叶轮型的流体位移单元在本技术领域内众所周知。典型叶轮泵的这样一实例揭 示在授予Croke等人的美国专利6,503,064中，该专利揭示了一种具有光滑顶部和 底部表面的转子。一般地，转子的顶部和底部表面倒圆光滑到Ra 4-20微英寸的表 面粗糙度。因为转子的倒圆表面，流过叶轮泵的流体对转子施加一剪力，由此，需 要较大的输入扭矩。
授予Edwards的美国专利5,560,741揭示了一种叶轮泵，该泵具有带有中心地 位于顶部和底部表面上的钻孔或凹入部分的转子。该凹入部分的目的在于，在转子 转动过程中，当叶轮沿径向向内移动时，提供叶轮下流体一跑逸的路径，并且不涉 及流体施加在转子上的剪力。因此，本行业内需要一种改进的转子，其能减小流体 作用在转子顶部和底部表面上的剪力。
因此，本发明的主要目的是提供一种改进的叶轮型位移单元，其能以最小的扭 矩输入量进行操作。
本发明的另一目的是提供一种用于叶轮型位移单元的改进的转子，其能减小流 过其间的流体作用的剪力量。
本技术领域内的技术人员将会明白上述和其它的诸多目的。

本发明涉及一叶轮型流体位移单元，其具有一外壳、一延伸通过外壳的驱动轴、 一固定在驱动轴上并设置在外壳内的转子以及至少一个固定在转子上的叶轮。
转子具有至少一个不光滑的顶部或底部表面。具体来说，在一实施例中，转子 的顶部和底部表面有陷窝。或者，转子的顶部和底部表面具有缺口、孔、凹穴，或 弹击图形(shot peen pattern)。这样，不光滑的顶部和底部表面横贯转子引入流体涡 流，涡流减小流体作用在转子上的剪力，由此减小了所需要的输入扭矩。
附图说明
图1是本发明的一叶轮型流体位移单元的平面图；
图2是本发明的一实施例的转子的平面图；
图3是本发明的另一实施例的转子的平面图；
图4是本发明的另一实施例的转子的平面图；
图5是本发明的另一实施例的转子的平面图；
图6是本发明的另一实施例的转子的平面图。

如本文中所采用的，本技术领域内的技术人员会认识到一叶轮型流体位移单元 包括叶轮型泵和电机两者。
参照图1，一典型的叶轮型流体位移单元10显示为具有一凸轮环或外壳12、 一延伸通过外壳12的驱动轴14、一固定在驱动轴14上并具有接纳叶轮20的诸缺 口18的转子16。缺口18内的流体压力迫使叶轮20沿径向向外，以使叶轮末端22 与外壳12的内直径24相接合。这样，如本技术领域内的技术人员所公知的，叶轮 20扫过流体使其压缩在转子16和外壳12的内直径24之间，并介于入口/出口端口 26之间。
参照图2-6，转子16大致地为圆形，具有一外侧表面28和一与底部表面32 相对的顶部表面30。转子16还包括一中心孔34，以便匹配地接纳驱动轴14。如 图2-6所示，缺口18适于接纳滚子型叶轮。本技术领域内的技术人员会认识到缺 口18可适于使转子16可用于传统的叶轮(如图1所示)。
转子16的顶部或底部表面30和32中的至少一个是不光滑的，以便横贯转子 16地引入流体涡流，由此减小了作用在其上的流体剪力。较佳地，顶部和底部表 面30和32都是不光滑的。具体来说，如图2所示，顶部和底部表面30和32具有 多个陷窝36。它们横贯转子16的顶部和底部表面均匀地间隔分布。或者，如图3 所示，顶部和底部表面30和32具有多个缺口38，它们邻近于缺口18并从中心孔 34沿径向向外延伸。
或者，如图4所示，顶部和底部表面30和32具有多个孔40，它们邻近于缺 口18并完全地钻透转子16。在另一变化的实施例中，如图5所示，转子16的顶 部和底部表面30和32邻近于缺口18具有凹穴42。与图4所示的孔40不同，凹 穴42仅局部地延伸通过转子16。或者，如图6所示，顶部和底部表面30和32具 有弹击图形44，它们基本上覆盖转子16的全部顶部和底部表面。弹击图形44较 佳地具有至少Ra 50微英寸的表面粗糙度。
在操作中，由于改进的转子16，叶轮型流体位移单元10以最小的作用在驱动 轴14上的扭矩输入量进行操作。具体来说，转子16的不光滑的顶部和底部表面 30和32用作在邻近于顶部和底部表面的流体中引入作用于转子的涡流。流体涡流 减小了流体作用在顶部和底部表面30和32上的剪力，由此减小了驱动转子16所 需要的扭矩量。
不光滑的顶部和底部表面30和32对于输入扭矩具有相当的作用。与在恒定温 度下以4000转/分钟的转速操作的传统光滑表面的转子相比，使用如图2所示的陷 窝36可大约减小输入扭矩2.49％。同样地，使用如图3所示的缺口38可大约减小 输入扭矩5.67％，使用如图4所示的孔40可大约减小输入扭矩6.95％，使用如图 5所示的凹穴42可大约减小输入扭矩11.87％，使用如图6所示的弹击图形44可 大约减小输入扭矩13.53％。通过组合图2-6的干扰图形可以实现更大的扭矩减 小。例如，一具有带有如图4所示的孔40和图6的弹击图形的顶部和底部表面30 和32的转子16可大约减小输入扭矩18.33％。同样地，组合如图5所示的凹穴42 和弹击图形44，与传统的光滑表面的转子相比，可大约减小输入扭矩24.34％。
由此可见，通过使用带有不光滑的顶部和底部表面的改进的转子，本发明可减 小流体作用的剪力量，由此，允许叶轮型流体位移单元以最小输入扭矩量进行操作。