DE102009045436A1

DE102009045436A1 - Vorrichtung zum Fördern eines Fluids

Info

Publication number: DE102009045436A1
Application number: DE102009045436A
Authority: DE
Inventors: Joerg Heyse; Helerson Kemmer; Ronald Ritter; Udo Sieber; Kai Kroeger; Kumar P. Bangalore Vinay
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2010-06-17

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Fördern eines Fluids angegeben, die eine Förderpumpe (11) mit einem Saugeingang (12) und einem Druckausgang (13) und eine Fluidleitung (14), in der Fluid zum Saugeingang (13) strömt, aufweist. Um die Förderleistung der Förderpumpe (11) maximal zu halten, ist stromaufwärts des Saugeingangs (12) der Förderpumpe (11) eine mit einem Fluidzulauf (18) an die Fluidleitung (14) angeschlossene, ein Fluidvolumen aufnehmende Vorkammer (17) angeordnet. Die Vorkammer (17) steht mit einer Gasaustrittsöffnung (19) zum Abführen mindestens einer aus dem Fluid ausdampfenden Gaskomponente in Verbindung.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Fördern eines Fluids nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine bekannte Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Brennkraftmaschine ( DE 101 56 429 A1 ) weist eine Hochdruck-Förderpumpe mit einem Kraftstoffzulauf und eine Niederdruck-Förderpumpe auf, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank in den Kraftstoffzulauf der Hochdruck-Förderpumpe fördert. Ein Niederdruckregler regelt den Druck im Kraftstoffzulauf auf z. B. 4–6 bar. Die Hochdruck-Förderpumpe fördert über eine Hochdruckleitung in einen Kraftstoffverteiler (Common Rail), der mit Einspritzventilen verbunden ist. Die Hochdruck-Förderpumpe weist einen von einem Elektromagneten zur Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf, der in einem Pumpengehäuse eine Pumpenkammer begrenzt. In der Pumpenkammer mündet am Boden der Pumpenkammer ein Saugeingang mit federbelastetem Rückschlagventil und ein mit dem Kraftstoffzulauf verbundener Druckausgang, in dem ebenfalls ein federbelastetes Rückschlagventil angeordnet ist.
Bei solchen Förderpumpen treten ebenso wie bei flüssigkeitsfördernden Förderpumpen allgemeiner Art Förderprobleme dann auf, wenn auf der Saugseite der Förderpumpe der Dampfdruck des eingesaugten Fluids unterschritten wird. Die aus dem Fluid ausdampfende Gaskomponente besetzt ein Volumen im Saugteil der Förderpumpe, so dass das Fluid nicht mehr in vollem Umfang eingesaugt wird und die Förderleistung der Förderpumpe sinkt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fördern eines Fluids hat den Vorteil, dass durch das Vorsehen der dem Saugeingang der Förderpumpe stromaufwärts vorgeschalteten Vorkammer, die eine Gasaustrittsöffnung für mindestens eine aus dem Fluidstrom austretende Gaskomponente aufweist, eine Vorverdampfung des Fluids stattfindet, wobei die volatilen Komponenten des Fluids ausdampfen und über die Gasaustrittsöffnung dem Fluidstrom entzogen werden. Damit sind leichtflüchtige Gaskomponenten im Fluid weitgehend aus dem Fluidstrom entfernt, und die Siedetemperatur des Fluids ist dadurch hochgesetzt. Die Temperatur des in die Förderpumpe eingesaugten Fluids liegt niedriger als die durch die Vorverdampfung hochgesetzte Siedetemperatur, so dass beim Einsaugen des Fluids dem Fluid ein gewisser Unterdruck aufgeprägt werden kann, ohne dass dabei eine Gaskomponente aus dem Fluid ausdampft. Die Förderleistung der Förderpumpe ist somit selbst bei höheren Temperaturen des Fluids unverändert. Die über die Gasaustrittsöffnung abgeleiteten, leichtflüchtigen Gaskomponenten können in das Fluidreservoir zurückgeführt oder bei Verwendung der Förderpumpe zum Fördern von Kraftstoff in Brennkraftmaschinen in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine eingeleitet und damit in den Verbrennungsprozess einbezogen werden.
Durch verschiedene Zusatzmaßnahmen kann das Ausdampfen der volatilen Gaskomponenten verstärkt werden, so dass sichergestellt ist, dass alle leichtsiedenden Komponenten im Fluidstrom durch die Vorverdampfung abgetrennt werden und am Saugeingang der Förderpumpe nur schwersiedendes Fluid ansteht.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Fördervorrichtung möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Fluidströmungsstrecke zwischen dem Fluidzulauf der Vorkammer und dem Saugeingang der Förderpumpe im Rahmen der baulichen Gegebenheiten möglichst groß gehalten und sollte gleich oder größer sein als der lichte Durchmesser des Fluidzulaufs der Vorkammer. Durch diese Maßnahme steht dem Fluidstrom für die Verdampfung der volatilen Gaskomponenten eine ausreichend große Strömungsstrecke zur Verfügung, so dass gewährleistet ist, dass in dem dem Saugeingang der Förderpumpe zuströmenden Fluid kein fördermengenmindender Dampf mehr erzeugt wird. Die Vorkammer kann dabei sowohl in der zur Förderpumpe führenden Fluidleitung ausgebildet, als auch zur Einsparung einer aufwendigen Verschlauchung mit der Förderpumpe baulich vereinigt sein. Im zweiten Fall wird die ausreichend große Strömungsstrecke dadurch erreicht, dass der den Saugein- und Druckausgang enthaltende Pumpenkörper der Förderpumpe in der Vorkammer vorzugsweise zentral derart angeordnet ist, dass der Fluidzulauf zur Vorkammer und der Saugeingang in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, wobei der Umfangswinkel mindestens 10°, vorzugsweise aber ca. 120°, beträgt. Alternativ können zur Erzielung einer ausreichend großen Strömungsstrecke auch der Fluidzulauf und der Saugeingang axial zueinander versetzt sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Wärmequelle innerhalb der Vorkammer so in räumlicher Beziehung zu dem in der Vorkammer sich ansammelnden Fluid gesetzt, dass eine Verdampfung der volatilen Gaskomponente verstärkt wird. Im Falle der baulichen Zusammenfassung von Förderpumpe und Vorkammer ist der elektromagnetische Antrieb der Förderpumpe als Wärmequelle genutzt, um die Temperatur der mindestens einen ausdampfenden Gaskomponente durch die von der Magnetspule des Elektromagneten abgegebene Wärmeenergie zu erhöhen. Im oberen Bereich der Vorkammer bildet sich ein Gaskissen aus Luft und der mindestens einen volatilen Gaskomponente, das entsprechend der durch Erhitzen gesteigerten Temperatur eine größere Menge der flüchtigen Gaskomponente aufnehmen kann und sich ausdehnt, wobei das Fluid durch den Verdunstungseffekt weitgehend kühl bleibt. Der Gasüberschuss entweicht durch die Gasaustrittsöffnung der Vorkammer. Das Fluid verliert durch die Verdunstung die hochvolatile Gaskomponente und kann beim Ansaugen durch die Förderpumpe trotz des dann herrschenden Unterdrucks nicht mehr weiter ausgasen. Unterstützend dazu ist die Temperatur des Fluidvolumens in der Vorkammer beim Verdunstungsprozess niedrig geblieben, was einer Ausgasung des Fluids in der Pumpenkammer zusätzlich entgegenwirkt.
Die Gasaustrittsöffnung der Vorkammer Liegt in Einbaulage der Vorkammer oben, kann aber auch wegen des in der Vorkammer sich aufbauenden Gaskissens unterhalb des durch das Gaskissen nach unten gedrückten Fluidspiegels angeordnet und in den Zulauf der Vorkammer mit einbezogen sein, so dass der überschüssige Gasanteil des Gaskissens über die Fluidleitung in das Fluidreservoir ausgeschoben wird. In letztem Fall ist es zur Vermeidung von durch Kontaktreibung ausgelösten Behinderungen der beiden gegenläufigen Ströme von Vorteil, in der Fluidleitung zwei getrennte Kanäle vorzusehen, wobei die Fluidströmung zur Vorkammer in dem einen Kanal und die Gasströmung zum Fluidreservoir in dem anderen Kanal stattfindet.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die unter dem Fluidspiegel liegenden Gasaustrittsöffnung einen kleineren Abstand von Fluidspiegel auf als der Fluidzulauf und ist an einer zu dem Fluidreservoir führenden Auslassleitung angeschlossen, die oberhalb des maximalen Fluidspiegels im Fluidreservoir mündet. Durch die getrennten Leitungen für den Fluid- und dem Gasstrom wird vermieden, dass das Einströmen von Fluid in die Vorkammer durch den Gasstrom behindert wird und insbesondere bei einem hohen Fluidmengenbedarf Fluid nicht mehr zeitgerecht aus dem Fluidreservoir nachfließen kann. Dadurch, dass die Fluidleitung mit Fluidzulauf zum Zuführen des Fluids gemessen am Fluidspiegel tiefer in das Fluidvolumen in der Vorkammer eintaucht als die Auslassleitung mit Gasaustrittsöffnung zum Abführen des Gasstroms, also der Fluidzulauf tiefer liegt als die Gasaustrittsöffnung, ist sichergestellt, dass über den Fluidzulauf keine Gasmenge abgeführt wird.
Bei baulicher Vereinigung von Vorkammer und Förderpumpe sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Fluidleitung mit Fluidzulauf und die Auslassleitung mit Gasaustrittsöffnung im unteren Teil der Vorkammer jeweils tangential in die Vorkammer eingeführt und erstrecken sich längs des Innenumfangs der Vorkammer, so dass im mittleren Bereich der Vorkammer genügend Platz für den zentralen Einbau der Förderpumpe verbleibt.
Zur Verstärkung des durch die Wärmequelle erzeugten Verdunstungseffekts ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Vorkammer oberhalb des Fluidspiegels wärmeisoliert. Auch kann eine Wärmetrennung in sämtlichen Bauteilen vorgesehen werden, die einen Wärmestrom zwischen dem fluidgefüllten und dem gasgefüllten Bereich der Vorkammer ermöglichen. Die Wärmeisolation erfolgt vorzugsweise durch das die Vorkammer einschließende Kammergehäuse, das aus Wärmeisolationsmaterial besteht oder mit einem Wärmeisolationsmaterial beschichtet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist zwischen Vorkammergehäuse und Wärmequelle ein isolierender Luftspalt vorgehalten, so dass Wärmequelle und Kammergehäuse nicht in wärmeleitende Berührung miteinander gelangen.
Eine weitere Verbesserung des Verdunstungseffekts des Fluids in der Vorkammer wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durch Kapselung der Wärmequelle – bei der baulichen Vereinigung von Förderpumpe und Vorkammer durch Kapselung des Elektromagneten der Förderpumpe – mittels eines permeablen Käfigs erreicht, der vorzugsweise aus einem Sintermetall oder einem Drahtgeflecht besteht. Zwischen Wärmequelle bzw. Magnetspule und Käfig ist Platz für die Gasphase vorhanden. Der permeable Käfig hält über seine Poren die ihn umgebende Flüssigkeit davon ab, zur Wärmequelle zu gelangen. Unterstützt wird dieser Sperreffekt dadurch, dass der von der Wärmequelle produzierte Fluiddampf sich stark ausdehnt und durch die Poren des Käfigs nach außen gedrückt wird. Der Fluiddampf gelangt dann außerhalb des Käfigs in die Vorkammer, wo er über die in Einbaulage der Vorkammer obenliegende Gasaustrittsöffnung entweicht. Durch den permeablen Käfig wird eine scharfe Trennung der Gasphase von dem Fluid erreicht, so dass der direkte Kontakt des Fluids mit der Wärmequelle bzw. dem Elektromagneten unterbunden wird und das Fluid sich nicht zu stark erhitzt. Durch den Spalt zwischen Wärmequelle bzw. Magnetspule und Käfig und den darin gespeicherten Fluiddampf ist der Wärmeübergang von der Wärmequelle in den Käfig gering, so dass die maximale Heizleistung der Wärmequelle für die Verdampfung innerhalb des Käfigs genutzt wird und der Käfig das ihn umgebende Fluid nicht zu stark erwärmt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen Fluidleitung und Fluidzulauf der Vorkammer ein wendelförmiger Strömungskanal angeordnet, wobei vorzugsweise der Strömungskanal an das Kammergehäuse der Vorkammer einstückig angeformt ist. Durch Vorsehen dieses Strömungskanals kann auch ohne den permeablen Käfig die Gasaustrittsöffnung ebenfalls an einer in Einbaulage der Vorkammer oberen Stelle angeordnet werden; denn durch Auslegen des Strömungskanals mit einem ausreichend hohen Durchströmungswiderstand wird in der Vorkammer ein Unterdruck erzeugt, der ausreichend groß ist, um den Fluidspiegel soweit abgesenkt zu halten, dass die Wärmequelle immer oberhalb des Fluidspiegels liegt. Unabhängig von dem Vorsehen einer Kapselung der Wärmequelle ist damit auch gewährleistet, dass die Wärmequelle nicht mit dem Fluid in Berührung kommt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in der Vorkammer ein mit einem Rohrende in das Fluid eintauchendes Tauchrohr mit Kapillarstruktur angeordnet, dessen Rohrmantel von Kapillaren durchgezogen ist. Ein von dem eintauchenden Rohrende entfernter Rohrabschnitt steht mit der Wärmequelle in wärmeleitendem Kontakt. Durch die Kapillarwirkung des Tauchrohrs wird Fluid aus dem Fluidvolumen gegen die Schwerkraft in den Bereich der Wärmequelle gezogen. Das Fluid gelangt dicht an die Wärmequelle, so dass die Nutzung der Heizwärme für die Verdunstung des Fluids maximal ist. Das Fluidvolumen bleibt nach wie vor relativ kühl, hat aber durch die heiße Verdampfung am oberen Rohrende unter maximaler Ausnutzung der Verdampfungswärme seine leicht siedenden Gaskomponenten verloren, so dass das Fluid bei Einsaugen in die Pumpenkammer infolge des dabei auftretenden Unterdrucks nicht anfängt zu sieden. Eine raue Oberfläche des Tauchrohrs im Bereich der Wärmequelle verbessert die Verdampfung. Die Kapillarstruktur des Rohrmantels kann vielfältig sein, z. B. aus offenen Axialrillen oder durchmesserkleinen Axialkanälen bestehen oder durch Sintern realisiert werden. Die Kapillarweite ist so gewählt, dass das aufgesaugte Fluid über die Höhendifferenz von der Fluidseite zur Gasseite transportiert wird. Bei einer aus Axialkanälen mit sehr kleinen Durchmessern bestehenden Kapillarstruktur wäre z. B. die Kapillarweite, hier also der Durchmesser der Axialkanäle, 180 μm, wenn eine Höhendifferenz von 50 mm überwunden werden soll. Bei einer Sinterstruktur wird diese Höhendifferenz durch eine Sinterkörnung von ca. 440 μm überwunden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das in das Fluid eintauchende Rohrende des Tauchrohrs auf eine Scheibe mit Kapillarstruktur aufgesetzt, deren Außendurchmesser vorzugsweise wenig kleiner ist als der Innendurchmesser der Vorkammer. Durch diese Scheibe mit radial verlaufender Kapillarstruktur ist sichergestellt, dass beim Kippen der Vorkammer das fluidseitige Rohrende des Tauchrohrs Kontakt mit dem Fluidvolumen behält.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist stromaufwärts des Saugeingangs der Förderpumpe ein Gaseintritt für ein zwangsweise zugeführtes, gasförmiges Medium vorgesehen. Durch das in das Fluid zwangsweise eingeleitete, gasförmige Medium verdampfen die volatilen Gaskomponenten im Fluid sehr viel leichter in die Gasphase hinein. Durch Ableiten der Gasphase mit eindiffundiertem Fluiddampf aus dem Fluid über die Gasaustrittsöffnung in der Vorkammer wird die zur Verdampfung verwendete Enthalpie dem Fluid entzogen. Somit werden einerseits die niedrigsiedenden Komponenten dem Fluid entzogen und andererseits wird ein Kühleffekt bezüglich des Fluids bewirkt. Von der Förderpumpe werden nur die verbliebenen, schwersiedenden Komponenten des Fluids angesaugt, so dass der Gefahr des Siedens des Fluids im Saugteil der Förderpumpe durch den beim Ansaugen erzeugten Unterdruck gebannt ist. Die zwangsweise Einleitung des gasförmigen Mediums kann dabei in der Fluidleitung oder in der Vorkammer oder in dem Fluidreservoir, hier vorzugsweise unterhalb des Fluidspiegels, erfolgen, und zwar durch Einblasen oder Ansaugen des gasförmigen Mediums. Die Stelle der Einleitung ist auch hier möglichst weit vor die Gasaustrittsöffnung in der Vorkammer und dem Saugeingang der Förderpumpe gelegt, damit eine möglichst große Strömungstrecke für das Entziehen der leichtflüchtigen Gaskomponenten zur Verfügung steht. Die Gasaustrittsöffnung liegt oben und ist wiederum mit dem Fluidreservoir verbunden ist. Bei Einsatz der Vorrichtung in Kraftfahrzeugen besteht vorteilhaft eine Verbindung der Gasaustrittsöffnung zum Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine, so dass das Gas über die Gasaustrittsöffnung abgesaugt und dem Verbrennungsprozess zugeführt wird. Als zwangsweise zugeführtes, gasförmiges Medium wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Gas mit geringer Molekularmasse verwendet, wie z. B. Wasserstoff oder Umgebungsluft, das mittels Überdruck oder eines in der Fluidleitung oder in der Vorkammer oder im Fluidreservoir erzeugten Unterdrucks zugeführt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind im Gaseintritt Poren oder durchmesserkleine Öffnungen ausgebildet, was vorzugsweise durch einen Einsatz aus Sintermetall oder einem feinmaschigen Gewebe erzielt wird. Durch diese Poren oder kleinen Öffnungen wird die Bildung von Gasblasen im Fluid deutlich gefördert.
Gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung erfolgt die Ansaugung des gasförmigen Mediums mittels einer in der Fluidströmung angeordneten Saugstrahlpumpe oder eines Zyklons. In beiden Fällen wird durch die Strömung des Fluids ein Saugdruck erzeugt, der das gasförmige Medium in das Fluid einzieht.
Das Ansaugen des gasförmigen Mediums kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch durch Erzeugen eines Unterdrucks in der Vorkammer vorgenommen werden, was vorzugsweise durch Aufbau eines Unterdrucks in dem die Fluidleitung speisenden Fluidreservoir bewirkt wird, der sich über die das Fluidreservoir mit der Vorkammer verbindende Fluidleitung in die Vorkammer fortsetzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist hierzu im Gaseintritt der Vorkammer ein Rückschlagventil angeordnet, das ein vorzugsweise federunbelastetes Ventilglied aufweist, und wird der Innendruck in der Vorkammer gegenüber dem Umgebungsluftdruck abgesenkt, so dass das schon bei geringen Druckdifferenzen öffnende Rückschlagventil Umgebungsluft in die Vorkammer einströmen lässt. Der Gaseintritt kann dabei oberhalb oder unterhalb des Fluidspiegels in der Vorkammer angeordnet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Aufbau eines Unterdrucks im Fluidreservoir mittels einer von einer Luftströmung durchströmten Saugstrahlpumpe vorgenommen. Bei Einsatz der Fördervorrichtung in Kraftfahrzeugen wird dabei die Saugstrahlpumpe mit einem aus dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine abgeleiteten Teilluftstrom betrieben. Der Teilluftstrom ist am Saugrohr der Brennkraftmaschine stromaufwärts eines im Saugrohr vorhandenen Luftmengensteuerorgans abgegriffen und dem Saugrohr stromabwärts des Luftmengensteuerorgans wieder zugeführt. Durch den von der Saugstrahlpumpe im Fluidreservoir erzeugten Saugdruck werden vorteilhaft auch die hochflüchtigen Kraftstoffanteile aus der Vorkammer über deren Gasaustrittsöffnung angesaugt und über das Saugrohr dem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine zugeführt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die bei jedem Förderhub der Förderpumpe eine Teilmenge der geförderten Fluidmenge in das in der Vorkammer vorhandene Fluidvolumen zurückführen. Bei einer kontinuierlich fördernden Förderpumpe ist hierzu an dem Druckausgang der Förderpumpe eine Abzweigleitung angeschlossen, die in der Vorkammer innerhalb des Fluidvolumens mündet. Bei einer intermittierend fördernden Förderpumpe sehen die Mittel neben dem Saugeingang und dem Druckausgang der Pumpenkammer einen weiteren Druckausgang vor, dessen Mündung innerhalb der von dem Pumpenkolben begrenzten Pumpenkammer oberhalb der Mündung des Saugeingangs liegt und vom Pumpenkolben nach einem definierten Verschiebeweg aus seiner oberen Totlage verschließbar ist. In beiden Fällen wird von der Förderpumpe ein Fluidstrahl in die Vorkammer eingespritzt. Durch das Einspritzen des Fluidstrahls in das in der Vorkammer vorhandene Fluidvolumen entsteht eine Verwirbelung der Randzone des Fluidstrahls. In der Randzone bilden sich aufgrund der Verwirbelungen lokale Unterdruckzonen, an denen die leichtflüchtigen Gaskomponenten des Fluids wegen Unterschreitung des Dampfdrucks verdampfen. Es entstehen in der Randzone Dampfblasen, die durch Auftriebskräfte im Fluidvolumen aufsteigen und über die oberhalb des Fluidspiegels liegende Gasaustrittsöffnung aus der Vorkammer entlassen werden. Die unterdruckbedingte Verdampfung hat den Vorteil, dass das Fluid nicht erwärmt wird, so dass der Dampfdruck des kühlen Fluids niedriger liegt. Beim Ansaugen des kühlen Fluids in den Pumpenraum der Förderpumpe ist wegen des niedrigliegenden Dampfdruckes ein Maximum an ansaugbedingtem Druckabfall erlaubt, ohne das das eingesaugte Fluid in der Förderpumpe erneut ausgast.
Die beschriebene Vorverdampfung des Fluids kann weiter verstärkt werden, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dem in die Vorkammer eingespritzten Fluidstrahl ein Strömungsdrall aufgeprägt wird. Dadurch entsteht im Drallzentrum des Fluidstrahls gezielt eine Zone maximalen Unterdrucks. Entsprechend ist die Ausgasung des Fluids am stärksten und die Volatilität des verbleibenden Fluidvolumens am niedrigsten. Der Strömungsdrall wird vorzugsweise mittels einer Dralldüse erzeugt, in der durch die geometrische Gestaltung des Strömungspfads eine Tangentialströmung in eine nachgeschaltete Drallkammer geführt wird, in der die Strömung in Rotation versetzt wird. Stromabwärts der Drallkammer befindet sich eine zylindrische oder konische Öffnung mit einem kleineren Durchmesser als dem Drallkammerdurchmesser. Aus dieser Öffnung wird die drallbehaftete Strömung in die Vorkammer entlassen.
Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine wird vorteilhaft am Druckausgang der Förderpumpe, die als Niederdruckpumpe betrieben ist, eine Hochdruck-Förderpumpe angeschlossen, die einen Kraftstoffverteiler (Common Rail) mit Kraftstoff versorgt. Die Hochdruck-Förderpumpe saugt die von der Förderpumpe gelieferte Kraftstoffmenge mit Vordruck an und verdichtet sie zum Kraftstoffverteiler. Durch das Ansaugen reduziert sich der Druck im Zulauf zur Hochdruck-Förderpumpe, so dass mit Unterschreitung des Dampfdrucks Dampf statt Kraftstoff angesaugt werden kann. Dadurch, dass durch die erfindungsgemäße Fördervorrichtung die leichtflüchtigen Anteile des Kraftstoffs am Druckausgang der Förderpumpe ausgeschieden sind, ist der Dampfdruck des von der Hochdruckpumpe angesaugte Kraftstoff verringert. Somit kann der zur Vermeidung des Ausdampfen von Kraftstoff beim Ansaugen der Hochdruck-Förderpumpe notwendige Vordruck abgesenkt werden, ohne dass eine Gefahr der erneuten Ausgasung des Kraftstoffs an der Hochdruck-Förderpumpe besteht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Mittel zur Dämpfung des Saughubs der Förderpumpe vorgesehen. Durch die Dämpfung bzw. Abbremsung des Saughubs, also durch die zeitliche Verlängerung der Saughubbewegung bzw. Reduzierung der Saughubgeschwindigkeit des Pumpenkolbens, wird der beim Saughub von der Förderpumpe erzeugte Unterdruck reduziert wird, so dass der Dampfdruck des in den Pumpenraum eingesaugten Fluidvolumens nicht unterschritten wird und die volatilen Gaskomponenten nicht oder nur geringfügig ausdampfen. Dadurch wird der Pumpenraum auch bei größeren Fördermengen nicht teilweise durch gasförmige Volumenanteile besetzt, und die Förderpumpe behält ihre volle Förderleistung. Zusätzlich können vor dem Saugeingang der Förderpumpe alle vorstehend beschriebenen Maßnahmen zur Ausdampfung der im Fluid enthaltenen, leichtsiedenden Komponenten oder Anteile getroffen werden.
Die Reduzierung der Saughubgeschwindigkeit, also das Abbremsen des Pumpenkolbens bei seiner Saughubbewegung, wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mit hydraulischen oder elektromagnetischen Mitteln vorgenommen, wobei im letzten Fall der den Pumpenkolben zum Kompressionshub antreibende Elektromagnet herangezogen wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Mittel zur hydraulischen Dämpfung des Saughubs eine von dem Pumpenkolben mit seiner von der Pumpenkammer abgekehrten Kolbenseite begrenzte Dämpfungskammer und mindestens eine im Pumpenkolben ausgebildete Drossel auf, die eine Verbindung zwischen der Pumpenkammer und der Dämpfungskammer herstellt. Beim Saughub muss der Pumpenkolben Fluid aus der Dämpfungskammer verdrängen, das über die Drossel in die Pumpenkammer strömt, wodurch der im Saughub von der Pumpenfeder angetriebene Pumpenkolben sich stark verzögert bewegt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sehen die Mittel zur elektromagnetischen Dämpfung des Saughubs eine Bestromung des Elektromagneten während des Saughubs so vor, dass auf dem Pumpenkolben eine den Saughub bremsende Gegenkraft wirkt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weisen die Mittel zur elektromagnetischen Dämpfung des Saughubs einen Stromverbraucher, vorzugsweise in Form einer Reihenschaltung aus Widerstand und Kondensator, auf, der während des Saughubs des Pumpenkolbens an die Magnetspule des Elektromagneten angeschlossen ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das über die Fluidleitung zum Saugeingang der Förderpumpe strömende Fluid über die in der Vorkammer angeordnete Wärmequelle, im Falle der baulichen Vereinigung von Aufnahmekammer und Förderpumpe über die Magnetspule, geführt. Durch den dadurch erreichten, direkten Wärmekontakt des frisch zufließenden Fluids mit der Wärmequelle ergibt sich eine verstärkte Volatilitätsabsenkung des Fluids. Durch Aufstau der sich verflüchtigenden Gaskomponenten im Bereich der Wärmequelle wird die Oberfläche des in der Vorkammer zwischengespeicherten Fluids nach unten gedrückt und von der Wärmequelle ferngehalten. Infolge des dadurch fehlenden Wärmekontakts des im unteren Bereich der Vorkammer zwischengespeicherten Fluidvolumens mit der Wärmequelle, kann sich das zwischengespeicherte Fluidvolumen abkühlen, bevor es von der Förderpumpe eingesaugt wird. Die verstärkte Verdampfung des frisch zugeführten Fluids durch direkten Wärmekontakt mit der Wärmequelle kann auf verschiedene Weise erreicht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Gasaustrittsöffnung in der Vorkammer unterhalb der Wärmequelle angeordnet und der Fluidzulauf in der Vorkammer oberhalb der Wärmequelle bzw. der Magnetspule so platziert, dass das Fluid über die Wärmequelle nach unten fließt. Vorzugsweise ist bei baulicher Vereinigung von Vorkammer und Förderpumpe der Fluidzulauf koaxial zur Magnetspule angeordnet und die Magnetspule mit einer dem Fluidzulauf gegenüberliegenden Platte abgedeckt, die am Außenumfang der Magnetspule endet, so dass von dort das Fluid längs der Magnetspule nach unten fließt. Von der an den Fluidzulauf angeschlossenen, mit dem Fluidreservoir verbundenen Fluidleitung ist ein Leitungsabschnitt unterhalb des Niveaus der Gasaustrittsöffnung in der Ventilkammer verlegt. Durch das Einleiten des zufließenden Fluids im oberen Bereich der Vorkammer verteilt sich das Fluid als gut verdampfbarer Wandfilm über die Oberfläche der Wärmequelle. Dadurch dass ein Leitungsabschnitt der das Fluid zur Vorkammer führenden Fluidleitung in einen Bereich verläuft, der unter dem Niveau der unterhalb der Wärmequelle platzierten Gasaustrittsöffnung liegt, wird erzwungen, dass die Fluidströmung in der Fluidleitung zunächst aus dem Fluidreservoir abfällt und dann wieder bis zur Oberseite der Vorkammer aufsteigen muss. Durch diesen ”siphonartigen” Verlauf der Fluidzuführung, wird sichergestellt, dass aus dem Fluid aussiedende Gaskomponenten nicht den Weg über die Fluidleitung nehmen, sondern über die Gasaustrittsöffnung entsorgt werden. Konstruktiv wird dies dadurch realisiert, dass der fluidzulaufseitige Endabschnitt der Fluidleitung als längs mindestens einer Seitenwand der Vorkammer von unten nach oben verlaufender Kanal ausgebildet ist, der sich noch teilweise über die obere Stirnwand des Kammergehäuses erstreckt. Die Gasaustrittsöffnung der Vorkammer ist an einer Auslassleitung angeschlossen, die im Fluidreservoir oberhalb des Fluidspiegels oder in einem Saugrohr zum Zuführen von Verbrennungsluft zu einer Brennkraftmaschine mündet. Letzteres hat den Vorteil, dass die aus dem Fluid ausgedampften, volatilen Gaskomponenten, im Falle einer Brennkraftmaschine Kraftstoffdampf, dem Verbrennungsprozess wieder zugeführt werden, ohne hierfür zusätzlich Energie aufwenden zu müssen. Verdampfungsemissionen des Kraftstoffs werden vermieden. Auf die bisher übliche Speicherung des ausgasenden Kraftstoffs in einem Aktivkohlefilter kann verzichtet werden. Der Kraftstoffverbrauch sinkt. Die Einleitung der volatilen Gaskomponenten in das Saugrohr kann dabei stromabwärts oder stromaufwärts der üblicherweise im Saugrohr angeordneten Drosselklappe erfolgen. Letzteres hat den Vorteil, dass das Verhältnis von rückgeführter Menge des Kraftstoffdampfs und Kraftstoff- bzw. Luftbedarf der Brennkraftmaschine annähernd konstant bleibt. Im Leerlauf der Brennkraftmaschine bei geschlossener Drosselklappe herrscht vor der Drosselklappe nur ein minimaler Unterdruck. Somit wird nur eine äußerst geringe Menge des verdampften Kraftstoffs in das Saugrohr rückgeführt. Gleichzeitig braucht das Fahrzeug auch nur eine geringe Menge an Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Überwindung der inneren Reibung. Mit zunehmender Öffnung der Drosselklappe steigt die Druckpulsation im Saugrohr vor der Drosselklappe und somit auch die rückgeführte Menge an ausgedampftem Kraftstoff an. In gleicher Weise erhöht sich auch der Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine, so dass das Verhältnis von rückgeführtem, ausgedampftem Kraftstoff und Kraftstoff- bzw. Luftbedarf der Brennkraftmaschine als annähernd konstant angesehen werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind Fluidzulauf und Gasaustrittsöffnung der Vorkammer in einem Anschlussstutzen zusammengefasst, der oben in der Vorkammer angeordnet und an der von dem Fluidreservoir wegführenden Fluidleitung angeschlossen ist. Durch diese konstruktive Maßnahme wird zum Zuführen des Fluids und Abführen der aus dem Fluid sich verflüchtenden Gasphase nur eine einzige Leitung benötigt, die die Vorkammer mit dem Fluidreservoir verbindet.
Bei baulicher Vereinigung von Vorlaufkammer und Förderpumpe mündet gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der an die Fluidleitung angeschlossene Anschlussstutzen in dem Magnetanker-Führungsraum im Pumpenkörper so, dass Fluid über mindestens einen Durchlasskanal im Magnetanker zum Grund des Führungsraums fließt. Das dabei von volatilen Gaskomponenten weitgehend befreite Fluid tritt wieder in die Vorkammer ein und wird im unteren Bereich der Vorkammer bis zum Einsaugen durch die Förderpumpe zwischengespeichert. Die beim Verdampfen des Fluids in dem Führungsraum sich abscheidenden Gaskomponenten bilden im oberen Bereich der Vorkammer eine Gasglocke, die den Fluidspiegel des in der Vorkammer zwischengespeicherten Fluids nach unten drückt. Überschüssiges Gas strömt durch den Anschlussstutzen und die Fluidleitung in das Fluidreservoir.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die Gasaustrittsöffnung unterhalb der Magnetspule und oberhalb des Fluidzulaufs und ist an einer Auslassleitung angeschlossen, die im Fluidreservoir oberhalb des maximalen Fluidspiegels im Fluidreservoir mündet. Von der Auslassleitung führt eine Abzweigleitung zu der von einem Fluidreservoir gespeisten Fluidleitung. Durch diese eine Verbindung zwischen Auslassleitung und Fluidleitung herstellende Abzweigleitung kann der aus der Vorkammer austretende, vorverdampfte Fluidstrom zurück in die Vorkammer zirkulieren, während der Gasstrom im weiteren Verlauf der Auslassleitung entsorgt wird. Die Zirkulation des Fluidstroms wird von dem in der Auslassleitung aufsteigenden Gasstroms bewirkt, der – ähnlich der Wirkung eines Linearmotors – den Fluidstrom antreibt. Das über die Abzweigleitung in die Fluidleitung strömende Fluid wird auf seinem Weg durch das frisch aus dem Fluidreservoir zufließenden Fluid abgekühlt, was noch dadurch verstärkt werden kann, wenn die aus der Abzweigleitung und aus den Leitungsabschnitten von Auslassleitung und Fluidleitung gebildete Leitungsschleife in eine gegenüber der Vorkammer kühlere Region gelegt wird. Das letztendlich im unteren Bereich der Vorkammer gespeicherte Fluidvolumen ist dadurch deutlich kühler, so dass die Ausgasungsgefahr beim Ansaugen durch die Förderpumpe weiter reduziert wird. Ein vor der Mündungsstelle der Abzweigleitung in der Fluidleitung angeordneter Fluidfilter vergrößert die Kontaktfläche des frisch aus dem Fluidreservoir zugeführten Fluids und verstärkt dadurch den Kühleffekt für das in die Vorkammer strömende Fluid.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist bei baulicher Vereinigung von Vorkammer und Förderpumpe die Magnetspule des Elektromagneten der Förderpumpe in einem fluidgefüllten Topf aufgenommen. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, die bei jedem Förderhub der Förderpumpe eine Teilmenge der geförderten Fluidmenge in den Topf einleiten, wobei überschüssiges Fluid aus dem Topf außen über die Topfwand abläuft. Bei dieser Ausführungsform der Fördervorrichtung erfolgt eine Rezirkulation des von der Magnetspule des Elektromagneten erwärmten und teilweise ausgegasten Fluids nicht extern, sondern innerhalb der Vorkammer. Die Fluidströmung zirkuliert durch das Umpumpen des Fluids durch die Förderpumpe, so dass in jedem Betriebspunkt der Fördervorrichtung sichergestellt ist, dass eine für den Kühleffekt des in der Vorkammer zwischengespeicherten Fluidvolumens ausreichenden Fluidmenge zirkuliert. Der Kühleffekt beruht – wie auch bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel – auf Enthalpie, d. h. dem Entzug einer Wärmemenge aus dem Fluid durch Verdampfen der volatilen Gaskomponenten aus dem frisch aus dem Fluidreservoir zugeführten Fluid. Das im Topf zwischengespeicherte Fluid läuft über den Topfrand und fließt als Wandfilm über den äußeren Topfrand, wo es durch die Magnetspule erwärmt wird und die leichtvolatilen Gaskomponenten als Dampf dem Fluid entzogen werden. Da die Gasaustrittsöffnung im unteren Bereich der Vorkammer liegt, staut sich in dem darüberliegenden Bereich der Vorkammer eine Dampfglocke, so dass der Fluidspiegel des in der Vorkammer zwischengespeicherten Fluidvolumens nach unten gedrückt wird und der Wandfilm ungehindert am äußeren Topfumfang nach unten fließen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Mittel zur Förderung der Fluidteilmenge einen mit einem Rückschlagventil abgeschlossenen, im Pumpenraum oberhalb des Saugeingangs liegenden weiteren Druckausgang auf, der vom Pumpenkolben nach einem Verschiebeweg aus seiner oberen Totpunktlage verschließbar ist, sowie eine an dem weiteren Druckausgang angeschlossene Füllleitung, die im unteren Bereich des Topfes mündet. Zur Erzeugung einer größeren Befüllung des Topfes kann zusätzlich noch eine Saugstrahlpumpe mit Treibmengenleitung, Mischkammer und Ansaugleitung vorgesehen werden, deren Treibmengenleitung in die Füllleitung so eingeschaltet ist, dass die Ansaugleitung in das im unteren Bereich der Vorkammer zwischengespeichert Fluidvolumen eintaucht. Der weitere Druckausgang der Förderpumpe ist ebenso wie erste Druckausgang mit einem Rückschlagventil abgeschlossen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Topfboden und dem Kammerboden der Vorkammer ein vorzugsweise zylindrisch gebogener Filter angeordnet, der den Pumpenkörper mit Radialabstand umgibt. Dieser Filter hält einerseits Dampfblasen davon ab, zum Saugeingang der Förderpumpe zu fließen und dient andererseits zum Ausfiltern von Schmutzteilchen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mündet die Gasaustrittsöffnung der Vorkammer in einem vorzugsweise die Vorkammer umschließenden Gassammelraum und der Druckausgang der Förderpumpe ist an einer direkt in einen Luftansaugkanal einer Brennkraftmaschine einspritzenden Fluid-Einspritzdüse angeschlossen, wobei ein die Fluid-Einspritzdüse umschließender Ringspalt eine Verbindung zwischen Gassammelraum und Luftansaugkanal herstellt. Dies hat den Vorteil, dass die aus dem Fluid bzw. Kraftstoff ausdampfenden, volatilen Gaskomponenten, auch Kraftstoffdampf genannt, unmittelbar dem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine zugeführt und Verdampfungsemissionen vermieden werden. Dabei wird zur Rückführung der volatilen Gaskomponenten zusätzlich zu dem üblicherweise im Ansaugkanal oder Saugrohr herrschenden Unterdruck die Fluid- oder Kraftstoff-Einspitzung nach dem Saugstrahlprinzip genutzt. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung der Einspritzdüse mit umlaufendem Ringspalt zum Gassammelraum stromabwärts eines im Saugrohr vorhandenen Luftmengensteuerorgans, z. B. einer Drosselklappe, damit das Verhältnis von Menge der rückgeführten Gaskomponenten und Kraftstoff- bzw. Luftbedarf der Brennkraftmaschine annähernd konstant bleibt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
1 eine Vorrichtung zum Fördern eines Fluids mit Fluidreservoir, Vorkammer und Förderpumpe,
2 die Fördervorrichtung in 1 mit in die Vorkammer integrierter Förderpumpe und einer weiteren Modifikation,
3 einen Längsschnitt der baulichen Vereinigung von Vorkammer und Förderpumpe in der Fördervorrichtung gemäß 2,
4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in 3,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Fördervorrichtung mit in der Vorkammer angeordneter Wärmequelle,
6 eine weiteres Ausführungsbeispiel der Fördervorrichtung in 5 mit in die Vorkammer integrierter Förderpumpe,
7 einen verkleinerten, schematisierten Schnitt längs der Linie VII-VII in 6,
8 jeweils eine schematisierte Schnittdarstellung der Baueinheit von Vorkammer und und 9 Förderpumpe in 6, um 90° in der Zeichenebene gedreht,
10 einen Schnitt längs der Linie X-X in 8,
11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in 9,
12 jeweils eine Schnittdarstellung der Baueinheit von Vorkammer und bis 14 Förderpumpe der Fördervorrichtung in 6 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen,
15 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fördervorrichtung mit Fluidreservoir, Vorkammer und Förderpumpe,
16 die Fördervorrichtung in 15 mit in die Vorkammer integrierter Förderpumpe,
17 eine Schnittdarstellung einer Saugstrahlpumpe,
18 eine schematische Skizze eines Zyklons,
19 eine modifizierte Ausführungsform der Fördervorrichtung in 15,
20 jeweils eine modifizierte Ausführungsform der Fördervorrichtung in 16, und 21
22 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fördervorrichtung mit Schnittdarstellung der Baueinheit Vorkammer und Förderpumpe,
23 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung eines unbelasteten Rückschlagventils im Saugeingang der Vorkammer in 22,
24 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Förderpumpe in 1 mit in die Vorkammer integrierter Förderpumpe,
25 ausschnittweise eine schematisierte Schnittdarstellung der in die Vorkammer integrierten und modifizierten Förderpumpe in der Fördervorrichtung gemäß 24,
26 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Förderpumpe in schematischer Schnittdarstellung,
27 eine schematische Schnittdarstellung der Förderpumpe mit einem von einem Elektromagneten angetriebenen Pumpenkolben in drei verschiedenen Hubpositionen des Pumpenkolbens mit Zuordnung zum zeitlichen Verlauf der an den Elektromagneten anliegenden Erregerspannung,
28 jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fördervorrichtung mit bis 30 Fluidreservoir, Vorkammer und in die Vorkammer integrierter Förderpumpe,
31 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer an ein Fluidreservoir anzuschließenden Vorkammer mit integrierter Förderpumpe,
32 ein vergrößerter Ausschnitt XXXII in 31 mit einer Modifikation in der Vorkammer,
33 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fördervorrichtung.
Die in 1 schematisiert skizzierte Vorrichtung zum Fördern eines Fluids, im folgenden kurz Fördervorrichtung genannt, weist eine Förderpumpe 11 mit einem Saugeingang 12 und einem Druckausgang 13 auf. Die Förderpumpe kann eine Verdrängungspumpe, z. B. eine Kolbenpumpe, oder eine Strömungspumpe sein. Der Saugeingang 12 der Förderpumpe 11 ist über eine Fluidleitung 14 an einem Fluidbehälter oder -reservoir 15 angeschlossen. Beim Saughub der Förderpumpe 11 strömt Fluid durch die Fluidleitung 14 zum Saugeingang 12, wobei eine Fluidmenge in eine Pumpenkammer eingesaugt wird. Bei dem anschließenden Kompressionshub der Förderpumpe 11 wird die in der Pumpenkammer vorhandene Fluidmenge über den Druckausgang 13 in eine Druckleitung 16 ausgeschoben. Stromaufwärts des Saugeingangs 12 ist eine vom Fluid durchströmte Vorkammer 17 angeordnet, die mit einem Zulauf 18 an der Fluidleitung 14 angeschlossen ist. Die Vorkammer 17 ist mit einer Austrittsöffnung 19 zum Abführen mindestens einer aus dem Fluidstrom austretenden Gaskomponente versehen, die im folgenden kurz Gasaustrittsöffnung 19 genannt wird. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist die Vorkammer 17 in die Fluidleitung 14 eingefügt, wobei die Einfügestelle so gewählt ist, dass die Strömungsstrecke des Fluids zwischen dem Fluidzulauf 18 der Vorkammer 17 und dem Saugeingang 12 der Förderpumpe 11 im Rahmen der baulichen Gegebenheiten möglichst groß ist. Die Gasaustrittsöffnung 19 ist über eine Auslassleitung 34 mit dem Fluidreservoir 15 verbunden, wobei die Auslassleitung 34 oberhalb des maximalen Flüssigkeitsspiegels 37 im Fluidreservoir 15 mündet.
Im Ausführungsbeispiel der 2 ist die Förderpumpe 11 innerhalb der Vorkammer 17 angeordnet. 3 und 4 zeigen einen Längs- und Querschnitt einer möglichen baulichen Vereinigung von Vorkammer 17 und Förderpumpe 11. Die Vorkammer 17 ist in einem Kammergehäuse 20 eingeschlossen, das zugleich ein Gehäuse der Förderpumpe 11 bildet. Die Förderpumpe 11 ist eine Kolbenpumpe mit einem Pumpenkörper 23, in dem eine Pumpenkammer 24, der in der Pumpenkammer 24 mündende Saugeingang 12 (4) und der in der Pumpenkammer 24 mündende Druckausgang 13 (3) sowie ein am oberen Stirnende offener, sacklochartiger Führungsraum 72 ausgebildet sind. Im Druckausgang 13 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 29 und im Saugeingang 12 ein Rückschlagventil 30 mit einem in Schließrichtung nur wenig oder unbelasteten Ventilglied angeordnet. Eine schematisierte Darstellung einer beispielhaften Ausführung des Rückschlagventils 30 findet sich in 23. Das Ventilglied ist z. B. als Kugel 31 ausgebildet, die in einem Käfig 32 gefangen ist. Die in die Pumpenkammer 24 weisende Durchflussrichtung des Rückschlagventils 30 ist durch Pfeil 33 symbolisiert. Beim Rückschlagventil 29 im Druckausgang 13 ist die Sperrrichtung des Rückschlagventils 29 zur Pumpenkammer 24 gerichtet. Der Pumpenraum 24 ist von einem Pumpenkolben 25 begrenzt, der mit einem im Führungsraum 72 axial verschieblich geführten Magnetanker 73 eines dem Pumpenkolben 25 in Hubbewegung versetzenden Elektromagneten 26 fest verbunden ist. Bei unerregtem Elektromagneten 26 ist der Pumpenkolben 25 von einer Pumpenfeder 28 in seine obere Totpunktlage zurückgeführt und wird mit Erregen des Elektromagneten gegen die Kraft der Pumpenfeder 28 in seine untere Totpunktlage überführt. Der Elektromagnet 26 weist einen den Führungsraum 72 zumindest im Hubbereich des Magnetankers 73 umgebenden Magnetkern, der hier von dem Pumpenkörper 23 gebildet ist, aber auch ein am Pumpenkörper 23 befestigtes, separates Bauteil sein kann, sowie eine den Magnetkern, hier also dem Pumpenkörper im Bereich des Führungsrahmens 72, umgebende Magnetspule 27 auf. Der Führungsraum 72 steht über im Grund des Führungsraums 72 in den Pumpenkörper 23 eingebrachte Durchgangsbohrungen 80 mit der Vorkammer 17 und über mindestens einen Durchgangskanal 84 im Magnetanker 73 mit einem vom Kammergehäuse 20 eingeschlossenen Freiraum 171 oberhalb des Pumpenkörpers 73 in Verbindung. Der mindestens eine Durchgangskanal 84 im Magnetanker 73 kann – wie in 3 dargestellt ist – durch mehrere Axialnuten 81 am Umfang des Magnetankers 13, aber auch durch eine zentrale Sackbohrung im Pumpenkolben 25 realisiert sein, die unterhalb des Magnetankers 73 mit im Führungsraum 72 mündenden Radialbohrungen versehen ist. In beiden Fällen ist über den Führungsraum 72 eine Verbindung zwischen der Vorkammer 17 und dem Freiraum 171 hergestellt, so dass Führungsraum 72 und Freiraum 171 ein Teil der Vorkammer 17 bilden. Anstelle der zwischen Überführungsraum 72 und Magnetanker 73 hergestellten Verbindung zwischen der Vorkammer 17 und dem Freiraum 171 kann auch ein ringförmiger Spalt zwischen der Magnetspule 27 und dem Pumpenkörper 23 vorgesehen werden. Im Freiraum 171 mündet ein die Gasaustrittsöffnung 19 umschließende Anschlussstutzen 21, an dem die Auslassleitung 34 z. B. gemäß 2, anschließbar ist. Der Fluidzulauf 18 zur Vorkammer 17 ist durch einen unten in das Kammergehäuse 20 eingeführten Anschlussstutzen 22 realisiert.
Um auch bei der baulichen Vereinigung von Vorkammer 17 und Förderpumpe 11 eine möglichst große Strömungsstrecke für das Fluid zwischen dem Fluidzulauf 18 und dem Saugeingang 12 zu erreichen, die mindestens gleich dem lichten Durchmesser des Fluidzulaufs 18 der Vorkammer 17 sein sollte, ist der Saugeingang 12 im zentral in die Vorkammer 17 eingesetzten Pumpenkörper 23 gegenüber dem Fluidzulauf 18 um einem Winkel α (4) versetzt angeordnet. Dieser Winkel α beträgt vorzugsweise ca. 120°, soll aber mindestens mehr als 10° betragen. An den Anschlussstutzen 21 ist die Auslassleitung 34 (2) zum Abführen aus der Gasaustrittsöffnung 19 austretenden Gaskomponenten angeschlossen. Die Auslassleitung 34 führt zu einem Saugrohr 35, in dem eine Luftströmung herrscht, die eine Saugwirkung bezüglich der Auslassleitung 34 ausübt. Im Falle des Einsatzes der Fördervorrichtung in einer Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine ist das Saugrohr 35 das im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnete Luftansaugrohr, in dem ein Luftmengensteuerorgan 36, z. B. eine Drosselkappe, angeordnet ist. In diesem Fall werden die aus der Vorkammer 17 über die Auslassleitung 34 abgesaugten, gasförmigen Kraftstoffkomponenten dem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine zugeführt. Die Auslassleitung 34 kann aber auch wie in 1 zum Fluidreservoir 15 zurückgeführt sein.
Sowohl bei der Fördervorrichtung gemäß 1 als auch bei der Fördervorrichtung gemäß 2 durchquert das dem Saugeingang 12 der Förderpumpe 11 zugeführte Fluid eine ausreichend große Strömungsstrecke zwischen Zulauf 18 der Vorkammer 17 und Saugeingang 12 der Förderpumpe 11, in der leichtflüchtige oder volatile Gaskomponenten im Fluid im ausreichenden Maße ausgasen oder ausdampfen können. Das Abtrennen dieser Gaskomponenten, im folgenden mitunter Dampf genannt, erfolgt durch Auftriebskräfte infolge des Dichtenunterschieds zwischen Dampf und Flüssigkeit. Der Dampf kann über die Gasaustrittsöffnung 19 aus der Vorkammer 17 austreten und wird über die Auslassleitung 34 zu dem Saugrohr 35 oder dem Fluidreservoir 15 abgeführt. An den Saugeingang 12 der Förderpumpe 11 gelangt somit nur Fluid, dem alle volatilen Gaskomponenten weitgehend entzogen sind und somit beim Einsaugen in die Pumpenkammer 24 nicht oder nur unwesentlich ausdampft. In der Pumpenkammer 24 ist keine oder eine nur geringe Dampfphase enthalten und die Förderpumpe 11 behält weitgehend ihre Förderleistung bei.
Die in 5 skizzierte Fördervorrichtung ist gegenüber der in 1 skizzierten Fördervorrichtung insoweit abgewandelt, als in der Vorkammer 17 eine Wärmequelle vorhanden und die Gasaustrittsöffnung 19 unterhalb der Wärmequelle in der Vorkammer 17 angeordnet ist. Dabei weist die Gasaustrittsöffnung 19 einen kleineren Abstand vom Fluidspiegel 38 auf als der in das Fluidvolumen in der Vorkammer 17 eintauchende Fluidzulauf 18 der Vorkammer 17, wodurch sichergestellt ist, dass der Dampf über die Auslassleitung 34 und nicht über die Fluidleitung 14 abtransportiert wird. Durch die Verlegung der Gasaustrittsöffnung 19 in den in Einbaulage der Vorkammer 17 unterhalb der Wärmequelle liegenden Bereich, wird im oberen Bereich der Vorkammer 17 ein Gaskissen gespeichert, das nicht nach oben entweichen kann. Das Gaskissen enthält Luft und Dampf, also die aus dem Fluid ausgegasten, volatilen Gaskomponenten. Durch die innerhalb des Gaskissens liegende Wärmequelle, die im Ausführungsbeispiel der 5 als Heizspirale 40 ausgeführt ist, wird das Gaskissen auf eine gegenüber der Temperatur des Fluidvolumens höhere Temperatur erwärmt. Das überhitzte Gaskissen kann entsprechend seiner gesteigerten Temperatur mehr Dampf aus dem Fluid aufnehmen und dem Fluid durch Verdunstung mehr Dampf entziehen, wobei das Fluid durch den Verdunstungseffekt kühl bleibt. Durch die zunehmende Aufnahme von weiterem Dampf dehnt sich das Gaskissen aus und der Gasüberschuss entweicht über die Gasaustrittsöffnung 19 und die Auslassleitung 34. Durch die Erhitzung des Gaskissens verliert das Fluid in einem deutlich höherem Maße als bei der Fördervorrichtung gemäß 1 und 2 die volatilen Gaskomponenten, so dass das Fluid beim Einsaugen in die Pumpkammer 24 trotz des dann herrschenden Unterdrucks nicht mehr nennenswert ausgasen wird. Die Pumpenkammer 24 der Förderpumpe 11 wird ausschließlich mit Fluid befüllt und nicht teilweise durch Gaskomponenten besetzt, so dass der Fördergrad der Förderpumpe 11 100% beträgt. Unterstützend dazu ist die Temperatur des Fluids durch den Verdunstungsprozess niedrig geblieben, was einer Ausgasung in der Pumpenkammer 24 zusätzlich entgegenwirkt. Im Ausführungsbeispiel der 5 ist die Auslassleitung 34 wie in 1 zu dem Fluidreservoir 15 zurückgeführt. Alternativ kann die Auslassleitung 34 auch wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2 an das Verbrennungsluft für eine Brennkraftmaschine führende Saugrohr 35 angeschlossen sein. Fluidleitung 14 und Auslassleitung 34 sind jeweils tangential in die Vorkammer 17 eingeführt und erstrecken sich längs des Innenumfangs der Vorkammer 16, so dass im mittleren Bereich der Vorkammer 17 genügend Platz für den zentralen Einbau der Förderpumpe 11 verbleibt.
Bei der in 6 skizzierten Fördervorrichtung sind Vorkammer 17 und Förderpumpe 11 baulich vereinigt. Die nur prinzipiell angedeutete Förderpumpe 17 kann in gleicher Weise wie in 3 dargestellt aufgebaut sein, wobei nur der Anschlussstutzen 21 entfällt und die Gasaustrittsöffnung 19 in den Fluidzulauf 18 gelegt ist. Auch in diesem Fall wird als Wärmequelle die Magnetspule 27 des Elektromagneten 26 genutzt. Zur Verstärkung des Heizeffekts der Magnetspule 27 kann das Kammergehäuse 20 wärmeisoliert sein, beispielsweise nur in dem oberhalb des Fluidspiegels 38 liegenden Bereich. Gegenüber dem unteren Bereich des Kammergehäuses 20, der das Fluidvolumen aufnimmt, sind vorzugsweise Wärmeleitungssperren 41 angeordnet, die jeglichen Wärmestrom zwischen dem fluidgefüllten und dem gasgefüllten Bereich des Kammergehäuses 20 unterbinden. Die Wärmeisolation des oberen Bereichs des Kammergehäuses 20 erfolgt z. B. durch Beschichtung des Kammergehäuses 20 mit einem Wärmeisoliermaterial oder durch Herstellen des Kammergehäuses 20 aus einem wärmeisolierenden Material. Durch die Zusammenlegung von Gasaustrittsöffnung 19 und Fluidzulauf 18 zur Vorkammer 17 ist auch die Gasaustrittsöffnung 19 an der zum Fluidreservoir 15 führenden Fluidleitung 14 angeschlossen. Dabei nimmt man allerdings in Kauf, dass das Einströmen von Fluid in die Vorkammer 17 durch den entgegengesetzt strömenden Gasstrom infolge von Kontaktreibung behindert wird. Dies kann insbesondere bei hohem Fluidbedarf an der Förderpumpe 11 dazu führen, dass Fluid nicht mehr zeitgerecht ausreichend aus dem Fluidreservoir 15 nachfließen kann. Will man dies sicher ausschließen, so müssen in der Fluidleitung 14 zwei voneinander getrennte Kanäle, ein Kanal für die Fluidströmung und ein Kanal für die Gasströmung, vorgesehen werden oder auf eine gesonderte Auslassleitung 34, wie in 5 skizziert, zurückgegriffen werden. Im Ausführungsbeispiel der 6 ist der Anschlussstutzen 22 für die Fluidleitung 14 mittig in das Kammergehäuse 20 eingeführt und ragt radial etwas in die Vorkammer 17 hinein, wie dies aus der Schnittdarstellung in 7 hervorgeht. Das vorkammerseitige Ende des Anschlussstutzens 22 bildet den Fluidzulauf 18 mit integrierter Gasaustrittsöffnung 19 der Vorkammer 17.
Ist eine um 90° gegenüber 6 gekippte Einbaulage der Baueinheit aus Vorkammer 17 und Förderpumpe 11 erforderlich, so wird der Anschlussstutzen 22 tiefer in die Vorkammer 17 eingeführt, damit im oberen Bereich der Vorkammer 17 ein großes Gaskissen erzeugt werden kann, in welchem sich die Magnetspule 27 teilweise oder vollständig befindet. Dies ist in 8 und 9 illustriert, wobei zur Demonstration der Einbaulage der Förderpumpe 11 lediglich deren Magnetspule 27 schematisiert dargestellt ist. Je weiter der Anschlussstutzen 22 längs des Bodens der Vorkammer 17 in die Vorkammer 17 eingeführt ist, desto größer kann das von der Magnetspule 27 erhitzte Gaskissen gemacht werden, wie dies durch Vergleich von 8 und 9 ersichtlich ist. In beiden Fällen wird der Anschlussstutzen 22 tangential in die Vorkammer 17 eingeführt und erstreckt sich längs des Innenumfangs der Vorkammer 17, damit genügend Einbauraum für die Förderpumpe 11 in der Vorkammer 17 verbleibt (10 und 11).
Anstelle einer Wärmeisolierung des Kammergehäuses 20 in der Baueinheit von Vorkammer 17 und Förderpumpe 11 gemäß 6 kann die Wärmequelle ”Magnetspule 27” thermisch gegenüber der Umgebung isoliert werden, und zwar im einfachsten Fall dadurch, dass zwischen Kammergehäuse 20 und Magnetspule 27 ein Luftspalt 85 eingehalten wird, so dass die Magnetspule 27 körperlich nicht direkt in wärmeleitenden Kontakt mit dem Kammergehäuse 20 kommt.
Bei der in 12 schematisiert im Längsschnitt dargestellten Baueinheit aus Vorkammer 17 und Förderpumpe 11 der Fördervorrichtung ist die Magnetspule 27 zur Erzielung einer Wärmeisolation gegenüber der Umgebung in einem permeablen Käfig 42 eingekapselt. Der permeable Käfig 42 besteht beispielsweise aus gesintertem Metall oder einer Netzstruktur, wie z. B. einem Drahtgeflecht. Käfig 42 und der Magnetspule 27 sind beabstandet und liegen nicht aneinander an, so dass die Magnetspule 27 nicht in direkten Kontakt mit dem Käfig 42 tritt. In dem vorhandenen Spalt zwischen der Magnetspule 27 und dem Käfig 42 ist somit Platz für die aus dem Fluid durch Erwärmung ausgasenden, flüchtigen Gaskomponenten vorhanden. Der Käfig 42 hält über seine Poren das Fluid davon ab, zur Magnetspule 27 zu gelangen. Unterstützt wird dieser Sperreffekt dadurch, dass die durch die Poren des Käfigs 42 hindurchdiffundierende Gasphase im Spalt weiter erhitzt wird, sich stark ausdehnt und durch die Poren des Käfigs 42 wieder nach außen gedrückt wird. Der Fluiddampf gelangt dann außerhalb des Käfigs 42 in die Vorkammer 17, wo er über die obenliegende Gasaustrittsöffnung 19 entsorgt wird. Durch den Käfig 42 ist eine scharfe Trennung der an der Magnetspule 27 entstehenden Gasphase von dem Fluid erreicht und ein direkter Kontakt des Fluids mit der Magnetspule 27 unterbunden, so dass das Fluid sich nicht zu stark erhitzt. Durch den Spalt zwischen Käfig 42 und Magnetspule 27 und das darin gespeicherte Gas ist der Wärmeübergang von der Magnetspule 27 zum Käfig 42 gering, so dass die maximale Heizleistung der Magnetspule 27 für die Erhitzung des Fluiddampfs innerhalb des Käfigs 42 genutzt werden kann. Somit wird ein Maximum an leichtvolatilen Gaskomponenten aus dem Fluid ausgedampft, und das verbleibende, schwersiedende Fluid bleibt relativ kühl und kann ohne weitere Ausgasung in die Pumpenkammer 24 eingesaugt werden.
Bei der in 13 im Längsschnitt skizzierten Baueinheit aus Vorkammer 17 und Förderpumpe 11 der Fördervorrichtung ist zwischen der zum Fluidreservoir 15 führenden Fluidleitung 14 und dem Fluidzulauf 18 der Vorkammer 17 ein wendelförmiger Strömungskanal 39 angeordnet, über den die Fluidleitung 14 in den Fluidzulauf 18 mündet. Der Strömungskanal 39 ist vorzugsweise einstückig an das Kammergehäuse 20 angeformt, wobei das Kammergehäuse 20 mit wendelförmigem Strömungskanal 39 vorteilhaft in Kunststoffspritzgusstechnik hergestellt wird. Aus spritzgusstechnischen Gründen hat der Strömungskanal 39 Rechteckquerschnitt, doch sind auch andere Querschnittsformen möglich. Durch den hohen Strömungswiderstand, den der Strömungskanal 39 dem durchfließenden Fluid entgegensetzt, entsteht in der Vorkammer 17 ein Unterdruck, der ausreichend groß ist, um den Fluidspiegel 38 in der Vorkammer 17 soweit abzusenken, dass die Magnetspule 27 der Förderpumpe 11 außerhalb des Fluidvolumens in der Vorkammer 17 liegt. Der vorstehend beschriebene Verdunstungseffekt durch die als Wärmequelle herangezogene Magnetspule 27 kommt zur Wirkung, obwohl die Gasaustrittsöffnung 19 der Vorkammer 17 nicht – wie in 5 bis 12 – unterhalb der Magnetspule 27, sondern an der in Einbaulage obersten Stelle der Vorkammer 17 liegt. Insgesamt wird dadurch die Ausleitung des in der Vorkammer 17 produzierten Fluiddampfs erleichtert.
Bei der in 14 im Längsschnitt skizzierten Baueinheit aus Vorkammer 17 und Förderpumpe 11 ist in der Vorkammer 17 ein Tauchrohr 43 angeordnet, das konzentrisch den Pumpenkörper 23 umgibt, in einem oberen Rohrabschnitt von der Magnetspule 27 umgeben ist und mit der Magnetspule 27 in wärmeleitendem Kontakt steht. Der Rohrmantel des Tauchrohrs 43 weist Kapillarstrukture auf, d. h. er ist von Kapillaren durchzogen. Das Tauchrohr 43 taucht mit dem unteren Rohrende in das Fluidvolumen. Dieses Rohrende des Tauchrohrs 43 ist auf eine Scheibe 44 aufgesetzt, die in dem in der Vorkammer 17 sich ansammelnden Fluidvolumen einliegt. Die Scheibe 44, deren Außendurchmesser, vorzugsweise wenig kleiner ist als der Innendurchmesser der Vorkammer 17 ist quer zum Tauchrohr 43 angeordnet und weist radial verlaufende Kapillaren auf. Die Kapillarstruktur des Tauchrohrmantels, kann in verschiedener Weise realisiert sein. So kann der Tauchrohrmantel offene Axialrillen, eine Sinterstruktur oder im Rohrmantel axial verlaufende Kapillarröhrchen aufweisen. Ebenso kann eine Kombination dieser Möglichkeiten eingesetzt werden. Durch die Kapillarwirkung des Tauchrohrs 43 wird Fluid aus dem Fluidvolumen gegen die Schwerkraft an den heißen Rohrabschnitt im Bereich der Magnetspule 27 transportiert. Durch Verdampfung im heißen Rohrabschnitt wird dem Tauchrohr 43 Fluid entzogen, das per Kapillarwirkung von dem in das Fluidvolumen eintauchenden, kühleren Rohrende nachgesaugt wird. Dadurch, dass das Fluid mittels des Tauchrohrs 43 dicht an die Magnetspule 27 geführt wird, ist die Nutzung der Heizwärme der Magnetspule 27 für die Verdampfung des Fluids maximal, d. h. weniger Restwärme geht ungenutzt durch das Kammergehäuse 20 in die Umgebung. Da jedoch die Magnetspule 27 nicht in das Fluidvolumen eintaucht, bleibt das dort vorhandene Fluid relativ kühl. Die in dem fluidgefüllten Bereich der Vorkammer 17 eingetauchte Pumpenkammer 24 saugt über ihren Saugeingang 12 kühles Fluid ein, dem die leichtflüchtigen Gaskomponenten entzogen sind, so dass beim Einsaugvorgang das Fluid nicht anfangen kann, in der Pumpenkammer 24 zu sieden. Die Scheibe 44 hat den Vorteil, dass sie bei Kippbewegung der Vorkammer 17 zumindest teilweise immer im Fluidvolumen eingetaucht bleibt, so dass über die Kapillarstruktur der Scheibe 44 das Tauchrohr 43 Fluid anzusaugen vermag, auch wenn das Rohrende des Tauchrohrs 43 teilweise aus dem Fluidvolumen austaucht.
Die in 15 skizzierte Fördervorrichtung unterscheidet sich von der zu 1 beschriebenen Fördervorrichtung dadurch, dass stromaufwärts des Saugeingangs 12 der Förderpumpe 11 ein Gaseintritt 45 vorgesehen ist, in den ein gasförmiges Medium zwangsweise eingeführt wird. Als gasförmiges Medium wird ein Gas mit geringer Molekularmasse, vorzugsweise Umgebungsluft oder Wasserstoff, verwendet. Im Fall des Einsatzes der Fördervorrichtung in Kraftstoffversorgungsanlagen von Brennkraftmaschinen kann als gasförmiges Medium auch das Abgas der Brennkraftmaschine herangezogen werden. Die zwangsweise Zuführung des gasförmigen Mediums in das Fluid wird durch Einblasen oder Einsaugen vorgenommen. Das in das Fluid zwangsweise eingeleitete, gasförmige Medium bildet Gasblasen, in die die volatilen Gaskomponenten im Fluid sehr viel leichter hinein verdampfen. Durch Ableiten der Gasblasen aus dem Fluid über die Gasaustrittsöffnung 19 in der Vorkammer 17 wird mit den Gasblasen die zur Verdampfung erforderliche Enthalpie dem Fluid entzogen. Somit werden einerseits niedrigsiedende Gaskomponenten dem Fluid entzogen und wird andererseits durch den Enthalpieeffekt das Fluid kühl gehalten. In dem zum Saugeingang 12 der Förderpumpe 11 strömenden Fluid sind größtenteils nur noch schwersiedende Komponenten enthalten, so dass beim Einsaugen des Fluids in die Pumpenkammer 24 der Förderpumpe 11 infolge des hier entstehenden Unterdrucks das Fluid nicht weiter ausgast und dadurch die Förderleistung der Förderpumpe 11 beeinträchtigt. Zur Unterstützung der Gasblasenbildung im Fluid sind im Gaseintritt 45 Poren oder durchmesserkleine Öffnungen ausgebildet, indem in dem Gaseintritt 45 ein Einsatz 46 aus einem Sintermetall oder aus einem feinmaschigen Gewebe angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel der Fördervorrichtung gemäß 15 ist der Gaseintritt 45 in der Fluidleitung 14 stromaufwärts der Vorkammer 17 angeordnet. Der Gasaustritt 19 der Vorkammer 17 ist an einer in Einbaulage der Vorkammer 17 oberen Stelle angeordnet und über die Auslassleitung 34 in das Fluidreservoir 15 zurückgeführt, wobei wie in 1 die Auslassleitung 34 oberhalb des Fluidspiegels 37 im Fluidreservoir 15 mündet. Alternativ kann die Auslassleitung 34 wie in 2 an das Saugrohr 35 im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine geführt sein.
Die in 16 skizzierte Fördervorrichtung unterscheidet sich von der zu 15 beschriebenen nur dadurch, dass die Förderpumpe 11 in die Vorkammer 17 integriert ist.
Zum Einsaugen des gasförmigen Mediums in den Fluidstrom ist beispielsweise an der Gaseintrittsstelle 45 eine Saugstrahlpumpe 47 angeordnet, wie sie in 17 skizziert ist. Eine solche Saugstrahlpumpe 47 ist bekannt und beispielsweise in der DE 102 29 801 A1 beschrieben. Sie besteht im wesentlichen aus einer Treibmengenleitung 48, die von dem Fluid durchströmt wird und an deren in Strömungsrichtung gelegenem Ende eine Treibstrahldüsenöffnung 49 angeordnet ist. Die Treibmengenleitung 48 ist fluiddicht mit einem Gehäuse 50 verbunden, das eine Mischkammer 51 und eine Ansaugleitung 52 sowie ein Mischrohr 53 umfasst. Stromabwärts der Treibstrahldüsenöffnung 49 verjüngt sich der Querschnitt der Mischkammer 51 auf den Durchmesser des Mischrohrs 53, an dem sich ein Diffusor 54 anschließt. Die Ansaugleitung 52 ist an dem Gaseintritt 45 mit Einsatz 46 angeschlossen ist, so dass das gasförmige Medium durch den von der Fluidströmung erzeugten Unterdruck in das Fluid eingesaugt wird. Der der Saugstrahlpumpe 47 vom Fluidreservoir 15 aus zugeführte Fluidstrom ist in 17 durch Pfeil 55 und das angesaugte, gasförmige Medium durch Pfeil 56 gekennzeichnet.
Anstelle einer Saugstrahlpumpe 47 kann zum Einsaugen des gasförmigen Mediums auch ein an sich bekannter Zyklon verwendet werden, wie er in 18 schematisch skizziert ist. Die dem Zyklon 86 aus dem Fluidreservoir 15 zugeführte Fluidströmung (Pfeil 55 in 18) erzeugt durch wirbelartige Durchströmung des Zyklongehäuses einen Unterdruck, der das gasförmige Medium (Pfeil 56 in 18) in das Zyklongehäuse einsaugt, wo es sich mit dem Fluid vermischt und zusammen mit dem Fluid über die Fluidleitung 14 zur Vorkammer 17 fließt.
Bei beiden Fördervorrichtungen gemäß 15 und 16 ist der Gaseintritt 45 so gelegt, dass zwischen dem Gaseintritt 45 und der Gasaustrittsöffnung 19 in der Vorkammer 17 eine möglichst große Strömungsstrecke für das Fluid zur Verfügung steht, in der das eingeleitete, gasförmige Medium mit dem Fluid für eine ausreichend lange Dauer in Kontakt bleibt. Der Saugeingang 12 der Förderpumpe 11 liegt ebenfalls räumlich möglichst weit vom Fluidzulauf 18 und von der Gasaustrittsöffnung 19 entfernt, so dass eine ausreichend starke Separation der aus dem Fluid austretenden Gasphase von dem zur Förderpumpe 11 weitergeleiteten Fluidstrom gewährleistet ist. Die Ausleitung der Gasphase aus der Vorkammer 17 geschieht per Auftrieb der Gasphase.
Die in 19 skizzierte Fördervorrichtung unterscheidet sich von der zu 15 beschriebenen Fördervorrichtung dadurch, dass der Gaseintritt 45 zur zwangsweisen Zuführung des gasförmigen Mediums aus der Fluidleitung 14 weg in die Vorkammer 17 verlagert ist. Die zwangsweise Zuführung erfolgt hier z. B. durch Einblasen, kann aber auch durch Einsaugen herbeigeführt werden, wie dies später noch beschrieben wird. Außerdem ist noch eine Hochdruck-Förderpumpe 57 an den Druckausgang 16 der Förderpumpe 11 angeschlossen. Ein solches System wird bevorzugt bei Einsatz der Fördervorrichtung in einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen eingesetzt, um die Anforderungen der Hochdruck-Förderpumpe 57 an den von der Förderpumpe 11 bereitgestellten Vordruck zu reduzieren. Dadurch, dass dem von der Förderpumpe 11 der Hochdruck-Förderpumpe 57 zugeführte Kraftstoff – wie vorstehend beschrieben – bereits die volatilen Gaskomponenten entzogen sind, wird beim Ansaugen des Kraftstoffs durch die Hochdruck-Förderpumpe 57 der Dampfdruck des Kraftstoffs im Zulauf der Hochdruck-Förderpumpe 57 nicht unterschritten, so dass der Kraftstoff in der Hochdruck-Förderpumpe 57 nicht ausgast und einen Teil des Pumpenraumvolumens besetzt, womit die Förderleistung der Hochdruck-Förderpumpe 57 sinken würde. Die Dampfdruckkurve des der Hochdruck-Förderpumpe 57 zugeführten Kraftstoffs liegt selbst bei hoher Kraftstofftemperatur, beim sog. Heißstart, ausreichend niedrig.
Die in 20 skizzierte Fördervorrichtung unterscheidet sich von der zur 19 beschriebenen Fördervorrichtung dadurch, dass die Förderpumpe 11 in die Vorkammer 17 integriert ist und der in der Vorkammer 17 sich ansammelnde, ausdiffundierende Dampf über die Gasaustrittsöffnung 19 abgesaugt wird, wozu die Gasaustrittsöffnung 19 über die Auslassleitung 34, wie bei der Fluidvorrichtung gemäß 2, an einem Saugrohr 35 im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine angeschlossen ist.
Die in 21 skizzierte Fördervorrichtung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen, in 20 skizzierten Fördervorrichtung dadurch, dass der Gaseintritt für die Einblasung des gasförmigen Mediums in dem Fluidreservoir 15 unterhalb des minimalen Fluidspiegels 37 angeordnet ist. Außerdem ist die Gasaustrittsöffnung 19 der Vorkammer 17 wiederum über die Auslassleitung 34 an dem Fluidreservoir 15 angeschlossen, wobei die Auslassleitung 34 oberhalb des maximalen Flüssigkeitsspiegels 37 mündet.
Bei der in 22 skizzierten Fördervorrichtung ist der Gaseintritt 45 zum Einleiten des gasförmigen Mediums in der Vorkammer 17 angeordnet, in die auch die Förderpumpe 11 eingesetzt ist. Prinzipiell wird mittels einer Saugluftströmung dem Fluidsystem aus Fluidreservoir 15, Fluidleitung 14 und Baueinheit Vorkammer 17 und Förderpumpe 11 ein Unterdruck aufgeprägt, wodurch Umgebungsluft als gasförmiges Medium in die Vorkammer 17 eingesaugt wird. Hierzu ist der Gaseintritt 45 mit einem Rückschlagventil 58 abgesperrt, dessen Durchflussrichtung in die Vorkammer 17 gerichtet ist. Das Rückschlagventil 58, das in 23 beispielhaft gezeigt ist, weist ein federunbelastetes Ventilglied auf, das z. B. als Kugel 31 ausgebildet und in einem Käfig 32 gehalten ist. Bei einem solchen Rückschlagventil 58 reicht ein relativ geringer Unterdruck in der Vorkammer 17 aus, um Umgebungsluft in die Vorkammer 17 einströmen zu lassen. Der Unterdruck wird mittels einer Saugstrahlpumpe 52 im Fluidreservoir 15 erzeugt, der sich über die Fluidleitung 14 in die Vorkammer 17 fortsetzt. Der Treibstrahl für die Saugstrahlpumpe 52 wird bei Verwendung der Fördervorrichtung in einer Kraftstoffversorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine aus dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine abgeleitet, indem ein Teilstrom der in einem Saugrohr 35 strömenden Verbrennungsluft stromaufwärts des Luftmengensteuerorgans 36 abgegriffen, über die wie zu 17 beschriebene Saugstrahlpumpe 59 geführt und stromabwärts des Luftmengensteuerorgans 36 wieder in das Saugrohr 35 eingeleitet wird. Die Saugstrahlpumpe 59 ist mit ihrer Ansaugleitung 52 an das Flüssigkeitsreservoir 15 angeschlossen und zwar oberhalb des maximalen Flüssigkeitsspiegels 37. Die Gasaustrittsöffnung 19 der Vorkammer 17 ist wiederum im Anschlussstutzen 22 für die Fluidleitung 14 mit dem Fluidzulauf 18 der Vorkammer 17 zusammengelegt. In der Vorkammer 17 sind mehrere der zuvor beschriebenen Maßnahmen realisiert, um das Ausdampfen der volatilen Gaskomponenten im Fluid zu fördern. So ist das Kammergehäuse 20 der Vorkammer 17 wie zu 6 beschrieben wärmeisoliert, also aus wärmeisolierendem Material hergestellt oder mit einem wärmeisolierenden Material beschichtet. Die Magnetspule 27 des Elektromagneten 26 zum Antrieb des Pumpenkolbens 25 wird als Wärmequelle zur Aufheizung des in der Vorkammer 17 eingeschlossenen Gaskissens genutzt, wie dies zu 6 beschrieben ist. Außerdem ist in der Ventilkammer 17 auch ein Tauchrohr 43 mit Kapillarstruktur vorhanden, wie dies zur 14 beschrieben ist. Das Tauchrohr 43 umschließt im unteren Bereich konzentrisch den Pumpenkörper 23 und im oberen Bereich die Magnetspule 27, so dass wie bei 14 das obere Rohrende des Tauchrohrs 43 von der Magnetspule 27 erhitzt wird. Das untere, im Durchmesser kleinere Rohrende des Tauchrohrs 43 taucht wiederum in das im unteren Bereich der Vorkammer 17 vorhandene Fluidvolumen ein. Alle diese getroffenen Maßnahmen, wie Lufteinsaugung, Erwärmung des in der Vorkammer 17 eingeschlossenen Gaskissens, Wärmeisolierung der Magnetspule 27 und Vorsehen des Tauchrohrs 43 tragen zu einer Maximierung der Fluidverdampfung bei und lassen ein optimales Ergebnis in der Ausdampfung der volatilen Gaskomponenten im Fluid erreichen, so dass die Förderleistung der Förderpumpe 11 im vollen Umfang erhalten bleibt.
Wie in 22 strichliniert eingezeichnet ist, kann der Gaseintritt 45 mit Rückschlagventil 58 auch im unteren Bereich der Vorkammer 17 angeordnet sein, so dass der Gaseintritt 45 im Fluidvolumen mündet. Durch den im Fluidreservoir 15 mittels der Saugstrahlpumpe 59 erzeugten Unterdruck, der sich über die Fluidleitung 14 in die Vorkammer 17 fortsetzt, wird auch über den unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 38 in der Vorkammer 17 mündenden Gaseintritt 45 Umgebungsluft in das Fluid eingesaugt.
Bei der in 24 skizzierten Fördervorrichtung ist wiederum die Förderpumpe 11 in die Vorkammer 17 integriert, der Fluidzulauf 18 der Vorkammer 17 an der Fluidleitung 14 angeschlossen und die Gasaustrittsöffnung 19 der Vorkammer 17 über die Auslassleitung 34 zu dem Fluidreservoir 15 zurückgeführt, wie dies bereits zu 16 beschrieben ist. Abweichend von der Fördervorrichtung in 16 wird hier zur Vorverdampfung des Fluids ein definierter Anteil der Fördermenge des Fluids zurück in die Vorkammer 17 geführt. Bei einer kontinuierlich fördernden Förderpumpe 11 wird dies, wie in 24 dargestellt, durch eine Abzweigleitung 60 erreicht, die einerseits am Druckausgang 13 der Förderpumpe 11 an der Druckleitung 16 angeschlossen ist und andererseits in der Vorkammer 17 des dort vorhandenen Fluidvolumens mündet. Durch das Eindrücken oder Einspritzen der bei jedem Förderhub abgezweigten Fluidteilmenge in das Fluidvolumen der Vorkammer 17 entsteht eine Verwirbelung, die das Bilden von Dampfblasen begünstigt. Die Dampfblasen wiederum erleichtern die Verflüchtigung der volatilen Gaskomponenten des Fluids.
Bei einer intermittierend fördernden Förderpumpe 11 wird – wie dies in 25 skizziert ist – in der vom Pumpenkolben 25 begrenzten Pumpenkammer 24 ein weiterer Druckausgang 61 vorgesehen, der oberhalb der Mündung des Saugeingangs 12 liegt, und zwar so, dass er beim Kompressionshub des Pumpenkolbens 25 nach einem definierten Hubweg des Pumpenkolbens 25 aus seiner oberen Totpunktlage heraus durch den Pumpenkolben 25 verschlossen wird. In dem weiteren Druckausgang 61 ist ein Rückschlagventil 62 angeordnet, dessen Sperrrichtung zur Pumpenkammer 24 gerichtet ist. Bis zum Verschließen des weiteren Druckausgangs 61 wird beim Kompressionshub der Förderpumpe 11 über den Druckausgang 61 ein Kraftstoffstrahl in das die Pumpenkammer 24 umgebende Fluidvolumen ausgespritzt. Durch die Abbremsung des Fluidstrahls in dem Fluidvolumen entsteht eine Verwirbelung der Randzone des Fluidstrahls. In der Randzone entstehen aufgrund der Verwirbelungen lokale Unterdruckzonen, an denen die leicht flüchtigen Gaskomponenten des Fluids aufgrund der Unterschreitung des Dampfdrucks verdampfen. In der Randzone entstehen Dampfblasen, die aus dem Fluidvolumen austreten und über die Gasaustrittsöffnung 19 abgeführt werden. Die Gasaustrittsöffnung 19 kann wie in 24 an der Einbaulage höchsten Stellung der Vorkammer 17 angeordnet sein, kann aber auch, wie dies in 25 dargestellt ist, zusammen mit dem Fluidzulauf 18 zusammengelegt sein, so dass Fluidzulauf 18 und Gasaustrittsöffnung 19 im Anschlussstutzen 22 für die zum Fluidreservoir 15 führende Fluidleitung 14 vereinigt sind.
Die Vorverdampfung des Fluids kann in diesem Fall weiter verstärkt werden, indem dem in die Vorkammer 17 eingespritzten Fluidstrahl ein Strömungsdrall aufgeprägt wird. Dadurch entsteht im Drallzentrum des Fluidstrahls gezielt eine Zone maximalen Unterdrucks. Entsprechend ist die Ausgasung des Fluids am stärksten, die Volatilität des verbleibenden Fluids am niedrigsten. Zur Erzeugung eines solchen Dralls kann am weiteren Druckausgang 61 der Pumpenkammer 24 eine Dralldüse 63 angeschlossen sein. In der Dralldüse 63 wird durch die geometrische Gestaltung des Strömungspfads eine Tangentialströmung in eine nachgeschaltete Drallkammer geführt, in der die Strömung in Rotation versetzt wird. Stromabwärts der Drallkammer befindet sich eine zylindrische oder konische Öffnung mit kleinerem Durchmesser als der der Drallkammer. Aus dieser Öffnung wird die drallbehaftete Strömung in die Vorkammer 17 entlassen. Eine solche Dralldüse 63 kann auch in der Mündung der Abzweigleitung 60 in der Vorkammer 17 gemäß 24 angeordnet sein.
Selbstverständlich ist es möglich, in den zu 24 und 25 beschriebenen Fördervorrichtungen eine oder mehrere der zuvor beschriebenen Maßnahmen zum Ausscheiden der leichtflüchtigen Gaskomponenten aus dem Fluid zusätzlich anzuwenden.
Bei der in 26 nur mit ihrer Förderpumpe 11 dargestellten Fördervorrichtung weist die im Längsschnitt schematisiert skizzierte Förderpumpe 11 wiederum die vom Pumpenkolben 25 im Pumpenkörper 23 begrenzte Pumpenkammer 24 mit Saugeingang 12 und Druckausgang 13 auf. Im Saugeingang 12 ist das Rückschlagventil 30 und im Druckausgang 13 das Rückschlagventil 29 integriert. Der Pumpenkolben 25 ist wiederum von dem Elektromagneten 26, von dem in 26 lediglich die Magnetspule 27 dargestellt ist, zum Kompressionshub angetrieben, während die Pumpenfeder 28 für den Saughub des Pumpenkolbens 25 sorgt. Der Saughub des Pumpenkolbens 25 ist gedämpft, so dass die Hubgeschwindigkeit des Pumpenkolbens 25 beim Saughub reduziert ist und damit beim Saughub ein deutlich geringerer Unterdruck in der Pumpenkammer 24 erzeugt wird. Die Mittel zur Dämpfung des Saughubs des Pumpenkolbens 25 sind hier hydraulischer Art, wozu im Pumpenkörper 23 eine geschlossene Dämpfungskammer 64, die von dem Pumpenkolben 25 mit seiner von der Pumpenkammer 24 abgekehrte Kolbenseite begrenzt ist, und im Pumpenkolben 25 mindestens eine Drossel 65 ausgebildet ist, über die eine Verbindung zwischen der Pumpenkammer 24 und der Dämpfungskammer 64 hergestellt ist. In dem in 26 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drossel 65 durch mehrere Axialkanäle 66 im Pumpenkolben 25 realisiert, die einen entsprechend kleinen Durchmesser aufweisen. Beim Saughub wird Fluid aus der Dämpfungskammer 64 über die Drossel 65 in die Pumpenkammer 24 ausgeschoben, wozu der Pumpenkolben 25 Verdrängungsarbeit zu leisten hat und damit die Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 35 im Saughub abgebremst wird. Durch den dadurch reduzierten Saugunterdruck wird die Gefahr des Ausdampfens des in die Pumpenkammer 24 einströmenden Fluids reduziert und die Förderleistung der Förderpumpe 11 verbessert. Abweichend von der in 3 skizzierten Förderpumpe 11 ist der Elektromagnet 26 oberhalb des stirnseitig geschlossenen Pumpenkörpers 23 angeordnet und die Pumpenfeder 28 stützt sich zwischen dem Pumpenkörper 23 und dem Magnetanker 72 ab. Z. B. ist der Elektromagnet 26 in einem sog. Polrohr aufgenommen, das am Pumpenkörper 23 befestigt ist. Die Förderpumpe 11 ist beispielsweise wie in 2, 16, 21 in die Vorkammer 17 eingesetzt.
In dem in 27 dargestellten Ausführungsbeispiel der Förderpumpe 11 sind die Mittel zur Dämpfung des Saughubs des Pumpenkolbens 25 elektromagnetischer Art. Hierzu wird der Elektromagnet 26 der Förderpumpe 11 herangezogen. Im Saughub wird die Magnetspule 27 in einem solchen Umfang bestromt, dass durch den Elektromagneten 26 eine Gegenkraft F_M aufgebaut wird, die der Federkraft F_S der Pumpenfeder 28 entgegengerichtet, aber deutlich kleiner als diese ist. In 27 sind drei Momentanaufnahmen der Hubposition des Hubkolbens 25 während einer Hubbewegung aus der oberen Totpunktlage in die untere Totpunktlage und zurück dargestellt, und diesen Positionen ist der an dem Elektromagneten 26 anliegende zeitliche Spannungsverlauf zugeordnet. In 27a nimmt der Pumpenkolben 25 seine obere Totpunktlage ein, und durch Bestromung des Elektromagneten 26 mit der maximalen Spannung wird der Pumpenkolben 25 unter Spannen der Pumpenfeder 28 im Kompressionshub bis in seine untere Totpunktlage bewegt (27b). Hat der Pumpenkolben 25 diese erreicht, so wird die Spannung an der Magnetspule 27 des Elektromagneten 26 deutlich abgesenkt, bleibt aber mit einem solchen Betrag angelegt, dass der Rückstellkraft F_S der Pumpenfeder 28 eine kleinere Magnetkraft F_M entgegenwirkt. Dies ist in 27b illustriert. Die Magnetkraft ist mit F_M und die Federkraft der Pumpenfeder 28 mit F_S bezeichnet. In 27c hat der Pumpenkolben 25 wieder seine obere Totpunktlage erreicht, aus der durch Anlegen der maximalen Spannung an die Magnetspule 27 des Elektromagneten 26 der Pumpenkolben 25 wieder durch die Magnetkraft F_M gegen die Federkraft F_S zum Kompressionshub angetrieben wird. Aus dem zeitlichen Verlauf der Spannung u an der Magnetspule 27 ist deutlich zu erkennen, dass der Kompressionshub mit deutlich größerer Geschwindigkeit (27a und 27c) als der Saughub (27b) erfolgt.
In einer alternativen Ausführungsform der elektromagnetischen Dämpfungsmittel weisen diese einen Stromverbraucher, z. B. einen Widerstand 67 oder einen Kondensator 68, vorzugsweise eine Reihenschaltung aus Widerstand 67 und Kondensator 69, wie dies in 27b skizziert ist, auf, der während des Saughubs der Förderpumpe 11 an die unbestromte Magnetspule 27 des Elektromagneten 26 angeschlossen ist. Dies ist in 27b strichliniert skizziert.
In den Fördervorrichtungen gemäß 26 und 27 können vor dem Saugeingang 12 der Förderpumpe 11 alle Maßnahmen zum Ausdampfen von volatilen Gaskomponenten aus dem Fluid vorgenommen werden, wie sie vorstehend beschrieben und in den 1 bis 25 dargestellt sind. Jedoch können auch diese getroffenen Maßnahmen entfallen, und der Saugeingang der Förderpumpe 11 kann unmittelbar an dem Fluidreservoir 15 angeschlossen sein.
Bei dem in 28 skizzierten Ausführungsbeispiel einer Fördervorrichtung, bestehend aus Fluidreservoir 15, an das Fluidreservoir 15 über die Fluidleitung 14 angeschlossener Vorkammer 17 und in die Vorkammer 17 integrierter Förderpumpe 11, ist das über die Fluidleitung 14 der Vorkammer 17 zugeführte Fluid über die in der Vorkammer 17 angeordnete Wärmequelle geführt und dadurch erwärmt. Als Wärmequelle wird hier wiederum die Magnetspule 27 des den Pumpenkolben 25 der Förderpumpe 11 antreibenden Elektromagneten 26 genutzt. Die Gasaustrittsöffnung 19 der Vorkammer 17 ist unterhalb der Magnetspule 27 angeordnet und der Fluidzulauf 18 in der Vorkammer 17 oberhalb der Magnetspule 27 so platziert, dass das Fluid über die Magnetspule 27 nach unten fließt. Die zu dem Fluidzulauf 18 führende Fluidleitung 14 ist so verlegt, dass ein Leitungsabschnitt 141 der Fluidleitung 14 in einem Bereich verläuft, der unterhalb des Niveaus der Gausaustrittsöffnung 19 liegt. Der zum Fluidzulauf 18 führende Endabschnitt der Fluidleitung 14 ist als Hohlraum 69 ausgebildet, der an der Vorkammer 17 von unten nach oben verläuft und sich über die in Einbaulage der Vorkammer 17 obere Stirnwand erstreckt. Der Hohlraum 69 ist in 28 einseitig an der Vorkammer 17 ausgeformt, kann aber auch ringförmig ausgeführt sein. Der Fluidzulauf 18 ist zentral in dem stirnwandseitigen Teil des Hohlraums 69 ausgebildet. Die dem Fluidzulauf 18 gegenüberliegende Stirnseite von Pumpenkörper 23 und Magnetspule 27 ist durch eine Platte 70 abgedeckt, die sich bis zum Außenumfang der Magnetspule 27 erstreckt.
Das Fluid fließt über die Fluidleitung 41 zum zentral angeordneten Fluidzulauf 18 und fällt nach unten auf die Platte 70, die die Oberseite der Magnetspule 27 abdeckt. Auf der Platte 70 breitet sich radial eine Wandströmung aus. Anschließend kriecht das Fluid als Wandfilm nach unten über den Außenumfang der Magnetspule 27, löst sich schließlich an der Unterkante der Magnetspule 27 ab und fällt in den unteren Bereich der Vorkammer 17, in dem das Fluid vor dem Einsaugen in die Pumpenkammer 24 der Förderpumpe 11 zwischengespeichert wird. Der in direkten Kontakt mit der Magnetspule 27 kommende Fluid-Wandfilm verdampft sehr gut, wobei durch die Lage der Gasaustrittsöffnung 19 unterhalb der Magnetspule 27 sich im Spulenraum eine Dampfglocke bildet, die die Oberfläche des im unteren Bereich der Vorkammer 17 gespeicherten Fluidvolumens fern von der Magnetspule 27 hält, so dass das gespeicherte Fluid nicht weiter erwärmt wird. Durch die Verlegung des Leitungsabschnittes 141 in einen Bereich, der in Einbaulage der Vorkammer 17 unterhalb der Gasaustrittsöffnung 19 liegt, wird sichergestellt, dass der Dampf aus der Dampfglocke über die Auslassleitung 34 abgezogen wird und nicht über die Fluidleitung 14 zurück in das Fluidreservoir 15 gelangt.
Alternativ zu der Führung des Fluid-Wandfilms über den Außenumfang der Magnetspule 27 kann auch der Wandfilm über den Innenumfang der Magnetspule 27 geleitet werden, wenn zwischen dem Pumpenkörper 23 und der Magnetspule 27 ein entsprechender Ringspalt vorgesehen wird.
Im Ausführungsbeispiel der 28 ist die von der Gasaustrittsöffnung 19 in der Vorkammer 17 wegführende Auslassleitung 34 in das Fluidreservoir 15 zurückgeführt und mündet oberhalb des Fluidspiegels 37 im Fluidreservoir 15, wie er in 28 bei maximalem Füllstand im Fluidreservoir 15 eingezeichnet ist. Alternativ kann die Auslassleitung 34 – wie in 2 – an einem Saugrohr 35 angeschlossen sein, in dem Verbrennungsluft zu einer Brennkraftmaschine strömt. Ist als Fluid im Fluidreservoir 15 Kraftstoff gespeichert, so werden die aus dem Kraftstoff ausgedampften flüchtigen Kraftstoffanteile in der Brennkraftmaschine mit verbrannt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fördervorrichtung gemäß 29 sind Fluidzulauf 18 und Gasaustrittsöffnung 19 in einem Anschlussstutzen 71 zusammengefasst, an dem die vom Fluidreservoir 15 wegführende Fluidleitung 14 angeschlossen ist. Der Anschlussstutzen 71 durchdringt die in Einbaulage der Vorkammer 17 obere Stirnwand der Vorkammer 17 und ist in der Vorkammer 17 – ebenso wie die in die Vorkammer 17 integrierte Förderpumpe 11 – zentral angeordnet und mündet im Führungsraum 72 des Pumpenkörper 23. Das Fluid fließt über die den Umfang des Magnetankers 72 angeordneten Axialnuten 81 und fließt zum Grund des Führungsraums 72. Die Verbindung zwischen dem Führungsraum 72 und der Vorkammer 17 ist hier durch eine Radialöffnung 74 hergestellt. Durch die Lage der Radialöffnung 74 wird die Höhe des Fluidspiegels 38 des in der Vorkammer 17 zwischengespeicherten Fluidvolumens bestimmt. In dem Führungsraum 72 wird Fluid verdampft und der Fluiddampf tritt einerseits über die Radialöffnung 74 in den oberhalb der Radialöffnung 74 liegenden Bereich aus, um hier die bereits beschriebene Gasglocke zu bilden, und gelangt andererseits über die Fluidleitung 14 zurück in das Fluidreservoir 15.
Die in 30 skizzierte Fördervorrichtung stimmt weitgehend mit der in 5 skizzierten und vorstehend beschriebenen Fördervorrichtung überein. Sie unterscheidet sich von dieser dadurch, dass von der von der Austrittsöffnung 19 in der Vorkammer 17 zu dem Fluidreservoir 15 führenden Auslassleitung 34 eine Abzweigleitung 75 zu der das Fluidreservoir 15 an den Fluidzulauf 18 der Vorkammer 17 anschließenden Fluidleitung 14 geführt ist, so dass das Fluid in einer Leitungsschleife, bestehend aus der Abzweigleitung 75 und den Leitungsabschnitten von Auslassleitung 34 und Fluidleitung 14, zirkulieren kann. Vorteilhaft ist diese Leitungsschleife in einer Region verlegt, der eine gegenüber der Vorkammer 17 reduzierte Temperatur aufweist. Wie bei der Fördervorrichtung gemäß 5 liegt in Einbaulage der Vorkammer 17 die Gasaustrittsöffnung 19 oberhalb des Fluidzulaufs 18, womit sichergestellt ist, dass die aus dem Fluid ausdampfenden Gaskomponenten durch die Auslassleitung 34 aufsteigen. Die Gasblasen steigen dabei innerhalb des Fluids auf, das sich in der Auslassleitung 34 befindet, um dann oberhalb der Abzweigstelle entsorgt zu werden. Die Entsorgung erfolgt in das Fluidreservoir 15 hinein, in dem die Anschlussleitung 34 oberhalb des maximalen Füllstandes mündet. Alternativ kann die Anschlussleitung 34 auch – wie in 2 – zum Saugrohr 35 einer Brennkraftmaschine geführt sein. Reibungs- und Verdrängungskräfte zwischen dem Gas und dem Fluid induzieren im Fluid eine wie beim Gas aufwärts gerichtete Fluidströmung. Über die Abzweigleitung 75 gelangt das aufsteigende Fluid zurück in die Fluidleitung 14, um dann wieder zusammen mit vom Fluidreservoir 15 frisch zugeführtem Fluid in der Fluidleitung 14 zum Fluidzulauf 18 der Vorkammer 17 zurückzufließen. Es stellt sich eine Fluidzirkulation ein, die von dem aufsteigenden Gasstrom induziert wird. Das in der Leitungsschleife zirkulierende Fluid wird auf seinem Weg von der Vorkammer 17 zurück in die Vorkammer 17 abgekühlt, so dass das im unteren Bereich der Vorkammer 17 gespeicherte Fluidvolumen eine gegenüber der Fördervorrichtung in 5 niedrigere Temperatur aufweist. Damit ist die Ausgasungsgefahr beim Einsaugen des Fluids in die Förderpumpe 11 weiter reduziert. Stromaufwärts der Mündungsstelle der Abzweigleitung 75 in der Fluidleitung 14 ist vorzugsweise ein Filter 76 angeordnet, das einerseits für eine großflächige Verteilung des in die Leitungsschleife einfließenden, frischen Fluids aus dem Fluidreservoir 15 sorgt und andererseits im zufließenden Fluid enthaltene Schmutzteilchen zurückhält.
Bei der in 31 nur mit ihrer in die Vorkammer 17 integrierten Förderpumpe 11 dargestellten Fördervorrichtung ist die Vorkammer 17 – wie bei der Fördervorrichtung in 6 – nur über die Fluidleitung 14 mit dem Fluidreservoir 15 verbunden, die vorkammerseitig an dem Anschlussstutzen 22 angeschlossen ist. Die Gasaustrittsöffnung 19 und der Fluidzulauf 18 der Vorkammer 17 sind – wie bei der Fördervorrichtung in 6 – im Anschlussstutzen 22 zusammengefasst, so dass einerseits Fluid aus dem Fluidreservoir 15 in die Vorkammer 17 strömt und umkehrt die in der Vorkammer 17 aus dem Fluid ausdampfende Gasphase über die Fluidleitung 14 in das Fluidreservoir 15 entsorgt wird. Die als Wärmequelle zum Ausdampfen der flüchtigen Gaskomponenten im Fluid genutzte Magnetspule 27 des Elektromagneten 26 der Förderpumpe 11 ist in einem fluidgefüllten Topf 77 aufgenommen, durch dessen Topfboden 771 der Pumpenkörper 23 der Förderpumpe 11 hindurchgeführt ist. Der Topf 77 ist zentrisch so in die Vorkammer 17 eingesetzt, dass zwischen dem Außenumfang der Magnetspule 27 und der Innenwand des Topfes 77 ein über die Topfhöhe sich erstreckender Ringspalt 83 verbleibt. In der Vorkammer 17 sind Mittel vorgesehen, die bei jedem Förderhub der Förderpumpe 11 eine Teilmenge der von der Förderpumpe 11 geförderten Fluidmenge in den Topf 77 einleiten. Das überschüssige Fluid fließt über den Topfrand und als Wandfilm 82 längs der Topfwand nach unten in den unteren Bereich der Vorkammer 17 ab.
Im Ausführungsbeispiel der 31 weisen die Mittel zum Abzweigen einer Teilmenge der geforderten Fluidmenge in den Topf 77 einen weiten Druckausgang 61 der Förderpumpe 11 und eine am Druckausgang 61 angeschlossene, in den Topf 77 eingeführte Füllleitung 78 auf. Der weitere Druckausgang 61 mündet in einer von dem Pumpenkolben 25 begrenzten Pumpenkammer 24 der Förderpumpe 11 oberhalb der Mündung des Saugeingangs 12 und ist vom Pumpenkolben 25 nach einem Verschiebeweg aus dessen oberer Totpunktlage verschließbar. Die Füllleitung 78 ist durch den Topfboden 771 des Topfes 77 hindurchgeführt und mündet im unteren Bereich des Topfes 77. Im weiteren Druckausgang 61 ist ebenso wie im Druckausgang 13 vorzugsweise ein Rückschlagventil 62 angeordnet. Bei Betrieb der Förderpumpe 11 wird der Topf 77 durch zyklisch wiederholtes Pumpen über die Füllleitung 78 mit Fluid befüllt. Das Fluid fließt über den Topfrand und als Wandfilm 82 am äußeren Topfumfang nach unten. Das im Topf 77 zwischengespeicherte und am äußeren Topfumfang ablaufende Fluid wird durch die Magnetspule 27 erwärmt und dadurch dem Fluid leicht volatile Gaskomponenten als Dampf entzogen, der sich im oberen Bereich der Vorkammer 17 ansammelt und den Fluidspiegel 38 des im unteren Bereich der Vorkammer 17 sich ansammelnden Fluids nach unten drückt und von dem Topf 77 fernhält. Überschüssiger Dampf wird über die Gasaustrittsöffnung 19 im Anschlussstutzen 22 und die Fluidleitung 14 in das Fluidreservoir 15 entsorgt. Der vom Topf 77 nach unten fallende erwärmte Fluid-Wandfilm 82 dampft durch seine Wärme die leicht siedenden Gaskomponenten aus dem über die Füllleitung 78 zufließenden und mit dem Fluid-Wandfilm 82 in Wärmekontakt kommenden Fluid aus. Durch Wärmeentzug aufgrund der Verdampfung kühlt sich der Fluid-Wandfilm 82 stark ab. Damit liegt die Temperatur des in dem unteren Bereich der Vorkammer 17 zwischengespeicherten Fluidvolumens unterhalb der Siedetemperatur, also unterhalb der Temperatur, bei der das Fluid im Ringspalt 83 wischen Magnetspule 27 und Topfwand verdampft wurde. Bevor dieses zwischengespeicherte Fluidvolumen von der Förderpumpe 11 angesaugt wird, kann es sich weiter abkühlen, da der Fluidspiegel 38 durch die darüber liegende Gasglocke nach unten verdrängt wird und eine weitere Erwärmung durch die Magnetspule 27 damit ausgeschlossen ist. Die Förderpumpe 11 saugt letztendlich ein weiter abgekühltes Fluid ein, so dass es durch den Saugunterdruck nicht zu einer nennenswerten Ausgasung des Fluids in der Pumpenkammer 14 kommt.
Zwischen dem Topfboden 771 des Topfes 77 und dem Kammerboden der Vorkammer 17 ist noch ein zylindrisch gebogener Filter 79 im Radialabstand zum Pumpenkörper 23 angeordnet. Dieses Filter 79 hält einerseits Dampfblasen davon ab, bis zur Förderpumpe 11 zu gelangen und filtert andererseits Schmutzteilchen aus, die mit dem aus dem Fluidreservoir 15 zufließenden Fluid angeschwemmt werden. Außerdem kann in dem Hohlraum zwischen Pumpenkörper 23 und Filter 79 sich die Fluidmischung aus frisch von dem Fluidreservoir 15 zufließendem Fluid und durch Vorverdampfung des Frischfluids im Topf 77 stark unterkühlten Fluid-Wandfilm weiter abkühlen.
Zur Erhöhung des in den Topf 77 eingespeisten Fluidstroms kann in die Füllleitung 78 noch eine Saugstrahlpumpe 47 eingeschaltet sein, wie dies in 32 dargestellt ist, die den Ausschnitt XXXII in 31 vergrößert wiedergibt. Die Saugstrahlpumpe 47 ist bereits in 17 dargestellt und beschrieben. Im Beispiel der 32 liegt die Treibmengenleitung 48 mit Treibstrahldüsenöffnung 49 in der Füllleitung 78. Das mit der Treibmengenleitung 48 fluiddicht verbundene Gehäuse 50 mit Mischkammer 51, Ansaugleitung 52, Mischrohr 53 und Diffusor 54 ist so platziert, dass die Ansaugleitung 52 in das von dem Fluidspiegel 38 begrenzte, im unteren Bereich der Vorkammer 17 zwischengespeicherte Fluidvolumen eintaucht und der Diffusor 54 im unteren Bereich des Topfes 77 mündet.
Bei der in 33 skizzierten Fördervorrichtung als weiteres Ausführungsbeispiel sind die von einem Kammergehäuse 20 eingeschlossene Vorkammer 17 und die Förderpumpe 11 wieder baulich vereinigt. Die Förderpumpe 11 ist eine Kolbenpumpe mit einem Pumpenkörper 23, in dem eine Pumpenkammer 24, der in der Pumpenkammer 24 mündende Saugeingang 12 und der in der Pumpenkammer 24 mündende Druckausgang 13 sowie ein am oberen Stirnende offener, sacklochartiger Führungsraum 72 ausgebildet ist. Im Saugeingang 12 ist ein Rückschlagventil 13 mit einem in Schließrichtung nur wenig oder unbelasteten Ventilglied 30 angeordnet. Der Druckausgang 13 ist mit einem federbelasteten Rückschlagventil 29 verschlossen. Die Pumpenkammer 24 ist von einem Pumpenkolben 25 begrenzt, der mit einem im Führungsraum 72 axial verschieblich geführten Magnetanker 73 eines den Pumpenkolben 25 in Hubbewegung versetzenden Elektromagneten 26 fest verbunden ist. Der Pumpenkolben 25 ist bei unerregtem Elektromagneten 26 von einer Pumpenfeder 28 in seine obere Totpunktlage zurückgeführt und wird mit Erregen des Elektromagneten 26 gegen die Kraft der Pumpenfeder 28 in seine untere Totpunktlage überführt. Der Elektromagnet 26 weist einen den Führungsraum 72 zumindest im Hubbereich des Magnetankers 73 umgebenden Magnetkern, der hier von dem Pumpenkörper 23 gebildet ist, sowie eine den Magnetkern, hier also den Pumpenkörper 23, im Bereich des Führungsraums 72 umgebende Magnetspule 27 auf. Der Druckausgang 13 der Pumpenkammer 24 ist an einer Fluid-Einspritzdüse 90 angeschlossen, die in einen Luftansaugkanal oder ein Saugrohr 35 der Brennkraftmaschine stromabwärts eines im Saugrohr 35 angeordneten Luftmengensteuerorgans, z. B. einer Drosselklappe 36, eintaucht, so dass das von der Förderpumpe 11 über ihren Druckausgang 13 und dem Rückschlagventil 29 als Kraftstoff ausgeschobene Fluid unmittelbar in das Saugrohr 35 eingespritzt wird. Die Vorkammer 17 ist wiederum mit einem am Vorkammergrund angeordneten Fluidzulauf 18, der von einem Anschlussstutzen 22 umschlossen ist, und mit einer Gasaustrittsöffnung 19 versehen, die im Kammergehäuse 20 oberhalb der Magnetspulen 27 des Elektromagneten 26 angeordnet ist. Wie hier nicht weiter dargestellt ist, ist der Anschlussstutzen 22 wiederum über eine Fluidleitung mit einem Fluidreservoir, hier einem Kraftstofftank, verbunden. Die Gasaustrittsöffnung 19 mündet in einen Gassammelraum 91. Zwischen Gassammelraum 91 und dem Luftansaugkanal oder Saugrohr 35 ist durch einen die Fluid-Einspitzdüse 90 umschließenden Ringspalt 92 eine Verbindung hergestellt. Im Ausführungsbeispiel ist hierzu das Kammergehäuse 20 mit in der Vorkammer 17 integrierter Förderpumpe 11 in einem Gehäuse 93 aufgenommen, so dass der Gassammelraum 91 einerseits von dem Kammergehäuse 20 und andererseits von dem äußeren Gehäuse 93 begrenzt ist. Das äußere Gehäuse 93 weist einen die Fluid-Einspritzdüse 90 konzentrisch umschließenden Stutzen 94 auf, der durch eine Öffnung 95 in der Rohrwand des Saugrohrs 35 gasdicht in das Saugrohr 35 hineinragt. Der die Verbindung zwischen Gassammelraum 91 und Saugrohr 35 herstellende Ringspalt 92 ist im Stutzen 94 konzentrisch zur Fluid-Einspritzdüse 90 angeordnet. Die bei Betrieb der Fördervorrichtung ausdampfenden, volatilen Fluidkomponenten, hier der sog. Kraftstoffdampf, gelangen über die Gasaustrittsöffnung 19 in den Gassammelraum 91. Mit jedem durch die Förderpumpe 11 ausgelösten Einspritzvorgang von Kraftstoff in das Saugrohr 35 wird nach dem Saugstrahlprinzip über den Ringspalt 92 auch Kraftstoffdampf aus dem Gassammelraum 91 abgesaugt. Dieser Absaugeffekt wird noch unterstützt durch den im Saugrohr 35 herrschenden Unterdruck, der abhängig ist von der Stellung der Drosselklappe 36.
In der Gasaustrittsöffnung 19 kann vorteilhaft ein Ventil angeordnet sein, das z. B. als Schwimmerventil oder elektrisch angesteuertes Ventil ausgebildet ist. Durch eine geeignete Regelung kann damit sichergestellt werden, dass der im Gassammelraum 91 momentan vorgehaltene Kraftstoffdampf dem Saugrohr 35 und somit dem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine zu einem solchen Zeitpunkt und in einer solchen Menge zugeführt wird, dass signifikante Abweichungen vom stöchometrischen Verhältnis des Verbrennungsgemisches Kraftstoff/Luft vermieden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10156429 A1 [0002]
- DE 10229801 A1 [0080]

Claims

Vorrichtung zum Fördern eines Fluids mit einer Förderpumpe (11), die einen Saugeingang (12) und einen Druckausgang (13) aufweist, und mit einer Fluidleitung (14), in der Fluid zum Saugeingang (12) strömt, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Saugeingangs (12) der Förderpumpe (11) eine mit einem Fluidzulauf (18) an der Fluidleitung (14) angeschlossene, ein Fluidvolumen aufnehmende Vorkammer (17) angeordnet ist, die mit einer Gasaustrittsöffnung (19) zum Abführen mindestes einer aus dem Fluid austretenden Gaskomponente in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (17) in der Fluidleitung (14) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Vorkammer (17) und Förderpumpe (11) baulich vereinigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (17) in einem Kammergehäuse (20) eingeschlossen ist, in dem die Förderpumpe (11) zumindest teilweise aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammergehäuse (20) zumindest einen Teil eines Pumpengehäuses der Förderpumpe (11) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (11) als Kolbenpumpe ausgebildet ist, die einen mit Saugeingang (12) und Druckausgang (13) versehenen Pumpenkörper (23), eine im Pumpenkörper (23) ausgebildete, mit Saugeingang (12) und Druckausgang (13) in Verbindung stehende Pumpenkammer (24), einen die Pumpenkammer (24) begrenzenden Pumpenkolben (25) und einen Elektromagneten (26) mit einem fest mit dem Pumpenkolben (25) verbundenen, in einem Führungsraum (72) axial verschieblichen Magnetanker (73) und einer den Führungsraum (72) umschließenden Magnetspule (27) aufweist, dass der vorzugsweise von einem Magnetkern des Elektromagneten (26) umschlossene Führungsraum (72) an seiner von der Pumpenkammer (24) abgekehrten Stirnseite offen ist und an seinem der Stirnseite gegenüberliegenden Grund eine Verbindung zur Vorkammer (17) aufweist und dass der Magnetanker (73) mit mindestens einem Durchlasskanal (84) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkörper (23) in der Vorkammer (17) derart angeordnet ist, dass der Fluidzulauf (18) und der Saugeingang (12) um einen Winkel (α) in Umlaufrichtung zueinander versetzt sind, der mindestens 10°, vorzugsweise ca. 120°, beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Wärmequelle bildende Magnetspule (27) des Elektromagneten (26) so in räumliche Zuordnung zu dem in der Vorkammer (17) sich sammelnden Fluidvolumen gesetzt ist, dass sie das Austreten der mindestens einen Gaskomponente aus dem Fluidvolumen fördert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bist 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wärmeisolation zwischen Magnetspule (27) und Kammergehäusewand (20) ein der Wärmeisolation dienender Luftspalt (85) vorgehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnung (19) für die mindestens eine Gaskomponente oberhalb der Magnetspule (27) liegt und mit einer Ausgangsleitung (34) in Verbindung steht, die in einem die Fluidleitung (14) speisenden Fluidreservoir (15) oberhalb des maximalen Fluidspiegels (37) oder in einem Saugrohr (35) einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise stromabwärts eines im Saugrohr (35) angeordneten Luftmengensteuerorgans (36), mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnung (19) für die mindestens eine Gaskomponente unterhalb der Magnetspule (27) liegt und in den Fluidzulauf (18) der Vorkammer (17) gelegt ist, der an der zu einem Fluidreservoir (15) führenden Fluidleitung (14) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Rohrende in das Fluid eintauchendes Tauchrohr (43), dessen Rohrmantel eine Kapillarstruktur aufweist, mit einem von dem eintauchenden Rohrende entfernten Rohrabschnitt in wärmeleitendem Kontakt mit der Magnetspule (27) steht und vorzugsweise dass das in das Fluid eintauchende Rohrende auf einer Scheibe (44) aufsitzt, die von Kapillaren durchzogen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Saugeingangs (12) der Förderpumpe (11) ein Gaseintritt (45) für ein zwangsweise zugeführtes, gasförmiges Medium vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseintritt (45) im Kammergehäuse (20) der Vorkammer (17) angeordnet ist und die zwangsweise Zuführung des gasförmigen Mediums durch Absenken des Innendrucks in der Vorkammer (17), der durch Aufbau eines Unterdrucks in dem die Fluidleitung (14) speisenden Fluidreservoir (15) bewirkt ist, vorgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fluidreservoir (15) oberhalb des maximalen Fluidspiegels (38) eine von einer Luftströmung durchströmte Saugstrahlpumpe (59) mit ihrer Ansaugleitung (52) angeschlossen ist und dass die Luftströmung aus einem Saugrohr (35) einer Brennkraftmaschine abgeleitet ist, indem von der im Saugrohr (35) strömenden Verbrennungsluft ein Teilstrom stromaufwärts eines im Saugrohr (35) angeordneten Luftmengensteuerorgans (36) abgegriffen, über die Saugstrahlpumpe (59) geführt und stromabwärts des Luftmengensteuerorgans (36) wieder in das Saugrohr (35) eingeleitet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidzulauf (18) zur Vorkammer (17) so angeordnet ist, dass das über die Fluidleitung (14) zum Saugeingang (12) der Förderpumpe (11) strömende Fluid die Magnetspule (27) des Elektromagneten (26) überströmt
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnung (19) unterhalb der Magnetspule (27) angeordnet ist und der Fluidzulauf (18) oberhalb der Magnetspule (27) so platziert ist, dass das Fluid über die Magnetspule (27) nach unten fließt, und dass ein Leitungsabschnitt (141) der an dem Fluidzulauf (18) angeschlossen Fluidleitung (14) unterhalb des Niveaus der Gasaustrittsöffnung (19) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidzulauf (18) und die Gasaustrittsöffnung (19) der Vorkammer (17) in einem Anschlussstutzen (22) zusammengefasst sind, der mit der von einem Fluidreservoir (15) wegführenden Fluidleitung (14) verbunden ist und in dem Führungsraum (72) der Förderpumpe (11) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnung (19) unterhalb der Magnetspule (27) und oberhalb des Fluidzulaufs (18) zur Vorkammer (17) angeordnet und an einer Auslassleitung (34) angeschlossen ist, die in einem Fluidreservoir (15) oberhalb des maximalen Fluidspiegels (37) im Fluidreservoir (15) mündet, dass von der Auslassleitung (34) eine Abzweigleitung (75) zu der von einem Fluidreservoir (15) gespeisten Fluidleitung (14) geführt ist und vorzugsweise, dass die Abzweigstelle nahe der Mündung der Auslassleitung (34) in dem Fluidreservoir (15) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule (27) des Elektromagneten (26) in einem fluidgefüllten Topf (77) aufgenommen ist und dass Mittel vorgesehen sind, die bei jedem Förderhub der Förderpumpe (11) eine Teilmenge der geförderten Fluidmenge in den Topf (77) einleiten, so dass überschüssiges Fluid über den Topfrand außen über die Topfwand abläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen mit einem Rückschlagventil (62) abgeschlossenen weiteren Druckausgang (61) im Pumpenkörper (23), dessen Mündung in der Pumpenkammer (24) oberhalb der Mündung des Saugeingangs (12) liegt und vom Pumpenkolben (25) nach einem Verschiebeweg aus seiner oberen Totpunktlage verschließbar ist, und eine an dem weiteren Druckausgang (61) angeschlossene Füllleitung (78) aufweisen, die im unteren Bereich des Topfes (77) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnung (19) der Vorkammer (17) in einem vorzugsweise die Vorkammer (17) umschließenden Gassammelraum (91) mündet, dass der Druckausgang (13) der Förderpumpe (11) an einer direkt in einen Luftansaugkanal (35) einer Brennkraftmaschine einspritzenden Fluid-Einspritzdüse (90) angeschlossen ist und dass ein die Fluid-Einspritzdüse (90) umschließender Ringspalt (92) eine Verbindung zwischen Gassammelraum (91) und Luftansaufkanal (35) herstellt.