den Pumpenwirkungsgrad gemäß einer Anforderung zum Vergrößern eines Kraftstoffauslassdruckes und/oder einer Kraftstoffauslassmenge weiter zu verbessern.

Darstellung der Erfindung

Angesichts der vorstehend geschilderten Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Laufrad mit einem verbesserten Pumpenwirkungsgrad zu produzieren. Es gehört auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluidpumpe mit dem Laufrad zu produzieren.

Technische Lösung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat ein Laufrad, das in einer Fluidpumpe zum Beaufschlagen eines Fluids in einem Pumpenkanal entlang einer Drehrichtung des Laufrades drehbar ist, eine Vielzahl Trennwände, die entlang der Drehrichtung angeordnet sind. Zwei angrenzende Trennwände aus der Vielzahl Trennwände definieren dazwischen eine Flügelnut. Jede Trennwand hat eine hintere Fläche an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung. Die hintere Fläche hat eine radial innere Seite. Zumindest die radial innere Seite der hinteren Fläche ist bezüglich der Drehrichtung nach hinten und radial nach außen geneigt. Die hintere Fläche hat ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende, die über ein erstes Liniensegment verbunden sind. Das erste Liniensegment und eine erste Gerade, die sich radial nach außen von dem radial inneren Ende entlang eines Radius des Laufrades erstreckt, definieren dazwischen einen sich nach hinten neigenden Winkel α. Das Laufrad hat eine Dickenmitte und Dickenenden bezüglich einer Dickenrichtung des Laufrades. Die hintere Fläche ist von der Dickenmitte zu beiden Dickenenden bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt. Die Dickenmitte und jedes Dickenende sind über ein zweites Liniensegment verbunden. Das zweite Liniensegment und eine zweite Gerade, die sich von der Dickenmitte entlang der Umfangsrichtung bezüglich der Drehrichtung nach vorn erstreckt, definieren dazwischen einen sich nach vorn neigenden Winkel β. Der sich nach hinten neigende Winkel α und der sich nach vorn neigenden Winkel β erfüllen die folgenden Beziehungen: 15° ≤ α ≤ 30°; β ≤ 60°; und 1 ≤ β/α ≤ 4.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat alternativ eine Fluidpumpe ein Einfassungselement, das einen Einlassanschluss und einen Pumpenkanal aufweist. Die Fluidpumpe hat des Weiteren ein Laufrad, das in dem Einfassungselement drehbar ist. Das Laufrad hat eine Vielzahl Flügelnuten entlang des Pumpenkanals, der sich im Wesentlichen entlang einer Drehrichtung erstreckt. Jede Flügelnut wird durch eine hintere Fläche an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung definiert. Zumindest eine radial innere Seite der hinteren Fläche ist bezüglich der Drehrichtung nach hinten und zur radial äußeren Seite geneigt. Die hintere Fläche hat ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende, die über ein erstes Liniensegment verbunden sind. Das erste Liniensegment ist bezüglich einer Geraden geneigt, die sich von dem radial inneren Ende entlang eines Radius des Laufrades radial nach außen erstreckt, und zwar bezüglich der Drehrichtung nach hinten. Das Laufrad hat eine Dickenmitte bezüglich einer Dickenrichtung des Laufrades. Zumindest eine Einlassseite der hinteren Fläche an einer Seite des Einlassanschlusses ist von der Dickenmitte zu dem Einlassanschluss bezüglich der Dickenrichtung nach vorn bezüglich der Drehrichtung geneigt. Das Einfassungselement hat eine Verbindungswand, die einen Verbindungskanal definiert, der den Einlassanschluss mit dem Pumpenkanal verbindet. Die Verbindungswand hat ein einlassseitiges Ende und ein kanalseitiges Ende, die über eine geneigte Gerade verbunden sind, die sich von dem Einlassanschluss zu dem Pumpenkanal allmählich anhebt. Die geneigte Gerade und ein zweites Liniensegment, das sich von der Dickenmitte der hinteren Fläche der geneigten Gerade durch das einlassseitige Ende der hinteren Fläche erstreckt, definieren bezüglich der Drehrichtung einen nach vorn gerichteten Winkel ε. Der Winkel ε erfüllt die folgende Beziehung: 90° ≤ ε ≤ 130°.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat alternativ ein Laufrad, das in einer Fluidpumpe mit einem Fluidkanal drehbar ist, der sich entlang einer Drehrichtung des Laufrades erstreckt, eine Vielzahl Trennwände, die entlang der Drehrichtung angeordnet sind. Zwei angrenzende Trennwände aus der Vielzahl Trennwände definieren dazwischen eine Flügelnut. Jede Trennwand hat eine hintere Fläche an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung. Zumindest eine radial innere Seite der hinteren Fläche ist bezüglich der Drehrichtung nach hinten und radial nach außen geneigt. Die hintere Fläche hat ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende, die über ein erstes Liniensegment verbunden sind, das einen sich nach hinten neigenden Winkel α definiert, der ein spitzer Winkel bezüglich eines Radius des Laufrades ist. Die hintere Fläche ist von einer Dickenmitte des Laufrades zu beiden Dickenenden des Laufrades bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt. Die Dickenmitte und jedes Dickenende sind über ein zweites Liniensegment verbunden, das einen sich nach vorn neigenden Winkel β definiert, der ein spitzer Winkel bezüglich einer ersten Geraden ist, die eine Tangente zu einem Umkreis eines Außenumfanges des Laufrades ist. Der sich nach hinten neigende Winkel α und der sich nach vorn neigende Winkel β erfüllen die folgenden Beziehungen: 15° ≤ α ≤ 30°; β ≤ 60°; und 1 ≤ β/α ≤ 4.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat alternativ eine Fluidpumpe ein Einfassungselement, das einen Einlassanschluss und einen Pumpenkanal aufweist. Die Fluidpumpe hat des Weiteren ein Laufrad, das in dem Einfassungselement drehbar ist. Das Laufrad hat eine Vielzahl Flügelnuten entlang des Pumpenkanals, der sich entlang einer Drehrichtung des Laufrades erstreckt. Jede Flügelnut wird durch eine hintere Fläche an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung definiert. Zumindest eine radial innere Seite der hinteren Fläche ist bezüglich der Drehrichtung nach hinten und nach außen geneigt. Die hintere Fläche hat ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende, die über ein erstes Liniensegment verbunden sind, das einen sich nach hinten neigenden Winkel α definiert, der ein spitzer Winkel bezüglich eines Radius des Laufrades ist. Die hintere Fläche an einer Seite des Einlassanschlusses ist von einer Dickenmitte des Laufrades zu dem Einlassanschluss bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt. Das Einfassungselement hat eine Verbindungswand, die einen Verbindungskanal definiert, der den Einlassanschluss mit dem Pumpenkanal verbindet. Die Verbindungswand hat ein einlassseitiges Ende und ein kanalseitiges Ende, die über eine geneigte Gerade verbunden sind, die sich von dem Einlassanschluss zu dem Pumpenkanal allmählich anhebt. Die geneigte Gerade definiert einen Winkel ε, der entweder ein rechter Winkel oder ein stumpfer Winkel bezüglich eines zweiten Liniensegmentes ist, das sich von der Dickenmitte der hinteren Fläche zu der geneigten Gerade durch das einlassseitige Ende der hinteren Fläche erstreckt. Der Winkel ε erfüllt die folgende Beziehung: 90° ≤ ε ≤ 130°.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Zu den Zeichnungen:
1 zeigt eine Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2A zeigt eine schematische Ansicht von Flügelnuten eines Laufrades der Kraftstoffpumpe bei Betrachtung von einer Einlassseite, und 2B zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie IIB-IIB in der 2A;
3A zeigt eine schematische Ansicht eines Pumpengehäuses der Kraftstoffpumpe bei Betrachtung von einer Auslassseite, und 3B zeigt eine schematische Ansicht des Pumpengehäuses bei Betrachtung von der Einlassseite;
4A, 4B zeigen Vorderansichten des Laufrades bei Betrachtung von der Einlassseite;
5 zeigt eine Schnittansicht eines Pumpenkanals der Kraftstoffpumpe;
6A zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einem sich nach vorn neigenden Winkel α und dem Pumpenwirkungsgrad, 6B zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einem sich nach hinten neigenden Winkel β und dem Pumpenwirkungsgrad, und 6C zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen β/α und dem Pumpenwirkungsgrad;
7 zeigt eine schematische Ansicht einer Flügelnut gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
8 zeigt eine schematische Ansicht einer Flügelnut gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
9 zeigt eine schematische Ansicht einer Flügelnut gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
10 zeigt eine schematische Ansicht einer Flügelnut gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
11 zeigt eine Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;
12A zeigt eine schematische Ansicht von Flügelnuten eines Laufrades der Kraftstoffpumpe bei Betrachtung von einer Einlassseite, und 12B zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XIIB-XIIB in der 12A;
13A zeigt eine schematische Ansicht eines Pumpengehäuses der Kraftstoffpumpe bei Betrachtung von einer Auslassseite, und 13B zeigt eine schematische Ansicht des Pumpengehäuses bei Betrachtung von der Einlassseite;
14A, 14B zeigen Vorderansichten des Laufrades bei Betrachtung von der Einlassseite;
15 zeigt eine Schnittansicht eines Pumpenkanals der Kraftstoffpumpe;
16 zeigt eine Schnittansicht des Laufrades und des Pumpengehäuses entlang der Linie XVI-XVI in der 13B;
17 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Winkel ε in der 16 und dem Pumpenwirkungsgrad; und
18 zeigt eine Schnittansicht des Laufrades und eines Pumpengehäuses gemäß einer Abwandlung.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Wie dies in der 1 gezeigt ist, ist eine Kraftstoffpumpe 10 eine behälterinnere Turbinenpumpe, die in einem Inneren eines Kraftstoffbehälters eines Fahrzeugs wie zum Beispiel ein Automobil vorgesehen ist. Die Kraftstoffpumpe 10 ist eine Fluidpumpe, die Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter zu einem Kraftstoffeinspritzventil (nicht gezeigt) zuführt. Ein Auslassdruck der Kraftstoffpumpe 10 wird zum Beispiel zwischen 0,25 und 1,0 MPa festgelegt. Die Kraftstoffpumpe 10 lässt den Kraftstoff zum Beispiel über einen Bereich von 50 bis 300 l/h aus. Eine Drehzahl der Kraftstoffpumpe 10 wird zum Beispiel zwischen 4000 und 12000 U/min festgelegt.
Die Kraftstoffpumpe 10 hat einen Pumpenabschnitt 12 und einen Motorabschnitt 13. Der Motorabschnitt 13 betätigt den Pumpenabschnitt 12. Ein Gehäuse 14 nimmt sowohl den Pumpenabschnitt 12 als auch den Motorabschnitt 13 auf. Das Gehäuse 14 ist an eine Endabdeckung 16 und eine Pumpeneinfassung 20 gekrimpt und befestigt.
Der Pumpenabschnitt 12 ist eine Turbinenpumpe, die Pumpeneinfassungen 20, 22 und ein Laufrad 30 aufweist. Die Pumpeneinfassung 22 ist mittels einer Presspassung in das Gehäuse 14 axial an einen Absatz 15 des Gehäuses 14 eingepasst. Die Pumpeneinfassungen 20, 22 dienen als Einfassungselemente, die das Laufrad 30 als ein Rotorelement drehbar aufnehmen. Die Pumpeneinfassungen 20, 22 und das Laufrad 30 definieren Pumpenkanäle 202 (3), die jeweils im Wesentlichen C-förmig sind.
Wie dies in den 4A, 4B gezeigt ist, hat das Laufrad 30 eine im Wesentlichen runde Form mit einem Außenumfang, an den mehrere Flügelnuten 36 vorgesehen sind. Die Flügelnuten 36 sind entlang der Drehrichtung des Laufrades 30 angeordnet. Die Flügelnuten 36, die in Umfangsrichtung aneinander angrenzen, sind ungleichmäßig voneinander beabstandet. Die Flügelnuten 36 sind mit einer unregelmäßigen Teilung bezüglich der Drehrichtung angeordnet. Das Laufrad 30 dreht sich zusammen mit einer Welle 51 in Zusammenwirkung mit einer Drehung eines Ankers 50, so dass ein Kraftstoff aus einer radial äußeren Seite von einer der Flügelnuten 36 in einen Pumpenkanal 202 strömt. Der Kraftstoff strömt aus dem Pumpenkanal 202 in eine radial innere Seite einer anderen Flügelnut 36, die an einer hinteren Seite von der einen Flügelnut 36 bezüglich der Drehrichtung ist. Somit bildet der Kraftstoff eine Wirbelströmung 300, indem das Ausströmen aus der einen Flügelnut 36 und das Einströmen in die andere Flügelnut 36 wiederholt werden. Der Kraftstoff, der die Wirbelströmung 300 bildet, wird durch den Pumpenkanal 202 mit Druck beaufschlagt. Der Kraftstoff wird durch einen Einlassanschluss 200 (3) eingezogen, der in der Pumpeneinfassung 20 vorgesehen ist, und zwar durch eine Drehung des Laufrades 30. Der eingezogene Kraftstoff wird durch den Pumpenkanal 202 durch die Drehung des Laufrades 30 mit Druck beaufschlagt, wodurch er unter Druck zu dem Motorabschnitt 13 durch einen Auslassanschluss 206 (3) gefördert wird, der in der Pumpeneinfassung 22 vorgesehen ist. Der unter Druck zu dem Motorabschnitt 13 geförderte Kraftstoff wird zu einer Kraftmaschine durch einen Auslassanschluss 210 zugeführt, der in der Endabdeckung 16 vorgesehen ist, nachdem er durch einen Kraftstoffkanal 208 hindurch getreten ist, der zwischen Dauermagneten 40 und dem Anker 50 definiert ist. Die Pumpeneinfassung 20 hat ein Entlüftungsloch 204 (3). Dampf, der in dem Kraftstoff enthalten ist, welcher durch den Pumpenkanal 202 hindurch strömt, wird zu der Außenseite der Kraftstoffpumpe 10 durch das Entlüftungsloch 205 ausgelassen.
Jeder Dauermagnet 40 hat eine im Wesentlichen viertelkreisbogenförmige Form. Vier Dauermagnete 40 sind in Umfangsrichtung entlang des Innenumfanges des Gehäuses 14 angeordnet. Die Dauermagnete 40 definieren vier magnetische Pole, die sich bezüglich der Drehrichtung des Laufrades 30 voneinander unterscheiden.
Der Anker 50 hat ein Ende, das an der Seite des Laufrades 30 ist, das durch eine Kunststoffabdeckung 170 abgedeckt ist, so dass ein Widerstand gegen eine Drehung des Ankers 50 reduziert wird. Der Anker 50 hat das andere Ende, welches sich an der entgegengesetzten Seite des Laufrades 30 befindet. Das andere Ende des Ankers 50 ist mit einem Kommutator 80 versehen. Die Welle 51 dient als eine Drehachse des Ankers 50. Die Welle 51 ist durch Lager 24 drehbar gestützt, die durch die Endabdeckung 16 und die Pumpeneinfassung 20 aufgenommen sind.
Der Anker 50 hat einen mittleren Kern 52 in seiner Drehmitte. Die Welle 51 ist mittels einer Presspassung in den mittleren Kern 52 eingefügt, der eine zylindrische Form aufweist, die einen im Wesentlichen sechseckigen Querschnitt hat. Sechs Magnetpolkerne 54 sind an dem Außenumfang des mittleren Kernes 52 vorgesehen, und sie sind bezüglich der Drehrichtung angeordnet. Die sechs Magnetpolkerne 54 sind an den mittleren Kern 52 angebracht. Jeder der sechs Magnetpolkerne 54 hat den Außenumfang, an den eine Haspel 60 angebracht ist. Die Haspel 60 ist aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff ausgebildet. Eine Wicklung ist konzentrisch um den Außenumfang der Haspel 60 so vorgesehen, dass eine Spule 62 gebildet ist.
Jede Spule 62 hat ein Ende, das an der Seite des Kommutators 80 ist, das mit dem jeweiligen Spulenanschluss 64 elektrisch verbunden ist. Jeder Spulenanschluss 64 entspricht der Drehposition der jeweiligen Spule 62. Die Spulenanschlüsse 64 sind an die Anschlüsse 84 des Kommutators 80 angebracht und mit diesen elektrisch verbunden. Jede Spule 62 hat das andere Ende an der entgegengesetzten Seite des Kommutators 80. Das andere Ende der jeweiligen Spule 62 an der Seite des Laufrades 30 ist elektrisch mit den jeweiligen Spulenanschlüssen 66 verbunden. Sechs Spulenanschlüsse 66 sind mit im Wesentlichen ringartigen Anschlüssen 168 elektrisch verbunden.
Der Kommutator 80 ist einstückig ausgebildet, und er hat eine kassettenartige Struktur. Der Kommutator 80 ist mit dem Anker 50 dadurch montiert, dass die Welle 51 in ein Durchgangsloch 81 des Kommutators 80 in jenem Zustand eingefügt wird, bei dem die Welle 51 mittels einer Presspassung in den mittleren Kern 52 eingepasst ist. In diesem Zustand sind die Anschlüsse 84, die von dem Kommutator 80 zu dem Anker 50 vorstehen, jeweils an die Spulenanschlüsse 64 des Ankers 50 angebracht, wodurch sie mit den jeweiligen Spulenanschlüssen 64 elektrisch verbunden sind.
Der Kommutator 80 hat sechs Segmente 82, die bezüglich der Drehrichtung angeordnet sind. Die sechs Segmente 82 sind zum Beispiel aus Kohlenstoff (Karbon) ausgebildet. Die Segmente 82 sind über Luftspalte und/oder elektrisch isolierenden Kunststoff 86 voneinander elektrisch isoliert.
Jedes Segment 82 ist mit dem entsprechenden Anschluss 84 über jeweilige mittlere Anschlüsse 83 elektrisch verbunden. Der Kommutator 80 ist dadurch einstückig ausgebildet, dass die Segmente 82, die mittleren Anschlüsse 83 und die Anschlüsse 84 in dem elektrisch isolierenden Kunststoff 86 durch Einsetz-Spritzgießen ausgebildet wird. Jedes Segment 82 hat eine Gleitfläche, an der eine Bürste (nicht gezeigt) gleitet. Die Gleitfläche von jedem Segment 82 ist von dem elektrisch isolierenden Kunststoff 86 frei. Der Kommutator 80 dreht sich zusammen mit dem Anker 50, so dass jedes Segment 82 nacheinander mit der Bürste in Kontakt gelangt. Der Kommutator 80 dreht sich und gelangt mit der Bürste in Kontakt, so dass ein elektrischer Strom gleichgerichtet wird, der in die Spulen 62 eingespeist wird. Die Dauermagnete 40, der Anker 50, der Kommutator 80 und die nicht dargestellte Bürste bilden einen Gleichstrommotor.
Als Nächstes wird die Struktur des Laufrades 30 beschrieben.
Das Laufrad 30 ist einstückig aus einem Kunststoff so ausgebildet, dass es im Wesentlichen scheibenförmig ist. Wie dies in den 4A, 4B gezeigt ist, hat das Laufrad 30 den Außenumfang, der durch einen ringartigen Abschnitt 32 umgeben ist. Der ringartige Abschnitt 32 hat den Innenumfang, in dem Flügelnuten 36 vorgesehen sind. Wie dies in der 2B gezeigt ist, sind die Flügelnuten 36, die bezüglich der Drehrichtung aneinander angrenzen, durch eine Trennwand 34 getrennt. Das Laufrad 30 hat die Dickenmitte 37c (2B) bezüglich der Dickenrichtung des Laufrades 30. Das Laufrad 30 hat die Flächen 31 der Dickenenden bezüglich der Dickenrichtung des Laufrades 30. Die Trennwand 34 erstreckt sich im Wesentlichen von der Dickenmitte 37c des Laufrades 30 zu den Flächen 31 der Dickenenden. Die Trennwand 34 ist nach vorn bezüglich der Drehrichtung so geneigt, dass die Trennwand 34 im Wesentlichen eine V-Form bildet. Wie dies in der 5 gezeigt ist, steht eine Trennwand 35 von der radial inneren Seite der Flügelnut 36 radial nach außen vor. Die Trennwand 35 trennt teilweise die radial innere Seite der Flügelnut 36. Die Flügelnuten 36 sind bezüglich der axialen Richtung der Drehachse an der radial äußeren Seite der Trennwand 35 miteinander in Verbindung. Kraftstoff strömt aus den Pumpenkanälen 202 an beiden axialen Seiten in die Flügelnuten 36, und der Kraftstoff bildet eine Wirbelströmung 300 entlang der Trennwand 35. Die Wirbelströmung 300 dreht sich an beiden axialen Seiten bezüglich der Trennwand 35 in entgegengesetzten Richtungen.
Wie dies in der 2B gezeigt ist, hat die Flügelnut 36 eine hintere Fläche 37, die sich an der hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung befindet. Zumindest die radial innere Seite der hinteren Fläche 37 ist von der radial inneren Seite zu der radial äußeren Seite nach hinten bezüglich der Drehrichtung geneigt. Die hintere Fläche 37 der Flügelnut 36 hat ein radial inneres Ende 37a und ein radial äußeres Ende 37b, die über ein Liniensegment 110 verbunden sind. Eine Gerade 104 erstreckt sich von dem radial inneren Ende 37a entlang des Radius 102 des Laufrades 30 radial nach außen. Das Liniensegment 110 und die Gerade 104 definieren dazwischen einen sich nach hinten neigenden Winkel α. Der sich nach hinten neigende Winkel α erfüllt die folgende Beziehung: 15° ≤ α ≤ 30°. In der 2A bezeichnet das Bezugszeichen 100 die Drehachse des Laufrades 30.
Wenn der sich nach hinten neigende Winkel α auf weniger als 15° festgelegt wird, das heißt α < 15°, dann kann die Wirbelströmung 300 gegen die hintere Fläche 37 in einem großen Winkel kollidieren, anstatt dass sie in die Flügelnut 36 entlang der hinteren Fläche 37 hinein strömt. Diese Kollision der Wirbelströmung 300 bringt eine Kraft auf das Laufrad 30 in entgegengesetzter Richtung zu der Drehrichtung des Laufrades 30 auf. Folglich stört die Kraft aufgrund der Kollision eine Drehung des Laufrades 30. Wenn der sich nach hinten neigende Winkel α größer als 30° festgelegt wird, dass heißt α > 30°, dann wird die hintere Fläche 37 übermäßig nach hinten bezüglich der Wirbelströmung 300 geneigt, die in die Flügelnut 36 hinein strömt, und zwar bezüglich der Drehrichtung. Dementsprechend kann die Wirbelströmung 300 abgeschält werden, wenn die Wirbelströmung 300 in die Flügelnut 36 eintritt. Folglich wird der Widerstand groß, wenn die Wirbelströmung 300 in die Flügelnut 36 eintritt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird daher der sich nach hinten neigende Winkel α so definiert, dass die Beziehung 15° ≤ α ≤ 30° erfüllt ist. Somit strömt die Wirbelströmung 300 behutsam in die Flügelnut 36, und ein Widerstand wird reduziert, wenn die Wirbelströmung 300 in die Flügelnut 36 hinein strömt. Wie dies in der 6A gezeigt ist, wird ein Pumpenwirkungsgrad ηp um seinen maximalen Wert in dem Bereich von 15° ≤ α ≤ 30° aufrechterhalten. Der sich nach hinten neigende Winkel α erfüllt vorzugsweise die folgende Beziehung: 20° ≤ α. Der sich nach hinten neigende Winkel α wird nämlich vorzugsweise so festgelegt, dass er gleich oder größer als 20° ist.
Hierbei wird der Wirkungsgrad η der Kraftstoffpumpe 10 dadurch berechnet, dass ein Motorwirkungsgrad ηm mit dem Pumpenwirkungsgrad ηp multipliziert wird. Wenn sich der Pumpenwirkungsgrad ηp erhöht, dann wird der Wirkungsgrad η der Kraftstoffpumpe 10 verbessert.
Der Motorwirkungsgrad ηm wird durch die folgende Formel berechnet: ηm = (T × N)/(I × V). Der Pumpenwirkungsgrad ηp wird durch die folgende Formel berechnet: ηp = (P × Q)/(T × N). In den vorstehend genannten Formeln bezeichnet I einen elektrischen Strom, der in den Motorabschnitt 13 eingespeist wird, V bezeichnet eine elektrische Spannung, die auf den Motorabschnitt 13 aufgebracht wird, T bezeichnet ein Moment, das durch den Motorabschnitt 13 erzeugt wird, und P, Q bezeichnen einen Druck beziehungsweise die Menge des Kraftstoffes, der aus der Kraftstoffpumpe 10 ausgelassen wird. Der Wirkungsgrad η der Kraftstoffpumpe 10 wird dadurch berechnet, dass der Motorwirkungsgrad ηm mit dem Pumpenwirkungsgrad ηp multipliziert wird. Der Wirkungsgrad η der Kraftstoffpumpe 10 wird nämlich durch die folgende Formel berechnet: η = (P × Q)/(I × V). Wenn der Pumpenwirkungsgrad ηp verbessert ist, dann kann der Druck oder die Menge des Kraftstoffes verbessert werden, der aus der Kraftstoffpumpe 10 ausgelassen wird, ohne dass der Energieverbrauch der Kraftstoffpumpe 10 erhöht ist.
Unter Bezugnahme auf die 2B ist die hintere Fläche 37 der Flügelnut 36 von der Dickenmitte 37c zu beiden Flächen 31 der Dickenenden bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt. Die hintere Fläche 37 erstreckt sich nämlich von der Dickenmitte 37c zu beiden Flächen 31 der Dickenenden, so dass die hintere Fläche 37 im Wesentlichen eine V-Form bildet. Die hintere Fläche 37 hat Dickenenden 37d bezüglich der Dickenrichtung des Laufrades 30. Die Dickenmitte 37c und die jeweiligen Dickenenden 37d sind über ein Liniensegment 112 verbunden. Eine Gerade 106 erstreckt sich von der Dickenmitte 37c entlang der Umfangsrichtung bezüglich der Drehrichtung nach vorn. Das Liniensegment 112 und die Gerade 106 definieren dazwischen einen sich nach vorn neigenden Winkel β. Der sich nach vorn neigende Winkel β erfüllt die folgende Beziehung: β ≤ 60°. Die Gerade 106 ist senkrecht zu der Drehachse 100.
Wenn sich die Wirbelströmung 300 aus der Flügelnut 36 heraus bewegt, dann nimmt die Wirbelströmung 300 eine Energiekomponente von der Flügelnut 36 bezüglich der Drehrichtung nach vorn auf. Wenn der sich nach vorn neigende Winkel β größer als 60° festgelegt wird, das heißt β > 60°, dann wird die Energiekomponente klein, die von der Flügelnut 36 auf die Wirbelströmung 300 nach vorn aufgebracht wird. Dementsprechend wird eine Ganghöhe der Wirbelströmung 300 bezüglich der Drehrichtung groß. Wenn sich die Wirbelströmung 300 aus einer der Flügelnuten 36 heraus bewegt und in die nachfolgende Flügelnut 36 eintritt, die an der hinteren Seite der einen Flügelnut 36 bezüglich der Drehrichtung ist, dann wird folglich das Intervall zwischen der einen Flügelnut 36 und der nachfolgenden Flügelnut 36 groß. Die Anzahl der Eingänge in und der Ausgänge aus den Flügelnuten 36 verringert sich nämlich, während die Wirbelströmung 300 durch den Pumpenkanal 202 hindurch tritt. Dementsprechend kann der Kraftstoff nicht ausreichend mit Druck beaufschlagt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird daher der sich nach vorn neigende Winkel β so festgelegt, dass er die Beziehung β ≤ 60° erfüllt, so dass die Energiekomponente groß wird, die von der Flügelnut 36 auf die Wirbelströmung 300 bezüglich der Drehrichtung nach vorn aufgebracht wird, wenn sich die Wirbelströmung 300 aus der Flügelnut 36 heraus bewegt. Somit wird die Ganghöhe der Wirbelströmung 300 bezüglich der Drehrichtung klein. Folglich erhöht sich die Anzahl der Eingänge in und der Ausgänge aus den Flügelnuten 36, während die Wirbelströmung 300 durch den Pumpenkanal 202 hindurch tritt. Daher kann ein Wirkungsgrad zum Druckbeaufschlagen des Kraftstoffes verbessert werden. Wie dies in der 6B gezeigt ist, wird der Pumpenwirkungsgrad ηp somit um seinen maximalen Wert in den Bereich von β ≤ 60° aufrechterhalten.
Wenn der sich nach vorn neigende Winkel β übermäßig klein oder übermäßig groß bezüglich des sich nach hinten neigenden Winkels α ist, dann kann die Wirbelströmung 300, die sich aus der Flügelnut 36 entlang der hinteren Fläche 37 bei dem sich nach vorn neigenden Winkel β heraus bewegt, nicht behutsam in die hintere Fläche 37 der Flügelnut 36 hinein strömen, die mit dem sich nach hinten neigenden Winkel α geneigt ist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden daher der sich nach hinten neigende Winkel α und der sich nach vorn neigende Winkel β so festgelegt, dass die folgende Beziehung 1 ≤ β/α ≤ 4 erfüllt ist, so dass der Kraftstoff behutsam in die Flügelnut 36 in den Bereichen von 15° ≤ α ≤ 30° und β ≤ 60° hinein strömt. Wie dies in der 6C gezeigt ist, wird somit der Pumpenwirkungsgrad ηp um seinen maximalen Wert in dem Bereich von 1 ≤ β/α ≤ 4 aufrechterhalten.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat die Flügelnut 36 eine vordere Fläche 38 an der vorderen Seite bezüglich der Drehrichtung. Die vordere Fläche 38 erstreckt sich von der Dickenmitte 37c zu beiden Flächen 31 der Dickenenden, so dass die vordere Fläche 38 im Wesentlichen eine V-Form bildet, und zwar ähnlich wie die hintere Fläche 37. Bei dieser Struktur sind die Form der hinteren Fläche 37 und die Form der vorderen Fläche 38 im Wesentlichen gleich, so dass eine Kraftstoffströmungsmenge, die aus der Flügelnut 36 heraus strömt, und eine Kraftstoffströmungsmenge, die in die Flügelnut 36 hinein strömt, im Wesentlichen einheitlich sind. Folglich kann ein Wirkungsgrad zur Druckbeaufschlagung des Kraftstoffes verbessert werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel umgibt der ringartige Abschnitt 32 zusätzlich die radial äußere Seite der Flügelnuten 36, und der Außenumfang des Laufrades 30 muss keinen Pumpenkanal haben. Kraftstoff wird durch den Pumpenkanal 202 mit Druck beaufschlagt, und der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff erzeugt einen Differenzialdruck bezüglich der Drehrichtung. Bei dieser Struktur wird der Differenzialdruck nicht direkt radial auf das Laufrad 30 aufgebracht. Somit wird die Kraft reduziert, die auf das Laufrad 30 bezüglich der radialen Richtung aufgebracht wird. Somit kann eine Fehlausrichtung der Drehmitte des Laufrades 30 begrenzt werden, so dass das Laufrad 30 behutsam drehen kann.
(Zweites, drittes, viertes und fünftes Ausführungsbeispiel)
Die 7, die 8, die 9 und die 10 bilden das zweite, das dritte, das vierte beziehungsweise das fünfte Ausführungsbeispiel ab. Die Struktur der Kraftstoffpumpe mit dem entsprechenden Laufrad des zweiten bis fünften Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gleich dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei dem zweiten, dem dritten, dem vierten und dem fünften Ausführungsbeispiel haben Flügelnuten 120, 130, 140 und 150 hintere Flächen 121, 131, 141 beziehungsweise 151 an der hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung, und zumindest die radial innere Seite der entsprechenden hinteren Fläche 121, 131, 141 beziehungsweise 151 ist von der radial inneren Seite zu der radial äußeren Seite bezüglich der Drehrichtung ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel geneigt. Jede hintere Fläche 121, 131, 141 und 151 hat ein entsprechendes radial inneres Ende 121a, 131a, 141a und 151a und ein entsprechendes radial äußeres Ende 121b, 131b, 141b und 151b. Jedes radial innere Ende 121a, 131a, 141a und 151a und ein entsprechendes radial äußeres Ende 121b, 131b, 141b und 151b sind über ein Liniensegment 110 verbunden. Eine Gerade 104 erstreckt sich radial von jedem radial inneren Ende 121a, 131a, 141a und 151a entlang des Radius 102 des Laufrades 30 nach außen. Das Liniensegment 110 und die Gerade 104 definieren dazwischen einen sich nach hinten neigenden Winkel α. Der sich nach hinten neigende Winkel α erfüllt die folgende Beziehung: 15° ≤ α ≤ 30°.
Der sich nach vorn neigende Winkel β von jeder hinteren Fläche 121, 131, 141 und 151 ist so festgelegt, dass die Beziehung β ≤ 60° ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erfüllt ist. Darüber hinaus sind der sich nach hinten neigende Winkel α und der sich nach vorn neigende Winkel β so festgelegt, dass die Beziehung 1 ≤ β/α ≤ 4 erfüllt ist.
Wie dies in der 7 gezeigt ist, hat die Flügelnut 120 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel vier Ecken, die jeweils im Wesentlichen bogenförmig sind. Bei dieser Struktur definieren jedes radial innere Ende 121a und das radial äußere Ende 121b im Wesentlichen die Mitte des Bogens der entsprechenden Ecke.
Wie dies in der 8 gezeigt ist, ist die radial äußere Seite der hinteren Fläche 131 bei dem dritten Ausführungsbeispiel zu dem radial äußeren Ende bezüglich der Drehrichtung in der Flügelnut 130 nach vorn geneigt. Die radial innere Seite der hinteren Fläche 131 und die radial äußere Seite der hinteren Fläche 131 definieren dazwischen eine leicht gekrümmte Fläche.
Wie dies in der 9 gezeigt ist, erstreckt sich bei dem vierten Ausführungsbeispiel die radial äußere Seite der hinteren Fläche 141 der Flügelnut 140 im Allgemeinen entlang der Geraden 104 nach außen. Die radial innere Seite der hinteren Fläche 141 und die radial äußere Seite der hinteren Fläche 141 definieren dazwischen eine leicht gekrümmte Fläche.
Wie dies in der 10 gezeigt ist, definiert die hintere Fläche 151 der Flügelnut 150 bei dem fünften Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen ebene Fläche.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Wie dies in der 11 gezeigt ist, ist eine Kraftstoffpumpe 10 bei dem sechsten Ausführungsbeispiel eine behälterinnere Turbinenpumpe, die in einem Inneren eines Kraftstoffbehälters eines Fahrzeuges wie zum Beispiel eines Automobils ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Auslassdruck der Kraftstoffpumpe 10 zum Beispiel zwischen 0,25 bis 1,0 MPa festgelegt. Die Kraftstoffpumpe 10 lässt Kraftstoff zum Beispiel über einen Bereich von 50 bis 250 l/h aus. Eine Drehzahl der Kraftstoffpumpe 10 ist zum Beispiel zwischen 4000 und 12000 U/min festgelegt.
Die Kraftstoffpumpe 10 hat einen Pumpenabschnitt 12 und einen Motorabschnitt 13, und zwar ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Ein Gehäuse 14 nimmt sowohl den Pumpenabschnitt 12 als auch den Motorabschnitt 13 auf. Das Gehäuse 14 ist an eine Endabdeckung 16 und an eine Pumpeneinfassung 20 gekrimpt und daran befestigt.
Der Pumpenabschnitt 12 ist eine Turbinenpumpe, die Pumpeneinfassungen 20, 22 und ein Laufrad 30 aufweist. Die Pumpeneinfassung 22 ist mittels einer Presspassung in das Gehäuse 14 axial an den Absatz 15 des Gehäuses 14 eingepasst. Die Pumpeneinfassungen 20, 22 dienen als Einfassungselemente, die das Laufrad 30 als ein Rotorelement drehbar aufnehmen. Die Pumpeneinfassungen 20, 22 und das Laufrad 30 definieren Pumpenkanäle 202, 203 (13A, 13B), die im Wesentlichen C-förmig sind. Bei dieser Struktur hat das Laufrad 30 die Pumpenkanäle 202, 203 jeweils an beiden Seiten bezüglich der axialen Richtung, das heißt in der Dickenrichtung des Laufrades 30.
Wie dies in den 14A, 14B gezeigt ist, hat das Laufrad 30 im Wesentlichen eine Scheibenform mit dem Außenumfang, um den die Flügelnuten 36 bezüglich der Drehrichtung angeordnet sind. Das Laufrad 30 dreht sich zusammen mit der Welle 51 im Zusammenhang mit einer Drehung des Ankers 50 (11), so dass der Kraftstoff von einer radial äußeren Seite von einer der Flügelnuten 36 in die Pumpenkanäle 202, 203 hinein strömt. Der Kraftstoff strömt aus den Pumpenkanälen 202, 203 in eine radial innere Seite einer andern Flügelnut 36, die an einer hinteren Seite der einen Flügelnut 36 bezüglich der Drehrichtung ist. Somit bildet der Kraftstoff eine Wirbelströmung 300, indem er wiederholt aus der einen Flügelnut 36 heraus und in die andere Flügelnut 36 hinein strömt. Der Kraftstoff, der die Wirbelströmung 300 bildet, wird durch die Pumpenkanäle 202, 203 mit Druck beaufschlagt. Der Kraftstoff wird durch den Einlassanschluss 200 (13B) eingezogen, der in der Pumpeneinfassung 20 vorgesehen ist, und zwar bei einer Drehung des Laufrades 30. Der eingezogene Kraftstoff wird durch die Pumpenkanäle 202, 203 mit Druck beaufschlagt, die an beiden Seiten des Laufrades 30 bezüglich der Dickenrichtung des Laufrades 30 sind, und zwar bei einer Drehung des Laufrades 30. Der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird unter Druck zu dem Motorabschnitt 13 durch den Auslassanschluss 206 (13A) gefördert, der in der Pumpeneinfassung 22 vorgesehen ist. Der Kraftstoff wird durch den Pumpenkanal 202 an der Seite des Einlassanschlusses 20 mit Druck beaufschlagt. Dieser mit Druck beaufschlagte Kraftstoff strömt in den Pumpenkanal 203 an der Seite des Auslassanschlusses 206 durch die Flügelnut 36 in der Nähe des Auslassanschlusses 206. Somit wird der Kraftstoff unter Druck aus dem Auslassanschluss 206 in den Motorabschnitt 13 gefördert. Der unter Druck zu dem Motorabschnitt 13 geförderte Kraftstoff wird zu der Kraftmaschine durch den Auslassanschluss 210 zugeführt, der an der Endabdeckung 16 vorgesehen ist, und zwar nachdem er durch den Kraftstoffkanal 208 hindurch getreten ist, der zwischen dem Dauermagneten 40 und dem Anker 40 definiert ist. Die Pumpeneinfassung 20 hat ein Entlüftungsloch 204 (13B). Dampf, der in dem Kraftstoff enthalten ist, der durch die Pumpenkanäle 202, 203 hindurch strömt, wird zur Außenseite der Kraftstoffpumpe 10 durch das Entlüftungsloch 204 ausgestoßen.
Jeder Dauermagnet 40 hat im Wesentlichen eine Viertelkreisbogenform. Vier Dauermagnete 40 sind in Umfangsrichtung entlang des Innenumfangs des Gehäuses 14 angeordnet. Die Dauermagnete 40 definieren vier Magnetpole, die sich bezüglich der Drehrichtung des Laufrades 30 voneinander unterscheiden.
Der Anker 50 hat das Ende, das an der Seite des Laufrades 30 ist und mit einer metallischen Abdeckung 68 abgedeckt ist, so dass ein Widerstand gegen eine Drehung des Ankers 50 reduziert wird. Der Anker 50 hat das andere Ende, das an der entgegengesetzten Seite des Laufrades 30 ist. Das andere Ende des Ankers 50 ist mit dem Kommutator 70 versehen. Die Welle 51 dient als die Drehachse des Ankers 50. Die Welle 51 ist durch Lager 24 drehbar gestützt, die durch die Endabdeckung 16 und die Pumpeneinfassung 22 aufgenommen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die sechs Spulenanschlüsse 66 über die metallische Abdeckung 68 miteinander elektrisch verbunden.
Als Nächstes werden die Strukturen des Laufrades 30 und des Einlassanschlusses 200 beschrieben.
Das Laufrad 30 ist aus einem Kunststoff einstückig so ausgebildet, dass es im Wesentlichen scheibenförmig ist. Wie dies in den 14A, 14B gezeigt ist, hat das Laufrad 30 den Außenumfang, der durch den ringartigen Abschnitt 32 umgeben ist. Der ringartige Abschnitt 32 hat den Innenumfang, an dem die Flügelnuten 36 bezüglich der Drehrichtung angeordnet sind. Die Flügelnuten 36, die in Umfangsrichtung aneinander angrenzen, sind uneinheitlich voneinander beabstandet. Die Flügelnuten 36 können mit einer unregelmäßigen Teilung bezüglich der Drehrichtung angeordnet sein. Wie dies in der 12B gezeigt ist, sind die Flügelnuten 36, die bezüglich der Drehrichtung aneinander angrenzen, durch die Trennwand 34 getrennt. Das Laufrad 30 hat die Dickenmitte 37c bezüglich der Dickenrichtung des Laufrades 30. Das Laufrad 30 hat die Flächen 31 der Dickenenden 31 bezüglich der Dickenrichtung des Laufrades 30. Die Trennwand 34 erstreckt sich im Wesentlichen von der Dickenmitte 37c des Laufrades 30 zu beiden Flächen 31 der Dickenenden. Die Trennwand 34 ist bezüglich der Drehrichtung so nach vorn geneigt, dass die Trennwand 34 im Wesentlichen eine V-Form bildet. Wie dies in der 15 gezeigt ist, steht die Trennwand 35 von der radial inneren Seite der Flügelnut 36 radial nach außen vor. Die Trennwand 35 trennt teilweise die radial innere Seite der Flügelnut 36. Die Flügelnuten 36 sind bezüglich der axialen Richtung der Drehachse an der radial äußeren Seite der Trennwand 35 miteinander in Verbindung. Der Kraftstoff strömt aus den Pumpenkanälen 202, 203 an beiden axialen Seiten in die Flügelnuten 36, und der Kraftstoff bildet die Wirbelströmung 300, die sich an beiden axialen Seiten entlang der Trennwand 35 in entgegengesetzten Richtungen drehen.
Wie dies in der 12B gezeigt ist, hat die Flügelnut 36 die hintere Fläche 37 an der hinteren Seite, das heißt an der Rückseite bezüglich der Drehrichtung. Unter Bezugnahme auf die 12A ist zumindest die radial innere Seite der hinteren Fläche 37 von der radial inneren Seite zu der radial äußeren Seite bezüglich der Drehrichtung nach hinten geneigt.
Zumindest die radial innere Seite der hinteren Fläche 37 an der unteren Seite gemäß der 12A ist nämlich von der unteren Seite zu der oberen Seit gemäß der 12A zu der linken Seite gemäß der 12A geneigt. Die hintere Fläche 37 der Flügelnut 36 hat das radial innere Ende 37a und das radial äußere Ende 37b, die über das Liniensegment 110 verbunden sind. Die Gerade 104 erstreckt sich von dem radial inneren Ende 37a entlang des Radius 102 des Laufrades 30 radial nach außen. Das Liniensegment 110 ist bezüglich der Geraden 104 nach hinten bezüglich der Drehrichtung an der radial äußeren Seite geneigt. In der 12A bezeichnet das Bezugszeichen 100 die Drehachse des Laufrades 30.
Unter Bezugnahme auf die 12B ist die hintere Fläche 37 bezüglich der Drehrichtung von der Dickenmitte 37c zu beiden Flächen 31 der Dickenenden nach vorn geneigt. Die hintere Fläche 37 erstreckt sich nämlich von der Dickenmitte 37c zu beiden Flächen 31 der Dickenenden, so dass die hintere Fläche 37 im Wesentlichen eine V-Form bildet. Die hintere Fläche 37 hat die Dickenenden 37d bezüglich der Dickenrichtung des Laufrades 30. Die Dickenmitte 37c ist mit den jeweiligen Dickenenden 37d über das Liniensegment 112 verbunden. Die Gerade 106 erstreckt sich von der Dickenmitte 37c entlang der Umfangsrichtung nach vorn bezüglich der Drehrichtung. Das Liniensegment 112 und die Gerade 106 definieren dazwischen einen sich nach vorn neigenden Winkel β. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfüllt der sich nach vorn neigende Winkel β die folgende Beziehung: 40° ≤ β ≤ 60°. Die Gerade 106 ist senkrecht zu der Drehachse 100.
Unter Bezugnahme auf die 16 ist der Einlassanschluss 200 mit den Pumpenkanälen 202 durch einen Verbindungskanal 201 in Verbindung. Der Verbindungskanal 201 hat einen Querschnitt, der sich von dem Einlassanschluss 200 zu den Pumpenkanälen 202 allmählich verringert. Der Verbindungskanal 201, der den Einlassanschluss 200 mit den Pumpenkanälen 202 verbindet, hat eine Verbindungswand 21. Die Verbindungswand 21 ist von dem Einlassanschluss 200 zu den Pumpenkanälen 202 allmählich angehoben, und sie ist mit den Pumpenkanälen 202 verbunden. Kraftstoff wird durch den Einlassanschluss 200 eingezogen und zu den Flügelnuten 36 entlang der Verbindungswand 21 eingeführt.
Die Verbindungswand 21 hat ein einlassseitiges Ende 21a und ein kanalseitiges Ende 21b, die über eine geneigte Gerade 108 verbunden sind. Ein Liniensegment 114 erstreckt sich von der Dickenmitte 37c zu der geneigten Gerade 108 durch eines der Dickenenden 37d. Die geneigte Gerade 108 und das Liniensegment 114 definieren einen nach vorn gerichteten Winkel ε bezüglich der Drehrichtung. Der Winkel ε erfüllt die folgende Beziehung: 90° ≤ ε ≤ 130°.
Kraftstoff, der durch den Einlassanschluss 200 hindurch strömt, wird entlang der Verbindungswand 21 eingeführt. Der Kraftstoff strömt in die Flügelnuten 36 des Laufrades 30, das sich im Allgemeinen mit einer hohen Drehzahl dreht. Wenn der Winkel ε kleiner als 90° ist, das heißt ε < 90°, dann kann der in die Flügelnuten 36 hinein strömende Kraftstoff gegen die hintere Fläche 37 der Flügelnut 36 in einem großen Winkel kollidieren. Wenn der Winkel ε größer als 130° ist, das heißt ε > 130°, dann ist die hintere Fläche 37 der Flügelnut 36 sehr von dem Kraftstoff beabstandet, der in die Flügelnuten 36 durch den Einlassanschluss 200 strömt, in dem er entlang der Verbindungswand 21 eingeführt wird. Dementsprechend strömt der Kraftstoff kaum in die Flügelnuten 36. Daher ist bei dieser Struktur der Winkel ε so definiert, dass er die Beziehung 90° ≤ ε ≤ 130° erfüllt, so dass der Kraftstoff behutsam in die Flügelnuten 36 entlang der hinteren Fläche 37 hinein strömt, während sich das Laufrad mit hoher Drehzahl dreht. Wie dies in der 17 gezeigt ist, wird somit der Pumpenwirkungsgrad ηp des Pumpenabschnitts 12 in dem Bereich von 90° ≤ ε ≤ 130° bedeutend erhöht.
Die Verbindungswand 21, die sich von dem Einlassanschluss 200 zu den Pumpenkanälen 202 erstreckt, hebt sich in einem Steigungswinkel θ an. Die geneigte Gerade 108, die sich von dem Einlassanschluss 200 zu den Pumpenkanälen 202 erstreckt, hebt sich nämlich in dem Steigungswinkel θ an. Der Steigungswinkel θ erfüllt die folgende Beziehung: 10° ≤ θ ≤ 30°.
Wenn der Steigungswinkel θ kleiner als 10° ist, das heißt 10° > θ, dann wird der Kraftstoff, der aus dem Einlassanschluss 200 zu der Verbindungswand 21 strömt, um die Ecke zwischen dem Einlassanschluss 200 und der Verbindungswand 21 abgeschält. Die Kraftstoffströmung wird nämlich von der Verbindungswand 21 um das einlassseitige Ende 21a abgeschält. Folglich verliert die Kraftstoffströmung Energie. Wenn der Steigungswinkel θ größer als 30° ist, das heißt θ > 30°, dann wird die Querschnittsfläche des Verbindungskanals 201 um das einlassseitige Ende 21a groß. In diesem Fall kann sich die Kraftstoffströmung, die aus dem Einlassanschluss 200 zu der Verbindungswand 21 tritt, nicht vollständig zu den Pumpenkanälen 202 orientieren, und sie kann sich teilweise akkumulieren. Folglich verliert die Kraftstoffströmung Energie. Somit wird der Pumpenwirkungsgrad ηp aufgrund einer Reduzierung der Energie der Kraftstoffströmung verringert. Bei dieser Struktur wird daher der Steigungswinkel θ so festgelegt, dass die Beziehung 10° ≤ θ ≤ 30° erfüllt ist, so dass das Abschälen der Kraftstoffströmung, die aus dem Einlassanschluss 200 zu der Verbindungswand 21 tritt, von der Verbindungswand 21 begrenzt werden kann, und so dass eine Akkumulierung der Kraftstoffströmung um das einlassseitige Ende 21a begrenzt werden kann. Somit kann die Energie der Kraftstoffströmung aufrechterhalten werden, so dass der Pumpenwirkungsgrad ηp verbessert werden kann.
Wenn der sich nach vorn neigende Winkel β kleiner als 40° ist, das heißt β < 40°, dann wird die Richtung der Wirbelströmung 300, die in die Flügelnuten 36 eintritt, bezüglich der Drehrichtung drastisch nach vorn geändert, und die Wirbelströmung 300 tritt aus den Flügelnuten 36 aus. Folglich wird die Energie der Wirbelströmung 300 reduziert.
Bei dieser Struktur erfüllt der nach vorn gerichtete Winkel β die Beziehung 40° ≤ β, so dass die Energie der Wirbelströmung 300 aufrecht erhalten wird, die aus den Flügelnuten 36 tritt.
Wenn sich die Wirbelströmung 300 aus der Flügelnut 36 heraus bewegt, dann nimmt die Wirbelströmung 300 eine Energiekomponente aus der Flügelnut 36 bezüglich der Drehrichtung nach vorn auf. Wenn der sich nach vorn neigende Winkel β größer als 60° festgelegt wird, das heißt β > 60°, dann wird die Energiekomponente klein, die von der Flügelnut 36 auf die Wirbelströmung 300 nach vorn aufgebracht wird. Dementsprechend wird eine Ganghöhe der Wirbelströmung 300 bezüglich der Drehrichtung groß. Wenn sich die Wirbelströmung 300 aus einer Flügelnut 36 heraus bewegt und in eine nachfolgende Flügelnut 36 eintritt, die an der hinteren Seite der einen Flügelnut 36 bezüglich der Drehrichtung ist, dann wird folglich das Intervall zwischen der einen Flügelnut 36 und der nachfolgenden Flügelnut 36 groß. Wenn der sich nach vorn neigende Winkel β größer als 60° festgelegt wird, dann verringert sich folglich die Anzahl der Eingänge in und der Ausgänge aus den Flügelnuten 36, während die Wirbelströmung 300 durch die Pumpenkanäle 202 hindurch tritt. Dementsprechend kann der Kraftstoff nicht ausreichend mit Druck beaufschlagt werden.
Daher wird bei dem sechsten Ausführungsbeispiel der sich nach vorn neigende Winkel β so festgelegt, dass die Beziehung β ≤ 60° erfüllt ist, so dass die Energiekomponente, die von der Flügelnut 36 auf die Wirbelströmung 300 bezüglich der Drehrichtung nach vorn aufgebracht wird, groß ist, wenn sich die Wirbelströmung 300 aus der Flügelnut 36 heraus bewegt. Somit wird die Ganghöhe der Wirbelströmung 300 bezüglich der Drehrichtung klein. Folglich ist die Anzahl der Eingänge in und der Ausgänge aus den Flügelnuten 36 erhöht, während die Wirbelströmung 300 durch die Pumpenkanäle 202 hindurch tritt. Somit kann der Wirkungsgrad zur Druckbeaufschlagung des Kraftstoffes verbessert werden, so dass der Pumpenwirkungsgrad ηp verbessert werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hat zusätzlich die Flügelnut 36 die vordere Fläche 38 an der vorderen Seite bezüglich der Drehrichtung. Die vordere Fläche 38 erstreckt sich von der Dickenmitte 37c zu beiden Flächen 31 der Dickenenden derart, dass die vordere Fläche 38 im Wesentlichen eine V-Form bildet, und zwar ähnlich wie die hintere Fläche 37. Bei dieser Struktur sind die Form der hinteren Fläche 37 und die Form der vorderen Fläche 38 im Wesentlichen gleich, so dass eine Kraftstoffströmungsmenge, die aus der Flügelnut 36 heraus strömt, und eine Kraftstoffströmungsmenge, die in die Flügelnut 36 hinein strömt, im Wesentlichen einheitlich sind. Folglich kann der Wirkungsgrad zur Druckbeaufschlagung des Kraftstoffes verbessert werden, so dass der Pumpenwirkungsgrad ηp verbessert werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel umgibt zusätzlich der ringartige Abschnitt 32 die radial äußere Seite der Flügelnuten 36, und der Außenumfang des Laufrades 30 hat keinen Pumpenkanal. Kraftstoff wird durch die Pumpenkanäle 202 mit Druck beaufschlagt, und der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff erzeugt einen Differenzialdruck bezüglich der Drehrichtung. Bei dieser Struktur von diesem Ausführungsbeispiel wird der Differenzialdruck nicht direkt radial auf das Laufrad 30 aufgebracht. Somit wird eine Kraft reduziert, die auf das Laufrad 30 bezüglich der radialen Richtung aufgebracht wird. Folglich kann eine Fehlausrichtung der Drehmitte des Laufrades 30 begrenzt werden, so dass das Laufrad 30 behutsam gedreht werden kann.
Somit wird der Pumpenwirkungsgrad ηp verbessert, so dass die Kapazität der Kraftstoffpumpe 10 verbessert werden kann, und die Auslassmenge der Kraftstoffpumpe 10 kann auch verbessert werden.
(Abwandlung)
Die Verbindungswand 21 ist nicht auf eine ebene Fläche beschränkt. Wie dies in der 18 gezeigt ist, kann die Verbindungswand 21 eine im Wesentlichen konvexe Fläche sein. Die in der 18 gezeigte Verbindungswand 21 hebt sich von dem Einlassanschluss 200 zu den Pumpenkanälen 202 allmählich an, und sie ist mit den Pumpenkanälen 202 in Verbindung. Bei dieser Struktur wird der Kraftstoff durch den Einlassanschluss 200 eingezogen, und er wird durch die Verbindungswand 21 zu den Flügelnuten 36 eingeführt. Bei dieser Abwandlung ist der Winkel ε so definiert, dass die Beziehung 90° ≤ ε ≤ 130° erfüllt ist.
Als Zusammenfassung der vorstehend beschrieben Ausführungsbeispiele ist das Laufrad 30 drehbar in der Fluidpumpe 10 mit den Pumpenkanälen 202, 203, die sich entlang der Drehrichtung des Laufrades 30 erstrecken. Das Laufrad 30 hat die Trennwände 34, die entlang der Drehrichtung angeordnet sind. Zwei angrenzende Trennwände 34 definieren dazwischen die Flügelnut 36. Jede Trennwand 34 hat die hintere Fläche 37 an der hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung. Zumindest die radial innere Seite der hinteren Fläche 37 ist hinten bezüglich der Drehrichtung radial nach außen geneigt. Die hintere Fläche 37 hat das radial innere Ende 37a, 121a, 131a, 141a, 151a und das radial äußere Ende 37b, 121b, 131b, 141b, 151b, die über das Liniensegment 110 verbunden sind. Das Liniensegment 110 kann den sich nach hinten neigenden Winkel α bezüglich des Radius 102 des Laufrades 30 definieren. Der sich nach hinten neigende Winkel α kann ein spitzer Winkel sein. Die hintere Fläche 37 ist von der Dickenmitte 37c des Laufrades 30 zu beiden Dickenenden 37d des Laufrades 30 bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt. Die Dickenmitte 37c und die jeweiligen Dickenenden 37d sind über das Liniensegment 112 verbunden. Das Liniensegment 112 kann den sich nach vorn neigenden Winkel β bezüglich der Geraden 106 definieren. Der sich nach vorn neigende Winkel β kann ein spitzer Winkel sein. Die Gerade 106 kann eine Tangente zu dem Umkreis des Außenumfangs des Laufrades 30 sein. Der sich nach hinten neigende Winkel α und der sich nach vorn neigende Winkel β erfüllen vorzugsweise die folgenden Beziehungen: 15° ≤ α ≤ 30°; β ≤ 60°; und 1 ≤ β/α ≤ 4.
Alternativ hat die Fluidpumpe 10 die Einfassungselemente 20, 22 und das Laufrad 30. Die Einfassungselemente 20, 22 haben den Einlassanschluss 200 und die Pumpenkanäle 202, 203. Das Laufrad 30 ist in den Einfassungselementen 20, 22 drehbar. Das Laufrad 30 hat die Flügelnuten 36, die sich entlang den Pumpenkanälen 202, 203 entlang der Drehrichtung des Laufrades 30 erstrecken. Jede Flügelnut 36 ist durch die hintere Fläche 37 an der hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung definiert. Zumindest die radial innere Seite der hinteren Fläche 37 ist bezüglich der Drehrichtung nach hinten und nach außen geneigt. Die hintere Fläche 37 hat das radiale innere Ende 37a, 121a, 131a, 141a, 151a und das radial äußere Ende 37b, 121b, 131b, 141b, 151b, die über das Liniensegment (erstes Liniensegment) 110 verbunden sind. Das erste Liniensegment 110 kann den sich nach hinten neigenden Winkel α bezüglich des Radius 102 des Laufrades definieren. Der sich nach hinten neigende Winkel α kann ein spitzer Winkel sein. Die hintere Fläche 37 an der Seite des Einlassanschlusses 200 ist von der Dickenmitte 37c des Laufrades 30 zu dem Einlassanschluss 200 bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt. Die Einfassungselemente 20, 22 haben die Verbindungswand 21, die den Verbindungskanal 201 definiert, der den Einlassanschluss 200 mit den Pumpenkanälen 202, 203 verbindet. Die Verbindungswand 21 hat das einlassseitige Ende 21a und das kanalseitige Ende 21b, die über die geneigte Gerade 108 verbunden sind, die sich von dem Einlassanschluss 200 zu den Pumpenkanälen 202, 203 allmählich anhebt. Die geneigte Gerade 108 kann den Winkel ε bezüglich des Liniensegmentes (zweites Liniensegment) 114 definieren, die sich von der Dickenmitte 37c der hinteren Fläche 37 zu der geneigten Gerade 108 durch das einlassseitige Ende 21a der hinteren Fläche 37 erstreckt. Der Winkel ε kann der rechte Winkel oder der stumpfe Winkel sein. Der Winkel ε erfüllt vorzugsweise die folgende Beziehung: 90° ≤ ε ≤ 130°.
(Anderes Ausführungsbeispiel)
Der Steigungswinkel θ kann vorzugsweise so festgelegt werden, dass die Beziehung 10° ≤ θ ≤ 30° erfüllt ist. Jedoch ist der Steigungswinkel θ nicht auf diesen Bereich von 10° ≤ θ ≤ 30° beschränkt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die hintere Fläche 37 von der Dickenmitte 37c zu den entsprechenden Dickenenden 37d in dem Neigungswinkel β so geneigt, dass der sich nach vorn neigende Winkel β die folgende Beziehung erfüllt: 40° ≤ β ≤ 60°. Alternativ kann die hintere Fläche 37 von der Dickenmitte 37c zu einem der Dickenenden 37d an der Seite des Einlassanschlusses 200 so geneigt sein, dass der sich nach vorn neigende Winkel β die folgende Beziehung erfüllt: 40° ≤ β ≤ 60°. Der Neigungswinkel β kann vorzugsweise so festgelegt sein, dass die Beziehung 40° ≤ β ≤ 60° erfüllt ist. Jedoch ist der Neigungswinkel β nicht auf diesen Bereich von 40° ≤ β ≤ 60° beschränkt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Kraftstoff durch beide Pumpenkanäle 202, 203 an beiden Seiten des Laufrades 30 mit Druck beaufschlagt. Nachfolgend wird der Kraftstoff durch den Einlassanschluss 200 an einer Seite des Laufrades 30 bezüglich der Dickenrichtung eingezogen, und der eingezogene Kraftstoff wird unter Druck zu der anderen Seite des Laufrades 30 gefördert. Somit wird der Kraftstoff zu dem Motorabschnitt 13 zugeführt. Zum Beispiel kann die Kraftstoffpumpe alternativ eine Struktur aufweisen, bei der der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff nicht unter Druck in den Motorabschnitt 13 gefördert wird. Bei dieser Struktur kann der Pumpenkanal 203 weggelassen werden, der an der entgegengesetzten Seite des Einlassanschlusses 200 bezüglich des Laufrades 30 ist, und der Kraftstoff kann durch den Pumpenkanal 202 an der Seite des Einlassanschlusses 200 mit Druck beaufschlagt werden.
Die Verbindungswand 21 ist nicht auf die im Wesentlichen ebene Fläche und eine im Wesentlichen konvexe Fläche beschränkt. Die Verbindungswand 21 kann eine im Wesentlichen konkave Fläche sein.
Der Außenumfang der Flügelnuten 36 muss nicht durch den ringartigen Abschnitt 32 umgeben sein, und der Außenumfang der Flügelnuten 36 kann offen sein. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erstreckt sich die vordere Fläche 38 der Flügelnut 36 entsprechend der hinteren Fläche 37, so dass die vordere Fläche 38 im Wesentlichen eine V-Form bildet. Alternativ kann die vordere Fläche 38 eine im Wesentlichen ebene Fläche sein, die sich im Allgemeinen entlang der Dickenrichtung erstreckt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Motor mit der Bürste auf den Motorabschnitt der Kraftstoffpumpe angewendet. Alternativ kann ein bürstenloser Motor bei dem Motorabschnitt angewendet werden.
Das Fluid ist nicht auf den Kraftstoff beschränkt, und die Struktur der Pumpe und des Laufrades kann auf beliebige andere hydraulische Geräte angewendet werden.
Die vorstehend beschriebenen Strukturen der Ausführungsbeispiele können in geeigneter Weise kombiniert werden.
Vielfältige Abwandlungen und Alternativen können abweichend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen geschaffen werden, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Ein Laufrad (30) hat Flügelnuten (36), die bezüglich der Drehrichtung angeordnet sind. Zumindest die radial innere Seite einer hinteren Fläche (37) von jeder Flügelnut (36) ist bezüglich der Drehrichtung nach hinten und radial nach außen geneigt. Die hintere Fläche (37) hat ein radial inneres Ende (37a) und ein radial äußeres Ende (37b), die über ein Liniensegment (110) verbunden sind. Das Liniensegment (110) und ein Radius (102) des Laufrades (30) definieren dazwischen einen sich nach hinten neigenden Winkel α. Die hintere Fläche (37) ist von einer Dickenmitte (37c) des Laufrades (30) zu dem jeweiligen Dickenende (37d) des Laufrades (30) bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt. Die Dickenmitte (37c) und das Dickenende (37d) sind über ein Liniensegment (112) verbunden. Das Liniensegment (112) und die Dickenmitte (37c) definieren dazwischen einen sich nach vorn neigenden Winkel β. Die Winkel α, β erfüllen die folgenden Beziehungen: 15° ≤ α ≤ 30°; β ≤ 60°; und 1 ≤ β/α ≤ 4.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Freier Text des Sequenzprotokolls

Claims

Laufrad (30), das in einer Fluidpumpe (10) drehbar ist, um ein Fluid in einem Pumpenkanal (202, 203) entlang einer Drehrichtung des Laufrades (30) mit Druck zu beaufschlagen, wobei das Laufrad (30) Folgendes aufweist: eine Vielzahl Trennwände (34), die entlang der Drehrichtung angeordnet sind, wobei zwei angrenzende Trennwände (34) der Vielzahl Trennwände (34) dazwischen eine Flügelnut (36) definieren, wobei jede Trennwand (34) eine hintere Fläche (37) an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung aufweist, wobei die hintere Fläche (37) eine radial innere Seite aufweist, zumindest die radial innere Seite der hinteren Fläche (37) bezüglich der Drehrichtung nach hinten und radial nach außen geneigt ist, die hintere Fläche (37) ein radial inneres Ende (37a, 121a, 131a, 141a, 151a) und ein radial äußeres Ende (37b, 121b, 131b, 141b, 151b) aufweist, die über ein erstes Liniensegment (110) verbunden sind, das erste Liniensegment (110) und eine erste Gerade (104), die sich von dem radial inneren Ende (37a, 121a, 131a, 141a, 151a) entlang eines Radius (102) des Laufrades (30) radial nach außen erstreckt, dazwischen einen sich nach hinten neigenden Winkel α definieren, das Laufrad (30) eine Dickenmitte (37c) und Dickenenden (37d) bezüglich einer Dickenrichtung des Laufrades (30) aufweist, die hintere Fläche (37) von der Dickenmitte (37c) zu beiden Dickenenden (37d) bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt ist, die Dickenmitte (37c) und die jeweiligen Dickenenden (37d) über ein zweites Liniensegment (112) verbunden sind, das zweite Liniensegment (112) und eine zweite Gerade (106), die sich von der Dickenmitte (37c) entlang der Umfangsrichtung bezüglich der Drehrichtung nach vorn erstreckt, dazwischen einen sich nach vorn neigenden Winkel β definieren, und der sich nach hinten neigende Winkel α und der sich nach vorn neigende Winkel β die folgenden Beziehungen erfüllen: 15° ≤ α ≤ 30°; β ≤ 60°; und 1 ≤ β/α ≤ 4.
Laufrad (30) gemäß Anspruch 1, wobei der sich nach hinten neigende Winkel α die folgende Beziehung erfüllt: 20° ≤ α.
Fluidpumpe (10) mit: einem Motorabschnitt (13); dem Laufrad (30) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Laufrad (30) durch den Motorabschnitt (13) gedreht wird; und einem Einfassungselement (20, 22), das den Pumpenkanal (202, 203) definiert, wobei das Laufrad (30) in dem Einfassungselement (20, 22) drehbar ist.
Fluidpumpe (10) mit: einem Einfassungselement (20, 22), das einen Einlassanschluss (200) und einen Pumpenkanal (202, 203) aufweist; und einem Laufrad (30), das in dem Einfassungselement (20, 22) drehbar ist, wobei das Laufrad (30) eine Vielzahl Flügelnuten (36) entlang des Pumpenkanals (202, 203) aufweist, der sich entlang einer Drehrichtung des Laufrades (30) erstreckt, wobei jede Flügelnut (36) durch eine hintere Fläche (37) an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung definiert ist, wobei zumindest eine radial innere Seite der hinteren Fläche (37) bezüglich der Drehrichtung nach hinten und zur radial äußeren Seite geneigt ist, die hintere Fläche (37) ein radial inneres Ende (37a, 121a, 131a, 141a, 151a) und ein radial äußeres Ende (37b, 121b, 131b, 141b, 151b) aufweist, die über ein erstes Liniensegment (110) verbunden sind, das erste Liniensegment (110) bezüglich einer Geraden (104) bezüglich der Drehrichtung nach hinten geneigt ist, die sich von dem radial inneren Ende (37a, 121a, 131a, 141a, 151a) entlang eines Radius (102) des Laufrades (30) radial nach außen erstreckt, das Laufrad (30) eine Dickenmitte (37c) bezüglich einer Dickenrichtung des Laufrades (30) aufweist, zumindest eine Einlassseite der hinteren Fläche (37) an einer Seite des Einlassanschlusses (200) bezüglich der Dickenrichtung von der Dickenmitte (37c) zu dem Einlassanschluss (200) bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt ist, das Einfassungselement (20, 22) eine Verbindungswand (21) aufweist, die einen Verbindungskanal (201) definiert, der den Einlassanschluss (200) mit dem Pumpenkanal (202, 203) verbindet, die Verbindungswand (21) ein einlassseitiges Ende (21a) und ein kanalseitiges Ende (21b) aufweist, die über eine geneigte Gerade (108) verbunden sind, die sich von dem Einlassanschluss (200) zu dem Pumpenkanal (202, 203) allmählich anhebt, die geneigte Gerade (108) und ein zweites Liniensegment (114), das sich von der Dickenmitte (37c) der hinteren Fläche (37) zu der geneigten Gerade (108) durch das einlassseitige Ende (21a) der hinteren Fläche (37) erstreckt, einen bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigten Winkel ε definiert, und der Winkel ε die folgende Beziehung erfüllt: 90° ≤ ε ≤ 130°.
Fluidpumpe (10) gemäß Anspruch 4, wobei die hintere Fläche (37) von der Dickenmitte (37c) bezüglich der Dickenrichtung zu beiden Seiten bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt ist.
Fluidpumpe (10) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die geneigte Gerade (108), die sich von dem einlassseitigen Ende (21a) zu dem kanalseitigen Ende (21b) erstreckt, sich in einem Steigungswinkel θ anhebt, und der Steigungswinkel θ die folgende Beziehung erfüllt: 10° ≤ θ ≤ 30°.
Fluidpumpe (10) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die hintere Fläche (37) eine geneigte Fläche definiert, die sich von der Dickenmitte (37c) zu den Dickenenden (37d) bezüglich der Drehrichtung nach vorn neigt, die Dickenmitte (37c) mit den Dickenenden (37d) über ein drittes Liniensegment (112) in der geneigten Fläche verbunden ist, das dritte Liniensegment (112) und eine Gerade (106), die sich von der Dickenmitte (37c) entlang einer Umfangsrichtung bezüglich der Drehrichtung nach vorn erstreckt, dazwischen einen sich nach vorn neigenden Winkel β definieren, und der sich nach vorn neigende Winkel β die folgende Beziehung erfüllt: 40° ≤ β ≤ 60°.
Fluidpumpe (10) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, des Weiteren mit: einem Motorabschnitt (13), der das Laufrad (30) dreht, um ein Fluid mit Druck zu beaufschlagen, das aus dem Einlassanschluss (200) in den Pumpenkanal (202, 203) eingezogen wird, der entlang den vielen Flügelnuten (36) definiert ist.
Fluidpumpe (10) mit: einem Einfassungselement (20, 22), das darin einen Pumpenkanal (202, 203) definiert; und einem Laufrad (30), das in einem Einfassungselement (20, 22) drehbar ist, um ein Fluid in dem Pumpenkanal (202, 203) mit Druck zu beaufschlagen, und zwar entlang einer Drehrichtung des Laufrades (30), wobei das Laufrad eine Vielzahl Trennwände (34) entlang der Drehrichtung aufweist, wobei zwei angrenzende Trennwände (34) von der Vielzahl Trennwände (34) dazwischen eine Flügelnut (36) definieren, jede Trennwand (34) eine hintere Fläche (37) an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung aufweist, zumindest eine radial innere Seite der hinteren Fläche (37) bezüglich der Drehrichtung nach hinten und radial nach außen geneigt ist, die hintere Fläche (37) ein radial inneres Ende (37a, 121a, 131a, 141a, 151a) und ein radial äußeres Ende (37b, 121b, 131b, 141b, 151b) aufweist, die über ein erstes Liniensegment (110) verbunden sind, das erste Liniensegment (110) und eine erste Gerade (104), die sich von dem radial inneren Ende (37a, 121a, 131a, 141a, 151a) entlang eines Radius (102) des Laufrades (30) radial nach außen erstreckt, dazwischen einen sich nach hinten neigenden Winkel α definieren, das Laufrad (30) eine Dickenmitte (37b) und Dickenenden (37d) bezüglich einer Dickenrichtung des Laufrades (30) aufweist, die hintere Fläche (37) von der Dickenmitte (37c) zu beiden Dickenenden (37d) bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt ist, die Dickenmitte (37c) und die jeweiligen Dickenenden (37d) über ein zweites Liniensegment (112) verbunden sind, das zweite Liniensegment (112) und eine zweite Gerade (106), die sich von der Dickenmitte (37c) entlang der Umfangsrichtung bezüglich der Drehrichtung nach vorn erstreckt, dazwischen einen sich nach vorn neigenden Winkel β definieren, und der sich nach hinten neigende Winkel α und der sich nach vorn neigende Winkel β die folgenden Beziehungen erfüllen: 15° ≤ α ≤ 30°; β ≤ 60°; und 1 ≤ β/α ≤ 4.
Laufrad (30), das in einer Fluidpumpe (10) mit einem Pumpenkanal (202, 203) drehbar ist, der sich entlang einer Drehrichtung des Laufrades (30) erstreckt, wobei das Laufrad (30) Folgendes aufweist: eine Vielzahl Trennwände (34), die entlang der Drehrichtung angeordnet sind, wobei zwei angrenzende Trennwände (34) von der Vielzahl Trennwände (34) dazwischen eine Flügelnut (36) definieren, wobei jede Trennwand (34) eine hintere Fläche (37) an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung aufweist, zumindest eine radial innere Seite der hinteren Fläche (37) bezüglich der Drehrichtung nach hinten und radial nach außen geneigt ist, die hintere Fläche (37) ein radial inneres Ende (37a, 121a, 131a, 141a, 151a) und ein radial äußeres Ende (37b, 121b, 131b, 141b, 151b) aufweist, die über ein erstes Liniensegment (110) verbunden sind, das einen sich nach hinten neigenden Winkel α definiert, der bezüglich eines Radius (102) des Laufrades (30) ein spitzer Winkel ist, die hintere Fläche (37) von einer Dickenmitte (37c) des Laufrades (30) zu beiden Dickenenden (37d) des Laufrades (30) bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt ist, die Dickenmitte (37c) und die jeweiligen Dickenenden (37d) über ein zweites Liniensegment (112) verbunden sind, das einen sich nach vorn neigenden Winkel β definiert, der bezüglich einer ersten Geraden (106), die eine Tangente an einem Umkreis eines Außenumfangs des Laufrades (30) ist, ein spitzer Winkel ist, und der sich nach hinten neigende Winkel α und der sich nach vorn neigende Winkel β die folgenden Beziehungen erfüllen: 15° ≤ α ≤ 30°; β ≤ 60°; und 1 ≤ β/α ≤ 4.
Fluidpumpe (10) mit: einem Einfassungselement (20, 22), das einen Einlassanschluss (200) und einen Pumpenkanal (202, 203) aufweist; und einem Laufrad (30), das in dem Einfassungselement (20, 22) drehbar ist, wobei das Laufrad (30) eine Vielzahl Flügelnuten (36) entlang des Pumpenkanals (202, 203) aufweist, der sich entlang einer Drehrichtung des Laufrades (30) erstreckt, wobei jede Flügelnut (36) durch eine hintere Fläche (37) an einer hinteren Seite bezüglich der Drehrichtung definiert ist, zumindest eine radial innere Seite der hinteren Fläche (37) bezüglich der Drehrichtung nach hinten und nach außen geneigt ist, die hintere Fläche (37) ein radial inneres Ende (37a, 121a, 131a, 141a, 151a) und ein radial äußeres Ende (37b, 121b, 131b, 141b, 151b) aufweist, die über ein erstes Liniensegment (110) verbunden sind, das einen sich nach hinten neigenden Winkel α definiert, der bezüglich eines Radius (102) des Laufrades (30) ein spitzer Winkel ist, die hintere Fläche (37) an einer Seite des Einlassanschlusses (200) von einer Dickenmitte (37c) des Laufrades (30) zu dem Einlassanschluss (200) bezüglich der Drehrichtung nach vorn geneigt ist, das Einfassungselement (20, 22) eine Verbindungswand (21) aufweist, die einen Verbindungskanal (201) definiert, der den Einlassanschluss (200) mit dem Pumpenkanal (202, 203) verbindet, die Verbindungswand (21) ein einlassseitiges Ende (21a) und ein kanalseitiges Ende (21b) aufweist, die über eine geneigte Gerade (108) verbunden sind, die sich von dem Einlassanschluss (200) zu dem Pumpenkanal (202, 203) allmählich anhebt, die geneigte Gerade (108) einen Winkel ε definiert, der entweder ein rechter Winkel oder ein stumpfer Winkel ist, und zwar bezüglich eines zweiten Liniensegmentes (114), das sich von der Dickenmitte (37c) der hinteren Fläche (37) zu der geneigten Gerade (108) durch das einlassseitige Ende (21a) der hinteren Fläche (37) erstreckt, und der Winkel ε die folgende Beziehung erfüllt: 90° ≤ ε ≤ 130°.