DE102022213733A1

DE102022213733A1 - Zentrifugalpumpenanordnung

Info

Publication number: DE102022213733A1
Application number: DE102022213733.7A
Authority: DE
Inventors: Trevor Shane
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-06-22
Also published as: US11852162B2; US20230193923A1; CN116265725A

Abstract

Eine Zentrifugalpumpenanordnung umfasst ein Pumpengehäuse, das eine Rotoreinheit umschließt, die ein Laufrad umfasst. Das Pumpengehäuse umfasst einen Einlass, der einen ersten Durchgang definiert, der auf die Rotordrehachse ausgerichtet ist, einen Auslass, der einen zweiten Durchgang definiert, der auf eine zweite Achse ausgerichtet ist, und ein Spiralgehäuse, das an einer Innenfläche des Pumpengehäuses vorgesehen ist. Eine Ausgangsöffnung des Spiralgehäuses weist zu dem Auslass, und mindestens ein Teil des aus dem Spiralgehäuse austretenden Fluids bewegt sich entlang einer Spiralgehäuseauslassachse. Die Spiralgehäuseauslassachse ist tangential zu einem Teil des an der Spiralgehäuseausgangsöffnung aus dem Spiralgehäuse austretenden Fluidstroms und ist zur Drehachse versetzt. Bei Betrachtung in einer senkrecht zur ersten Achse verlaufenden Richtung liegt die zweite Achse in einem spitzen Winkel zur Spiralgehäuseauslassachse.

Description

Hintergrund
Zentrifugalfluidpumpen können als Kühlkreispumpen für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Der Kühlkreis kann beispielsweise zum Kühlen eines Antriebsmotors, eines Ladeluftwärmetauschers, einer Batterie und/oder einer Steuereinheit des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Für die Betriebs- und Packagingeffizienz kann es nützlich sein, mehrere Komponenten eines Fahrzeugkühlsystems zu einem einzigen integrierten Modul zu kombinieren. Solch ein Modul kann beispielsweise die Kühlkreispumpe, ein Fluidreservoir, ein oder mehrere Fluidventile, eine Kühlsystemsteuerung, Sensoren usw. umfassen. Ein Gehäuse des Moduls kann innere Durchgänge umfassen, die eine Strömungsverbindung zwischen den verschiedenen Komponenten des Systems, die in dem Modul enthalten sind, gestatten. Abschnitte des Modulgehäuses können so konfiguriert sein, dass sie Gehäuseelemente gewisser Komponenten ersetzen. Beispielsweise kann ein Abschnitt des Modulgehäuses dazu verwendet werden, einen Deckel eines Fluidventils bereitzustellen, wobei das Fluidventil mit dem Modulgehäuse verbunden ist. Für andere Komponenten kann das Modul dazu konfiguriert sein, das „Einstecken“ der Komponente in einen entsprechend konfigurierten Abschnitt des Modulgehäuses zu gestatten. Unabhängig davon, wie die Komponente in das Modulgehäuse integriert ist, bereitet solch eine Integration Konstruktionsschwierigkeiten für die zu integrierende Komponente.
Kurzdarstellung
Bei einem beispielhaften Kühlsystem, bei dem eine Zentrifugalfluidpumpe in das Gehäuse eines integrierten Moduls eingesteckt ist, wird eine entsprechende Fluidabdichtung zur Verhinderung des Austretens von Fluid zwischen der Fluidpumpe und den entsprechenden inneren Durchgängen des Modulgehäuses verwendet. Bei einigen Modulen kann jedoch zur Bereitstellung einer entsprechenden Fluidabdichtung zwischen dem Gehäuse der Fluidpumpe und dem Modulgehäuse die Konfiguration des Pumpengehäusefluidauslasses im Vergleich zu einigen herkömmlichen Pumpengehäusen modifiziert sein, beispielsweise um dem Vorhandensein von Dichtungen zwischen dem Fluidpumpengehäuse und dem Modulgehäuse Rechnung zu tragen.
Unter Bezugnahme auf 11 ist bei einigen herkömmlichen Zentrifugalfluidpumpen 300 die Einströmungsrichtung 301 im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial, zur Drehachse 336 des Pumpenlaufrads angeordnet und die Ausströmungsrichtung 302 verläuft in der radialen Richtung, die senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 336 ist. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Konstruktion der Pumpe oder des Pumpengehäuses. Die Verwendung des Begriffs „im Wesentlichen“ ist ein Zugeständnis, dass es zu einigen geringfügigen Variationen bei der relativen Ausrichtung kommen kann. In einigen Fällen kann die Variation auf Herstellungstoleranzen, Abnutzung von Komponenten usw. beruhen. In anderen Fällen kann die Variation auf die Form des Spiralgehäuses 303, durch das Fluid in dem Pumpengehäuse 304 hindurchströmt, zurückzuführen sein. Bei einigen Ausführungsformen bezieht sich der Begriff „im Wesentlichen“, so wie er hier verwendet wird, auf eine Richtung, die innerhalb einer Abweichung von plus oder minus zwei Grad von der genauen Angabe liegt, während sich der Begriff „im Wesentlichen“ bei anderen Ausführungsformen auf eine Richtung bezieht, die innerhalb einer Abweichung von plus oder minus fünf Grad von der genauen Angabe liegt.
Insofern nichts Gegenteiliges angegeben wird, bezeichnet die Axialrichtung die axiale Richtung der Fluidpumpe, die mit der Drehachse des Pumpenlaufrads zusammenfällt. Die radiale Ebene ist senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung und ist parallel zu der Ebene, in der sich das Spiralgehäuse des Pumpengehäuses erstreckt. Eine radiale Richtung ist als eine Richtung aufzufassen, die im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung und/oder zur Drehachse verläuft. Insbesondere liegt die radiale Richtung in der radialen Ebene.
Die hier beschriebene Fluidpumpe unterscheidet sich von der oben beschriebenen herkömmlichen Fluidpumpe darin, dass die Ausströmungsrichtung der Fluidpumpe nicht im Wesentlichen senkrecht zur Einströmungsrichtung ist und stattdessen spitzwinklig zur radialen Ebene ist. Durch diese Konfiguration trägt der Pumpengehäusefluidauslass dem Vorhandensein einer Dichtung zwischen dem Fluidpumpengehäuse und dem Modulgehäuse Rechnung. Die Ausströmung aus der Fluidpumpe wird durch eine in dem Pumpengehäusefluidauslass vorgesehene Rampe zu dem spitzen Winkel umgeleitet. Die Rampe weist eine entsprechend gewinkelte Fläche auf, die aus dem Spiralgehäuse austretendes Fluid zu einem entsprechenden inneren Durchgang des Modulgehäuses umleitet.
Bei einigen Aspekten umfasst eine Zentrifugalpumpe eine Pumpenummantelung, die ein Pumpengehäuse und einen Motortopf umfasst. Ein offenes Ende des Pumpengehäuses ist mit einem offenen Ende des Motortopfs verbunden, und das Pumpengehäuse und der Motortopf, die miteinander verbunden sind, definieren eine innere Fluidkammer. Die Pumpe umfasst eine Rotoreinheit, die in der Fluidkammer angeordnet ist. Die Rotoreinheit umfasst einen Rotor eines Motors und ein Laufrad, das mit dem Rotor verbunden ist. Der Rotor ist dazu konfiguriert, das Laufrad dahingehend anzutreiben, sich um eine Drehachse zu drehen. Das Pumpengehäuse umfasst einen Einlass, der einen ersten Durchgang definiert, die auf die Drehachse ausgerichtet ist und Fluid zu dem Laufrad leitet, und einen Auslass, der einen zweiten Durchgang definiert, der auf eine zweite Achse ausgerichtet ist. Das Pumpengehäuse umfasst ein Spiralgehäuse, das auf einer Innenfläche des Pumpengehäuses vorgesehen ist und das mit dem Einlass und dem Auslass in Verbindung steht. Das Spiralgehäuse definiert einen spiralförmigen Fluidpfad, dessen Querschnittsfläche entlang dem Pfad zunimmt, so dass es an einer Spiralgehäuseausgangsöffnung eine maximale Querschnittsfläche gibt. Die Spiralgehäuseausgangsöffnung weist zu dem Auslass, und die Spiralgehäuseausgangsöffnung lässt mindestens einen Teil des Fluids entlang einer Spiralgehäuseauslassachse aus. Eine Endseite des offenen Endes des Motortopfs definiert eine Bodenfläche des Spiralgehäuses. Die Endseite liegt in einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ist. Darüber hinaus weist eine Innenfläche des Auslasses eine Rampe auf, die dazu konfiguriert ist, aus dem Spiralgehäuse austretenden Fluidstrom so umzuleiten, dass der umgeleitete Fluidstrom in einem ersten spitzen Winkel zur Ebene liegt.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Rampe eine Fläche auf, die zu der Spiralgehäuseausgangsöffnung weist. Die Fläche liegt im ersten Winkel zur Ebene.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Spiralgehäuseauslassachse bei Betrachtung in einer parallel zur Drehachse verlaufenden Richtung tangential zu einem Teil des Fluidstroms, der an der Spiralgehäuseausgangsöffnung aus dem Spiralgehäuse austritt, und die zweite Achse ist auf die Spiralgehäuseauslassachse ausgerichtet.
Bei einigen Ausführungsformen liegt die Spiralgehäuseauslassachse in einem zweiten spitzen Winkel zur Ebene, und der erste Winkel ist größer als der zweite Winkel.
Bei einigen Ausführungsformen beträgt der erste Winkel mindestens das Doppelte des zweiten Winkels.
Bei einigen Ausführungsformen liegt der erste Winkel im Bereich von 5 Grad bis 20 Grad.
Bei einigen Ausführungsformen nimmt eine Querschnittsfläche des Auslasses entlang dem Auslassdurchgang zu, und der Auslass weist an einer Stelle, die der Spiralgehäuseausgangsöffnung am nächsten liegt, eine minimale Abmessung auf.
Bei einigen Aspekten umfasst eine Pumpenanordnung eine Pumpenummantelung, die ein Pumpengehäuse und einen Motortopf umfasst. Ein offenes Ende des Pumpengehäuses ist mit einem offenen Ende des Motortopfs verbunden. Das Pumpengehäuse und der Motortopf, die miteinander verbunden sind, definieren eine innere Fluidkammer. Darüber hinaus umfasst die Pumpenanordnung ein Laufrad, das in der Fluidkammer angeordnet ist, wobei das Laufrad um eine Drehachse drehbar ist. Das Pumpengehäuse umfasst einen primären Einlass, der einen ersten Durchgang definiert, der auf die Drehachse ausgerichtet ist und Fluid zu dem Laufrad leitet. Das Pumpengehäuse umfasst einen primären Auslass, der einen zweiten Durchgang definiert, der auf eine zweite Achse ausgerichtet ist. Darüber hinaus umfasst das Pumpengehäuse ein Spiralgehäuse, das auf einer Innenfläche des Pumpengehäuses vorgesehen ist. Das Spiralgehäuse ist dazu konfiguriert, Fluid von dem primären Einlass aufzunehmen und das aufgenommene Fluid zu dem primären Auslass zu leiten. Das Spiralgehäuse definiert einen spiralförmigen Fluidpfad, dessen Querschnittsfläche entlang dem Pfad zunimmt, so dass es an einer Spiralgehäuseausgangsöffnung eine maximale Querschnittsfläche gibt. Die Spiralgehäuseausgangsöffnung weist zu dem primären Auslass. Die Spiralgehäuseausgangsöffnung lässt mindestens einen Teil des Fluids entlang einer Spiralgehäuseauslassachse aus. Eine Endseite des offenen Endes des Motortopfs definiert eine Bodenfläche des Spiralgehäuses, wobei die Endseite in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ist. Darüber hinaus weist eine Innenfläche des Auslasses eine Rampe auf, die dazu konfiguriert ist, aus dem Spiralgehäuse austretenden Fluidstrom so umzuleiten, dass der umgeleitete Fluidstrom in einem ersten spitzen Winkel zur Ebene liegt.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Rampe eine Fläche auf, die zu der Spiralgehäuseausgangsöffnung weist, wobei die Fläche im ersten Winkel zur Ebene liegt.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Spiralgehäuseauslassachse bei Betrachtung in einer parallel zur Drehachse verlaufenden Richtung tangential zu einem Teil des Fluidstroms, der an der Spiralgehäuseausgangsöffnung aus dem Spiralgehäuse austritt. Darüber hinaus ist die zweite Achse auf die Spiralgehäuseauslassachse ausgerichtet.
Bei einigen Ausführungsformen liegt die Spiralgehäuseauslassachse in einem zweiten spitzen Winkel zur Ebene, und der erste Winkel ist größer als der zweite Winkel.
Bei einigen Ausführungsformen beträgt der erste Winkel mindestens das Doppelte des zweiten Winkels.
Bei einigen Ausführungsformen liegt der erste Winkel im Bereich von 5 Grad bis 20 Grad.
Bei einigen Ausführungsformen nimmt eine Querschnittsfläche des primären Auslasses entlang dem zweiten Durchgang zu, und der primäre Auslass weist an einer Stelle, die der Spiralgehäuseausgangsöffnung am nächsten liegt, eine minimale Abmessung auf.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Pumpenanordnung ein sekundäres Gehäuse, das mindestens einen Abschnitt des Pumpengehäuses umschließt. Das sekundäre Gehäuse umfasst einen sekundären Einlass, der dazu konfiguriert ist, Fluid in den primären Fluideinlass zu leiten, und einen sekundären Auslass, der dazu konfiguriert ist, Fluid aus dem primären Fluidauslass aufzunehmen.
Bei einigen Ausführungsformen definiert der sekundäre Auslass einen Fluidauslassdurchgang, und mindestens ein Abschnitt des Fluidauslassdurchgangs ist im Wesentlichen parallel zur Spiralgehäuseauslassachse und axial von dieser versetzt.
Bei einigen Ausführungsformen definiert der sekundäre Auslass einen Fluidauslassdurchgang. Der Fluidauslassdurchgang umfasst einen Abschnitt, bei dem die Querschnittsfläche des Abschnitts entlang dem Abschnitt zunimmt. Darüber hinaus weist der Abschnitt an einer Stelle, die dem primären Auslass am nächsten liegt, eine minimale Abmessung auf.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Pumpenanordnung eine zweite Dichtung und eine dritte Dichtung. Die zweite Dichtung umgibt eine Außenfläche des primären Einlasses und sorgt für eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Außenfläche des primären Einlasses und einer Innenfläche des sekundären Gehäuses, und die dritte Dichtung umgibt eine Außenfläche des primären Pumpengehäuses und sorgt für eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Außenfläche des primären Pumpengehäuses und der Innenfläche des sekundären Gehäuses.
Bei einigen Ausführungsformen ist der sekundäre Auslass zur Verbindung mit einem Innenraum der Fluidpumpe, der zwischen der Innenfläche des sekundären Gehäuses, einer Außenfläche des primären Gehäuses, der zweiten Dichtung und der dritten Dichtung definiert wird, konfiguriert.
Figurenliste

1 ist ein Schemadiagramm, das ein Fluidzufuhrsystem darstellt, das ein integriertes Modul umfasst, bei dem Zentrifugalfluidpumpen mit Spiralgehäuse eingesetzt werden, die dazu konfiguriert sind, Fluid darin zu steuern.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung, die ein sekundäres Gehäuse umfasst, und des Nassbereichs der Pumpe, die in einer Vertiefung des sekundären Gehäuses angeordnet ist.
3 ist eine perspektivische Ansicht des sekundären Gehäuses.
4 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Anordnung von 2.
5 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Zentrifugalfluidpumpe mit Spiralgehäuse.
6 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung bei Betrachtung entlang der Linie 6-6 von 2.
7 ist eine perspektivische Ansicht des Pumpengehäuses von oben.
8 ist eine perspektivische Ansicht des Pumpengehäuses von unten.
9 ist eine Querschnittsansicht der Anordnung bei Betrachtung entlang der Linie 9-9 von 2.
10 ist eine Querschnittsanordnung der Anordnung bei Betrachtung entlang der Linie 10-10 von 2.
11 ist eine Querschnittsansicht einer Zentrifugalfluidpumpe des Stands der Technik.

Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 umfasst ein Fluidzufuhrsystem 1 ein Drehkegelventil 6 mit mehreren Anschlüssen, das dazu in der Lage ist, den von einer oder mehreren Zentrifugalfluidpumpen 30 mit Spiralgehäuse angetriebenen Fluidstrom zwischen drei, vier, fünf oder mehr einzelnen Fluidleitungen in dem System 1 zu steuern. Das Drehkegelventil 6 kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Verteilung und das Strömen von Kühlmittel in einem Fahrzeugkühlsystem 1 eines Elektrofahrzeugs zu steuern. In diesem Beispiel kann eine erste Pumpe 30(1) Kühlmittelfluid zwischen dem Drehkegelventil 6 und einem Kühler 5, der Teil eines Fahrgastraumklimatisierungssystems 7 ist, antreiben, wobei Kühlmittel von dem Kühler 5 auch eine Batterie 8 und ein Batteriemanagementsystem 9 kühlen kann. Darüber hinaus kann eine zweite Pumpe 30(2) Kühlmittelfluid zu Wärmetauschern 10, 11 treiben, die die Temperatursteuerung anderer Fahrzeugvorrichtungen und -systeme, wie z. B. einen elektrischen Antriebsmotor, Fahrzeugelektronik und/oder elektronische Steuergeräte und/oder die Ölversorgung, unterstützen. Bei einigen Fahrzeugen können einige Komponenten des Fluidzufuhrsystems in ein einziges Modul 3 integriert sein, das eine integrierte Kühlfunktionalität bereitstellt. Das Modul 3 kann die Pumpen 30(1), 30(2), das Ventil 6, ein Fluidreservoir (nicht gezeigt), Sensoren (nicht gezeigt), eine Steuerung (nicht gezeigt) sowie andere zusätzliche Komponenten und Vorrichtungen in einem Modulgehäuse 4 umfassen. In 2-4, 6, 9 und 10 wird lediglich ein Abschnitt 12 des Modulgehäuses 4 gezeigt und wird hier als ein sekundäres Gehäuse 12 bezeichnet. Das sekundäre Gehäuse 12 ist der Abschnitt des Modulgehäuses 4, der das Pumpengehäuse 82 der Pumpe 30 aufnimmt und hält. Das Pumpengehäuse 82, das auch als das primäre Gehäuse 82 bezeichnet wird, umfasst Strukturmerkmale, die seine Kopplung mit dem sekundären Gehäuse 12 gestatten, während gleichzeitig die Pumpenleistungsfähigkeit optimiert wird und Druckverluste auf ein Minimum reduziert werden. Die Anordnung 2, die das sekundäre Gehäuse 12 und die Pumpe 30 umfasst, wird nun genauer beschrieben.
Das sekundäre Gehäuse 12 umfasst eine Vertiefung 15, die in einer Außenfläche 16 davon vorgesehen ist. Die Vertiefung 15 ist dahingehend geformt und dimensioniert, das Pumpengehäuse (primäre Gehäuse) 82 der Pumpe 30 mit einer Spielpassung aufzunehmen. Das sekundäre Gehäuse 12 umfasst des Weiteren einen sekundären Einlass 13 und einen sekundären Auslass 14. Sowohl der sekundäre Fluideinlass 13 als auch der sekundäre Fluidauslass 14 stehen mit der Vertiefung 15 in Strömungsverbindung und sind dazu konfiguriert, Fluid zu der Vertiefung 15 und von dieser weg zu leiten.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind der sekundäre Einlass 13 und der sekundäre Auslass 14 gemäß der Darstellung vorragende rohrförmige Strukturen, die dahingehend geformt sind, eine Verbindung mit einem externen Fluidschlauch (nicht gezeigt) zu gestatten. Bei weiteren Ausführungsformen können der sekundäre Einlass 13 und der sekundäre Auslass 14 als innere rohrförmige Fluiddurchgänge implementiert sein, z. B. als innere Aussparungen in dem sekundären Gehäuse 12.
Unter Bezugnahme auf 2-3, 6 und 9 ist eine Innenfläche 13(1) des sekundären Einlasses 13 zylindrisch und definiert einen sekundären Einlassdurchgang 13(2). Der sekundäre Einlass 13 umfasst einen absatzartigen Übergang des Innendurchmessers an einer Stelle sehr nahe neben der Vertiefung 15. Insbesondere weist der sekundäre Fluideinlass 15 einen Abschnitt 13(5) mit vergrößertem Durchmesser an dem Schnittpunkt 13(3) mit der Vertiefung 15 auf, und eine Schulter 13(4) ist an dem Übergang zwischen dem Abschnitt 13(5) mit vergrößertem Durchmesser und dem Rest des sekundären Fluideinlasses 13 ausgebildet.
Eine Innenfläche 14(1) des sekundären Fluidauslasses 14 weist eine kreisförmige Querschnittsform an einem Punkt entlang ihrer Länge auf, und die Querschnittsfläche ist an dem Schnittpunkt 14(2) mit der Vertiefung 15 minimal. Der sekundäre Fluidauslass umfasst einen Abschnitt 14(3) mit gleichförmigen Durchmesser und einen Diffusorabschnitt 14(4), der sich zwischen dem Abschnitt 14(3) mit gleichförmigen Durchmesser und der Vertiefung 15 erstreckt. Der Diffusorabschnitt 14(4) weist einen allmählich und gleichmäßig zunehmenden Innendurchmesser auf, wobei ein Höchstdurchmesser an einer Stelle 14(5), die von dem Schnittpunkt 14(2) entfernt ist, angeordnet ist. Die Länge des Diffusorabschnitts 14(4) wird durch die Anforderungen der spezifischen Anwendung bestimmt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Mittellinie des Diffusorabschnitts 14(4) etwas gebogen, wohingegen der Abschnitt 14(3) mit gleichförmigen Durchmesser linear ist. Darüber hinaus definiert der Abschnitt 14(3) mit gleichförmigen Durchmesser des sekundären Auslasses 14 eine sekundäre Auslassachse 22, die senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu einer sekundären Einlassachse 20, die von dem sekundären Einlass 13 definiert wird, oder von dieser versetzt ist.
Unter Bezugnahme auf 5-6 umfasst die Zentrifugalfluidpumpe 30 mit Spiralgehäuse eine Pumpenummantelung 80, die einen „Nassbereich“ definiert, durch den Fluid gepumpt wird, und einen elektrischen Antrieb 32, der die Pumpe 30 antreibt. Die Pumpenummantelung 80 wird durch einen ersten Ummantelungsteil, der als das Pumpengehäuse 82 bezeichnet wird, und einen zweiten Ummantelungsteil, der als der Motortopf 10 bezeichnet wird, gebildet. Das Pumpengehäuse 82 und der Motortopf 100 sind konkave Strukturen, die, wenn sie miteinander verbaut sind, eine eingeschlossene Fluidkammer 81 bilden. Die Fluidkammer 81 bildet den Nassbereich der Pumpe 30. Der Motortopf 100 trennt den Nassbereich von dem Trockenbereich, der die meisten Komponenten des elektrischen Antriebs 32 umfasst. Die Pumpenummantelung 80 wird nachstehend auf die Beschreibung des elektrischen Antriebs 32 folgend genauer beschrieben.
Der elektrische Antrieb 32 weist eine Rotoreinheit 33, einen Stator 43 auf und umfasst Steuerelektronik, die allgemein mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichnet ist. In 5 wird der elektrische Antrieb 32 schematisch gezeigt. Da die Struktur und Funktionalität eines geeigneten Elektromotors aus dem Stand der Technik ausreichend bekannt sind, wird der Kürze und Einfachheit der Erfindung halber auf eine detaillierte Beschreibung des elektrischen Antriebs 32 verzichtet.
Die Rotoreinheit 33 ist in der Fluidkammer 81 angeordnet und umfasst einen Rotor 34 (der Rotor 34 wird in 6 mit gestrichelten Linien schematisch gezeigt) und ein Laufrad 35, die drehfest miteinander verbunden sind, wodurch eine Bewegung des Rotors 34 auf das Laufrad 35 übertragen wird. Wenn sich die Pumpe 30 in Betrieb befindet, fördert die Rotoreinheit 33 durch das Laufrad 35 Fluid durch den Nassbereich.
Der Stator 43 ist außerhalb des Motortopfs 100 angeordnet (z. B. ist der Stator 43 in dem Trockenbereich angeordnet) und wird von der Steuerelektronik 42 gesteuert. Der Stator 43 umfasst eine Mehrzahl von Spulen 44, die den Motortopf 100 in der Nähe des Rotors 34 entlang dem Umfang des Rotors 34 umgeben. Wenn der elektrische Antrieb 32 in Betrieb ist, erzeugen die Statorspulen 44 ein rotierendes Magnetfeld, durch das die Rotoreinheit 33 dahingehend angetrieben wird, sich um eine Drehachse 36 zu drehen.
Die Rotoreinheit 33 ist an einer Pumpenwelle 48 über Lager 49, 50 drehbar befestigt. Die Pumpenwelle 48 ist bezüglich der Pumpenummantelung 80 fixiert. Bei einigen Ausführungsformen ist das Lager 50 (bei 4 weggelassen) als ein Gleitlager oder eine Gleitbuchse konstruiert. Die Drehachse 36 verläuft durch den Mittelpunkt der Pumpenwelle 48 in der axialen Richtung und entspricht somit der Mittelachse der Pumpenwelle 48.
Ein erstes Ende 48(1) der Pumpenwelle 48 weist zu dem primären Pumpengehäuseeinlass 83 und ist drehfest mit einem Anschlagelement 51 verbunden, das von einer Innenfläche des Pumpengehäuses 82 vorragt, so dass es auf der Mittelachse 36 in der Nähe des primären Einlasses 83 zentriert ist. Insbesondere ist das Lager 49 an dem ersten Wellenende 48(1) vorgesehen, und das Gleitlager 50 umgibt die Pumpenwelle 48 und erstreckt sich zwischen dem Motortopf 100 und dem Lager 49. Das Anschlagelement 51 ist Teil eines Lagerungspunktes für die Rotoreinheit 33 und verhindert eine Bewegung der Pumpenwelle 48 in die radiale und die axiale Richtung. Das Anschlagelement 51 weist ein kreisförmiges Profil auf und ist über Haltestege 53 mit der Pumpenummantelung 80 verbunden. Die Haltestege 53 sind an dem Umfang des Anschlagelements 51 angeordnet und sind mit der Innenfläche des primären Pumpengehäuseeinlasses 83 verbunden. An dem gegenüberliegenden Ende 48(2) ist die Pumpenwelle 48 bezüglich einer Innenfläche des Motortopfs 100 fixiert, beispielsweise durch Formen mit Einlegeteilen. Das Anschlagelement 51 minimiert oder beschränkt eine Auslenkung des Lagers 49 oder des Gleitlagers 50 in die axiale Richtung und somit eine axiale Auslenkung des Laufrads 35. Während des Betriebs kann solch eine axiale Auslenkung des Laufrads 35 erzeugt werden, beispielsweise durch den Axialschub des Rotors 34.
Das Gleitlager 50 ist als Teil des Rotors 34 konstruiert und bewegt (z. B. dreht) sich somit bezüglich des Anschlagelements 51 während des Betriebs. Zur Minimierung der hohen Reibungskräfte zwischen dem Gleitlager 50 und dem Anschlagelement 51 sowie der damit verbundenen Trägheit des Rotors 34 und der resultierenden Abnutzung des Anschlagelements 51 ist eine Anlaufscheibe 52 zwischen dem Anschlagelement 51 und dem Lager 49 vorgesehen. Die Anlaufscheibe 52 ist vorzugsweise so konstruiert, dass es zwischen der Anlaufscheibe 52 und dem Lager 49 eine reibungsoptimierte Materialpaarung gibt.
Das Laufrad 35 ist über einen Metalleinsatz 46, der in der Nabe 45 des Laufrads 35 angeordnet ist, mit dem Rotor 34 verbunden. Durch diese Konfiguration dreht sich das Laufrad 35 in Übereinstimmung mit dem Rotor 34 um die Drehachse 36. Das Laufrad 35 umfasst eine Basisplatte 37, die Nabe 45, die auf der Basisplatte 37 zentriert ist und von einer Seite davon vorragt, Laufradschaufeln 38, die von der gegenüberliegenden Seite der Basisplatte 37 vorragen, und eine gebogene Haube 39. Die Basisplatte 37 erstreckt sich als eine im Wesentlichen flache Scheibe in der radialen Richtung. Die Laufradschaufeln 38 sind an der Grundplatte 37 angeordnet und erstrecken sich in einer Spirale um die Drehachse 36 herum. Die Laufradschaufeln 38 sind zwischen der Grundplatte 37 und der Haube 39 angeordnet und weisen zu dem primären Einlass 83. Das Laufrad 35 ist so in der Fluidkammer 81 angeordnet, dass die Basisplatte 37 an dem offenen Ende des Motortopfs 100 angeordnet ist, und die Haube 39 ist zwischen der Basisplatte 37 und dem Pumpengehäuse 82 angeordnet, so dass die Laufradschaufeln 38 überlagert werden. Insbesondere weist eine Außenfläche der Haube 39 zu einer Innenfläche des Pumpengehäuses 82 und befindet sich in einem geringen Abstand zu dieser. Die Haube 39 umfasst eine mittige Öffnung 40, die zu dem primären Einlass 83 des Pumpengehäuses 82 weist. Die mittige Öffnung 40 gestattet, dass Fluid von dem Einlass 83 in die Laufradschaufeln 38 geleitet wird. Die Haube 39 ist so konstruiert, dass sie sich in der Richtung des Einlasses 83 verjüngt. Das Laufrad 35 ist konzentrisch mit der Drehachse 36 angeordnet und leitet den Hauptvolumenstrom des Fluids aus der Fluidkammer 81 in der radialen Richtung über ein Spiralgehäuse 85, das in das Pumpengehäuse 82 integriert ist, um.
Der Motortopf 100 ist eine becherförmige Struktur, die ein offenes Ende 101 umfasst, das zu dem Pumpengehäuse 82 weist. Die Endseite 102 des offenen Endes 101 liegt im Wesentlichen in einer radialen ersten Ebene 91.
Unter Bezugnahme auf 4 und 6-10 ist das Pumpengehäuse (primäre Gehäuse) 82 eine allgemein becherförmige Struktur mit einem offenen Ende 82(3), das zu dem Motortopf 100 weist. Das Pumpengehäuse 82 umfasst den primären Einlass 83, einen primären Auslass 84 und ein Spiralgehäuse 85. Das Fluid wird über den primären Einlass 83 eingesaugt und über den primären Auslass 84 ausgelassen. Ein Hauptvolumenstrom des Fluids strömt durch den primären Einlass 83 in einer axialen Richtung in die Fluidkammer 81 ein und dann durch den Auslass in einer Ausströmungsrichtung, die in einem Winkel zu einer Fluidströmungsrichtung von aus dem Spiralgehäuse 85 austretendem Fluid verläuft, aus der Fluidkammer 81 heraus, wie nachstehend genauer beschrieben wird.
Der primäre Einlass 83 ist eine rohrförmige Struktur, die von einer Außenfläche 82(1) des Pumpengehäuses 82 vorragt und einen primären Einlassdurchgang 83(1) definiert. Bei Betrachtung in einer parallel zur Drehachse 36 verlaufenden Richtung weist der primäre Einlassdurchgang 83(1) eine kreisförmige Querschnittsform auf, die an der Drehachse 36 zentriert ist. Der Durchmesser dieses Querschnitts variiert gleichmäßig in der axialen Richtung, so dass ein Innendurchmesser des primären Einlasses 83 an den gegenüberliegenden Enden des primären Einlasses 83 etwas größer als an einem Mittelpunkt des primären Einlasses 83 ist. Somit erstreckt sich der primäre Einlass 83 entlang einer Achse 88 des primären Einlasses, die mit der Drehachse 36 zusammenfällt.
Das Spiralgehäuse 85 wird auf einer Innenfläche 82(2) des primären Pumpengehäuses 82 definiert. Das Spiralgehäuse 85 bildet einen spiralförmigen Fluidpfad 86, der an dem primären Einlass 83 zentriert ist und dazu konfiguriert ist, Fluid von dem Laufrad 35 effizient aufzufangen. Der spiralförmige Fluidpfad 86 umgibt zum Teil die Drehachse 36. Obgleich die Bogenlänge des spiralförmigen Fluidpfads 86 durch die Anforderungen der spezifischen Anwendung bestimmt wird, kann ein beispielhafter Fluidpfad 86 eine Bogenlänge von etwa 330 Grad aufweisen.
Das Spiralgehäuse 85 ist mit Ausrichtung auf die Endseite 102 des Motortopfs100 offen, wobei die Endseite 102 des Motortopfs 102 eine Bodenfläche des spiralförmigen Fluidpfads 86 bereitstellt, die in der ersten Ebene 91 liegt. Die erste Ebene 91 ist senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Achse 88 des primären Einlasses, wobei der spiralförmige Fluidpfad 86 in einer radialen Ebene liegt. Die Querschnittsfläche des spiralförmigen Fluidpfads 86 nimmt entlang dem spiralförmigen Fluidpfad 86 zu, so dass es an einer Spiralgehäuseausgangsöffnung 87 eine maximale Querschnittsfläche gibt. Die Spiralgehäuseausgangsöffnung 87 weist zu dem primären Auslass 84 und ist dazu konfiguriert, Fluid entlang einer Spiralgehäuseauslassachse 90 zu dem primären Auslass 84 auszulassen.
Der primäre Auslass 84 ist nicht parallel zu dem primären Einlass 83 und überschneidet diesen nicht und stellt einen Fluiddurchgang 84(1) bereit, der Fluid von dem Spiralgehäuse 85 zu dem sekundären Auslass 14 des sekundären Gehäuses 12 leitet. Der primäre Auslass 84 ist eine rohrförmige Struktur, die von einer Außenfläche 82(1) des Pumpengehäuses 82 vorragt und einen primären Auslassdurchgang 84(1) definiert. Bei Betrachtung in einer parallel zu einer radialen Ebene verlaufenden Richtung weist der primäre Auslassdurchgang 84(1) eine kreisförmige Querschnittsform auf. Der Durchmesser dieses Querschnitts nimmt gleichmäßig entlang der Länge des primären Auslasses 84 zu, so dass ein Durchmesser des primären Auslassdurchgangs 84(1) an einem Ende 84(2), das am nächsten zu dem sekundären Gehäuse 12 und am weitesten von der Spiralgehäuseausgangsöffnung 87 weg liegt, am größten ist. Bei der Anordnung 2 ist das Pumpengehäuse 82 in der Vertiefung 15 des sekundären Gehäuses derart angeordnet, dass der primäre Auslass 84 mit dem sekundären Auslass 14 in Strömungsverbindung steht, und der Diffusorabschnitt 14(4) des sekundären Auslasses 14 und der primäre Auslass 84 bilden zusammen einen Diffusor der Anordnung 2.
Unter Bezugnahme auf 6 und 9 werden das Pumpengehäuse 82 und der Motortopf 100 über Befestigungsmittel (nicht gezeigt) in der zusammengebauten Konfiguration gehalten. Die Pumpe 30 umfasst eine ringförmige erste Dichtung 110, die zwischen dem Motortopf 100 und dem Pumpengehäuse 82 angeordnet ist. Die erste Dichtung 110 ist an einer Außenperipherie des Motortopfs 100 angeordnet, so dass sie die Endseite 102 des offenen Endes 101 umgibt. Darüber hinaus liegt die erste Dichtung 110 an einer Innenfläche 82(2) des primären Pumpengehäuses 82 an, so dass sie das Spiralgehäuse 85 in einer radialen Ebene umgibt. Die erste Dichtung 110 sorgt für eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Pumpengehäuse 82 und dem Motortopf 100.
Die Pumpe 30 wird durch Einführen des Pumpengehäuses 82 in die Vertiefung 15 des sekundären Gehäuses, wobei eine Außenfläche 82(1) des Pumpengehäuses 82 zu der Fläche 15(1) der Vertiefung 15 weist, mit dem sekundären Gehäuse 12 verbaut. Bei der Anordnung 2 ragt der primäre Einlass 83 in den Abschnitt 13(2) mit vergrößertem Durchmesser des sekundären Einlasses 13 vor, und eine Endseite 83(2) des primären Einlasses 83 liegt an der Schulter 13(4) an. Die Achse 20 des sekundären Einlasses, die Achse 88 des primären Einlasses und die Drehachse 36 sind im Wesentlichen koaxial. Eine zweite Dichtung 114 umgibt die Außenfläche des primären Einlasses 83 und liegt an einer Innenfläche des Abschnitts 13(2) mit vergrößertem Durchmesser an. Die zweite Dichtung 114 sorgt für eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem primären Einlass 83 des Pumpengehäuses 82 und dem sekundären Einlass 13 des sekundären Gehäuses 12.
Die Anordnung 2 umfasst eine dritte Dichtung 112, die eine Außenfläche 82(1) des primären Pumpengehäuses 82 an einer Stelle, die sich neben dem offenen Ende 82(3) des Pumpengehäuses befindet, umgibt. Insbesondere ist die dritte Dichtung 112 zwischen dem offenen Ende 82(3) des Pumpengehäuses und dem primären Auslass 84 angeordnet. Die dritte Dichtung 112 sorgt für eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Außenfläche 82(1) des Pumpengehäuses und der Innenfläche des sekundären Gehäuses 12 (z. B. und der Fläche 15(1) der Vertiefung 15). Durch diese Anordnung ist der primäre Auslass 84 zwischen der zweiten Dichtung 114 oder dritten Dichtung 112 angeordnet. Eine dünne ringförmige Metallflachdichtung 113 kann zwischen der dritten Dichtung 112 und einem Abschnitt des Pumpengehäuses 82 angeordnet sein. Die Flachdichtung 113 stellt keine Abdichtungsfunktion bereit und schützt stattdessen die dritte Dichtung 112 gegen unbeabsichtigte Abnutzung aufgrund des Vorhandenseins von Befestigungsmitteln (die nicht gezeigt werden und zur Sicherung des Pumpengehäuses 82 an dem sekundären Gehäuse 12 verwendet werden) in dieser näheren Umgebung.
Der primäre Auslass 84 stellt den Fluiddurchgang 84(1) bereit, der Fluid von dem Spiralgehäuse 85 zu dem sekundären Auslass 14 des sekundären Gehäuses 12 leitet. Bei der Anordnung 2 erstreckt sich der primäre Auslass 84 zwischen der Spiralgehäuseausgangsöffnung 87 und dem sekundären Auslass 14. Aufgrund des Vorhandenseins der ersten Dichtung 110 zwischen der Außenfläche 82(1) des Pumpengehäuses (primären Gehäuses) 82 und der Fläche 15(1) der Vertiefung 15 ist der sekundäre Auslass 14 bezüglich der ersten Ebene 91, die den spiralförmigen Fluidpfad 86 enthält, axial versetzt. Um dem axialen Versatz des sekundären Auslasses 14 Rechnung zu tragen, stellt die Innenfläche des primären Auslass 84 eine Rampe 84(3) bereit, die Fluidstrom von der Spiralgehäuseauslassachse 90 zu dem sekundären Auslass 14 umleitet. Insbesondere liegt eine Fläche 84(4) der Rampe 84(3), die zu der Spiralgehäuseausgangsöffnung 87 weist, in einem ersten spitzen Winkel 94 zur ersten Ebene 91. Dadurch erstreckt sich, wenn die Anordnung 2 in einer senkrecht zur Drehachse 36 verlaufenden Richtung betrachtet wird, der primäre Auslass 84 (z. B. eine Achse, die durch den Auslassdurchgang 84(1) definiert wird) in einem ersten Winkel 94 zur ersten Ebene 91. Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Winkel 94 in einem Bereich von 5 Grad bis 20 Grad liegen. Bei weiteren Ausführungsformen kann der erste Winkel 94 in einem Bereich von 7 Grad bis 18 Grad liegen. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann der erste Winkel 94 ungefähr 12 Grad betragen.
Durch das Bereitstellen der Rampe 84(3), die den aus dem Spiralgehäuse austretenden Fluidstrom in einem spitzen Winkel zur radialen Ebene abwinkelt, wird ein absatzartiger Übergang in dem Fluiddurchgang 84(1) vermieden. Jedoch gestaltet sich das derartige Formen des Pumpengehäuses 82, dass das Fluid gleichmäßig umgeleitet wird, schwierig. Insbesondere erfordert die Rampe 84(3) ein Gleitstück (nicht gezeigt) in dem Spritzgusswerkzeug (nicht gezeigt), das entlang einer geraden Linie aus dem Werkzeug entfernt werden muss. Durch die Abwinkelung des Stroms nach dem Spiralgehäuse, wo er dann tangential ist und sich durch den Anordnungsdiffusor hindurch verbreitet, wird ein gerader Vektor bereitgestellt, der das Entfernen des Gleitstücks gestattet und auch die Implementierung der Rampe 84(3) im Vergleich zu einem schroffen Absatz gestattet.
Wie zuvor erwähnt wurde, weist die Spiralgehäuseausgangsöffnung 87 zu dem primären Auslass 84 und ist dazu konfiguriert, Fluid entlang einer Spiralgehäuseauslassachse 90 zu dem primären Auslass 84 auszulassen. Da die Querschnittsfläche des spiralförmigen Fluidpfads 86 entlang dem spiralförmigen Fluidpfad 86 zunimmt und da der Boden des spiralförmigen Fluidpfads 86 in einer radialen Ebene (z. B. der ersten Ebene 91) liegt, ist die Spiralgehäuseauslassachse 90 in geringem Maße nicht parallel zu einer radialen Ebene 92 bei Betrachtung in einer senkrecht zur Drehachse 36 verlaufenden Richtung (9). Insbesondere liegt die Spiralgehäuseauslassachse 90 in einem kleinen zweiten spitzen Winkel 95 zur radialen Ebene 92. Der zweite Winkel 95 entspricht ungefähr der Hälfte des Expansionswinkels des Spiralgehäuses 85, wobei der Expansionswinkel des Spiralgehäuses 85 ungefähr dem Arkustangens von [(Durchmesser der Spiralgehäuseausgangsöffnung 87) geteilt durch (Länge des spiralförmigen Fluidpfads 86)] entspricht. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der zweite Winkel 95 beispielsweise etwa zwei Grad. Der zweite Winkel 95 ist kleiner als der erste Winkel 94. Beispielsweise kann der erste Winkel 94 in einem Bereich des 2- bis 5-Fachen des zweiten Winkels 95 liegen.
Darüber hinaus strömt bei Betrachtung in einer parallel zur Drehachse 36 verlaufenden Richtung (10) ein Teil des aus der Spiralgehäuseausgangsöffnung 87 austretenden Fluids in eine Richtung, die zur Spiralenkurve an der Spiralgehäuseausgangsöffnung 87 tangential ist. In Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Spiralgehäuse 85 austretenden Fluids kann sich der Teil des Fluids, der tangential strömt, entlang der radial am weitesten innen liegenden Wand des Spiralgehäuses 85, entlang der radial am weitesten außen liegenden Wand des Spiralgehäuses 85 oder entlang der Mittellinie des Spiralgehäuses 85 befinden. Zum Zwecke der Erörterung wird angenommen, dass die Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Spiralgehäuse 85 austretenden Fluids für eine Tangentialrichtung des Fluidstroms entlang der Mittellinie des Spiralgehäuses 85 für mindestens einen Teil des aus dem Spiralgehäuse 85 austretenden Fluids, insbesondere für ein Hauptvolumen des aus dem Spiralgehäuse 85 austretenden Fluids, ausreichend ist. Die Fluidströmungsrichtung wird durch einen Pfeil in 10 dargestellt.
Durch diese Konfiguration umschließt das sekundäre Gehäuse 12 mindestens einen Abschnitt des Pumpengehäuses 82, der sekundäre Einlass 13 leitet Fluid in den primären Einlass 82, und der sekundäre Auslass 14 empfängt Fluid von dem primären Auslass 84. Dazu steht der sekundäre Auslass 14 mit einem Innenraum der Anordnung 2, der zwischen der Innenfläche 15(1) des sekundären Gehäuses 12, einer Außenfläche 82(1) des Pumpengehäuses 82, der zweiten Dichtung 114 und der dritten Dichtung 112 definiert wird, in Strömungsverbindung.
Oben werden ausgewählte beispielhafte Ausführungsformen des Fahrzeugkühlsystems, das die Pumpenanordnung umfasst, genauer beschrieben. Es versteht sich, dass hier lediglich Strukturen beschrieben wurden, die zur Erklärung des Fluidzufuhrsystems und der Pumpenanordnung als notwendig erachtet wurden. Es wird angenommen, dass dem Fachmann andere herkömmliche Strukturen und jene von untergeordneten und zusätzlichen Komponenten des Fahrzeugkühlsystems und der Pumpenanordnung bekannt sind und von ihm verstanden werden. Darüber hinaus sind, obgleich ein Ausführungsbeispiel für das Fahrzeugkühlsystem und die Pumpenanordnung oben beschrieben wurde, das Fahrzeugkühlsystem und die Pumpenanordnung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es können verschiedene Konstruktionsänderungen vorgenommen werden, ohne von dem Fahrzeugkühlsystem und/oder der Pumpenanordnung, so wie sie in den Ansprüchen dargelegt werden, abzuweichen.

Claims

Zentrifugalpumpe, die Folgendes umfasst: eine Pumpenummantelung, die ein Pumpengehäuse und einen Motortopf umfasst, wobei ein offenes Ende des Pumpengehäuses mit einem offenen Ende des Motortopfs verbunden ist, wobei das Pumpengehäuse und der Motortopf, die miteinander verbunden sind, eine innere Fluidkammer definieren, und eine Rotoreinheit, die in der Fluidkammer angeordnet ist, wobei die Rotoreinheit einen Rotor eines Motors und ein Laufrad, das mit dem Rotor verbunden ist, umfasst, wobei der Rotor dazu konfiguriert ist, das Laufrad dahingehend anzutreiben, sich um eine Drehachse zu drehen, wobei das Pumpengehäuse Folgendes umfasst: einen Einlass, der einen ersten Durchgang definiert, die auf die Drehachse ausgerichtet ist und Fluid zu dem Laufrad leitet, einen Auslass, der einen zweiten Durchgang definiert, der auf eine zweite Achse ausgerichtet ist, und ein Spiralgehäuse, das auf einer Innenfläche des Pumpengehäuses vorgesehen ist und das mit dem Einlass und dem Auslass in Verbindung steht, wobei das Spiralgehäuse einen spiralförmigen Fluidpfad definiert, dessen Querschnittsfläche entlang dem Pfad zunimmt, so dass es an einer Spiralgehäuseausgangsöffnung eine maximale Querschnittsfläche gibt, wobei die Spiralgehäuseausgangsöffnung zu dem Auslass weist, wobei die Spiralgehäuseausgangsöffnung mindestens einen Teil des Fluids entlang einer Spiralgehäuseauslassachse auslässt, und wobei eine Endseite des offenen Endes des Motortopfs eine Bodenfläche des Spiralgehäuses definiert, wobei die Endseite in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ist, und eine Innenfläche des Auslasses eine Rampe aufweist, die dazu konfiguriert ist, aus dem Spiralgehäuse austretenden Fluidstrom so umzuleiten, dass der umgeleitete Fluidstrom in einem ersten spitzen Winkel zur Ebene liegt.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, wobei die Rampe eine Fläche aufweist, die zu der Spiralgehäuseausgangsöffnung weist, wobei die Fläche im ersten Winkel zur Ebene liegt.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, wobei die Spiralgehäuseauslassachse bei Betrachtung in einer parallel zur Drehachse verlaufenden Richtung tangential zu einem Teil des Fluidstroms, der an der Spiralgehäuseausgangsöffnung aus dem Spiralgehäuse austritt, ist und die zweite Achse auf die Spiralgehäuseauslassachse ausgerichtet ist.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, wobei die Spiralgehäuseauslassachse in einem zweiten spitzen Winkel zur Ebene liegt, und der erste Winkel größer als der zweite Winkel ist.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 4, wobei der erste Winkel mindestens das Doppelte des zweiten Winkels beträgt.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, wobei der erste Winkel im Bereich von 5 Grad bis 20 Grad liegt.
Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, wobei eine Querschnittsfläche des Auslasses entlang dem Auslassdurchgang zunimmt, und der Auslass an einer Stelle, die der Spiralgehäuseausgangsöffnung am nächsten liegt, eine minimale Abmessung aufweist.
Pumpenanordnung, die Folgendes umfasst: eine Pumpenummantelung, die ein Pumpengehäuse und einen Motortopf umfasst, wobei ein offenes Ende des Pumpengehäuses mit einem offenen Ende des Motortopfs verbunden ist, wobei das Pumpengehäuse und der Motortopf, die miteinander verbunden sind, eine innere Fluidkammer definieren, und ein Laufrad, das in der Fluidkammer angeordnet ist, wobei das Laufrad um eine Drehachse drehbar ist, wobei das Pumpengehäuse Folgendes umfasst: einen primären Einlass, der einen ersten Durchgang definiert, der auf die Drehachse ausgerichtet ist und Fluid zu dem Laufrad leitet, einen primären Auslass, der einen zweiten Durchgang definiert, der auf eine zweite Achse ausgerichtet ist, und ein Spiralgehäuse, das auf einer Innenfläche des Pumpengehäuses vorgesehen ist, wobei das Spiralgehäuse dazu konfiguriert ist, Fluid von den primären Einlass aufzunehmen und das aufgenommene Fluid zu dem primären Auslass zu leiten, wobei das Spiralgehäuse einen spiralförmigen Fluidpfad definiert, dessen Querschnittsfläche entlang dem Pfad zunimmt, so dass es an einer Spiralgehäuseausgangsöffnung eine maximale Querschnittsfläche gibt, wobei die Spiralgehäuseausgangsöffnung zu dem primären Auslass weist, wobei die Spiralgehäuseausgangsöffnung mindestens einen Teil des Fluids entlang einer Spiralgehäuseauslassachse auslässt, und wobei eine Endseite des offenen Endes des Motortopfs eine Bodenfläche des Spiralgehäuses definiert, wobei die Endseite in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ist, und eine Innenfläche des Auslasses eine Rampe aufweist, die dazu konfiguriert ist, aus dem Spiralgehäuse austretenden Fluidstrom so umzuleiten, dass der umgeleitete Fluidstrom in einem ersten spitzen Winkel zur Ebene liegt.
Pumpenanordnung nach Anspruch 8, wobei die Rampe eine Fläche aufweist, die zu der Spiralgehäuseausgangsöffnung weist, wobei die Fläche im ersten Winkel zur Ebene liegt.
Pumpenanordnung nach Anspruch 8, wobei bei Betrachtung in einer parallel zur Drehachse verlaufenden Richtung, die Spiralgehäuseauslassachse tangential zu einem Teil des Fluidstroms, der an der Spiralgehäuseausgangsöffnung aus dem Spiralgehäuse austritt ist, und die zweite Achse auf die Spiralgehäuseauslassachse ausgerichtet ist.
Pumpenanordnung nach Anspruch 8, wobei die Spiralgehäuseauslassachse in einem zweiten spitzen Winkel zur Ebene liegt, und der erste Winkel größer als der zweite Winkel ist.
Pumpenanordnung nach Anspruch 11, wobei der erste Winkel mindestens das Doppelte des zweiten Winkels beträgt.
Pumpenanordnung nach Anspruch 8, wobei der erste Winkel im Bereich von 5 Grad bis 20 Grad liegt.
Pumpenanordnung nach Anspruch 8, wobei eine Querschnittsfläche des primären Auslasses entlang dem zweiten Durchgang zunimmt, und der primäre Auslass an einer Stelle, die der Spiralgehäuseausgangsöffnung am nächsten liegt, eine minimale Abmessung aufweist.
Pumpenanordnung nach Anspruch 8, die ein sekundäres Gehäuse umfasst, das mindestens einen Abschnitt des Pumpengehäuses umschließt, wobei das sekundäre Gehäuse Folgendes umfasst: einen sekundären Einlass, der dazu konfiguriert ist, Fluid in den primären Fluideinlass zu leiten, einen sekundären Auslass, der dazu konfiguriert ist, Fluid aus dem primären Fluidauslass aufzunehmen.
Pumpenanordnung nach Anspruch 15, wobei der sekundäre Auslass einen Fluidauslassdurchgang definiert, und mindestens ein Abschnitt des Fluidauslassdurchgangs im Wesentlichen parallel zur Spiralgehäuseauslassachse und axial von dieser versetzt ist.
Pumpenanordnung nach Anspruch 15, wobei der sekundäre Auslass einen Fluidauslassdurchgang definiert, der Fluidauslassdurchgang einen Abschnitt umfasst, bei dem die Querschnittsfläche des Abschnitts entlang dem Abschnitt zunimmt, und der Abschnitt an einer Stelle, die dem primären Auslass am nächsten liegt, eine minimale Abmessung aufweist.
Pumpenanordnung nach Anspruch 15, die Folgendes umfasst: eine zweite Dichtung, die eine Außenfläche des primären Einlasses umgibt und für eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Außenfläche des primären Einlasses und einer Innenfläche des sekundären Gehäuses sorgt, und eine dritte Dichtung, die eine Außenfläche des primären Pumpengehäuses umgibt und für eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Außenfläche des primären Pumpengehäuses und der Innenfläche des sekundären Gehäuses sorgt.
Pumpenanordnung nach Anspruch 18, wobei der sekundäre Auslass zur Verbindung mit einem Innenraum der Fluidpumpe, der zwischen der Innenfläche des sekundären Gehäuses, einer Außenfläche des primären Gehäuses, der zweiten Dichtung und der dritten Dichtung definiert wird, konfiguriert ist.