JP6594750B2 - 渦流ポンプ - Google Patents

Description

本明細書は、渦流ポンプに関する。なお、渦流ポンプは、ウエスコポンプ、カスケードポンプ、再生ポンプとも呼ばれる。

特許文献１に、外周部に複数の羽根を有するインペラと、インペラを収容するハウジングと、を有する渦流ポンプが開示されている。ハウジングには、インペラの羽根に対向する流路が配置されている。この渦流ポンプでは、インペラが回転すると、吸入経路から流体をハウジング内に吸入し、ハウジング内で昇圧して、吐出経路からハウジング外に吐出する。

特開平９−２４２６８９号公報

例えば、自動車のエンジンの吸気管内の負圧を利用して、燃料タンクで発生した気化燃料を供給管に供給するシステムのように、流体経路内に発生する負圧を利用して流体を流すシステムが用いられている。このようなシステムにおいて、流体経路内に十分な負圧が発生しない場合にも、流体を供給可能にするために、流体経路上に渦流ポンプを配置する構成が検討されている。

本明細書では、上記のシステムにおいて、渦流ポンプを効率よく利用することができる技術を提供する。

本明細書は、渦流ポンプを開示する。渦流ポンプは、吸入流路と、吐出流路と、吸入流路及び吐出流路に連通する収容空間と、を有するハウジングと、収容空間に収容されており、回転軸回りに回転するインペラと、を備える。ハウジングは、収容空間内にインペラの外周に沿った内部流路を有している。内部流路の流路断面積は、内部流路の全長に亘って、吸入流路の流路断面積よりも大きく、かつ、吐出流路の流路断面積よりも大きい。

流体経路内に発生する負圧を利用して流体を流すシステムでは、渦流ポンプは、発生する負圧が不足している状況において、補助的に用いられる。このシステムでは、負圧が十分に発生している状況では、渦流ポンプを利用しなくても流体を流すことができる。従って、負圧が十分に発生している状況では、渦流ポンプの駆動を停止してインペラを回転させずに、ハウジング内に流体を通過させることによって、渦流ポンプを駆動させる期間を短縮することができる。

上記の渦流ポンプの構成によれば、ハウジング内の内部流路の流路断面積が吸入経路及び吐出経路の流路断面積よりも大きい。この構成によれば、ハウジング内に流入する流体の圧力が損失されることを抑制することができる。これにより、渦流ポンプの駆動を停止した状態で、ハウジング内で流体をスムーズに通過させることができる。これにより、渦流ポンプを効率よく利用することができる。

実施例の自動車の燃料供給システムの概略を示す。 第１実施例のパージポンプの斜視図を示す。 図２のIII-III断面の断面図を示す。 第１実施例のインペラの底面図を示す。 第１実施例のカバーを下方から見た底面図を示す。 図３の領域ＡＲの拡大図を示す。 第２実施例のパージポンプの斜視図を示す。 図７のVIII-VIII断面の断面図を示す。 第２実施例のパージポンプの吸入ポートの上方から見た図を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本実施例の渦流ポンプでは、ハウジングは、インペラの回転方向に延びており、内部流路を有する１本以上の対向溝を有していてもよい。回転軸を通過する断面における１本以上の対向溝の断面積の合計は、対向溝の全長に亘って、吸入流路の流路断面積以上であり、かつ、吐出流路の流路断面積以上であってもよい。この構成では、過流ポンプが停止している間、ハウジング内の流体が対向溝内及びハウジングとインペラとの隙間を流れる。対向溝の断面積の合計を吸入流路及び吐出流路の断面積よりも大きくすることによって、流体が対向溝によって圧力損失が発生することを抑制することができる。

（特徴２）本実施例の渦流ポンプでは、インペラは、一方の端面の外周部に回転方向に沿って配置される複数の羽根と、隣り合う羽根の間にそれぞれ配置される複数の羽根溝と、外周縁において複数の羽根溝のインペラ外周側を閉塞する外周壁を有していてもよい。複数の羽根溝のそれぞれは、インペラの一方の端面に開口する一方、インペラの他方の端面に閉塞していてもよい。この構成では、渦流ポンプを駆動している間、羽根溝と内部流路とで画定される空間内で旋回する流体を、外周壁及び羽根溝のインペラの他方の端面側の面で案内することができる。これにより、渦流ポンプの回転数を抑えても、流体を昇圧されることができる。この結果、渦流ポンプの駆動中においても、渦流ポンプを効率よく利用することができる。

（特徴３）本実施例の渦流ポンプでは、吸入流路及び吐出流路は、インペラの外周から回転軸に垂直に延びていてもよい。ハウジングは、吸入流路と収容空間とを連通する吸入側連通流路と、吐出流路と収容空間とを連通する吐出側連通流路と、をさらに有していてもよい。吸入側連通流路の流路断面積と吐出側連通流路の流路断面積とは、それぞれ、吸入流路の流路断面積よりも大きく、かつ、吐出流路の流路断面積よりも大きくてもよい。この構成によれば、吸入流路及び吐出流路がインペラの回転軸に垂直に延びる渦流ポンプにおいて、吸入側連通流路と吐出側連通流路とによって、流体の圧力損失が発生することに抑制することができる。

（特徴４）本実施例の渦流ポンプでは、吸入流路及び吐出流路の少なくとも一方は、インペラの回転軸方向に沿って延びていてもよい。内部流路は、インペラの両面のそれぞれに対向して配置されていてもよい。収容空間は、吸入流路及び吐出流路のうち、インペラの回転軸方向に延びる流路のインペラの回転軸方向の延長線上に位置しており、インペラの両面に配置される内部流路をインペラの外周側で連通する外周流路を、さらに備えていてもよい。インペラの一方の面側に配置されている内部流路が外周流路よりも上流側に位置する一方、インペラの他方の面側に配置されている内部流路が外周流路よりも下流側に位置していてもよい。回転軸に垂直な方向における外周流路の流路断面積は、吸入流路の流路断面積の１／２よりも大きく、かつ、吐出流路の流路断面積の１／２よりも大きくてもよい。この構成では、吸入流路から内部流路に流入する流体のうち、およそ半分がインペラの一方の面側に配置されている内部流路に流入し、他のおよそ半分が外周流路を通過して、インペラの他方の面側に配置されている内部流路に流入する。この構成によれば、吸入流路及び吐出流路がインペラの回転軸方向に沿って延びる渦流ポンプにおいて、外周流路によって、流体の圧力損失が発生することに抑制することができる。

（第１実施例）
図面を参照して、実施例のパージポンプ１０を説明する。図１に示すように、パージポンプ１０は、自動車に搭載され、燃料タンク３に貯留される燃料をエンジン８に供給する燃料供給システム１に配置される。燃料供給システム１は、燃料タンク３からエンジン８に燃料を供給するためのメイン供給経路２とパージ供給経路４を有する。

メイン供給経路２には、燃料ポンプユニット７と、供給管７０と、インジェクタ５と、が配置されている。燃料ポンプユニット７は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備える。燃料ポンプユニット７では、後述するＥＣＵ(Engine Control Unitの略)６から供給される信号に応じて制御回路が燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク３内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧されて、燃料ポンプユニット７から供給管７０に供給される。

供給管７０は、燃料ポンプユニット７とインジェクタ５とを連通する。供給管７０に供給された燃料は、供給管７０内をインジェクタ５まで流れる。インジェクタ５は、ＥＣＵ６によって開度がコントロールされる弁を有する。インジェクタ５は、弁が開かれると、供給管７０から供給される燃料をエンジン８に供給する。

パージ供給経路４には、キャニスタ７３と、パージポンプ１０と、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valveの略）１００と、それらを連通する連通管７２，７４，７６，７８と、を備える。キャニスタ７３は、燃料タンク３内で発生した気化燃料を吸着する。キャニスタ７３は、タンクポートと、パージポートと、大気ポートとを備える。図１にパージ供給経路４から吸気管８０までの気体の流れ方向が矢印で示されている。タンクポートは、燃料タンク３の上端から延びる連通管７２に接続されている。これにより、キャニスタ７３は、燃料タンク３の上端から延びる連通管７２に連通する。キャニスタ７３は、燃料を吸着可能な活性炭を収容する。活性炭は、燃料タンク３から連通管７２を介してキャニスタ７３内部に流入する気体から気化燃料を吸着する。キャニスタ７３内部に流入した気体は、気化燃料が吸着された後、キャニスタ７３の大気ポートを通過して大気に放出される。これにより、気化燃料が大気に放出されることを防止することができる。

キャニスタ７３のパージポートには、連通管７４を介して、パージポンプ１０が接続されている。詳細な構造は後述するが、パージポンプ１０は、気体を圧送する、いわゆる渦流ポンプである。パージポンプ１０は、ＥＣＵ６によって制御される。パージポンプ１０は、キャニスタ７３で吸着されている気化燃料を吸入し、昇圧して吐出する。パージポンプ１０が駆動している間、キャニスタ７３では、大気ポートから大気が吸入され、吸着された気化燃料とともにパージポンプ１０に流入する。

パージポンプ１０から吐出された気化燃料は、連通管７６とＶＳＶ１００と連通管７８とを通過して吸気管８０に流入する。ＶＳＶ１００は、ＥＣＵ６に制御される電磁弁である。ＥＣＵ６は、ＶＳＶ１００を制御することによって、パージ供給経路４から吸気管８０に供給される気化燃料量を調整する。ＶＳＶ１００は、インジェクタ５よりも上流側で吸気管８０に接続される。吸気管８０は、エンジン８に空気を供給する配管である。吸気管８０のＶＳＶ１００が接続される位置よりも上流側には、スロットルバルブ８２が配置されている。スロットルバルブ８２は、吸気管８０の開度を制御することによって、エンジン８に流入する空気を調整する。スロットルバルブ８２は、ＥＣＵ６によって制御される。

吸気管８０のスロットルバルブ８２よりも上流側には、エアクリーナ８４が配置されている。エアクリーナ８４は、吸気管８０に流入する空気から異物を除去するフィルタを有する。吸気管８０では、スロットルバルブ８２が開くと、エアクリーナ８４からエンジン８に向けて吸気される。エンジン８は、吸気管８０からの空気と燃料とを内部での燃焼に用い、燃焼後に排気する。

パージ供給経路４では、パージポンプ１０が駆動することによって、キャニスタ７３に吸着された気化燃料を吸気管８０に供給することができる。エンジン８が駆動している場合、吸気管８０内に負圧が発生している。このため、パージポンプ１０が停止されている状態で、キャニスタ７３に吸着された気化燃料が、吸気管８０内の負圧によって停止中のパージポンプ１０内を通過して吸気管８０内に吸入される。一方で、自動車の停止時にエンジン８のアイドリングを停止したり、ハイブリッド車のようにエンジン８を停止してモータで走行する場合、言い換えると、環境対策のためにエンジン８の駆動を制御する場合、エンジン８の駆動による吸気管８０内の負圧が発生しない状況が生じる。また、過給機が搭載される場合、過給機によって吸気管８０が正圧にされる状況が生じる。パージポンプ１０は、このような状況において、エンジン８に替わってキャニスタ７３に吸着された気化燃料を吸気管８０に供給することができる。なお、変形例では、エンジン８が駆動しており、吸気管８０内に負圧が発生している状況でも、パージポンプ１０が駆動し、気化燃料を吸入し吐出してもよい。

次いで、パージポンプ１０の構成を説明する。図２は、パージポンプ１０のポンプ部５０側から見た斜視図を示す。図３は、図２のIII-III断面を示す断面図である。本実施例では、図３の上下方向を基準として「上」、「下」を表すが、図３の上下方向が、パージポンプ１０が自動車に搭載される方向とは限らない。

パージポンプ１０は、モータ部２０と、ポンプ部５０と、を備える。モータ部２０は、ブラシレスモータを有する。モータ部２０は、上方ハウジング２６と、ロータ（図示省略）と、ステータ２２と、制御回路２４と、を備える。上方ハウジング２６は、ロータと、ステータ２２と、制御回路２４とを収容する。制御回路２４は、自動車のバッテリから供給される直流電力をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電力に変換し、ステータ２２に供給する。制御回路２４は、ＥＣＵ６から供給される信号に従ってステータ２２に電力を供給する。ステータ２２は、円筒形状を有しており、その中心部には、ロータが配置されている。ロータは、ステータ２２に対して回転可能に配置されている。ロータは、その周方向に交互に異なる方向に磁化されている永久磁石を有する。ロータは、ステータ２２に電力が供給されることによって、シャフト３０の中心軸Ｘ（以下では「回転軸Ｘ」と呼ぶ）を中心に回転する。

モータ部２０の下方には、ポンプ部５０が配置されている。ポンプ部５０は、モータ部２０によって駆動される。ポンプ部５０は、下方ハウジング５２と、インペラ５４と、を備える。下方ハウジング５２は、上方ハウジング２６の下端に固定されている。下方ハウジング５２は、底壁５２ａとカバー５２ｂとを備える。カバー５２ｂは、上壁５２ｃと、周壁５２ｄと、吸入ポート５６と、吐出ポート５８（図２参照）と、を備える。上壁５２ｃは、上方ハウジング２６の下端に配置されている。周壁５２ｄは、上壁５２ｃから下方に向かって突出しており、上壁５２ｃの外周縁を一巡する。周壁５２ｄの下端には、底壁５２ａが配置されている。底壁５２ａは、ボルトによってカバー５２ｂに固定されている。底壁５２ａは、周壁５２ｄの下端を閉塞している。底壁５２ａとカバー５２ｂとによって、空間６０が画定されている。

図５は、カバー５２ｂを下方から見た図である。周壁５２ｄには、それぞれが空間６０に連通する吸入ポート５６と吐出ポート５８とが外側に向かって突出している。吸入ポート５６と吐出ポート５８とは、互いに平行に、かつ、回転軸Ｘ方向と垂直に配置されている。吸入ポート５６は、連通管７４を介してキャニスタ７３に連通している。吸入ポート５６は、内部に吸入流路を備え、キャニスタ７３から気化燃料を空間６０に導入する。吐出ポート５８は、内部に吐出流路を備え、下方ハウジング５２内で吸入ポート５６に連通しており、空間６０内に吸入された気化燃料を、パージポンプ１０外に排出する。吸入流路は流路断面積Ｓ１を有し、吐出流路は流路断面積Ｓ４を有する。以下では、流路断面積を単に「断面積」と呼ぶ。断面積Ｓ１は、吸入流路を気化燃料の流れ方向に垂直な断面の断面積であり、断面積Ｓ４は、吐出流路を気化燃料の流れ方向に垂直な断面の断面積である。即ち、吸入流路の断面積は、吸入ポート５６の内側の面積に等しく、吸入流路の断面積は、吐出ポート５８の内側の面積に等しい。

上壁５２ｃには、吸入ポート５６から吐出ポート５８まで周壁５２ｄに沿って延びる対向溝５２ｅを有する。底壁５２ａも同様に、吸入ポート５６から吐出ポート５８まで周壁５２ｄに沿って延びる対向溝５２ｆ（図３参照）を有する。対向溝５２ｅ及び対向溝５２ｆは、長手方向の両端を除く中間位置、詳細には、インペラ５４に対向する位置において、一定の深さを有し、長手方向の両端では、それぞれ吸入ポート５６、吐出ポート５８に近づくのに従って徐々に浅くなっている。インペラ５４の回転方向Ｒに沿って見たときに、吐出ポート５８と吸入ポート５６との間は、周壁５２ｄによって、隔離されている。これにより、高圧の吐出ポート５８から低圧の吸入ポート５６に気体が流れることを抑制することができる。

図３に示すように、空間６０には、インペラ５４が収容されている。インペラ５４は、円板形状を有する。インペラ５４の厚みは、下方ハウジング５２の上壁５２ｃと底壁５２ａとの隙間よりも若干小さい。インペラ５４は、上壁５２ｃと底壁５２ａのそれぞれに対して、小さな隙間を有して対向している。また、インペラ５４と周壁５２ｄとの間には、小さな隙間が設けられている。インペラ５４は、中心にシャフト３０に嵌合される嵌合孔を有する。これにより、インペラ５４は、シャフト３０の回転に伴って、回転軸Ｘを中心に回転する。

図４に示されるように、インペラ５４は、下面５４ｈの外周部に、複数の羽根５４ａと複数の羽根溝５４ｂとを有する羽根溝領域５４ｆを有する。なお、図面では、１個の羽根５４ａと１個の羽根溝５４ｂのみに符号が付されている。同様に、インペラ５４は、上面５４ｇの外周端にも、複数の羽根５４ａと複数の羽根溝５４ｂとを有する羽根溝領域５４ｆを有する。なお、上面５４ｇ及び下面５４ｈを、インペラ５４の回転軸Ｘ方向の端面ということができる。上面５４ｇに配置される羽根溝領域５４ｆは、対向溝５２ｅに対向して配置されている。同様に、下面５４ｈに配置される羽根溝領域５４ｆは、対向溝５２ｆに対向して配置されている。各羽根溝領域５４ｆは、インペラ５４の外周壁５４ｃの内側において、インペラ５４の周方向に一巡する。複数の羽根５４ａは、同一の形状を有する。複数の羽根５４ａは、羽根溝領域５４ｆにおいて、インペラ５４の周方向に等間隔で配置されている。インペラ５４の周方向に隣り合う２個の羽根５４ａの間には、１個の羽根溝５４ｂが配置されている。即ち、複数の羽根溝５４ｂは、インペラ５４の外周壁５４ｃの内側において、インペラ５４の周方向に等間隔で配置されている。言い換えると、複数の羽根溝５４ｂは、外周壁５４ｃによって、外周側の端部が閉塞されている。

図６は、図３の領域ＡＲの拡大図であり、回転軸Ｘを通過し、かつ、インペラ５４の両面に配置される羽根溝５４ｂの深さが最も深い位置の断面を表す。図６では、見易さを優先して、インペラ５４と下方ハウジング５２との間の隙間が広くされている。図６に示すように、インペラ５４の下面５４ｈに配置されている複数の羽根溝５４ｂのそれぞれは、インペラ５４の下面５４ｈ側に開口する一方、インペラ５４の上面５４ｇ側で閉塞している。同様に、インペラ５４の上面５４ｇに配置されている複数の羽根溝５４ｂのそれぞれは、インペラ５４の上面５４ｇ側で開口する一方、インペラ５４の下面５４ｈ側で閉塞している。即ち、インペラ５４の下面５４ｈに配置されている複数の羽根溝５４ｂとインペラ５４の上面５４ｇに配置されている複数の羽根溝５４ｂとは遮断されており、連通していない。この構成では、パージポンプ１０を駆動している間、羽根溝５４ｂと対向溝５２ｅ，５２ｆとで画定される空間内で旋回する気体を、外周壁５４ｃ及び羽根溝５４ｂの底面で案内することができる。これにより、パージポンプ１０の回転数を抑えても、気体を昇圧することができる。この結果、パージポンプ１０の駆動中において、パージポンプ１０を効率よく利用することができる。

パージポンプ１０の駆動中では、モータ部２０のロータに伴って、インペラ５４が回転される。この結果、キャニスタ７３に吸着された気化燃料を含む気体が吸入ポート５６から下方ハウジング５２内に吸入される。羽根溝５４ｂと対向溝５２ｅとによって形成される空間５７内では気体の渦流（旋回流）が発生する。羽根溝５４ｂと対向溝５２ｆとによって形成される空間５９内でも同様である。この結果、下方ハウジング５２内の気体が昇圧され、吐出ポート５８から吐出される。

一方、パージポンプ１０が停止している間、即ち、パージポンプ１０への電力の供給が停止され、モータ部２０の回転に応じたインペラ５４の回転が停止されている間、エンジン８の駆動によって発生する吸気管８０内の負圧によって、キャニスタ７３に吸着された気化燃料は、パージポンプ１０を通過して、吸気管８０内に流入する。

気化燃料は、図５に示す吸入ポート５６内の吸入経路と内部流路６４とを連通する連通流路６１を通過する。内部流路６４は、インペラ５４と下方ハウジング５２との隙間によって画定される流路である。次いで、気化燃料は、図６に示す内部流路６４を通過する。インペラ５４が停止しているため、羽根溝５４ｂ内に気化燃料は流れない。気化燃料は、内部流路６４から流出すると、内部流路６４と吐出ポート５８内の吐出経路とを連通する連通流路６２を通過する。次いで、気化燃料は、連通流路６２から吐出経路に流れ、パージポンプ１０外の連通管７８に吐出される。

対向溝５２ｅの断面積はＳ５ａ（図６ではドットで示されている）であり、対向溝５２ｆの断面積はＳ５ｂ（図６ではドットで示されている）である。対向溝５２ｅ，５２ｆの断面積Ｓ５ａ，Ｓ５ｂは、インペラ５４の回転方向Ｒに垂直な断面の断面積であり、回転軸Ｘを通過する断面における対向溝５２ｅ，５２ｆの断面積である。断面積Ｓ５ａは、断面積Ｓ５ｂと等しい。内部流路６４の断面積Ｓ７は、Ｓ５（＝Ｓ５ａ＋Ｓ５ｂ）＋Ｓ６であり、断面積Ｓ６は、回転軸Ｘを一辺とする平面におけるインペラ５４と下方ハウジング５２との隙間の断面の断面積である（図６ではドットで示されている）。連通流路６１の断面積はＳ２であり、連通流路６２の断面積はＳ３である。連通流路６１，６２の断面積Ｓ２，Ｓ３は、連通流路６１，６２を流れる気体の流れ方向に垂直な断面における断面積である。なお、対向溝５２ｅ，５２ｆの断面積Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ及び連通流路６１，６２の断面積Ｓ２，Ｓ３は、気体の流れ方向で変化する。吸入流路の断面積Ｓ１と吐出流路の断面積Ｓ４及び、断面積Ｓ６及びは、気体の流れ方向の全長において一定である。なお、変形例では、断面積Ｓ５ａ，Ｓ５ｂ，Ｓ２，Ｓ３は一定であってもよく、断面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ６は変化してもよい。

吸入流路の断面積Ｓ１と吐出流路の断面積Ｓ４とは等しく、内部流路６４の断面積Ｓ７の最小値は、断面積Ｓ１，Ｓ４よりも大きく、連通流路６１，６２の断面積Ｓ２，Ｓ３のそれぞれの最小値は、断面積Ｓ１，Ｓ４よりも大きい。これにより、吸入流路からパージポンプ１０内を通過して吐出流路に流れる気体が、パージポンプ１０内で断面積が小さくなることによって、圧力損失が発生することを抑制することができる。これにより、パージポンプ１０の駆動を停止した状態で、下方ハウジング５２内で気体をスムーズに通過させることができる。これにより、パージポンプ１０を効率よく利用することができる。

また、対向溝５２ｅ，５２ｆの断面積Ｓ５は、吸入流路の断面積Ｓ１及び吐出流路の断面積Ｓ４と等しいか、あるいはそれ以上である。この構成によれば、インペラ５４と下方ハウジング５２との隙間を、断面積Ｓ６の大きさを考慮せずに小さくすることができる。これにより、ポンプ効率を向上させることができる。

（第２実施例）
第１実施例と異なる点を説明する。なお、第１実施例と同様の構成には、同一の符号が付されている。図７に示すように、パージポンプ１００では、吸入ポート１５６が、回転軸Ｘ方向に平行に延びている。その他の構成は、第１実施例と同様である。図８は、吸入ポート１５６と吸入ポート１５６の下方（即ち延長線上）に位置する外周流路１６０の断面図である。図９は、吸入ポート１５６を上方から見たときの吸入ポート１５６から見えるハウジング１５２内部を表す図である。図８に示されるように、吸入ポート１５６内の吸入流路１５６ａは、対向溝５２ｅに直接的に接続されている。また、吸入流路１５６ａは、外周流路１６０を介して、対向溝５２ｆに接続されている。即ち、対向溝５２ｅは外周流路１６０の上流側に位置しており、対向溝５２ｆは外周流路１６０の下流側に位置している。

図９に示すように、外周流路１６０は、吸入流路１５６ａの延長線上に位置する流路であって、インペラ５４の外周縁とハウジング１５２との隙間のうち、吸入流路１５６ａを延長したときに重複する範囲の隙間である。外周流路１６０の断面積Ｓ２４は、吸入流路１５６ａの断面積Ｓ２１（＝断面積Ｓ１）の１／２よりも大きく、かつ、吐出ポート５８内の吐出経路の断面積Ｓ２の１／２よりも大きい。

気体が吸入流路１５６ａを通過して内部流路６４に流入されると、吸入流路１５６ａを通過した約半分の量の気体が対向溝５２ｅ側に流入する一方、残りの約半分の量の気体が外周流路１６０を通過して、対向溝５２ｆ側に流入する。外周流路１６０の断面積Ｓ２４を断面積Ｓ２１の半分より大きく設定することによって、気体の圧力損失を抑制することができる。

なお、変形例では、吐出ポート５８も回転軸Ｘ方向に平行に延びていてもよい。この場合、吐出流路の延長線上に位置する流路であって、インペラ５４の外周縁とハウジング１５２との隙間のうち、吐出流路を延長したときに重複する範囲の外周流路が、断面積Ｓ２１（＝断面積Ｓ１）の１／２よりも大きく、かつ、断面積Ｓ２の１／２よりも大きくてもよい。

また、吸入流路１５６ａは、回転軸Ｘに平行でなくてもよく、回転軸Ｘに対して９０度以内で傾斜していてもよい。吐出流路も同様である。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、インペラ５４の外周壁５４ｃの形状は、実施例の形状に限られない。例えば、外周壁５４ｃは、インペラ５４の上下方向の中央部に配置される一方、上下端部に配置されていなくてもよい。この場合、外周壁５４ｃの上端は、上下方向において、渦流の中心と同じ位置かそれより上方に位置していてもよい。外周壁５４ｃの下端も同様に、上下方向において、渦流の中心と同じ位置かそれより下方に位置していてもよい。あるいは、インペラ５４は、外周壁５４ｃを有していなくてもよい。

また、上記の実施例では、インペラ５４の羽根５４ａ及び羽根溝５４ｂは、上下面５４ｇ，５４ｈで同一の形状を有している。しかしながら、羽根５４ａ及び羽根溝５４ｂの形状は、上下面５４ｇ，５４ｈで異なっていてもよい。あるいは、羽根５４ａ及び羽根溝５４ｂは、上下面５４ｇ，５４ｈのいずれか一方のみに配置されていてもよい。

本明細書の「渦流ポンプ」は、パージポンプ１０に限られず、他のシステムにも利用することができる。例えば、エンジン８の排気を循環させ、吸気と混合させてエンジン８の燃料室に供給する排気再循環（即ちＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculationの略））において、排気を吸気管８０に供給するためのポンプとして利用することができる。また、自動車以外の産業用のポンプとしても利用することができる。さらに、本明細書の「渦流ポンプ」は、例えば燃料ポンプ等の液体を対象とする渦流ポンプであってもよい。

吸入経路と吐出経路の流路断面積は、互いに異なっていてもよい。同様に、対向溝５２ｅ，５２ｆの流路断面積は、互いに異なっていてもよい。

上記の下方ハウジング５２には、対向溝５２ｅ，５２ｆが配置されている。しかしながら、対向溝５２ｅ，５２ｆは、互いに区別されていなくてもよい。例えば、下方ハウジング５２は、インペラ５４の上下面５４ｇ，５４ｈのそれぞれの羽根溝領域５４ｆに対向する領域と、それらの領域をインペラ５４の外周縁の外側で連通する領域と、がインペラ５４から同じ距離だけ離間することによって構成される内部流路を有していてもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１ ：燃料供給システム
２ ：メイン供給経路
１０ ：パージポンプ
２０ ：モータ部
３０ ：シャフト
５０ ：ポンプ部
５２ ：下方ハウジング
５２ａ ：底壁
５２ｂ ：カバー
５２ｃ ：上壁
５２ｄ ：周壁
５２ｅ ：対向溝
５２ｆ ：対向溝
５４ ：インペラ
５４ａ ：羽根
５４ｂ ：羽根溝
５４ｃ ：外周壁
５４ｆ ：羽根溝領域
５４ｇ ：上面
５４ｈ ：下面
５６ ：吸入ポート
５８ ：吐出ポート

Claims (5)

1. 吸入流路と、吐出流路と、吸入流路及び吐出流路に連通する収容空間と、を有するハウジングと、
   収容空間に収容されており、回転軸回りに回転するインペラと、を備え、
   ハウジングは、収容空間内にインペラの外周に沿った内部流路を有しており、
   内部流路の流路断面積は、内部流路の全長に亘って、吸入流路の流路断面積よりも大きく、かつ、吐出流路の流路断面積よりも大きく、
   ハウジングは、インペラの回転方向に延びており、内部流路を有する１本以上の対向溝を有し、
   対向溝のインペラの回転方向の両端を除く中間位置において、対向溝は、一定の深さを有し、
   対向溝のインペラの回転方向の両端において、対向溝は、吸入流路と吐出流路のそれぞれに近づくのに従って徐々に浅くなる、渦流ポンプ。
2. 回転軸を通過する断面における１本以上の対向溝の断面積の合計は、対向溝の全長に亘って、吸入流路の流路断面積以上であり、かつ、吐出流路の流路断面積以上である、請求項１に記載の渦流ポンプ。
3. インペラは、
   回転軸方向の両面の少なくとも一方の端面の外周部に回転方向に沿って配置される複数の羽根と、
   隣り合う羽根の間にそれぞれ配置される複数の羽根溝と、
   外周縁において複数の羽根溝のインペラ外周側を閉塞する外周壁を有しており、
   複数の羽根溝のそれぞれは、インペラの一方の端面に開口する一方、インペラの他方の端面に閉塞している、請求項１又は２に記載の渦流ポンプ。
4. 吸入流路及び吐出流路は、インペラの外周から回転軸に垂直に延びており、
   ハウジングは、吸入流路と収容空間とを連通する吸入側連通流路と、吐出流路と収容空間とを連通する吐出側連通流路と、をさらに有し、
   吸入側連通流路の流路断面積と吐出側連通流路の流路断面積とは、それぞれ、吸入流路の流路断面積よりも大きく、かつ、吐出流路の流路断面積よりも大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載の渦流ポンプ。
5. 吸入流路及び吐出流路の少なくとも一方は、インペラの回転軸方向に沿って延びており、
   内部流路は、インペラの両面のそれぞれに対向して配置されており、
   収容空間は、吸入流路及び吐出流路のうち、インペラの回転軸方向に延びる流路のインペラの回転軸方向の延長線上に位置しており、インペラの両面に配置される内部流路をインペラの外周側で連通する外周流路を、さらに備え、
   インペラの一方の面側に配置されている内部流路が外周流路よりも上流側に位置する一方、インペラの他方の面側に配置されている内部流路が外周流路よりも下流側に位置しており、
   回転軸に垂直な方向における外周流路の流路断面積は、吸入流路の流路断面積の１／２よりも大きく、かつ、吐出流路の流路断面積の１／２よりも大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載の渦流ポンプ。