DE10234692A1

DE10234692A1 - Turbinenkraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE10234692A1
Application number: DE10234692A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Takagi; Katsuhiko Kusagaya; Motoya Ito; Yukio Mori; Eiji Iwanari
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2003-03-27
Also published as: US20030026685A1; US6702546B2; JP2003113750A

Abstract

Eine Turbinenkraftstoffpumpe für eine sanfte Kraftstoffströmung in einem Kraftstoffeinlassdurchgang (33), die einen Druckverlust an einer Anfangsseite (28) eines Pumpenströmungsdurchgangs zum Verhindern einer Erzeugung eines örtlichen Unterdrucks verhindert, wodurch der Pumpenwirkungsgrad erhöht wird, ist offenbart. Die Turbinenkraftstoffpumpe hat ein Laufrad (50) mit Flügeln (62) und Flügelvertiefungen (63) und ein Pumpengehäuse (38), das ein erstes Gehäuse (26) und ein zweites Gehäuse (40) zum drehbaren Aufnehmen des Laufrads (50) aufweist. Das erste Gehäuse (26) hat eine C-förmige Seitenvertiefung (27), einen Kraftstoffeinlassdurchgang (33), der sich an einer Anfangsseite der Seitenvertiefung in Richtung der Mitte des ersten Gehäuses (26) biegt, und eine Öffnung an einer äußeren Seitenfläche. Das zweite Gehäuse (40) hat eine C-förmige Seitenvertiefung und eine Kraftstoffauslassöffnung, die mit einer Endseite (47) der Seitenvertiefung (43) in Verbindung steht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbinenkraftstoffpumpe zum Druckfördern von Kraftstoff von einem Kraftstofftank zu einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung an einem Fahrzeug.
Eine Turbinenkraftstoffpumpe kann zum Druckfördern von Kraftstoff in einem Kraftstofftank zu einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung an einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Automobil, verwendet werden. Eine Turbinenkraftstoffpumpe (auch als eine "Westco-Pumpe" bezeichnet) hat im allgemeinen ein scheibenförmiges Laufrad mit mehreren Flügeln bzw. Schaufeln und Flügelvertiefungen bzw. Schaufelvertiefungen, die abwechselnd entlang des Umfangs an der äußeren Umfangsfläche des Laufrads ausgebildet sind, ein Motorgehäuse, das C-förmige Pumpenströmungsdurchgänge hat, die mit den Flügelvertiefungen in Verbindung stehen, und das auch das sich drehende Laufrad aufnimmt, und einen Motor zum Antreiben des Laufrads.
Es gab den Bedarf, den Wirkungsgrad einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung mit einer Kraftstoffpumpe im Hinblick auf die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen und des Zerstäubens von Kraftstoff für geringe Emissionen zu erhöhen. Für diese Zwecke wurde die Gestalt der Flügel und der Flügelvertiefungen des Laufrads und die Gestalt einer Kraftstoffauslassöffnung, mit der eine Endseite bzw. ein endständiges Ende eines Pumpenströmungsdurchgangs des Motorgehäuses in Verbindung steht, verbessert.
Jedoch wurde eine gleichmäßige bzw. sanfte Strömung des Kraftstoffs an der Kraftstoffeinlassöffnung, mit der eine Anfangsseite bzw. ein Anfangsende des Pumpendurchgangs des Motorgehäuses in Verbindung steht, nicht ausreichend untersucht. Beispielsweise ist bei einer Turbinenkraftstoffpumpe in Fig. 12 und Fig. 13 (siehe die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 11-117890) ein Motorgehäuse 120 an einem Pumpengehäuse 135 angebracht und weist eine Pumpenabdeckung 122 an einer Seite (einer Bodenseite) 131 des Laufrads 130 und eine Pumpeneinfassung 126 an der anderen Seite (eine obere Seite) 132 des Laufrads 130 auf.
Die Pumpenabdeckung 122 und die Pumpeneinfassung 126 bilden einen kreisförmigen Laufradaufnahmeraum und einen C-förmigen Pumpenströmungsdurchgang 125. Eine Kraftstoffeinlassöffnung 123 ist an der Pumpenabdeckung 122 zum Verbinden mit einer Anfangsseite 125a ausgebildet. Eine Kraftstoffauslassöffnung 127 ist an der Pumpeneinfassung 126 zum Verbinden mit einer Endseite 125b des Pumpenströmungsdurchgangs 125 ausgebildet. Das Laufrad 130 hat mehrere Flügel 133 und Flügelvertiefungen 134, die abwechselnd an dem äußeren Umfang ausgebildet sind, und ist in dem Laufradaufnahmeraum aufgenommen. Die Flügelvertiefungen 134 stehen in Verbindung mit dem Pumpenströmungsdurchgang 125.
Die Kraftstoffeinlassöffnung 123 tritt durch die Pumpenabdeckung 122 in Axialrichtung (in die vertikale Richtung in Fig. 12) hindurch. Somit ist die Strömungsrichtung des von der Kraftstoffeinlassöffnung 123 in die Anfangsseite 125a gezogenen Kraftstoffs rechtwinklig zu der Strömungsrichtung des Kraftstoffs in dem Pumpenströmungsdurchgang 125. Die Richtung der Kraftstoffströmung ändert sich um nahezu einen rechten Winkel bei der Anfangsseite 125a.
Als Folge verringert sich die Strömungsrate des Kraftstoffs an der Anfangsseite 125a und wird ein Druckverlust (ein Verlust des Drucks) in dem Kraftstoff erzeugt. Folglich wird örtlich ein Unterdruck (negativer Druck) in dem Kraftstoffdruck an der Anfangsseite 125a erzeugt, wobei ein Teil des Kraftstoffs verdampft wird, und die Strömungsmenge verringert sich entsprechend in dem Pumpenströmungsdurchgang 125. Insbesondere dann, wenn die Temperatur des Kraftstoffs hoch ist, erhöht der örtliche Unterdruck die Wirkung des Verdampfens des Kraftstoffs und verringert sich die Strömungsmenge des Kraftstoffs bemerkenswert.
Dann verringert sich die Strömungsmenge des druckgeförderten Kraftstoffs von der Anfangsseite 125a zu der Endseite 125b und verringert sich die Auslassmenge aus der Kraftstoffauslassöffnung 127. Somit liegen die Probleme darin, dass sich der Pumpenwirkungsgrad kaum erhöht und die Pumpenleistung sich verringert, wenn die Kraftstofftemperatur hoch ist.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannten Probleme gemacht und es ist die Aufgabe, eine Turbinenkraftstoffpumpe zum Verhindern eines Druckverlusts bei der Anfangsseite des Pumpenströmungsdurchgangs und zum Verhindern des damit einhergehenden sich ergebenden örtlichen Unterdrucks zu schaffen. Zusätzlich ist die Erhöhung des Pumpenwirkungsgrads und einer Gesamtbetriebsleistungsfähigkeit während einer hohen Temperatur ein Ziel.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchte einen Aufbau eines ersten Gehäuses, bei dem eine Richtung des Ziehens des Kraftstoffs bei der Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite nicht senkrecht zu der Rotationsrichtung des Laufrads ist, und nicht senkrecht zu der Kraftstoffströmungsrichtung an der Seitenvertiefung der Einlassseite ist. Als Folge wurde die Idee erdacht, die Kraftstoffeinlassöffnung nicht als einen Anschluss (eine Öffnung) sondern als einen Kraftstoffeinlassdurchgang mit einer vorbestimmten Länge auszuführen, was eine Vervollständigung der vorliegenden Erfindung ergibt.
Eine Turbinenkraftstoffpumpe eines ersten Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung hat ein scheibenförmiges Laufrad, das mit mehreren Flügeln und mehreren Flügelvertiefungen, die abwechselnd um einen Umfang an einer ersten Fläche und an einem äußeren Randbereich der zweiten Fläche ausgebildet sind, und ein Pumpengehäuse zum Aufnehmen des Pumpenrads während der Drehung.
Das Pumpengehäuse hat ein scheibenförmiges erstes Gehäuse, das an einer ersten Seite des Laufrads vorgesehen ist, und ein scheibenförmiges zweites Gehäuse, das an einer zweiten Seite des Laufrads vorgesehen ist. Das erste Gehäuse hat eine Seitenvertiefung an einer Einlassseite und einen Kraftstoffeinlassdurchgang. Die Seitenvertiefung an der Einlassseite ist an einer inneren Seitenfläche des ersten Gehäuses ausgebildet und erstreckt sich von einer Anfangsseite zu der Endseite in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt.
Der Kraftstoffeinlassdurchgang erstreckt sich von der Anfangsseite zu der Seitenvertiefung an der Einlassseite in Richtung der Innenseite der Radialrichtung und gleichzeitigen Richtung der Endseite und hat eine Öffnung an einer äußeren Seitenfläche des ersten Gehäuses. Das zweite Gehäuse hat eine Seitenvertiefung an der Auslassseite und eine Kraftstoffauslassöffnung. Die Seitenvertiefung an einer Auslassseite ist an einer inneren Seitenfläche des zweiten Gehäuses ausgebildet und erstreckt sich von einer Anfangsseite zu einer Endseite in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt. Die Kraftstoffauslassöffnung steht mit der Endseite der Seitenvertiefung der Auslassseite in Verbindung. Das Laufrad dreht sich zum Erhöhen des Drucks des Kraftstoffs, während der Kraftstoff, der aus dem Kraftstoffeinlassdurchgang gezogen wird, zu der Kraftstoffauslassöffnung transportiert wird.
Bei dieser Kraftstoffpumpe erstreckt sich der Kraftstoffeinlassdurchgang von der Anfangsseite zu der Endseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite und hat die Öffnung an der äußeren Seitenfläche. Somit ist die Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffeinlassdurchgang zu der Anfangsseite nicht senkrecht zu der Kraftstoffströmung an der Seitenvertiefung an der Einlassseite und ist nicht senkrecht zu der Drehrichtung des Laufrads. Als Folge ist die Verringerung der Strömungsrate gering, wenn sich der Einlasskraftstoff vereinigt bzw. sammelt, wird der Verlust des Drucks an der Anfangsseite verhindert und vereinigt sich der Einlasskraftstoff sanft mit dem Kraftstoff in der Seitenvertiefung an der Einlassseite. Da zusätzlich eine Zentrifugalkraft auf den Kraftstoff in dem Kraftstoffeinlassdurchgang aufgebracht wird, erhöht sich die Kraftstoffströmungsrate.
Eine Turbinenkraftstoffpumpe eines elften Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung hat ein scheibenförmiges Laufrad, das mit mehreren Flügeln und mehreren Flügelvertiefungen versehen ist, die abwechselnd in Umfangsrichtung an einer ersten Fläche und an einer zweiten Fläche um einen äußeren Randbereich ausgebildet sind. Zusätzlich ist ein Pumpengehäuse zum Aufnehmen des sich drehenden Laufrads vorgesehen. Das Pumpengehäuse hat ein scheibenförmiges erstes Gehäuse, das an einer Seite des Laufrads vorgesehen ist und ein scheibenförmiges zweites Gehäuse, das an der anderen Seite des Laufrads vorgesehen ist.
Das erste Gehäuse hat eine Seitenvertiefung an einer Einlassseite und einen Kraftstoffeinlassdurchgang. Die Seitenvertiefung an der Einlassseite ist an einer inneren Seitenfläche des ersten Gehäuses ausgebildet und erstreckt sich von einer Anfangsseite zu einer Endseite in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt. Der Kraftstoffeinlassdurchgang erstreckt sich von der Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite zu einer Öffnung an einer äußeren Seitenfläche des ersten Gehäuses. Die Öffnung ist an der Innenseite der Anfangsseite in der radialen Richtung positioniert und gleichzeitig an einer Seite nahe an der Endseite in der Umfangsrichtung.
Das zweite Gehäuse hat eine Seitenvertiefung an einer Auslassseite in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt, die an einer inneren Seitenfläche davon ausgebildet ist, und eine Kraftstoffauslassöffnung, die mit einer Endseite der Seitenvertiefung an der Auslassseite in Verbindung steht. Das Laufrad dreht sich, um einen Kraftstoffdruck zu erhöhen, während der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinlassdurchgang gezogen wird, zu der Kraftstoffauslassöffnung transportiert wird.
Bei dieser Kraftstoffpumpe ist die Öffnung an der äußeren Seitenfläche des ersten Gehäuses an der Innenseite der Anfangsseite in der radialen Richtung angeordnet und an einer Seite nahe an der Endseite in der Umfangsrichtung. Somit ist die Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffeinlassdurchgang zu der Anfangsseite nicht senkrecht zu der Kraftstoffströmung in der Seitenvertiefung an der Einlassseite und der Drehrichtung des Laufrads. Als Folge ist die Verringerung der Strömungsrate gering, wenn sich der Einlasskraftstoff vereinigt, wird der Druckverlust an der Anfangsseite verhindert und vereinigt sich der Einlasskraftstoff mit dem Kraftstoff in der Seitenvertiefung an der Einlassseite sanft bzw. gleichmäßig. Da außerdem eine Zentrifugalkraft auf den Kraftstoff in dem Kraftstoffeinlassdurchgang aufgebracht wird, erhöht sich seine Strömungsrate.
Bei Turbinenkraftstoffpumpen des zweiten und zwölften Gesichtspunkts erstreckt sich der Kraftstoffeinlassdurchgang linear bzw. geradlinig in den Turbinenkraftstoffpumpen, wie bei dem ersten und dem elften Gesichtspunkt. Mit diesen Kraftstoffpumpen strömt der Kraftstoff in dem Kraftstoffeinlassdurchgang gleichmäßig bzw. sanft.
Bei Turbinenkraftstoffpumpen des dritten und des dreizehnten Gesichtspunkts wird der Kraftstoffeinlassdurchgang gekippt oder abgewinkelt bezüglich einer Tangente der Anfangsseite in einer Draufsicht der inneren Seitenfläche des ersten Gehäuses in den Turbinenkraftstoffpumpen der zweiten und zwölften Gesichtspunkte. Mit diesen Kraftstoffpumpen ist die Kraftstoffeinlassrichtung nicht senkrecht zu der Kraftstoffströmung in der Seitenvertiefung an der Einlassseite. Somit verringert sich die Strömungsrate an der Anfangsseite nicht stark und wird der Druckverlust verhindert.
Bei Turbinenkraftstoffpumpen des vierten und des vierzehnten Gesichtspunkts ist der Kraftstoffeinlassdurchgang bezüglich einer Bodenfläche der Seitenvertiefung an der Einlassseite in einem Schnitt in der axialen Richtung der Turbinenkraftstoffpumpe wie bei den Turbinenkraftstoffpumpen des zweiten und des zwölften Gesichtspunkts gekippt. Mit diesen Kraftstoffpumpen ist die Einlassrichtung des Kraftstoffs nicht senkrecht zu der Drehrichtung des Laufrads. Somit verringert sich die Strömungsrate an der Anfangsseite nicht stark und strömt der Kraftstoff gleichmäßig in die Flügelvertiefungen.
Bei Turbinenkraftstoffpumpen des fünften und des fünfzehnten Gesichtspunkts ist die Länge des Einlassdurchgangs zwei- bis viermal die Dicke des ersten Gehäuses bei den Kraftstoffturbinenpumpen des ersten und des elften Gesichtspunkts. Da mit diesen Kraftstoffpumpen der Kraftstoffeinlassdurchgang nicht zu lang ist, ist der Druckverlust klein, während der Kraftstoff durch den Kraftstoffeinlassdurchgang strömt.
Bei einer Turbinenkraftstoffpumpe eines sechsten Gesichtspunkts hat der Kraftstoffeinlassdurchgang eine gekippte Vertiefung, die bezüglich der Bodenfläche der Seitenvertiefung an der Einlassseite gekippt ist, die allmählich ihre Tiefe vergrößert, und ein Durchgangsloch, das bezüglich der gekippten Vertiefung gekippt ist, und die eine Öffnung an der äußeren Seitenfläche des ersten Gehäuses in der Turbinenkraftstoffpumpe des vierten Gesichtspunkts hat. Mit dieser Kraftstoffpumpe strömt der Kraftstoff gleichmäßig durch den Kraftstoffeinlassdurchgang. Bei einer Turbinenkraftstoffpumpe eines siebten Gesichtspunkts ist eine Grenze zwischen dem Kraftstoffeinlassdurchgang und der Seitenvertiefung an der Einlassseite abgerundet wie bei den Turbinenkraftstoffpumpen des vierten Gesichtspunkts. Mit dieser Kraftstoffpumpe strömt der Kraftstoff sogar noch gleichmäßiger bzw. sanfter durch den Kraftstoffeinlassdurchgang.
Bei einer Turbinenkraftstoffpumpe eines achten Gesichtspunkts hat die Seitenvertiefung an der Einlassseite eine innere Seitenvertiefung und eine äußere Seitenvertiefung, die konzentrisch geformt sind, wie bei der Turbinenkraftstoffpumpe des ersten Gesichtspunkt. Eine Anfangsseite der inneren Seitenvertiefung und eine Anfangsseite der äußeren Seitenvertiefung sind an dem Kraftstoffeinlassdurchgang ausgebildet. Mit dieser Kraftstoffpumpe wird die Strömungsmenge des druckgeförderten Kraftstoffs zum Erhöhen des Pumpenwirkungsgrads verdoppelt und wird gleichzeitig ein Kraftstoffeinlassdurchgang von den zwei Seitenvertiefungen an der Einlassseite geteilt.
Bei einer Turbinenkraftstoffpumpe eines neunten Gesichtspunkts hat das Laufrad mehrere Verbindungslöcher, die von einer Fläche zu einer anderen Fläche innerhalb der mehreren Flügel und der mehreren Flügelvertiefungen in die radiale Richtung an einer Fläche und an der anderen Fläche hindurchtreten, wie bei der Turbinenkraftstoffpumpe des ersten Gesichtspunkts. Da mit dieser Kraftstoffpumpe der Kraftstoff durch die Verbindungslöcher bei der Anfangsseite und der Endseite des Pumpenströmungsdurchgangs strömt, ist es nicht notwendig, Verbindungsteile in dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse auszubilden.
Bei einer Turbinenkraftstoffpumpe eines zehnten Gesichtspunkts ist ein erster Verbindungsabschnitt an der äußeren Umfangsseite der Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite in der Turbinenkraftstoffpumpe des ersten Gesichtspunkts ausgebildet. Ein zweiter Verbindungsabschnitt ist an der äußeren Umfangsseite der Endseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite ausgebildet. Ein dritter Verbindungsabschnitt ist an der äußeren Umfangsseite der Anfangssaite der Seitenvertiefung an der Auslassseite ausgebildet. Ein vierter Verbindungsabschnitt ist an der äußeren Umfangsseite der Endseite der Seitenvertiefung an der Auslassseite ausgebildet. Der erste Verbindungsabschnitt steht mit dem dritten Verbindungsabschnitt in Verbindung und der zweite Verbindungsabschnitt steht mit dem vierten Verbindungsabschnitt in Verbindung. Da mit dieser Kraftstoffpumpe der Kraftstoff durch die ersten bis vierten Verbindungsabschnitte des Pumpengehäuses an der Anfangsseite und der Endseite des Pumpenströmungsdurchgangs strömt, ist es nicht notwendig, Verbindungslöcher an dem Laufrad auszubilden.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der genauen Beschreibung erkennbar, die im folgenden angegeben ist. Es ist anzumerken, dass die genaue Beschreibung und spezifische Beispiele unter Andeutung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung nur zum Zwecke der Darstellung und nicht zur Begrenzung des Anwendungsbereichs der Erfindung gedacht sind.
Fig. 1 ist eine geschnittene Vorderansicht, die eine Turbinenkraftstoffpumpe Eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines prinzipiellen Abschnitts von Fig. 1;
Fig. 3A ist eine Draufsicht der Pumpenabdeckung des ersten Ausführungsbeispiels mit Sicht von innen;
Fig. 3B ist eine Draufsicht der Pumpenabdeckung mit Sicht von außen;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3A;
Fig. 5A ist eine Draufsicht einer Pumpeneinfassung des ersten Ausführungsbeispiels mit Sicht von innen;
Fig. 5B ist eine Draufsicht der Pumpeneinfassung mit Sicht von außen;
Fig. 6 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines prinzipiellen Abschnitts,, die eine Turbinenkraftstoffpumpe eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine vertikale Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 6;
Fig. 8A ist eine Draufsicht einer Pumpenabdeckung des zweiten Ausführungsbeispiels mit Sicht von innen;
Fig. 8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 8A;
Fig. 9 ist eine Draufsicht einer Pumpeneinfassung des zweiten Ausführungsbeispiels mit Sicht von außen;
Fig. 10 ist eine beschreibende Draufsicht, die eine Beziehung zwischen der Pumpenabdeckung und einem Laufrad des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 11 ist eine Draufsicht eines prinzipiellen Abschnitts, die eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 12 ist eine Vorderansicht im Querschnitt eines prinzipiellen Abschnitts, die eine herkömmliche Turbinenkraftstoffpumpe zeigt; und
Fig. 13 ist eine Draufsicht einer Pumpenabdeckung der herkömmlichen Turbinenkraftstoffpumpe mit Sicht von innen.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist lediglich beispielhafter Natur und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen keinesfalls beschränken.

(Laufrad)

Die Zeichnungen zeigen ein Laufrad, das eine scheibenförmige Gestalt hat. Die ersten und zweiten Gehäuse führen beide Seitenflächen des Laufrads an der Mitte. An seinem äußeren Rand sind Unterteilungen, die sich in die radiale Richtung und die Umfangsrichtung erstrecken, ausgebildet. An einer ersten Seitenfläche und an einer zweiten Seitenfläche sind mehrere Flügel und mehrere Flügelvertiefungen abwechselnd in Umfangsrichtung ausgebildet.
Es gibt keine Beschränkung auf die besondere Gestalt und die Anzahl der Reihen der Flügel und der Flügelvertiefungen. Beispielsweise können die Flügelvertiefungen an der ersten Seitenfläche gegenüber den gleichen Positionen der Flügelvertiefungen an der zweiten Seitenfläche in Umfangsrichtung ausgebildet sein. Oder die Flügelvertiefungen an der einen Seitenfläche können bezüglich der Flügelvertiefungen an der anderen Seitenfläche versetzt (gegeneinander versetzt ausgebildet) sein. Die Flügel an der einen Seitenfläche und an der anderen Seitenfläche können sich parallel zu der Achse des Laufrads erstrecken oder sie können bezüglich der Achse abgewinkelt sein.
Das Laufrad kann mehrere Verbindungslöcher, die in der axialen Richtung durch einen Abschnitt innerhalb in der radialen Richtung der Flügel und der Flügelvertiefungen an der einen Seitenfläche und an der anderen Seitenfläche hindurchtreten, haben. Diese Verbindungslöcher dienen als Verbindungsdurchgänge von der Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite zu der Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Auslassseite. Sie dienen auch als Verbindungsdurchgänge von der Endseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite zu der Endseite der Seitenvertiefung an der Auslassseite.

(1) (Pumpengehäuse)

Der folgende Abschnitt beschreibt ein Pumpengehäuse, das insgesamt eine Scheibenform hat. Das Pumpengehäuse hat ein scheibenförmiges erstes Gehäuse (eine Pumpenabdeckung an der einen Seite des Laufrads) und ein scheibenförmiges zweites Gehäuse (eine Pumpeneinfassung an der anderen Seite des Laufrads). Die Pumpenabdeckung und die Pumpeneinfassung können im wesentlichen symmetrische Aufnahmegestalten haben oder die Pumpenabdeckung kann eine Scheibengestalt haben und die Pumpeneinfassung kann eine Aufnahmegestalt haben. Für jeden Fall definiert das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse einen Laufradaufnahmeraum mit einer flachen Scheibengestalt und den Pumpenströmungsdurchgang in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt, die sich von einer Anfangsseite zu einer Endseite erstreckt.
Die "im wesentlichen C-förmige Gestalt" bedeutet eine Gestalt, die sich von der Anfangsseite zu der Endseite krümmt und wobei die Anfangsseite und die Endseite geringfügig in Umfangsrichtung getrennt sind. Die Krümmung der "im wesentlichen C-förmigen Gestalt" kann konstant sein oder sie kann nicht konstant sein. Wenn die Krümmung des Pumpenströmungsdurchgangs konstant ist, kann sie sich fast auf halbem Weg herum oder fast vollständig herum fortsetzen.

(2) Erstes Gehäuse

Der folgende Abschnitt beschreibt das erste Gehäuse. Die Seitenvertiefung an einer Einlassseite erstreckt sich von einer Anfangsseite zu einer Endseite in der im wesentlichen C-förmigen Gestalt und ist an der inneren Seitenfläche entlang dem äußeren Rand des ersten Gehäuses ausgebildet. Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Schnittgestalt und der Anzahl der Seitenvertiefungen an der Einlassseite.
In dem ersten Gehäuse erstreckt sich ein Kraftstoffeinlassdurchgang von der Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite zu einer Öffnung an der äußeren Seitenfläche, und dieser Durchgang ist in Richtung der Innenseite in radiale Richtung gerichtet und gleichzeitig in Richtung auf die Endseite. Genauer gesagt ist der Kraftstoffströmungsdurchgang an einem Bereich ausgebildet, der durch eine Erweiterung in der tangentialen Richtung an der Anfangsseite und eine Linie, die die Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite und die Mitte des ersten Gehäuses in einer Draufsicht der inneren Seitenfläche des ersten Gehäuses verbindet, eingeschlossen ist. Die relative Position der Öffnung bezüglich der Anfangsseite legt die Kipprichtung des Kraftstoffeinlassdurchgangs in der Draufsicht fest und der Kippwinkel und die Länge des Kraftstoffeinlassdurchgangs in der Schnittansicht in der axialen Richtung der Kraftstoffpumpe.
Wenn hinsichtlich der Kipprichtung beispielsweise die Öffnung innerhalb der Anfangsseite in der radialen Richtung angeordnet ist und gleichzeitig an der Endseite an der Erweiterung, biegt sich der Durchgang an der Anfangsseite zu der Mitte und bildet spitze Winkel bezüglich der Erweiterung und der Verbindungslinie. Wenn die Öffnung zu nah an der Erweiterung bzw. der Verlängerung ist, ändert sich die Richtung der Kraftstoffströmung in hohem Maße. Wenn die Öffnung zu nah an der Verbindungslinie ist, ist der Abstand zu der Endseite zu kurz und verringert sich die Abdichtungsfähigkeit zwischen der Anfangsseite und der Endseite.
Der Kippwinkel des Kraftstoffeinlassdurchgangs bezüglich der Bodenfläche der Seitenvertiefung an der Einlassseite hat eine enge Beziehung mit der Länge des Kraftstoffeinlassdurchgangs in dem ersten Gehäuse, wie in dem axialen Querschnitt gezeigt ist.
Wenn der Kippwinkel groß ist, wird die Länge klein. Wenn der Kippwinkel klein ist, wird die Länge groß. Der Kippwinkel kann ein spitzer Winkel sein und die Länge kann zwei- oder viermal der Dicke des ersten Gehäuses entsprechen.
Der Kraftstoffeinlassdurchgang kann sich linear bzw. geradlinig erstrecken, kann sich krümmen oder sich zwischen der Anfangsseite und der Öffnung biegen. Beispielsweise kann der Kraftstoffeinlassdurchgang ein Durchgangsloch und eine gekippte Vertiefung aufweisen. Das Durchgangsloch hat einen vorbestimmten ersten spitzen Winkel bezüglich der inneren Seitenfläche des ersten Gehäuses oder eine Verlängerung der Seitenvertiefung an der Einlassseite und tritt durch die Pumpenabdeckung. Die gekippte Vertiefung hat einen vorbestimmten zweiten spitzen Winkel, der kleiner als der erste spitze Winkel ist, bezüglich der inneren Seitenfläche des ersten Gehäuses (der Pumpenabdeckung) und verbindet die Seitenvertiefung und das Durchgangsloch miteinander.
Die Schnittfläche (der Schnittflächeninhalt) des Kraftstoffströmungsdurchgangs kann konstant sein oder kann sich allmählich zwischen der Anfangsseite und der Öffnung ändern. Des weiteren ist es vorzuziehen, dass eine Grenze zwischen dem Kraftstoffströmungsdurchgang und der Seitenvertiefung an der Einlassseite abgerundet ist.
Ein erster Verbindungsabschnitt kann an der äußeren Randseite der Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite ausgebildet sein und ein zweiter Verbindungsabschnitt kann an der äußeren Randseite der Endseite der Seitenvertiefung an der Einlassseite ausgebildet sein.

(Zweites Gehäuse)

Der folgende Abschnitt beschreibt das zweite Gehäuse. Eine im wesentlichen C-förmige Seitenvertiefung an einer Auslassseite ist entlang dem äußeren Randbereich der inneren Seitenfläche des zweiten Gehäuses ausgebildet. Es gibt keine Beschränkung auf die Schnittgestalt und die Anzahl der Seitenvertiefungen an der Auslassseite. Jedoch ist die Anzahl die gleiche wie diejenige der Seitenvertiefungen an der Einlassseite. Es gibt keine Beschränkung auf den Aufbau einer Kraftstoffauslassöffnung.
Ein dritter Verbindungsabschnitt, der in Verbindung mit dem ersten Verbindungsabschnitt steht, kann an der äußeren Randseite bzw. Umfangsseite der Anfangsseite der Seitenvertiefung an der Auslassseite ausgebildet sein. Ein vierter Verbindungsabschnitt, der mit dem zweiten Verbindungsabschnitt in Verbindung steht, kann an der äußeren Randseite bzw. Umfangsseite der Endseite der Seitenvertiefung an der Auslassseite ausgebildet sein. Wenn das Laufrad die Verbindungslöcher für den Kraftstoff nicht hat, strömt der Kraftstoff von der Seitenvertiefung an der Einlassseite zu der Seitenvertiefung an der Auslassseite durch den ersten Verbindungsabschnitt und den dritten Verbindungsabschnitt an der Anfangsseite des Pumpenströmungsdurchgangs. Ebenso strömt der Kraftstoff von der Seitenvertiefung an der Einlassseite zu der Seitenvertiefung an der Auslassseite durch den zweiten Verbindungsabschnitt und den vierten Verbindungsabschnitt an der Endseite des Pumpenströmungsdurchgangs.

(Erstes Ausführungsbeispiel)

Im folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis Fig. 5 beschrieben.
In Fig. 1 ist eine Turbinenkraftstoffpumpe grob in einen oberen Motorabschnitt 10 und einen unteren Pumpenabschnitt 35 getrennt.

(Aufbau)

(1) Motorabschnitt

Der Motorabschnitt 10 hat ein Motorgehäuse 11 und einen Anker bzw. einen Läufer 16. Eine Motorabdeckung 12 ist an das obere Ende des zylindrischen Motors 11 mit Öffnungen an beiden Enden angebracht. Bürsten (nicht gezeigt) sind in die Motorabdeckung 12 integriert und berühren gleitfähig einen Kommutator 14 des Ankers 16. Eine Auslassöffnung 18 ist an der Motorabdeckung 12 vorgesehen. Eine Pumpeneinfassung 40 und eine Pumpenabdeckung 26, die nachstehend beschrieben werden, sind an dem Bodenende des Motorgehäuses 11 angebracht.
Ein Motorraum 13 ist zwischen der Motorabdeckung 12 und der Pumpeneinfassung 40 ausgebildet. Der Anker 16 mit dem Kommutator 14 ist in dem Motorraum 13 angeordnet. Die Motorabdeckung 12 stützt einen oberen Endabschnitt 17a einer Welle 17 des Ankers 16 drehbar. Die Pumpenabdeckung 26 stützt einen Bodenendabschnitt 17b davon drehbar. Ein Paar Magnete 19 sind an einer inneren Seitenfläche des Motorgehäuses 11 befestigt.

(2) Pumpenabschnitt

Der Pumpenabschnitt 35 hat ein Pumpengehäuse 38 und ein Laufrad 50. Das Pumpengehäuse 38 hat eine Pumpeneinfassung 40 und eine Pumpenabdeckung 26.
Wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt ist, hat die Pumpenabdeckung 26 insgesamt eine Scheibenform. Eine C-förmige Seitenvertiefung 27 ist entlang dem äußeren Randbereich an einer inneren Seitenfläche 26a der Pumpenabdeckung 26 ausgebildet. Die Seitenvertiefung 27 erstreckt sich von einer Anfangsseite 28 zu einer Endseite 29. Eine erste Verbindungsvertiefung 31 ist an der äußeren Randseite bzw. Umfangsseite der Anfangsseite 28 ausgebildet. Eine zweite Verbindungsvertiefung 32 ist an der äußeren Randseite bzw. Umfangsseite der Endseite 29 ausgebildet. Die ersten und zweiten Verbindungsvertiefungen 31 und 32 haben eine vorbestimmte Länge in Umfangsrichtung und die axiale Richtung und eine vorbestimmte Tiefe in radialer Richtung.
Ein Kraftstoffeinlassdurchgang 33 steht in Verbindung mit der Anfangsseite 28. Der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 erstreckt sich von der Anfangsseite 28 zu einer Öffnung 36 an einer äußeren Seitenfläche 26c. Die Öffnung 36 ist an der Innenseite bezüglich der Anfangsseite 28 in radialer Richtung positioniert und an der entgegengesetzten Seite bezüglich der Anfangsseite 28 in Umfangsrichtung. Die Öffnung 36 ist von der Anfangsseite 28 durch ungefähr dreimal die Dicke der Pumpenabdeckung 26 getrennt. Als Folge hat in einer Draufsicht der inneren Seitenfläche 26a der Pumpenabdeckung 26 der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 einen spitzen Winkel θ1 (ungefähr 50°) bezüglich einer Tangente (t), die durch die Anfangsseite 28 hindurchtritt (genauer gesagt, eine Erweiterungslinie bzw. eine Verlängerung in die tangentiale Richtung an der Anfangsseite (28). Der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 hat einen spitzen Winkel (90°-θ1) bezüglich einer Normalen (n), die durch die Anfangsseite 28 hindurchtritt (genauer gesagt, eine Linie, die die Anfangsseite 28 und eine Mitte 26b miteinander verbindet). Somit erstreckt sich der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 von der Anfangsseite 28 und biegt sich in Richtung der Mitte 26b der Pumpenabdeckung 26.
Der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 hat einen vorbestimmten spitzen Winkel (ungefähr 20° bis 25°) bezüglich der inneren Seitenfläche 26a der Pumpenabdeckung 26 in einem Schnitt in axialer Richtung (Dickenrichtung) der Pumpenabdeckung 26. Der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 tritt nämlich schräg durch die Pumpenabdeckung mit einem Winkel von ungefähr 70° bezüglich der axialen Richtung hindurch. Genauer gesagt und wie in den Fig. 3A und 4 gezeigt ist, hat der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 ein Durchgangsloch 36 und eine gekippte Vertiefung 34. Das Durchgangsloch 36 hat einen ersten vorbestimmten spitzen Winkel θ2 (ungefähr 25°) bezüglich der inneren Seitenfläche 26a der Pumpenabdeckung 26, tritt von der inneren Seitenfläche 26a zu der äußeren Seitenfläche 26c und hat eine Öffnung an der äußeren Seitenfläche 26c. Die gekippte Vertiefung 34 hat einen zweiten vorbestimmten spitzen Winkel θ3 (ungefähr 20°) bezüglich der Bodenfläche der Seitenvertiefung 27 und vergrößert ihre Tiefe von der inneren Seitenfläche 26a, wo der spitze Winkel θ3 kleiner als der spitze Winkel θ2 ist. Die gekippte Vertiefung 34 verbindet sanft bzw. glatt die Seitenvertiefung 27 und das Durchgangsloch 36 miteinander. Die Seitenvertiefung 27 und die gekippte Vertiefung 34 formen einen C-förmigen Pumpendurchgang.
Wie in Fig. 2 und in Fig. 5A und 5B gezeigt ist, nimmt die Pumpeneinfassung 40 eine Aufnahmegestalt an, die eine Bodenwand 41 und eine Umfangswand 42 um die Bodenwand 41 aufweist. Eine Seitenvertiefung 43 ist entlang dem äußeren Randbereich der Bodenwand 41 ausgebildet und hat die gleiche C-förmige Gestalt wie die Seitenvertiefung 27. Die Seitenvertiefung 43 erstreckt sich von einer Anfangsseite 46 zu einer Endseite 47. Eine dritte Verbindungsvertiefung 48 ist an der äußeren Randseite der Anfangsseite 46 ausgebildet. Eine vierte Verbindungsvertiefung 49 ist an der äußeren Randseite der Endseite 45 ausgebildet. Die dritten und vierten Verbindungsvertiefungen 48 und 49 haben eine vorbestimmte Länge in Umfangsrichtung und in axialer Richtung und eine vorbestimmte Tiefe in die radiale Richtung. Die dritte Verbindungsvertiefung 48 steht in Verbindung mit der ersten Verbindungsvertiefung 31. Die vierte Verbindungsvertiefung 49 steht in Verbindung mit der zweiten Verbindungsvertiefung 32.
Eine Kraftstoffauslassöffnung (nicht gezeigt) steht mit der Endseite 47 in Verbindung, tritt durch die Pumpeneinfassung 40 parallel mit der Achse hindurch und hat eine Öffnung an einer äußeren Seitenfläche 40b. Die Kraftstoffauslassöffnung steht mit dem Pumpenraum 13 (siehe Fig. 1) in Verbindung.

(3) Laufrad

Im folgenden wird das Laufrad 50 beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Laufrad 50 scheibenförmig. Mehrere Flügel und Flügelvertiefungen 52 sind abwechselnd in Umfangsrichtung an dem äußeren Rand an einer Seite und an der anderen Seite einer Trennwand 51 ausgebildet. Ein ringförmiger Abschnitt 54 ist an der äußeren Randfläche der Trennwand 51 vorgesehen. Das Laufrad 50 ist in einem Aufnahmeraum des Pumpengehäuses 38 für eine Drehung aufgenommen. Die Flügelvertiefungen 52 stehen mit den Seitenvertiefungen 27 und 43 in Verbindung.

(Funktion und Wirkung)

Im folgenden werden die Funktion und die Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wenn eine elektrische Leistung für den Motorabschnitt 10 zugeführt wird und sich der Anker 16 dreht, dreht sich das Laufrad 50, das an dem Bodenendabschnitt 17b der Welle 17 angebracht ist, in Gegenuhrzeigerrichtung in Fig. 3A. Als Folge wird Kraftstoff durch den Kraftstoffeinlassdurchgang 33 eingezogen und zirkuliert durch die Seitenvertiefungen 27 und 43 von den Anfangsseiten 28 und 26 zu den Endseiten 29 und 47 auf eine spiralförmige Weise. Der Druck des Kraftstoffs erhöht sich entsprechend.
Der Kraftstoff strömt nämlich in die Flügelvertiefungen 53 von der inneren Randseite und strömt durch die Flügelvertiefung 53 nach außen in radiale Richtung unter einer Zentrifugalkraft, die durch die Rotation erzeugt wird. Dann kollidiert der Kraftstoff mit der äußeren Randwand bzw. der äußeren Umfangswand 42 und wird in linke und rechte Strömungen getrennt. Die linken und rechten Strömungen strömen durch die linken und rechten Seitenvertiefungen 27 und 43 einwärts in die radiale Richtung und strömen in die Flügelvertiefung 53 der Rotationsrichtung folgend. Der Kraftstoff wiederholt diesen Vorgang und der Druck des Kraftstoffs erhöht sich. Der Kraftstoff strömt in den Motorraum 13 von der Kraftstoffauslassöffnung in diesem druckbeaufschlagten Zustand und wird in eine Kraftstoffzufuhrleitung durch die Auslassöffnung 18 ausgestoßen.
Der folgende Abschnitt detailliert die Strömung des Kraftstoffs in dem Kraftstoffeinlassdurchgang 33. Der Kraftstoff strömt in die Anfangsseite 28 der Seitenvertiefung 27 durch das Durchgangsloch 36 und die gekippte Vertiefung 34. Das Durchgangsloch 36 und die gekippte Vertiefung 34 bilden einen spitzen Winkel (ungefähr 25°) bezüglich der inneren Seitenfläche 26a der Pumpenabdeckung 26, und dieser spitze Winkel ist weitaus kleiner als ein rechter Winkel. Der Kraftstoff strömt innerhalb der Flügelvertiefungen 52 mit diesem spitzen Winkel bezüglich einer Seitenfläche 50a des Laufrads 50. Dann wird der Kraftstoff durch eine Seitenfläche der Trennwand 51 geleitet bzw. geführt und strömt durch die Flügelvertiefung 52 nach außen in die radiale Richtung.
Der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 bildet einen spitzen Winkel bezüglich der Verlängerung der tangentialen Richtung an der Anfangsseite 28 und hat einen spitzen Winkel bezüglich der Leitung, die die Anfangsseite 28 und die Mitte 26b miteinander in einer Draufsicht der inneren Seitenfläche 26a der Pumpenabdeckung 26 verbindet. Der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 ist von der Mitte 26b um einen vorbestimmten Abstand getrennt bzw. beabstandet. Die abgewinkelten Richtungen des Durchgangslochs 36 und der abgewinkelten Vertiefung 34 sind nah an der Richtung der Seitenfläche 51a der Trennwand 51. Die Änderung der Richtung der Kraftstoffströmung verringert sich im Vergleich mit derjenigen der herkömmlichen Kraftstoffströmung, wenn der Kraftstoff in die Seitenvertiefung 27 strömt. Als Folge verringert sich der Druckverlust an den Anfangsseiten 28 und 46 und wird die Erzeugung eines örtlichen Unterdrucks verhindert. Die Strömungsrate des Kraftstoffs wird durch die Zentrifugalkraft erhöht, wenn der Kraftstoff durch den Kraftstoffeinlassdurchgang 33 strömt. Als Folge wird die Verringerung der Strömungsrate an der Anfangsseite 28 verhindert.

(Zweites Ausführungsbeispiel)

(Aufbau)

Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 10 beschrieben. Der erste Abschnitt beschreibt den Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels. Das zweite Ausführungsbeispiel ist hauptsächlich von dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich des Aufbaus eines Laufrads 60 und des Aufbaus einer Pumpenabdeckung 80 verschieden (insbesondere eines Kraftstoffeinlassdurchgangs 85). Die anderen Beschaffenheiten des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels sind gleich und der folgende Abschnitt beschreibt hauptsächlich die verschiedenen Teile.
Wie Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 10 zeigen, sind Flügel 62 und Flügelvertiefungen 63 abwechselnd in Umfangsrichtung an einer Seite 61a des Laufrads 60 ausgebildet. Flügel 65 und Flügelvertiefungen 66 sind in Umfangsrichtung an der anderen Seite 61b des Laufrads 60 auf die gleiche Weise ausgebildet. Als Folge wird ein Ringabschnitt 68 des äußeren Umfangs ausgebildet.
Die Flügelvertiefungen 63 sind bezüglich der Flügelvertiefungen 66 in Umfangsrichtung um einen Abstand verschoben, der der Hälfte der Teilung entspricht, mit der diese Flügel ausgebildet sind. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, sind die Flügelvertiefungen 63 und 66 so abgewinkelt, dass die innerste Seite bezüglich der Eingangsseite in Rotationsrichtung X des Laufrads 60 hinten ist. Anders gesagt ist die Eingangsseite bezüglich der innersten Seite vorn. Der Kippwinkel von vorderen Wandflächen 64a und 67a ist größer als der Kippwinkel der hinteren Wandflächen 64b und 67b. Als Folge verringern sich die Abmessungen der Flügelvertiefungen 63 und 66 in Umfangsrichtung allmählich von der Eingangsseite zu der innersten Seite an einem Schnitt, der parallel zu der Achse ist, und tritt durch eine Mitte der Flügelvertiefungen 63 und 66 in die radiale Richtung hindurch.
Des weiteren erstrecken sich die Flügelvertiefungen 63 in Richtung der entgegengesetzten Seitenfläche 61b über der Mitte des Laufrads 60 in die axiale Richtung hinaus. Auf die gleiche Weise erstrecken sich die Flügelvertiefungen 66 in Richtung der entgegengesetzten Seitenfläche 61a über die Mitte des Laufrads 60 in die axiale Richtung hinaus. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, überlappen der innerste Abschnitt der Flügelvertiefung 63 und der innerste Abschnitt der Flügelvertiefung 66 einander in axialer Richtung an einem Schnitt des Laufrads.
Wie in Fig. 6 und Fig. 10 gezeigt ist, sind Verbindungslöcher 71 so vielzellig, wie es Flügelvertiefungen 63 und 66 gibt, innerhalb der Flügelvertiefungen 63 und 66 in die radiale Richtung ausgebildet. Die individuellen Verbindungslöcher 71 treten von der ersten Seitenfläche 61a zu der zweiten Seitenfläche 61b hindurch und haben einen rechteckigen Querschnitt, der in radialer Richtung länger ist.
Flache Vertiefungen 73 und 75 sind jeweils innerhalb der Flügelvertiefungen 63 und 66 in der radialen Richtung an der ersten Seitenfläche 61a und der zweiten Seitenfläche 61b ausgebildet. Die flachen Vertiefungen 73 und 75 sind um einen Abstand, der 1/4 der Ausbildungsteilung der Flügelvertiefungen 63 und 66 entspricht, bezüglich der Flügelvertiefungen 63 und 66 in die Umfangsrichtung versetzt. Mit diesem Aufbau stehen die Flügelvertiefungen 63 an der ersten Seitenfläche 61a mit den Flügelvertiefungen 66 an der zweiten Seitenfläche 61b durch die flachen Vertiefungen 73, die Verbindungslöcher 71 und die flachen Vertiefungen 75 in Verbindung.
Wie in Fig. 8A und in Fig. 9 gezeigt ist, sind eine Seitenvertiefung 85, die sich von einer Anfangsseite 82 zu einer Endseite 83 in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt erstreckt (siehe Fig. 6), und ein Kraftstoffeinlassdurchgang 88, der sich von der Anfangsseite 82 zu einer Öffnung 87 an einer äußeren Seitenfläche 81b erstreckt, an einer inneren Seitenfläche 81a der Pumpenabdeckung 80 ausgebildet. Wie in den Fig. 6-7 gezeigt ist, ist die Länge in die radiale Richtung (die Breite) der Seitenvertiefung 85 im wesentlichen der Summe der Längen der Flügelvertiefungen 63 und 66 des Laufrads 60 in die radiale Richtung und der Länge des Verbindungslochs 71 in die radiale Richtung gleich.
Wie in Fig. 8A und 8B gezeigt ist, hat der Kraftstoffeinlassdurchgang 88 den gleichen spitzen Winkel θ1 bezüglich einer Verlängerung der tangentialen Richtung an der Anfangsseite 82 und die Linie, die die Anfangsseite 82 und die Mitte der Pumpenabdeckung 80 miteinander in der Draufsicht von der inneren Seitenfläche 81a der Pumpenabdeckung 80 verbindet, wie der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 des ersten Ausführungsbeispiels (Fig. 3A). Der Kraftstoffeinlassdurchgang 88 ist in die gleiche Richtung wie der Kraftstoffeinlassdurchgang 33 abgewinkelt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen der Anfangsseite 82 und der Öffnung 87 kürzer als derjenige in dem ersten Ausführungsbeispiel (ungefähr eine Hälfte). Wie in Fig. 8B gezeigt ist, ist folglich die Länge des Kraftstoffeinlassdurchgangs 88 kürzer als der Kraftstoffeinlassdurchgang 33.
Ein Winkel θ4 des Kraftstoffeinlassdurchgangs 88 bezüglich der inneren Seitenfläche 81a der Pumpenabdeckung 80, nämlich die Bodenfläche der Seitenvertiefung 85 an der Einlassseite, ist größer als die Kippwinkel θ2 und θ3 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Des weiteren ist eine leichte Steigung 89, die hinsichtlich des Kippwinkels kleiner als die anderen Abschnitte ist, an einer Grenze zwischen dem Kraftstoffeinlassdurchgang 88 und der Anfangsseite 82 der Seitenvertiefung 85 ausgebildet.
Die erste Verbindungsvertiefung 31 und die zweite Verbindungsvertiefung 32 (siehe Fig. 3A) in dem ersten Ausführungsbeispiel sind nicht an der äußeren Randseite der Anfangsseite 82 und der Endseite 83 der Seitenvertiefung 85 ausgebildet.
Eine Pumpeneinfassung 90 hat einen Aufbau, der demjenigen der Pumpeneinfassung 4θ des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich ist. Jedoch sind die dritte Verbindungsvertiefung 48 und die vierte Verbindungsvertiefung 49 in dem ersten Ausführungsbeispiel nicht an der äußeren Randseite einer Anfangsseite (nicht gezeigt) und einer Endseite 93 einer Seitenvertiefung ausgebildet.

(Funktion und Wirkung)

Der folgende Abschnitt beschreibt die Funktion und die Wirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Kippwinkel θ4 des Kraftstoffeinlassdurchgangs 88 an der Pumpenabdeckung 80 größer als derjenige in dem ersten Ausführungsbeispiel und ist die Länge des Kraftstoffeinlassdurchgangs 88 kürzer. Als Folge werden die Zeit und der Abstand der Kraftstoffströmung in dem Kraftstoffeinlassdurchgang 88 kürzer und verringert sich der Druckverlust entsprechend.
Ebenso erstrecken sich die Flügelvertiefungen 63 und 66 über die Mitte in die axiale Richtung und überlappen in die axiale Richtung. Als Folge wird ein wirksames Volumen zum Erhöhen des Impulses des durch die Flügelvertiefungen 63 und 66 strömenden Kraftstoffs sichergestellt und erhöht sich der Pumpenwirkungsgrad.
Des weiteren strömt ein Teil des in die Anfangsseite 82 der Seitenvertiefung 85 strömenden Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinlassdurchgang 88 der Pumpenabdeckung 80 zu der Anfangsseite der Seitenvertiefung der Pumpeneinfassung 90 durch die flache Vertiefung 73, das Verbindungsloch 71 und die flache Vertiefung 75 des Laufrads 60. Dann wird der Kraftstoff zu der Endseite 93 der Seitenvertiefung durch die Flügelvertiefung 66 des Laufrads 60 transportiert und wird druckbeaufschlagt. Der Kraftstoff strömt zu der Endseite 83 der Seitenvertiefung (Kraftstoffeinlassdurchgang) 85 durch die flache Vertiefung 75, das Verbindungsloch 71 und die flache Vertiefung 73.
Da die Verbindungslöcher 71 und die flachen Vertiefungen 73 und 75 zum Verbinden der Flügelvertiefungen 63 und 66 miteinander an dem Laufrad 60 ausgebildet sind, wird verhindert, dass der durch die Verbindungslöcher 71 strömende Kraftstoff das Laufrad 60 in die andere Richtung in die radiale Richtung dreht.

(Abgewandeltes Ausführungsbeispiel)

Im folgenden wird eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels beschrieben. Zwei konzentrische Seitenvertiefungen 101 und 103 mit einer C-förmigen Gestalt sind an einer inneren Seitenfläche einer Pumpenabdeckung 100 in einem in Fig. 11 gezeigten abgewandelten Ausführungsbeispiel gezeigt. Eine Anfangsseite 102 der inneren Seitenvertiefung 101 und eine Anfangsseite 104 der äußeren Seitenvertiefung 103 stehen mit einem Kraftstoffeinlassdurchgang 105 in Verbindung. Der Kraftstoffeinlassdurchgang 105 biegt sich um einen vorbestimmten spitzen Winkel bezüglich der Tangente an der Anfangsseite 102 der inneren Seitenvertiefung 101 und erstreckt sich in Richtung der Mitte 100b der Pumpenabdeckung 100.
Die Endseite 106 der inneren Seitenvertiefung 101 und die Endseite 107 der äußeren Seitenvertiefung 103 stehen jeweils mit einer (nicht gezeigten) Kraftstoffauslassöffnung in Verbindung.
Zwei Seitenvertiefungen sind an einer (nicht gezeigten) Pumpeneinfassung ausgebildet. Flügel und Flügelvertiefungen an einer inneren Randseite und Flügel und Flügelvertiefungen an einer äußeren Randseite sind an einem (nicht gezeigten) Laufrad ausgebildet.
In diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel strömt der Kraftstoff in die Anfangsseite 102 der inneren Seitenvertiefung 101 und die Anfangsseite 104 der äußeren Seitenvertiefung 103 durch den Kraftstoffeinlassdurchgang 105, der einen kleinen spitzen Winkel bezüglich einer inneren Seitenfläche 100a der Pumpenabdeckung 100 hat. Dann strömt der Kraftstoff in die Flügelvertiefungen mit diesem Winkel bezüglich einer Fläche an einer Seite des Laufrads 50 (siehe Fig. 2).
In diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel steht der Kraftstoffeinlassdurchgang 105 sowohl mit der Anfangsseite 102 der inneren Seitenvertiefung 101 und der Anfangsseite 104 der äußeren Seitenvertiefung 103 insbesondere dadurch geteilt in Verbindung. Da die zwei Seitenvertiefungen 101 und 103 für außen und innen an der Pumpenabdeckung 100 ausgebildet sind, erhöht sich der Pumpenwirkungsgrad.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist mit den Turbinenkraftstoffpumpen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels der von dem Kraftstoffeinlassdurchgang zu der Anfangsseite strömende Kraftstoff nicht senkrecht zu der Drehrichtung des Laufrads und ist nicht senkrecht zu der Kraftstoffströmungsrichtung in den Flügelvertiefungen an der Einlassöffnungsseite. Als Folge wird die Verringerung der Strömungsrate klein, wenn der Kraftstoff vereinigt wird, und wird der Druckverlust an der Anfangsseite verhindert. Folglich wird ein örtlicher Unterdruck nicht erzeugt. Somit werden Wirkungen, so dass sich der Pumpenwirkungsgrad und die Hochtemperaturleistungsfähigkeit erhöht, vorgesehen. Außerdem erhöht sich die Strömungsrate des Kraftstoffs in dem Kraftstoffeinlassdurchgang aufgrund der Zentrifugalkraft und vereinigt sich gleichzeitig der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinlassdurchgang sanft mit dem Kraftstoff in den Flügelvertiefungen an der Einlassseite.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und somit sollen Abwandlungen, die nicht von dem Grundgedanken der Erfindung abweichen, innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung von dem Anwendungsbereich der Erfindung zu betrachten.
Die Turbinenkraftstoffpumpe für eine sanfte Kraftstoffströmung in dem Kraftstoffeinlassdurchgang 33, die den Druckverlust an der Anfangsseite 28 des Pumpenströmungsdurchgangs zum Verhindern der Erzeugung eines örtlichen Unterdrucks verhindert, wodurch der Pumpenwirkungsgrad erhöht wird, ist offenbart. Die Turbinenkraftstoffpumpe hat das Laufrad 50 mit Flügeln 62 und Flügelvertiefungen 63 und das Pumpengehäuse 38, dass das erste Gehäuse 26 und das zweite Gehäuse 40 zum drehbaren Aufnehmen des Laufrads 50 aufweist. Das erste Gehäuse 26 hat die C-förmige Seitenvertiefung 27, den Kraftstoffeinlassdurchgang 33, der sich an der Anfangsseite der Seitenvertiefung in Richtung der Mitte des ersten Gehäuses 26 biegt, und die Öffnung an der äußeren Seitenfläche. Das zweite Gehäuse 40 hat die C-förmige Seitenvertiefung und die Kraftstoffauslassöffnung, die mit der Endseite 47 der Seitenvertiefung 43 in Verbindung steht.

Claims

1. Turbinenkraftstoffpumpe mit:
einem scheibenförmigen Laufrad (50), das mit mehreren Flügeln (62, 65) und mehreren Flügelvertiefungen (63, 66) versehen ist, die abwechselnd in eine Umfangsrichtung an einer ersten Fläche (61a) und an einer zweiten Fläche (61b) an einem äußeren Rand des Laufrads (50) ausgebildet sind; und
einem Pumpengehäuse (38) zum Aufnehmen des Laufrads (50) für ein Drehen, wobei das Pumpengehäuse (38) folgendes aufweist:
ein scheibenförmiges erstes Gehäuse (26), das an der ersten Seite des Laufrads (50) vorgesehen ist, wobei das erste Gehäuse (26) folgendes aufweist:
eine Seitenvertiefung (27) an einer Einlassseite, die an einer inneren Seitenfläche (26a) ausgebildet ist und sich von einer Anfangsseite (28) zu einer Endseite (29) in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt erstreckt;
einen Kraftstoffeinlassdurchgang (33), der sich von der Anfangsseite (28) der Seitenvertiefung (27) an der Einlassseite in Richtung einer Innenseite in einer radialen Richtung und gleichzeitig in Richtung der Endseite (29) erstreckt und eine Öffnung an einer äußeren Seitenfläche (26c) hat;
ein scheibenförmiges zweites Gehäuse (40), das an der zweiten Seite des Laufrads (50) vorgesehen ist, wobei das zweite Gehäuse (40) folgendes aufweist:
eine Seitenvertiefung (43) an einer Auslassseite (40b), die an einer inneren Seitenfläche ausgebildet ist und sich von eine Anfangsseite (46) zu einer Endseite (47) in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt erstreckt; und
eine Kraftstoffauslassöffnung, die mit der Endseite (47) der Seitenvertiefung (43) an einer Auslassseite in Verbindung steht, wobei sich das Laufrad (50) zum Erhöhen eines Drucks eines Kraftstoffs dreht, während der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinlassdurchgang (33) gezogen wird, zu der Kraftstoffauslassöffnung transportiert wird.

2. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlassdurchgang (33) sich linear bzw. geradlinig erstreckt.

3. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlassdurchgang (33) bezüglich einer Tangente der Anfangsseite (28) abgewinkelt ist.

4. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlassdurchgang (33) bezüglich einer Bodenfläche der Seitenvertiefung (27) an der Einlassseite in eine axiale Richtung der Turbinenkraftstoffpumpe abgewinkelt ist.

5. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Kraftstoffeinlassdurchgangs (33) zweimal bis viermal einer Dicke des ersten Gehäuses (38) entspricht.

6. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlassdurchgang (33) eine abgewinkelte Vertiefung (34), die bezüglich der Bodenfläche der Seitenvertiefung an der Einlassseite abgewinkelt ist, deren Tiefe sich allmählich vergrößert, ein Durchgangsloch (36), das bezüglich der abgewinkelten Vertiefung (34) abgewinkelt ist, und eine Öffnung an der äußeren Seitenfläche (26c) des ersten Gehäuses (38) hat.

7. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grenze zwischen dem Kraftstoffeinlassdurchgang (33) und der Seitenvertiefung (27) an der Einlassseite abgerundet ist.

8. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenvertiefung (27) an der Einlassseite eine innere Seitenvertiefung und eine äußere Seitenvertiefung hat, die konzentrisch ausgebildet sind, und wobei eine Anfangsseite (28) der inneren Seitenvertiefung (27) und eine Anfangsseite (28) der äußeren Seitenvertiefung in dem Kraftstoffeinlassdurchgang (33) ausgebildet sind.

9. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (50) mehrere Verbindungslöcher (71) aufweist, die von der ersten Fläche (61a) zu der zweiten Fläche (61b) innerhalb der mehreren Flügel (62, 65) und der mehreren Flügelvertiefungen (63, 66) in die radiale Richtung an der ersten Fläche (61a) und an der zweiten Fläche (61b) hindurchtreten.

10. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Verbindungsabschnitt (31) an einer äußeren Randseite der Anfangsseite (28) der Seitenvertiefung (27) an der Einlassseite ausgebildet ist, ein zweiter Verbindungsabschnitt (32) an einer äußeren Randseite der Endseite (29) der Seitenvertiefung (27) an der Einlassseite ausgebildet ist, ein dritter Verbindungsabschnitt (48) an einer äußeren Randseite der Anfangsseite (46) der Seitenvertiefung (43) an der Auslassseite ausgebildet ist, ein vierter Verbindungsabschnitt (49) an einer äußeren Randseite der Endseite (47) der Seitenvertiefung (43) an der Auslassseite ausgebildet ist, wobei der erste Verbindungsabschnitt (31) in Verbindung mit dem dritten Verbindungsabschnitt (48) steht und der zweite Verbindungsabschnitt (32) mit dem vierten Verbindungsabschnitt (49) in Verbindung steht.

11. Turbinenkraftstoffpumpe mit:
einem scheibenförmigen Laufrad (60), das mit mehreren Flügeln (62, 65) und mehreren Flügelvertiefungen (63, 66) versehen ist, die abwechselnd in Umfangsrichtung an einer ersten Fläche (61a) und an einer zweiten Fläche (61b) um einen äußeren Rand ausgebildet sind; und
einem Pumpengehäuse (38) zum Aufnehmen des Laufrads (60), wobei das Pumpengehäuse (38) folgendes aufweist:
ein scheibenförmiges erstes Gehäuse (80), das an einer ersten Seite des Laufrads (60) vorgesehen ist, wobei das erste Gehäuse (80) eine Seitenvertiefung (85) an einer Einlassseite aufweist, die an einer inneren Seitenfläche (81a) ausgebildet ist und sich von einer Anfangsseite (82) zu einer Endseite in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt erstreckt, und einen Kraftstoffeinlassdurchgang (88), der sich von einer Anfangsseite (82) der Seitenvertiefung (85) an der Einlassseite zu einer Öffnung an einer äußeren Seitenfläche (81b) erstreckt, wobei die Öffnung an der Innenseite der Anfangsseite 182) in einer radialen Richtung und gleichzeitig an einer Seite nah an der Endseite in der Umfangsrichtung positioniert ist, und
einem scheibenförmigen zweiten Gehäuse (90), das an einer zweiten Seite (61b) des Laufrads (60) vorgesehen ist, wobei das zweite Gehäuse (90) eine Seitenvertiefung an einer Auslassseite in einer im wesentlichen C-förmigen Gestalt, die an einer inneren Seitenfläche (81a) ausgebildet ist, und eine Kraftstoffauslassöffnung (87) hat, die mit einer Endseite der Seitenvertiefung an der Auslassseite in Verbindung steht, wobei das Laufrad (60) sich zum Erhöhen eines Drucks eines Kraftstoffs dreht, während der von dem Kraftstoffeinlassdurchgang (88) gezogene Kraftstoff zu der Kraftstoffauslassöffnung (87) transportiert wird.

12. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlassdurchgang (88) sich linear bzw. geradlinig zwischen der Anfangsseite (82) der Seitenvertiefung (85) an der Einlassseite und der Öffnung (87) an der äußeren Seitenfläche (81b) erstreckt.

13. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlassdurchgang (88) bezüglich einer Tangente (t) der Anfangsseite in einer Draufsicht der inneren Seitenfläche (81a) des ersten Gehäuses (80) abgewinkelt ist.

14. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinlassdurchgang (88) bezüglich einer Bodenfläche der Seitenvertiefung (85) an der Einlassseite in eine axiale Richtung der Turbinenkraftstoffpumpe abgewinkelt ist.

15. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Einlassdurchgangs (88) zweimal bis viermal einer Dicke des ersten Gehäuses (80) entspricht.

16. Turbinenkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Einlassdurchgangs (88) zweimal bis viermal einer Dicke des ersten Gehäuses (80) entspricht.