JPS6131317B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 著しく異なる粘度をもつ燃料は大体においてプ
ランジヤポンプでのみ容積的に計量されることが
できるので、液体燃料の計量には通常プランジヤ
ポンプが使用される。しかし実際にはこれらの計
量ポンプでは故障のない作動をたいていの場合保
証しない重大な問題が生じる。まずこれらの計量
ポンプは、実際には小さい吸入揚程にしか打勝つ
ことができない。とくに低い沸点をもつ燃料の場
合、数cmの吸入揚程においても蒸気泡が著しく生
じ、これらの蒸気泡によつて送り出し量したがつ
て流体効率が著しく減少される。構成と周囲条件
に応じて流体効率が零に低下するほど蒸気泡の影
響が大きくなることがある。

これらのポンプの別の欠点は、とくに低い沸点
をもつ燃料を送り出す場合周囲温度により送り出
し量が大きな影響をうけることである。これらの
ポンプは自動車において常にできるだけ冷い個所
に取り付けられねばならず、このことはしばしば
障害および正しくない取付けの原因となる。10℃
より上の周囲温度において蒸気泡の割合が著しく
上昇し、それによつて少ない吸入能力がなおさら
に低下される。同様な困難が、実際上普通である
数ｍの導管長さにおいても生じる。さらに、これ
らのポンプがガスを送り出さねばならない場合、
これらのポンプの流体効率が非常に小さいので、
乾いた導管の充填時間が大きい。これらの難点に
対処するため、計量ポンプとしてのプランジヤポ
ンプのほかに、これとは別個にしかもこれとは無
関係に駆動される第２のポンプ例えばダイヤフラ
ムポンプを設け、燃料に関してこれら両ポンプを
直列接続することが公知である。それによつて、
増大された導管抵抗を補償し、作動開始の際まだ
乾いている導管の長すぎる充填時間を回避し、い
つそう大きい吸入揚程を得るようにする。しか
し、計量段の送り出し量が、生ずる送り出し揚程
によつて依然として著しく左右されることがわか
つた。貯蔵タンクにおける液面の変化による送り
出し揚程の変化は、すでに許容されない送り出し
量の変化をもたらす。本発明の目的は、比較的少
数の部品ですみ、精確な計量および充填効率の改
善を可能にする電磁送り出し―計量ポンプを提供
することである。

この目的を達するため本発明によれば、計量プ
ランジヤポンプの動作空間とダイヤフラムポンプ
の動作空間との間に、計量プランジヤポンプに属
する吸入弁があつて、プランジヤおよび吐出弁と
共に計量プランジヤポンプを形成し、ダイヤフラ
ムポンプの吐出行程中およびそれと同時に行なわ
れる計量プランジヤポンプの吸入行程中開く吸入
弁を介して、両方の動作空間が互いに接続され、
プランジヤが電磁石の接極子に結合され、ダイヤ
フラムポンプの送り出し行程および計量プランジ
ヤポンプの吸入行程用の共通な戻しばねが、電磁
石の接極子と電磁石本体との間に設けられてい
る。

こうして本発明によれば、計量プランジヤポン
プとダイヤフラムポンプをまとめて一体にし、そ
の駆動手段すなわち電磁石および戻しばねを両方
のポンプに共通に使用することができるので、両
方のポンプを別々に設けた従来のものに比べて部
品数を少なくし、しかもこじんまりした構造とす
ることができる。また計量プランジヤポンプに属
する吸入弁は、このポンプの吐出行程の際そのポ
ンプ動作空間へ燃料が吸入されるのを防止するの
で、プランジヤの単位時間あたり往復回数が多く
ても、計量プランジヤポンプの所定の通過量した
がつて精確な計量が保証される。ダイヤフラムポ
ンプと計量プランジヤポンプの行程は互いに逆の
関係にあるので、両方のポンプは構造的には一体
であるにもかかわらず、機能的には互いに直列に
なつている。計量プランジヤポンプの動作空間
は、このポンプの吸入行程中、ダイヤフラムポン
プの吐出圧力の影響を直接受けて燃料を充填され
る。したがつて充填効率は、従来のように浮子室
の液面の影響のみを受ける充填に比較して著しく
改善される。

ダイヤフラムポンプ、計量プランジヤポンプお
よび電磁石のコイルを共通のハウジング内に設け
ることによつて、計量送り出し―計量ポンプの構
造がさらに簡単化される。

ダイヤフラムを計量プランジヤポンプのプラン
ジヤの延長部上に取り付けると、ダイヤフラムポ
ンプの吸入行程は計量プランジヤポンプの送り出
し行程と必然的にいつしよに行なわれる。しかし
ダイヤフラムポンプの送り出し量と計量プランジ
ヤポンプの送り出し量との互いに無関係な調節を
可能にするために、吸入行程を行なうダイヤフラ
ムが固有のばねにより作用をうけることができ
る。両方向へのプランジヤ運動を制限するために
互いに無関係に調節可能な複数の手段が設けられ
ると、それにより一方では共通の戻しばねにより
行なわれるダイヤフラムポンプの送り出し行程が
調節され、他方では計量プランジヤポンプのプラ
ンジヤの送り出し行程が調節される。ダイヤフラ
ムポンプの吸入行程を遂行するばねの反力に打ち
勝つために、共通の戻しばねはそれに対応する大
きさの力をもつている。したがつてこの吸入行程
を遂行するばねは、磁石コイルへ電圧が印加され
かつ計量プランジヤポンプのプランジヤが動くと
はじめて作用することができる。

磁石コイルへ電圧が印加されて計量プランジヤ
ポンプのプランジヤが動くと、ポンプ空間に存在
する送り出し媒体は吐出弁を介して負荷へ排出さ
れる。磁石コイルのしや断後、戻しばねはプラン
ジヤを再び初期位置へ押し戻し、その際計量プラ
ンジヤポンプの吸入弁が開かれ、ダイヤフラムポ
ンプによつて送り出された量から送り出し媒体が
吸入される。

ダイヤフラムポンプの大きな送り出し能力によ
り、吸入導管と場合によつては溜め空間が液体で
急速に満たされる。

とくに沸謄しやすい燃料では、吸入導管および
弁の中に蒸気泡が常に生じる。これら蒸気泡は、
ダイヤフラムによつて液体溜めへ押し込まれここ
で分離される。したがつて計量プランジヤポンプ
は常に液体のみを吸入する。ダイヤフラムポンプ
は計量プランジヤポンプの前で一定の予圧を保証
するだけではない。液体の選択可能な過剰量によ
つて内部熱も外来熱も導出される。したがつて蒸
気泡を形成する傾向はいつそう高い周囲温度にお
いても原則的に減少される。ダイヤフラムポンプ
のダイヤフラムが少なくとも一方向に計量プラン
ジヤポンプのプランジヤと共に動かされるので、
ダイヤフラムポンプのために固有の駆動装置が不
要である。所望の簡単化と低廉化が達せられる。

過剰に送り出された燃料をタンクへ戻す戻し導
管内に、逆止め弁およびこの逆止め弁の上流側に
サージタンクが設けられている。それによつて計
量プランジヤポンプの吸入側における圧力変動が
緩和される。これらの圧力変動は、ダイヤフラム
およびプランジヤによつて起こされる脈動流によ
つて生じる。逆止め弁は戻し導管内のに起こるこ
とがある圧力変動を防止する。このような圧力変
動は、貯蔵タンクにおけるレベルの変化によつ
て、逆止め弁なしでは計量プランジヤポンプの吸
入側へ直接影響をおよぼすことになる種々の圧力
を生ぜしめることがある。逆止め弁の代りに同じ
ような作用をもつ絞りを設けることもできる。

本発明の２つの実施例を図について以下に説明
する。

先づ第１図を参照すると、ダイヤフラムポンプ
が１の符号をつけられ、計量プランジヤポンプが
２の符号をつけられている。これら両ポンプは共
通のハウジング内に設けられ、このハウジングは
フランジ４をもつつぼ状のハウジング部分３とこ
のフランジ４へねじ止めされた蓋５とから構成さ
れている。フランジ４と蓋５との間にダイヤフラ
ムポンプのダイヤフラム６がしめ付けられてい
る。蓋５が、吸入接続管片８を介して図示しない
貯蔵容器と接続されている吸入空間７と、貯蔵容
器へ通ずる戻り導管へ吐出接続管片１０を介して
接続されている吐出空間９とを含んでいる。これ
らの両空間７および９は、ダイヤフラムポンプ１
の動作室１１に対して板１２によつて分離され、
この板１２は空間７および９の壁にある肩部１４
上に封止片１３を介して乗り、かつ吸入空間７を
吐出空間９から分離する条片状突起１５にねじ止
めされている。板１２には、互いに逆向きに作用
するようにばね荷重をかけられた逆止め弁１６お
よび１７が設けられ、これらの弁を介して動作空
間１１が、一方では吸入空間７と接続され他方で
は吐出空間９と接続されている。

つぼ状ハウジング部分３の底１８は中央開口１
９を備え、ハウジング部分３の内部へ入り込んで
透磁性材料から成る管２０が、この中央開口１９
へ挿入されている。この管２０を包囲してハウジ
ング部分３内に電磁石のコイル２１が設けられて
いる。管２０の中へ非磁性材料例えば黄銅からな
るシリンダライナ２２が挿入され、このシリンダ
ライナ２２の中に計量プランジヤポンプ２のプラ
ンジヤ２３が移動可能である。計量プランジヤポ
ンプ２の動作空間２４は、上から管２０内へねじ
込み可能な挿入体２５により区画されている。挿
入体２５の下端２６がプランジヤ２３用のストツ
パを形成している。したがつて挿入体２５の適当
なねじの進退により、プランジヤ行程したがつて
計量プランジヤポンプの送り出し量が変化され
る。

プランジヤ２３は電磁石の接極子板２７および
ダイヤフラム６と固定的に結合されている。電磁
石の本体と接極子板２７との間に支持される共通
の戻しばねが２８の符号をつけられている。プラ
ンジヤ２３はダイヤフラム６を通つてダイヤフラ
ムポンプの動作空間１１の中まで延びている。プ
ランジヤ２３の下端２９は、条片状突起１５にあ
つて動作室１１と接続している凹所３０内へ入り
込み、かつポンプの不動作状態において封止片３
１の上に乗つている。プランジヤ２３が縦穴３２
を備え、この縦穴３２はばね荷重を受ける吸入弁
３３によつて制御される。計量プランジヤポンプ
２のばね荷重を受ける吐出弁３４が挿入体２５の
中に設けられている。この吐出弁３４が、負荷例
えば車両付加暖房装置のバーナへ供給する送り出
し導管３５を制御する。

図示した複合ダイヤフラム―計量プランジヤポ
ンプの作用は次の通りである。

電磁石のコイル２１へ電圧が印加されると、透
磁性材料製ハウジング３から管２０および接極子
板２７を介して経過する磁束により、接極子板２
７が図面において上方へ引張られる。接極子板２
７がプランジヤ２３およびプランジヤと共にダイ
ヤフラム６をも連行する結果、プランジヤポンプ
２も動作空間２４内にある燃料が導管３５を通つ
て排出され、同時に吸入空間７から燃料が開かれ
る逆止め弁１６を介してダイヤフラムポンプ１の
動作空間１１へ吸入される。さてコイル２１への
電流供給がしや断されると、戻しばね２８が接極
子２７を下方へ押し、それによりダイヤフラム６
がその送り出し行程を実施し、プランジヤ２３が
その吸入行程を実施する。この吸入行程の間、動
作空間１１から燃料が通路３２および開かれる吸
入弁３３を通つてプランジヤポンプ２の動作室２
４内へ吸入される。逆止め弁１７のばね荷重また
は戻り導管１０の断面の適当な設計により、ある
程度の予圧で吸入が行なわれるようにすることが
できる。吸入が動作空間１１の最深個所から行な
われるので、ダイヤフラムポンプ１により吸入さ
れた燃料中に場合によつては存在する蒸気泡がプ
ランジヤポンプ２の中へ達することはありえな
い。

電磁石のコイル２１への電気パルスは、計量プ
ランジヤポンプ２の所望の送り出し量に応じて制
御されるパルス信号発生器によつて普通のように
発生される。

第２図では、第１図におけると同じあるいは類
似の部分に対して同じ番号ただし添字ａをつけて
示してある。第１図による構成と異なり第２図に
よる実施例では、まずプランジヤ２３ａおよび接
極子２７ａがダイヤフラム６ａと固定的に結合さ
れず、ダイヤフラムポンプ１ａの吸入行程用に固
有のばね３６が設けられている。これに反してダ
イヤフラムポンプ１ａの送り出し行程は、第１図
による例におけると同様に共通の戻しばね２８ａ
により行なわれる。プランジヤ２３ａとダイヤフ
ラム６ａとこの分離は、ダイヤフラムポンプ１ａ
の送り出し量とプランジヤポンプの送り出し量と
を分離して調節することを可能にする。このため
にダイヤフラム６ａの送り出し行程を区画する調
節ねじ３７がハウジング蓋５ａに設けられてい
る。他方側で、第１図における挿入体２５と作用
的に対応する調節ねじ３８によりプランジヤ２３
ａの送り出し行程が制限される。

複合ポンプ内の燃料の案内も第１図の例と異な
る。すなわちダイヤフラムポンプ１ａの送り出し
導管３９がハウジング部分３ａ内の流体溜め空間
４０へ通じ、このハウジング部分３ａから計量プ
ランジヤポンプ２ａがその吸入導管４１を介して
吸入を行なう。蒸気泡の吸入を確実に回避するた
めに、吸入が溜め空間４０の下方範囲で行なわれ
る。溜め４０の上方範囲から戻し導管４２が貯蔵
タンクへ戻つている。溜め空間４０にある隔壁４
３が、場合によつては存在する蒸気泡の完全な分
離が行なわれるようにする。

戻し導管４２へサージタンク４４が接続され、
このサージタンクの下流側の戻し導管４２内に逆
止め弁４５が設けられている。サージタンク４４
は、ダイヤフラム６ａおよびプランジヤ２３ａに
より起こされることがある脈動流によつて生じる
ことがある計量プランジヤポンプ２９の吸入側に
おける圧力変動を緩和する。逆止め弁４５は、計
量プランジヤポンプの吸入側へおよぼされる戻し
導管内の圧力変動の影響を防止する。戻し導管４
２内のこのような圧力変動は、貯蔵タンクにおけ
るレベルの変化により生じることがある。逆止め
弁４５の代りに前述の圧力変動を緩和する絞りを
設けることもできる。

第２図による実施例では、計量プランジヤポン
プ２ａの特に強力な冷却が燃料の通る溜め空間４
０により保証される。さらに第２図による実施例
では、コイル２１ａの電流による熱およびそれに
よるプランジヤ２３ａの温度上昇が計量プランジ
ヤポンプ２ａにより直接吸入される燃料を加熱す
るという事態が、回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による複合ダイ
ヤフラム―計量プランジヤポンプの縦断面図、第
２図は第２の実施例の複合ダイヤフラム―計量プ
ランジヤポンプの縦断面図である。 １，１ａ…ダイヤフラムポンプ、２，２ａ…計
量プランジヤポンプ、１１，２４…動作空間、２
１，２１ａ…コイル、２３，２３ａ…プランジ
ヤ、２７，２７ａ…接極子、２８，２８ａ…戻し
ばね、３…吸入弁、３４…吐出弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 過剰な送り出しを行なうダイヤフラムポンプ
   と計量プランジヤポンプとを有し、これらのダイ
   ヤフラムポンプと計量プランジヤポンプが、ダイ
   ヤフラムポンプの送り出し行程および計量プラン
   ジヤポンプの吸入行程において互いに接続される
   動作空間をそれぞれもち、計量プランジヤポンプ
   が、電磁石の接極子に結合可能なプランジヤをも
   つているものにおいて、計量プランジヤポンプ
   ２，２ａの動作空間２４とダイヤフラムポンプ
   １，１ａの動作空間１１との間に、計量プランジ
   ヤポンプに属する吸入弁３３があつて、プランジ
   ヤ２３，２３ａおよび吐出弁３４と共に計量プラ
   ンジヤポンプ２，２ａを形成し、ダイヤフラムポ
   ンプ１，１ａの吐出行程中およびそれと同時に行
   なわれる計量プランジヤポンプ２，２ａの吸入行
   程中開く吸入弁３３を介して、両方の動作空間１
   １，２４が互いに接続され、プランジヤ２３，２
   ３ａが電磁石の接極子２７，２７ａに結合され、
   ダイヤフラムポンプの送り出し行程および計量プ
   ランジヤポンプの吸入行程用の共通な戻しばね２
   ８，２８ａが、電磁石の接極子２７，２７ａと電
   磁石本体との間に設けられていることを特徴とす
   る、電磁燃料送り出し―計量ポンプ。 ２ ダイヤフラムポンプ１，１ａ、計量プランジ
   ヤポンプ２，２ａおよび電磁石のコイル２１，２
   １ａが共通のハウジング３，３ａ内に設けられて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に
   記載の電磁燃料送り出し―計量ポンプ。 ３ ダイヤフラムポンプ１のダイヤフラムポンプ
   ６が計量プランジヤポンプ２のプランジヤ２３の
   延長部上に直接取り付けられていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項に記載の電磁燃料送
   り出し―計量ポンプ。 ４ プランジヤ２３およびその延長部が貫通する
   縦穴３２をもち、この縦穴３２内に吸入弁３３が
   設けられ、縦穴３２がダイヤフラムポンプ１の動
   作空間へ開口し、ダイヤフラムポンプ１の動作空
   間へ入り込んでいるプランジヤ延長部の端部２９
   が、ポンプの不動作位置において戻しばね２８に
   より封止弁３１へ押しつけられていることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項に記載の電磁燃料
   送り出し―計量ポンプ。 ５ ダイヤフラムポンプ１ａのダイヤフラム６ａ
   が吸入行程用の固有のばね３６の作用をうけてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
   載の電磁燃料送り出し―計量ポンプ。 ６ 互いに無関係に調節可能で両方向へのプラン
   ジヤ運動を制御する手段３７，３８が設けられて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第５項に
   記載の電磁燃料送り出し―計量ポンプ。 ７ ダイヤフラムポンプ１ａの動作空間と計量プ
   ランジヤポンプ２ａの動作空間が、ポンプハウジ
   ング３ａにある通路３９によつて互いに接続され
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   に記載の電磁燃料送り出し―計量ポンプ。 ８ ポンプが溜め空間４０をもち、この溜め空間
   が一方でダイヤフラムポンプ１ａの動作空間に接
   続され、他方で計量プランジヤポンプ２ａの吸入
   側と過剰に送り出された燃料を導出する戻し導管
   ４２とに接続されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項に記載の電磁燃料送り出し―計
   量ポンプ。 ９ 戻し導管４２内に、逆止め弁４５およびこの
   逆止め弁の上流側にサージタンク４４が設けられ
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第８項
   に記載の電磁燃料送り出し―計量ポンプ。