(57)【要約】  本発明は、ハイブリッドポンプ（１）であって、ハウジング（２）が設けられており、該ハウジング（２）にそれぞれ少なくとも１つの吸込み接続部（１０）と吐出し接続部（１１）とが開口しており、ハウジング（２）の、ほぼ円形に取り囲まれたハウジング内室（３）にロータ（５）が偏心的に配置されており、該ロータ（５）が、遠心力の影響を受けてばね弾性的に変形可能な材料から成る、互いに間隔を置いて少なくとも部分的に半径方向に配置された複数のロータ羽根（６）を周面に有している形式のものに関する。この場合、ハウジング内室（３）に対して相対的なロータ（５）の偏心率（１４）ならびにロータ羽根（６）の弾性率は、各ロータ羽根（６）が、小さな回転数の第１の範囲において、半径方向に突出した端領域（７）でロータ（５）の一回転のうちにハウジング内室（３）の周面区分（４）に決して接触しないかまたは一時的にしか接触しないのに対して、より大きな回転数の第２の範囲において、全てのロータ羽根（６）が、半径方向に突出した端領域（７）で、主として、ロータ（５）の回転の間ずっとハウジング内室（３）の内壁（４）に接触するように選択されている。
2005511959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッドポンプ（１）であって、ハウジング（２）が設けられており、該ハウジング（２）にそれぞれ少なくとも１つの吸込み接続部（１０）と吐出し接続部（１１）とが開口しており、ハウジング（２）の、ほぼ円形に取り囲まれたハウジング内室（３）にロータ（５）が偏心的に配置されており、該ロータ（５）が、ばね弾性的に変形可能な材料から成る、互いに間隔を置いて少なくとも部分的に半径方向に配置された複数のロータ羽根（６）を周面に有している形式のものにおいて、
各ロータ羽根（６）が、小さな回転数の第１の範囲において、半径方向に突出した端領域（７）でロータ（５）の一回転のうちにハウジング内室（３）の周面区分（４）に決して接触しないかまたは一時的にしか接触しないのに対して、より大きな回転数の第２の範囲において、全てのロータ羽根（６）が、半径方向に突出した端領域（７）で遠心力の影響を受けて、主として、ロータ（５）の回転の間ずっとハウジング内室（３）の内壁（４）に接触するように、ハウジング内室（３）に対して相対的なロータ（５）の偏心率（１４）ならびにロータ羽根（６）の弾性率が選択されていることを特徴とする、ハイブリッドポンプ。
【請求項２】
ロータ（５）の、規定された回転数以降、遠心力に基づくロータ羽根（６）の変形が、偏心率（１４）を補償し、これによって、ロータ羽根（６）のほぼ全ての端部（７）が、同時にハウジング内室（３）の内壁（４）に接触しかつ互いに分離されてベーンポンプに相応の圧縮室（１８）を形成するように、ロータ羽根（６）の弾性的な変形可能性が選択されている、請求項１記載のハイブリッドポンプ。
【請求項３】
各ロータ羽根（６）が、流れに有利に湾曲させられた横断面形状を有しており、該横断面形状において、各ロータ羽根（６）が、ロータ（５）の低速の回転時でも少なくとも一箇所でハウジング内室（３）の内壁（４）に弾性的なプレロード下で接触するようになっている、請求項１または２記載のハイブリッドポンプ。
【請求項４】
当該ハイブリッドポンプ（１）が、小さな回転数の第１の範囲において、専らまたは主に遠心ポンプに類似の流動ポンプとして作業するようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項５】
小さな回転数の第１の範囲での当該ハイブリッドポンプ（１）の運転が、液状の媒体の自吸を許容していない、請求項４記載のハイブリッドポンプ。
【請求項６】
小さな回転数の第１の範囲での当該ハイブリッドポンプ（１）の運転時に、圧送したい流体の、ロータ羽根（６）をロータ（５）の回転軸線（８）に向かって変形させる摩擦学的な力が、各ロータ羽根（６）に作用するようになっている、請求項４または５記載のハイブリッドポンプ。
【請求項７】
当該ハイブリッドポンプ（１）が、より高い回転数の第２の範囲において、専らまたは主にベーンポンプに類似の容積式ポンプとして作業するようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項８】
小さな回転数の第１の範囲での当該ハイブリッドポンプ（１）の運転が、高い効率を許容している、請求項７記載のハイブリッドポンプ。
【請求項９】
ロータ羽根（６）が、羽根状の湾曲を有していて、周方向（１７）でばね弾性的に変形可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１０】
ロータ羽根（６）が、プラスチック材料、有利には熱可塑性の材料またはポリウレタンまたはＥＰＤＭまたはニトリルまたはネオプレンから形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１１】
ロータ（５）とロータ羽根（６）とが一体に形成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１２】
ばね弾性的な材料から成るロータ羽根（６）が、ロータ（５）の、対応配置された切欠き内に挿入されていて、ロータ（５）に位置固定されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１３】
ロータ羽根（６）の、ロータ（５）から半径方向に突出した端部にほぼ円筒状の肉厚部（７）が配置されており、該肉厚部（７）が、ハウジング内室（３）の内壁（４）に密に当て付けられるようになっていて、個々の室（１８）を互いに分離するようになっている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１４】
ロータ（５）の配置形式の偏心率（１４）が、ロータ（５）の直径の２０％、有利には２％までの範囲内にある、請求項１から１３までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１５】
圧縮室（１８）の容積が、当該ハイブリッドポンプ（１）の吸込み側（１０）の領域における最小値から出発して最大値を超えて吐出し側（１１）の領域における最小値に変化するようになっている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１６】
ロータ（５）とハウジング（２）とが、ほぼ板状の基本形状から成っていて、流体的に密に互いに結合可能である、請求項１から１５までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１７】
ハウジング内室（３）への流体の流入（１０）および／またはハウジング内室（３）からの流体の流出（１１）が、当該ハイブリッドポンプ（１）のロータ（５）の回転軸線（８）に対して垂直に行われるようになっている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１８】
ハウジング内室（３）への流体の流入（１０）および／またはハウジング内室（３）からの流体の流出（１１）が、少なくとも１つの構成要素によって当該ハイブリッドポンプ（１）のロータ（５）の回転軸線（８）に対して平行に行われるようになっている、請求項１７記載のハイブリッドポンプ。
【請求項１９】
当該ハイブリッドポンプ（１）の駆動装置として交直両用モータが使用可能である、請求項１から１８までのいずれか１項記載のハイブリッドポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式のハイブリッドポンプに関する。
【０００２】
流体、特に液体を圧送するためのポンプの構造には、公知の遠心ポンプによって、確かにポンプの高い効率および僅かな運転騒音を得ることができるが、このポンプは自吸式に形成されていない、すなわち、遠心ポンプが通風されている場合に液体柱を停止から自ら吸い込むことができないという問題がある。このことは、特にこのような形式のポンプが短い運転時間しか有しておらず、圧送される液体柱が停止中に高さ差に基づき再びポンプの内部から流出する場合に欠点となる。したがって、遠心ポンプはしばしば付加ユニットを有している。この付加ユニットによって、遠心ポンプの本来の運転前に液体柱をハウジング内室に圧送することができ、したがって、遠心ポンプが乾燥した状態で運転されず、ハウジング内室が最初から液体で充填されている。
【０００３】
別のポンプ構造、たとえば公知の構造のインペラポンプは、確かに自吸式に形成されているが、僅かな効率しか有していない。なぜならば、たとえばポンプの内部摩擦が克服されなければならないからである。
【０００４】
ポンプの別の構造はベーンポンプを成している。このベーンポンプでは、ロータに配置された半径方向に突出したベーンがハウジング内室の部分容積を分割していて、この部分容積内にロータの回転の間にその都度液体が圧送される。この場合、特にベーンポンプのベーンが極めて正確に嵌合されなければならないという欠点がある。なぜならば、ベーンがロータに対して相対的に移動可能に配置されており、ベーンポンプでは、ベーンとハウジング内壁との間の摩擦に基づき、ポンプの高い摩耗が生ぜしめられるからである。このためには、ベーンポンプが、通風された状態でも自吸式に形成されている。
【０００５】
このような形式の改良されたベーンポンプは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５４５０４５号明細書に開示されている。この刊行物では、ベーンポンプのベーンがロータに固定されていて、弾性的に形成されており、これによって、ロータの、流れに有利に湾曲させられたベーンが、ロータの完全な回転運動の間にハウジング内室の内面に沿って運動させられ、ハウジング内室に可変の予荷重もしくはプレロード下で接触する。これによって、ロータのベーンが個々の容積をハウジング内室の内部に互いに分離する。この場合、ロータとハウジング内室との間の偏心率によって、流体の適宜な圧送および増圧が、ベーンポンプに対して基本的に公知の形式で可能となる。この場合、ロータの、流れに有利に成形されたベーンのフレキシビリティは、ハウジング内壁とロータのベーンとの間にほんの僅かな摩耗しか生ぜしめられないという利点を有している。なぜならば、ベーンが弾性的なプレロード下でハウジング内壁に対する異なる間隔に適合され、ハウジング内壁に当て付けられるからである。しかし、このポンプの効率も構造形式に基づき特に高くなく、また、摩耗も、たとえば遠心ポンプに比べて著しく高い。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、一方で自吸式に形成されていると同時に高い効率で作業することができ、さらに、廉価に製作することができるようなポンプを提供することである。
【０００７】
本発明による課題の解決手段は、上位概念部の特徴に関連した請求項１の特徴部に記載の特徴から明らかである。本発明の別の有利な構成は従属請求項から明らかである。
【０００８】
本発明は、ポンプであって、ハウジングが設けられており、該ハウジングにそれぞれ少なくとも１つの吸込み接続部と吐出し接続部とが開口しており、ハウジングの、ほぼ円形に取り囲まれたハウジング内室にロータが偏心的に配置されており、該ロータが、遠心力の影響を受けてばね弾性的に変形可能な材料から成る、互いに間隔を置いて少なくとも部分的に半径方向に配置された複数のロータ羽根を周面に有している形式のものから出発する。このような形式のポンプは、各ロータ羽根が、小さな回転数の第１の範囲において、半径方向に突出した端領域でロータの一回転のうちにハウジング内室の周面区分に決して接触しないかまたは一時的にしか接触しないのに対して、より大きな回転数の第２の範囲において、全てのロータ羽根が、半径方向に突出した端領域で遠心力の影響を受けて、主として、ロータの回転の間ずっとハウジング内室の内壁に接触するように、ハウジング内室に対して相対的なロータの偏心率ならびにロータ羽根の弾性率が選択されていることによって改良されている。これによって、小さな回転数の第１の範囲でハイブリッドポンプを、このハイブリッドポンプが主にほぼ遠心ポンプに相応の純粋な流動ポンプとして作業するように運転することが可能となる。しかし、回転数に対する所定の閾値を上回った後、ハイブリッドポンプはその運転特性を、ロータ羽根が遠心力の影響を受けて弾性的に変形させられ、これによって、ロータ羽根が、半径方向に突出した端領域で、主として、ロータの回転の間ずっとハウジング内室の内壁に接触しかつひいてはハウジング内部の部分容積を互いに液密に分離するように変化させる。これによって、この場合にほぼ慣用のベーンポンプに相応に作業するハイブリッドポンプによって、このハイブリッドポンプが予め、たとえば停止に基づき、通風された状態であった場合でさえ液体柱の自吸を保証することが可能となる。ハイブリッドポンプが、たとえば停止に基づき空転されている場合には、駆動モータが、液体体積なしに作業するハイブリッドポンプを極めて迅速にその最大の回転数に加速させ、これによって、ハイブリッドポンプがほぼ直接、より大きな回転数の第２の範囲で運転され、この運転状態でいわばベーンポンプとして自吸式に作業し、液体をハウジング内室に圧送する。この場合、これによって、ポンプが液体で充填されている場合には、作用する逆方向のトルクおよび液体の影響によって、駆動モータの回転数が低下させられ、これによって、ハイブリッドポンプの運転状態が小さな回転数の第１の範囲に移行する。この第１の範囲では、ハイブリッドポンプがいわば遠心ポンプに相応に作業し、高い効率で液体を圧送する。したがって、両運転状態の間のこの移行はハイブリッドポンプの運転を、たとえば純粋な遠心ポンプにおける液体柱の分離時に生ぜしめられ得る妨害に対しても防護している、この事例では、ハイブリッドポンプが、生ぜしめられた通風後に自動的に再びより高い回転数に移行する。これによって、ベーンポンプに相応の自吸式の運転状態が生ぜしめられる。この運転状態によって、液体を再び吸い込むことができ、ハイブリッドポンプの再度の充填後に回転数低下が再び生ぜしめられる。
【０００９】
したがって、本発明によるハイブリッドポンプはポンプの主要な２つの機能、つまり、自吸および可能な限り高い効率での運転をただ１つのポンプ構造で提供している。これによって、本発明によるハイブリッドポンプは、特にしばしば十分な圧送出力での運転が短時間しか要求されていないものの、同時に頻繁な停止に基づき、ポンプからの液体柱の降下を回避することができない使用範囲に対して大きな利点となる。さもないと、このために、公知のポンプ構造では、液体中をポンプ内に保持するために、逆止弁またはこれに類するものを備えた手間のかかる構造が設けられなければならない。このポンプは高価であると共に敏感であり、さらに、ポンプの効率に一層ネガティブな影響も与える。なぜならば、吸込み管路をこのような取付けによって、もはやそれほど自由に一貫して形成することができないからである。さもないと、このような手段が、たとえば容器を場合によって充填するためのポンプに対して回避され得ない。このポンプによって、たとえば燃料が比較的僅かな量で自動車のタンクを充填するために蓄え容器から引き出される。当然ながら、本発明によるハイブリッドポンプの適宜な多数の使用事例が可能となる。
【００１０】
有利な構成では、ロータの、規定された回転数以降、遠心力に基づくロータ羽根の変形が、偏心率を補償し、これによって、ロータ羽根のほぼ全ての端部が、同時にハウジング内室の内壁に接触しかつ互いに分離されてベーンポンプに相応の圧縮室を形成するように、ロータ羽根の弾性的な変形可能性が選択されている。この場合、ハイブリッドポンプの偏心率に基づき得られる圧送特性はロータ羽根の弾性率に関連して、所定の限界回転数以降、ロータ羽根がハウジング内室の周面の部分に接触するだけでなく、回転の間ずっと周面に接触しかつひいてはハウジング内室の部分容積を互いに分離するように調整することができる。このことは、慣用のベーンポンプにおいて基本的に知られている。したがって、遠心ポンプに相応の純粋な流動ポンプとしてのハイブリッドポンプの運転の間、限界回転数未満で摩耗がロータ羽根とハウジング内壁との間の不十分な摩擦に基づき全く存在しないかまたは極めて僅かしか存在せず、ベーンポンプに相応の運転中の自吸による液体でのハウジング内室の充填のためにしか、ロータ羽根はハウジング内壁に当て付けられない。これによって、運転中のロータ羽根の摩耗が最小限に抑えられている。付加的には、ハイブリッドポンプは、パーティクルで汚染された媒体を圧送することもできる。なぜならば、ロータ羽根の変形可能性によって、固いロータ羽根を破壊する恐れがある比較的大きなパーティクルも通流する場合に適宜な変形が可能となるかである。
【００１１】
各ロータ羽根が、流れに有利に湾曲させられた横断面形状を有しており、該横断面形状において、各ロータ羽根が、ロータの低速の回転時でも少なくとも一箇所でハウジング内室の内壁に弾性的なプレロード下で接触するようになっていると有利である。これによって、ハイブリッドポンプの内部が、互いに分離された２つの領域に分割されると同時に横断面形状によって、ロータ羽根の弾性率だけでなく、プレロード下でのハウジング内壁へのロータ羽根の当付けも広い範囲で種々異なる運転条件に適合させることができる。この場合、ロータ羽根が、羽根状の湾曲を有していて、周方向でばね弾性的に変形可能であると有利である。
【００１２】
ロータ羽根の弾性的な変形に関する改善された作用は、小さな回転数の第１の範囲での当該ハイブリッドポンプの運転時に、圧送したい流体の、ロータ羽根をロータの回転軸線に向かって変形させる摩擦学的な力が、各ロータ羽根に作用するようになっている場合に達成することができる。これによって、ロータ羽根の比較的弾性的な材料にもかかわらず、このロータ羽根がすでに比較的僅かな回転数でハウジング内壁に当て付けられることが阻止される。なぜならば、圧送したい流体の摩擦学的な力が、ロータの回転に基づく遠心力下での弾性的な変形に抗して作用するからである。したがって、限界回転数を比較的高く設定することができ、これによって、遠心ポンプに相応のハイブリッドポンプの運転状態で妥当な圧送性能を実現することもできる。さらに、ハイブリッドポンプの運転特性は、ロータ羽根の変形可能性のため、圧送される媒体にも関連している。低粘性の流体では、異なる粘度に基づき、同じ回転数でロータ羽根の、高粘性の流体またはガスと異なる変形が生ぜしめられる。この場合、遠心力も役割を果たしている。
【００１３】
可能な構成では、ロータ羽根が、プラスチック材料、有利には熱可塑性の材料またはポリウレタンまたはＥＰＤＭまたはニトリルまたはネオプレンから形成されている。このような種類の材料は、十分な変形可能性と同時に永続的な負荷にわたって高い形状安定も提供する。同時にこのような種類の材料は、たとえば射出成形法の工程で廉価に処理することができ、これによって、ロータ羽根もしくはロータ全体も廉価に製作することができる。また、ハイブリッドポンプが極めて騒音の少ない運転特性も有している。
【００１４】
このことは、第１の構成では、ロータとロータ羽根とが一体に形成されていることによって達成することができる。ここでは、たとえばロータとロータ羽根とを１回の処理工程で、たとえば射出成形またはそのための製作法によって同時にかつ一体に成形することができる。これによって、ポンプの部材数が劇的に削減される。さらに、これによって、組付けコストが削減され、運転確実性が向上させられる。また、別の構成では、ばね弾性的な材料から成るロータ羽根が、ロータの、対応配置された切欠き内に挿入されていて、ロータに位置固定されていることも可能である。これによって、ロータ自体が、たとえば強度特性またはその他の周辺条件に関してロータ羽根と異なる材料から成っていてよいことが可能となる。
【００１５】
さらに、ロータ羽根の、ロータから半径方向に突出した端部にほぼ円筒状の肉厚部が配置されており、該肉厚部が、ハウジング内室の内壁に密に当て付けられるようになっていて、ベーンポンプに相応の運転状態でハイブリッドポンプの個々の室を互いに分離するようになっていると有利である。これによって、ベーンポンプに相応の運転状態でハウジング内壁に対する摩擦に基づく相応の摩耗にさらされる肉厚部がその大規模な質量に基づき、ロータ羽根自体に比べてロータの寿命を延長すると同時に肉厚部は、作用する遠心力に対して適宜な質量分配およびハウジング内室の内壁に対するロータ羽根の、増加させられた当付け面を形成する。
【００１６】
ロータの配置形式の偏心率が、ロータ羽根を含むロータの外径の２０％、有利には２％までの範囲内にあると有利である。偏心率に対するこのような値はロータ羽根の変形によって問題なしにかつロータ羽根の強度特性を危険にさらすことなしに切り抜けることができる。
【００１７】
ハイブリッドポンプの特に簡単な構造は、ロータとハウジングとが、ほぼ板状の基本形状から成っていて、流体的に密に互いに結合可能である場合に実現することができる。これによって、前製造された構成部材を簡単に組み付けることができ、また、個々の部材相互の流体的なシールを板状の個々の基本形状の大きな当付け面を介して簡単に実現することもできる。
【００１８】
さらに、ハウジング内室への流体の流入および／またはハウジング内室からの流体の流出が、当該ハイブリッドポンプのロータの回転軸線に対して垂直に行われるようになっていることが可能である。この場合、流体はほぼ接線方向でロータ羽根の周面に接触して流れる。別の構成では、ハウジング内室への流体の流入および／またはハウジング内室からの流体の流出が、少なくとも１つの構成要素によって当該ハイブリッドポンプのロータの回転軸線に対して平行に行われるようになっていることも可能である。
【００１９】
さらに、当該ハイブリッドポンプの駆動装置として交直両用モータが使用可能であることが可能となる。
【００２０】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２１】
図１には、概略図で本発明によるハイブリッドポンプ１の断面が示してある。この場合、この断面は、ハイブリッドポンプ１の、プレート状に形成されたハウジング２の分離平面でほぼ延びている。これによって、吸込み通路１０と、流出通路１１と、ハウジング内室３とを見ることができる。このハウジング内室３には、ロータ羽根６を備えたロータ５が回転軸線８を中心として回転可能に支承されている。この場合、この回転軸線８はハウジング内室３の対称軸線９に対して偏心的な配置形式を有している。この場合、偏心率の大きさは符号１４で図示してある。回転軸線８もしくは対称軸線９の配置形式と、このような形式のハイブリッドポンプ１の主要な構造とは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５４５０４５号明細書に基づき基本的に公知であり、したがって、ここでは、このことが本発明に対して重要となる場合にしか説明しないことにする。
【００２２】
しかし、公知のベーンポンプと異なり、本発明によるハイブリッドポンプ１では、ロータ５のロータ羽根６がハイブリッドポンプ１の停止状態でもしくは所定の限界回転数未満でハウジング内室３の内壁４に全く当て付けられていないかまたは部分的にしか当て付けられていない。この場合、ロータ羽根６は、弾性的に変形可能な材料から形成されている。この材料は、回転方向１７に沿ったロータ５の回転時に遠心力の作用を受けて、図１に示した羽根状の構成から、ロータ羽根６の端部に設けられた円筒状の肉厚部７が回転数の上昇時にますます半径方向外向きに運動させられ、回転の間、ますます長い周長さにわたってハウジング内室３の内壁４に当て付けられるように変形することができる。この場合、図３に詳しく見ることができるように、限界回転数を上回った後、ロータ羽根６の肉厚部７がハウジング内室３の内壁４に永続的に接触させられる。
【００２３】
比喩的に言えば、遠心力の影響を受けて、ロータ羽根６は回転軸線８から半径方向外向きに伸張させられ、この場合、ますます内壁４に当て付けられる。この場合、ロータ羽根６は、ハウジング内壁４の周方向に沿った、ロータ５の回転軸線８から遠く離れた領域において、ロータ羽根６が、伸ばされた構成に移行することによって、湾曲させられた横断面形状も僅かに変化させる。その後、ハウジング内壁４の周方向に沿った、再びロータ５の回転軸線８のより近くに配置された領域において、この伸ばされた構成が再びばね弾性的に収縮し、この領域で図１もしくは図３に見ることができる構成に戻る。
【００２４】
ロータ羽根６の材料は、たとえば熱可塑性の材料、ポリウレタン、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ニトリルまたはネオプレン（商品名）もしくはポリクロロプレンから成っていてよい。この場合、このような種類の材料は、比較的大きな弾性的な変形可能性だけでなく、高い強度および摩擦を伴った接触による負荷時の僅かな摩耗も有している。
【００２５】
この場合、ロータ羽根６を備えたロータ５は、図２により良好に見ることができるように、駆動軸１３に位置固定されている。この駆動軸１３には駆動モータ（図示せず）がフランジ結合されていてよい。
【００２６】
この場合、本発明によるハイブリッドポンプ１の機能は、遠心ポンプトおよびベーンポンプの、ハイブリッドポンプ１に組み合わされた原理に比べて、以下のように説明することができる。
【００２７】
慣用の遠心ポンプは自吸式に形成されていないので、このような形式の遠心ポンプの始動前には、流体が吸込み側１０にかつ入口１２を通って遠心ポンプに供給されなければならない。その後、遠心ポンプが運転されると、ロータ５とロータ羽根６とを介して、吸込み側１０を通って流入方向１５で流体の体積流が追従的に圧送され、これによって、遠心ポンプがもはや乾燥した状態に陥らない。この体積流はハウジング内室の通過後に吐出し側１１を通って流出方向１６で再び遠心ポンプから流出する。限界回転数未満の比較的僅かな回転数では、本発明によるハイブリッドポンプ１が、主として、この特性を示す。なぜならば、ロータ羽根６が、遠心ポンプのように、ハウジング内壁４に対する一時的な接触を全く有していないかまたは僅かしか有していないからである。
【００２８】
しかし、本発明によるハイブリッドポンプ１におけるロータ５の偏心的な配置形式によって、回転数がより高い場合には、図３により良好に見ることができるように、ロータ羽根６の変形によって圧縮室１８が形成される。この場合、最小の容積が圧縮室Ｖ１に付与され、圧縮室Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の容積がそれぞれますます大きくなり、その後、圧縮室Ｖ５から圧縮室Ｖ８にまで容積が再び減少させられる。これによって、遠心力作用に基づくロータ羽根６の形状変化によって、ロータ５の回転数が限界回転数を上回り、ロータ羽根６がハウジング内室３の内壁４に一回転の全周にわたって当て付けられる場合にベーンポンプのようなハイブリッドポンプ１の構造および運転状態が得られる。これによって、本発明によるハイブリッドポンプ１がこの運転状態で自吸式となる。すなわち、流体が流入方向１５である程度の限度で自動的に吸い込まれ、これによって、ハウジング２の内室３を自動的に流体で充填することができる。
【００２９】
慣用のベーンポンプ１によって基本的に公知のこのような特性は、ロータ５の回転数が所定の限界値を上回って上昇する場合に初めて、本発明によるハイブリッドポンプにも生ぜしめられる。比較的大きな偏心率１４と、負荷されていない状態でのロータ羽根６の出発構成とによって、圧縮室１８の構造は予め保証されていない。なぜならば、図１に明確に見ることができるように、ロータ羽根６の端部に設けられた肉厚部７がハウジング内室３の内壁４に密に当て付けられていないからである。これによって、図１に回転数に関連したただ１つの状態でしか示していないこの運転状態では、従来のベーンポンプのような流体の圧送が保証されていない。しかし、この運転状態では、ロータ５とロータ羽根６とが、遠心ポンプに相応の従来の流動ポンプのように作業する。
【００３０】
この状態では、圧送される流体の摩擦学的な力によって、ロータ羽根６を回転軸線８に向かって押し戻す付加的な力もロータ羽根６に加えられる。
【００３１】
ロータ羽根６に加えられる遠心力が大きくなり、これによって、ロータ羽根６の端部７が回転の間ずっとハウジング内室３の内壁４に当て付けられる限界回転数を上回った場合に初めて、ハイブリッドポンプ１がベーンポンプに相応して自吸式に運転される。
【００３２】
本発明によるハイブリッドポンプ１のこの自吸特性は、ハイブリッドポンプ１の使用が、ポンプ内室の、マニュアル式にまたは付加的な装置によって行われなければならない先行する充填を要求しないという主要な利点を有している。このような形式のハイブリッドポンプ１の使用者がこのことに気づくことなく、ハイブリッドポンプ１の通風された状態で流体が遠心ポンプに相応のハイブリッドポンプ１の運転状態で吸い込まれる。なぜならば、駆動モータがいわば空転し、これによって、限界回転数を上回る高い回転数を達成し、その後、ハイブリッドポンプ１が、吸込みを行った後、自動的にベーンポンプに相応の圧送運転に移行するからである。この圧送運転によって、高い効率と同時に僅かな摩耗が可能となる。このことは、このような形式のポンプが短い時間しか運転されず、その後、より長い停止後に再び運転される場合に常に特に実用的である。従来のポンプはこの時にしばしば空転するので、ポンプの充填のための適宜な手段が予め講じられなければならない。このような使用分野は、たとえば容器の詰替時、たとえば適宜な缶または容器から自動車のタンクへの燃料の補給時に生ぜしめられるものの、別の可能な多数の使用分野でも生ぜしめられる。
【００３３】
図４には断面図でかつ所属の図５には側面図で適宜な本発明によるハイブリッドポンプ１が示してある。このハイブリッドポンプ１では、吸込み通路１０が、ロータ５の回転軸線に対して垂直な平面の内部で延びていない。これによって、図５に引出し線で示したように、流入方向１５で吸込み通路１０を通る流体の流入を、たとえば４５゜の角度を成して行うことが可能となる。この場合、当然ながら、ロータ５の回転軸線８に対してほぼ平行な吸込み通路１０′（破線によって図示した）を通る流入方向１５′を実現することも可能である。このことは、流れ技術的に特定の使用事例に対して重要となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】遠心ポンプに相応の運転状態における、回転数が僅かな場合の本発明によるハイブリッドポンプの第１の断面の概略図である。
【００３５】
【図２】図１に示したハイブリッドポンプのＡ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００３６】
【図３】ベーンポンプに相応の運転状態における、回転数がより高い場合の図１に示した本発明によるハイブリッドポンプの断面図である。
【００３７】
【図４】ロータの回転軸線に対して斜めに傾けられた入口を備えた、図１に示した本発明によるハイブリッドポンプの変化形を示す図である。
【００３８】
【図５】吸込み通路の２つの可能な配置形式を備えた、図４に示したハイブリッドポンプを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ハイブリッドポンプ、  ２  ハウジング、  ３  ハウジング内室、  ４  内壁、  ５  ロータ、  ６  ロータ羽根、  ７  肉厚部、  ８  回転軸線、  ９  対称軸線、  １０，１０′  吸込み通路、  １１  流出通路、  １２  入口、  １３  駆動軸、  １４  偏心率、  １５，１５′  流入方向、  １６  流出方向、  １７  回転方向、  １８，Ｖ１〜Ｖ８  圧縮室
【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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【国際調査報告】
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