EP1378670A2 - Saugstrahlpumpe - Google Patents

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EP1378670A2
EP1378670A2 EP03013789A EP03013789A EP1378670A2 EP 1378670 A2 EP1378670 A2 EP 1378670A2 EP 03013789 A EP03013789 A EP 03013789A EP 03013789 A EP03013789 A EP 03013789A EP 1378670 A2 EP1378670 A2 EP 1378670A2
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jet pump
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EP03013789A
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Uwe Engels
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TI Automotive Neuss GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/02—Feeding by means of suction apparatus, e.g. by air flow through carburettors
    • F02M37/025—Feeding by means of a liquid fuel-driven jet pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/02—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid
    • F04F5/10—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid displacing liquids, e.g. containing solids, or liquids and elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46—Arrangements of nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04F5/46—Arrangements of nozzles
    • F04F5/464—Arrangements of nozzles with inversion of the direction of flow

Definitions

  • the invention relates to a suction jet pump, in particular for the delivery of fuel to a fuel delivery unit of an internal combustion engine or into one Storage pot of a fuel storage container, the suction jet pump being a housing with an intake line connection, a connecting piece for a propellant line, a jet nozzle and one connected to the housing Mixing tube with a diffuser.
  • suction jet pumps in fuel tanks of internal combustion engines are generally known. They are used to get fuel from deeper or lower more distant regions of a fuel tank to the fuel delivery unit or to deliver to a storage pot or to get fuel from a saddle tank half to promote others. To do this, fuel flows through a fuel line to one Driving jet nozzle from which the fuel exits under pressure into a mixing chamber. There, the propellant jet creates a vacuum, causing fuel to flow through an intake pipe is sucked in and promoted. In addition, the driving beam also transmits kinetic Energy in the mixing tube and in the adjoining diffuser on the suctioned Quantity.
  • suction jet pumps are in the most known designs in the field the bottom of the fuel tank, below the reserve fuel level in the fuel tank, so that the mixing chamber and intake pipe and the mixing tube are continuously flooded and never propel the jet against air must, but can always deliver against fuel. Because with this type of suction jet pump long drive volume and long total volume lines and mostly an additional holder is also required if the suction point is far from the Propellant pressure source and the storage pot is removed, such suction jet pumps then relatively complex and expensive.
  • the mixing tube with the subsequent one Diffuser opens into a basin, which essentially the mixing tube and the diffuser surrounds, but is spaced from them and which has an overflow, the geodetically above an end of the Diffuser is arranged.
  • the fuel runs over the overflow after a short time of the pelvis, falls to the bottom of the storage pot, where there is the fuel pump is available and then partly serves again as a propellant. Since the in that Fuel flowing after a short time the end of the mixing tube or Closes diffuser, the gas flows back into a mixing chamber Pump completely prevented, so that a high vacuum is generated in the suction line becomes.
  • the suction line is gas-free after a short time and with the suctioned Fuel filled so that fuel is now delivered in sufficient quantities can.
  • the amount of fuel available for restarting enlarged by introducing the small pelvis, since only in the pelvis the Fuel is drawn to the level below the diffuser, the fuel level when switching off the fuel delivery unit in the storage pot, however, not up to the diffuser end only sinks to the overflow edge of the basin.
  • the required overflow basin can either be in one piece with a lid be formed of the storage pot or in one piece with the storage pot itself be trained. Both embodiments result in additional assembly effort and prevents the need to manufacture additional components, thereby again costs can be saved.
  • the propellant line is usually the Pump housing and the mixing tube arranged on a common central axis.
  • the propellant jet flows through the Propulsion jet nozzle at an angle to and against a central axis of the housing a wall of the mixing tube, which means the gas entrainment and thus the ability to deliver against air is improved again.
  • Figure 1 shows a side view of an inventive suction jet pump with vertical jet in a sectional view.
  • Figure 2 shows a side view of a suction jet pump according to the invention with a driving jet inclined at an angle to the vertical axis Presentation.
  • the suction jet pump according to the invention shown in Figure 1 consists of a Propellant flow line 1 at its end located in the direction of flow
  • Driving jet nozzle opening 2 is an aperture-like opening with a small Ratio of aperture length to aperture diameter l / d through which the blowing agent is pressed.
  • a driving jet nozzle inlet 3 is conical here in the direction of flow Constriction 3 of the propellant line 1 is formed.
  • the jet nozzle inlet 3 can also omitted, that is, the jet nozzle opening 2 can immediately in one the level 1 connecting the propellant flow line perpendicular to a central axis M are located.
  • the propellant line 1 is in one piece with a housing 4 which closes Cover 5 formed, which is welded onto the housing 4 or is glued and this closes fluid-tight.
  • the housing 4 of the suction jet pump contains a mixing chamber 6, a suction line 7 and a mixing tube 8.
  • Die Propellant line 1, the housing 4 or the mixing chamber 6 and the mixing tube 8 and the jet nozzle opening 2 are essentially in this embodiment arranged symmetrically to their common central axis M: below the Propulsion jet nozzle 2 tapers the cross section of the mixing chamber 6 to the Diameter of the mixing tube 8, the inlet end 9 is attached here.
  • On one Outflow end 10 of the mixing tube 8 is followed by an expanding section which Diffuser 11.
  • the suction line 7 is arranged perpendicular to the central axis M and breaks through a wall of the housing 4 in an area below the cover 5 and above the taper of the mixing chamber 6 and is therefore essentially short arranged above the jet nozzle opening 2.
  • the diffuser 11 opens into one Basin 12, which from the mixing tube 8 and the adjoining diffuser 11th is spaced and surrounds them in their lower and side areas.
  • the Bekken 12 has an overflow 13, which is above the outlet end of the diffuser 11 is arranged.
  • This overflow basin 12 is in one piece with a storage pot lid 14 of a storage pot 15 can also be formed in one piece with the Storage pot 15 itself can be formed, but can also be an additional component on Housing 4 be connected.

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Abstract

Übliche Saugstrahlpumpen haben das Problem eines geringen Wirkungsgrades oder sind kompliziert aufgebaut und dadurch in ihrer Herstellung schwierig. Daher beschreibt diese Erfindung eine einfach aufgebaute Saugstrahlpumpe, die kostengünstig herzustellen ist und einen hohen Wirkungsgrad besitzt, was durch die einfache Anordnung eines Überlaufbeckens unterhalb des Mischrohres erreicht wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugstrahlpumpe, insbesondere zur Förderung von Kraftstoff zu einer Kraftstoffördereinheit einer Verbrennungskraftmaschine oder in einen Speichertopf eines Kraftstoffvorratsbehälters, wobei die Saugstrahlpumpe ein Gehäuse mit einem Ansaugleitungsanschluß, einen Anschlußstutzen für eine Treibmengenleitung, eine Treibstrahldüse und ein an das Gehäuse anschließendes Mischrohr mit einem Diffusor aufweist.
Solche Saugstrahlpumpen in Kraftstoffvorratsbehältern von Verbrennungskraftmaschinen sind allgemein bekannt. Sie werden eingesetzt, um Kraftstoff aus tiefer oder entfernter gelegenen Regionen eines Kraftstoffbehälters zur Kraftstoffördereinheit oder zu einem Speichertopf zu fördern oder um Kraftstoff von einer Satteltankhälfte zur anderen zu fördern. Dazu strömt Kraftstoff durch eine Treibmengenleitung zu einer Treibstrahldüse, aus der der Kraftstoff unter Druck in eine Mischkammer austritt. Dort erzeugt der Treibstrahl einen Unterdruck, wodurch Kraftstoff durch eine Ansaugleitung angesaugt und gefördert wird. Zusätzlich überträgt der Treibstrahl noch kinetische Energie im Mischrohr und im daran anschließenden Diffusor auf die angesaugte Menge.
Solche Saugstrahlpumpen sind in den meisten bekannten Ausführungen im Bereich des Bodens des Kraftstoffbehälters angeordnet, unterhalb des Reserve-Kraftstoffniveaus im Kraftstoffvorratsbehälter, damit Mischkammer, Ansaugleitung und Mischrohr dauernd geflutet sind und der Treibstrahl nie gegen Luft anfördern muß, sondern immer gegen Kraftstoff anfördern kann. Weil bei dieser Saugstrahlpumpenbauart lange Treibmengen- und lange Gesamtmengenleitungen und zumeist auch noch ein zusätzlicher Halter erforderlich ist, wenn die Ansaugstelle weit von der Treibdruckquelle und dem Speichertopf entfernt ist, sind derartige Saugstrahlpumpen dann relativ aufwendig und teuer.
In der DE 198 55 433 wird eine Saugstrahlpumpe beschrieben bei der ein Treibstrahl derart ausgebildet ist, daß er den dort Diffusor genannten Mischkammeraustritt über seinen gesamten Umfang verschließt wodurch ein schneller Flüssigkeitsverschluß im Bereich der Mischkammer hergestellt wird, was zu einem hohen Unterdruck führt. Diese Ausführungsform besitzt jedoch den Nachteil, daß eine sehr genaue Abstimmung von Mischkammeraustritt und Treibstrahldüse notwendig ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Die komplizierte Form der Treibstrahldüse erfordert des weiteren einen hohen fertigungstechnischen Aufwand und birgt dementsprechend hohe Herstellkosten.
Daher ist es Aufgabe dieser Erfindung, eine Saugstrahlpumpe zu schaffen, die einen hohen Unterdruck erzeugt, gegen Luft anfördern kann und gleichzeitig einfach und kostengünstig herzustellen ist und eine geringe Fehleranfälligkeit besitzt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Mischrohr mit dem anschließenden Diffusor in ein Becken mündet, welches das Mischrohr und den Diffusor im wesentlichen umgibt, jedoch von diesen beabstandet ist und welches einen Überlauf aufweist, der geodätisch oberhalb eines in Strömungsrichtung gelagerten Endes des Diffusors angeordnet ist.
Der Treibstrahl reißt Kraftstoff oder Gas über den Ansaugleitungsanschluß aus der Ansaugleitung über das Mischrohr und den Diffusor in das Becken, von dessen Oberfläche das Gas entweicht. Der Kraftstoff läuft nach kurzer Zeit über den Überlauf des Beckens, fällt auf den Boden des Speichertopfes, wo es der Kraftstoffpumpe zur Verfügung steht und dient dann zum Teil erneut als Treibmenge. Da der in das Becken strömende Kraftstoff nach kurzer Zeit das Ende des Mischrohres bzw. des Diffusors verschließt, wird ein Rückströmen des Gases in eine Mischkammer der Pumpe vollständig verhindert, so daß in der Ansaugleitung ein hoher Unterdruck erzeugt wird. Die Ansaugleitung ist nach kurzer Zeit gasfrei und mit angesaugtem Kraftstoff gefüllt, so daß nun Kraftstoff in ausreichenden Mengen gefördert werden kann. Bei einer Erstbefüllung mit einer kleinen Menge Kraftstoff wird das Becken zunächst in kürzester Zeit mit Kraftstoff aus der Treibmengenleitung gefüllt. Ist dies geschehen, kann auf übliche Weise die Kraftstofförderung wie oben beschrieben stattfinden. Somit wird bei geringem technischem Aufwand und gleichzeitiger Minimierung der Kosten eine Förderung des Kraftstoffes unter allen Betriebsbedingungen mit einem hohen entstehenden Unterdruck und somit einem guten Wirkungsgrad der Saugstrahlpumpe sichergestellt und auch ein Anfördern von Kraftstoff gegen Luft ermöglicht.
Desweiteren wird die für den Wiederstart zur Verfügung stehende Kraftstoffmenge durch das Einbringen des kleinen Beckens vergrößert, da lediglich im Becken der Kraftstoff auf das Niveau unterhalb des Diffusors abgesaugt wird, das Kraftstoffniveau bei Abschalten der Kraftstofffördereinheit im Speichertopf jedoch nicht bis auf das Diffusorende sondern nur bis zur Überlaufkante des Beckens sinkt.
Das erforderliche Überlaufbecken kann dabei entweder einstückig mit einem Deckel des Speichertopfes ausgebildet sein oder einstückig mit dem Speichertopf selbst ausgebildet sein. Durch beide Ausführungsformen wird zusätzlicher Montageaufwand und eine notwendige Herstellung zusätzlicher Bauteile verhindert, wodurch wiederum Kosten eingespart werden können.
Üblicherweise sind bei solchen Saugstrahlpumpen die Treibmengenleitung, das Pumpengehäuse und das Mischrohr auf einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform strömt der Treibstrahl jedoch durch die Treibstrahldüse unter einem Winkel zu einer Mittelachse des Gehäuses und gegen eine Wandung des Mischrohres, wodurch die Gasmitnahme und somit die Anförderfähigkeit gegen Luft noch einmal verbessert wird.
Durch diese Maßnahmen wird auf einfache Art und Weise der Wirkungsgrad der Pumpe verbessert und Herstell-und Montagekosten minimiert.
Zwei erfindungsgemäße Ausführungsformen einer solchen Saugstrahlpumpe sind in den beiden Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer endungsgemäßen Saugstrahlpumpe mit senkrechtem Treibstrahl in geschnittener Darstellung.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe mit einem unter einem Winkel zur senkrechten Achse geneigten Treibstrahl in geschnittener Darstellung.
Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe besteht aus einer Treibmengenleitung 1 an deren in Strömungsrichtung gelegenem Ende sich eine Treibstrahldüsenöffnung 2 befindet, eine blendenartige Öffnung mit einem kleinen Verhältnis der Blendenlänge zum Blendendurchmesser l/d, durch die das Treibmittel gepreßt wird. Ein Treibstrahldüseneinlauf 3 ist hier in Strömungsrichtung als kegelförmige Verengung 3 der Treibmengenleitung 1 ausgebildet. Um die Blendenartigkeit der Treibstrahldüsenöffnung 2 zu betonen, kann der Treibstrahldüseneinlauf 3 auch entfallen, das heißt die Treibstrahidüsenöffnung 2 kann sich in einer unmittelbar an die Treibmengenleitung 1 anschließenden Ebene senkrecht zu einer Mittelachse M befinden. Die Treibmengenleitung 1 ist einstückig mit einem ein Gehäuse 4 verschließenden Deckel 5 ausgebildet, welcher auf das Gehäuse 4 aufgeschweißt oder verklebt wird und dieses fluiddicht verschließt. Das Gehäuse 4 der Saugstrahlpumpe beinhaltet eine Mischkammer 6, eine Ansaugleitung 7 sowie ein Mischrohr 8. Die Treibmengenleitung 1, das Gehäuse 4 bzw. die Mischkammer 6 und das Mischrohr 8 sowie die Treibstrahldüsenöffnung 2 sind in dieser Ausführung im wesentlichen symmetrisch zu ihrer gemeinsamen Mittelachse M angeordnet: Unterhalb der Treibstrahldüse 2 verjüngt sich der Querschnitt der Mischkammer 6 bis auf den Durchmesser des Mischrohres 8, dessen Einlaufende 9 hier angesetzt ist. An einem Auslaufende 10 des Mischrohres 8 schließt sich ein erweiternder Abschnitt an, der Diffusor 11. Die Ansaugleitung 7 ist senkrecht zur Mittelachse M angeordnet und durchbricht eine Wand des Gehäuses 4 in einem Bereich unterhalb des Deckels 5 und oberhalb der Verjüngung der Mischkammer 6 und ist somit im wesentlichen kurz oberhalb der Treibstrahldüsenöffnung 2 angeordnet. Der Diffusor 11 mündet in ein Becken 12, welches vom Mischrohr 8 und dem daran anschließenden Diffusor 11 beabstandet ist und sie in ihren unteren und seitlichen Bereichen umgibt. Das Bekken 12 weist einen Überlauf 13 auf, der oberhalb des Auslaufendes des Diffusors 11 angeordnet ist. Dieses Überlaufbecken 12 ist einstückig mit einem Speichertopfdekkel 14 eines Speichertopfes 15 ausgebildet kann jedoch auch einstückig mit dem Speichertopf 15 selbst ausgebildet sein, kann aber auch als zusätzliches Bauteil am Gehäuse 4 angebunden sein.
Bei Start einer Systemdruckpumpe strömt nun also Kraftstoff über die Treibmengenleitung 1 durch die Treibstrahldüse 2, so daß Gas aus der Ansaugleitung 7, dem Diffusor 11, dem Mischrohr 8 und der Mischkammer 6 mitgerissen wird. Die Treibmenge strömt in das Überlaufbecken 12, welches sich in kurzer Zeit füllt, wodurch das Auslaufende des Diffusors 11 verschlossen wird. Durch diesen Verschluß kann jetzt kein Gas mehr durch das Mischrohr 8 zurück in das Gehäuse 5 der Saugstrahlpumpe strömen, sondern es entweicht von der Beckenoberfläche in den Kraftstoffbehälter, so daß ein hoher Unterdruck im Gehäuse 5 und der Ansaugleitung 7 entsteht. Auf diese Art und Weise werden das Gehäuse 5 und die Ansaugleitung 7 vom Gas befreit. Der Kraftstoff, der über den Überlauf 13 des Beckens 12 strömt, fällt in den Speichertopf 15 und kann wieder als Treibmenge dienen. Durch den steigenden Unterdruck im Gehäuse 5 kann jetzt zusätzlicher Kraftstoff, die Fangmenge, aus dem Vorratsbehälter durch die Ansaugleitung 7 zur höhergelegen Mischkammer 6 gefördert werden.
In Figur 2 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der weder das Mischrohr 8 noch die Treibmengenleitung 1 koaxial zur Gehäusemittelachse M, sondern jeweils parallel verschoben zur Mittelachse M des Gehäuses 5 angeordnet, allerdings in entgegengesetzte Richtungen in der Weise, daß der Treibstrahl aus der Treibstrahldüse 2 unter einem deutlichen Winkel zur Mittelachse M direkt gegen eine innere Wandung 16 des Mischrohres 8 prallt. Dazu ist die Düsenöffnung 2 der Saugstrahlpumpe nicht koaxial zur Treibmengenleitung 1, sondern seitlich im Bereich des kegelförmigen Treibstrahldüseneinlaufs 3 und senkrecht zu dessen Mantelfläche angeordnet. Durch eine solche Anordnung wird die Gasmitnahme des Treibstrahls zusätzlich verbessert.
Mit diesen erfindungsgemäßen Ausführungen liegen Konstruktionen vor, die auf einfache Weise die Wirkung einer Saugstrahlpumpe verbessern und gleichzeitig Herstellungskosten und Montageaufwand minimieren.
Veränderungen bezüglich der Ausführungsformen des Gehäuses, des Mischrohres oder der Treibstrahldüse bzw. die Art der Verbindung der einzelnen Bauteile der Saugstrahlpumpe haben keine Auswirkung auf den Schutzbereich der Erfindung.

Claims (4)

  1. Saugstrahlpumpe, insbesondere zur Förderung von Kraftstoff zu einer Kraftstoffördereinheit einer Verbrennungskraftmaschine oder in einen Speichertopf eines Kraftstoffvorratsbehälters, wobei die Saugstrahlpumpe ein Gehäuse mit einem Ansaugleitungsanschluß, einen Anschlußstutzen für eine Treibmengenleitung, eine Treibstrahldüse und ein an das Gehäuse anschließendes Mischrohr mit einem Diffusor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (8) mit dem anschließenden Diffusor (11) in ein Becken (12) mündet, welches das Mischrohr (8) und den Diffusor (11) im wesentlichen umgibt, jedoch von diesen beabstandet ist und welches einen Überlauf (13) aufweist, der geodätisch oberhalb eines in Strömungsrichtung gelagerten Auslaufendes des Diffusors (11) angeordnet ist.
  2. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bekken (12) einstückig mit einem Deckel (14) des Speichertopfes (15) ausgebildet ist.
  3. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bekken (12) einstückig mit dem Speichertopf (15) ausgebildet ist.
  4. Saugstrahlpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstrahl durch die Treibstrahldüsenöffnüng (2) unter einem Winkel zu einer Mittelachse (M) des Gehäuses (5) und gegen eine Wandung (16) des Mischrohres (8) strömt.
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