JPH09512323A - フィードポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フィードポンプは、羽根を備えた回転駆動されるポンプ回転車を有している。このポンプ回転車は、ポンプ室内に配置されている。このポンプ室は、ポンプ回転車の回転軸線（１６）の方向で、それぞれ１つの壁部分（２０）によって仕切られている。両壁部分（２０）には、ポンプ回転車に面するそれぞれ１つの環状の圧送通路（２９）が形成されている。一方の圧送通路（２９）には流出開口（３０）が開口している。この流出開口（３０）はポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）で壁（４０）によって仕切られている。この壁は、壁部分（２０）の端面においてエッジ（４２）を成して終わっている。このエッジ（４２）は、内側のエッジ区分（４２ａ）を有している。この内側の区分は、回転軸線（１６）に対する仮想半径方向線（４２′）に対して、回転方向（１１）に傾斜して延びている。この内側のエッジ区分（４２ａ）に続いて外側のエッジ区分（４２ｂ）が設けられている。この外側のエッジ区分は、内側のエッジ区分（４２ｂ）の仮想延長直線に比べて回転方向（１１）にさらに大きく延びている。このように構成されていることにより、圧送通路（２９）から流出開口（３０）を通る液体の流出が改善された状態で行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 フィードポンプ 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のフィードポンプから出発する。 このようなフィードポンプはＵＳ−５３１０３０８に基づき公知である。この ようなフィードポンプは、燃料を圧送するために役立ち、羽根を備えたポンプ回 転車を有している。このポンプ回転車は回転駆動される。このポンプ回転車はポ ンプ室に配置されている。このポンプ室はポンプ回転車の回転軸線の方向に、そ れぞれ１つの壁部分によって仕切られている。一方の壁部分には、吸込開口が形 成されており、他方の壁部分には流出開口が形成されている。両壁部分の、ポン プ回転車に面した端面には、周方向で吸込開口から流出開口にまで延びるそれぞ れ１つの圧送通路が形成されている。吸込開口は、一方の壁部分の圧送通路始端 部に開口しており、流出開口は、他方の壁部分の圧送通路終端部に開口している 。流出開口は、この流出開口が開口する側の圧送通路をポンプ回転車の回転方向 で仕切る開口壁を有している。この開口壁は、壁部分の前記ポンプ回転車に面し た端面において、丸みを付けられたエッジを成して終わっている。さらに、この ような開口壁は、壁部分の前記ポンプ回転車に面した端面に対してほぼ直角に延 びている。フィードポンプがこのように構成されていると、流出開口の領域にお いて、著しい乱流および渦流が形成される。このような乱流や渦流は、液体ポン プにおけるフィード圧および効率の損失を生ぜしめる。さらに、このようなフィ ードポンプの運転時には、不都合なノイズが生ぜしめられる。このようなノイズ はやはり、流出開口の領域における不都合な流れ特性により生ぜしめられる。こ のような流れ特性によって、フィードポンプの構成部分、とくに壁部分が振動さ せられる。 発明の利点 請求項１に記載の特徴を有する本発明によるフィードポンプの利点は、流出開 口のエッジの内側の区分が傾斜した状態で配置されているので、流出開口の領域 において有利な流れ挙動が得られ、本発明によるフィードポンプが公知のフィー ドポンプに比べて高いフィード圧と高い効率とを有していることである。 請求項２以下に記載された手段によって、本発明によるフィードポンプの有利 な構成が得られる。請求項３および請求項４に記載された構成により、流出開口 が開口する側の圧送通路からの流出には僅かな損失しか伴わず、ひいては、フィ ード圧および効率が増大する。さらに、このような構成により、フィードポンプ の運転時にこのフィードポンプにより生ぜしめられる ノイズが減じられる。請求項１０および請求項１１に記載の特徴により、やはり 、流入開口が開口する側の圧送通路からの流出には僅かな損失しか伴わず、ひい てはフィード圧および効率が増大する。 図面 次に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。第１図はフィードポンプを 部分的に示す縦断面図である。第２図はフィードポンプの流出開口の領域を第１ 図のＩＩ−ＩＩ線に沿って部分的に示す横断面図である。第３図はフィードポン プの圧送通路の終端部を第１図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って部分的に示す横断面 図である。第４図はフィードポンプの円筒形の周面を第２図および第３図のＩＶ −ＩＶ線に沿って部分的に示す図である。 実施例の説明 第１図から第４図に示したフィードポンプは、特に、自動車の貯えタンクから 内燃機関に燃料を圧送するために役立つ。このフィードポンプはポンプ回転車１ ０を有している。このポンプ回転車は、両端面を起点にして、ポンプ回転車１０ の周面にわたって互いに間隔を置いてそれぞれ円環状に配列された羽根１２を有 している。これらの羽根１２の半径方向外側の端部はリング１３を介して互いに 結合することができる。このポンプ回転車１０は、例えば図示していない電動モ ータによって軸１４を介して回転軸線１６を中心にし て回転可能に駆動される。このポンプ回転車１０は、ポンプ室１７内に配置され ている。このポンプ室はポンプ回転車１０の回転軸線１６の方向で、それぞれ１ つの壁部分１９，２０によって仕切られている。回転軸線１６に対して半径方向 においては、ポンプ室１７は、円筒形の壁部分２２によって仕切られている。こ の円筒形の壁部分は、別個のリングとして前記両壁部分１９，２０の間に配置さ れていてもよいし、または、第１図に示したように、壁部分１９，２０のうちの 一方に一体的に形成されていてもよい。駆動モータに向かって配置された壁部分 ２０は、中間ケーシングとして形成されており、他方の壁部分１９は吸込側カバ ーとして形成されている。ポンプ回転車１０を駆動する軸１４は、中間ケーシン グ２０を貫通してポンプ室１７内に突入している。 吸込側カバー１９の、ポンプ回転車１０に面した端面２４には、環状の圧送通 路２５が形成されている。この圧送通路は、ポンプ回転車１０の円環状に配列さ れた羽根１２に対向して位置しており、この圧送通路の始端部には吸込開口２６ が開口している。この吸込開口はフィードポンプの外側に向かって開いている。 中間ケーシング２０の前記ポンプ回転車１０に面した端面２８には、やはりポン プ回転車１０の円環状に配列された羽根１２に対向して、環状の圧送通路２９が 形成されている。この圧送通路の終端部には流出開口 ３０が開口している。圧送通路２５，２９は、ほぼ合致するように配置されてお り、ポンプ回転車１０の回転方向１１において、吸込開口２６から流出開口３０ にまで延びている。圧送通路２５，２９は、吸込開口２６と流出開口３０との間 の領域で、中断部３２；３３によって互いに分離させられている。これらの圧送 通路２５，２９は、横断面で見てほぼ半円状に形成されている。 第２図には、フィードポンプの横断面が拡大されて示されている。このフィー ドポンプには、圧送通路２９が形成された中間ケーシング２０が設けられている のが判る。この圧送通路２９は半径方向内側に、ポンプ回転車１０の回転軸線１ ６に向かっては、内縁部３４によって仕切られており、外側に向かっては、外縁 部３５によって仕切られている。回転軸線１６に対して半径方向において圧送通 路２９の中央領域が、圧送通路の中心線３６によって示されている。 流出開口３０は第４図に示したように、圧送通路２９から中間ケーシング２０ の外面３９に通路状に延びている。流出開口３０はポンプ回転車１０の回転軸線 １６に対して斜めに配置されており、しかもポンプ回転車１０の回転方向１１に おいて中間ケーシング２０の端面２８から中間ケーシング２０の外面３９に向か って延びている。回転方向１１で流出開口３０を仕切る壁４０は、中間ケーシン グ２０の、ポンプ回転車１ ０に面する端面２８に対して２０°〜４０°の角度αを成して傾斜している。壁 ４０は、端面２８に向かって先細に終わることもできるし、または、第４図に示 すように、壁４０から端面２８への移行部に丸みを付けることもできる。この流 出開口３０は、その有効流過横断面が、第４図において符号Ａ，Ｂで示した両個 所の間において下流に向かって一定のままであるか、または僅かしか拡大しない ように、つまりほぼ２０％より多くは拡大しないように、形成されている。回転 方向１１とは離反する方向において流出開口３０を仕切る壁４１は、壁４０と同 じ角度αだけ傾斜して配置されている。流出開口３０は、横断面で見てほぼ円形 に形成されている。 回転方向１１において流出開口３０を仕切る壁４０は、中間ケーシング２０の 、ポンプ回転車１０に面した端面２８において、エッジ４２を成して終わってい る。このエッジは圧送通路２９から中断部３３への移行部を形成している。この エッジ４２は、回転軸線１６に対して半径方向で見て、内側のエッジ区分４２ａ を有している。この内側のエッジ区分は、圧送通路２９の内縁部３４を起点にし てこの圧送通路の中央領域３６にまで延びており、第２図において符号４２′を 有する一点鎖線で示した仮想半径方向線に対して、ポンプ回転車１０の回転方向 １１に傾斜している。内側のエッジ区分４２ａは、ほぼ２０°〜５０°、特にほ ぼ３０°〜４０°の角度βを成して回転方向１１に、仮想半径方向線に対して斜 めに配置されている。この場合、角度βは、圧送通路２９の中央領域３６を角中 心として考えた角度である。内側のエッジ区分４２ａは、第２図に示したように 僅かに湾曲するように、特に回転方向１１で見て凸面状に湾曲するように形成さ れており、圧送通路２９の内縁部３４から内側のエッジ区分４２ａへの移行部に は丸みが付けられている。この内側のエッジ区分４２ａは、フィードポンプによ って圧送された液体の流れを合成した流れ線（第２図において矢印４３で示され ている。）に対してほぼ垂直に、つまり直角に配置されているので、液体の流れ は圧送通路２９の内側区分において早期にポンプから引き出され、ひいては、ポ ンプ回転車１０の各羽根１２の間に形成された中間室への再流入が阻止される。 このような流れの再流入を回避することによって、中断部３２，３３の領域にお いて循環する液体の質量流比率が著しく減じられる。これにより、これらの中断 部３２，３３の領域における圧力衝撃が著しく減じられる。それというのは、こ のような中断部領域において形成されなければならない循環流の運動エネルギが 僅かで済むようになるからである。これに伴いノイズも著しく減じられる。 回転軸線１６に対して半径方向で見て、エッジ４２は、圧送通路２９の中央領 域３６を起点にして外縁部 ３５に向かって、外側のエッジ区分４２ｂを有している。この外側のエッジ区分 ４２ｂは、内側のエッジ区分４２ａの、破線で示した仮想半径方向延長直線に比 べて、ポンプ回転車１０の回転方向１１にさらに大きく延びているので、圧送通 路２９の外縁部３５は内縁部３４よりも、回転方向１１にさらに延びる突起４４ を有している。外側のエッジ区分４２ｂは、圧送通路２９の外縁部３５において 、内側のエッジ区分４２ａの仮想半径方向延長直線に比べて距離ｓだけ大きく回 転方向１１に延びている。この距離ｓは圧送通路２９の幅ｂのほぼ半分から幅ｂ のほぼ全体分に相当する。この場合、圧送通路２９の幅ｂは、流出開口３０の領 域の手前のものに基づいている。外側のエッジ区分４２ｂは湾曲して、有利には 回転方向１１で見て鏡像的に逆向きに湾曲するＳ字形の輪郭を有するように延び ていて、圧送通路２９の外縁部３５に向かって回転軸線１６に対してほぼ半径方 向に向いた状態で終わっている。 さらに、吸込側カバー１９に設けられた圧送通路２５の終端部領域も、以下に 説明するように構成されていると有利である。第３図には、フィードポンプの横 断面が拡大されて示されている。この図から、圧送通路２５が吸込側カバー１９ に形成されているのが判る。この圧送通路２５は半径方向内側に、ポンプ回転車 １０の回転軸線１６に向かっては内縁部４６によって 仕切られており、外側に向かっては外縁部４７によって仕切られている。圧送通 路２５の、回転軸線１６に対して半径方向において真ん中に位置する中央領域は 、圧送通路の中心線４８によって示されている。圧送通路２５の終端部は、ポン プ回転車１０の回転方向１１に壁５０によって仕切られている。この壁は、吸込 側カバー１９の前記ポンプ回転車１０に面した端面２４においてエッジ５２を成 して終わっている。このエッジは、圧送通路２５から中断部３２への移行部を形 成している。壁５０は、圧送通路２５の基部を起点にして、吸込側カバー１９の 端面２４に向かって回転方向１１に傾斜している。このエッジ５２は回転軸線１ ６に対する半径方向で見て、内側のエッジ区分５２ａを有している。この内側の エッジ区分は圧送通路２５の内縁部４６を起点にして、圧送通路の中央領域４８ にまで延びており、符号５２′を有する一点鎖線で示された仮想半径方向線に対 して、ポンプ回転車１０の回転方向１１に傾斜している。内側のエッジ区分５２ ａはほぼ２０°〜５０°、特に３０°〜４０°の角度γだけ仮想半径方向線に対 して回転方向１１に傾斜して配置されている。この角度γは、圧送通路２５の中 央領域４８を角中心として考えた角度である。内側のエッジ区分５２ａは第３図 に示したように、僅かに湾曲するように、特に回転方向１１で見て凸面状に湾曲 するように形成することができ、圧送通路２５の内縁 部４６から内側のエッジ区分５２ａへの移行部には丸みが付けられている。従っ て吸込側カバー１９における内側のエッジ区分５２ａは、中間ケーシング２０に おける内側のエッジ区分４２ａと同様に、圧送された液体の流れを合成した流れ 線に対してほぼ垂直に配置されているので、中間ケーシング２０に設けられた流 出開口３０への流過ができる限り早期に行われる。 回転軸線１６に対して半径方向で見て、エッジ５２は圧送通路２５の中央領域 ４８を起点にして、圧送通路の外縁部４７に向かって、外側のエッジ区分５２ｂ を有している。この外側のエッジ区分５２ｂは、内側のエッジ区分５２ａの破線 で示した仮想半径方向延長直線に比べて、ポンプ回転車１０の回転方向１１にさ らに大きく延びているので、圧送通路２５は外縁部４７において、内縁部４６よ りも、回転方向１１にさらに大きく延びる突起５４を有している。外側のエッジ 区分５２ｂは圧送通路２５の外縁部４７において、内側のエッジ区分５２ａの仮 想延長直線におけるよりも距離ｌだけ回転方向１１に延びている。この場合距離 ｌは、圧送通路２５の幅ｄのほぼ半分から幅ｄのほぼ全体分に相当する。この圧 送通路２５の幅ｄはその終端部領域の手前の個所のものに基づいている。この外 側のエッジ区分５２ｂは湾曲して、有利には、回転方向１１で見てほぼｓ字形の 輪郭を成すように延びており、圧送通路２５の外縁部４７に向かって、回転軸線 １６に対してほぼ半径方向で終わっている。圧送通路２５の突起５４は、横断面 においてほぼ半円状に形成されている。壁５０は傾斜して配置されていて、この 壁が圧送通路２５の中央領域４８で、回転方向１１において、圧送通路２５の幅 ｄのほぼ半分から幅ｄのほぼ全体分に相当する領域にわたって延びるようになっ ている。 中間室２０において中断部３３への圧送通路２９の移行部を形成するエッジ４ ２と、吸込側カバー１９において中断部３２への、圧送通路２５の移行部を形成 するエッジ５２とは、ポンプ回転車１０の回転軸線１６に対して周方向に互いに ずらされて配置されていると有利である。ポンプ回転車１０の回転軸線１６に対 して、中間ケーシング２０に設けられたエッジ４２は、回転方向１１において角 度φだけ、吸込側カバー１９に設けられたエッジ５２の後方に配置されている。 この角度φは、圧送通路２５，２９の中央領域３６；４８においてほぼ５°〜１ ５°である。圧送通路２９の始端部は、ポンプ回転車１０の回転軸線１６の方向 で見て、吸込開口２６が開口する圧送通路２５の始端部とほぼ合致する。 突起４４；５４が圧送通路２９；２５の中央領域３６；４８から外縁部３５； ４７にまで形成されていることにより、圧送された液体が吸込側カバー１９に設 けられた圧送通路２５から流出開口３０を通って流出 する際に伴う損失は僅かに過ぎない。吸込側カバー１９に設けられた圧送通路２ ５の終端部領域が前述のように構成されていることにより、フィードポンプから その運転中に生ぜしめられるノイズが減じられる。それというのは、好適に流れ が誘導されることにより、特に吸込側カバー１９が全くまたは僅かしか励振され ないからである。 フィードポンプの運転中、このフィードポンプは吸込側カバー１９に設けられ た吸込開口２６を通して燃料を吸い込む。この燃料は圧送通路２５，２９内で圧 送される。これらの圧送通路２５，２９の終端部において、燃料は圧力上昇下で 流出開口３０を通って流出する。この燃料は図示していない駆動モータを貫流し 、図示していない導管を介して内燃機関に達する。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 いることにより、圧送通路（２９）から流出開口（３ ０）を通る液体の流出が改善された状態で行われる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に燃料を圧送するためのフィードポンプであって、羽根（１２）を備え た回転駆動されるポンプ回転車（１０）が設けられており、該ポンプ回転車が、 該ポンプ回転車の回転軸線（１６）の方向で、それぞれ１つの壁部分（１９，２ ０）によって仕切られたポンプ室（１７）内に配置されており、一方の壁部分（ １９）には吸込開口（２６）が設けられていて、他方の壁部分（２０）には流出 開口（３０）が設けられており、両壁部分（１９，２０）の前記ポンプ回転車（ １０）に面した各端面（２４，２８）に、環状の圧送通路（２５，２９）が配置 されていて、該圧送通路が、吸込開口（２６）から流出開口（３０）にまで延び ており、吸込開口（２６）が、一方の壁区分（１９）の圧送通路始端部内に開口 していて、流出開口（３０）が、他方の壁部分（２０）の圧送通路終端部の領域 に開口しており、流出開口（３０）が、該流出開口が開口する側の圧送通路（２ ９）をポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）で仕切る壁（４０）を有してお り、該壁が、ポンプ回転車（１０）に面した端面（２８）にエッジ（４２）を成 して終わっている形式のものにおいて、 エッジ（４２）が、ポンプ回転車（１０）の回転軸線（１６）に対して半径方 向で見て、内側のエッジ区 分（４２ａ）を有しており、該内側のエッジ区分が、圧送通路（２９）を回転軸 線（１６）に向かって半径方向に仕切る内縁部（３４）を起点にして、回転軸線 （１６）に対して半径方向で見て圧送通路（２９）の中央領域（３６）に向かっ て、仮想半径方向線（４２′）に対してポンプ回転車（１０）の回転方向（１１ ）に傾斜して延びていることを特徴とする、フィードポンプ。 ２．内側のエッジ区分（４２ａ）が、圧送通路（２９）のほぼ中央領域（３６ ）に角中心を取って、仮想半径方向線に対して２０°〜５０°、有利には３０° 〜４０°の角度（β）を成して傾斜して延びている、請求項１記載のフィードポ ンプ。 ３．エッジ（４２）が、ポンプ回転車（１０）の回転軸線（１６）に対して半 径方向で見て圧送通路（２９）の中央領域（３６）を起点にして、圧送通路（２ ９）を半径方向外側に向かって仕切る外縁部（３５）に向かって、外側のエッジ 区分（４２ｂ）を有しており、該外側のエッジ区分が、内側のエッジ区分（４２ ａ）の仮想半径方向延長直線に比べて、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１ ）にさらに大きく延びている、請求項１または２記載のフィードポンプ。 ４．外側のエッジ区分（４２ｂ）が、内側のエッジ区分（４２ａ）の仮想半径 方向延長直線に比べて、圧送通路（２９）の外縁部（３５）において、圧送通路 （２９）の幅（ｂ）のほぼ半分からほぼ幅（ｂ）の全体分だけ、ポンプ回転車（ １０）の回転方向（１１）にさらに大きく延びている、請求項３記載のフィード ポンプ。 ５．ポンプ回転車（１０）の回転方向で流出開口（３０）を仕切る壁（４０） が、壁部分（２０）の前記ポンプ回転車（１０）に面した端面（２８）に対して 、回転方向（１１）において端面（２８）から離反する方向に傾斜して延びてい る、請求項１から４までのいずれか１項記載のフィードポンプ。 ６．壁（４０）が、壁部分（２０）の端面（２８）に対してほぼ２０°〜４０ °の角度（α）を成して延びている、請求項５記載のフィードポンプ。 ７．流出開口（３０）の有効流過横断面が、圧送通路（２９）を起点にして、 壁部分（２０）の前記ポンプ回転車（１０）とは離反した側の端面（３９）にお ける流出通路の開口まで、最大２０％だけ増大しているか、またはほぼ一定であ る、請求項１から６までのいずれか１項記載のフィードポンプ。 ８．始端部に吸込開口（２６）が開口する圧送通路（２５）の終端部が、ポン プ回転車（１０）の回転方向（１１）で壁（５０）によって仕切られており、該 壁が、壁部分（１９）の前記ポンプ回転車（１０）に面した端面（２４）で、エ ッジ（５２）を成して終わっており、該エッジ（５２）が、ポンプ回転車（１０ ）の回転軸線（１６）に対して半径方向で見て、内側のエッジ区分（５２ａ）を 有しており、該エッジ区分が、圧送通路（２５）を回転軸線（１６）に対して半 径方向に向かって仕切る内側縁部（４６）を起点にして、圧送通路（２５）の前 記回転軸線（１６）に対して半径方向で見て真ん中の中央領域（４８）に向かっ て、仮想半径方向線（５２′）に対して、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１ １）に傾斜して延びている、請求項１から７までのいずれか１項記載のフィード ポンプ。 ９．内側のエッジ区分（５２ａ）が、圧送通路（２５）の中央領域（４８）に 角中心を取って、仮想半径方向線に対してほぼ２０°〜５０°、有利には３０° 〜４０°の角度（γ）を成して傾斜して延びている、請求項８記載のフィードポ ンプ。 １０．エッジ（５２）が、圧送通路（２５）の前記ポンプ回転車（１０）の回 転軸線（１６）に対して半径方向で見て真ん中の中央領域（４８）を起点にして 、圧送通路（２５）を半径方向外側に向かって仕切る外縁部（４７）に向かって 、外側のエッジ区分（５２ｂ）を有しており、該外側のエッジ区分が、内側のエ ッジ区分（５２ａ）の仮想半径方向延長直線に比べて、ポンプ回転車（１０）の 回転方向（１１）にさらに大きく延びている、請求項８または９記載のフィード ポンプ。 １１．外側のエッジ区分（５２ｂ）が、内側のエッジ区分（５２ａ）の仮想半 径方向延長直線に比べて、圧送通路（２５）の外縁部（４７）において、圧送通 路（２５）の幅（ｄ）のほぼ半分から幅（ｄ）のほぼ全体分だけ、ポンプ回転車 （１０）の回転方向（１１）にさらに大きく延びている、請求項１０記載のフィ ードポンプ。 １２．圧送通路（２９，２５）の前記回転軸線（１６）に対して半径方向で見 て真ん中の中央領域（３６，４８）において、流出開口（３０）が開口する圧送 通路（２９）のエッジ（４２）が、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）で 、吸込開口（２６）が開口する圧送通路（２５）のエッジ（５２）のほぼ５°〜 １５°の角度（φ）だけ後方に配置されている、請求項８から１１までのいずれ か１項記載のフィードポンプ。