(57)【要約】【課題】熱交換に関する特性が改善された一般的な装置を提供する。【解決手段】本発明は、ポンプ装置（１０）、具体的には浸漬可能なポンプ装置に関し、少なくとも１つの熱交換ユニット（１２）を備え、前記熱交換ユニット（１２）は、少なくとも１つの作動状態における冷却流体と圧送される液体との間の熱交換のために設けられるとともに、少なくとも１つの冷却流路（１４）と、軸方向（１６）を有する少なくとも１つの軸受け部（１６）とを有する。前記冷却流路（１４）の断面積は、少なくとも前記冷却流路（１４）の経路の主要部分にわたって、最大で２００％変化することが提案される。【選択図】図３
2020193620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ装置（１０）、具体的には浸漬可能なポンプ装置であって、少なくとも１つの熱交換ユニットを備え、前記熱交換ユニットは、少なくとも１つの作動状態における冷却流体と圧送される液体との間の熱交換のために設けられるとともに、少なくとも１つの冷却流路（１４）と、軸方向（１６）を有する少なくとも１つの軸受け部（１６）とを有し、
前記冷却流路（１４）の断面積が、少なくとも前記冷却流路（１４）の経路の主要部分にわたって、最大で２００％変化することを特徴とする、ポンプ装置（１０）。
【請求項２】
前記冷却流路（１４）の前記断面積が、前記冷却流路（１４）の前記経路の前記主要部分にわたって逆転することなく変化することを特徴とする、
請求項１に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項３】
前記冷却流路（１４）の前記断面積が、前記冷却流路（１４）の前記経路の前記主要部分にわたって、少なくとも実質的に一定であることを特徴とする、
請求項１に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項４】
前記熱交換ユニット（１２）が、少なくとも１つのさらなる冷却流路（２０）を備え、前記軸受け部（１６）の中心点（３４）と同心円状に延びる、前記冷却流路（１４）から前記さらなる冷却流路（２０）までの円弧方向の距離（２４）は、前記冷却流路（１４）の前記経路の前記主要部分にわたって、前記冷却流路（１４）の幅（２２）の少なくとも５０％に相当することを特徴とする、
請求項１〜３のうち何れか一項に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項５】
前記熱交換ユニット（１２）が、少なくとも１つのさらなる冷却流路（２０）を備え、前記軸受け部（１６）の中心点（３４）と同心円状に延びる、前記冷却流路（１４）から前記さらなる冷却流路（２０）までの円弧方向の距離（２４）は、前記冷却流路（１４）の前記経路の前記主要部分にわたって、前記冷却流路（１４）の幅（２２）の最大４００％に相当することを特徴とする、
請求項１〜４のうち何れか一項に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項６】
前記熱交換ユニット（１２）が、少なくとも１つの封止部品（２６）と、少なくとも１つのカバー部品（２８）とを備え、これらが協働して、前記冷却流路（１４）を、その経路の前記主要部分にわたって画定することを特徴とする、
請求項１〜５のうち何れか一項に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項７】
前記冷却流路（１４）が、その経路の前記主要部分に沿って湾曲していることを特徴とする、
請求項１〜６のうち何れか一項に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項８】
前記冷却流路（１４）が、その経路の前記主要部分に沿って連続的に湾曲していることを特徴とする、
請求項７に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項９】
前記冷却流路（１４）は、前記軸方向（１８）に沿って見たときに、少なくとも実質的に前記軸受け部（１６）の中心点（３４）に向かう接線方向（３２）を有する、少なくとも１つの端部領域（３０）を備えることを特徴とする、
請求項１〜８のうち何れか一項に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項１０】
前記軸方向（１８）に沿って見たときに、前記冷却流路（１４）は、その中心点が前記軸受け部（１６）の中心点（３４）と同一である扇形（３６）内に配置され、前記扇形（３６）は、少なくとも２０度の中心角を有することを特徴とする、
請求項１〜９のうち何れか一項に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項１１】
前記熱交換ユニット（１２）が複数の冷却流路（１４，２０）を備え、前記複数の冷却流路（１４，２０）は、協働して、前記軸方向（１８）に関して少なくとも１０回の回転対称性を有することを特徴とする、
請求項１〜１０のうち何れか一項に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項１２】
前記複数の冷却流路（１４，２０）は、少なくとも実質的にインペラの形状で配列されることを特徴とする、
請求項１１に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項１３】
回転可能に支持され、前記冷却流体を前記冷却流路（１４）の入口開口部から前記冷却流路（１４）を通って前記冷却流路（１４）の出口開口部（２３）まで輸送するように設けられた、少なくとも１つの冷却ホイール（３８）を備えることを特徴とする、
請求項１〜１２のうち何れか一項に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項１４】
前記冷却流路（１４）の湾曲方向（４４）が、前記冷却ホイール（３８）の回転方向（４６）と同一であることを特徴とする、
請求項７及び請求項１３に記載のポンプ装置（１０）。
【請求項１５】
請求項１〜１４のうちいずれか一項に記載のポンプ装置（１０）を備えたポンプ（４８）であり、具体的には浸漬可能なポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の前文に記載のポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン室をよりよく冷却するために、冷却流体を受容するための冷却流路を備える封止板によってポンプのエンジン室を封止することがすでに提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、具体的には、熱交換に関する特性が改善された一般的な装置を提供することである。この目的は、特許請求項１の特徴に係る発明によって達成されるが、有利な実施及びさらなる発展は従属請求項によって実現され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、ポンプ装置、具体的には浸漬可能なポンプ装置に関し、同ポンプ装置は少なくとも１つの熱交換ユニットを備え、この熱交換ユニットは、少なくとも１つの作動状態における冷却流体と圧送される液体との間の熱交換のために設けられるとともに、少なくとも１つの冷却流路と、軸方向を有する少なくとも１つの軸受け部とを有する。
【０００５】
冷却流路の断面積は、少なくとも冷却流路の経路の主要部分にわたって、最大で２００％変化することが提案される。熱交換ユニットは、具体的には、複数の冷却流路を備えてもよい。これにより、熱交換が改善される。具体的には、冷却流体から圧送される液体への均一な熱伝達を実現することができる。冷却流体の速い流速及び熱伝達のための大きな接触面積を可能にする最適な断面積が、経路の主要部分にわたって、少なくとも実質的に維持されることが有利に可能である。特に、熱交換ユニットの製造を有利に簡素化することができる。
【０００６】
「ポンプ装置」とは、具体的には、少なくともポンプの構成部品であり、具体的にはポンプの組立部品であると理解されるべきである。ポンプ装置は、具体的には、ポンプ全体を備えることもできる。「ポンプ」、具体的には浸漬可能なポンプとは、具体的には、少なくとも１つの作動状態において、圧送される液体、好ましくは非圧縮性の液体に動きをもたらす器具であると理解されるべきである。ポンプ装置は、ポンプの外側との境界を設定する外郭ユニット、ポンプ装置のエンジンユニットによって駆動される駆動軸、及び／または、少なくとも１つの作動状態において駆動軸によって回転するように設定されるスクリューユニットを備え、スクリューユニットの回転は、圧送される液体に動きをもたらすことが望ましい。これに代えて、ポンプ装置は、ポンプ装置のエンジンユニットによって駆動されるとともに、置換工程による動作によって圧送すべき液体を移動させるピストンユニットを備えてもよい。エンジンユニットは、外側との境界が設定されたポンプのエンジン室内に有利に配置される。エンジンユニットは、具体的には、内燃機関を備えてもよい。具体的には、エンジンユニットは電気モーターを有利に備える。具体的には、少なくとも１つの作動状態において、ポンプは、圧送される液体の外に配置されてもよいし、少なくともその一部が圧送される液体の中に配置されてもよいし、その全体が圧送される液体の中に配置されてもよい。
【０００７】
「熱交換ユニット」とは、具体的には、少なくとも１の流体及び／または部品の熱を受容し、その熱を少なくとも１の他の流体及び／または部品に伝達するように設けられるユニットである、と理解されるべきである。熱交換ユニットは、具体的には、表面積を拡大するための少なくとも１つの構造を形成する少なくとも１つの部分領域を備える。有利には、熱交換ユニットは、少なくとも１つの板状部品をさらに備える。「板状部品」は、具体的には、ある部品がぴったり収容される最小の仮想的な直方体が、その直方体の長さおよび幅の最大５０％、具体的には最大２０％、有利には最大１０％、好ましくは最大５％に相当する高さを持つ、部品を意味する。板状部品は、冷却流路の画定に有利に寄与する。具体的には、熱交換ユニットは、エンジン室の外側との境界設定に有利に寄与する。熱交換ユニットは外郭ユニットの一部であると考えられる。好ましくは、熱交換ユニットは、スクリューユニットに面するエンジン室の端部に配置される。特に好ましくは、組み立てられた状態で、熱交換ユニットは、外郭ユニットと協働して封止接続を実現する。熱交換ユニットは、外郭ユニットに圧接及び／または溶接されることが考えられる。熱交換ユニットは、外郭ユニットにねじ止めされることが好ましい。熱交換ユニットは、外郭ユニットの材料と同一の材料を備えることが好ましい。これにより、具体的には、様々な温度において、エンジン室を良好に封止することができる。熱交換ユニットは、具体的には、外郭ユニットの接触領域との封止接続に寄与する、少なくとも１つの、好ましくはゴムのような封止リングを備えることができる。熱交換ユニットは、エンジン室の底板として具体化されることが特に好ましい。
【０００８】
「冷却流体」とは、具体的には、少なくとも１つの部品の熱を受容し、その液体を特にさらなる部品、例えば熱交換ユニットに伝達するように設けられる液体である、と理解されるべきである。冷却流体は、高い熱伝導率及び／または熱容量を有することが好ましい。冷却流体は、具体的には、冷却流体が圧送されることを可能にする粘度を有することが好ましい。冷却流体は、圧送される媒体と同一であることが考えられるが、冷却流体は、圧送される流体とは異なり、具体的にはポンプの冷却のために設けられることが望ましい。冷却流体は、例えば、水及び／または油を含んでもよい。
【０００９】
「冷却流路」とは、具体的には、少なくとも１つの作動状態において、その内部を冷却流体が流れる連続した領域であると理解されるべきである。熱交換ユニットの連続的な凹部（Vertiefung）、具体的には溝は、冷却流路の画定に有利に寄与する。具体的には、凹部は、熱交換ユニットに対して冷却流路の境界を設定する流路壁を画定する。流路壁は、経路の主要部分にわたって、概ね楕円形または円形の断面形状を有することが望ましい。「概ね楕円形または円形の断面形状」とは、この文脈において、流路壁の断面の少なくとも６０％、有利には少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、特に好ましくは少なくとも９０％が、楕円、楕円でない円、または流路壁と交差する円で覆われることであると理解されるべきである。また、冷却流路は、熱交換ユニットの内部において外向きに開いた中空空間として実装されることも考えられる。冷却流路は、具体的には、少なくとも１つの入口開口部及び少なくとも１つの出口開口部を備え、これらは、冷却流路を通って流れる冷却流体の流れ方向を規定することが好ましい。入口開口部及び出口開口部は、軸受け部からの異なる半径方向距離を有することが好ましい。具体的には、入口開口部から軸受け部までの半径方向距離は、出口開口部から軸受け部までの半径方向距離よりも大きいことが好ましい。有利には、冷却流体は、冷却サイクル内を流れ、冷却サイクル内において、冷却流体は、外郭ユニットから入口開口部に流れ込み、冷却流路を通って、出口開口部から外郭ユニットに戻る。外郭ユニットは冷却流路を備え、外郭ユニットの少なくとも１つの冷却流路のさらなる出口開口部は入口開口部と流体的に接続され、外郭ユニットの少なくとも１つの冷却流路のさらなる入口開口部は出口開口部と流体的に接続されることが望ましい。
【００１０】
「軸受け部」とは、具体的には、熱交換ユニットの少なくとも１つの開口部を囲む熱交換ユニットの部分領域を意味し、駆動軸はこの開口部を通じて熱交換ユニットを貫通することができる。軸受け部は、少なくとも実質的に円盤形状を有することが好ましい。ここで、「少なくとも実質的に」とは、具体的には、一般的な製造公差を考慮に入れることを意味する。特に、軸方向に垂直に見たとき、軸受け部は、少なくとも実質的に均一な態様で熱交換ユニットの外側の輪郭から離れていることが望ましい。軸受け部の「軸方向」とは、具体的には、軸受け部によって画定され、軸受け部が組み立てられた状態で配向され得る方向である、と理解されるべきである。望ましくは、軸方向は、組み立てられた状態で駆動軸が配向され得る唯一の方向であってもよい。軸方向は、軸受け部の主延長面に対して垂直に配向されることが好ましい。ある物の「主延長面」とは、具体的には、その物をぴったりと完全に囲む仮想的な最小の直方体の最大の側面に平行な面であると理解されるべきであり、その面は、具体的には当該直方体の中心点を通って延びている。具体的には、駆動軸は、組み立てられた状態で軸受け部を貫通している。
【００１１】
「断面積」は、具体的には、冷却流路の断面の面積を意味する。ここで、「断面」とは、具体的には、その全体が冷却流路内に配置され、冷却流路の流路壁に対して垂直な面である、と理解されるべきである。この面の延長方向に垂直に見たときに、当該面は、流路壁によって囲まれる内部空間を完全に埋めることが好ましい。
【００１２】
「冷却流路の経路の主要部分」とは、具体的には、冷却流路の経路の少なくとも６０％、有利には少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、特に好ましくは少なくとも９０％を意味する。冷却流路の経路の主要部分は冷却流路全体を含むことが考えられる。冷却流路の経路の主要部分には、冷却流路の入口開口部及び／または出口開口部がないことが好ましい。「冷却流路の経路」とは、具体的には、冷却流路の断面に垂直な冷却流路の空間的延長であると理解されるべきである。
【００１３】
「設けられる」とは、具体的には、明確に設計されている及び／または用意されていることを意味する。具体的には、「設けられる」とは、単に適している旨の記載を意味するものではない。具体的には、ある課題を履行するように設けられたユニットは、そのユニットが属する装置の操作者が満足する程度まで、その課題を履行する。具体的には、ある物が特定の機能のために設けられることにより、その物は、少なくとも１つの適用状態及び／または作動状態において、その特定の機能を履行する及び／または実行するということが理解されるべきである。
【００１４】
冷却流路の断面積は、冷却流路の経路の主要部分にわたって交互に減少及び増加することが考えられる。しかしながら、冷却流路内の冷却流体の流速を改善するために、冷却流路の断面積は、冷却流路の経路の主要部分にわたって逆転することなく変化することが提案される。「逆転することなく」変化する断面積とは、具体的には、冷却流路の経路に沿って見たときに、断面積が一方向に単調に増加または単調に減少するように変化することが理解されるべきである。冷却流路の入口開口部から出口開口部まで見ると、断面積は、単調に減少するように変化することが好ましい。冷却流路を通って流れる間に、冷却流体の流速を安定的に増加させることが有利にできる。特には、流速の急激な低下によって冷却流体が滞留することを有利に回避することができる。
【００１５】
さらに、冷却流路の断面積は、冷却流路の経路の主要部分にわたって少なくとも実質的に一定であることが提案される。有利には、冷却流路は、冷却流路の経路の主要部分にわたって、少なくとも実質的に一定の断面形状を有する。「断面形状」とは、具体的には、断面の外縁の輪郭である、と理解されるべきである。この断面形状は、例えば、上部を切断した円または楕円に相当するものであってもよい。このようにして、具体的には、冷却流体から圧送される液体への熱伝達の均一化をさらに改善することが可能である。熱交換ユニットの製造をさらに簡素化することが有利に可能である。
【００１６】
熱交換ユニットは、少なくとも１つのさらなる冷却流路を備え、軸受け部の中心点と同心円状に延びる、冷却流路からさらなる冷却流路までの円弧方向の距離は、冷却流路の経路の主要部分にわたって、冷却流路の幅の少なくとも５０％、特に少なくとも１００％、有利には少なくとも１５０％、好ましくは少なくとも２００％に相当することが望ましい。ここで、「ある点と同心円状に延びる円弧方向の距離」とは、具体的には、軸方向に沿って見たときに、熱交換ユニットの切断図の、ある点の周りの円に相当する経路において、２つの冷却流路の間隔を示す断面線の長さを意味する。「冷却流路の幅」とは、具体的には、流路壁の反対側に位置する２つの点を互いに接続する断面線の長さである、と理解されるべきである。これにより、特に、熱交換ユニットを介した熱伝達の改善が可能になる。熱交換ユニットが十分な熱量の冷却流体を受容することができ、圧送される液体への熱の伝達を確実に行うことが有利に可能になる。
【００１７】
円弧方向の距離は、冷却流路の幅の４００％超に相当すると考えられる。熱交換ユニットは、少なくとも１つの追加の冷却流路を含み、軸受け部の中心点と同心円状に延びる、冷却流路からさらなる冷却流路までの円弧方向の距離は、具体的には、冷却流路の幅の最大４００％、特に最大３５０％、有利には最大３００％、好ましくは最大２５０％、特に好ましくは最大２００％に相当することが望ましい。これにより、具体的には、冷却流体の熱出力を改善することが可能になる。冷却流体によって導入可能な熱と熱交換ユニットによって受容可能な熱とのバランスをとることが有利に可能になる。
【００１８】
代替的な実施では、冷却流路は、熱交換ユニットの溝によってその全体が画定される開放型の冷却流路として実施することができる。冷却流体の熱交換ユニットとの接触を改善するために、熱交換ユニットは、少なくとも１つの封止部品と、少なくとも１つのカバー部品とを備え、これらが協働して冷却流路をその経路の主要部分にわたって画定することが提案される。「封止部品」とは、具体的には、エンジン室の外側に対する境界を設定する熱交換ユニットの部品である、と理解されるべきである。封止部品は軸受け部を備えることが望ましい。封止部品は凹部を備えることが好ましい。「カバー部品」とは、具体的には、凹部と協働して冷却流路を画定する、熱交換ユニットの板状部品である、と理解されるべきである。具体的には、組み立てられた状態において、カバー部品は凹部の上に直に置かれている。凹部の少なくとも２つの部分領域がカバー部品を超えて延び、入口開口部及び出口開口部を画定することが好ましい。カバー部品は、例えば、圧入及び／または溶接工程によって、封止部品に接続することができる。カバー部品は、封止部品にねじ止めされることが望ましい。冷却流体が運ばれる冷却流路内の圧力、すなわち冷却流路内の冷却流体の流速を増大させることが有利に可能である。
【００１９】
冷却流路は、直線状の経路を有することが考えられる。冷却流路は、その経路の主要部分に沿って湾曲していることが好ましい。冷却流路がある部分領域内で「湾曲」しているとは、具体的には、その部分領域内には、冷却流路に直線状の部分がない、と理解されるべきである。冷却流路は、具体的には、その部分領域全体で一貫した方向の変化を備える。これにより、具体的には、冷却流体の熱交換ユニットとの接触を改善することを可能にする。冷却流体と熱交換ユニットとが互いに接触する接触面積を、断面積とは無関係に有利に増加させることができる。
【００２０】
冷却流路は、交互に異なる方向に湾曲し、少なくとも１つの変曲点を含むことが可能である。熱交換ユニットの省スペースな実施を実現するために、冷却流路をその経路の主要部分に沿って連続的に湾曲させることが提案される。冷却流路が部分領域内で「連続的に」湾曲しているとは、具体的には、その記部分領域内で冷却流路に変曲点がないことである、と理解されるべきである。冷却流路の経路の主要部分に沿った仮想的な動きにおいて、冷却流路の経路の方向は、一方向に定常的に回転することが好ましい。「冷却流路の経路の方向」とは、具体的には、冷却流路の断面に垂直に延びる方向である、と理解されるべきである。熱交換ユニットの空間的な広がりと比較して、冷却流路の構築空間の効果的な使用、すなわち接触面積の増大を実現することが有利に可能になる。
【００２１】
これに加えて、冷却流路は、軸方向に沿って見たときに、少なくとも実質的に軸受け部の中心点に向かう接線方向を有する少なくとも１つの端部領域を備えることが提案される。冷却流路の「端部領域」とは、具体的には、最大で１０％、有利には最大で５％、好ましくは最大で２％の、冷却流路の空間的広がりを有する部分領域であって、経路の方向に沿って冷却流路のさらなる部分領域と直接には接しない部分領域である、と理解されるべきである。部分領域の「接線方向」とは、具体的には、互いに平行でなく、端部領域の外側の輪郭に接する接線に平行な２つの方向である、と理解されるべきである。具体的には、端部領域は、冷却流路の出口開口部と直接に接している。冷却流路は、冷却流路をぴったりと取り囲む仮想円であって、軸受け部の中心点と同じ中心点を有する仮想円と少なくとも実質的に接線上で交差する、少なくとも１つのさらなる端部領域を備えることが好ましい。仮想円と「少なくとも実質的に接線上で」交差するとは、具体的には、その円と交差したときに、端部領域の向きが、その円との交点において、接線から最大２０度、有利には最大１５度、望ましくは最大１０度ほど偏向している、と理解されるべきである。これにより、具体的には、冷却流路内の冷却流体の流速を増加させることができる。摩擦損失による流速の低下を有利に減少させることができる。
【００２２】
冷却流体の熱交換ユニットとの接触をさらに改善する目的で、軸方向に沿って見たときに、冷却流路が、その中心点が軸受け部の中心点と同一である扇形内に配置され、この扇形は、少なくとも２０度、特に少なくとも４０度、有利には少なくとも６０度、好ましくは少なくとも８０度の中心角を有することが提案される。これにより、具体的には、冷却流体の熱交換ユニットとの接触がさらに改善される。断面積とは無関係に、冷却流体と熱交換ユニットとが互いに接触する接触面積をさらに増加させることが有利に可能である。
【００２３】
冷却流路は軸受け部の周りにらせん状に渦巻くことが考えられる。冷却流体から熱交換ユニットへの熱伝達の効率を増大させるために、熱交換ユニットは複数の冷却流路を備え、これら複数の冷却流路は協働して、軸方向に関して少なくとも１０回、特に少なくとも１５回、有利には少なくとも２０回、好ましくは少なくとも２５回の回転対称性を有することが提案される。熱伝達後、冷却流体が熱交換ユニットから迅速に運び去られることが有利に可能である。
【００２４】
さらに、冷却流路が少なくとも実質的にインペラの形状で配列されることが提案される。これにより、具体的には、冷却流体から圧送される液体への熱伝達をさらに改善することが可能になる。熱伝達のための大きな接触面積、冷却流体の速い流速、熱伝達の優れた効率、及び、冷却流路の優れた構造空間効率が有利に実現できる。
【００２５】
追加のエンジンユニットが冷却流路を通して冷却流体を圧送するか、またはポンプ装置が冷却ホイールを備えることが考えられ、この冷却ホイールは駆動軸におけるスクリューユニットとは反対側の半分に固定される。ポンプ装置は、回転可能に支持され、冷却流体を冷却流路の入口開口部から冷却流路を通って冷却流路の出口開口部まで輸送するように設けられた冷却ホイールを有利に備える。「冷却ホイール」とは、具体的には、作動状態において回転するものであり、その回転によって冷却流体を輸送するように設けられた部品である、と理解されるべきである。冷却ホイールは、具体的には、駆動軸におけるスクリューユニットの方を向いている方の半分から、駆動軸におけるスクリューユニットの反対側を向いている方の半分まで、冷却流体を輸送する。冷却ホイールは、駆動軸上に固定され、少なくとも１つの作動状態において、駆動軸と共に回転することが好ましい。具体的には、冷却ホイールは、駆動軸におけるスクリューユニットに面した方の半分に固定されている。これにより、具体的には、冷却流体の流れの挙動を改善することが可能になる。
【００２６】
エネルギー効率を高める目的で、冷却流路の湾曲方向を冷却ホイールの回転方向と同一にすることが提案される。湾曲方向が「回転方向と同一」であるとは、具体的には、入口開口部から出口開口部への仮想的な動きにおいて、冷却流路の経路の方向の回転は、その回転方向が冷却ホイールの回転方向と同一になる。冷却流路を通って流れる冷却流体の回転推進力が少なくとも部分的に冷却ホイールに伝達されることが有利に可能になる。
【００２７】
さらなる利点は、以下の図面の説明から明らかになる。図面は、本発明の例示的な実施形態を示す。図面、説明、及び請求項は、組み合わされた複数の特徴を含む。また、当業者であれば、意図的に個別の特徴を検討し、さらに有益な組み合わせを見出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ポンプ装置を備えるポンプの概略を示す横断面図。
【図２】ポンプ装置の封止部品の概略を示す斜視図。
【図３】封止部品の概略を示す上面図。
【図４】封止部品を備える熱交換ユニットの上面図。
【図５】熱交換ユニットの２つの冷却流路の概略を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、非常に簡略化された横断面図でポンプ４８を示す。ポンプ４８はエンジンユニット１１を備える。エンジンユニット１１は、電気モーターとして具体化される。これに代えて、エンジンユニット１１は、内燃機関エンジンとして具体化されてもよい。ポンプ４８は駆動軸２５を備える。作動状態において、エンジンユニット１１は、駆動軸２５を回転させる。駆動軸２５の一端はスクリューユニット１５に接続される。スクリューユニット１５は、ポンプで送られるべき液体（図示せず）を動かすように設けられる。作動状態において、スクリューユニット１５は、駆動軸２５と共に回転する。ポンプ４８は、エンジン室１３を備える。エンジンユニット１１は、その全体がエンジン室１３内に配置される。ポンプ４８は外郭ユニット１７を備える。外郭ユニット１７は釣鐘形である。外郭ユニット１７は、部分的に、エンジン室１３の外側に対する境界を設定する。外郭ユニット１７は、冷却流体（図示せず）を受容するための冷却流路（図示せず）を備える。外郭ユニット１７は鋳鉄製である。これに代えて、外郭ユニット１７は、ステンレス鋼及び／またはセラミックから製造されてもよい。ポンプ４８は軸受カバー１９を備える。軸受カバー１９は、スクリューユニット１５とは反対側を向いたエンジン室１３の天井を形成する。軸受カバー１９は、外郭ユニット１７の材料と同一の材料で製造される。
【００３０】
ポンプ４８はポンプ装置１０を備える。ポンプ装置１０は熱交換ユニット１２を備える。作動状態において、熱交換ユニット１２は、冷却流体と圧送される液体との間の熱交換のために設けられる。熱交換ユニット１２は、図２及び図３に詳細に示される封止部品２６を備える。封止部品２６は、スクリューユニット１５に面する外郭ユニット１７の開口部を封止する。封止部品２６は、スクリューユニット１５に面するエンジン室１３の底部を形成する。封止部品２６は、鉢形に具体化されている。封止部品２６は、外郭ユニット１７の材料と同一の材料で製造される。熱交換ユニット１２は、図４に詳細に示されているカバー部品２８を備える。カバー部品２８は、板状に具体化されている。カバー部品２８は、円盤状に具体化されている。カバー部品２８は、封止部品２６上に直に置かれている。カバー部品２８は封止部品２６にねじ込まれている。
【００３１】
熱交換ユニット１２は、２５本の冷却流路を備える。これら冷却流路は協働して、軸方向１８に関して２５回の回転対称性を有する。これら冷却流路は、インペラの形状で実装される。これら冷却流路は互いに同一に実装されるため、以下の説明においては、概略をよりよく示すために、１つの冷却流路１４及びさらなる１つの冷却流路２０のみに参照番号を付している。これに代えて、熱交換ユニット１２は、ただ１つの冷却流路を備えることもできる。封止部品２６及びカバー部品２８は、協働して冷却流路１４を画定する。封止部品２６は、冷却流路１４の流路壁２７を画定する凹部を備える。流路壁２７は、経路の主要部分にわたって、概ね楕円形の断面を有する。カバー部品２８は、凹部の上に置かれて、流路天井２９を画定する。外縁領域においてカバー部品２８を越えて延びる凹部の部分領域は、冷却流路１４の入口開口部２１を画定する。内縁領域においてカバー部品２８を越えて延びる凹部の部分領域は、冷却流路１４の出口開口部２３を画定する。冷却流体は、冷却サイクル内を流れる。冷却流体は、外郭ユニット１７から入口開口部２１に流れる。冷却流体は、冷却流路１４を通って、出口開口部２３を通じて外郭ユニット１７に戻る。
【００３２】
熱交換ユニット１２は軸受け部１６を備える。軸受け部１６は、封止部品２６の円盤形状の部分領域として具体化される。軸受け部１６は、熱交換ユニット１２の内縁を画定する。軸受け部１６は、軸方向１８を有する。駆動軸２５は、軸方向１８に沿って直線状に延びる。駆動軸２５は軸受け部１６を貫通している。
【００３３】
冷却流路１４の断面積は、冷却流路１４の経路の主要部分にわたって約２０％変化する。これに代えて、断面積は、約５０％または約１００％変化するようにしてもよい。冷却流路１４の断面積は、冷却流路１４の経路の主要部分にわたって逆転することなく変化する。冷却流路１４の断面積は、軸受け部１６に向かって半径方向に単調に減少する。これに代えて、冷却流路１４の断面積は、経路の主要部分にわたって一定であってもよい。
【００３４】
図５は、断面図において、冷却流路１４と共にさらなる冷却流路２０を示す。断面図は、断面線Ａに沿った円形断面に相当し、断面領域は展開されて平面を形成している。断面線Ａは、その中心点が軸受け部１６の中心点３４と同一の円に相当する。さらなる冷却流路２０は、冷却流路１４に隣接して配置される。さらなる冷却流路２０は、すべての機能に関して、冷却流路１４と同一である。軸受け部１６の中心点３４まで同心円状に延びる、冷却流路１４とさらなる冷却流路２０との間の円弧方向の距離２４は、冷却流路１４の経路の主要部分にわたって、冷却流路１４の幅２２の約１５０％に相当する。これに代えて、円弧方向の距離２４は、幅２２の５０％または４００％に相当するようにしてもよい。
【００３５】
冷却流路１４は、その経路の主要部分に沿って連続的に湾曲している。これに代えて、冷却流路１４は、部分的に真っ直ぐに延びていてもよく、及び／または、異なる湾曲方向を有していてもよい。冷却流路１４は端部領域３０を備える。端部領域３０は、冷却流路１４の出口開口部２３に接している。軸方向１８に沿って見たときに、端部領域３０は接線方向３２を有する。接線方向３２は、本質的に軸受け部１６の中心点３４に向かって延びる。冷却流路１４は、さらなる端部領域３１を備える。さらなる端部領域３１は、冷却流路１４の入口開口部２１に接している。おおむね、さらなる端部領域３１は、冷却流路１４をぴったりと取り囲む円であって、軸受け部の中心点と同じ中心点を有する円（図示しない）と接線上で交差する。
【００３６】
軸方向１８に沿って見たときに、冷却流路１４は扇形３６内に位置する。扇形３６は、約４５度の中心角（図示せず）を有する。これに代えて、扇形３６は９０°の中心角を有してもよい。
【００３７】
ポンプ装置１０は冷却ホイール３８を備える。冷却ホイール３８は、移動可能に支持される。冷却ホイール３８は、駆動軸２５におけるスクリューユニット１５に面する方の半分に固定される。これに代えて、ポンプ装置は、駆動軸２５におけるスクリューユニット１５とは反対側の半分に固定された、１の冷却ホイールまたは複数の冷却ホイールを備えてもよい。冷却ホイール３８は、冷却流路１４の入口開口部２１から冷却流路１４を通って冷却流路１４の出口開口部２３まで冷却流体を輸送するように設けられている。冷却流路１４の湾曲方向４４は、冷却ホイール３８の回転方向４６と同じである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ポンプ装置
１１  エンジンユニット
１２  熱交換ユニット
１３  エンジン室
１４  冷却流路
１５  スクリューユニット
１６  軸受け部
１７  外郭ユニット
１８  軸方向
１９  軸受カバー
２０  冷却流路
２１  入口開口部
２２  幅
２３  出口開口部
２４  円弧方向の距離
２５  駆動軸
２６  封止部品
２７  流路壁
２８  カバー部品
２９  流路カバー／天井
３０  端部領域
３１  端部領域
３２  接線方向
３４  中心点
３６  扇形
３８  冷却ホイール
４４  湾曲方向
４６  回転方向
４８  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
2020193620000001.pdf