DE102021206139A1 - Pump and a vehicle with such a pump - Google Patents
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Abstract
Pumpe (10) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, zur Förderung eines Fluides und ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer solchen Pumpe (10) umfassend ein Pumpengehäuse (12), mit einem Pumpeninnenraum (14), einem Einlass (16) zum Zuführen des Fluides in den Pumpeninnenraum (14) und einem Auslass (18) zum Abführen des Fluides aus dem Pumpeninnenraum (14), ein Laufrad (22), wobei das Laufrad (22) mehrere, Laufradschaufeln (24) aufweist, wobei das Laufrad (22) und/oder die Laufradschaufeln (24) zumindest teilweise innerhalb des Pumpeninnenraums (14) angeordnet ist, wobei das Pumpengehäuse (12) eine Dämpfungseinrichtung (26) zur Reduzierung eines an den radial äußeren Enden (28) der Laufradschaufeln (24) lokal erzeugten Drucks aufweist.Pump (10) for a vehicle, in particular a motor vehicle, for delivering a fluid and a vehicle, in particular a motor vehicle, with such a pump (10) comprising a pump housing (12), with a pump interior (14), an inlet (16) for supplying the fluid into the pump interior (14) and an outlet (18) for discharging the fluid from the pump interior (14), an impeller (22), the impeller (22) having a plurality of impeller blades (24), the impeller (22) and/or the impeller blades (24) is arranged at least partially inside the pump interior (14), the pump housing (12) having a damping device (26) for locally reducing a at the radially outer ends (28) of the impeller blades (24). generated pressure.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, zur Förderung eines Fluides mit Merkmalen des Anspruchs 1, sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs.The invention relates to a pump for a vehicle, in particular a motor vehicle, for pumping a fluid, having the features of claim 1, and a vehicle, in particular a motor vehicle, having the features of the independent claim.
Pumpen werden beispielsweise in einem Fahrzeug zur Förderung eines Kühlmittelfluides innerhalb eines Kühlmittelkreislaufs benutzt. Dabei kommen insbesondere Kreiselpumpen zum Einsatz. Beim Betrieb solcher Kreiselpumpen können, insbesondere aufgrund von Druckfluktuationen, störende Geräusche entstehen. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen, bei denen die Geräuschkulisse eines Verbrennungsmotors entfällt, ist es wünschenswert, die beim Betrieb einer solchen Pumpe entstehenden Geräusche zu reduzieren oder zu vermeiden.Pumps are used, for example, in a vehicle to convey a coolant fluid within a coolant circuit. Centrifugal pumps in particular are used here. During the operation of such centrifugal pumps, disturbing noises can arise, in particular due to pressure fluctuations. Particularly in the case of electric vehicles, in which there is no background noise from an internal combustion engine, it is desirable to reduce or avoid the noise produced during the operation of such a pump.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Pumpe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, zur Förderung eines Fluides mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.The problem on which the invention is based is solved by a pump for a vehicle, in particular a motor vehicle, for pumping a fluid with the features of claim 1 and a vehicle, in particular a motor vehicle, with the features of the independent claim. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird eine Pumpe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, zur Förderung eines Fluides vorgeschlagen, umfassend ein Pumpengehäuse, mit einem Pumpeninnenraum, einem Einlass zum Zuführen des Fluides in den Pumpeninnenraum und einem Auslass zum Abführen des Fluides aus dem Pumpeninnenraum. Das Fluid kann ein Gas und/oder eine Flüssigkeit sein.According to the invention, a pump for a vehicle, in particular a motor vehicle, is proposed for pumping a fluid, comprising a pump housing with a pump interior, an inlet for supplying the fluid into the pump interior and an outlet for discharging the fluid from the pump interior. The fluid can be a gas and/or a liquid.
Der Pumpeninnenraum koppelt insbesondere den Einlass und den Auslass fluidisch miteinander. Mit einer fluidischen Verbindung bzw. einer fluidischen Kopplung ist vorliegend gemeint, dass ein Gas und/oder eine Flüssigkeit (Fluid) zwischen zwei fluidisch gekoppelten Elementen bzw. zwischen zwei in fluidischer Verbindung stehender Elemente fließen kann.In particular, the pump interior fluidically couples the inlet and the outlet to one another. In the present case, a fluidic connection or a fluidic coupling means that a gas and/or a liquid (fluid) can flow between two fluidically coupled elements or between two elements that are fluidically connected.
Die Pumpe umfasst weiter ein Laufrad. Die Pumpe kann weiter eine Welle umfassen, wobei das Laufrad drehfest mit der Welle gekoppelt sein kann. Dabei kann das Laufrad insbesondere auf der Welle angeordnet sein.The pump further includes an impeller. The pump can further comprise a shaft, wherein the impeller can be coupled to the shaft in a rotationally fixed manner. In this case, the impeller can be arranged in particular on the shaft.
Das Laufrad weist mehrere Laufradschaufeln auf. Diese sind insbesondere an der radialen Außenseite der Welle (über den Umfang der Welle verteilt) angeordnet.The impeller has multiple impeller blades. These are arranged in particular on the radial outside of the shaft (distributed over the circumference of the shaft).
Dabei kann die Welle das Laufrad antreiben. Mit anderen Worten, die Welle kann das Laufrad in eine Drehung um die Längsachse der Welle versetzen. Die Welle kann als Hohlwelle ausgebildet sein. Die Laufradschaufeln können zumindest teilweise hohl ausgebildet sein.The shaft can drive the impeller. In other words, the shaft can cause the impeller to rotate about the longitudinal axis of the shaft. The shaft can be designed as a hollow shaft. The impeller blades can be at least partially hollow.
Die Pumpe ist derart eingerichtet, dass das Laufrad, insbesondere rotatorisch, angetrieben wird und dadurch ein Fluid, bspw. ein Kühlmittel von dem Einlass (Sauganschluss) zum Auslass gefördert werden kann (Druckanschluss). Das Laufrad kann insbesondere durch die Welle angetrieben werden.The pump is set up in such a way that the impeller is driven, in particular rotationally, and a fluid, for example a coolant, can thereby be conveyed from the inlet (suction connection) to the outlet (pressure connection). In particular, the impeller can be driven by the shaft.
Das Laufrad und/oder die Laufradschaufeln ist/sind zumindest teilweise innerhalb des Pumpeninnenraums angeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann die Welle zumindest teilweise innerhalb des Pumpeninnenraums angeorndet sein. Insbesondere können das Laufrad und die Laufradschaufeln vollständig in dem Pumpeninnenraum angeordnet sein.The impeller and/or the impeller blades is/are arranged at least partially inside the pump interior. Additionally or alternatively, the shaft can be arranged at least partially inside the pump interior. In particular, the impeller and the impeller blades can be arranged entirely in the pump interior.
Das Pumpengehäuse weist eine Dämpfungseinrichtung zur Reduzierung eines an den radial äußeren Enden der Laufradschaufeln lokal erzeugten Drucks auf. The pump housing has a damping device for reducing a pressure generated locally at the radially outer ends of the impeller blades.
Insbesondere entsprechen die radial äußeren Enden der Laufradschaufeln, den von der Welle abgewandten Enden der Laufradschaufeln.In particular, the radially outer ends of the impeller blades correspond to the ends of the impeller blades facing away from the shaft.
Dieser lokal erzeugte Druck entsteht während der Drehung des Laufrads (also im Betrieb der Pumpe), insbesondere an Engstellen, zwischen den einzelnen Laufradschaufeln und dem Pumpengehäuse. Dieser Druck folgt der Rotation der Laufradschaufeln.This locally generated pressure occurs during the rotation of the impeller (i.e. during operation of the pump), especially at narrow points between the individual impeller blades and the pump housing. This pressure follows the rotation of the impeller blades.
Anders ausgedrückt, nähert sich eine Laufradschaufel einer Engstelle, so entsteht durch deren Verdrängungswirkung ein erhöhter Druck. Mit anderen Worten, es wird ein Druckberg aufgebaut. Dreht sich die Laufradschaufel weiter, wird dieser Druckberg wieder abgebaut. Der Druckberg bewegt sich zusammen mit der Laufradschaufel. Durch das Rotieren der Laufradschaufel, wird der Druckberg periodisch, mit einer der Rotationsfrequenz des Laufrads entsprechenden Frequenz auf- und wieder abgebaut. Dadurch entsteht, insbesondere an der Engstelle, eine Druckpulsation. Die Frequenz dieser Druckpulsation ist proportional zum Produkt aus Drehzahl und der Anzahl der Laufradschaufeln (Blattfolgefrequenz).In other words, when an impeller blade approaches a constriction, the displacement effect causes increased pressure. In other words, a mountain of pressure is built up. If the impeller blade continues to rotate, this pressure peak is reduced again. The pressure peak moves together with the impeller blade. Due to the rotation of the impeller blade, the pressure peak is periodically built up and reduced again at a frequency corresponding to the rotation frequency of the impeller. This creates a pressure pulsation, especially at the constriction. The frequency of this pressure pulsation is proportional to the product of speed and the number of impeller blades (blade repetition frequency).
Durch den Abstand der einzelnen Laufradschaufeln (bzw. deren radial äußeren Enden) entstehen Druckfluktuationen, die über das Pumpengehäuse als hörbarer Schall in die Umgebung emittiert werden können. Die Dämpfungseinrichtung reduziert diese Druckfluktuationen und reduziert somit die über das Pumpengehäuse an die Umgebung emittierten Geräusche.The distance between the individual impeller blades (or their radially outer ends) results in pressure fluctuations that are transmitted over the pump flange houses can be emitted into the environment as audible sound. The damping device reduces these pressure fluctuations and thus reduces the noise emitted to the environment via the pump housing.
Es kann eine elektrische Maschine (Elektromotor) vorhanden sein, die derart mit der Welle gekoppelt ist, dass diese durch Antreiben der elektrischen Maschine drehend angetrieben werden kann. Die Pumpe kann insbesondere als eine elektrische Kühlmittelpumpe ausgebildet sein.There may be an electric machine (electric motor) coupled to the shaft such that it can be driven to rotate by driving the electric machine. The pump can be designed in particular as an electric coolant pump.
Die Pumpe, insbesondere das Pumpengehäuse, kann weitere Komponenten, bspw. einen Ausgleichsbehälter für Fluid, aufweisen. Ebenso denkbar ist, dass die Pumpe, insbesondere das Pumpengehäuse, in einen Ausgleichsbehälter für Fluid intergriert werden kann.The pump, in particular the pump housing, can have additional components, for example an expansion tank for fluid. It is also conceivable that the pump, in particular the pump housing, can be integrated into an expansion tank for fluid.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Pumpengehäuse ein Spiralgehäuse sein. Dabei kann das Spiralgehäuse eine Zunge aufweisen, wobei die Dämpfungseinrichtung in der Zunge angeordnet sein kann.According to a development, the pump housing can be a volute housing. In this case, the volute housing can have a tongue, in which case the damping device can be arranged in the tongue.
Die Zunge stellt insbesondere die engste Stelle zwischen dem Laufrad bzw. den Laufradschaufeln und dem Pumpengehäuse dar. Damit ist hier mit dem größten Druckgradienten (Druckspitze) zu rechnen. Die Zunge trennt insbesondere den Teil des Pumpeninnenraums, in dem das Laufrad angeordnet ist, von dem sich, insbesondere bezüglich des Laufrads radial oder tangential, weg erstreckenden Auslass bzw. Auslasskanal.In particular, the tongue represents the narrowest point between the impeller or the impeller blades and the pump housing. This is where the greatest pressure gradient (pressure peak) can be expected. In particular, the tongue separates the part of the pump interior in which the impeller is arranged from the outlet or outlet channel, which extends radially or tangentially away, in particular with respect to the impeller.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Pumpe eine Kreiselpumpe, insbesondere eine elektronisch kommutierte Kreiselpumpe (Kühlmittelpumpe), sein.According to a development, the pump can be a centrifugal pump, in particular an electronically commutated centrifugal pump (coolant pump).
Gemäß einer Weiterbildung kann die Dämpfungseinrichtung eine erste Öffnung, eine zweite Öffnung und eine Dämpfungskammer aufweisen. Dabei kann die erste Öffnung den Pumpeninnenraum und die Dämpfungskammer fluidisch miteinander verbinden. Dabei kann die zweite Öffnung die Dämpfungskammer und den Pumpeninnenraum fluidisch miteinander verbinden. Mit anderen Worten, der Pumpeninnenraum kann mittels der ersten und der zweiten Öffnung mit der Dämpfungskammer fluidisch verbunden sein. Insbesondere kann die Dämpfungskammer einen (kreis)runden Querschnitt aufweisen.According to a development, the damping device can have a first opening, a second opening and a damping chamber. In this case, the first opening can fluidly connect the pump interior and the damping chamber to one another. In this case, the second opening can fluidly connect the damping chamber and the pump interior to one another. In other words, the pump interior can be fluidically connected to the damping chamber by means of the first and the second opening. In particular, the damping chamber can have a (circular) round cross section.
Gemäß einer Weiterbildung kann der mittlere Querschnitt der ersten Öffnung kleiner sein als der mittlere Querschnitt der Dämpfungskammer. Mit dem mittleren Querschnitt ist vorliegend das geometrische Mittel aller Querschnitte der ersten Öffnung bzw. der Dämpfungskammer senkrecht zur Längsachse der ersten Öffnung gemeint.According to a development, the mean cross section of the first opening can be smaller than the mean cross section of the damping chamber. In the present case, the mean cross section means the geometric mean of all cross sections of the first opening or the damping chamber perpendicular to the longitudinal axis of the first opening.
Insbesondere ist der Querschnitt der ersten Öffnung in einem der Dämpfungskammer zugewandten Bereich kleiner als der Querschnitt der Dämpfungskammer in einem der ersten Öffnung zugewandtem Bereich. Mit anderen Worten, der Querschnitt senkrecht zur Längsachse der ersten Öffnung in dem Übergangsbereich von der ersten Öffnung zur Dämpfungskammer wird schlagartig größer. Damit kann der Übergang zwischen der ersten Öffnung und der Dämpfungskammer als ein erster Carnot Diffusor fungieren. Hierzu kann das Fluid durch das Rotieren des Laufrads bzw. der Laufradschaufeln in eine erste Drehrichtung durch die erste Öffnung in die Dämpfungskammer in eine erste Fließrichtung gefördert werden.In particular, the cross section of the first opening in a region facing the damping chamber is smaller than the cross section of the damping chamber in a region facing the first opening. In other words, the cross section perpendicular to the longitudinal axis of the first opening in the transition area from the first opening to the damping chamber suddenly becomes larger. The transition between the first opening and the damping chamber can thus function as a first Carnot diffuser. For this purpose, the fluid can be conveyed in a first flow direction through the first opening into the damping chamber by rotating the impeller or the impeller blades in a first direction of rotation.
Insbesondere kann bei dem Übergang zwischen der zweiten Öffnung und dem Pumpeninnenraum der Querschnitt senkrecht zur Längsachse der zweiten Öffnung schlagartig größer werden, so dass dieser Übergang als ein zweiter Carnot Diffusor fungieren kann, wenn das Fluid in die erste Fließrichtung gefördert wird.In particular, the cross section perpendicular to the longitudinal axis of the second opening can suddenly increase at the transition between the second opening and the pump interior, so that this transition can function as a second Carnot diffuser when the fluid is conveyed in the first flow direction.
Gemäß einer Weiterbildung kann der mittlere Querschnitt der zweiten Öffnung kleiner sein als der mittlere Querschnitt der Dämpfungskammer. Mit dem mittleren Querschnitt ist vorliegend das geometrische Mittel aller Querschnitte der zweiten Öffnung bzw. der Dämpfungskammer senkrecht zur Längsachse der zweiten Öffnung gemeint.According to a development, the average cross section of the second opening can be smaller than the average cross section of the damping chamber. In the present case, the mean cross section means the geometric mean of all cross sections of the second opening or of the damping chamber perpendicular to the longitudinal axis of the second opening.
Insbesondere ist der Querschnitt der zweiten Öffnung in einem der Dämpfungskammer zugewandten Bereich kleiner als der Querschnitt der Dämpfungskammer in einem der zweiten Öffnung zugewandten Bereich. Mit anderen Worten, der Querschnitt senkrecht zur Längsachse der zweiten Öffnung in dem Übergangsbereich von der zweiten Öffnung zur Dämpfungskammer wird schlagartig größer. Damit kann der Übergang zwischen der zweiten Öffnung und der Dämpfungskammer als ein dritter Carnot Diffusor fungieren. Hierzu kann das Fluid durch das Rotieren des Laufrads bzw. der Laufradschaufeln in eine zweite Drehrichtung durch die zweite Öffnung in die Dämpfungskammer in eine zweite Fließrichtung gefördert werden.In particular, the cross section of the second opening in a region facing the damping chamber is smaller than the cross section of the damping chamber in a region facing the second opening. In other words, the cross section perpendicular to the longitudinal axis of the second opening suddenly increases in size in the transition area from the second opening to the damping chamber. With this, the transition between the second opening and the damping chamber can function as a third Carnot diffuser. For this purpose, the fluid can be conveyed in a second flow direction through the second opening into the damping chamber by rotating the impeller or the impeller blades in a second direction of rotation.
Insbesondere kann bei dem Übergang zwischen der ersten Öffnung und dem Pumpeninnenraum der Querschnitt senkrecht zur Längsachse der ersten Öffnung schlagartig größer werden, so dass dieser Übergang als ein vierter Carnot Diffusor fungieren kann, wenn das Fluid in die zweite Fließrichtung gefördert wird.In particular, the cross section perpendicular to the longitudinal axis of the first opening can suddenly increase at the transition between the first opening and the pump interior, so that this transition can function as a fourth Carnot diffuser when the fluid is conveyed in the second flow direction.
Insbesondere ist die erste Drehrichtung der zweiten Drehrichtung entgegengesetzt. Insbesondere ist die erste Fließrichtung der zweiten Fließrichtung entgegengesetzt.In particular, the first direction of rotation is opposite to the second direction of rotation. In particular, the first direction of flow is opposite to the second direction of flow.
Damit kann der Carnot Effekt (jeweils in beide Drehrichtung bzw. beide Fließrichtungen) zweifach ausgenutzt werden. Mit anderen Worten, in jede Fließrichtung des Fluides können so zwei Carnot Diffusoren realisiert werden.This means that the Carnot effect (in both directions of rotation or both directions of flow) can be used twice. In other words, two Carnot diffusers can be implemented in each flow direction of the fluid.
Gemäß einer Weiterbildung weist die erste Öffnung, die zweite Öffnung und/oder die Dämpfungskammer abgerundete, insbesondere keine scharfen, Kanten auf. Insbesondere weist die Dämpfungskammer in dem der ersten und/oder zweiten Öffnung zugewandten Bereich keine scharfen Kanten auf. Insbesondere weist die erste und/oder die zweite Öffnung in dem der Dämpfungskammer zugewandten Bereich keine scharfen Kanten auf.According to a development, the first opening, the second opening and/or the damping chamber has rounded edges, in particular no sharp edges. In particular, the damping chamber has no sharp edges in the area facing the first and/or second opening. In particular, the first and/or the second opening does not have any sharp edges in the area facing the damping chamber.
Gemäß einer Weiterbildung können die Laufradschaufeln in unregelmäßigen Abständen zueinander auf dem Laufrad angeordnet sein. Damit kann das während des Betriebs der Pumpe (bzw. während der Rotation des Laufrads bzw. der Laufradschaufeln) entstehende Geräusch auf einen breiteren Frequenzbereich verteilt werden, wodurch die hörbaren Geräuschspitzen reduziert werden können. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Laufradschaufeln in regelmäßigen Abständen zueinander auf dem Laufrad angeordnet sein können.According to a development, the impeller blades can be arranged at irregular distances from one another on the impeller. In this way, the noise occurring during operation of the pump (or during the rotation of the impeller or impeller blades) can be distributed over a broader frequency range, as a result of which the audible noise peaks can be reduced. However, it is also conceivable that the impeller blades can be arranged on the impeller at regular intervals from one another.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Zunge eine V-förmige Geometrie aufweisen. Mit anderen Worten, der Querschnitt, insbesondere senkrecht zur Drehachse der Welle (also senkrecht zur Axialrichtung), der Zunge kann im Wesentlichen V-förmig sein. Die Zunge kann an ihrem freien Ende abgerundet sein, um scharfe Kanten zu vermeiden. Mit anderen Worten, die Zunge kann an ihrem in den Pumpeninnenraum ragenden Ende abgerundet sein.According to a development, the tongue can have a V-shaped geometry. In other words, the cross section, in particular perpendicular to the axis of rotation of the shaft (ie perpendicular to the axial direction), of the tongue can be essentially V-shaped. The tongue can be rounded at its free end to avoid sharp edges. In other words, the end of the tongue protruding into the interior of the pump can be rounded.
Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer Pumpe gemäß obiger Ausführungen vorgeschlagen. Hinsichtlich der damit erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zur Pumpe verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung des Fahrzeugs können die im Zusammenhang mit der Pumpe beschriebenen Maßnahmen dienen.According to the invention, a vehicle, in particular a motor vehicle, is proposed with a pump according to the above statements. With regard to the advantages that can be achieved in this way, reference is made to the relevant statements on the pump. The measures described in connection with the pump can serve to further refine the vehicle.
Das Fahrzeug kann als Elektrokraftfahrzeug ausgebildet sein.The vehicle can be designed as an electric motor vehicle.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe und -
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus1 .
-
1 a sectional view of a pump according to the invention and -
2 an enlarged section1 .
Die Pumpe 10 weist weiter eine Welle 20 und ein mit der Welle 20 drehfest gekoppeltes Laufrad 22 auf. Das Laufrad 22 weist mehrere Laufradschaufeln 24 auf. Das Laufrad 22 kann mittels der Welle 20 in eine erste Drehrichtung 11 angetrieben werden. Grundsätzlich ist es ebenso denkbar, dass die Welle 20 in eine zweite Drehrichtung 13, die der ersten Drehrichtung 11 entgegengesetzt ist, gedreht werden kann.The
Im Beispiel sind die Laufradschaufeln 24 in regelmäßigen Abständen zueinander auf dem Laufrad 22 angeordnet. Die Laufradschaufeln 24 weisen vorliegend eine in die zweite Drehrichtung 13 gekrümmte Form auf. Das Laufrad 22 und die Laufradschaufeln 24 sind vollständig in dem Pumpeninnenraum 14 angeordnet.In the example, the
Im Beispiel ist die Pumpe 10 in Form einer Kreiselpumpe 34 ausgebildet. Das Pumpengehäuse 12 ist als ein Spiralgehäuse 30 mit einer Zunge 32 ausgebildet. Die Zunge 32 ist an ihrem in den Pumpeninnenraum 14 ragenden Ende abgerundet ausgebildet.In the example, the
In der Zunge 32 ist eine Dämpfungseinrichtung 26 angeordnet. Diese dient der Reduzierung eines an den äußeren Enden 28 (bzw. den der Welle 20 abgewandten Enden) der Laufradschaufeln 24 lokal erzeugten Drucks.A damping
Das zu fördernde Fluid wird durch den Einlass 16 eingesaugt und durch die Rotation des Laufrades 22 an den Laufradschaufeln 24 radial nach außen (also von der Drehachse der Welle 22 radial auswärts) befördert. Anschließend gelangt das Fluid über den Auslass 18 aus dem Pumpengehäuse 12.The fluid to be conveyed is sucked in through the
Das Fluid wird entlang der Laufradschaufeln 24 beschleunigt. Damit entsteht in einem zwischen den radial äußeren Enden 28 der Laufradschaufeln 24 und den Pumpengehäuse 12 ein lokal erhöhter Druck. Dieser ist unter anderem von dem Abstand zwischen den radial äußeren Enden 28 der Laufradschaufeln und dem Pumpengehäuse 12 abhängig. Je kleiner der Abstand zwischen den radial äußeren Enden 28 der Laufradschaufeln 24 und dem Pumpengehäuse 12, desto höher ist der lokal erzeugte Druck.The fluid is accelerated along the
Die engste Stelle zwischen Pumpengehäuse 12 und den Laufradschaufeln 24 (bzw. dem Laufrad 22) wird durch die Zunge 32 gebildet. Damit ist hier der lokal erzeugte Druck am größten. Durch die Rotation des Laufrades 22 entstehen Druckfluktuationen und insbesondere an der Zunge 32 Druckspitzen, die zu einem störenden Geräusch führen können. Um die Druckspitzen zu reduzieren, ist die Dämpfungseinrichtung 26 in der Zunge 32 angeordnet.The narrowest point between the
Die Dämpfungseinrichtung 26 weist eine erste Öffnung 36, eine zweite Öffnung 38 und eine Dämpfungskammer 40 auf. Der Pumpeninnenraum 14 ist über die beiden Öffnungen 36, 38 mit der Dämpfungskammer 40 fluidisch verbunden.The damping
Dreht sich das Laufrad 22 in die erste Drehrichtung 11 (vgl.
Die erste und die zweite Öffnung 36, 38 sind im Vergleich zur Dämpfungskammer 40 jeweils eng ausgebildet.The first and
Der Querschnitt der ersten Öffnung 36 ist vorliegend in ihrem der Dämpfungskammer 40 zugewandtem Bereich 42 kleiner als der Querschnitt der Dämpfungskammer 40 in ihrem der ersten Öffnung 36 zugewandtem Bereich 44. In the present case, the cross section of the
Mit anderen Worten, der Querschnitt senkrecht zur Längsachse der ersten Öffnung 36 beim Übergang von der ersten Öffnung 36 zur Dämpfungskammer 40 wird stark größer. Dieser Übergang stellt somit einen ersten Carnot Diffusor (in die erste Fließrichtung) dar.In other words, the cross section perpendicular to the longitudinal axis of the
Aus der Dämpfungskammer 40 fließt das Fluid weiter durch die zweite Öffnung 38 in den Pumpeninnenraum 14, wo es wieder zu einer starken Querschnittserweiterung kommt. Somit wird ein zweiter Carnot Diffusor (in die erste Fließrichtung) realisiert.From the damping
Das Fluid wird also durch die erste, insbesondere enge, Öffnung 36 beschleunigt, sodass die kinetische Energie des Fluides steigt. Anschließend gelangt das Fluid in die Dämpfungskammer 40, wo die kinetische Energie des Fluides aufgrund der Querschnittserweiterung dissipiert (erster Carnot Diffusor). Danach wird das Fluid durch die zweite, insbesondere enge, Öffnung 38 beschleunigt, so dass die kinetische Energie des Fluides steigt. Anschließend gelangt das Fluid in den Pumpenraum 14, wo die kinetische Energie des Fluides aufgrund der Querschnittserweiterung dissipiert (zweiter Carnot Diffusor). So kann der lokal erhöhte Druck in zwei Stufen (erster und zweiter Carnot Diffusor) abgebaut werden.The fluid is thus accelerated through the first, in particular narrow, opening 36, so that the kinetic energy of the fluid increases. The fluid then enters the damping
Dreht sich das Laufrad 22 in die zweite Drehrichtung 13 (vergleiche
Der Querschnitt der zweiten Öffnung 38 ist vorliegend in ihrem der Dämpfungskammer 40 zugewandtem Bereich 46 kleiner als der Querschnitt der Dämpfungskammer 40 in ihrem der zweiten Öffnung 38 zugewandtem Bereich 48. Mit anderen Worten, der Querschnitt senkrecht zur Längsachse der zweiten Öffnung 38 beim Übergang von der zweiten Öffnung 38 zur Dämpfungskammer 40 wird stark größer. Dieser Übergang stellt somit einen dritten Carnot Diffusor (in die zweite Fließrichtung) dar.In the present case, the cross section of the second opening 38 is smaller in its
Aus der Dämpfungskammer 40 fließt das Fluid weiter durch die erste Öffnung 36 in den Pumpeninnenraum 14, wo es wieder zu einer starkenFrom the damping
Querschnittserweiterung kommt. Somit wird ein vierter Carnot Diffusor (in die zweite Fließrichtung) realisiert.Cross-sectional enlargement is coming. Thus, a fourth Carnot diffuser (in the second flow direction) is realized.
Das Fluid wird also durch die zweite, insbesondere enge, Öffnung 38 beschleunigt, so dass die kinetische Energie des Fluides steigt. Anschließend gelangt das Fluid in die Dämpfungskammer 40, wo die kinetische Energie des Fluides aufgrund der Querschnittserweiterung dissipiert (dritter Carnot Diffusor). Danach wird das Fluid durch die erste, insbesondere enge, Öffnung 36 beschleunigt, so dass die kinetische Energie des Fluides steigt. Anschließend gelangt das Fluid in den Pumpenraum 14, wo die kinetische Energie des Fluides aufgrund der Querschnittserweiterung dissipiert (vierter Carnot Diffusor). So kann der lokal erhöhte Druck in zwei Stufen (dritter und vierter Carnot Diffusor) abgebaut werden.The fluid is thus accelerated through the second, in particular narrow, opening 38 so that the kinetic energy of the fluid increases. The fluid then enters the damping
Die erste Öffnung 36, die zweite Öffnung 38 und die Dämpfungskammer 40 weisen vorliegend abgerundete Kanten 50 auf. Der Übersicht halber wurden in
Claims (10)
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