JP2002130173A - タービン式燃料ポンプ - Google Patents
タービン式燃料ポンプInfo
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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
- F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
- F02M37/048—Arrangements for driving regenerative pumps, i.e. side-channel pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/188—Rotors specially for regenerative pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
- F04D5/002—Regenerative pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 改良したインペラを有するタービン式燃料
ポンプを提供する。 【解決手段】 タービン式ポンプが円形インペラを有す
る。一対の基本的に分離した燃料ポンプチャネルの各々
が、該インペラのボディの軸方向の両面の各面に隣接す
る。円周方向に離間した複数のベーンが設けられ、該ベ
ーンは該インペラボディの該各面に、該インペラボディ
の縁から延びている。該各面の該ベーンは該燃料ポンプ
チャネルの対応する一つに延びている。各該ベーンは該
インペラボディから略径方向に延びる基部と該基部から
延びる弓形先端部とを有し、該先端部は該インペラの回
転方向に該基部につながるように方向づけられている。
ポンプを提供する。 【解決手段】 タービン式ポンプが円形インペラを有す
る。一対の基本的に分離した燃料ポンプチャネルの各々
が、該インペラのボディの軸方向の両面の各面に隣接す
る。円周方向に離間した複数のベーンが設けられ、該ベ
ーンは該インペラボディの該各面に、該インペラボディ
の縁から延びている。該各面の該ベーンは該燃料ポンプ
チャネルの対応する一つに延びている。各該ベーンは該
インペラボディから略径方向に延びる基部と該基部から
延びる弓形先端部とを有し、該先端部は該インペラの回
転方向に該基部につながるように方向づけられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般的に燃料ポ
ンプに関し、より詳しくは、タービン式燃料ポンプに関
する。
ンプに関し、より詳しくは、タービン式燃料ポンプに関
する。
【０００２】
【従来の技術】発明の背景 電気モータ式燃料ポンプは広く使用され、自動車の用途
等でエンジンへ要求燃料量を供給する。これらのポンプ
は、燃料供給タンク内に直接搭載されて、そのポンプの
入口を通って周囲タンクから液体燃料を引いて、その出
口から加圧した燃料を送出する。電気モータはハウジン
グ内の固定子内で回転するように搭載されたロータを有
し、軸回りにそのロータを駆動する電源に接続される。
このポンプでは、インペラがロータと共に回転するよう
にロータに連結され、インペラの周縁に円周方向にベー
ン列を有する。この形式のタービン燃料ポンプが米国特
許第５，２５７，９１６号に図示されている。
等でエンジンへ要求燃料量を供給する。これらのポンプ
は、燃料供給タンク内に直接搭載されて、そのポンプの
入口を通って周囲タンクから液体燃料を引いて、その出
口から加圧した燃料を送出する。電気モータはハウジン
グ内の固定子内で回転するように搭載されたロータを有
し、軸回りにそのロータを駆動する電源に接続される。
このポンプでは、インペラがロータと共に回転するよう
にロータに連結され、インペラの周縁に円周方向にベー
ン列を有する。この形式のタービン燃料ポンプが米国特
許第５，２５７，９１６号に図示されている。
【０００３】従来の燃料ポンプインペラは、概して平ら
で直線的であり、径方向外側に延びる複数のベーンを有
する。別のインペラベーンも、平らで直線的でインペラ
半径方向に一致して延びている。それらの燃料ポンプ
は、約２０〜３０％の効率であり、４５〜５０％の効率
である電気モータと組み合わされると、その電気モータ
式燃料ポンプの全体効率は、１０％〜１５％である。こ
のように、これらの燃料ポンプのデザインと構造を改良
して効率を増加させる必要は続いている。
で直線的であり、径方向外側に延びる複数のベーンを有
する。別のインペラベーンも、平らで直線的でインペラ
半径方向に一致して延びている。それらの燃料ポンプ
は、約２０〜３０％の効率であり、４５〜５０％の効率
である電気モータと組み合わされると、その電気モータ
式燃料ポンプの全体効率は、１０％〜１５％である。こ
のように、これらの燃料ポンプのデザインと構造を改良
して効率を増加させる必要は続いている。
【０００４】米国特許第５，６４２，９８１号公報は、
インペラとそのインペラに対する種々の形状・構造のベ
ーンとを有する開チャネル燃料ポンプを開示している。
その公報に図示されているように、ベーンは、インペラ
のボディから径方向に、ベーンの全長の約８０％に渡っ
て延びる基部と、その基部から延びる先端部とを有す
る。その先端部は、曲線または弓形であり、その基部か
らインペラの回転方向に曲がっている。その開チャネル
ポンプのデザインでは、インペラの相対する面の各々に
形成されたベーン間のポケットを互いに連通する。
インペラとそのインペラに対する種々の形状・構造のベ
ーンとを有する開チャネル燃料ポンプを開示している。
その公報に図示されているように、ベーンは、インペラ
のボディから径方向に、ベーンの全長の約８０％に渡っ
て延びる基部と、その基部から延びる先端部とを有す
る。その先端部は、曲線または弓形であり、その基部か
らインペラの回転方向に曲がっている。その開チャネル
ポンプのデザインでは、インペラの相対する面の各々に
形成されたベーン間のポケットを互いに連通する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的の一つ
は、タービン式燃料ポンプ用の改良したインペラを提供
することであり、それにより、燃料ポンプの効率を改善
し、インペラの外縁付近にインペラの両側に形成された
一対のポンプチャネルを通る燃料の循環を改善して、燃
料ポンプの効率を向上することである。
は、タービン式燃料ポンプ用の改良したインペラを提供
することであり、それにより、燃料ポンプの効率を改善
し、インペラの外縁付近にインペラの両側に形成された
一対のポンプチャネルを通る燃料の循環を改善して、燃
料ポンプの効率を向上することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明の概要 電気モータ式タービン燃料ポンプは、一対の基本的に分
離したポンプチャネルを有する。それらポンプチャネル
は、インペラの相対する面に接している。インペラは、
インペラの周縁に設けられ円周方向に離間した複数のベ
ーンを有する。各ベーンは、インペラの主ボディから径
方向に延びる基部と、その基部から延びる先端部とを有
する。各ベーンのその先端部は、概して曲線または弓形
であり、その先端部の径方向最端部は、その基部の径方
向の外側縁から、インペラの回転方向に前側になるよう
にする。好ましくは、各ベーンは、インペラに形成され
た、径方向および軸方向および円周方向に延びる一対の
ポケットの間に形成されている。一組のベーンがインペ
ラの一対の相対する面の各々に開いている。軸方向中央
に、円周方向に延びるリブが、ベーンの径方向最外側部
の延びていて、インペラの一方面のベーンをインペラの
反対側面のベーンから分離する。その中央リブは、ガイ
ドリングの相対するリブと関連して、インペラが燃料ポ
ンプアセンブリに収容された状態で、一対のポンプチャ
ネルを互いに分離する。それら分離した燃料ポンプチャ
ネル内に設けられたベーンの方向により、特に燃料ポン
プモータの低速状態で、そして、燃料ポンプの低流量燃
料状態で、燃料ポンプの効率を劇的に向上する。望まし
くは、これにより、例えば、燃料ポンプに使用されるエ
ンジンの低温始動を改善する。
離したポンプチャネルを有する。それらポンプチャネル
は、インペラの相対する面に接している。インペラは、
インペラの周縁に設けられ円周方向に離間した複数のベ
ーンを有する。各ベーンは、インペラの主ボディから径
方向に延びる基部と、その基部から延びる先端部とを有
する。各ベーンのその先端部は、概して曲線または弓形
であり、その先端部の径方向最端部は、その基部の径方
向の外側縁から、インペラの回転方向に前側になるよう
にする。好ましくは、各ベーンは、インペラに形成され
た、径方向および軸方向および円周方向に延びる一対の
ポケットの間に形成されている。一組のベーンがインペ
ラの一対の相対する面の各々に開いている。軸方向中央
に、円周方向に延びるリブが、ベーンの径方向最外側部
の延びていて、インペラの一方面のベーンをインペラの
反対側面のベーンから分離する。その中央リブは、ガイ
ドリングの相対するリブと関連して、インペラが燃料ポ
ンプアセンブリに収容された状態で、一対のポンプチャ
ネルを互いに分離する。それら分離した燃料ポンプチャ
ネル内に設けられたベーンの方向により、特に燃料ポン
プモータの低速状態で、そして、燃料ポンプの低流量燃
料状態で、燃料ポンプの効率を劇的に向上する。望まし
くは、これにより、例えば、燃料ポンプに使用されるエ
ンジンの低温始動を改善する。
【０００７】この発明の目的・特徴・便宜性には、ター
ビン式燃料ポンプ用の改良したインペラを提供すること
を含み、それにより、燃料ポンプの効率を改善し、イン
ペラの外縁付近にインペラの両側に形成された一対のポ
ンプチャネルを通る燃料の循環を改善し、燃料ポンプの
効率を劇的に向上し、既存の燃料ポンプの設計に使用さ
れ得て、燃料ポンプモータの低速状態で、そして、燃料
ポンプの低流量燃料状態で、燃料が供給されるエンジン
の低温始動を改善する。その燃料ポンプは、堅固で、耐
久性があり、比較的簡明なデザインであり、経済的に製
作・組立ができて、使用有効寿命が長い。
ビン式燃料ポンプ用の改良したインペラを提供すること
を含み、それにより、燃料ポンプの効率を改善し、イン
ペラの外縁付近にインペラの両側に形成された一対のポ
ンプチャネルを通る燃料の循環を改善し、燃料ポンプの
効率を劇的に向上し、既存の燃料ポンプの設計に使用さ
れ得て、燃料ポンプモータの低速状態で、そして、燃料
ポンプの低流量燃料状態で、燃料が供給されるエンジン
の低温始動を改善する。その燃料ポンプは、堅固で、耐
久性があり、比較的簡明なデザインであり、経済的に製
作・組立ができて、使用有効寿命が長い。
【０００８】この発明の、これら及び他の目的・特徴・
便宜性は、好適実施例および最適様態の以下に詳細な記
載と、請求項の記載と、添付図とから明らかになる。
便宜性は、好適実施例および最適様態の以下に詳細な記
載と、請求項の記載と、添付図とから明らかになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】好適実施例の詳細な説明 図面をより詳細に説明すると、図１、２は二重の又は分
離したチャンネルを有するタービン式燃料ポンプ１０を
図示している。燃料ポンプ１０はこの発明を具現する円
形インペラ１２を有し、インペラ１２は、円周方向に配
列した複数のベーン１４を有し、各ベーン１４はインペ
ラ１２のボディから径方向に延びる基部１６を有し、そ
の基部１６は先端部１７に至り、先端部１７は曲がって
おりまたは弓形であり、インペラの回転方向に基部につ
ながっている。燃料ポンプ１０はハウジング１８を有
し、ハウジング１８は円筒ケース２０により形成され、
軸方向に離間した入口端キャップ２２と出口端キャップ
２４を連結している。インペラはシャフト２８により軸
支されたロータ２６を有する電気モータ２５により駆動
され、そのモータは周囲の永久磁石固定子２９内で回転
する。電気モータ２５と固定子２９は共にハウジング１
８内に収容される。ロータ２６はインペラ１２の連結さ
れる。インペラ１２は、入口端キャップ２２と上側ポン
プボディ３０との間に、インペラを囲むガイドリング３
２内に配置される。インペラ１２は、ワイヤクリップ３
４によりシャフト２８と共に回転するようにシャフト２
８に連結される。基本的に分離した一対のポンプチャネ
ル３６、３７がインペラ１２の外縁に形成され、インペ
ラの一対の両面の各々に、各一のポンプチャネルが、入
口端キャップ２２と上側ポンプボディ３０とガイドリン
グ３２とにより形成される。ポンプチャネル３６、３７
は燃料が引かれる入口ポート３８と、加圧燃料をハウジ
ング１８に送出する出口ポート４０とを有する。インペ
ラ１２を除いて、ここの記載するように、燃料ポンプ１
０は、好ましくは、米国特許第５，５８６，８５８号に
依る構造であり、その開示の全部をここに引用する。
離したチャンネルを有するタービン式燃料ポンプ１０を
図示している。燃料ポンプ１０はこの発明を具現する円
形インペラ１２を有し、インペラ１２は、円周方向に配
列した複数のベーン１４を有し、各ベーン１４はインペ
ラ１２のボディから径方向に延びる基部１６を有し、そ
の基部１６は先端部１７に至り、先端部１７は曲がって
おりまたは弓形であり、インペラの回転方向に基部につ
ながっている。燃料ポンプ１０はハウジング１８を有
し、ハウジング１８は円筒ケース２０により形成され、
軸方向に離間した入口端キャップ２２と出口端キャップ
２４を連結している。インペラはシャフト２８により軸
支されたロータ２６を有する電気モータ２５により駆動
され、そのモータは周囲の永久磁石固定子２９内で回転
する。電気モータ２５と固定子２９は共にハウジング１
８内に収容される。ロータ２６はインペラ１２の連結さ
れる。インペラ１２は、入口端キャップ２２と上側ポン
プボディ３０との間に、インペラを囲むガイドリング３
２内に配置される。インペラ１２は、ワイヤクリップ３
４によりシャフト２８と共に回転するようにシャフト２
８に連結される。基本的に分離した一対のポンプチャネ
ル３６、３７がインペラ１２の外縁に形成され、インペ
ラの一対の両面の各々に、各一のポンプチャネルが、入
口端キャップ２２と上側ポンプボディ３０とガイドリン
グ３２とにより形成される。ポンプチャネル３６、３７
は燃料が引かれる入口ポート３８と、加圧燃料をハウジ
ング１８に送出する出口ポート４０とを有する。インペ
ラ１２を除いて、ここの記載するように、燃料ポンプ１
０は、好ましくは、米国特許第５，５８６，８５８号に
依る構造であり、その開示の全部をここに引用する。
【００１０】図４に図示したように、入口端キャップ２
２は平坦上面４２とそこに形成された弓形溝４４とを有
して、ポンプチャネル３６を部分的に形成する。弓形リ
セス４５が、弓形溝４４から径方向内側に弓形溝４４内
に開いている。入口端キャップ２２を通る入口通路４６
が、ポンプチャネル３６の入口ポート３８に通じる。中
央ブラインドボア４８がシャフト２８とワイヤクリップ
３４との間の間隙を形成する。
２は平坦上面４２とそこに形成された弓形溝４４とを有
して、ポンプチャネル３６を部分的に形成する。弓形リ
セス４５が、弓形溝４４から径方向内側に弓形溝４４内
に開いている。入口端キャップ２２を通る入口通路４６
が、ポンプチャネル３６の入口ポート３８に通じる。中
央ブラインドボア４８がシャフト２８とワイヤクリップ
３４との間の間隙を形成する。
【００１１】図５に示すように、上側ポンプボディ３０
はインペラ１２に隣接する平坦下面５０と、その面に設
けられポンプチャネル３７を部分的に形成する弓形溝５
２とを有する。弓形リセス５３が弓形溝５２に径方向内
側に開いている。そのボディを通る出口通路５４は、ポ
ンプチャネル３７の出口ポート４０をハウジング１８の
内側に連通する。中央貫通ボア５６は、シャフト２８を
嵌入し、カウンタボア５８が孔５９を貫通するワイヤク
リップ３４のための間隙を提供する。孔５９はまた中央
ブラインドボア４８とカウンタボア５８内で、インペラ
の部分を横切って圧力を均圧する。そのリセスは、米国
特許第５，２５７，９１６号の開示に従って形成され、
その開示の全部をここに引用する。
はインペラ１２に隣接する平坦下面５０と、その面に設
けられポンプチャネル３７を部分的に形成する弓形溝５
２とを有する。弓形リセス５３が弓形溝５２に径方向内
側に開いている。そのボディを通る出口通路５４は、ポ
ンプチャネル３７の出口ポート４０をハウジング１８の
内側に連通する。中央貫通ボア５６は、シャフト２８を
嵌入し、カウンタボア５８が孔５９を貫通するワイヤク
リップ３４のための間隙を提供する。孔５９はまた中央
ブラインドボア４８とカウンタボア５８内で、インペラ
の部分を横切って圧力を均圧する。そのリセスは、米国
特許第５，２５７，９１６号の開示に従って形成され、
その開示の全部をここに引用する。
【００１２】図１に見られるように、ガイドリング３２
は入口端キャップ２２と上側ポンプボディ３０との間に
クランプされる。図２、３に見られるように、ガイドリ
ング３２は、中央に配置された径方向内側に伸びるリブ
６２を有する。そのリブは、ポンプチャネルの入口と出
口の間で、インペラ１２の所定の弓形長さに渡ってい
る。入口端キャップ２２と、上側ポンプボディ３０とガ
イドリング３２とは、米国特許第５，６８０，７００号
に記載されているものと基本的に同じであり、その開示
の全部をここに引用する。
は入口端キャップ２２と上側ポンプボディ３０との間に
クランプされる。図２、３に見られるように、ガイドリ
ング３２は、中央に配置された径方向内側に伸びるリブ
６２を有する。そのリブは、ポンプチャネルの入口と出
口の間で、インペラ１２の所定の弓形長さに渡ってい
る。入口端キャップ２２と、上側ポンプボディ３０とガ
イドリング３２とは、米国特許第５，６８０，７００号
に記載されているものと基本的に同じであり、その開示
の全部をここに引用する。
【００１３】図１及び図６〜８に明瞭に図示したよう
に、インペラ１２はディスクボディ６３を有し、その中
央孔６４を通って、シャフト２８が収容される。インペ
ラはまた、角度方向に離間した概して径方向及び軸方向
に延びるベーン１４の円周方向列を有する。その二組の
ベーン列の各組は、インペラ１２の軸方向の一対の両面
軸方向面６８、７０の各面に設けられる。各ベーンは、
軸方向に伸びる前端・後端面６５、６７とを有し、イン
ペラの軸方向面６８、７０に形成された円周方向と径方
向に延びる一対の空洞またはポケット７１により形成さ
れる。軸方向面６８に関連するポケット７１とベーン１
４とは、好ましくは、他の面７０に関連するポケット７
１とベーン１４とに対して円周方向にずれてまたは千鳥
配置になっている。要すれば、それらは心が合わされて
も良い。ポケット７１は一対の弓形移行部７３を有し、
その移行部の各々は、ポケット７１の弓形底壁７５に至
る。ベーン１４と共に、ポケット７１は、インペラ１２
の軸方向面６８、７０の間の中央に、円周方向に連続し
たリブ６６を形成する。そのリブはベーン１４の先端部
１７と同じだけボディから径方向外側に延びている。そ
の構造により、図１、２に見られるように、インペラ１
２のリブ６６とガイドリング３２のリブ６２とは、イン
ペラの各面軸方向面６８、７０に形成された燃料ポンプ
高圧チャネルポンプチャネル３６、３７を互いに分離す
る。
に、インペラ１２はディスクボディ６３を有し、その中
央孔６４を通って、シャフト２８が収容される。インペ
ラはまた、角度方向に離間した概して径方向及び軸方向
に延びるベーン１４の円周方向列を有する。その二組の
ベーン列の各組は、インペラ１２の軸方向の一対の両面
軸方向面６８、７０の各面に設けられる。各ベーンは、
軸方向に伸びる前端・後端面６５、６７とを有し、イン
ペラの軸方向面６８、７０に形成された円周方向と径方
向に延びる一対の空洞またはポケット７１により形成さ
れる。軸方向面６８に関連するポケット７１とベーン１
４とは、好ましくは、他の面７０に関連するポケット７
１とベーン１４とに対して円周方向にずれてまたは千鳥
配置になっている。要すれば、それらは心が合わされて
も良い。ポケット７１は一対の弓形移行部７３を有し、
その移行部の各々は、ポケット７１の弓形底壁７５に至
る。ベーン１４と共に、ポケット７１は、インペラ１２
の軸方向面６８、７０の間の中央に、円周方向に連続し
たリブ６６を形成する。そのリブはベーン１４の先端部
１７と同じだけボディから径方向外側に延びている。そ
の構造により、図１、２に見られるように、インペラ１
２のリブ６６とガイドリング３２のリブ６２とは、イン
ペラの各面軸方向面６８、７０に形成された燃料ポンプ
高圧チャネルポンプチャネル３６、３７を互いに分離す
る。
【００１４】図９〜１３に、特に図１３に明瞭に図示し
たように、各ポケット７１の底壁７５は、ポケット７１
に径方向最内側縁８０から好ましくは円滑な弧に沿って
区切り線８１まで延びている。区切り線８１は、インペ
ラ１２の周縁で、ポケット７１の径方向最外側縁８４の
最内側部分を形成する。外縁部８２は、好ましくは、概
して平坦であり、インペラ１２の回転軸に概して垂直に
インペラ１２の縁に延び、リブ６６を部分的に形成す
る。インペラ１２は一般的には機械仕上げされて、イン
ペラの縁で不連続線または他の不一致部分を除くように
される。それ故、略平坦な縁部分８２を形成することに
より、隣接するポンプ部品とインペラ１２の組み付けを
容易にし、インペラ１２の縁にある材料の一部が機械加
工により除去された後、特にリブ６６の軸方向の心合わ
せを容易にする。弓形底壁７５により、各ベーン１４
は、その軸方向最短高さ部分が隣接するポケット７１の
径方向最内側縁８０に隣接し、その軸方向最大高さ部分
が隣接するポケット７１の径方向最外側縁８４に隣接す
る。
たように、各ポケット７１の底壁７５は、ポケット７１
に径方向最内側縁８０から好ましくは円滑な弧に沿って
区切り線８１まで延びている。区切り線８１は、インペ
ラ１２の周縁で、ポケット７１の径方向最外側縁８４の
最内側部分を形成する。外縁部８２は、好ましくは、概
して平坦であり、インペラ１２の回転軸に概して垂直に
インペラ１２の縁に延び、リブ６６を部分的に形成す
る。インペラ１２は一般的には機械仕上げされて、イン
ペラの縁で不連続線または他の不一致部分を除くように
される。それ故、略平坦な縁部分８２を形成することに
より、隣接するポンプ部品とインペラ１２の組み付けを
容易にし、インペラ１２の縁にある材料の一部が機械加
工により除去された後、特にリブ６６の軸方向の心合わ
せを容易にする。弓形底壁７５により、各ベーン１４
は、その軸方向最短高さ部分が隣接するポケット７１の
径方向最内側縁８０に隣接し、その軸方向最大高さ部分
が隣接するポケット７１の径方向最外側縁８４に隣接す
る。
【００１５】図９〜１４に明瞭に図示したように、移行
部７３は、各ベーン１４の径方向長さに沿って、概して
一定の円周方向幅と軸方向高さを有して、ベーン１４の
前端・後端面６５、６７に対して概して横方向に延び
て、各ベーン１４の軸方向に延びる前端・後端面６５、
６７から弓形底壁７５に至る円滑な弓形移行路を提供す
る。そのように構成され、移行部７３とベーン１４は、
図８に示すようにインペラの縁から径方向内側に見て略
Ｕ形ポケット７１を形成する。移行部７３はポケット７
１に円滑に流体を流し、燃料がポケット７１内で流れて
移動する時の流速損失を減少する。移行部７３が無い
と、より大きい流速損失が生じる。それは、底壁７５が
ベーン１４の前端・後端面６５、６７に対して略横方向
に向いているからである。底壁７５と移行部７３は、そ
れらの径方向内側縁８０から径方向外側に、ベーン１４
の基部１６に対応する長さだけ区切り線８６まで延び、
そこから、ベーン１４の先端部１７に対応するインペラ
１２の縁迄は、概して弓形または曲がっている。また、
そのことは、隣接するポケット７１の間に形成されるベ
ーン１４に関連して以下にも記載されている。
部７３は、各ベーン１４の径方向長さに沿って、概して
一定の円周方向幅と軸方向高さを有して、ベーン１４の
前端・後端面６５、６７に対して概して横方向に延び
て、各ベーン１４の軸方向に延びる前端・後端面６５、
６７から弓形底壁７５に至る円滑な弓形移行路を提供す
る。そのように構成され、移行部７３とベーン１４は、
図８に示すようにインペラの縁から径方向内側に見て略
Ｕ形ポケット７１を形成する。移行部７３はポケット７
１に円滑に流体を流し、燃料がポケット７１内で流れて
移動する時の流速損失を減少する。移行部７３が無い
と、より大きい流速損失が生じる。それは、底壁７５が
ベーン１４の前端・後端面６５、６７に対して略横方向
に向いているからである。底壁７５と移行部７３は、そ
れらの径方向内側縁８０から径方向外側に、ベーン１４
の基部１６に対応する長さだけ区切り線８６まで延び、
そこから、ベーン１４の先端部１７に対応するインペラ
１２の縁迄は、概して弓形または曲がっている。また、
そのことは、隣接するポケット７１の間に形成されるベ
ーン１４に関連して以下にも記載されている。
【００１６】図６〜９に明瞭に図示したように、各ベー
ン１４は軸方向に延びる前端・後端面６５、６７とを含
む一対の側面を有する。各ベーンの基部１６は、ディス
クボディ６３に好ましくは一体に作動的につながってい
る。自由端先端部１７は、基部１６からインペラの縁に
延びている。ベーン１４の基部１６は、ディスクボディ
６３から基本的に直線的に径方向に延びている。先端部
１７は基部１６から延び、略弓形でありまたは曲がって
いて、先端部１７はインペラ１２の矢印８９で示した回
転方向に沿って基部１６に至る（図６、７、９）。好ま
しくは、径方向に略直線の基部１６は、各ベーン１４の
全長の約３０％〜７０％であり、先端部１７は各ベーン
の全長の７０％〜３０％である。図１３、１４に図示し
たように、基部１６と先端部１７の間の移行部は区切り
線８８でしめされていて、それは移行部７３の区切り線
８６に対応する。
ン１４は軸方向に延びる前端・後端面６５、６７とを含
む一対の側面を有する。各ベーンの基部１６は、ディス
クボディ６３に好ましくは一体に作動的につながってい
る。自由端先端部１７は、基部１６からインペラの縁に
延びている。ベーン１４の基部１６は、ディスクボディ
６３から基本的に直線的に径方向に延びている。先端部
１７は基部１６から延び、略弓形でありまたは曲がって
いて、先端部１７はインペラ１２の矢印８９で示した回
転方向に沿って基部１６に至る（図６、７、９）。好ま
しくは、径方向に略直線の基部１６は、各ベーン１４の
全長の約３０％〜７０％であり、先端部１７は各ベーン
の全長の７０％〜３０％である。図１３、１４に図示し
たように、基部１６と先端部１７の間の移行部は区切り
線８８でしめされていて、それは移行部７３の区切り線
８６に対応する。
【００１７】図９に示すように、ベーン１４の先端部１
７は、曲がっていて、インペラ１２の面７０で、ベーン
の前端面６５の径方向最外側の点における接線９０が、
ベーン１４の基部１６の前端面６５と一致するインペラ
の半径線９２に対して傾斜している。その角度αは、１
０°〜４０°の間の、好ましくは１０°〜３５°の間の
円弧角である。好ましくは、先端部１７は略一定の円滑
な曲率で曲がっていて、基部１６に繋がる。また、図
６、７、９に明瞭に図示したように、ベーン１４間のポ
ケット７１の幅を、ベーン１４の基部１６の径方向内側
縁８０から、インペラ１２の縁における径方向外側縁８
４まで略一定にするために、ベーン１４は、基部１６か
ら先端部１７まで、次第により厚くまたはより広くされ
る。
７は、曲がっていて、インペラ１２の面７０で、ベーン
の前端面６５の径方向最外側の点における接線９０が、
ベーン１４の基部１６の前端面６５と一致するインペラ
の半径線９２に対して傾斜している。その角度αは、１
０°〜４０°の間の、好ましくは１０°〜３５°の間の
円弧角である。好ましくは、先端部１７は略一定の円滑
な曲率で曲がっていて、基部１６に繋がる。また、図
６、７、９に明瞭に図示したように、ベーン１４間のポ
ケット７１の幅を、ベーン１４の基部１６の径方向内側
縁８０から、インペラ１２の縁における径方向外側縁８
４まで略一定にするために、ベーン１４は、基部１６か
ら先端部１７まで、次第により厚くまたはより広くされ
る。
【００１８】運転状態では、ロータ２６が、ガイドリン
グ３２とポンプチャネル３６、３７内でインペラ１２が
回転するように駆動されると、液体燃料がポンプチャネ
ル３６、３７の入口ポート３８に引かれて、そこで、燃
料はポンプチャネル３６、３７内で円周方向に動かされ
て、加圧されて出口ポート４０に送出される。燃料は、
インペラ１２により付与される渦状ポンプ作用により加
圧される。液体燃料はインペラ１２の隣接ベーン１４間
のポケット７１に入り、入口端キャップ２２と上側ポン
プボディ３０とに形成さたれ弓形溝４４、５２から軸方
向に、インペラ１２とガイドリング３２との間から径方
向に入る。ベーン１４の好ましくは略弓形の構造は、そ
の径方向と軸方向との長さについて先端部１７に渡って
いて、部分的に曲がったベーン１４を提供して、液体燃
料をポケット７１からインペラ１２の回転方向前側に送
る。
グ３２とポンプチャネル３６、３７内でインペラ１２が
回転するように駆動されると、液体燃料がポンプチャネ
ル３６、３７の入口ポート３８に引かれて、そこで、燃
料はポンプチャネル３６、３７内で円周方向に動かされ
て、加圧されて出口ポート４０に送出される。燃料は、
インペラ１２により付与される渦状ポンプ作用により加
圧される。液体燃料はインペラ１２の隣接ベーン１４間
のポケット７１に入り、入口端キャップ２２と上側ポン
プボディ３０とに形成さたれ弓形溝４４、５２から軸方
向に、インペラ１２とガイドリング３２との間から径方
向に入る。ベーン１４の好ましくは略弓形の構造は、そ
の径方向と軸方向との長さについて先端部１７に渡って
いて、部分的に曲がったベーン１４を提供して、液体燃
料をポケット７１からインペラ１２の回転方向前側に送
る。
【００１９】インペラ１２のこの改良した構造により、
燃料ポンプの低速状態で、全体効率と流量が劇的に改善
される。従来の径方向に直線のブレードを有する燃料ポ
ンプと、この発明による構成のインペラを有する燃料ポ
ンプとを比較試験すると、劇的な改善を示している。７
ボルト、４．５アンペア、３００キロパスカルで運転さ
れる燃料ポンプでは、従来の燃料ポンプからの流量は、
平均的に毎時約４３．１リットルであり、燃料ポンプの
全体効率は電気モータの効率を含んで１１．３％であ
る。この発明によるインペラを有する燃料ポンプでは、
同じ条件により運転されると、流量は平均毎時５１リッ
トル以上に増加して、あるポンプでは、毎時５５．９リ
ットル以上であり、平均全体効率が１３．４％である。
従って、この発明によるインペラを有する燃料ポンプ
は、従来型燃料ポンプよりも１８．５％以上効率的であ
る、注目すべき運転特徴を示す。別の実験データと解析
により、広い運転範囲にわたって、燃料ポンプ１０の全
体効率が約１０％〜２５％だけ改善することが分かっ
た。
燃料ポンプの低速状態で、全体効率と流量が劇的に改善
される。従来の径方向に直線のブレードを有する燃料ポ
ンプと、この発明による構成のインペラを有する燃料ポ
ンプとを比較試験すると、劇的な改善を示している。７
ボルト、４．５アンペア、３００キロパスカルで運転さ
れる燃料ポンプでは、従来の燃料ポンプからの流量は、
平均的に毎時約４３．１リットルであり、燃料ポンプの
全体効率は電気モータの効率を含んで１１．３％であ
る。この発明によるインペラを有する燃料ポンプでは、
同じ条件により運転されると、流量は平均毎時５１リッ
トル以上に増加して、あるポンプでは、毎時５５．９リ
ットル以上であり、平均全体効率が１３．４％である。
従って、この発明によるインペラを有する燃料ポンプ
は、従来型燃料ポンプよりも１８．５％以上効率的であ
る、注目すべき運転特徴を示す。別の実験データと解析
により、広い運転範囲にわたって、燃料ポンプ１０の全
体効率が約１０％〜２５％だけ改善することが分かっ
た。
【００２０】
【発明の効果】この発明により、タービン式燃料ポンプ
用の改良したインペラが提供されて、燃料ポンプの効率
を改善し、インペラの外縁付近にインペラの両側に形成
された一対のポンプチャネルを通る燃料の循環を改善
し、燃料ポンプの効率を劇的に向上し、既存の燃料ポン
プの設計に使用され得て、燃料ポンプモータの低速状態
で、そして、燃料ポンプの低流量燃料状態で、燃料が供
給されるエンジンの低温始動を改善する。
用の改良したインペラが提供されて、燃料ポンプの効率
を改善し、インペラの外縁付近にインペラの両側に形成
された一対のポンプチャネルを通る燃料の循環を改善
し、燃料ポンプの効率を劇的に向上し、既存の燃料ポン
プの設計に使用され得て、燃料ポンプモータの低速状態
で、そして、燃料ポンプの低流量燃料状態で、燃料が供
給されるエンジンの低温始動を改善する。
【図１】この発明を具現するインペラを有する電気モー
タ式タービン式燃料ポンプの側面図であり、一部破断断
面を示す。
タ式タービン式燃料ポンプの側面図であり、一部破断断
面を示す。
【図２】図１に示した燃料ポンプの円で囲んだ部分２
の、部分断面図であり、インペラ両面の各々に設けられ
たベーンを図示している。
の、部分断面図であり、インペラ両面の各々に設けられ
たベーンを図示している。
【図３】図１の燃料ポンプのガイドリングの斜視図であ
る。
る。
【図４】その燃料ポンプの入口端キャップの平面図であ
る。
る。
【図５】その燃料ポンプの上側ポンプボディの底面図で
ある。
ある。
【図６】インペラの斜視図である。
【図７】インペラの平面図である。
【図８】インペラの側面図である。
【図９】図７の円で囲んだ部分９の部分拡大図である。
【図１０】図９の線１０−１０に沿って見た断面図であ
る。
る。
【図１１】図９の線１１−１１に沿って見た断面図であ
る。
る。
【図１２】図９の線１２−１２に沿って見た断面図であ
る。
る。
【図１３】図９の線１３−１３に沿って見た断面図であ
る。
る。
【図１４】図９の線１４−１４に沿って見た断面図であ
る。
る。
１０ 燃料ポンプ １２ インペラ １４ ベーン １６ 基部 １７ 先端部 １８ ハウジング ２０ 円筒ケース ２２ 入口端キャップ ２４ 出口端キャップ ２５ 電気モータ ２６ ロータ ２８ シャフト ２９ 固定子 ３０ 上側ポンプボディ ３２ ガイドリング ３６、３７ ポンプチャネル ４０ 出口ポート ３８ 入口ポート ４４ 弓形溝 ５２ 弓形溝 ６２ リブ ６３ ディスクボディ ６５ 前端面 ６６ リブ ６７ 後端面 ７１ ポケット ７３ 移行部 ７５ 底壁
Claims (11)
- 【請求項１】 タービン式ポンプであって、 燃料ポンプハウジングと、 該ハウジングにより保持される円形インペラボディであ
り、軸回りに回転するように構成され、一対の概して軸
方向に相対する面を有する該インペラボディと、 一対の基本的に分離した燃料ポンプチャネルであり、各
該燃料ポンプチャネルが該インペラボディの該一対の面
の各面に隣接する該燃料ポンプチャネルと、 円周方向に離間した複数のベーンであり、該ベーンは該
インペラボディの該一対の面の各面に、該インペラボデ
ィの縁から延びており、該インペラボディの各面の該ベ
ーンは該燃料ポンプチャネルの対応する一つに延びてお
り、各該ベーンは該インペラボディから略径方向に延び
る基部と該基部から延びる弓形先端部とを有し、該先端
部は該インペラの回転方向に該基部に繋がるように方向
づけられた該ベーンとを具備した上記ポンプ。 - 【請求項２】 各前記ベーンの前記基部が前記ベーンの
全長の３０％〜７０％の間である請求項１記載のポン
プ。 - 【請求項３】 前記ベーンの前記先端部の径方向最外側
縁における該先端部の接線と、前記ベーンの前記基部の
対応する径方向最内側縁を通る前記インペラの半径線と
の間の内角αが、１０°から４０°の間である請求項１
記載のポンプ。 - 【請求項４】 前記ベーンの前記先端部の径方向最外側
縁における該先端部の接線と、前記ベーンの前記基部の
対応する径方向最内側縁を通る前記インペラの半径線と
の間の内角αが、２０°から３０°の間である請求項１
記載のポンプ。 - 【請求項５】 前記インペラボディに設けられた円周方
向に連続したリブを具備し、該リブは前記ハウジングの
円周方向に伸びる部分に隣接して配置され、少なくとも
前記ハウジング該円周方向に伸びる部分に渡って前記二
つの燃料ポンプチャネルを分離している請求項１記載の
ポンプ。 - 【請求項６】 端キャップと、ポンプボディと、該端キ
ャップと該ポンプボディとの間に配置されたリングとを
具備し、 該リングは、前記ハウジングの前記円周方向に延びる部
分を形成する円周方向に延びるリブを有し、 前記燃料ポンプチャネルの一つは該端キャップと該リン
グと該インペラボディの間に形成され、前記燃料ポンプ
チャネルの残りの一つが該ポンプボディと該リングと前
記インペラボディの間に形成された請求項５記載のポン
プ。 - 【請求項７】 各前記ベーンは、前記インペラボディの
軸方向面に形成された一対のポケットに間に形成された
請求項５記載のポンプ。 - 【請求項８】 各前記ポケットは概して相対する傾斜し
た側壁を有し、該側壁の一つが前記ベーンの前縁を形成
し、該側壁のもう一つが次の前記ベーンの後縁を形成
し、各該側壁は底壁に対して内側に傾斜して前記インペ
ラボディの前記リブを部分的に形成した請求項７記載の
ポンプ。 - 【請求項９】 各前記ベーンの前記先端部がその軸方向
に弓形である請求項１記載のポンプ。 - 【請求項１０】 前記ハウジングは、 流体が引かれる前記ポンプの入口を少なくとも部分的に
形成する入口端キャップと、 加圧された流体が送出される出口を少なくとも部分的に
形成するポンプボディとを具備し、 前記略分離した燃料ポンプチャネルの各々は、該入口と
該出口に連通し、 該ハウジングは、該ハウジング内で回転するように軸支
されたロータを有する電気モータを収容し、前記インペ
ラは該ロータに共に回転するように連結され、該電気モ
ータは該ロータを回転駆動して、該ロータが前記インペ
ラを回転して該入口に流体を引いて、前記燃料ポンプチ
ャネル内で該流体を加圧して、その加圧された流体を該
入口から送出するように構成した請求項１記載のポン
プ。 - 【請求項１１】 前記端キャップと前記ポンプボディと
の間に配置されたリングを具備し、該リングは前記ハウ
ジングの前記円周方向に延びる部分を形成する円周方向
に延びるリブを有し、 前記燃料ポンプチャネルの一つは該端キャップと該リン
グと前記インペラボディの間に形成され、前記燃料ポン
プチャネルの残りの一つが該ポンプボディと該リングと
前記インペラボディの間に形成された請求項１０のポン
プ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/658,903 US6425733B1 (en) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | Turbine fuel pump |
| US09/658903 | 2000-09-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002130173A true JP2002130173A (ja) | 2002-05-09 |
| JP5001493B2 JP5001493B2 (ja) | 2012-08-15 |
Family
ID=24643188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001268691A Expired - Lifetime JP5001493B2 (ja) | 2000-09-11 | 2001-09-05 | タービン式燃料ポンプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6425733B1 (ja) |
| JP (1) | JP5001493B2 (ja) |
| BR (1) | BR0103976B1 (ja) |
| DE (1) | DE10143931A1 (ja) |
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| CN100378319C (zh) * | 2002-06-06 | 2008-04-02 | 株式会社日立制作所 | 涡轮燃油泵 |
| CN100464077C (zh) * | 2007-02-03 | 2009-02-25 | 薛肇江 | 带螺旋叶片的电动燃油泵叶轮 |
| CN100526652C (zh) * | 2002-06-06 | 2009-08-12 | 株式会社日立制作所 | 涡轮燃油泵 |
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| US6984099B2 (en) * | 2003-05-06 | 2006-01-10 | Visteon Global Technologies, Inc. | Fuel pump impeller |
| US20040258545A1 (en) * | 2003-06-23 | 2004-12-23 | Dequan Yu | Fuel pump channel |
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- 2001-09-05 JP JP2001268691A patent/JP5001493B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-07 DE DE10143931A patent/DE10143931A1/de not_active Ceased
- 2001-09-11 BR BRPI0103976-8A patent/BR0103976B1/pt not_active IP Right Cessation
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