JP2002500718A - 自動車のための燃料のための多段形渦流式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は特に自動車のための燃料のための多段形渦流式ポンプ（１）であって、少なくとも前段（７）の第１のベーン室（１６）と主段（１０）の第２のベーン室とを備えている形式のものに関する。この渦流式ポンプ（１）はインペラ（１３）の駆動のための電動機（１９）を有している。電動機（１９）はロータ（２２）とステータ（２４）とを備えている。前段（７）の第１のベーン室（１６）と、主段（１０）の第２のベーン室（１７）とがインペラ（１３）内に統合されている。さらに、インペラ（１３）はロータ（２２）を形成しており、このことにより、極めてフラットな渦流式ポンプ（１）が製作される。この渦流式ポンプは有利には内燃機関のガソリン噴射時の燃料搬送のために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車のための燃料のための多段形渦流式ポンプ 背景技術 本発明は請求項１の上位概念に規定された形式の自動車のための燃料のための 渦流式ポンプに関する。 国際特許第９５／２５８８５号明細書からは、渦流式ポンプとして電動機と一 緒にケーシング内に取付けられた燃料ポンプが公知である。電動機は渦流式ポン プを駆動する。このことのために、電動機は燃料ポンプのロータの軸に取付けら れた可動子巻線を備えている。この可動子巻線は永久磁石セグメントから成るス テータ内で回転する。ロータ巻線への電流供給はロータ軸に着座した１つの整流 子と、ばね圧下でこの整流子に半径方向で接触した電流ブラシとを介して行われ る。この１段式の燃料ポンプは背景技術でも公知のようにロータ軸に別のインペ ラを配置することにより多段形燃料ポンプに改造することができる。 発明の利点 請求項１に記載の特徴を有する自動車のための燃料のための本発明による多段 形渦流式ポンプが有する利点は、この渦流式ポンプの多段性が所要のインペラの 数の減少で得られることにある。前段の第１のベーン室と、主段の第２のベーン 室とが１つのインペラ内に 組み込まれている。他面において、ブラシレスのＤＣ-モータが渦流式ポンプの インペラに組み込まれている。ロータは同時にインペラである。その場合、渦流 式ポンプの外径を増大させることが必要であることもある。しかし、このことは 付加的な手段により渦流式ポンプの効率の改善をもたらす。例えば、主段の流入 領域および流出領域内の有利な半径方向の通路案内が流れやすいように形成され る。このようにすれば、渦流式ポンプをコンパクトに、かつ比較的わずかな費用 で製作することができる。総じて、このことにより極めてフラットなユニットが 形成される。 その他の請求項に記載の手段によれば、請求項１に記載の自動車のための燃料 のための多段形渦流式ポンプの有利な改良び改善が可能である。 特別有利な１構成によれば、渦流式ポンプが２段形の２側通路形渦流式ポンプ として形成される。このポンプは請求項１による自動車のための燃料のための渦 流式ポンプでそれぞれ有利に適用されるような特徴を有している。渦流式ポンプ は１つのインペラを有しており、このインペラが第１および第２のベーン室を有 している。第１のベーン室は前段のベーン室であり、第２のベーン室は主段のベ ーン室である。第２のベーン室はインペラ内で同軸的に第１のベーン室により囲 まれている。渦流式ポンプが２側的に形成されているため、インペラの上方の第 １の側および下方の第２の 側がそれぞれ一方の側通路に向いて開らかれている。インペラはやはり同時に電 動機のロータでもある。このロータはブラシレスである。このことのために、ロ ータはインペラのベーン外輪に永久磁石セグメントを有している。インペラ回転 軸の近くに配置された前段が、自動車のタンク内に配置されたタンク組込ポット の充填のために役立つのに対して、それより遠くに離れている主段は内燃機関の ガソリン噴射弁のところの所要の系圧のために役立てられる。主段は、主段内で 半径方向に走入する吸込ウイングを有している。この吸込ウイングを介してタン ク組込ポットから燃料が吸込まれる。主段内の圧力形成の後に、燃料が主段から 、移行通路を介して半径方向で外向きに引き続き搬送される。その場合、移行通 路は集合管内に開口している。この集合管は燃料をさらに内燃機関へ案内する。 有利には集合管は自動車のための燃料のための渦流式ポンプのポット境界部分内 に組み込まれている。このようにすれば、所要構成部分がわずかであるために製 作が著しく簡単化される。 さらに、渦流式ポンプは前段とタンク組込ポットとの間の燃料導管内に逆止弁 を有している。このことにより、前段により先に燃料で満たされたタンク組込ポ ットが渦流式ポンプの静止状態で再び空になるのが阻止される。 図面 本発明は図面に示された２つの実施例につき以下の記載で詳細に説明される。 ここに、 第１図は自動車のための燃料のための多段形渦流式ポンプの１部分の縦断面を 示し、 第２図は第１図の吸込カバーを上方から見た図を示し、 第３図は第１図の出口カバーを上方から見た図を示し、 第４図は第１図の自動車のための燃料のための渦流式ポンプを集合管に沿って 縦断面して示し、 第５図は自動車のための燃料のための多段形渦流式ポンプの、集合管なしで軸 方向の流出部を有する構成を縦断面で示し、 第６図は第５図の吸込カバーを上方から見た図を示し、 第７図は第５図の出口カバーを上方から見た図を示し、 第８図は別の多段形渦流式ポンプを縦断面して示す。 実施例 第１図は自動車のための燃料のための多段形渦流式ポンプ１の側面図を示す。 この多段形渦流式ポンプは以下に渦流式ポンプ１とも表記される。渦流式ポンプ はタンク組込ポット２内に配置されており、タンク組込ポットは自動車のタンク ３内に位置している。タン ク３からは燃料４がタンク接続部５のところで燃料吸込供給部６を介して第１の 燃料流Ｑ_VS,zuの量で渦流式ポンプ１の前段７に供給される。この第１の燃料流 Ｑ_VS,zuは矢印として表記されている。燃料吸込供給部６はタンク接続部５のと ころでタンク組込ポット２をタンク３に対して封じている。このことにより、前 段７は燃料４を直にタンク３から吸い込む。さらに、燃料吸込供給部６は渦流式 ポンプ１の吸込カバー８内に統合されている。吸込カバー８と燃料吸込供給部６ とは１部分から成る。燃料吸込供給部６はこの渦流式ポンプ１では、第１の燃料 流Ｑ_VS,zuが大体において軸方向で前段７内へ流入するように形成されている。 さらに、吸込カバー８は吸込ウイング９を有していおり、この吸込ウイングを 介して第２の燃料流Ｑ_HS,zuが渦流式ポンプの主段１０内で案内される。第２の 燃料流Ｑ_HS,zuは、前段７から流出する第３の燃料流Ｑ_VS,abを介して燃料４で充 填されるタンク組込ポット２から吸い込まれる。前段７は同様に軸方向に延びる 燃料排出部１１をも有しており、この燃料排出部は渦流式ポンプ１の出口カバー １２内で破線により表記されている。燃料排出部１１を介してタンク組込ポット 内への軸方向で延びる流出が生じる。出口カバー１２と吸込カバー８との間には 回転軸線を備えたインペラ（回転羽根車）１３が配置されている。回転軸線は１ 点鎖線で表記されている。インペラ１３は第１の上 方の側１４と、これと反対側の第２の下方の側１５とを有している。 図示の渦流式ポンプ１は２側通路形渦流式ポンプであり、従ってインペラ１３ を貫通した前段７の第１のベーン室１６並びに主段１０の第２のベーン室１７は 、第１の側１４においても第２の側１５においても吸込カバー８もしくは出口カ バー１２のそれぞれの側通路１８に向いて開かれている。タンク組込ポット２を 燃料４で充填するためには、燃料‐エンジン噴射のための系圧の発生および維持 のために比してわずかな圧力しか必要とされないため、第１のベーン室１６が回 転軸線を中心として同軸的に内側に配置されている。 渦流式ポンプ１内にはさらに電動機１９が取付けられている。インペラ１３の 外周２０には永久磁石セグメント２１が固定されている。それゆえ、インペラ１ ３は電動機１９のロータ２２として役立っている。出口カバー１２内には永久磁 石セグメント２１に対向して可動子巻線パケット２３が配置されている。この可 動子巻線パケットは電動機１９のステータ２４を形成している。適当な電線２５ を介して電動機が励磁される。主段１０のための吸込ウイング９は吸込カバー８ 内でも出口カバー１２内でもステータ２４の周りで半径方向に主段１０内へ走入 している。この半径方向の流入は特に第２のベーン室１７内への流入時の流れ損 失を回避せしめる。さらに、半径方向に走入する吸込 ウイング９のスペース要求は比較的わずかであり、従って渦流式ポンプ１が極め てフラットに構成されることができる。 第２図は第１図の吸込カバー８を示す。この図示にはさらに平面Ｉ−Ｉに沿っ た第１図の切断平面と、平面ＩＶ−ＩＶに沿った第４図の切断平面とが示されて いる。吸込カバー８内で第１の燃料流Ｑ_VS,zuが軸方向に延びる燃料吸込供給部 ６を介して内側の側通路１８．１内へ流入し、次いで軸方向に延びる燃料排出部 １１を介して内側の側通路１８．１から再び流出する。これに次いで、主段１０ 内には第２の燃料流Ｑ_HS,zuが吸込ウイング９を介して外側の側通路１８．２内 へ流入し、次いで移行通路２６を介して主段１０から半径方向で外向きに流出す る。外側の側通路１８．２と移行通路２６との間の移行がゆるやかであるために 、渦発生にもとづく流れ損失が回避される。 第３図は第１図の渦流式ポンプ１の出口カバー１２を示す。この場合も、平面 Ｉ−Ｉ及びＩＶ−ＩＶに沿った第１図および第４図の切断平面が示されている。 この場合、渦流式ポンプ１が２側通路形渦流式ポンプであるため、出口カバー１ ２内の流れ通路案内は吸込カバー８内の流れ通路案内に相応している。 第４図は第２図および第３図の平面ＩＶ−ＩＶに沿った渦流式ポンプ１の縦断 面を示す。この場合、切断平面は前段７からの燃料排出部１１と主段１０の移行 通路２６とを通って延びている。移行通路２６は集合管２７内へ開口している。 この集合管２７内では第１の分流Ｑ_HS,t1と第２の分流Ｑ_HS,t2とが合流して第４ の燃料流Ｑ_HS,abとなる。集合管２７はポット境界部分２８内へ統合されている 。このポット境界部分２８は渦流式ポンプ１の構成部分である。このポット境界 部分はタンク組込ポット２の１つの内壁に当接している。このことにより、集合 管２７はタンク組込ポット２内で渦流式ポンプ１に支持されている。しかし、集 合管２７はタンク組込ポット２の構成部分であることもできる。その場合には、 渦流式ポンプ１は吸込カバー８および出口カバー１２と集合管２７との間の接触 面を介して側方の支持を得る。集合管２７が渦流式ポンプ１の構成部分であれば 、集合管は構成部分としてインペラ１３、出口カバー１２および吸込カバー８の 継ぎ合わせの後に渦流式ポンプ１に継ぎ合わされる。これに対して集合管２７が タンク組込ポット２の構成部分であれば、集合管はタンク組込ポット２の例えば プラスチック射出成形法での製作時に同時に設けられることができる。集合管２ ７からは第４の燃料流Ｑ_HS,abが、ガソリン噴射装置３１を備えたたんに略示し た内燃機関３０へ案内される。ガソリン噴射装置３１のところに支配する系圧Ｐ_sys は主段１０により形成され、かつ維持される。渦流式ポンプ１の静止状態で 燃料４で充填されたタンク組込ポット２が空になら ないように、このことを阻止する逆止弁３２が前段７に設けられている。渦流式 ポンプ１のこの図示の実施形では、破線で表示した逆止弁３２が、燃料吸込供給 部６に付属する燃料導管３３内に位置している。この逆止弁３２は同様に燃料排 出部１１に取付けられていてもよい。場合によりインペラ１３と吸込カバー８も しくは出口カバー１２との間の隙間を介して特にインペラ１３の静止時に発生す ることのある漏れの回避のために、適当なシール手段、例えば単数または複数の 図示されていないラビリンスシールが設けられる。 次の第５図、第６図、第７図および第８図では第１図から第４図までと同じ構 成部分が同じ符号を有している。 第５図は自動車のための燃料のための渦流式ポンプの別の１実施例を示す。こ の図示された渦流式ポンプ１では、主段１０から集合管内への半径方向の流出が 行われない。むしろ、第４の燃料流Ｑ_HS,abが軸方向で主段１０から、出口カバ ー１２内に組み込まれた導管接続部３４内へ流れる。この流れ案内は、可動子巻 線パケット２３が第１図の実施例に対比して大きな高さを有することができるこ とを許す。同時に、渦流式ポンプ１は集合管が設けられていないためにスリムで ある。導管接続部３４は流れ損失の回避のために円錐形状を有しており、この円 錐形状は、コンスタントに延びる管横断面へ均一に移行している。 第６図は第５図の渦流式ポンプ１に付属する吸込カバーを示す。第５図の渦流 式ポンプ１を通る切断平面がＶ−Ｖ線に沿って示されている。図示された矢印は 内側の側通路１８．１および外側の側通路１８．２内への燃料の流れを示してい る。主段１０から燃料が軸方向に流出するため、この図面では図示されていない 導管接続部３４に燃料を案内するための移行部３５が設けられている。 第７図は第５図の渦流式ポンプ１に付属する出口カバー１２を示す。矢印はこ の場合も出口カバー１２内での燃料流を示している。同様に、第５図の渦流式ポ ンプ１の切断平面がＶ−Ｖ線に沿って示されている。吸込ウイング９を経て第２ の燃料流Ｑ_HS,zuは狭窄部３６を介して外側の側通路１８．２内へ案内されてい る。外側の側通路１８．２からは燃料が軸方向に導管接続部３４内へ流出する。 前段７からの軸方向の流出は燃料排出部１１を介して行われる。 第８図は渦流式ポンプ１のさらに別の１実施例を示す。この渦流式ポンプ１は ３つの段を有している。自主的な思考によれば、２段の、特に第８図に示された ３段またはそれより多い段の配置はインペラ１３がロータ１９であることなしに それだけでも実施されることができる。第１の段は前段７、第２の段は主段１０ である。これらの段の間に中間段３７が位置している。これら３つの段７，１０ ，３７はすべて１つのイン ぺラ１３内に設けられる。前段７および主段１０は第１のベーン室１６および第 ２のベーン室１７によりインペラ１３の第２の側１５へ向いて開かれている。中 間段３７の第３のベーン室３８はインペラ１３の第１の側へ向いて開かれて位置 している。前段７はタンク３から燃料４を吸込み、これをタンク組込ポット２内 へ軸方向で下向きに流入せしめる。中間段３７内への流入および流出はそれぞれ 破線で示された中間導管３９により行われ、この場合には燃料４が直に中間段３ ７から主段１０内へ達する。前段７はタンク組込ポット２を充填し、中間段３７ および主段１０は図示されていないガソリン噴射のために圧力形成を受け持つ。 第１図および第５図の渦流式ポンプ１に対比して、第８図に示された渦流式ポン プ１は寸法にもとづき場合により単位時間当たりわずかな通流量しか有していな いが、しかし、第８図に示された渦流式ポンプは比較的高い圧力を供給すること ができる。この渦流式ポンプ１は３段構造であるにもかかわらず、ロータ２２と してのインペラ１３を介した電動機の統合にもとづき極めてフラットである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 特に自動車のための燃料のための多段形渦流式ポンプ（１）であって、少 なくとも前段（７）の第１のベーン室（１６）と、主段（１０）の第２のベーン 室（１７）とを有しており、その場合、渦流式ポンプ（１）がインペラ（１３） の駆動のためにロータ（２２）とステータ（２３）とを備えた電動機（１９）を 有している形式のものにおいて、第１のベーン室（１６）と第２のベーン室（１ ７）とが渦流式ポンプ（１）のインペラ（１３）内に統合されており、かつ、イ ンペラ（１３）が電動機（１９）のロータ（２２）であることを特徴とする自動 車のための燃料のための多段形渦流式ポンプ（１）。 2. ロータ（２２）がブラシレスであることを特徴とする請求項１記載の多段 形渦流式ポンプ（１）。 3. 第１のベーン室（１６）と第２のベーン室（１７）とが少なくともインペ ラ（１３）の第１の側（１４）へ向けて開かれていることを特徴とする請求項１ または２記載の多段形渦流式ポンプ（１）。 4. 第２のベーン室（１７）が同軸的に第１のベーン室（１６）を囲んでおり 、またはその逆であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載 の多段形渦流式ポンプ（１）。 5. インペラ（１３）の第１の側（１４）および第 ２の側（１５）のところでベーン室（１６，１７）がそれぞれ１つの側通路（１ ８）へ向けて開かれており、その場合、第２の側が第１の側の反対側に位置して いることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の多段形渦流式ポ ンプ（１）。 6. 第１のベーン室（１６）と第２のベーン室（１７）とが第１の側（１４） へ向けて開かれており、他面において、少なくとも第３のベーン室（３８）が第 ２の側（１５）へ向けて開かれて延びており、この第３のベーン室が渦流式ポン プ（１）の別の１つの段を形成しており、またはその逆であることを特徴とする 請求項１から５までのいずれか１項記載の多段形渦流式ポンプ（１）。 7. 吸込ウイング（９）が主段（１０）内へ半径方向で走入していることを特 徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の多段形渦流式ポンプ（１）。 8. 移行通路（２６）が主段（１０）から半径方向で外向きに延びていること を特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の多段形渦流式ポンプ（１ ）。 9. 移行通路（２６）が集合管（２７）内へ開口していることを特徴とする請 求項８記載の多段形渦流式ポンプ（１）。 10．集合管（２７）がポット境界部分（２８）内へ組み込まれていることを特 徴とする請求項９記載の多 段形渦流式ポンプ（１）。 11．前段（７）が大体において軸方向で延びる流入部と流出部とを有している ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項記載の多段形渦流式ポン プ（１）。 12．前段（７）がタンク組込ポット（２）に管路的に結合されており、かつこ れを充填することを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項記載の多段 形渦流式ポンプ（１）。 13．吸込ジェットポンプが燃料吸込供給部（６）内に設けられることなしに、 前段（７）への燃料吸込供給部（６）がタンク接続部（５）から直に延びている ことを特徴とする請求項１２記載の多段形渦流式ポンプ（１）。 14．主段（１０）が燃料噴射（３１）のための圧力上昇を生ぜしめることを特 徴とする請求項１から１３までのいずれか１項記載の多段形渦流式ポンプ（１） 。 15．主段（１０）がそれだけで燃料噴射（３１）のために必要な圧力上昇を生 ぜしめることを特徴とする請求項１４記載の多段形渦流式ポンプ(１)。 16．前段（７）の燃料導管（３３）内に逆止弁（３２）が配置されていること を特徴とする請求項１から１５までのいずれか１項記載の多段形渦流式ポンプ( １)。