JPH0979170A

JPH0979170A - タービンポンプ

Info

Publication number: JPH0979170A
Application number: JP23444295A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Iijima; 正昭飯島
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成、かつ低コストで、側流式タービン
ポンプのポンプ効率を向上させること。【構成】インペラ２１’に設けた各窓２２’の外周側内
壁面Ｂにも、インペラ２１’の回転方向に延びる突起２
５を設けるようにする。この突起２５により、燃料の流
れの澱みが低減されるので、従来の突起２５を有さない
場合に比較して、より一層有効かつ円滑に燃料の旋回流
を発生・移動させることができるようになり、以ってポ
ンプ効率を高めることがきるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用内燃機
関へ燃料タンク内の燃料を圧送供給するための燃料ポン
プとして使用される側流式タービンポンプの改良技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば燃料（ここでは燃料で
説明するが、他の気体、液体等の流体であってよい。）
ポンプとしては、小型・軽量・低騒音・低コストという
面から、所謂円周流式タービンポンプが主流となってき
ている。この円周流式タービンポンプ１０は、例えば、
図２〜図５に示すような構成となっている。

【０００３】即ち、図２，図３に示すように、燃料を燃
料タンク（図示せず）から吸い込むための吸込口１と、
燃料噴射弁等へ連通する燃料供給パイプ（図示せず）へ
燃料を吐出するための吐出口２と、を有するポンプハウ
ジング３内には、ポンプ室４が設けられている。このポ
ンプ室４内には、電動モータ５により回転軸５Ａを介し
て回転駆動されるインペラ６が内装されている。

【０００４】当該インペラ６は、図４に詳細に示すよう
に、外周部の表裏に、外周端面方向に開口する複数の溝
７（換言すれば、ブレード〔羽根〕８）を、それぞれ備
えた構成となっている。なお、溝７（ブレード８）の形
状は、当該溝７が回転することによって、良好なポンプ
作用を奏することができるように設定されている。ま
た、前記ポンプハウジング３には、燃料の旋回流に見合
うように前記溝７を所定間隙を有して包囲しインペラ６
の回転方向に延びる燃料通路９が、吸込口１と吐出口２
とを連通するように凹状に形成されている。

【０００５】このような構成において、前記溝７（ブレ
ード８）を備えたインペラ６を駆動モータ５により回転
軸５Ａを中心に回転させると、そのポンプ作用により、
吸込口１を介して燃料が吸い込まれ、この吸い込まれた
燃料は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に示すように、前記燃
料通路９内を旋回流として徐々に圧力を高められながら
吐出口２方向へ移動され、最終的にこの圧力の高められ
た燃料が当該吐出口２から吐出されることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記円
周流式タービンポンプ１０では、従来のベーン式ポンプ
等に比較すると、前述したように小型・軽量・低騒音・
低コスト化が図れるというメリットがある反面、消費電
流が大きいという問題がある。このことは、燃費の悪化
の問題、燃料タンク内に設置される駆動モータ５の発熱
量増大に起因するエバポ燃料増大等による大気汚染の問
題等を招くことになっていた。

【０００７】そこで、消費電流が小さく、より一層効率
の高いポンプが要求されるが、このものとして、所謂側
流式のタービンポンプが提案されている。この側流式タ
ービンポンプ２０の一例としては、図６（Ａ），図６
（Ｂ），図７に示すように、従来のインペラ６，燃料通
路９の代わりに、インペラ２１，燃料通路２４Ａ，２４
Ｂを採用するものがある。インペラ２１には、外周端壁
を所定量残しつつ表裏面を貫通する複数の窓２２（換言
すれば、ブレード２２Ａ）を設けると共に、燃料の旋回
流を円滑に形成・移動させるために、窓２２の回転軸５
Ａ側内面の貫通方向略中央部に突起２３を設け、かつ、
当該窓２２を挟んで対面して設けられる燃料通路２４
Ａ，２４Ｂの断面形状を略円形状に形成してある。

【０００８】これにより、以下のような理由等からポン
プ効率は向上するものと考えられる。つまり、従来の円
周流式タービンポンプ１０では、図５（Ａ）に示したよ
うに、溝７（ブレード８）により発生される燃料の旋回
流は、当該旋回流を包囲する面（特に、Ａ面）等燃料の
旋回流に対して停止（相対速度０）している面が多いた
め、抵抗が大きく旋回のためのエネルギを多く消失する
こととなりポンプ効率を高めることができなかった。

【０００９】これに対し、側流式タービンポンプ２０で
は、図６（Ａ）に示すように、インペラ２１に設けた窓
（凹部）２２の外周側に残された面Ｂは、窓２２により
発生される燃料の旋回流を包囲する面であると共に、イ
ンペラ２１（旋回流）と共に回転する面であるので、円
周流式タービンポンプ１０に比べ、旋回流を包囲する面
のうち停止している面の割合を小さくできることにな
り、これにより旋回流が受ける抵抗を小さくできるの
で、旋回エネルギの消失を抑制でき、ポンプ効率をより
一層高めることができることになるのである。

【００１０】しかしながら、従来の側流式タービンポン
プ２０では、インペラ２１の窓２２の外周側内壁面Ｂが
平坦形状であるため、図６（Ａ）に示すように、Ｃ部に
燃料流れの澱みが発生するため、十分にポンプ効率を高
めることができず、ポンプ効率を更に向上させる余地が
残されていた。本発明は、かかる従来の実情に鑑みなさ
れたもので、簡単な構成により、より一層ポンプ効率を
高めることができるようにした側流式タービンポンプを
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明に係るタービンポンプは、回転軸を中心とする
少なくとも１の同一円周上に外周端壁を残して表裏面を
貫通する複数の窓を形成し、かつ、当該複数の窓の回転
軸側内面に回転軸と略直角な方向の略中央部分が内側に
突出して回転方向に延びる内側突起を設けると共に、当
該複数の窓の外周側内面に回転軸と略直角な方向の略中
央部分が内側に突出して回転方向に延びる外側突起を、
前記内側突起と間隙を残して形成してなるインペラと、
当該インペラを回転軸を介して回転駆動する駆動装置
と、前記インペラの周囲を所定間隙をもって包囲するハ
ウジングと、前記同一円周上に並んでインペラの表裏面
を貫通して形成された複数の窓に対向し、前記ハウジン
グにインペラを挟んで両側に凹設される複数の流体通路
と、前記複数の流体通路の何れかに連通され流体を吸い
込む吸込口と、前記複数の流体通路の何れかに連通し
て、前記インペラの回転により圧送される流体を吐出す
る吐出口と、を含んで構成した。

【００１２】請求項２に記載の発明では、前記インペラ
を挟んで設けられる複数の流体通路間の流体流通量を所
定値に確保すべく、前記内側突起の先端部と、前記外側
突起の先端部と、の間隙を、所定値に維持するようにし
た。

【００１３】

【作用】上記の構成の請求項１に記載の発明では、前記
外側突起を設けるようにする。これにより、従来のよう
に内側突起のみを備えた側流式タービンポンプに比べ、
燃料の旋回流の澱み等の発生を抑制することができるの
で、以ってポンプ効率をより一層向上させることができ
るようになる。

【００１４】請求項２に記載の発明では、前記内側突起
の突出量と、前記外側突起の突出量と、を調節すること
で、前記内側突起の先端部と、前記外側突起の先端部
と、の間隙を、所定値に維持するようにする。従って、
インペラの表裏面を貫通する窓に対向してインペラの両
側に設けられる複数の流体通路間における燃料の流通量
を、所定値に維持することができるので、何れかの流体
通路への流体の流入不足等によるキャビテーション等の
発生やポンプ効率の低下を確実に防止できるので、以っ
て故障発生等を確実に防止しつつポンプ効率を高効率に
維持させることができる。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付の図面に基
づいて説明する。本実施例は、図６（Ａ），図６（Ｂ）
で既に説明した側流式タービンポンプ２０のインペラ２
１に変更を加えるものである。既に説明した要素と同様
の要素には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００１６】本実施例では、図１（Ａ），図１（Ｂ）に
示すように、インペラ２１’に設けた各窓２２’の外周
側内壁面Ｂにも、インペラ２１’の回転方向に延びる突
起２５（本発明の外側突起に相当する）を設けるように
する。なお、本発明の内側突起に相当する突起２３’，
及び前記突起２５の裾野部は、図１（Ｂ）に示すよう
に、燃料の旋回流れを円滑に発生，移動させるべく、そ
の流れに沿うように、所定半径ｒで円弧状に凹形成する
のが好ましい。

【００１７】この突起２５により、図６で示した燃料の
流れの澱み部Ｃが低減されるので、従来の突起２５を有
さない場合に比較して、より一層有効かつ円滑に燃料の
旋回流を発生・移動させることができるようになるの
で、より一層ポンプ効率を高めることがきることにな
る。なお、インペラ２１’の両側に燃料通路２４Ａ，２
４Ｂを設けているのは、ポンプ容量増大要求のためであ
り、またインペラ２１’の表裏を窓２２’で貫通させて
いるのは、燃料通路２４Ｂと吸込口１，吐出口２との間
で燃料を流通させるためであるが、当該燃料の流通量を
所定値に確保する必要がある場合には、突起２３’の突
起高さＸ（Ｘ＞０）と、突起２５の突起高さＹ（Ｙ＞
０）と、を調節して、間隙Ｚ（Ｚ＞０）を所定の値に確
保するようにするのが好ましい。例えば、燃料通路２４
Ｂ側へ燃料がスムーズに送り込めないような場合には、
ポンプ作用により燃料通路２４Ｂ内に負圧等が発生し、
キャビテーション等が発生しやすくなり故障やポンプ効
率の低下の原因となるが、流通量を確保できるようにし
ておけば、ポンプ効率を高めつつ、キャビテーションの
発生等を確実に防止することができる。

【００１８】なお、吸込口１，吐出口２は、燃料通路２
４Ａに連通させる構造として説明してきたが、燃料通路
２４Ａ，２４Ｂの何れの通路に連通させて構わないもの
である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載の発明によれば、簡単な構成で、かつ低コストで、従
来の側流式タービンポンプに対してポンプ効率をより一
層高めることができる。請求項２に記載の発明によれ
ば、故障発生等を確実に防止しつつポンプ効率を高効率
に維持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の一実施例に係るタービンポ
ンプの特徴部分を説明する図。（Ｂ）は、（Ａ）のIII
−III 断面図。

【図２】従来のタービンポンプの全体構成図。

【図３】図３のＩ−Ｉ断面図。

【図４】円周流式タービンポンプに用いられるインペラ
の斜視図。

【図５】（Ａ）は、円周流式タービンポンプのインペラ
の羽根部分の拡大断面図。（Ｂ）は、燃料旋回流を説明
する図。

【図６】（Ａ）は、従来の側流式タービンポンプに用い
られるインペラの羽根部分のＩＩ−ＩＩ断面図。（Ｂ）
は、（Ａ）のインペラの平面図。

【図７】側流式タービンポンプにおける燃料旋回流を説
明する図。

【符号の説明】

１吸込口２吐出口３ポンプハウジング４ポンプ室５駆動モータ５Ａ回転軸 21’ インペラ 22’ 窓（凹部） 23’ 突起（内側） 24Ａ燃料通路 24Ｂ燃料通路 25 突起（外側）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸を中心とする少なくとも１の同一円
周上に外周端壁を残して表裏面を貫通する複数の窓を形
成し、かつ、当該複数の窓の回転軸側内面に回転軸と略
直角な方向の略中央部分が内側に突出して回転方向に延
びる内側突起を設けると共に、当該複数の窓の外周側内
面に回転軸と略直角な方向の略中央部分が内側に突出し
て回転方向に延びる外側突起を、前記内側突起と間隙を
残して形成してなるインペラと、当該インペラを回転軸を介して回転駆動する駆動装置
と、前記インペラの周囲を所定間隙をもって包囲するハウジ
ングと、前記同一円周上に並んでインペラの表裏面を貫通して形
成された複数の窓に対向し、前記ハウジングにインペラ
を挟んで両側に凹設される複数の流体通路と、前記複数の流体通路の何れかに連通され流体を吸い込む
吸込口と、前記複数の流体通路の何れかに連通して、前記インペラ
の回転により圧送される流体を吐出する吐出口と、を含んで構成したことを特徴とするタービンポンプ。
【請求項２】前記インペラを挟んで設けられる複数の流
体通路間の流体流通量を所定値に確保すべく、前記内側
突起の先端部と、前記外側突起の先端部と、の間隙を、
所定値に維持することを特徴とする請求項１に記載のタ
ービンポンプ。