DE102019118412A1

DE102019118412A1 - Motor vehicle as well as operating fluid container and operating fluid pump

Info

Publication number: DE102019118412A1
Application number: DE102019118412.6A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Schimpf; Raul Ramos Alonso; Christian Treml; Amr Khobeiz; Martin Wanitzek; Christoph Laumer; Bernhard Maier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß ein Kraftfahrzeug mit einem Betriebsmittelbehälter und einer Betriebsmittelpumpe. Die Betriebsmittelpumpe umfasst i) mindestens einen Treibmittelkanal 210, der fluidverbunden ist mit einer Treibdüse 220; und ii) eine Mischkammer 230, in die durch die Treibdüse 220 Betriebsmittel einbringbar ist. In der Treibdüse 220 ist mindestens eine Treiböffnung 222, 224, 226 vorgesehen, deren Öffnungsquerschnittsfläche A nicht kreisrund ist oder in der Treibdüse 220 sind mehrere Treiböffnungen 222, 224, 226 derart nebeneinander angeordnet, dass die mehrere Treiböffnungen 222, 224, 226 einen Gesamttreibstrahl GT mit einer im Wesentlichen länglichen Querschnittsfläche ausbilden.The technology disclosed here relates according to the invention to a motor vehicle with an operating medium container and an operating medium pump. The operating medium pump comprises i) at least one propellant channel 210 which is fluidly connected to a propellant nozzle 220; and ii) a mixing chamber 230, into which operating medium can be introduced through the propellant nozzle 220. In the propulsion nozzle 220 at least one propulsion opening 222, 224, 226 is provided, the opening cross-sectional area A of which is not circular, or in the propulsion nozzle 220 several propulsion openings 222, 224, 226 are arranged next to one another in such a way that the several propulsion openings 222, 224, 226 form a total propulsion jet GT form with a substantially elongated cross-sectional area.

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Betriebsmittelpumpe zur Förderung eines Betriebsmittels in einem Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Strahlpumpen in Kraftstoffbehältern zur Förderung von Kraftstoff einzusetzen. Die Strahlpumpen besitzen Treibleitungen, die in einer Treibdüse mit kreisrunden Querschnitt münden. Die Leistung der Strahlpumpe hängt von dem Massendurchsatz an Treibmittel ab. Da jedoch die elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe sowohl das Treibmittel für die Strahlpumpe als auch den Kraftstoff für die Brennkraftmaschine bereitstellen muss, besteht ein Bedürfnis, die Strahlpumpe möglichst effizient und mit möglichst geringem Massendurchsatz an Treibmittel zu betreiben. Anderenfalls würde die elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe mehr Energie verbrauchen und mehr Wärme an den Kraftstoff abgeben. Dies könnte u.a. negative Auswirkungen auf Kraftstoffverbrauch, Herstellkosten, Platzbedarf, Gewicht und/oder Kohlendioxid-Emissionen haben. Ferner ist die Leistungssteigerung durch einen höheren Massendurchsatz aufgrund von dann eventuell auftretender Kavitation begrenzt.The technology disclosed here relates to an operating medium pump for conveying an operating medium in a motor vehicle and a motor vehicle. It is known from the prior art to use jet pumps in fuel tanks for delivering fuel. The jet pumps have drift lines that open into a motive nozzle with a circular cross-section. The performance of the jet pump depends on the mass flow rate of propellant. However, since the electrically operated fuel pump must provide both the propellant for the jet pump and the fuel for the internal combustion engine, there is a need to operate the jet pump as efficiently as possible and with the lowest possible mass flow rate of propellant. Otherwise the electrically operated fuel pump would consume more energy and give off more heat to the fuel. This could have negative effects on fuel consumption, manufacturing costs, space requirements, weight and / or carbon dioxide emissions. Furthermore, the increase in performance is limited by a higher mass throughput due to cavitation that may then occur.

Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, in Betriebsmittelbehältern eingesetzte passive Betriebsmittelpumpen weiter hinsichtlich ihrer Effizienz zu verbessern. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.It is a preferred object of the technology disclosed here to reduce or eliminate at least one disadvantage of a previously known solution or to propose an alternative solution. In particular, it is a preferred object of the technology disclosed here to further improve passive operating medium pumps used in operating medium containers with regard to their efficiency. Further preferred objects can result from the advantageous effects of the technology disclosed here. The object (s) is / are achieved by the subject matter of claim 1. The dependent claims represent preferred configurations.

Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Betriebsmittelpumpe zur Förderung eines in einem Kraftfahrzeug verwendeten Betriebsmittels. Die Betriebsmittelpumpe umfasst i) mindestens einen Treibmittelkanal, der fluidverbunden ist mit einer Treibdüse, und ii) eine Mischkammer, in die durch die Treibdüse Betriebsmittel als Treibmittel derart einbringbar ist, dass Betriebsmittel als Saugmittel aus einem Saugmittelkanal ansaugbar ist bzw. angesaugt wird. In der Treibdüse ist mindestens eine Treiböffnung vorgesehen. In einer Ausgestaltung ist deren Öffnungsquerschnittsfläche nicht kreisrund. Alternativ oder zusätzlich können in der Triebdüse mehrere Treiböffnungen derart nebeneinander angeordnet sein, dass sie einen Gesamttreibstrahl mit einem im Wesentlichen länglichen bzw. rechteckigen oder schlitzförmigen Querschnitt ausbilden. Zweckmäßig weisen die nebeneinander angeordneten Treiböffnungen einen Durchmesser auf, der um ein Vielfaches kleiner ist als die Länge der länglichen Querschnittsfläche des Gesamttreibstrahls.The technology disclosed here relates to an operating medium pump for conveying an operating medium used in a motor vehicle. The operating medium pump comprises i) at least one propellant channel, which is fluidly connected to a propellant nozzle, and ii) a mixing chamber into which operating medium can be introduced as propellant through the propellant nozzle in such a way that operating medium can be or is sucked in as suction medium from a suction medium channel. At least one propellant opening is provided in the propellant nozzle. In one embodiment, the cross-sectional area of the opening is not circular. As an alternative or in addition, several propulsion openings can be arranged next to one another in the propulsion nozzle in such a way that they form an overall propulsion jet with an essentially elongated or rectangular or slot-shaped cross section. The propulsion openings arranged next to one another expediently have a diameter which is many times smaller than the length of the elongated cross-sectional area of the overall propulsion jet.

Bevorzugt ist die Betriebsmittelpumpe eine passive Pumpe, insbesondere eine Saugstrahlpumpe. Eine solche Pumpe wird auch als Strahlpumpe, als Treibmittelpumpe oder als Jetpumpe (engl. jet pump) bezeichnet. Eine Saugstrahlpumpe umfasst i.d.R. eine Mischkammer mit einem in Strömungsrichtung divergierenden Konus. Der Konus wird auch als Diffusor bezeichnet. In diese Mischkammer strömt ein Treibmittel bzw. Treibmedium ein und saugt dabei das anzusaugende Betriebsmittel i.d.R. aus der Saugleitung mit ein. Eine solche Saugstrahlpumpe wird auch als Ejektor bezeichnet. Das Treibmittel (auch Treibmedium genannt) und das Saugmittel (auch Saugmedium genannt) ist i.d.R. das im Kraftfahrzeug zu fördernde Betriebsmittel.The operating medium pump is preferably a passive pump, in particular a suction jet pump. Such a pump is also referred to as a jet pump, a propellant pump or a jet pump. A suction jet pump usually comprises a mixing chamber with a cone that diverges in the direction of flow. The cone is also known as a diffuser. A propellant or propellant medium flows into this mixing chamber and generally sucks in the operating medium to be sucked in from the suction line. Such a suction jet pump is also referred to as an ejector. The propellant (also called propellant) and the suction medium (also called suction medium) are usually the operating medium to be conveyed in the motor vehicle.

Die Förderung erfolgt in den folgenden Schritten und lässt sich mit einigen Vereinfachungen allein durch Anwendung von Energie-, Impuls- und Massenerhaltungssätzen berechnen. Das Treibmedium tritt mit möglichst hoher Geschwindigkeit aus der Treibdüse aus. Hierbei entsteht gemäß dem Gesetz von Bernoulli ein dynamischer Druckabfall. Aus diesem Grund ist der Druck in der Strömung geringer als der Normaldruck. In der Mischkammer trifft der Treibstrahl auf das hier befindliche Saugmittel, das meist unter Normaldruck steht. Nach Austritt aus der Treibdüse verhält sich der Treibstrahl zunächst wie ein Freistrahl. Durch innere Reibung und Turbulenzen entsteht eine Scherspannung in der Grenzschicht zwischen dem schnellen Treibmittel und dem wesentlich langsameren Saugmittel. Diese Spannung bewirkt eine Impulsübertragung, d. h. das Saugmittel wird beschleunigt und mitgerissen. Die Mischung geschieht nach dem Prinzip der Impulserhaltung. Durch die Aufweitung des Treibstrahles und durch das Ansaugen von Saugmittel wird der Strahl abgebremst, d. h. dynamischer Druck wird in statischen Druck umgewandelt. Da das Saugmittel in der Mischkammer beschleunigt wird, entsteht nach Bernoulli auch für das Saugmittel ein Druckabfall, d. h. eine Saugwirkung, die weiteres Saugmittel aus dem Saugkanal nachfördert. Bevorzugt ist für einen weiteren Druckanstieg ein Diffusor nachgeschaltet.The promotion takes place in the following steps and, with a few simplifications, can be calculated solely by applying the laws of energy, momentum and mass conservation. The propellant emerges from the propellant nozzle at the highest possible speed. According to Bernoulli's law, this creates a dynamic pressure drop. For this reason, the pressure in the flow is lower than normal pressure. In the mixing chamber, the propellant jet hits the suction means located here, which is usually under normal pressure. After exiting the propulsion nozzle, the propulsion jet initially behaves like a free jet. Internal friction and turbulence create a shear stress in the boundary layer between the fast propellant and the much slower suction medium. This voltage causes momentum transmission, i.e. H. the absorbent is accelerated and carried away. Mixing takes place according to the principle of conservation of momentum. The jet is slowed down by the expansion of the propulsion jet and the suction of suction means, i.e. H. dynamic pressure is converted into static pressure. According to Bernoulli, since the suction medium is accelerated in the mixing chamber, there is also a pressure drop for the suction medium. H. a suction effect that delivers further suction medium from the suction channel. A diffuser is preferably connected downstream for a further increase in pressure.

Die Erfinder erkannten und validierten in Versuchen, dass herkömmliche Querschnittsgeometrien von Treiböffnungen ein schlechtes Verhältnis von Öffnungsquerschnittsfläche zu Umfangslänge haben. Denn kreisrunde Öffnungen, wie sie der Stand der Technik verwendet, weisen eine vergleichsweise geringe Umfangslänge bei vergleichsweise großer Öffnungsquerschnittsfläche auf. Der aus der Treibdüse austretende Treibstrahl ist in erster Annäherung zylinderförmig ausgebildet und weist somit im Vergleich zu anderen Querschnittsgeometrien eine vergleichsweise geringe Umfangsfläche auf, die die Grenzschicht für den Energieaustausch zwischen dem Treibmittel und dem Saugmittel bildet. Der hier offenbarten Technologie liegt der Gedanke zu Grunde, dass durch Variation der (Gesamt)Öffnungsquerschnittsfläche der einen oder mehreren Treiböffnungen die Umfangsfläche des (Gesamt)Treibstrahls vergrößert werden kann, wodurch sich gleichsam die Energieaustauschfläche vergrößert, so dass letztendlich mehr Impuls bzw. mehr Energie an das Saugmittel übertragen werden kann. Die Treiböffnung(en) ist/sind die Öffnung(en), die in der Treibdüse vorgesehen ist/sind, und durch die das Treibmittel zur Ausbildung eines Treibstrahls bzw. mehrerer Treibstrahlen in die Mischkammer strömt. Vorteilhaft können somit die vorgenannten Nachteile überwunden werden. Insbesondere kann der Energiebedarf für die passive Betriebsmittelpumpe verringert werden.The inventors recognized and validated in tests that conventional cross-sectional geometries of drive openings have a poor ratio of opening cross-sectional area to circumferential length. This is because circular openings, as used in the prior art, have a comparatively small circumferential length with a comparatively large opening cross-sectional area. The propulsion jet emerging from the propulsion nozzle is cylindrical in shape as a first approximation and thus has a comparatively small circumferential area compared to other cross-sectional geometries, which forms the boundary layer for the energy exchange between the propellant and the absorbent. The technology disclosed here is based on the idea that by varying the (total) opening cross-sectional area of the one or more propulsion openings, the circumferential area of the (overall) propulsion jet can be increased, which increases the energy exchange area, so that ultimately more momentum or more energy can be transferred to the suction means. The propellant opening (s) is / are the opening (s) which is / are provided in the propulsion nozzle and through which the propellant flows into the mixing chamber to form a propulsion jet or several propulsion jets. The aforementioned disadvantages can thus advantageously be overcome. In particular, the energy requirement for the passive operating medium pump can be reduced.

Bevorzugt kann die Öffnungsquerschnittsfläche mehreckig (insbesondere quadratisch, rechteckig, schlitzartig oder dreieckig) oder elliptisch bzw. oval sein. Aber auch andere Öffnungsquerschnittsflächen, die nicht kreisrund sind, können bevorzugt verwirklicht sein.Preferably, the cross-sectional area of the opening can be polygonal (in particular square, rectangular, slot-like or triangular) or elliptical or oval. However, other opening cross-sectional areas that are not circular can also preferably be implemented.

Bevorzugt beträgt das Länge-zu-Breite-Verhältnis der Öffnungsquerschnittsfläche bzw. der Querschnittsfläche des Gesamttreibstrahls mindestens 2 oder mindestens 3 oder mindestens 5, wobei die Länge der Fläche im Zähler und die Breite im Nenner steht. Die Länge einer elliptischen Querschnittsfläche ist dabei der Abstand der beiden Enden entlang der Längsachse und die Breite ergibt sich aus dem maximalen Abstand senkrecht zur Längsachse.The length-to-width ratio of the opening cross-sectional area or the cross-sectional area of the total propulsion jet is preferably at least 2 or at least 3 or at least 5, the length of the area being in the numerator and the width in the denominator. The length of an elliptical cross-sectional area is the distance between the two ends along the longitudinal axis and the width results from the maximum distance perpendicular to the longitudinal axis.

Bevorzugt sind in der Triebdüse mehrere Treiböffnungen vorgesehen. In einer Ausgestaltung sind die Längsachsen der Treiböffnungen in radialer Richtung verlaufend in der Treibdüse angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Saugmittel besonders gut an die Grenzschichten des Treibstrahls gelangen kann und somit ein besonders intensiver Energieaustausch stattfindet. Zweckmäßig sind die Treiböffnungen konzentrisch zur Mittelachse der Treibdüse angeordnet.A plurality of drive openings are preferably provided in the drive nozzle. In one embodiment, the longitudinal axes of the drive openings are arranged in the drive nozzle running in the radial direction. This has the advantage that the suction means can reach the boundary layers of the propulsion jet particularly well and thus a particularly intensive exchange of energy takes place. The drive openings are expediently arranged concentrically to the central axis of the drive nozzle.

In einer Ausgestaltung ist in der Mittelachse der Triebdüse keine Öffnung vorgesehen, sondern die einzelnen Treiböffnungen sind etwas beabstandet zur Mittelachse in der Treibdüse vorgesehen. Dies verbessert ebenfalls die Benetzung der Grenzschicht mit Saugmittel. In einer Ausgestaltung können in der Triebdüse mehrere Treiböffnungen vorgesehen sein, wobei eine oder mehrere innenliegende Treiböffnung(en) von mindestens einer außenliegenden Treiböffnung zumindest bereichsweise umgeben ist. Die Treibdüse kann derart ausgebildet sein, dass das Betriebsmittel aus der einen oder mehreren innenliegenden Treiböffnungen jeweils mit einer Geschwindigkeit austritt, die mindestens 20% oder mindestens 30% oder mindestens 50% oder mindestens 100% höher ist als die Geschwindigkeit, mit der das Betriebsmittel jeweils aus der mindestens einen außenliegenden Treiböffnung austritt. Vorteilhaft kann somit ebenfalls besser die Energie an das Saugmittel abgegeben werden.In one embodiment, no opening is provided in the central axis of the driving nozzle, but the individual driving openings are provided in the driving nozzle at a slight distance from the central axis. This also improves the wetting of the boundary layer with absorbent. In one embodiment, a plurality of propulsion openings can be provided in the propulsion nozzle, one or more internal propulsion opening (s) being at least partially surrounded by at least one external propulsion opening. The propellant nozzle can be designed in such a way that the operating medium emerges from the one or more internal propulsion openings at a speed that is at least 20% or at least 30% or at least 50% or at least 100% higher than the speed at which the operating medium is in each case emerges from the at least one external drive opening. The energy can thus advantageously also be better delivered to the suction means.

Die Betriebsmittelpumpe umfasst regelmäßig einen Diffusor. Bevorzugt weist der Diffusor in einem zur Mischkammer proximalen Bereich eine geringere Querschnittsfläche (nachstehend auch proximale Querschnittsfläche genannt) auf als in einem zur Mischkammer distalen Bereich (nachstehend auch distale Querschnittsfläche genannt). Besonders bevorzugt kann die Querschnittsfläche im proximalen und/oder distalen Bereich mit der Gesamt-Öffnungsgeometrie der mindestens einen Treiböffnung korrespondieren, so dass die Gesamtheit der Treibstrahlen eine Außenkontur ausbilden, die im Querschnitt einen im Wesentlichen konstanten Spalt mit dem Innenrand des Diffusors ausbilden. Falls beispielweise die Treibdüse drei konzentrisch und radial nach außen verlaufende Treiböffnungen mit jeweils rechteckförmigem Querschnitt aufweist, so weist der Diffusor ebenfalls eine Innenkontur auf, die aus radial nach außen verlaufenden rechteckförmigen Teilflächen zusammengesetzt ist.The operating medium pump regularly includes a diffuser. The diffuser preferably has a smaller cross-sectional area (hereinafter also referred to as proximal cross-sectional area) in an area proximal to the mixing chamber than in an area distal to the mixing chamber (hereinafter also referred to as distal cross-sectional area). Particularly preferably, the cross-sectional area in the proximal and / or distal area can correspond to the overall opening geometry of the at least one propulsion opening, so that the entirety of the propulsion jets form an outer contour which, in cross-section, forms an essentially constant gap with the inner edge of the diffuser. If, for example, the propellant nozzle has three propellant openings running concentrically and radially outward, each with a rectangular cross section, the diffuser also has an inner contour which is composed of radially outwardly extending rectangular partial surfaces.

Die hier offenbarte Technologie betrifft insbesondere ein Kraftfahrzeug (z.B. Personenkraftwagen, Kraftrad, Lastkraftwagen) mit dem hier offenbarten Betriebsmittelbehälter zur Speicherung von Betriebsmittel und der hier offenbarten Betriebsmittelpumpe, die im Betriebsmittelbehälter vorgesehen ist.The technology disclosed here relates in particular to a motor vehicle (e.g. passenger car, motorcycle, truck) with the operating fluid container disclosed here for storing operating fluid and the operating fluid pump disclosed here, which is provided in the operating fluid container.

Ein bevorzugtes Betriebsmittel ist Kraftstoff. Gleichsam ist vorstellbar, dass die hier offenbarte Technologie zur Speicherung andere Flüssigkeiten (z.B. Wasser oder einer wässrigen Lösung) in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Auch wenn hier die Rede ist von einem Betriebsmittelbehälter, Betriebsmittelpumpe und dergleichen, so sollen gleichsam die Begriffe Kraftstoffbehälter bzw. Kraftstoffpumpe mit offenbart sein.A preferred operating medium is fuel. It is also conceivable that the technology disclosed here is used to store other liquids (e.g. water or an aqueous solution) in a motor vehicle. Even if an operating medium tank, operating medium pump and the like are mentioned here, the terms fuel tank and fuel pump should also be disclosed.

Die hier offenbarte Technologie betrifft ebenfalls einen Betriebsmittelbehälter, der das Speichervolumen zur Speicherung des Betriebsmittels ausbildet. Der Betriebsmittelbehälter bildet also die im Wesentlichen fuiddichte Außenhülle vom Speichervolumen aus und grenzt das Speichervolumen gegenüber dem Einbauraum ab. Im Falle von Kunststoffbehältern spricht man beispielsweise von der Blase. Im Falle von Stahlbehältern kann der Betriebsmittelbehälter beispielsweise aus zwei Metallschalen ausgebildet sein. Vorteilhaft kann der Betriebsmittelbehälter eine Sattelform aufweisen, mit einer Hauptkammer und einer Nebenkammer, die über einen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind.The technology disclosed here also relates to an operating medium container that forms the storage volume for storing the operating medium. The operating medium container thus forms the essentially fuel-tight outer shell of the storage volume and delimits the storage volume from the installation space. In the case of plastic containers, for example, one speaks of the bubble. In the case of steel containers, the operating medium container can be formed from two metal shells, for example. The operating medium container can advantageously have a saddle shape, with a main chamber and a secondary chamber, which are connected to one another via a connecting area.

Mit der hier offenbarten Technologie lässt sich bei gleichem Triebmitteldurchsatz mehr Energie auf das Saugmittel übertragen. Somit kann effizienter gepumpt werden. Folglich können kleinere, günstigere und/oder leichtere elektrische Pumpen im Betriebsmittelbehälter eingesetzt werden. Auch kann weniger Wärmeenergie in den Kraftstoff eingebracht werden, wodurch sich die Kohlendioxid-Emissionen verringern können. Ferner kann insbesondere auch an warmen Tagen ein noch stabilerer Betrieb der Pumpe realisiert werden, da die Kavitationsgefahr weiter sinkt.With the technology disclosed here, more energy can be transferred to the suction means with the same propellant throughput. This means that you can pump more efficiently. As a result, smaller, cheaper and / or lighter electric pumps can be used in the operating medium container. Less thermal energy can also be introduced into the fuel, which can reduce carbon dioxide emissions. Furthermore, even more stable operation of the pump can be achieved, especially on warm days, since the risk of cavitation is further reduced.

Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Querschnittsansicht durch einen Betriebsmittelbehälter 100;
2 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Betriebsmittelpumpe 200;
3-6 schematische Ansichten auf die Treiböffnungen 222, 224, 226, 227 von verschieden ausgestalteten Triebdüsen 220; und
7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der proximalen und distalen Querschnittsflächenkonturen 252, 254 des Diffusors 250.

The technology disclosed here will now be explained with reference to the figures. Show it:

1 a schematic cross-sectional view through a resource container 100 ;
2 a schematic cross-sectional view through an operating fluid pump 200 ;
3-6 schematic views of the propulsion openings 222 , 224 , 226 , 227 of differently designed engine nozzles 220 ; and
7th a schematic representation to explain the proximal and distal cross-sectional surface contours 252 , 254 of the diffuser 250 .

Die 1 zeigt einen Betriebsmittelbehälter 100 zur Speicherung von Betriebsmittel, z.B. Kraftstoff, in einem Kraftfahrzeug. Im Betriebsmittelbehälter 100 ist eine Tankeinbaueinheit 120 vorgesehen, die hier als Schwalltopf ausgebildet ist. In der Tankeinbaueinheit 120 ist eine elektrische Betriebsmittelpumpe (nicht gezeigt) vorgesehen, die das Betriebsmittel über die Leitung 121 zu einem Betriebsmittelverbraucher, z.B. einer Brennkraftmaschine, befördert. Der Betriebsmittelbehälter ist hier als Sattelbehälter ausgebildet. Der Betriebsmittelbehälter umfasst i) eine Hauptkammer, in der die Tankeinbaueinheit 120 angeordnet ist; und ii) eine Nebenkammer, die über einen in der Einbaulage höher angeordneten Verbindungsbereich mit der Hauptkammer verbunden ist. Die Vorlaufleitung 122 verbindet hier den Triebmittelkanal 121 mit der Tankeinbaueinheit 120. Die elektrische Betriebsmittelpumpe fördert das Betriebsmittel derart in den Triebmittelkanal 210, dass das Triebmittel TM unter Druck aus der Triebdüse 220 in die Mischkammer 230 und anschließend in den Diffusor 250 ausströmt. Dabei bildet sich mindestens ein Treibstrahl T, TG aus. Dabei saugt der Treibstrahl T, TG das Saugmittel SM aus dem Saugkanal 240 an. Über den Saugkanal wird das Betriebsmittel angesaugt, welches sich am Boden des Betriebsmittelbehälters befindet. Ein solches System, das aufgrund der Einbaulage schlecht zugänglich ist, ist sehr robust und dennoch energieeffizient. Der Diffusor 250 ist fluidverbunden mit der Rücklaufleitung 123, die in der Tankeinbaueinheit 120 mündet. Somit kann das Betriebsmittel sicher und effizient in den Schwalltopf transportiert werden.The 1 shows a resource container 100 for storing operating resources, such as fuel, in a motor vehicle. In the resource container 100 is a tank installation unit 120 provided, which is designed here as a surge pot. In the tank installation unit 120 an electrical operating fluid pump (not shown) is provided, which the operating fluid via the line 121 to a resource consumer, such as an internal combustion engine. The resource container is designed here as a saddle container. The operating medium container comprises i) a main chamber in which the built-in tank unit 120 is arranged; and ii) a secondary chamber which is connected to the main chamber via a connection area arranged higher in the installation position. The supply line 122 connects the propellant duct here 121 with the tank installation unit 120 . The electrical operating medium pump conveys the operating medium in this way into the propellant duct 210 that the propellant TM under pressure from the propulsion nozzle 220 into the mixing chamber 230 and then into the diffuser 250 emanates. At least one propulsion jet T, TG is thereby formed. The propulsion jet T, TG sucks the suction medium SM out of the suction channel 240 at. The operating medium, which is located at the bottom of the operating medium container, is sucked in via the suction channel. Such a system, which is difficult to access due to its installation position, is very robust and yet energy efficient. The diffuser 250 is fluidly connected to the return line 123 that are in the tank installation unit 120 flows out. This means that the equipment can be transported safely and efficiently into the surge pot.

Die 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Betriebsmittelpumpe 200. Der Triebmittelkanal 210 ist mit der Vorlaufleitung 122 (vgl. 1) fluidverbunden. Aus dem Triebmittelkanal 210 gelangt das Triebmittel, d.h. das durch die Vorlaufleitung geförderte Betriebsmittel, durch die Triebdüse 220 in die Mischkammer 230. Aufgrund der vergleichsweise hohen Geschwindigkeit des Triebmittels TM bildet sich in der Mischkammer 230 und ggfls. auch im nachgelagerten Diffusor 250 mindestens ein Triebstrahl T, GT aus, der im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren genauer beschrieben wird. Der Diffusor 250 ist hier divergierend ausgebildet. Die Querschnittsinnenkontur des Diffusors 250 nimmt hier in Strömungsrichtung des Triebstrahls kontinuierlich zu.The 2 shows a schematic cross section through the operating medium pump 200 . The propellant channel 210 is with the supply line 122 (see. 1 ) fluid-connected. From the propellant duct 210 the propellant, ie the operating fluid conveyed through the supply line, passes through the propulsion nozzle 220 into the mixing chamber 230 . Due to the comparatively high speed of the propellant TM, it forms in the mixing chamber 230 and if necessary. also in the downstream diffuser 250 at least one drive jet T, GT, which is described in more detail in connection with the following figures. The diffuser 250 is divergent here. The inner cross-sectional contour of the diffuser 250 increases continuously in the direction of flow of the jet.

Die 3 bis 6 zeigen schematische Ansichten auf verschieden ausgestaltete Triebdüsen 220. Die Triebdüse 220 der 3 umfasst drei Treiböffnungen 222, 224, 226, die konzentrisch zur Mittelachse der Treibdüse 220 vorgesehen sind. Die Treiböffnungen 222, 224, 226 erstrecken sich radial vom Mittelpunkt weg und im Mittelpunkt ist keine Treiböffnung vorgesehen. Strömt nun das Treibmittel mit hoher Geschwindigkeit durch diese Treiböffnungen 222, 224, 226, so bilden sich drei einzelne Treibstrahlen T aus, die sich - je nach Ausgestaltung der Treiböffnungen und Massendurchsatz an Treibmittel - auch zu einem sternförmigen Gesamttreibstrahl GT vereinigen können. Die Grenzschicht der Treibstrahlen T bzw. des Gesamttreibstrahls GT ist viel größer als bei vorbekannten zylinderförmigen Treibstrahlen. Ferner kann das Saugmittel SM (vgl. 2) durch die radiale Orientierung der Treiböffnungen 222, 224, 226 einfacher zu den Grenzschichten strömen. Insgesamt ergibt sich somit an den Grenzflächen ein besserer Energieaustausch zwischen Treibmittel und Saugmittel.The 3 to 6th show schematic views of differently designed jet nozzles 220 . The jet engine 220 the 3 includes three propulsion openings 222 , 224 , 226 concentric to the central axis of the motive nozzle 220 are provided. The propulsion openings 222 , 224 , 226 extend radially away from the center point and no drive opening is provided in the center point. Now the propellant flows through these propellant openings at high speed 222 , 224 , 226 , three individual propulsion jets T are formed, which - depending on the design of the propulsion openings and the mass flow rate of propellant - can also combine to form a star-shaped overall propulsion jet GT. The boundary layer of the propulsion jets T or of the total propulsion jet GT is much larger than in the case of previously known cylindrical propulsion jets. Furthermore, the suction means SM (cf. 2 ) due to the radial orientation of the drive openings 222 , 224 , 226 easier to flow to the boundary layers. Overall, there is thus a better energy exchange between the propellant and the suction agent at the interfaces.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der in den 4 bis 6 dargestellten alternativen Ausführungsbeispielen werden für Merkmale, die im Vergleich zum in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch und/oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und/oder Wirkweise der vorstehend bereits beschriebenen Merkmale.In the following description of the 4th to 6th The alternative exemplary embodiments illustrated are used for features that are different in comparison to the in 3 illustrated embodiment are identical and / or at least comparable in their design and / or mode of operation, the same reference numerals are used. Unless these are explained again in detail, their design and / or mode of action corresponds to the design and / or mode of action of the features already described above.

Die Triebdüse 220 der 4 umfasst insgesamt neun Treiböffnungen 222, 224, 226, die jeweils einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Jeweils drei unmittelbar nebeneinander angeordnete Treiböffnungen 222 sind derart ausgebildet, dass sie einen Gesamttreibstrahl GT erzeugen, der eine im Wesentlichen längliche Querschnittsfläche aufweist. Die Querschnittsfläche der jeweils drei unmittelbar nebeneinander angeordneten Treiböffnungen 222 entspricht hier im Wesentlichen der Öffnungsquerschnittsfläche der Treiböffnungen der 3 (hier punktiert gezeigt). Mithin kann also beispielsweise ein Längsschlitz auch aus eine Mehrzahl an kreisrunden Trieböffnungen ausgebildet werden, die ihrerseits einen Durchmesser aufweisen, der um ein Vielfaches kleiner ist als die Länge des Querschnitts vom Längsschlitz. Wie bei der 3 können die sich die drei jeweils aus drei runden Trieböffnungen gebildeten Gesamttriebstrahlen wiederum auch zu einem sternförmigen Gesamttriebstrahl vereinigen.The jet engine 220 the 4th comprises a total of nine propulsion openings 222 , 224 , 226 , each of which has a circular cross-section. In each case three drive openings arranged directly next to one another 222 are designed in such a way that they generate a total propulsion jet GT which has a substantially elongated cross-sectional area. The cross-sectional area of the three drive openings arranged directly next to one another 222 here essentially corresponds to the opening cross-sectional area of the drive openings 3 (shown here dotted). Thus, for example, a longitudinal slot can also be formed from a plurality of circular drive openings which in turn have a diameter that is many times smaller than the length of the cross section of the longitudinal slot. As with the 3 The three total drive jets, each formed from three round drive openings, can in turn also combine to form a star-shaped total drive jet.

Die Triebdüse 220 der 5 umfasst drei Treiböffnungen 222, 224, 226, die konzentrisch zur Mittelachse der Treibdüse 220 vorgesehen sind. Abweichend von der Ausgestaltung der Triebdüse gemäß der 3 ist hier zusätzlich eine innenliegende Treiböffnung 227 im Mittelpunkt der Treibdüse 220 angeordnet. Die innenliegende Treiböffnung 227 wird hier von den drei außenliegenden Treiböffnungen 222, 224, 226 zumindest bereichsweise umgeben. Das Betriebsmittel aus der innenliegenden Treiböffnung 227 tritt mit einer Geschwindigkeit aus, die mindestens 30% höher ist als die Geschwindigkeit, mit der das Betriebsmittel aus den drei außenliegenden Treiböffnungen 222, 224, 226 austritt.The jet engine 220 the 5 includes three propulsion openings 222 , 224 , 226 concentric to the central axis of the motive nozzle 220 are provided. Notwithstanding the design of the jet nozzle according to 3 there is also an internal drive opening 227 in the center of the propellant nozzle 220 arranged. The internal drive opening 227 is here from the three outer drive openings 222 , 224 , 226 at least partially surrounded. The operating fluid from the internal drive opening 227 emerges at a speed that is at least 30% higher than the speed at which the operating fluid emerges from the three external propellant openings 222 , 224 , 226 exit.

Die Triebdüse 220 der 6 umfasst drei Treiböffnungen 222, 224, 226, die konzentrisch zur Mittelachse der Treibdüse 220 vorgesehen sind. Die Treiböffnungen 222, 224, 226 sind hier nicht radial, sondern parallel zur Umfangsrichtung der Treibdüse 220 orientiert. Eine solche Ausgestaltung ist besonders platzsparend. Nachteilig im Vergleich zu den radial orientierten Treiböffnungen 222, 224, 226 der 3 bis 5 ist, dass das Saugmittel schlechter zum Innenbereich I gelangen kann, da lediglich drei kleine Zuströmpassagen ZP zwischen jeweils benachbarten Treibstrahlen der Treiböffnungen 222, 224, 226 vorhanden sind. Somit kann unter Umständen der Energieaustausch auf den Innenseiten der Treibstrahlen schlechter sein. Punktiert angedeutet ist eine innenliegende Treiböffnung 227, die vorgesehen sein kann.The jet engine 220 the 6th includes three propulsion openings 222 , 224 , 226 concentric to the central axis of the motive nozzle 220 are provided. The propulsion openings 222 , 224 , 226 are not radial here, but parallel to the circumferential direction of the propellant nozzle 220 oriented. Such a configuration is particularly space-saving. Disadvantageous compared to the radially oriented drive openings 222 , 224 , 226 the 3 to 5 is that the suction means can reach the inner area I more difficult, since only three small inflow passages ZP between each adjacent propulsion jets of the propulsion openings 222 , 224 , 226 available. Thus, under certain circumstances, the energy exchange on the inside of the propulsion jets can be worse. An internal drive opening is indicated by dotted lines 227 that can be provided.

Die 7 verdeutlicht schematisch die Ausgestaltung des Diffusors 250. Hier wird angenommen, dass die drei Treiböffnungen 222, 224, 226 (gestrichelt gezeigt) der Ausgestaltung der 3 einen Gesamttreibstrahl ausbilden, der eine sternförmige Querschnittsfläche AG aufweist (punktiert gezeigt). Die proximale Querschnittsfläche 254 (strichpunktiert gezeigt) und die distale Querschnittsfläche 252 (als Doppellinie gezeigt) weisen hier ebenfalls dieselbe sternförmige Querschnittsflächenkontur auf wie die sternförmige Querschnittsfläche AG. Somit kann sich das Betriebsmittel im Diffusor besonders effizient ausbreiten.The 7th schematically illustrates the design of the diffuser 250 . Here it is assumed that the three propulsion openings 222 , 224 , 226 (shown in dashed lines) the design of the 3 form a total propulsion jet which has a star-shaped cross-sectional area AG (shown dotted). The proximal cross-sectional area 254 (shown in phantom) and the distal cross-sectional area 252 (shown as a double line) here also have the same star-shaped cross-sectional area contour as the star-shaped cross-sectional area AG. This means that the operating medium can spread particularly efficiently in the diffuser.

Der Begriff „im Wesentlichen“ (z.B. „im Wesentlichen senkrechte Achse“) umfasst im Kontext der hier offenbarten Technologie jeweils die genaue Eigenschaft bzw. den genauen Wert (z.B. „senkrechte Achse“) sowie jeweils für die Funktion der Eigenschaft des Wertes unerhebliche Abweichungen (z.B. „tolerierbare Abweichung von senkrechte Achse“).The term “essentially” (e.g. “essentially vertical axis”) in the context of the technology disclosed here includes the exact property or the exact value (e.g. “vertical axis”) as well as deviations that are insignificant for the function of the property of the value ( eg "tolerable deviation from the vertical axis").

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The preceding description of the present invention is for illustrative purposes only and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

Claims

Operating medium pump (200) for conveying an operating medium of a motor vehicle, comprising: - At least one propellant channel (210) which is fluidly connected to a propellant nozzle (220); and - A mixing chamber (230) into which operating medium can be introduced through the propellant nozzle (220); i) at least one drive opening (222, 224, 226), the opening cross-sectional area (A) of which is not circular, is provided in the driving nozzle (220); or ii) wherein a plurality of propulsion openings (222, 224, 226) are arranged next to one another in the propulsion nozzle (220) such that the plurality of propulsion openings (222, 224, 226) form a total propulsion jet (GT) with a substantially elongated cross-sectional area.

Operating fluid pump (200) Claim 1 , wherein the opening cross-sectional area (A) and / or the cross-sectional area of the total propulsion jet (GT) is elliptical or rectangular, in particular slot-shaped.

Operating fluid pump (200) Claim 1 or 2 , wherein the length-to-width ratio of the opening cross-sectional area (A) and / or the cross-sectional area of the total propulsion jet (GT) is at least 2 or at least 3 or at least 5.

Operating fluid pump (200) according to one of the preceding claims, wherein a plurality of drive openings (222, 224, 226) are provided in the drive nozzle (220).

Operating fluid pump (200) Claim 4 , wherein the drive openings (222, 224, 226) in the drive nozzle (220) are designed to run in the radial direction.

Operating fluid pump (200) Claim 4 or 5 wherein the drive openings (222, 224, 226) are arranged concentrically.

Operating fluid pump (200) for conveying an operating fluid of a motor vehicle and preferably according to one of the preceding claims, comprising: - At least one propellant channel (210) which is fluidly connected to a propellant nozzle (220); and - A mixing chamber (230) into which operating medium can be introduced through the propellant nozzle (220); wherein at least one internal drive opening (227) is at least partially surrounded by at least one external drive opening (222, 224, 226); and wherein the propellant nozzle is designed such that the operating medium emerges from the internal propellant opening (227) at a speed which is at least 20% or at least 50% or at least 100% higher than the speed at which the operating medium emerges from the at least one external Driving opening (222, 224, 226) exits.

Operating fluid pump (200) according to one of the preceding claims, further comprising a diffuser (250), wherein the cross-sectional area contour (252, 254) of the diffuser (250) corresponds to the cross-sectional area (AG) of the total propulsion jet (AG) of the at least one propulsion opening (222, 224, 226, 227).

Operating medium container (100) for storing operating medium, comprising at least one operating medium pump (200) according to one of the preceding claims.

Motor vehicle, comprising an operating medium container (100) for storing operating medium and at least one operating medium pump (200) according to one of the preceding claims, which is provided in the operating medium container (100).