特許 6104402 流体機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6104402

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】流体機械

(51)【国際特許分類】

   F04D 5/00 20060101AFI20170316BHJP

   F04D 23/00 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   F04D5/00 G

   F04D23/00 E

【請求項の数】4

【全頁数】5

(21)【出願番号】特願2015-545740(P2015-545740)

(86)(22)【出願日】2013年11月28日

(65)【公表番号】特表2015-536414(P2015-536414A)

(43)【公表日】2015年12月21日

(86)【国際出願番号】EP2013074990

(87)【国際公開番号】WO2014086658

(87)【国際公開日】20140612

【審査請求日】2015年7月23日

(31)【優先権主張番号】102012222336.3

(32)【優先日】2012年12月5日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】508097870

【氏名又は名称】コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100099483

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 琢也

(72)【発明者】

【氏名】クラウス−ヴェアナー ベンダー

(72)【発明者】

【氏名】ペーター ケプラー

【審査官】 田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１６７０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１４１０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ５／００

Ｆ０４Ｄ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
該ハウジング内に配置されていて、ステータと、軸に配置されたロータとを有する電動モータと、
軸により駆動され、ポンプハウジング内に配置されていて、少なくとも１つの環列を成す複数の羽根室を画定する複数の回転羽根を備えた少なくとも１つの羽根車と、
ポンプハウジング内に配置されていて、それぞれ１つの環列を成す羽根室に向かい合って位置していて、ポンプ入口からポンプ出口にまで延びるサイドチャンネルと
を備えた流体機械において、
サイドチャンネル（１２）の終端部で、サイドチャンネル（１２）の半径方向内側の半部（１８）に、チャンネル底部（１７）を始点として流れ方向でポンプハウジング壁（１６）の高さにまで上昇する傾斜路（１５）が配置されており、
サイドチャンネル（１２）が、その半径方向外側に位置する半部（１９）で、ポンプ出口（１４）に移行している
ことを特徴とする、流体機械。

【請求項2】

傾斜路（１５）の表面が、羽根車（６）の方向に凸状に湾曲させられている、請求項１記載の流体機械。

【請求項3】

傾斜路（１５）が、サイドチャンネル長さの１０％〜５０％にわたって延びている、請求項１記載の流体機械。

【請求項4】

ポンプ出口（１４）へのサイドチャンネル（１２）の開口が、流れ方向で見て、傾斜路（１５）の下流側に続いている、請求項１から３までのいずれか１項記載の流体機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の対象は、ハウジングと、該ハウジング内に配置されていて、ステータと、軸に配置されたロータとを有する電動モータと、軸により駆動され、ポンプハウジング内に配置されていて、少なくとも１つの環列を成す複数の羽根室を画定する複数の回転羽根を備えた少なくとも１つの羽根車と、ポンプハウジング内に配置されていて、それぞれ１つの環列を成す羽根室に向かい合って位置していて、ポンプ入口からポンプ出口にまで延びるサイドチャンネルとを備えた流体機械である。

【0002】

このような流体機械は従来公知であり、液体、特に燃料を圧送するかまたはガス、特に空気を圧送するために使用される。圧送すべき媒体は、ポンプ入口を介して吸い込まれ、サイドチャンネルと羽根室とを介してポンプ出口に圧送される。その際、サイドチャンネルと羽根室との間で流れが循環する。移送時に循環流れ内でまたは循環流れによって流れ損失が生じてしまうことは好ましくない。

【0003】

したがって、本発明の課題は、流れ損失が従来よりも少ない流体機械を提供することである。

【0004】

この課題は、サイドチャンネルの終端部で、サイドチャンネルの半径方向内側の半部に、チャンネル底部を始点として流れ方向でポンプハウジング壁の高さにまで上昇する傾斜路が配置されており、サイドチャンネルが、その半径方向外側に位置する半部で、ポンプ出口に移行していることによって解決される。

【0005】

傾斜路を配置することによって、循環流れの、サイドチャンネル内に流入する部分が逸らされる。同時に、循環流れの、サイドチャンネルから流出する部分だけが、ポンプ出口に達する。なぜならば、サイドチャンネルが、その半径方向外側に位置する半部でしか、ポンプ出口に移行していないからである。流れの、ポンプ出口に流れ込む部分の選択と、その他の部分の逸らしとによって、全体的に改善された流れ状況を達成することができ、その結果、この流れ状況によって、流れ損失がほとんど発生しなくなり、ひいては、流体機械の効率が改善される。さらに、ポンプ出口への移行部が、従来よりも小さな横断面を有している。これによって、圧送すべき媒体の更なる増圧が達成される。更なる利点は、構造的な手段によって付加的なコストが生じないので、コストを変えずに、特性が改善された流体機械を製造することができる点にある。

【0006】

傾斜路の表面が、羽根車の方向に凸状に湾曲させられていると、部分流れの確実な逸らしが達成されることが判った。

【0007】

幾何学的な寸法と圧力状況とに関連して、サイドチャンネル長さの１０％〜５０％の傾斜路の長さが判明した。

【0008】

ポンプ出口へのサイドチャンネルの開口が、流れ方向で見て、傾斜路の下流側に続いている限り、部分流れが良好に逸らされ、次いで、ポンプ出口にオーバフローする。

【0009】

別の態様によれば、傾斜路の配置と、ポンプ出口へのサイドチャンネルの開口とが、流れ方向で見て、互いに重なり合うように、傾斜路が流れ方向にずらされることによって、延長された有効なサイドチャンネル長さが達成される。

【0010】

サイドチャンネルからポンプ出口への移行時に渦流が形成される場合、この渦流は、ポンプ出口へのサイドチャンネルの開口の直径が、ポンプ出口のより大きな直径へと流れ方向でなだらかに拡径されていることによって、最小限に抑えることができる。横断面増加によって、流れの沈静化が生じる。その際、ほんの僅かな圧力損失は無視することができる。

【0011】

本発明を１つの実施の形態において詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】流体機械の断面図である。

【図2】サイドチャンネルの出口領域を示す図である。

【0013】

図１に示した流体機械は、ハウジング１を有している。このハウジング１内には、電動モータ２が配置されている。この電動モータ２は、ステータ３と、軸５に配置されたロータ４とを有している。軸５は、羽根車６を駆動する。この羽根車６は、ポンプハウジング７内に配置されている。このポンプハウジング７は、スペーサリング１０により互いに間隔を置いて配置されたポンプ底部８とポンプカバー９とから成っている。羽根車６は、ポンプカバー９に向けられた面に、１つの環列を成す複数の羽根室を画定する複数の回転羽根を有している。ポンプハウジング７のポンプカバー９には、環列を成す羽根室に向かい合って、サイドチャンネル１２が対応配置されている。このサイドチャンネル１２は、ポンプ入口１３からポンプ出口１４にまで延びている。このポンプ入口１３とポンプ出口１４とは、共にポンプカバー９に配置されている。ポンプ入口１３とポンプ出口１４とは、通常、相並んで位置しており、図面では、より見やすくするために、共に位置をずらしてあるにすぎない。羽根室とサイドチャンネル１２とは、それぞれ半円形の横断面を有している。羽根室とサイドチャンネル１２とに形成される循環流れは、矢印によって図示してある。

【0014】

図２には、ポンプハウジング７のポンプカバー９から一部抜粋したことにより、ポンプ出口１４を含むサイドチャンネル１２が、別個の構成部分の形態で示してある。ハッチングした面は、半円形のチャンネル横断面を示している。サイドチャンネル１２の終端部では、このサイドチャンネル１２の半径方向内側の半部１８に、傾斜路１５が配置されている。この傾斜路１５は、チャンネル底部１７を始点として流れ方向でポンプハウジング壁１６の高さにまで上昇している。傾斜路１５は、羽根車（図示せず）の方向に凹状に湾曲させられている。サイドチャンネル１２は、その半径方向外側に位置する半部１９で、ポンプ出口１４に移行している。傾斜路１５と、ポンプ出口１４へのサイドチャンネル１２の開口とは、流れ方向で見て、互いに重なり合って配置されている。サイドチャンネル１２には、流れ方向でストリッパ２０が続いており、次いで、ポンプ入口（図示せず）が続いている。

【図1】

【図2】