JP2006161600A

JP2006161600A - 円周流ポンプ

Info

Publication number: JP2006161600A
Application number: JP2004351259A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Koyama; 正浩小山; Yusaku Sakai; 雄作坂井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-22
Also published as: US7290979B2; US20060120852A1; TWI266834B; CN1782439A; CN1782439B; TW200619510A

Abstract

【課題】円周流ポンプにおいて、円周流ポンプから内燃機関などに圧送される燃料圧力が上昇した場合などに円周流ポンプから内燃機関に圧送される燃料が減少することがない効率の良い円周流ポンプを得る。
【解決手段】ポンプカバー５側フィード通路５ｃの第１の溝断面積（Ｓ１）をポンプベース６側フィード通路６ｂの第２の溝断面積（Ｓ２）よりも小さくすることにより、第1の溝断面（Ｓ１）内に発生する渦流径が第２の溝断面積（Ｓ２）の渦流径よりも小さく形成させ、ポンプカバー５側のフィード通路５ｃの燃料圧力をポンプベース６側のフィード通路６ｂよりも高くし、羽根車２をポンプベース６側へ押し付けるようにした。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば自動車の燃料タンク内に収納されて内燃機関に燃料を圧送する円周流ポンプに関する。

従来の円周流ポンプにおいては、特許文献１に示されるようにポンプカバーに配設された環状のフィード通路の溝断面積とポンプベースに配設された環状のフィード通路の溝断面積は略同一とし、ポンプカバーのフィード通路に対向して羽根車に形成された空間の寸法とポンブベースのフィード通路に対向して羽根車に形成された空間の寸法を略同一とすることでポンプカバー、ポンプベース、及び羽根車で形成されるポンプ室内の圧力バランスが均一になるようにしている。

特許第２９６２８２８号公報

従来の円周流ポンプは以上のように構成されており、円周流ポンプから内燃機関に圧送される燃料が減少した場合などにおいては、ポンプベース排出口付近の圧力が上昇し、羽根車はポンプカバー側へ押さえつける力が働くため羽根車が傾斜し、羽根車がポンプカバーまたはポンプベースに当接しながら回転することにより摺動抵抗が増加し、羽根車を回転させる電気駆動モータの作動電流が増加すると共に吐出量は減少し、円周流ポンプから内燃機関に圧送される燃料が減少するという問題があった。

この発明は以上のような課題を解決するために成されたもので、例えば、内燃機関に燃料を圧送する円周流ポンプにおいて、円周流ポンプから内燃機関に圧送される燃料圧力が上昇した場合などに円周流ポンプから内燃機関に圧送される燃料が減少することのない効率の良い円周流ポンプを得ることを目的としている。

この発明に係る円周流ポンプは、ポンプ室を形成するポンプカバー及びポンプベースと、ポンプ室内を回転する円板状の羽根車とで構成されて燃料を圧送する円周流ポンプであって、羽根車には外周部に環状の外周壁が形成され、この外周壁に沿って仕切壁により周方向が仕切られると共に貫通した複数の羽根溝部が連設され、ポンプカバーとポンプベースの夫々には羽根溝部に対向して環状にフィード通路が延設された円周流ポンプにおいて、ポンプカバー側フィード通路の第１の溝断面積（Ｓ１）をポンプベース側フィード通路の第２の溝断面積（Ｓ２）よりも小さくしたものである。

また、この発明に係る円周流ポンプは、ポンプ室を形成するポンプカバー及びポンプベースと、ポンプ室内を回転する円板状の羽根車とで構成されて燃料を圧送する円周流ポンプであって、羽根車には外周部に環状の外周壁が形成され、この外周壁に沿って仕切壁により周方向が仕切られると共に貫通した複数の羽根溝部が連設され、ポンプカバーとポンプベースの夫々には羽根溝部に対向して環状にフィード通路が延設された円周流ポンプにおいて、ポンプカバー側フィード通路に対向して羽根車に形成された第１の空間寸法（Ｌ１）をポンブベース側フィード通路に対向して羽根車に形成された第２の空間寸法（Ｌ２）よりも小さくしたものである。

この発明によれば、円周流ポンプから内燃機関に圧送される燃料が減少した場合などにおいて、ポンプベース排出口付近の圧力が上昇したときに羽根車をポンプカバー側へ押さえつける力とバランスすることにより、羽根車が傾斜することがないため、羽根車はポンプベース及びポンプカバーとの間で高摺動抵抗が発生することなく回転し効率が向上する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における円周流ポンプを備えた燃料供給装置を示す一部縦断面、図２は図１の円周流ポンプを形成する羽根車の外観拡大斜視図、図３は図１の円周流ポンプの要部拡大縦断面図、図４は図１の円周流ポンプのフィード通路の溝断面積比に対する吐出量の関係を示す特性図である。

図１において、例えば、車両の内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置１００は、円周流ポンプ１、この円周流ポンプ１を駆動する電気駆動モータ３、及び円周流ポンプ１で吐出された燃料を内燃機関へ送出する吐出口４により構成され、円周流ポンプ１は電気駆動モータ３に連結された軸３ａに結合された羽根車２、この羽根車２を収納するポンプカバー５、及びポンプベース６とにより構成されている。
ポンプカバー５の中心部には電気駆動モータ３の軸４のスラスト方向移動を支えるスラスト軸受５ａ及び、図示しない燃料を羽根車２を導入する吸込口５ｂが配設されており、ポンプベース６の中心部には軸４の回転を支えるメタル６ａが配設されている。

図２、図３において、羽根車２は円板形状で中心部に軸４に結合するためにＤ形状に形成された嵌合部２１が配設され、外周部には環状の外周壁２２が形成され、この外周壁２２に沿って仕切壁２０により周方向が仕切られると共に貫通した複数の羽根溝部２３が連設されている。
また、ポンプカバー５とポンプベース６の夫々には、羽根車２の羽根溝部２３に対向してフィード通路５ｃ，６ｂが環状に延設されている。

羽根溝部２３は、羽根車２の端面２４の交点ａから半径寸法ｒ１により延びて形成される第１の円弓部２３ａと、羽根車２の端面２５の交点ｂから半径寸法Ｒ１により延びて形成される第２の円弓部２３ｂとにより形成されると共に、第１の円弓部２３ａと第２の円弓部２３ｂは羽根車２の軸方向（図３の上下方向）の略中間位置で連結面２３ｃにより連結されている。
この連結面２３ｃの位置を中心線Ｌとして羽根車２の端面２４から中心線ＬまでをＬ１、羽根車２の端面２５から中心線ＬまでをＬ２とし、端面２４と第２の円弓部２３ｂと中心線Ｌと外周壁２２とで形成される空間を第１の空間２３ｄとすると共に、端面２５と第１の円弓部２３ａと中心線Ｌと外周壁２２とで形成される空間を第２の空間２３ｅとする。

また、フィード通路５ｃはポンプカバー５のカバー端面５１の交点ｃから半径寸法Ｒ２により延びて形成される第１の環状部５２で形成され、フィード通路６ａはポンプベース６のベース端面６１の交点ｄから半径寸法ｒ２により延びて形成される第２の環状部６２で形成されており、ポンプカバー側フィード通路５ｃを第１の溝断面積（Ｓ１）、ポンプベース側フィード通路６ｂを第２の溝断面積（Ｓ２）とする。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による円周流ポンプ１の動作について説明する。
（１）燃料供給装置１００が図示しない燃料タンクに浸漬されると、吸込み口５ｂを介して羽根溝部２３に燃料が流入する。
（２）電気駆動モータ３に電力が供給されると、電気駆動モータ３が回転し、電気駆動モータ３の軸３ａに結合された羽根車２が回転する。
（３）羽根車２が回転すると、羽根溝部２３がフィード通路５ａ及びフィード通路６ａ内を回転移動することにより燃料に２つの渦流（図３のＢに示す）が生じる。
（４）この渦流Ｂは羽根車２の回転により次第に運動エネルギーが大きくなり、羽根溝部２３内の燃料は昇圧され、昇圧されされた燃料は電気駆動モータ３内を通って吐出口４から吐出され、図示しない内燃機関に供給される。

以上のように構成された実施の形態１による円周流ポンプ１は、ポンプカバー５側のフィード通路５ｃの第１の溝断面積（Ｓ１）をポンプベース６側のフィード通路６ｂの第２の溝断面積（Ｓ２）よりも小さくしたので、羽根車２が回転することによる第1の溝断面（Ｓ１）内に発生する渦流径が第２の溝断面積（Ｓ２）の渦流径よりも小さく形成されるため、渦流の流速が速まり、ポンプカバー５側のフィード通路５ｃの燃料圧力がポンプベース６側のフィード通路６ｂよりも高くなり、羽根車２をポンプベース６側へ常に押さえつける力が働き、円周流ポンプ１から吐出口４を介して図示しない内燃機関に圧送される燃料が減少した場合などにおいて、ポンプベース６の排出口６ｃ付近の圧力が上昇したときに羽根車２をポンプカバー５側へ押さえつける力とバランスすることにより、羽根車２が傾斜することがないため、羽根車２はポンプベース６及びポンプカバー５との間で高摺動抵抗が発生することなく回転するので円周流ポンプとしての効率が向上する。

発明者が実験した結果では、燃料供給装置１００に供給する電力（電圧１２Ｖ、電流３Ａ）及び吐出口４から吐出される燃料圧力（３．３気圧）を一定として、第１の溝断面積（Ｓ１）と第２の溝断面積（Ｓ２）との比に対する吐出口４から吐出される燃料の吐出量との関係をグラフ化すると図４に示す通りであり、０．６≦Ｓ１／Ｓ２＜０．９にしたときの吐出量が大きく、円周流ポンプとしての効率が良好であった。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２における円周流ポンプ１は、ポンプカバー５側のフィード通路５ｃの第１の溝断面積（Ｓ１）をポンプベース６側のフィード通路６ｂの第２の溝断面積（Ｓ２）よりも小さくする代わりに、図３においてポンプカバー５側のフィード通路５ｃに対向して羽根車２に形成された第１の空間寸法（Ｌ１）はポンブベース６側のフィード通路６ｂに対向して羽根車２に形成された第２の空間寸法（Ｌ２）よりも小さく形成している。

このように構成された実施の形態２による円周流ポンプ１は、ポンプカバー５側フィード通路５ｃに対向して羽根車２に形成された第１の空間寸法（Ｌ１）をポンブベース６側フィード通路６ｂに対向して羽根車２に形成された第２の空間寸法（Ｌ２）よりも小さくしたので、第１の空間２３ｄに発生する渦流径が第２の空間２３ｅ内に発生する渦流径よりも小さく形成されるため、渦流の流速が速まり、ポンプカバー５側のフィード通路５ｃの燃料圧力がポンプベース６側のフィード通路６ｂのよりも高くなり、羽根車２をポンプベース６側へ常に押さえつける力が働き、円周流ポンプ１から吐出口４を介して図示しない内燃機関に圧送される燃料が減少した場合などにおいて、ポンプベース６排出口６ｃ付近の圧力が上昇したときに羽根車２をポンプカバー５側へ押さえつける力とバランスすることにより、羽根車２が傾斜することがないため、羽根車２はポンプベース６及びポンプカバー５との間で高摺動抵抗が発生することなく回転するので円周流ポンプとしての効率が向上する。

発明者が実験した結果では、燃料供給装置１００に供給する電力（電圧×電力）を及び吐出口４から吐出される燃料圧力を一定として、第１の空間寸法（Ｌ１）と第２の空間寸法（Ｌ２）の差に対する吐出口４から吐出される燃料の吐出量との関係をグラフ化すると図５に示す通りであり、を０．０５＜Ｌ２-Ｌ１≦０．２０にしたときの吐出量が大きく、円周流ポンプとしての効率が良好であった。

図１はこの発明の実施の形態１における円周流ポンプを備えた燃料供給装置を示す一部縦断面である。図１の円周流ポンプを形成する羽根車の外観拡大斜視図である。図１の円周流ポンプの要部拡大縦断面図である。図１の円周流ポンプのフィード通路の溝断面積比に対する吐出量の関係を示す特性図である。この発明の実施の形態２における円周流ポンプの羽根車の空間寸法比に対する吐出量の関係を示す特性図である。

符号の説明

１円周流ポンプ、２羽根車、５ポンプカバー、５ｃフィード通路、６ポンプベース、６ｂフィード通路、２０仕切壁、２２外周壁、２３羽根溝部、Ｓ１第１の溝断面積、Ｓ２第２の溝断面積、Ｌ１第１の空間寸法、Ｌ２第２の空間寸法、１００燃料供給装置。

Claims

ポンプ室を形成するポンプカバー及びポンプベースと、
前記ポンプ室内を回転する円板状の羽根車とで構成されて燃料を圧送する円周流ポンプであって、
前記羽根車には外周部に環状の外周壁が形成され、この外周壁に沿って仕切壁により周方向が仕切られると共に貫通した複数の羽根溝部が連設され、
前記ポンプカバーとポンプベースの夫々には前記羽根溝部に対向して環状にフィード通路が延設された円周流ポンプにおいて、
前記ポンプカバー側フィード通路の第１の溝断面積（Ｓ１）を前記ポンプベース側フィード通路の第２の溝断面積（Ｓ２）よりも小さくしたことを特徴とする円周流ポンプ。
前記第２の溝断面積（Ｓ１）と前記第２の溝断面積（Ｓ２）の比を０．６≦Ｓ１／Ｓ２＜０．９にしたことを特徴とする請求項１記載の円周流ポンプ。
ポンプ室を形成するポンプカバー及びポンプベースと、
前記ポンプ室内を回転する円板状の羽根車とで構成されて燃料を圧送する円周流ポンプであって、
前記羽根車には外周部に環状の外周壁が形成され、この外周壁に沿って仕切壁により周方向が仕切られると共に貫通した複数の羽根溝部が連設され、
前記ポンプカバーとポンプベースの夫々には前記羽根溝部に対向して環状にフィード通路が延設された円周流ポンプにおいて、
前記ポンプカバー側フィード通路に対向して前記羽根車に形成された第１の空間寸法（Ｌ１）を前記ポンブベース側フィード通路に対向して前記羽根車に形成された第２の空間寸法（Ｌ２）よりも小さくしたことを特徴とする円周流ポンプ。
前記第１の空間寸法（Ｌ１）と前記第２の空間寸法（Ｌ２）の差を０．０５＜Ｌ２-Ｌ１≦０．２０にしたことを特徴とする請求項３記載の円周流ポンプ。