DE10341124A1

DE10341124A1 - Flügelradpumpen

Info

Publication number: DE10341124A1
Application number: DE10341124A
Authority: DE
Inventors: Masaki Obu Ikeya
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-09-06
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2023-09-07
Also published as: JP3959012B2; US6942447B2; JP2004100675A; US20040071543A1; DE10341124B4

Abstract

Eine Flügelradpumpe (1) für ein Fluid enthält ein sich drehbares Flügelrad (5) und ein Pumpengehäuse (3, 4). Das Pumpengehäuse definiert einen ersten Hauptströmungskanal (3a) und einen zweiten Hauptströmungskanal (4a). Ein erster Einlasskanal (3b) und ein zweiter Einlasskanal (4b) sind ebenfalls in dem Pumpengehäuse definiert. Der erste Einlasskanal steht mit einem Ende des ersten Hauptströmungskanals in Verbindung, und der zweite Einlasskanal steht mit einem Ende des zweiten Hauptströmungskanals in Verbindung, so dass das Fluid in eine erste Pumpenkammer (1a) und in eine zweite Pumpenkammer (1c) über den ersten Einlasskanal und den zweiten Einlasskanal jeweils angesaugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Flügelradpumpen eines Typs, der als Westco-Pumpen, Generativ- oder Reibungspumpen, Kaskaden-Pumpen und Umfangsströmungspumpen bekannt ist, die sich drehende Flügelräder aufweisen.

Eine bekannte Generativ- oder Reibungspumpe 101 für das Pumpen von Kraftstoff ist in 10(A) und 10(B) dargestellt und enthält ein Flügelrad 102. Das Flügelrad 102 ist innerhalb eines Pumpengehäuses 106 angebracht und wird zur Drehung durch einen Motor 105 über eine Antriebswelle 105a des Motors 105 angetrieben. Kanäle 102a sind in sowohl der oberen als auch der unteren Oberfläche des Flügelrads 102 definiert und in der Umfangsrichtung des Flügelrads 102 angeordnet. Um den Außendurchmesser der Pumpe 101 zu minimieren, ist eine Saugöffnung 101a in dem Pumpengehäuse 106 derart definiert, dass der Kraftstoff von der unteren Seite des Flügelrads 102 in einen ersten Hauptströmungskanal 103a einströmt, der in dem Pumpengehäuse 106 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Flügelrads 102 definiert ist. Ein zweiter Hauptströmungskanal 103b ist in dem Pumpengehäuse 106 auf der Seite gegenüber dem ersten Hauptströmungskanal 103a definiert. Mehrere Verbindungslöcher 102b sind in dem Flügelrad 102 definiert, und jedes der Verbindungslöcher 102b stellt eine Verbindung zwischen zweien der Kanäle 102a her, die sich in der Axialrichtung des Flügelrads 102 gegenüberliegen und die jeweils in der oberen bzw. der unteren Oberfläche des Flügelrads 102 definiert sind. Folglich kann der Kraftstoff gleichmäßig in den ersten und zweiten Hauptströmungskanal 103a und 103b einströmen, der auf der einen bzw. der anderen Seite des Flügelrads 102 angeordnet ist, so dass die Pumpeneffizienz verbessert werden kann. Diese Art von Generativ- oder Reibungspumpe ist in der Japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 5-18388 beschrieben.

Wenn die Kanäle 102a und die Verbindungslöcher 102b derart positioniert sind, dass sie mit dem Saugloch 101a während der Rotation des Flügelrads 102 in Verbindung stehen, können die Kanäle 102a jedoch keine Zirkulation (Wirbel) der Kraftstoffströmung erzeugen. Daher ist es nicht möglich, das Pumpen unmittelbar dann zu beginnen, wenn der Kraftstoff in das Ansaugloch 101a eingesaugt worden ist. Aufgrund dieses Phänomens besteht nach wie vor ein Problem, dass die Pumpeneffizienz verschlechtert ist. Um den Pumpenbetrieb zu verbessern, ist es möglich, die Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrads 102 zu erhöhen. Dies erhöht jedoch möglicherweise den Verbrauch elektrischer Energie.

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Flügelradpumpen zu lehren, die die Pumpeneffizienz verbessern können.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Lehren werden Flügelradpumpen für Fluide gelehrt, die ein sich drehendes Flügelrad und eine erste und eine zweite Pumpenkammer enthalten, die auf den zwei Seiten des Flügelrads definiert sind. Ein erster Einlasskanal und ein zweiter Einlasskanal sind in dem Pumpengehäuse definiert. Der erste Einlasskanal steht derart mit einem Ende des ersten Hauptströmungskanals in Verbindung, und der zweite Einlasskanal steht derart mit einem Ende des zweiten Hauptströmungskanals in Verbindung, dass das Fluid in die erste Pumpenkammer und die zweite Pumpenkammer über jeweils den ersten Einlasskanal bzw. den zweiten Einlasskanal angesaugt wird.

Daher ist es nicht erforderlich, Verbindungslöcher in dem Flügelrad vorzusehen, um eine Verbindung zwischen der ersten Pumpenkammer und der zweiten Pumpenkammer herzustellen. Das Fluid kann durch die Pumpenwirkungen des Flügelrads gepumpt werden, sobald das Fluid den Anfang der ersten und der zweiten Pumpenkammer über jeweils den ersten bzw. den zweiten Einlasskanal erreicht. Folglich kann die Pumpeneffizienz verbessert werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren ist mindestens entweder der erste oder der zweite Einlasskanal derart konfiguriert, dass die Pumpeneffizienz durch eine Steuerung der Strömung des Fluids verbessert wird. Beispielsweise kann der zumindest eine Kanal aus den ersten und dem zweiten Einlasskanal derart konfiguriert sein, dass er sich nicht direkt in den Raum öffnet, der in dem Pumpengehäuse zur Aufnahme des Flügelrads zur Drehung gebildet ist. Alternativ dazu kann die Richtung/können die Richtungen des mindestens eine aus dem ersten oder dem zweiten Einlasskanal derart bestimmt sein, dass sie eine gleichmäßige Strömung des Fluids vorsehen, um die Wirbel zu intensivieren, die produziert werden, wenn das Fluid in die entsprechende(n) Pumpenkammer(n) strömt, oder dass sie einen langen Strömungsweg/lange Strömungswege entlang des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle vorsehen.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren kann zumindest entweder der erste oder der zweite Auslasskanal ebenfalls derart konfiguriert sein, dass die Pumpeneffizienz verbessert wird, indem die Strömung des Fluids gesteuert wird. Beispielsweise kann die Richtung/können die Richtungen des zumindest einen aus dem ersten oder zweiten Auslasskanal derart bestimmt sein, dass ein langer Strömungsweg/lange Strömungswege entlang des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle vorgesehen wird/werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren laufen die Strömung des Fluids aus dem ersten Auslasskanal und die Strömung des Fluids aus dem zweiten Auslasskanal an einer Konvergenzöffnung zusammen, die in dem Pumpengehäuse definiert ist.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren enthält das Pumpengehäuse ein erstes Pumpengehäuseelement und ein zweites Pumpengehäuseelement. Der erste Einlasskanal, der erste Hauptströmungskanal und der erste Auslasskanal sind in Reihe in dem ersten Pumpengehäuseelement definiert, und der zweite Einlasskanal, der zweite Hauptströmungskanal und der zweite Auslasskanal sind in Reihe in dem zweiten Pumpengehäuseelement definiert.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren enthält die Flügelradpumpe ferner einen Motor zum Drehen des Flügelrads.

Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen direkt zu verstehen, wobei:
1 eine vertikale Querschnittsansicht einer ersten beispielhaften Flügelradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht eines Teils eines Pumpengehäuses der ersten beispielhaften Flügelradpumpe ist;
3 eine Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses einer zweiten repräsentativen Flügelradpumpe ist;
4 eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht ähnlich zu 2 ist, die jedoch einen Teil eines Pumpengehäuses einer dritten beispielhaften Flügelradpumpe zeigt;
5(a) eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht eines Teils eines Pumpengehäuses einer vierten beispielhaften Flügelradpumpe ist;
5(b) eine schematische Vorderansicht ist, die eine Modifikation der vierten beispielhaften Flügelradpumpe zeigt;
6(a) eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht ähnlich zu 4 ist, jedoch einen Teil eines Pumpengehäuses einer fünften beispielhaften Flügelradpumpe zeigt;
6(b) eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht ähnlich zu 6(a) ist, jedoch einen Teil eines Pumpengehäuses einer Modifikation der fünften beispielhaften Flügelradpumpe zeigt;
7(a) eine Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses einer sechsten beispielhaften Flügelradpumpe ist;
7(b) eine Seitenansicht des Pumpengehäuses der sechsten beispielhaften Flügelradpumpe ist;
8 eine Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses einer siebten beispielhaften Flügelradpumpe ist, wobei ein Teil weggelassen ist;
9 eine Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses einer achten beispielhaften Flügelradpumpe ist, wobei ein Teil weggelassen ist;
10(a) eine vertikale Querschnittsansicht einer bekannten Flügelradpumpe ist; und
10(b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X aus 10(a) ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren enthalten Flügelradpumpen für Fluide, ein sich drehendes Flügelrad und ein Pumpengehäuse. Beispielsweise können die Fluide Kraftstoffe sein und die Flügelradpumpen Kraftstoffpumpen sein, um den Kraftstoff an Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen zuzuführen. Das Pumpengehäuse definiert einen ersten Hauptströmungskanal und einen zweiten Hauptströmungskanal. Das sich drehende Flügelrad ist innerhalb eines Raums angebracht, der in dem Pumpengehäuse definiert ist, und liegt dem ersten Hauptströmungskanal und dem zweiten Hauptströmungskanal gegenüber, so dass eine erste Pumpenkammer und eine zweite Pumpenkammer auf der einen bzw. der anderen Seite des Flügelrads definiert wird. Das sich drehende Flügelrad weist Kanalreihen auf, die auf beiden Seiten des Flügelrads gebildet sind, und die Kanäle in jeder Reihe sind gleichmäßig voneinander in der Umfangsrichtung beabstandet.
Ein erster Einlasskanal und ein zweiter Einlasskanal sind in dem Pumpengehäuse definiert. Beispielsweise sind der erste und der zweite Einlasskanal getrennte Bohrlöcher, die in dem Pumpengehäuse ausgebildet sind. Der erste Einlasskanal steht mit einem Ende des ersten Hauptströmungskanals in Verbindung, und der zweite Einlasskanal steht mit einem Ende des zweiten Hauptströmungskanals in Verbindung, so dass das Fluid in jeweils die erste Pumpenkammer bzw. die zweite Pumpenkammer über den ersten Einlasskanal bzw. den zweiten Einlasskanal angesaugt wird.
Ein erster Auslasskanal und ein zweiter Auslasskanal sind in dem Pumpengehäuse definiert. Der erste Auslasskanal steht mit dem anderen Ende des ersten Hauptströmungskanals in Verbindung, und der zweite Auslasskanal steht mit dem anderen Ende des zweiten Hauptströmungskanals in Verbindung. Vorzugsweise enthält das Pumpengehäuse ein erstes Pumpengehäuseelement und ein zweites Pumpengehäuseelement. Der erste Einlasskanal, der erste Hauptströmungskanal und der erste Auslasskanal sind z.B. in Reihe in dem ersten Pumpengehäuseelement definiert. Der zweite Einlasskanal, der zweite Hauptströmungskanal und der zweite Auslasskanal sind beispielsweise in Reihe in dem zweiten Pumpengehäuse definiert. Der erste und der zweite Auslasskanal können an einer Abgabeöffnung zusammenlaufen, die in dem Pumpengehäuse definiert ist und einem äußeren Umfang des Flügelrads in radialer Richtung gegenüberliegt.
Da das Fluid in die erste und in die zweite Pumpenkammer über den ersten Einlasskanal bzw. den zweiten Einlasskanal zugeführt werden kann, ist es nicht erforderlich Verbindungslöcher im Flügelrad vorzusehen, um eine Verbindung für das Fluid zwischen der ersten und der zweiten Pumpenkammer herzustellen. Daher kann das Fluid durch die Pumpenwirkung des Flügelrads gepumpt werden, sobald das Fluid das Anfangsende der ersten bzw. der zweiten Pumpenkammer über den ersten bzw. den zweiten Einlasskanal erreicht. Folglich kann die Pumpeneffizienz verbessert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehren weist zumindest entweder der erste Einlasskanal oder der zweite Einlasskanal eine Längsachse auf, die in der Axialrichtung des Flügelrads zu einer zentralen Achse der entsprechenden Pumpenkammer(n) versetzt ist, und die zentralen Achsen der ersten Pumpenkammer und der zweiten Pumpenkammer erstrecken sich in der Umfangsrichtung des Flügelrads.
Daher können Strömungswirbel des Fluids effektiv erzeugt werden, wenn das Fluid von dem mindestens einen Kanal aus dem ersten und dem zweiten Einlasskanal in die entsprechende(n) Pumpenkammer(n) gelangt. Folglich kann die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehren ist zumindest einer der Kanäle aus dem ersten und zweiten Einlasskanal relativ zu einer zur Axialrichtung des Flügelrads senkrechten Ebene geneigt bzw. unter einem Winkel. Daher können die Wirbel der Strömung des Fluids verstärkt werden und die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehren öffnen sich der erste Einlasskanal und der zweite Einlasskanal zur Umgebung über jeweilige Einlassöffnungen, und der erste Auslasskanal und der zweite Auslasskanal stehen mit den hinteren Enden des ersten Hauptströmungskanals und des zweiten Hauptströmungskanals über jeweilige Verbindungsöffnungen in Verbindung. Zumindest eine der Einlassöffnungen erstreckt sich entlang eines Winkelbereichs α um eine Rotationsachse des Flügelrads, und die entsprechende(n) Verbindungsöffnunge(n) erstreckt/erstrecken sich entlang eines Winkelbereichs β um die Rotationsachse des Flügelrads. Der Winkelbereich α und der Winkelbereich β überlappen zumindest teilweise miteinander. Daher kann die Einlassöffnung/können die Einlassöffnungen entfernt von dem/den Anfangsende(n) des entsprechenden Hauptströmungskanals in Richtung auf die Verbindungsöffnungen positioniert sein. Folglich wird die Länge des zumindest einen Einlasskanals aus dem ersten und dem zweiten Einlasskanal länger, um die Pumpeneffizienz weiter zu verbessern.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehren erstreckt sich sowohl der erste als auch der zweite Hauptströmungskanal entlang eines im Wesentlichen bogenförmigen Wegs, und zumindest entweder der erste oder der zweite Einlasskanal erstreckt sich entlang einer Tangentialrichtung im Bezug auf den im Wesentlichen bogenförmigen Weg des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle. Daher gelangt das Fluid gleichmäßig in die entsprechende(n) Pumpenkammer(n) aus den zumindest einen ersten bzw. zweiten Einlasskanal ohne Turbulenz. Folglich wird der Strömungswiderstand des Fluids verringert oder minimiert, und die Pumpeneffizienz kann verbessert werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehren erstreckt sich zumindest der erste oder der zweite Einlasskanal entlang einer Richtung, die nach außen um einen Winkel θ relativ zu einer Tangentiallinie L1 in Bezug auf den im Wesentlichen bogenförmigen Pfad des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle geneigt ist. Daher wird die Länge des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle länger, so dass die Pumpeneffizienz weiter verbessert wird.
Vorzugsweise wird der Winkel θ durch die Tangentiallinie L1 und eine zentrale Linie L2 von zumindest entweder dem ersten oder dem zweiten Einlasskanal definiert. Die zentrale Linie L2 erstreckt sich entlang einer Richtung eines resultierenden Vektors S1 von einer ersten Vektorkomponente S2 und einer zweiten Vektorkomponente S3 der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids am Anfangsende des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle. Die erste Vektorkomponente S2 ist derart ausgerichtet, dass sie sich entlang der Tangentiallinie L1 erstreckt, und die zweite Vektorkomponente S3 ist in der Radialrichtung des Flügelrads ausgerichtet. Durch diese Anordnung können die Wirbel, die am Anfangsende/an den Anfangsenden des ersten Hauptströmungskanals und/oder des zweiten Hauptströmungskanals erzeugt werden, verstärkt werden, um die Pumpeneffizienz zu verbessern.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehren erstreckt sich zumindest entweder der erste oder zweite Auslasskanal entlang einer Richtung, die um einen Winkel γ relativ zu einer Tangentiallinie L3 in Bezug auf den im Wesentlichen bogenförmigen Pfad des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle nach außen geneigt ist. Daher wird die Länge des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle länger, um somit die Pumpeneffizienz weiter zu verbessern.
Vorzugsweise wird der Winkel γ durch die Tangentiallinie L3 und eine zentrale Linie L4 von mindestens einem Kanal aus dem ersten bzw. den zweiten Auslasskanal definiert. Die zentrale Linie L4 erstreckt sich entlang einer Richtung eines resultierenden Vektors V1 aus einer ersten Vektorkomponente V2 und einer zweiten Vektorkomponente V3 der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids am hinteren Ende/an den hinteren Enden des entsprechenden Hauptströmungskanals/der entsprechenden Hauptströmungskanäle. Die erste Vektorkomponente V2 ist derart ausgerichtet, das sie sich entlang der Tangentiallinie L3 erstreckt, und die zweite Vektorkomponente V3 ist in der Radialrichtung des Flügelrads ausgerichtet. Durch diese Anordnung kann das Fluid gleichmäßig aus dem Pumpengehäuse mit minimaler Turbulenz ausströmen, so dass die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehren enthalten die Flügelradpumpen ferner einen Motor, z.B. einen Elektromotor, für das Drehen des Flügelrads. Daher können die Flügelradpumpen vorzugsweise als Kraftstoffpumpen verwendet werden, die innerhalb der Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen angeordnet sind.
Jedes der zusätzlichen Merkmale und der Lehren, die oben- und untenstehend beschrieben werden, kann getrennt oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Flügelradpumpen und Verfahren zur Verwendung solcher Flügelradpumpen vorzusehen. Repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung, die jeweils viele dieser zusätzlichen Merkmale und Lehren entweder getrennt oder in Kombination verwenden, werden nun im Einzeln unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung soll lediglich einem Fachmann weitere Einzelheiten zum Ausführen von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren geben und soll den Rahmen der Erfindung nicht einschränken. Lediglich die Ansprüche definieren den Rahmen der beanspruchten Erfindung. Daher müssen Kombinationen von Merkmalen und von Schritten, die in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht unbedingt die Erfindung in ihrem breitesten Sinn ausführen und sollen lediglich dazu gelehrt werden, repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Ferner können verschiedene Merkmale der repräsentativen Beispiele und der abhängigen Ansprüche auf Arten kombiniert werden, die nicht speziell aufgelistet sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsform der vorliegenden Lehren vorzusehen.
Verschiedene repräsentative Ausführungsformen werden nun unter Verweis auf 1 bis 9 beschrieben. Repräsentative Flügelradpumpen dieser beispielhaften Ausführungsformen können als Generativ- oder Reibungspumpen konfiguriert sein und können als Kraftstoffpumpen verwendet werden, die in Kraftstofftanks von Fahrzeugen, z.B. Kraftfahrzeugen, angebracht sind.
Erste repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 1 und 2 ist eine erste repräsentative Flügelradpumpe 1 in einer vertikalen Querschnittsansicht und in einer Ansicht eines vergrößerten Teils von 1 jeweils gezeigt. Die erste repräsentative Flügelradpumpe 1 umfasst ein Hauptgehäuse 2. Ein erstes Pumpengehäuseelement 3 und eine zweites Pumpengehäuseelement 4 sind innerhalb des Hauptgehäuses 2 angeordnet und miteinander verbunden, so dass sie ein Pumpengehäuse bilden. Eine Ausnehmung 3e ist in dem ersten Pumpengehäuseelement 3 gebildet und liegt dem zweiten Pumpengehäuseelement 4 gegenüber. Ein Flügelrad 5 ist drehbar innerhalb der Ausnehmung 3e angebracht. Ein Elektromotor 6 ist innerhalb des Hauptgehäuses 2 angeordnet und weist eine Ausgangswelle 6a auf. Die Ausgangswelle 6a erstreckt sich durch das erste Pumpengehäuseelement 3 und ist mit dem Flügelrad 5 derart verbunden, dass sich das Flügelrad 5 dreht, wenn der Motor 6 betrieben wird. Mehrere Kanäle 5a sind in sowohl der oberen als auch der unteren Oberfläche des Flügelrads 5 definiert und gleichmäßig voneinander in der Umfangsrichtung des Flügelrads 5 beabstandet, so dass sie in Umfangsrichtung eine Reihe 5b mit Kanälen bilden. Jeder der Kanäle 5a weist einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt auf und weist einen geschlossenen Umfangsrand auf, der eine Öffnung definiert. Zwei benachbarte Kanäle 5a jeder Kanalreihe 5b bilden eine Leitschaufel zwischen ihnen.
Ein erster Hauptströmungskanal 3a und ein zweiter Hauptströmungskanal 4a sind als Ausnehmungen gebildet, die in dem ersten Pumpengehäuseelement 3 und dem zweiten Pumpengehäuseelement 4 geformt sind, und sind derart angebracht, dass sie dem Flügelrad 5 von der oberen Seite bzw. der unteren Seite jeweils gegenüberliegen. Sowohl der erste als auch der zweite Hauptströmungskanal 3a bzw. 4a weist eine im Wesentlichen bogenförmige Gestalt auf. Einlasskanäle 3b und 4b sind ebenfalls als Ausnehmungen definiert, die in dem ersten Pumpengehäuseelement 3 bzw. dem zweiten Pumpengehäuseelement 4 jeweils geformt sind. Der Einlasskanal 3b steht mit einem Anfangsende in der Umfangsrichtung des ersten Hauptströmungskanals 3a in Verbindung und erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung nach außen von dem ersten Hauptströmungskanal 3a. Der Einlasskanal 4b steht mit einem Anfangsende in der Umfangsrichtung des zweiten Hauptströmungskanals 4a in Verbindung und erstreckt sich im Wesentlichen radial nach außen von dem ersten Hauptströmungskanal 4a. Dabei sind die Einlasskanäle 3b und 4b unabhängig voneinander definiert und stehen miteinander nicht in Verbindung. Ein hinteres Ende des ersten Hauptströmungskanals 3a entgegengesetzt zu seinem Anfangsende und ein hinteres Ende des zweiten Hauptströmungskanals 4a entgegengesetzt zu seinem Anfangsende stehen jeweils mit Auslasskanälen 3c und 4c in Verbindung. Die Auslasskanäle 3c und 4c sind ebenfalls als Ausnehmungen definiert, die jeweils in dem ersten Pumpengehäuseelement 3 bzw. dem zweiten Pumpengehäuseelement 4 gebildet sind. Die Auslasskanäle 3c und 4c erstrecken sich in der Radialrichtung des Flügelrads 5 nach außen und laufen an einer Abgabeöffnung 3d zusammen. Die Abgabeöffnung 3d ist in dem ersten Pumpengehäuseelement 3 definiert und derart angebracht, dass sie direkt dem Außenumfang des Flügelrads 5 in der radialen Richtung des Flügelrads 5 gegenüberliegt. Die Abgabeöffnung 3d steht mit einem inneren Raum 1a in Verbindung, der innerhalb des Hauptgehäuses 2 gebildet ist. Eine obere Abdeckung 7 ist fest in den oberen Bereich des Hauptgehäuses 2 eingesetzt und weist eine Auslassöffnung 7a auf. Daher kann der aus der Abgabeöffnung 3d abgegebene Kraftstoff durch den inneren Raum 1a um den Motor 6 strömen, und kann dann aus der Flügelradpumpe 1 über die Auslassöffnung 7a ausströmen. Die obere Abdeckung 7 lagert ein Ende der Ausgangswelle 6a des Motors 6 drehbar. Das andere Ende der Ausgangswelle 6a ist drehbar durch das erste Pumpengehäuseelement 3 gelagert.
Die Arbeitsweise der ersten repräsentativen Flügelradpumpe 1, wie sie oben beschrieben ist, wird nun erläutert. Wenn der Motor 6 betrieben wird, dreht sich das mit der Ausgangswelle 6a des Motors 6 verbundene Flügelrad 5. Dann arbeiten die Reihen 5b der Kanäle 5a, die in sowohl der oberen als auch der unteren Oberfläche des Flügelrads 5a definiert sind, mit dem ersten und dem zweiten Hauptströmungskanal 3a und 4a zusammen, so dass sie ein Pumpen basierend auf dem bekannten Prinzip der Generativ- oder Reibungspumpenwirkung durchführen, so dass der Kraftstoff von der Umgebung der Flügelradpumpe 1 in den ersten und den zweiten Hauptströmungskanal 3a bzw. 4a über die Einlasskanäle 3b bzw. 4b jeweils angesaugt werden kann. Auf diese Weise wirken der erste Hauptströmungskanal 3a und der zweite Hauptströmungskanal 4a mit den jeweiligen Reihen 5b der Kanäle 5a zusammen, um eine erste Pumpenkammer 1b und eine zweite Pumpenkammer 1c jeweils zu definieren. Der in die erste und die zweite Pumpenkammer 1b und 1c angesaugte Kraftstoff kann entlang der Umfangsstrecken der ersten und der zweiten Hauptkammer 1b und 1c strömen. Der Kraftstoff kann dann in die Abgabeöffnung 3d über die Auslasskanäle 3c und 4c strömen und zur Außenseite der Flügelradpumpe 1 über den Innenraum 1a um den Motor 6 und die Auslassöffnung 7a abgegeben werden. Das Flügelrad 5 der Flügelradpumpe 1 unterscheidet sich von dem Flügelrad der bekannten Flügelradpumpe (siehe 10), da das Flügelrad 5 keine Verbindungslöcher aufweist, die eine Verbindung zwischen zwei Ausnehmungen 5a herstellen, die sich in der Axialrichtung des Flügelrads 5 gegenüberliegen. Daher kann eine weitere Verwirbelung der Strömung des Kraftstoffes innerhalb der Ausnehmungen 5a selbst in Positionen angrenzend an die hinteren Enden der Einlasskanäle 3b und 4b erzeugt werden (an den Anfangsenden der ersten und zweiten Hauptströmungskanäle 3a und 4a), um die Pumpenwirkungen vorzusehen.
Eine zweite bis achte repräsentative Ausführungsform wird nun unter Verweis auf 3 bis 9 beschrieben. Diese repräsentativen Ausführungsformen sind Modifikationen der ersten repräsentativen Ausführungsform. Daher sind in 3 bis 9 funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Referenzziffern wie bei der ersten beispielhaften Ausführungsform bezeichnet, und eine Erklärung dieser Elemente wird weggelassen.
Zweite repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 3 ist dort eine Querschnittsansicht einer zweiten repräsentativen Ausführungsform einer Flügelradpumpe gezeigt, die sich von der ersten repräsentativen Flügelradpumpe 1 lediglich in der Konstruktion des ersten Pumpengehäuseelements 13 unterscheidet, das dem ersten Pumpengehäuseelement 3 der ersten repräsentativen Flügelradpumpe 1 entspricht. Wie es in 3 gezeigt ist, sind ein erster Hauptströmungskanal 13a und ein Einlasskanal 13b in dem ersten Pumpengehäuseelement 13 definiert. Der Einlasskanal 13b steht mit dem ersten Hauptströmungskanal 13a in Verbindung und erstreckt sich im Wesentlichen tangential vom Anfangsende des ersten Hauptströmungskanals 13a aus, der derart gestaltet ist, das er eine im Wesentlichen bogenförmige Gestaltung aufweist, ähnlich zum ersten Hauptströmungskanal 3a der ersten repräsentativen Ausführungsform. Der Einlasskanal 13b öffnet sich zur Außenseite über eine Einlassöffnung 13e.
Da der Einlasskanal 13b derart angeordnet ist, dass er sich im Wesentlichen tangential vom ersten Hauptströmungskanal 13a aus erstreckt, strömt der Kraftstoff, der in den Einlasskanal 13b über die Einlassöffnung 13e gelangt, in den ersten Hauptströmungskanal 13a ohne jegliche Turbulenz zu erzeugen. Daher kann der Strömungswiderstand des Fluids, das in den ersten Hauptströmungskanal 13a angesaugt wird, verringert oder minimiert werden. Folglich kann die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden.
Wenn es auch in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann ein Einlasskanal, der mit einem zweiten Hauptströmungskanal in Verbindung steht, ebenfalls derart gestaltet sein, dass er sich im Wesentlichen tangential vom Anfangsende des zweite Hauptströmungskanals aus erstreckt.
Dritte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses einer dritten beispielhaften Flügelradpumpe gezeigt. 4 entspricht 2 der ersten beispielhaften Ausführungsform. Die dritte repräsentative Flügelradpumpe unterscheidet sich von der ersten repräsentativen Flügelradpumpe 1 nur im Hinblick auf die Gestaltungen eines ersten Pumpengehäuseelements 23 und eines zweiten Pumpengehäuseelements 24, die dem ersten Pumpengehäuseelement 3 bzw. dem zweiten Pumpengehäuseelement 4 der ersten repräsentativen Flügelradpumpe 1 entsprechen. Wie es in 4 gezeigt ist, weisen das erste Pumpengehäuseelement 23 und das zweite Pumpengehäuseelement 24 Einlasskanäle 23b und 24c auf, die als Bohrungen konfiguriert sind, die sich jeweils im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung erstrecken, d.h. innerhalb einer Ebene, die jeweils senkrecht zur Rotationsachse des Flügelrads 5 ist. Somit öffnen sich die Kanäle 23b und 24c nicht direkt in die Ausnehmung 3e, die in dem ersten Pumpengehäuseelement 23 definiert ist, um das Flügelrad 5 aufzunehmen. Daher kann ein minimaler Zwischenraum 23c zwischen dem ersten Pumpengehäuseelementen 23 und der oberen Fläche des Flügelrads 5 in einer Position angrenzend an den Einlasskanal 23b sichergestellt werden. In ähnlicher Weise kann ein minimaler Zwischenraum 24c zwischen dem zweiten Pumpengehäuseelement 24 und der unteren Oberfläche des Flügelrads 5 in einer Position angrenzend an den Einlasskanal 24b sichergestellt werden.
Aufgrund der minimalen Zwischenräume 23c und 24c kann verhindert werden, dass der in die Einlasskanäle 23b und 24b angesaugte Kraftstoff einen Leckstrom in einen radialen Raum 25 hervorruft, der zwischen der äußeren Umfangsfläche des Flügelrads 5 und einer Wand der Ausnehmung 3e, die dem Flügelrad 5 in radialer Richtung gegenüberliegt, definiert ist. Daher kann die Pumpenwirkung weiter verbessert werden. Die Einlasskanäle 23b und 24b können verschiedene Querschnittsgestaltungen aufweisen, beispielsweise kreisförmige Gestaltungen, elliptische Gestaltungen und rechteckige Gestaltungen, wie sie anschließend in Verbindung mit der vierten und fünften beispielhaften Ausführungsform beschrieben werden. Die vierte und die fünfte beispielhafte Ausführungsform beziehen sich jeweils auf spezielle Querschnittsgestaltungen und die Anordnung der Einlasskanäle. Bezüglich anderer Aspekte sind die vierte und die fünfte beispielhafte Ausführungsform gleich zur dritten beispielhaften Ausführungsform.
Vierte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 5(a) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses der vierten repräsentativen Flügelradpumpe gezeigt. Die vierte repräsentative Flügelradpumpe enthält ein erstes Pumpengehäuseelement 33 und ein zweites Gehäuseelement 34, die jeweils dem ersten Pumpengehäuseelement 23 bzw. dem zweiten Pumpengehäuseelement 24 der dritten repräsentativen Ausführungsform entsprechen. Ein Einlasskanal 33b ist in dem ersten Pumpengehäuseelement 33 definiert, und ein Einlasskanal 34b ist in dem zweiten Pumpengehäuseelement 34 definiert. Jeder der Einlasskanäle 33b und 34b weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf und besitzt eine zentrale Achse, die bezüglich der zentralen Achse einer entsprechenden ersten Pumpenkammer 31a oder zweiten Pumpenkammer 31b um einen Abstand C versetzt ist. Die erste und die zweite Pumpenkammer 31a und 31b sind zwischen einem ersten Pumpenkanal 33a, der in dem ersten Pumpengehäuseelement 33 gebildet ist, und den Kanälen 5a auf der oberen Seite des Flügelrads 5, und zwischen einem zweiten Pumpenkanal 34a, der in dem zweiten Pumpengehäuse 34 gebildet ist, und den Kanälen 5a auf der unteren Seite des Flügelrads 5 definiert. Bei der in 5(a) gezeigten repräsentativen Ausführungsform weist sowohl der erste als auch zweite Pumpenkanal 33a und jeder der Kanäle 5a eine im Wesentlichen halbkreisförmige Gestaltung auf. Daher sind die zentralen Achsen der ersten und der zweiten Pumpenkammer 31a und 31b im Wesentlichen innerhalb von Grenzebenen zwischen dem ersten bzw. zweiten Pumpengehäuseelement 33 und 34 und dem Flügelrad 5 positioniert.
Da die zentralen Achsen der Einlasskanäle 33a und 33b bezüglich der zentralen Achsen der jeweiligen ersten und zweiten Pumpenkammer 31a und 31b um den Abstand C versetzt sind, kann die Strömung des Kraftstoffs, die von den Einlasskanälen 33a und 33b in die erste und die zweite Pumpenkammer 31a und 31b jeweils gelangt, zuverlässig Wirbel erzeugen, wie sie durch Pfeile in 5(a) angegeben sind. Folglich kann die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden.
Obwohl sich die Einlasskanäle 33a und 33b in der horizontalen Richtung erstrecken, d.h. parallel zu den Ebenen, innerhalb derer die zentralen Achsen der ersten und der zweiten Pumpenkammer 31a und 31b sich jeweils erstrecken, können bei der dritten repräsentativen Flügelradpumpe, die in 5(a) gezeigt ist, die Einlasskanäle 33b und 34b alternativ relativ zu den jeweiligen Ebenen der zentralen Achsen der ersten und der zweiten Pumpenkammer 31a und 31b, wie es in 5(b) gezeigt ist, geneigt sein. Durch diese Anordnung kann die Strömung des Kraftstoffs, die von den Einlasskanälen 33a und 33b in die erste und die zweite Pumpenkammer 31a bzw. 31b jeweils gelangt, weiter zuverlässig Wirbel, wie sie durch Pfeile in 5(b) angegeben sind, hervorrufen. Folglich kann die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden.
Fünfte repräsentative Ausführungsform
Bezugnehmend auf 6(a) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils eines Pumpengehäuses der fünften repräsentativen Flügelradpumpe gezeigt. Die fünfte repräsentative Flügelradpumpe enthält ein erstes Pumpengehäuseelement 43 und ein zweites Gehäuseelement 44, die dem ersten Pumpengehäuseelement 23 und dem zweiten Pumpengehäuseelement 24 der dritten repräsentativen Ausführungsform jeweils entsprechen. Sowohl ein Einlasskanal 43b, der in dem ersten Pumpengehäuseelement 43 definiert ist, als auch ein Einlasskanal 44b, der in dem zweiten Pumpengehäuseelement 44 definiert ist, weist einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt auf, der eine Hauptachse hat, die sich in horizontaler Richtung erstreckt. Auch bei dieser repräsentativen Ausführungsform weist jeder der Einlasskanäle 43b und 44b eine zentrale Achse auf, die bezüglich der zentralen Achse eines entsprechenden ersten Pumpenkanals 41a oder eines zweiten Pumpenkanals 42a um einen vorbestimmten Abstand versetzt ist. Dabei wird der erste Pumpenkanal 41a durch die Vertiefungen 5a auf der oberen Seite des Flügelrads 5 und einen ersten Hauptströmungskanal 43a, der in dem ersten Gehäuseelement 43 gebildet ist, definiert. Der zweite Pumpenkanal 42a wird durch die Vertiefungen 5a auf der unteren Seite des Flügelrads 5 und einen zweiten Hauptkanal 44a, der in den zweiten Pumpengehäuseelement 44 gebildet ist, definiert.
Bei der fünften repräsentativen Flügelradpumpe sind die Querschnittsgestaltungen der Einlasskanäle 43b und 44b in horizontaler Richtung oder den Richtungen parallel zu den Ebenen, innerhalb derer sich die zentralen Achsen der ersten und der zweiten Pumpenkammer 41a und 42a erstrecken, länglich oder abgeflacht (im Vergleich zur kreisförmigen Querschnittsgestaltung). Daher kann die Strecke des Versatzes der Einlasskanäle 43b und 44b zu den zentralen Achsen der jeweiligen ersten und zweiten Pumpenkammer 41a und 42a vergrößert werden und Wirbel können über einen weiteren Bereich in horizontaler Richtung erzeugt werden. Folglich können die Wirbel der Strömung des Kraftstoffs verstärkt werden, und solche verstärkten Wirbel können an den Anfangsenden des ersten und zweiten Pumpenkanals 43a und 44b (oder der ersten und zweiten Pumpenkammer 41a und 42a erzeugt werden), sobald der Kraftstoff in diese Pumpenkanäle strömt. Daher kann die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden. Zusätzlich kann die Übertragung von Strömungspulsationen des Kraftstoffs (die hervorgerufen werden können, wenn sich das Flügelrad 5 zum Durchführen des Pumpens dreht) zur Umgebung über die Einlasskanäle verringert oder minimiert werden, so dass Pumpengeräusche verringert oder minimiert werden können.
Bezugnehmend auf 6(b) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses einer Modifikation der fünften repräsentativen Flügelradpumpe dargestellt. Sowohl der Einlasskanal 45b, der in dem ersten Pumpengehäuseelement 43 gebildet ist, als auch der Einlasskanal 46b, der in dem zweiten Pumpengehäuseelement 44 definiert ist, weist eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittskonfiguration auf, die lange Seiten besitzt, die sich in der horizontalen Richtung erstrecken. Die kurzen Seiten der Einlasskanäle 45b und 46b sind abgerundet. Auch bei dieser repräsentativen Ausführungsform weist jeder der Einlasskanäle 45a und 46b eine zentrale Achse auf, die bezüglich der zentralen Achse der entsprechenden ersten Pumpenkammer 41a und der zweiten Pumpenkammer 42a um einen vorgegebenen Abstand versetzt ist.
Ferner sind bei dieser Modifikation die Querschnittsgestaltungen der Einlasskanäle 45b und 46b in der horizontalen Richtung bzw. den Richtungen parallel zu den Ebenen der zentralen Achsen der ersten und zweiten Pumpenkammer 41a und 42a länglich oder abgeflacht. Daher können die gleichen Arbeitsweisen und Vorteile wie bei der fünften repräsentativen Ausführungsform erhalten werden.
Zusätzlich können auch bei der fünften repräsentativen Ausführungsform und ihrer Modifikation die Einlasskanäle 43b und 44b (Einlasskanäle 45b und 46b) relativ zu der horizontalen Richtung, d.h. Ebenen, innerhalb derer sich die zentralen Achsen der ersten und zweiten Pumpenkanäle erstrecken, wie es in Verbindung mit der Modifikation der vierten repräsentativen Ausführungsform, die in 5(b) gezeigt ist, erklärt wurde, geneigt sein.
Sechste repräsentative Ausführungsform
Eine sechste repräsentative Ausführungsform wird nun unter Verweis auf 7(a) und 7(b) beschrieben. In 7(a) ist eine Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses einer sechsten repräsentativen Flügelradpumpe gezeigt. Die sechste repräsentative Flügelradpumpe ist ebenfalls eine Modifikation der dritten repräsentativen Flügelradpumpe und unterscheidet sich von der dritten repräsentativen Flügelradpumpe nur in den Gestaltungen der Einlasskanäle.
Die sechste repräsentative Flügelradpumpe enthält ein erstes Pumpengehäuseelement 54 und ein zweites Pumpengehäuseelement 53, die dem ersten Pumpengehäuseelement 23 bzw. dem zweiten Pumpengehäuseelement 24 der dritten repräsentativen Ausführungsform jeweils entsprechen. Sowohl ein Einlasskanal 54b, der in dem ersten Pumpengehäuseelement 54 definiert ist, als auch ein Einlasskanal 53b, der in dem zweiten Pumpengehäuseelement 53 definiert ist, weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, der in der horizontalen Richtung gestreckt (länglich) ist, und weist eine zentrale Achse auf, die bezüglich der zentralen Achse eines entsprechenden Pumpenkanals um einen vorgegebenen Abstand versetzt ist.
Wie es in 7(a) gezeigt ist, steht ein Ende des Einlasskanals 53b mit einem Anfangsende eines zweiten Hauptströmungskanals 53a in Verbindung, und das andere Ende des Einlasskanals 53b öffnet sich zur Außenseite über eine Einlassöffnung 53e, die in dem Hauptgehäuse 2 ausgebildet ist. Die Einlassöffnung 53e weist eine Breite auf, die sich um einen Bereich eines Winkels α um die Antriebswelle 6a des Motors 6, d.h. die Rotationsachse des Flügelrads 5, erstreckt. Andererseits steht ein Auslasskanal 53c mit einem hinteren Ende des zweiten Hauptströmungskanals 53 über eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnung, betrachtet in 7(a), in Verbindung, wobei die Öffnung eine Breite aufweist, die sich um einen Bereich eines Winkels β um die Antriebswelle 6a des Motors 6 erstreckt. Wie es in 7(a) zu erkennen ist, ist der Bereich des Winkels α derart festgelegt, dass er mit dem Bereich des Winkels β überlappt.
Durch diese Anordnung weist der Strömungsweg, der durch den Einlasskanal 53b und den zweiten Hauptströmungskanal 53a gebildet wird, eine Länge auf, die größer als diejenige des entsprechenden Strömungsweges ist, der bei der Gestaltung gebildet wird, bei der der Bereich des Winkels α nicht mit dem Bereich des Winkels β überlappt. Somit wird die Länge des Einlasskanals 53b größer, wenn die Position der Einlassöffnung 53e weiter entfernt von Anfangsende des zweiten Hauptströmungskanals 53a in der Richtung im Uhrzeigersinn betrachtet in 7(a) festgelegt wird.
Da der durch den Einlasskanal 53b gebildete Strömungsweg eine größere Länge aufweisen kann, kann die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden.
Es ist zwar in den Zeichnungen nicht dargestellt, aber ein Winkelbereich einer Einlassöffnung des Einlasskanals 54b ist ebenfalls derart festgelegt, dass er mit einem Winkelbereich einer Öffnung eines Auslasskanals an einem hinteren Ende eines ersten Pumpenkanals überlappt.
Siebente repräsentative Ausführungsform
Eine siebente repräsentative Ausführungsform wird nun unter Verweis auf 8 beschrieben. Bezugnehmend auf 8 ist dort eine Querschnittsansicht eines Teils eines Pumpengehäuses einer siebten repräsentativen Flügelradpumpe gezeigt. Die siebte repräsentative Flügelradpumpe ist ebenfalls eine Modifikation der dritten repräsentativen Flügelradpumpe und unterscheidet sich von der dritten repräsentativen Flügelradpumpe lediglich in den Gestaltungen der Einlasskanäle.
Bezugnehmend auf 8 sind ein zweiter Hauptströmungskanal 63a und ein Einlasskanal 63b in einem zweiten Pumpengehäuseelement 63 definiert. Der zweite Hauptströmungskanal 63a, der Einlasskanal 63b und das zweite Pumpengehäuseelement 63 entsprechen jeweils dem zweiten Hauptströmungskanal 4a, dem Einlasskanal 24b und dem zweiten Pumpengehäuseelement 24 der dritten repräsentativen Flügelradpumpe (siehe 4).
Wie es in 8 dargestellt ist, ist der Einlasskanal 63b nach außen von dem zweiten Pumpengehäuseelement 24 um einen Winkel θ (0° < θ < 90°) relativ zu einer Tangentiallinie L1 geneigt, die an einen Bogen gezogen wird, der die zentrale Linie definiert, die sich entlang der Umfangsrichtung des zweiten Hauptströmungskanals 63a erstreckt.
Durch diese Anordnung kann das Anfangsende des zweiten Hauptströmungskanals 63a weiter auf der Seite im Uhrzeigersinn als eine Position bei der Anordnung, bei der sich der Einlasskanal in radialer Richtung des Flügelrads erstreckt, positioniert werden. Daher weist der zweite Hauptströmungskanal 63a eine größere Länge auf, so dass die Pumpenwirkung verbessert werden kann. Vorzugsweise erstreckt sich eine Linie L2, die den Winkel θ definiert und der zentralen Linie des Einlasskanals 63b entspricht, entlang einer Richtung des Pfeils S1, der in 8 gezeigt ist. Dabei gibt der Pfeil S1 einen resultierenden Vektor aus einer Hauptvektorkomponente S2 und einer Wirbelvektorkomponente S3 der Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs am Anfangsende des Hauptströmungskanals 63a an. Die Hauptvektorkomponente S2 ist in der tangentialen Richtung ausgerichtet, und die Wirbelvektorkomponente S3 ist in der radialen Richtung ausgerichtet. Durch diese Anordnung kann die Intensität der Wirbel weiter erhöht werden, so dass die Pumpenwirkung weiter verbessert werden kann.
Es ist zwar in 8a nicht dargestellt, aber ein Einlasskanal, der mit einem ersten Hauptströmungskanal in Verbindung steht, kann ebenfalls die gleiche oben beschriebene Konfiguration wie der Einlasskanal 63b des zweiten Pumpengehäuseelements 53 aufweisen.
Achte repräsentative Ausführungsform
Eine achte repräsentative Ausführungsform wird nun unter Verweis auf 9 beschrieben. Bezugnehmend auf 9 ist dort eine Querschnittsansicht eines Teils eines Pumpengehäuses einer achten repräsentativen Flügelradpumpe gezeigt. Die achte repräsentative Flügelradpumpe ist eine Modifikation der ersten repräsentativen Flügelradpumpe und unterscheidet sich von der ersten repräsentativen Flügelradpumpe lediglich in den Gestaltungen der Auslasskanäle.
Bezugnehmend auf 9 sind ein zweiter Hauptströmungskanal 73a und ein Auslasskanal 73c in einem zweiten Pumpengehäuseelement 73 definiert. Der zweite Hauptströmungskanal 73a, der Auslasskanal 73c und das zweite Pumpengehäuseelement 73 entsprechen jeweils dem zweiten Hauptströmungskanal 4a, dem Auslasskanal 4c und dem zweiten Pumpengehäuseelement 4 der ersten repräsentativen Flügelradpumpe.
Wie es in 9 gezeigt ist, ist der Auslasskanal 73c nach außen aus dem zweiten Pumpengehäuseelement 73 um einen Winkel γ (0° > γ > 90°) relativ zu einer Tangentiallinie L3 geneigt, die an einen Bogen gezogen wird, der die zentrale Linie definiert, die sich in der Umfangsrichtung des zweiten Hauptströmungskanals 73a erstreckt.
Durch diese Anordnung kann das hintere Ende des zweiten Hauptströmungskanals 73 weiter in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn als eine Position bei der Anordnung, bei der sich der Auslasskanal in der radialen Richtung des Flügelrads erstreckt, positioniert werden. Daher kann der zweite Hauptströmungskanal 73a eine größere Länge aufweisen, so dass die Pumpeneffizienz verbessert werden kann. Vorzugsweise erstreckt sich eine Linie L4, die den Winkel γ definiert und der zentralen Linie des Einlasskanals 63b entspricht, entlang einer Richtung eines Pfeils V1, der in 9 dargestellt ist. Dabei bezeichnet der Pfeil V1 einen resultierenden Vektor aus einer Hauptvektorkomponente V2 und einer Wirbelvektorkomponente V3 der Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes am hinteren Ende des Hauptströmungskanals 73a. Die Hauptvektorkomponente V2 ist in Richtung der Tangentialrichtung ausgerichtet, und die Wirbelvektorkomponente V3 ist in der Radialrichtung ausgerichtet. Durch diese Anordnung kann der Kraftstoff aus dem einen Auslasskanal 73c mit verringerter Turbulenz ausströmen, so dass die Pumpeneffizienz weiter verbessert werden kann.
Es ist zwar in 9 nicht gezeigt, aber ein Auslasskanal, der mit dem ersten Hauptströmungskanal in Verbindung steht, kann ebenfalls auf die gleiche Weise wie der Auslasskanal 73c des zweiten Pumpengehäuseelements 73, der oben beschrieben wurde, definiert sein. Zusätzlich kann die Anordnung des Auslasskanals dieser achten repräsentativen Flügelradpumpe in Verbindung mit der Anordnung der Einlasskanäle eingesetzt werden, die in Verbindung mit der zweiten bis siebten repräsentativen Ausführungsform beschrieben wurden.

Claims

Flügelradpumpe (1) für ein Fluid, enthaltend: ein drehbares Flügelrad (5); ein Pumpengehäuse (3, 4; 13; 23, 24; 33, 34; 43, 44; 54, 53; 63; 73), das einen ersten Hauptströmungskanal (3a; 13a; 33; 43a) und einen zweiten Hauptströmungskanal (4a; 34a; 44a; 53a; 63a; 73a) definiert, wobei das drehbare Flügelrad innerhalb eines Raums (3e) angebracht ist, der in dem Pumpengehäuse definiert ist, und dem ersten Hauptströmungskanal und dem zweiten Hauptströmungskanal jeweils gegenüberliegt, so dass ein erste Pumpenkammer (1b; 31a; 41a) und eine zweite Pumpenkammer (1c; 31b; 42a) auf beiden Seiten des Flügelrads definiert sind; einen ersten Einlasskanal (3b; 13b; 23b; 33b; 43b; 45b; 54b) und einen zweiten Einlasskanal (4b; 24b; 34b; 44b; 46b; 53b; 63b), die in dem Pumpengehäuse definiert sind, wobei jeweils der erste Einlasskanal mit einem Ende des ersten Hauptströmungskanals in Verbindung steht und der zweite Einlasskanal mit einem Ende des zweiten Hauptströmungskanals in Verbindung steht, so dass das Fluid in die erste Pumpenkammer und die zweite Pumpenkammer über den ersten Einlasskanal bzw. den zweiten Einlasskanal jeweils angesaugt wird, und einen ersten Auslasskanal (3c) und einen zweiten Auslasskanal (4c; 53c; 73c), die in dem Pumpengehäuse definiert sind, wobei der erste Auslasskanal mit dem anderen Ende des ersten Hauptströmungskanals und der zweite Auslasskanal mit dem anderen Ende des zweiten Hauptströmungskanals in Verbindung steht.
Flügelradpumpe nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Einlasskanal (23b; 33b; 43b; 45b; 54b; 24b; 34b; 44b; 46b; 53b; 63b) sich nicht direkt in den Raum (3e) öffnen, der in dem Pumpengehäuse (23, 24; 33, 34; 43, 44; 54, 53; 63; 73) definiert ist, um drehbar das Flügelrad (5) aufzunehmen.
Flügelradpumpe nach Anspruch 2, wobei der erste und der zweite Einlasskanal (23b; 33b; 43b; 45b; 54b; 24b; 34b; 44b; 46b; 53b; 63b) als getrennte Bohrungen gestaltet sind, die in dem Pumpengehäuse (23; 24; 33, 34; 43, 44; 54, 53; 63; 73) geformt sind.
Flügelradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sowohl die erste Pumpenkammer als auch die zweite Pumpenkammer eine zentrale Achse aufweisen, die sich in der Umfangsrichtung des Flügelrads (5) erstrecken, und zumindest entweder der erste Einlasskanal (23b; 33b; 43b; 45b; 54b) oder der zweite Einlasskanal (24b; 34b; 44b; 46b; 53b; 63b) eine Längsachse aufweist, die in der Axialrichtung des Flügelrads bezüglich der zentralen Achse der entsprechenden ersten Pumpenkammer (1b; 31a; 41a) und/oder der zweiten Pumpenkammer (1c; 31b; 42a) versetzt ist:
Flügelradpumpe nach Anspruch 4, wobei der zumindest eine Einlasskanal aus dem ersten und/oder zweiten Einlasskanal (33b; 34b) relativ zu einer Ebene geneigt ist, die senkrecht zur Axialrichtung des Flügelrads (5) ist.
Flügelradpumpe nach Anspruch 4 oder 5, wobei der zumindest eine Einlasskanal aus dem ersten und/oder zweiten Einlasskanal (43b; 45b; 54b; 44b; 46b; 53b) eine Querschnittsgestaltung aufweist, die in einer Breitenrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung des Flügelrads (5) länglich ist.
Flügelradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste und der zweite Einlasskanal (54b; 53b) sich zur Umgebung über jeweilige Einlassöffnungen (53e) öffnen, der erste und der zweite Auslasskanal (53c) mit den hinteren Enden des ersten und des zweiten Hauptströmungskanals (53a) über jeweilige Verbindungsöffnungen in Verbindung stehen, die Einlassöffnung von mindestens einem Einlasskanal aus dem ersten und/oder zweiten Einlasskanal sich entlang eines Winkelbereichs (α) um eine Rotationsachse des Flügelrads (5) erstreckt, die Verbindungsöffnung des entsprechenden ersten Auslasskanals und/oder des zweiten Auslasskanals sich entlang eines Winkelbereichs (β) um die Rotationsachse des Flügelrads erstreckt und der Winkelbereich (α) und der Winkelbereich (β) zumindest teilweise miteinander überlappen.
Flügelradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sich sowohl der erste als auch der zweite Hauptströmungskanal (13a) entlang eines im Wesentlichen bogenförmigen Weges erstrecken und zumindest ein Einlasskanal aus dem ersten und/oder zweiten Einlasskanal (13b) sich entlang Tangentialrichtungen in Bezug auf den im Wesentlichen bogenförmigen Weg des entsprechenden ersten Hauptströmungskanals und/oder zweiten Hauptströmungskanals erstreckt.
Flügelradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sowohl der erste als auch der zweite Hauptströmungskanal (63a) sich entlang eines im Wesentlichen bogenförmigen Weges erstrecken, und zumindest ein Einlasskanal aus dem ersten und/oder zweiten Einlasskanal (63b) sich entlang einer Richtung erstreckt, die nach außen um einen Winkel (θ) relativ zu einer Tangentiallinie (L1) in Bezug auf den im Wesentlichen bogenförmigen Weg des entsprechenden ersten Hauptströmungskanals und/oder zweiten Hauptströmungskanals geneigt ist.
Flügelradpumpe nach Anspruch 9, wobei der Winkel (θ) durch die Tangentiallinie (L1) und ein Zentrallinie (L2) von dem zumindest einen Einlasskanal aus dem ersten und/oder zweiten Einlasskanal (63b) definiert ist, und sich die zentrale Linie (L2) entlang einer Richtung eines resultierenden Vektors (S1) aus einer ersten Vektorkomponente (S2) und einer zweiten Vektorkomponente (S3) der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids am Anfangsende des entsprechenden ersten Hauptströmungskanals und/oder zweiten Hauptströmungskanals (63a) erstreckt, und die erste Vektorkomponente (S2) derart ausgerichtet ist, dass sie sich entlang der Tangentiallinie (L1) erstreckt, und die zweite Vektorkomponente (S3) in der Radialrichtung des Flügelrads (5) ausgerichtet ist.
Flügelradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sowohl der erste als auch der zweite Hauptströmungskanal (73a) sich entlang eines im Wesentlichen bogenförmigen Weges erstrecken, und sich zumindest ein Auslasskanal aus dem ersten und/oder zweiten Auslasskanal (73c) sich entlang einer Richtung erstreckt, die nach außen um einen Winkel (γ) relativ zu einer Tangentiallinie (L3) in Bezug auf den im Wesentlichen bogenförmigen Weg des entsprechenden ersten Hauptströmungskanals und/oder zweiten Hauptströmungskanals geneigt ist.
Flügelradpumpe nach Anspruch 11, wobei der Winkel (γ) durch die Tangentiallinie (L3) und eine zentrale Linie (L4) von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Auslasskanal (73a) definiert wird, und die zentrale Linie (L4) sich entlang einer Richtung eines resultierenden Vektors (V1) aus einer ersten Vektorkomponente (V2) und einer zweiten Vektorkomponente (V3) der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids am hinteren Ende des entsprechenden ersten Hauptströmungskanals und/oder zweiten Hauptströmungskanals (73a) erstreckt, und die erste Vektorkomponente (V2) derart ausgerichtet ist, dass sie sich entlang der Tangentiallinie (L3) erstreckt, und die zweite Vektorkomponente (V3) in der Radialrichtung des Flügelrads (5) ausgerichtet ist.
Flügelradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter enthaltend eine Konvergenzöffnung (3d), die in dem Pumpengehäuse (3, 4) in einer Position gegenüber einem äußeren Umfang des Flügelrads (5) in einer Radialrichtung des Flügelrads definiert ist, wobei die Strömung des Fluids aus dem ersten Auslasskanal (3c) und die Strömung des Fluids aus dem zweiten Auslasskanal (4c) an der Konvergenzöffnung zusammenlaufen.
Flügelradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pumpengehäuse ein erstes Pumpengehäuseelement (3, 13; 23, 33, 43, 54) und ein zweites Pumpengehäuseelement (4; 24; 34; 44; 53; 63; 73) enthält, der erste Einlasskanal (3b; 13b; 23b; 33b; 43b; 45b; 54b), der erste Hauptströmungskanal (3a; 13a; 33a; 43a) und der erste Auslasskanal (3c) in Reihe in dem ersten Pumpengehäuseelement definiert sind, und der zweite Einlasskanal (4b; 24b; 34b; 44b; 46b; 53b; 63b), der zweite Hauptströmungskanal (4a; 34a; 44a; 53a; 63a; 73a) und der zweite Auslasskanal (4c; 53c; 73c) in Reihe in dem zweiten Pumpengehäuse definiert sind.
Flügelradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flügelrad (5) eine Reihe (5b) aus Kanälen (5a) auf beiden Seiten des Flügelrads enthält und keine Verbindungslöcher aufweist, die sich durch das Flügelrad in einer axialen Richtung erstrecken, um die erste Pumpenkammer und die zweite Pumpenkammer zu verbinden.
Flügelradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter enthaltend einen Motor (6), der zur Drehung des Flügelrads (5) angeordnet und konstruiert ist.
Flügelradpumpe (1) für ein Fluid, enthaltend: ein drehbares Flügelrad (5) ohne sich in einer axialen Richtung des Flügelrads erstreckende Verbindungslöcher; ein Pumpengehäuse (3, 4; 13; 23, 24; 33, 34; 43, 44; 54, 53; 63; 73), das angeordnet und konstruiert ist, um drehbar das Flügelrad aufzunehmen, wobei das Pumpengehäuse eine erste Pumpenkammer (1b; 31a; 41a) und eine zweite Pumpenkammer (1c; 31b; 42a) auf beiden Seiten des Flügelrads definiert; Einlassmittel (3b; 13b; 23b; 33b; 43b; 45b; 54b; 4b; 24b; 34b; 44b; 46b; 53b; 63b) zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem Ende von sowohl der ersten als auch der zweiten Pumpenkammer und der Umgebung des Pumpengehäuses; und einen Auslassmittelkanal (3c; 4c; 53c; 73c) zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem anderen Ende von sowohl der ersten als auch der zweiten Pumpenkammer und der Außenseite des Pumpengehäuses.
Flügelradpumpe nach Anspruch 17, wobei das Einlassmittel einen ersten Einlasskanal (3b; 13b; 23b; 33b; 43b; 45b; 54b) und einen zweiten Einlasskanal (4b; 24b; 34b; 44b; 46b; 53b; 63b) enthält, die getrennt in dem Pumpengehäuse (3, 4; 13; 23, 24; 33, 34; 43, 44; 54, 53; 63; 73) definiert sind, und das Auslassmittel einen ersten Auslasskanal (3c) und einen zweiten Auslasskanal (4c; 53c; 73c) enthält, die getrennt in dem Pumpengehäuse definiert sind.
Flügelradpumpe nach Anspruch 18, wobei sowohl die erste als auch die zweite Pumpenkammer (1b; 31a; 41a; 1c; 31b; 42a) eine im Wesentlichen bogenförmige Gestaltung aufweist, der erste Einlasskanal (13a) sich einer im Wesentlichen tangentialen Richtung von dem einem Ende der ersten Pumpenkammer aus erstreckt oder um einen Winkel θ (0° < θ < 90°) relativ zur Tangentialrichtung geneigt ist und/oder der zweite Einlasskanal (13b; 63b) sich in einer im Wesentlichen tangentialen Richtung von dem einen Ende der zweiten Pumpenkammer aus erstreckt oder um einen Winkel θ (0° < θ < 90°) relativ zur Tangentialrichtung geneigt ist.
Flügelradpumpe nach Anspruch 18, wobei der erste Einlasskanal (23b; 33b; 43b; 45b; 54b) eine zentrale Achse aufweist, die relativ zu einer Ebene versetzt ist oder geneigt ist, innerhalb derer die erste Pumpenkammer (1b; 31a; 41a) sich erstreckt und/oder der zweite Einlasskanal (24b; 34b; 44b; 46b; 53b; 63b) eine zentrale Achse aufweist, die relativ zu einer Ebene versetzt oder geneigt ist, innerhalb derer sich die zweite Kammer (1c; 31b; 42a) erstreckt.