KR100287434B1

KR100287434B1 - 연료펌프

Info

Publication number: KR100287434B1
Application number: KR1019930000369A
Authority: KR
Inventors: 고야마히데끼; 하마오까다까시
Original assignee: 오카메 히로무; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 1992-01-22
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 2001-10-22
Also published as: JPH05195977A; GB2263503A; KR930016650A; DE4300845A1; US5336045A; GB9301171D0; JP2757646B2; DE4300845C2; GB2263503B

Abstract

연료펌프의 고온일때의 유량저하를 억제함을 목적으로 연료펌프는 임펠러의 외주에 잇따라서 형성된 유로를 구비하고 있다. 연료는 입구부 (33c) 에 개구한 흡입구 (33a) 로 부터 흡입되고 도입유로부 (33d) 에서 가압유로부 (33e) 로 흐른다.

도입유로부 (33d) 는 입구부 (33c) 에서 가압유로부 (33e) 로 향하여 유로 단면 길이를 서서히 감소시키도록 형성된다. 또한 도입유로부 (33d) 의 가장 깊은 부분인 저면 (33m, 33l, 33k) 은 입구부 (33c) 에 개구한 흡입구 (33a) 로 부터 서서히 바깥쪽으로 향하여 변이하여 형성된다. 또 도입유로부 (33d) 의 저면 (33m, 33l) 은 흡입구 (33a) 로 부터 서서히 얕게 형성된다. 이와 같이 구성에 따라 흡입구 (33a) 에서 흡입된 연료는 원활하게 흐르게 되어 증기의 발생이 억제되어서 특히 고온일대의 유량 저하가 억제된다. 선택된 도면은 제 2 도이다.

Description

연료펌프

제 1 도는 본 발명을 적용한 연료펌프의 단면도.

제 2 도는 제 1 도의 화살표 K 방향에서 본 커버 (33) 의 평면도.

제 3 도는 제 1 도의 화살표 L 방향에서 본 스페이서 (32) 의 평면도.

제 4 도는 제 1 도의 화살표 M 방향에서 본 스페이서 (32) 의 평면도.

제 5 도는 제 1 도의 화살표 N 방향에서 본 케이싱 (31) 의 평면도.

제 6 도는 제 2 도의 O-O 화살 단면도.

제 7 도는 제 2 도의 P-P 화살 단면도.

제 8 도는 제 2 도의 Q-Q 화살 단면도.

제 9 도는 제 2 도의 R-R 화살 단면도.

제 10 도는 실시예와 비교예의 유량 특성을 나타낸 그래프.

제 11 도는 비교예의 커버의 평면도.

제 12 도는 제 11 도의 S-S 화살 단면도.

도면의 주요부분의 부호의 설명

1 : 연료 펌프 2 : 하우징

3 : 펌프부 4 : 모우터부

5 : 배출부 31 : 케이싱

32 : 스페이서 32a : 구멍

32b : 요부 32c, 33b : 유로홈(流路溝)

32e : 입구부 32f : 도입 유로부

32g : 가압유로부 32h : 종단부

33 : 커버 33a : 흡입구

33c : 입구부 33d : 도입유로부

33e : 가압유로부 33f : 종단부

33g : 증기통과구멍 34 : 제 1 임펠러 (impeller)

35 : 제 2 임펠러

본 발명은 재생식 펌프로 연료를 압송하는 연료펌프에 관한 것이다.

종래부터 자동차용 내연기관의 연료공급장치로서 재생식 펌프로 연료를 압송하는 것은 알려져 있다.

예컨대 일본국 특개소 58-210394 호 공보에 개재된 재생식 연료펌프는 연료 흡입구의 형상을 임펠러 (impeller) 의 회전축측으로 넓히므로서 고온시의 유량저하를 방지하고 있다.

또, 일본국 실개소 64-25494 호 공보에 게재된 연료펌프는 펌프유로의 홈 깊이를 그 입구부에서 가장 깊게 하고, 그로 부터 서서히 얕게 구성하므로서 수증기의 발생을 방지하고 있다.

상기한 바와 같이 재생식 연료펌프에서 흡입구 형상을 개량하므로서 고온시의 유량저하를 방지하는 일이 시도되고 있으나, 일본국 특개소 58-210394 호 공보에 설명되어 있는 바와 같은 형상에서는 단순히 입구부를 넓히는 것뿐이기 때문에 의연하게 만족할 수 있는 유량 특성을 얻을 수 없었다.

또, 일본국 실개소 64-25494 호 공보에 설명되어 있는 바와 같은 형상에서는 입구부에서 충분한 넓이가 확보될 수 없기 때문에 입구부에 있어서의 수증기의 발생을 충분히 억제할 수 없어서 역시 만족할 수 있는 유량특성을 얻을 수 없었다.

그래서 본 발명은 재생식 연료펌프의 흡입구에서 입구부에 걸쳐서의 형상을 더욱 개량하므로서 고온시의 유량저하를 억제하여 고온시에도 충분한 유량을 얻을 수 있는 연료펌프를 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 회전구동되는 원판형의 임펠러와, 임펠러를 수용하여 임펠러의 외주에 잇따라서 C 자형의 유로를 형성하는 케이싱 등을 구비하였고, 케이싱에는 임펠러의 외주에 잇따라서 일정한 유로 단면 길이와 유로 단면 깊이로써 형성하였고, 유로의 일부를 구성하는 가압유로부와, 유로의 일단부에 가압유로부로 부터 유로단면 길이를 임펠러의 안쪽으로향하여 확대하여 형성된 입구부와, 임펠러의 축방향으로서 임펠러의 외주로 부터 안쪽으로 대응하는 입구부에 개구 형성되어 연료가 흡입되는 흡입구와 유로의 타단에 연통하여 연료가 배출되는 배출부와 입구부와 가압유로부 사이에 형성되어 유로 단면 길이를 입구부로 부터 가압유로부로 향하여 서서히 감소시킴과 동시에 입구부에 개구 형성된 흡입구로 부터 가압 유로부에 향하는 유로단면 깊이를 가압 유로부에 향하여 서서히 얕게 하면서 그 가장 깊은 부분을 흡입구로 부터 임펠러 외주에 향하여 서서히 변이시키는 도입 유로부가 형성된 것을 특징으로 하는 연료펌프라고 하는 기술적 수단을 채용하였다.

이상에서 설명한 본 발명의 구성에 의하면, 케이싱내에서 임펠러가 회전함에 따라 연료가 가압되어 배출된다.

흡입구로 부터 흡입된 연료는 먼저 입구부에 유입하여 이로 부터 도입유로부, 가압유로부를 순차로 흘러서 배출구에 이른다.

가압유로부는 임펠러의 외주에 잇따라서 일정한 유로 단면길이와 유로 단면 깊이로써 형성되어 있다. 여기에서 유로 단면길이는 임펠러의 지름 방향에 관한 유로의 단면 치수를 뜻하며, 유로 단면깊이는 임펠러의 축방향에 관한 유로의 단면 치수를 뜻한다. 연료는 주로 이 가압 유로부를 흐르는 과정에서 가압되어 배출구로 부터 배출된다.

입구부는 가압 유로부의 유로 단면길이를 임펠러의 안쪽으로 향해서 확대하여 형성되어 있다. 그리고 이 입구부에 대하여 흡입구는 임펠러의 축방향으로서 더우기 임펠러의 외주로 부터 안쪽으로 개구 형성되어 있다. 따라서 흡입구는 원판형의 임펠러의 단면으로 향하여 개구하고 있다.

또한 입구부와 가압 유로부의 사이에는 유로단면 길이와 유로 단면깊이를 서서히 변화시켜서, 입구부와 가압 유로부를 잇는 도입 유로부가 형성되어 있다. 이 도입 유로부는 유로 단면길이를 입구부에서 가압 유로부로 향하여 서서히 감소시킴과 동시에 입구부에 개구 형성된 흡입구로 부터 가압 유로부에 향하는 유로 단면깊이를 가압 유로부로 향하여 서서히 얕게 하면서 그 가장 깊은 부분을 흡입구로 부터 임펠러 외주에 향하여 서서히 변이시키고 있다. 따라서 입구부로 부터 가압 유로부로 향하여 유로는 서서히 좁아지게 된다.

또, 가장 깊은 부분을 흡입구에서 임펠러의 외주로 향하여 서서히 변이시키고 있기 때문에 가장 연료가 흐르기 쉬운 유로의 중심은 임펠러의 외주로 부터 안쪽으로 개구 형성된 흡입구로 부터 도입 유로부에 따라서 서서히 임펠러의 외주에 잇따라서 형성된 가압유로부로 향하여 변이하고 있다.

따라서 입구부를 임펠러의 안쪽으로 향하여 확대하므로서 충분히 넓은 흡입구와 충분한 용적의 입구부가 확보된다. 또 도입 유로부를 설치하였기 때문에 임펠러의 외주로 부터 안쪽으로 개구하고 있는 흡입구에서 흡입된 연료는 도입유로부에 따라서 원활하게 임펠러의 외주로 향하여 흐르게 된다.

이때문에 본 발명의 구성에 의하면, 흡입구로 부터 가압유로부에 이르는 연료의 흐름이 원활하게 되기 때문에, 특히 고온일때의 수증기의 발생이 억제되어 고온일때의 유량저하가 억제된다.

더우기 증기통과 구멍을 도입 유로부의 유로 단면길이와 유로 단면깊이의 변화가 종료한 다음에 형성하는 것이 좋다. 이 구성에 의하면 증기통과 구멍의 위치에서 일정한 연료압력을 얻을 수 있으며 양호한 수증기 배출성능을 얻을 수 있다.

또 본 발명은 2 단식 연료펌프의 1 단째에 적용하는 것이 좋다. 2 단식 연료펌프는 대유량이라고 하는 특징을 지니고 있으나, 그러기 때문에 고온일때의 유량 저하량도 많다. 이 때문에 이와 같은 2 단식 연료펌프의 1 단째에 본 발명을 적용하므로서 고온일때의 유량 저하량이 크게 개선되어 2 단식 연료펌프의 대유량이라고 하는 특징이 고온일때까지 유지된다.

다음에 본 발명을 자동차용 가솔린 내연기관의 연료펌프에 적용한 실시예를 제 1 도 ∼ 제 9 도에 따라서 설명한다.

본 실시예의 연료펌프는 자동차의 연료탱크내에 설치되는 인탱크형의 것이다.

제 1 도는 연료펌프의 구조를 나타낸 단면도이다.

연료펌프 (1) 는, 하우징 (2) 에 내장되는 펌프부 (3) 와 모우터부 (4) 와 배출부 (5) 로 구성되어 있다.

원통형의 하우징 (2) 의 양단은 내면이 절삭되어, 중앙원통부 (21) 와 단차부 (22,23) 와 박육부 (24,25) 가 형성되어 있다.

하우징 (2)의 일단에는 펌프부 (3) 가 내장되어 있다. 펌프부 (3) 는 케이싱 (31), 스페이서 (32), 커버 (33), 제 1 임펠러 (34), 제 2 임펠러 (35) 를 구비하고 있다. 케이싱 (31) 은 하우징 (2) 내의 중앙 원통부 (21) 에 압입되어 스페이서 (32), 커버 (33) 가 하우징 (2) 내의 박육부 (24) 에 순차로 내장하게 된다. 그리고 하우징 (2) 의 박육부 (24) 를 코오킹 (calking) 하여 고정한다.

커버 (33) 와 스페이서 (32) 사이에는 제 1 임펠러 (34) 가 수용되었고 첫번째 단의 펌프를 형성하고 있다. 또, 스페이서 (32) 와 케이싱 (31) 사이에는 제 2 임펠러 (35) 가 수용되었고, 2번째단의 펌프를 형성하고 있다.

커버 (33) 에는 연료흡입구 (33a) 가 형성되었고, 스페이서 (32) 와 대향하는 면에는 제 1 임펠러 (34) 의 외주에 잇따라서 C 자형의 유로홈 (33b) 이 형성되어 있다. 또한 커버 (33) 에는 나중에 설명하는 모우터의 축 (44) 의 드러스트 (thrust) 방향 베어링 (36) 이 압입 고정되어 있다.

제 2 도는 제 1 도의 화살표 K 방향에서 본 커버 (33) 의 평면도이다. 유로홈 (33b) 은 흡입구 (33a)와 연통하는 입구부 (33c) 와, 이 입구부 (33c) 로부터 서서히 유로폭이 좁아지게 되어, 유로깊이가 낮아지도록 형성된 도입유로부 (33d) 와, 이 도입유로부 (33d) 에서 종단부 (33f) 에 걸쳐서 형성된 가압유로부 (33e) 등으로 되어있다. 흡입구(33a)는 임펠러(34)의 축방향으로서 임펠러(34)의 외주로 부터 안쪽으로 대응하는 입구부 (33c) 로 개구 형성되어 있다. 또, 확대유로부 (33d) 의 종단 안쪽에는 커버 (33) 를 관통하여 형성된 증기통과구멍 (33g)이 형성되어 있다.

도입유로부 (33d) 의 안쪽의 B 점과 C 점의 사이는 제 3 도의 A 점을 중심으로 하는 아아크로서 형성되어 있다.

또, 도입유로부 (33d) 의 바깥쪽의 E 점과 F 점 사이는 제 3 도의 D 점을 중심으로 하는 아아크로서 형성되어 있다. 이 때문에 도입 유로부 (33d) 의 안쪽은 임펠러 (34) 의 회전 방향으로 향하여 서서히 바깥쪽으로 넓어져 있고, 도입 유로부 (33d) 의 바깥쪽은 서서히 안쪽으로 향하여 들어가 있다. 따라서 도입 유로부 (33d) 는 입구부 (33c) 에서 가압유로부 (33e) 로 향하여 서서히 유로 단면길이를 감소시키고 있다. 그리고 입구부 (33c) 에 있어서의 유로 단면길이 (제 2 도의 B 점과 E 점과의 사이) (12) 는 7.13 mm 이다. 더우기 도입 유로부 (33d) 의 B-C 사이 E-F 사이 이외의 유로는 커버 (33) 의 중심 (G) 점을 중심으로 하는 원호로 형성되어 있으며, 임펠러 (34) 의 외주에 잇따라 있다.

커버 (33) 의 임펠러 (34) 와 대향하는 시일면 (33n) 은 임펠러 (34) 에 대하여 미소한 간격을 지니고 있고, 연료압력의 누설을 방지하고 있다. 그리고 이 실시예에서는 시일면 (33n) 의 시일폭을 입구부 (33c) 의 가장 좁은 부분 (제 2 도의 B 점과 G 점 사이) (r1) 에서 4.6 mm 이고 가압유로부 (33e) 의 가장 넓은 부분 (제 2 도의 H 점과 I 점 사이) (r2) 에서 7.25 mm 이다.

제 6 도는 제 2 도의 O-O 화살표 단면을 평면으로 전개한 단면도이다. 도입유로부 (33d) 의 홈의 저면은 깊이가 일정한 하류부 (33k) 와, 흡입구 (33a) 로 향하여 서서히 깊어지는 사면부 (33l) 와 흡입구 (33a) 의 수직한 벽면과 사면부 (33l) 과를 원활하게 연결하는 곡면부 (33m) 등으로 구성되어 있다. 그리고 도입 유로부 (33d) 의 하류부 (33k) 와 가압유로부 (33e) 사이에는 유로 깊이가 급변하는 단차가 형성되어 있다.

또, 도입유로부 (33d) 의 하류부 (33k) 의 유로 단면길이는 가압유로부 (33e) 보다도 안쪽으로 약간 넓게 형성되었고, 증기통과구멍 (33g) 의 안쪽에서 지름 방향의 단차를 형성하고 있다. 이 실시예에서는 곡면부 (33m) 는 반지름 (5mm) 의 원호로 형성되어 있다.

제 7 도, 제 8 도, 제 9 도는 제 2 도의 P-P 화살 단면도, Q-Q 화살단면도, R-R 화살 단면도이다. 도입유로부 (33d) 의 홈의 저면 (33n) 은 도입유로부 (33d) 의 안쪽으로 잇따라서 안쪽으로 향하여 들어가고 있다. 그리고 이 홈의 저면 (33n') 으로 부터 바깥쪽에는 흡입구 (33a) 의 수직한 벽면으로부터 이어지는 평활한 사면 (33j) 이 넓어져 있다. 따라서 도입유로부 (33d) 의 유로 단면의 가장 깊은 부분은 입구부 (33c) 에 개구하는 흡입구 (33a) 의 근방에서는 이 흡입구 (33a) 에 대응하여 임펠러 (34) 보다 안쪽으로 위치하고 있다. 그리고 도입유로부 (33d) 의 가장 깊은 부분은 임펠러의 회전방향으로 향하여 서서히 외주측으로 변이하여 임펠러 (34) 의 외주에 잇따른 유로에 이어지고 있다. 더우기 P-P 단면에 있어서의 유로 단면길이 (13) 는 5. 12 mm 이고, 그 홈의 깊이 (d1) 는 2.64 mm 이다. 또, Q-Q 단면에 있어서의 유로 단면 길이 (14) 는 4. 38 mm 이고, 그 홈의 깊이 (d2) 는 1.89 mm 이다. 또, R-R 단면에 있어서의 유로 단면길이 (15) 는 3.68 mm 이고, 그 홈의 깊이 (d3) 는 1.23 mm 이다.

또, 커버 (33) 의 바깥쪽에는 흡입구 (33a) 에 부착되는 연료필터 고정용의 돌기 (33h) 와, 증기 통과구멍 (33g) 이 개구되는 증기 통로 (33i) 가 형성되어 있다.

스페이서 (32) 에는 중앙에 축 (44) 이 관통하는 구멍 (32a) 이 형성되었고, 커버 (33) 측에는 제 1 임펠러 (34) 를 수용하는 요부 (32b) 가 형성되었고, 또한 그 저면에 첫번째 단의 펌프의 유로홈 (32c) 이 형성되어 있다. 또 케이싱 (31) 측에는 두번째 단의 펌프의 유로홈 (32d) 이 형성되어 있다.

제 3 도는 제 1 도의 화살표 L 방향에서 본 스페이서 (32) 의 평면도이다. 유로홈( 32c) 의 외형은 커버 (33) 에 형성된 유로홈 (33b) 과 대응하고 있다. 유로홈 (32c) 은 입구부 (32e) 와 이 입구부 (32e) 로 부터 서서히 유로폭이 좁아지게 되도록 형성된 도입 유로부 (32f) 와, 이 도입 유로부 (32f) 로 부터 종단부 (32h) 에 걸쳐서 형성된 가압 유로부 (32g) 로 되어 있다. 그리고 도입 유로부 (32f) 와 가압유로부 (32g) 사이에는 유로깊이가 급변하는 단차가 형성되어 있다.

더우기 도입유로부 (32f) 의 깊이는 일정하다. 또, 입구부 (32e) 와 종단부 (32h) 사이에는 분할부 (32i) 가 설치되어 있다.

스페이서 (32) 의 종단부 (32h)에는 스페이서 (32) 를 관통하여 두번째단의 펌프에 연통하는 연통로 (32j) 가 형성되었고, 첫번째단의 펌프에 의하여 가압된 연료가 두번째단의 펌프에 보내진다. 종단부 (32h) 에는 가압 유로부 (32g) 를 연통로 (32j) 에 향하여 깊어지는 사면 (32k) 이 설치되어 연료의 흐름을 원활하게 하고 있다.

제 4 도는 제 1 도의 화살표 M 방향에서 본 스페이서 (32) 의 평면도이다. 스페이서 (32) 에 형성된 두번째단의 펌프의 유로홈 (32d) 은 연통로 (32j) 가 개구하는 입구부 (32l) 에서 종단부 (32n) 에 걸쳐서 균일한 폭과 깊이로 형성된 가압 유로부 (32m) 를 지니고 있다. 입구부 (32l) 에는 연통로 (32j) 에서 가압유로부 (32m) 를 서서히 얕게 하는 사면 (32o) 이 설치되어, 연료의 흐름을 원활하게 하고 있다.

케이싱 (31) 에는 중앙에 축 (44) 이 관통하는 구멍 (31a) 이 형성되었고, 그 속에는 축 (44) 을 회전지지하는 베어링 (37) 이 압입되어 있다. 케이싱 (31) 의 스페이서 (32) 측에는 제 2 임펠러 (35) 를 수용하는 요부 (31b) 가 형성되었고, 또한 그 저면에 두번째단의 펌프의 유로홈 (31c) 이 형성되어 있다.

제 5 도는 제 1 도의 화살표 N 방향에서 본 케이싱 (31) 의 평면도이다. 유로홈 (31c) 은 스페이서 (32) 에 형성된 유로홈 (32d) 에 대응하여 형성되었고, 그 종단부 (31d) 에는 케이싱 (31) 을 관통하여 하우징 (2) 내로 향하여 개구하는 연통구멍 (31e) 이 설치되었고, 두번째단의 펌프로 가압된 연료가 배출된다. 종단부 (32d) 에는 가압 유로부 (31c) 를 연통로 (31e) 에 향하여 깊게 하는 사면 (31f) 이 설치되어, 연료의 흐름을 원활하게 하고 있다.

제 1 임펠러 (34) 와 제 2 임펠러 (35) 는 직경이 대략 30 mm 의 동일한 형상의 것이 사용된다.

임펠러는 원판형으로 형성되었고, 그 중앙에는 축 (44) 의 평면부 (44a) 에 대응한 D 자형의 구멍이 형성되어 있다. 임펠러 (34, 35) 의 양면의 외주에 있는 각부에는 여러개의 날개홈이 양면에 번갈아 형성되어 있다. 임펠러 (34, 35) 의 날개홈길이 (12) 는 2.4 mm 이다.

하우징 (2) 내에는 모우터부 (4) 가 형성되어 있다. 하우징 (2) 의 중앙 원통부 (21) 에는 타단으로 부터 베어링 호울더 (41) 가 압입되어 있다. 베어링 호울더 (41) 에는 연료통로구멍 (41a) 과 중앙의 구멍 (41b) 이 형성되었고, 이 구멍 (41b) 에는 축 (44) 을 회전 지지하는 베어링 (42) 이 압입되어 있다. 이베어링 호울더 (41) 에는 도면에 없는 2 개의 브러시를 보유하는 구멍과, 2 개의 소음 방지용 초우크 코일 (47) 을 보유하는 구멍등이 형성되었고, 모우터부 (4)에의 급전용단자 (48) 등의 도전부재가 지지되어 있다. 또, 이 베어링 호울더 (41)에는 하우징내에 향하여 뻗는 설상부 (舌狀部) (41c) 가 형성되어 있다.

전기자 (armature) (43) 는 축 (44)에 설치되었고, 베어링 (37) 과 베어링 (41) 에 의하여 회전할 수 있도록 축받침되어 있다. 전기자 (43) 에는 평면 정류자 (43a) 가 형성되었고, 베어링 호울더 (41) 에 지지되는 브러시에서 급전된다. 축 (44) 에는 평면부 (44a) 가 형성되어 임펠러 (34, 35) 를 회전시킨다.

하우징 (2) 의 중앙 원통부 (21) 에는 자석 (45) 이 설치되었고, 이 자석 (45) 은 판스프링 (46) 과 베어링 호울더에서 뻗은 설상부 (41c) 사이에 끼워 두고 있다. 하우징 (2) 에는 또한 프레임 엔드 (510 가 압입되었고, 배출부 (5) 가 형성되어 있다. 그리고 베어링 호울더 (41) 와 프레임엔드 (51) 는 하우징 (2) 의 박육부 (25) 를 코오킹함에 따라 하우징 (2) 에 고정되어 있다.

프레임 엔드 (51) 에는 모우터부 (4) 의 전원용 코넥터 (51a) 와 배출구 (51b) 가 형성되어 있다. 배출구 (51b) 내에는 첵밸브 (52) 가 설치되어 있다. 첵밸브 (52) 는 배출구 (51b) 의 통내에 형성된 시이트부 (52a) 와, 밸브보디 (52b) 와 이 밸브보디 (52b) 를 통내에 지지하는 호울더 (52c) 등으로 되었고, 펌프가 정지할때의 연료의 역류를 방지한다.

상기와 같이 구성된 연료 펌프의 작동을 설명한다.

본 실시예의 연료 펌프는 자동차의 연료 탱크내에 설치되었고, 흡입구 (33a) 에 연료필터가 설치되었으며, 배출구 (51b) 에 연료배관이 접속되어 있다.

코넥터 (51a) 로 부터 급전되면, DC 모우터로서 구성된 전기자 (43) 가 회전하여 축 (44) 이 회전한다. 축 (44) 의 회전과 함께 2 개의 임펠러 (34, 35) 가 회전한다. 첫번째단의 임펠러 (34) 는 첫번째단의 펌프를 형성하여 흡입구 (33a) 로 부터 연료를 흡입한다. 그리고 임펠러 (34) 의 회전에 따라 유로홈 (33b) 과 유로홈 (33c) 으로 형성되는 연료유로를 연료가 흘러서 가압되어 연통로 (32j)로 배출된다.

이때 기포라거나, 증기는 증기통과구멍 (33g) 으로 부터 증기통로 (33i) 를 통하여 연료탱크내에 배출된다.

임펠러 (35) 는 2 번째단의 펌프를 형성하여 연통로 (32j) 로 부터 연료를 흡입한다. 그리고 임펠러 (35) 의 회전에 따라 유로홈 (32d) 과 유로홈 (31c) 으로 형성되는 연료유로를 연로가 흘러서 가압되어 하우징 (2) 내에 배출된다.

하우징 (2) 내에 배출된 연료는 전기자 (43) 의 주위를 흘러서 베어링호울더 (41) 에 형성된 연료통로 (41a) 를 통하여, 배출구 (51b) 로 부터 배출된다.

배출구 (51b) 로 부터 배출된 연료는 도면에 없는 연료 배관을 통하여 내연기관의 연료 분사장치에 공급되어, 도면에 없는 연료 압력조절기에 따라 일정압력으로 조절되어 연료분사밸브에서 흡입 매니포울드내에 분사된다.

제 10 도는 연료펌프를 연료속에서 운전하여 연료온도를 상승시켰을때의 연료 배출량 변화를 나타낸 그래프이다. 본 실시예에 의하면 실선으로 나타낸 바와 같이 연료 온도가 45℃ 를 초과하여도 배출량의 저하는 거의 없고, 희망하는 높은 배출량을 유지할 수 있다. 그런데, 첫번째단의 펌프유로를 제 11 도 및 제 12 도에 도해한 바와 같은 형상으로 한 비교예의 연료펌프에서는 파선으로 나타낸 바와 같이 연료 온도가 45℃ 를 초과하면 배출량은 크게 저하한다.

본 비교예에서는 상기 실시예의 첫번째단의 펌프의 유로를 제 11 도, 제 12 도에 나타내는 형상으로 변경하였다. 제 11 도는 비교예의 연료펌프의 커버의 평면도, 제 12 도는 제 11 도의 S-S 단면도이다. 더우기 본 비교예에서는 스페이서측에도 제 11 도에 대응하는 형상의 유로홈을 형성하고 있다. 커버 (60) 에 형성된 유로홈 (60b) 은 흡입구 (60a) 와 연통하는 입구부 (60c) 와, 이 입구부 (60c) 로 부터 일정한 길이에 걸쳐서 형성된 도입유로부 (60d) 와, 이 도입유로부 (60d) 로 부터 종단부 (60f) 에 걸쳐서 형성된 가압유로부 (60e) 로 되어 있다. 그리고 도입유로부 (60d) 와 가압유로부 (60e) 사이에는 유로깊이가 급변하는 단차가 형성되어 있다.

또, 확대유로부 (60d) 의 종단 안쪽에는 커버 (60) 를 관통하여 형성된 증기통과 구멍 (60g) 이 형성되어 있다. 더우기 도입유로부 (60d) 의 유로폭은 가압유로부 (60e) 보다도 안쪽으로 약간 넓게 형성되었고, 증기통과구멍 (60g) 이 형성되어 있는 부분에서 지름방향의 단차를 형성하고 있다. 이 비교예에서는 펌프유로는 입구부 (60c) 로부터 종단부 (60f) 에 걸쳐서 임펠러의 외주에 잇따라서 형성되어 있다. 그리고 흡입구 (60a) 로 부터 도입되는 연료는 사면 (60h) 에 잇따라서 지름방향으로 굽어진 다음에 입구부 (60c) 에 유입하고, 또한 임펠러의 회전방향으로 향하여 각부 (60i) 에서 굽어지게 된다.

이 때문에, 이 비교예의 펌프유로에서는 입구부 (60c) 에서의 압력손실이 크기 때문에 특히 고온시에 증기가 발생하기 쉽게 되어, 제 10 도에 나타내는 것과 같은 유량저하를 발생하고 있다고 추측된다.

이와 같은 비교예에 대하여 상기한 실시예에서는 펌프유로의 입구부에서의 연료의 흐름을 개선하므로서 제 10 도에 나타낸 바와 같은 유량특성을 얻고 있다.

본 실시예에서는 커버 (33) 와 스페이서 (32) 와 임펠러 (34) 로 형성되는 첫번째단의 펌프의 펌프유로를 개선하였다. 본 실시예에서는 첫번째단의 펌프의 펌프유로는 입구부에서 흡입구 (33a) 로부터 이어지는 충분한 넓이를 확보하여 증기의 발생을 억제한다. 또, 입구부의 유로가 특히 임펠러 (34) 의 외주보다도 안쪽으로 확대되기 때문에 원통형의 하우징 (2) 내에 형성되는 펌프유로에 대하여 원통의 단면에 형성되는 흡입구 (33a) 로부터 원활하게 연료가 도입된다. 또, 도입유로부에 있어서는 유로홈을 입구부로 부터 서서히 얕게 형성하여 입구부로 부터의 연료를 원활하게 도입함과 동시에 입구부를 임펠러 (34) 의 안쪽으로 넓혔음에 맞추어서 펌프유로의 가장 깊은 부분을 임펠러 (34)의 내주측으로부터 서서히 외주측으로 넓혀서 가압유로부에 도달하도록 하고 있기 때문에 입구부에서 가압유로부에 향하여 흐르는 연료 흐름을 내주에서 외주로 향하여 특히 원활하게 흐르게 할 수 있고, 증기의 발생을 억제할 수 있다.

더우기, 발명자 등의 실험에 의하면 비교예의 유로홈의 깊이를 입구부에서 가장 깊게 하여 서서히 얕게 하는 것만으로는 만족할 수 있는 유량 특성은 얻을 수 없었다. 또, 비교예의 유로홈의 깊이를 바꾸지 않고 그 위치만을 임펠러 (34) 의 내주측으로 부터 서서히 외주측으로 옮아가게 하는 것만으로도 만족할 수 있는 유량특성은 얻을 수 없었다. 이러한 사실로 부터 상기한 실시예에서는 입구부를 임펠러의 안쪽으로 확대시킨 사실과, 그로 부터 이어지는 도입유로부를 임펠러의 안쪽으로부터 바깥쪽으로 향하여 옮아가는 형상으로 하고, 또한 입구부로 부터 도입유로부에 걸쳐서 매끄럽게 형성한 것을 서로 잘 어울려서 제 10 도에 나타낸 바와 같은 유량특성을 발휘하는 것이라고 생각된다.

또, 도입유로부의 유로의 폭 및 깊이의 변화는 증기통과구멍에 이르기까지 종료하도록 구성하였기 때문에 증기통과구멍의 부분에서는 적당한 연료압력을 얻을 수 있어, 증기의 배출을 효과적으로 실행할 수 있다.

또한, 상기의 실시예에서는 특히 펌프유로의 치수를 다음과 같이 설정함에 따라 제 10 도와 같은 유량특성을 얻고 있다.

위에서 설명한 실시예에서는 첫번째단의 펌프의 최소시일폭 (r1) 이 4.6 mm 로 설정되었고, 최대 시일폭 (r2) 은 7.25 mm 로 설정되었으며, 최소 시일폭 (r1) 은 최대 시일 (r2) 의 36%로 되어 있다. 더우기 입구부 (33c) 에 있어서의 유로 단면길이 (11) 가 7.13 mm 로 설정되었고, 임펠러의 날개홈 길이 (12) 가 2.4 mm 로 설정되었으며, 유로 단면길이 (11) 는 날개홈 길이 (12) 의 2.94 배로 설정되어 있다.

이때문에 시일면의 시일성을 유지한 상태에서 첫번째단의 펌프의 펌프유로에의 입구부를 크게 하여 증기의 발생을 억제하여 고온일때의 연료유량저하를 방지할 수 있다.

더우기, 최소시일폭 (r1) 은 충분한 밀폐성을 확보하기 위하여는 최대 시일폭 (r2) 의 30% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또 본 실시예와 같이 원통형 하우징 (2) 내에 펌프부 (3) 를 수용하는 구성에서는 펌프 유로에의 입구부를 외주측으로 확대하는 것이 곤란하기 때문에 최소 시일폭 (r1) 을 크게 하면 당연히 입구부의 크기가 작아져서 고온일대의 연료유량저하가 커지게 된다.

이 때문에 최소시일폭 (r1) 은 최대 시일폭 (r2) 의 80% 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, 유로 단면길이 (11)는 입구부에 충분한 양의 연료를 수용할 수 있도록 크게 하는 것이 바람직하나, 본 실시예에서는 유로 단면길이 (11) 를 바깥쪽으로 넓힐 수 없기 때문에, 유로 단면길이 (11) 를 크게 하는 것은 시일폭을 적게 하는 것이 된다. 이 때문에 본 실시예와 같은 구성에서는 유로 단면길이 (11) 는 임펠러 (34) 의 날개홈 길이 (12) 의 5 배이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 유로 단면길이 (11) 는 입구부에 충분한 양의 연료를 수용하여 흡입구 (33a) 로 부터의 압력손실을 저감하여 증기의 발생을 억제하기 위하여 날개홈 길이 (12) 의 2 배 이상으로 하는 것이 바람직하다.

더우기, 입구부 (33c) 로 향하여 개구하는 흡입구 (33a) 의 면적은 크게 하는 것이 바람직하나, 임펠러의 회전 방향으로 잇따른 방향으로 확대하면 실질상 연료의 가압작용이 없는 유로의 길이가 많아지기 때문에 흡입구 (33a) 를 임펠러의 회전방향으로 잇따른 방향으로 확대하는 것은 바람직하지 않다. 이 때문에 상기 실시예와 같이 입구부 (33c) 의 단면 유로길이 (11) 를 크게 하여 흡입구 (33a) 로 부터 보다 많은 연료가 저항 없이 도입되도록 구성하는 것이 바람직ㄹ하다.

또한, 상기 실시예에서는 도입 유로부 (33d) 의 홈의 저면을 사면 (33l) 과 흡입구 (33a) 로 부터 매끄럽게 이어지는 곡면 (33m) 등으로 형성하고 있기 때문에 입구부 (33c) 로 부터 도입유로부 (33d) 로 향하여 임펠러 (34) 의 회전방향에 잇따라서 흡입구 (33a) 로 부터의 연료를 원활하게 도입하여 증기의 발생을 방지한다. 이에 따라 특히 고온일때의 증기의 발생이 억제되어 고온일때의 유량저하가 방지된다. 더우기 흡입구 (33a) 로 부터 이어지는 곡면으로서는 반지름 2 mm 이상의 곡면, 혹은 그에 상당하는 매끄러움을 지닌 곡면으로 하는 것이 바람직하다.

더우기 이상에서 설명한 실시예에서는 절삭 가공의 형편상 펌프유로를 여러개의 면으로 구성하였으나, 펌프유로 전체를 매끄러운 곡면으로 구성하여도 좋다. 또, 상기 실시예에서는 2 단의 연료펌프에 본 발명을 적용하였으나, 1 단 혹은 더욱 다단의 연료펌프에 본 발명을 적용하여도 좋다.

이상으로 설명한 본 발명의 구성 및 작용에 의하면 흡입구로 부터 가압유로부에 이르는 연료의 흐름이 원활하게 되기 때문에 특히 고온일때의 증기의 발생이 억제되어 고온일때의 유량저하를 억제할 수 있다.

Claims

회전구동하는 원판형의 임펠러와, 임펠러를 수용하여 임펠러의 외주에 잇따라서 C 자형의 유로를 형성하는 케이싱을 구비한 연료펌프로서, 케이싱에는, 유로의 일부분을 구성하고 유로 단면길이 (또는 임펠러의 방사상 방향의 홈의 폭) 를 가지며, 임펠러의 외주에 잇따라서 형성된 가압유로부와, 상기 유로의 일단부에, 유입부에서 유로의 단면길이가 가압유로부의 단면길이보다 크게 임펠러의 외주의 안쪽에 확대하여 형성된 입구부와; 연료를 흡입하고 임펠러의 축방향으로 연장하여 임펠러의 외주의 안쪽에 위치하며 입구부에 개방된 흡입구와; 유로의 타단에 연통하여 연료를 배출시키는 배출부와; 입구부와 가압 유로부 사이에 형성되고, 유로 단면 길이를 입구부로 부터 가압 유로부를 향하여 서서히 감소시킴과 동시에, 입구부에 개구 형성된 흡입구로 부터 가압유로부를 향하는 유로 단면깊이를 가압유로부를 향하여 서서히 얕게 하면서, 그의 가장 깊은 부분을 흡입구로 부터 임펠러 외주를 향하여 서서히 옮아가게 하는 도임유로부를 형성하는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 1 항에 있어서, 가압유로부는 임펠러의 외주와 동심으로 형성되고, 도입유로부의 내측모서리는 가압유로의 내측모서리를 안내하기 위해 입구부에서 바깥쪽으로 점차 연장되어 있고, 도입유로부의 가장 깊은 부분은 흡입구에서 도입유로부의 안쪽모서리를 따라 임펠러의 외주쪽으로 이동하는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 2 항에 있어서, 사면부가 도입유로부의 내측 모서리와 도입 유로부의 가장 깊은 부분 사이에 형성되어 있는 반면, 또 다른 사면부가 도입유로부의 외측 모서리와 도입 유로부의 가장 깊은 부분사이에 형성되어 있고 상기 외측 사면부는 내측 사면부 보다 넓고, 외측 사면부의 사각은 내측 사면부의 사각보다 완만한 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 3 항에 있어서, 도입유로부의 외측 모서리는 입구부로 부터 가압유로부의 외측 모서리쪽으로 안쪽으로 점차 이동하는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 1 항에 있어서, 도입 유로부의 가장 깊은 부분은 가압 유로부에 가장 인접되게 형성된 일정한 깊이를 가진 하류 저부와, 상기 흡입구쪽으로 점차 더 깊어지는 경사저부와, 상기 흡입구 및 상기 경사저부의 수직벽면에 완만하게 연결된 곡선 저부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 1 항에 있어서, 연료압력의 누출을 방지하기 위해 밀봉하는 시일면은, 도입유로부 및 가압유로부의 내측의 하나의 케이싱의 면위에 연장되고, 상기 시일면과 상기 임펠러 사이에 미소한 틈이 있고, 입구부의 시일면의 폭은 가압유로부의 시일면의 약 30% 또는 최대폭 이상에 해당하는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 1 항에 있어서, 연료의 증기배기구멍은 도입유로부의 하류측 위에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 1 항에 있어서, 상기 케이싱은 원통형 하우징에 수용되어 있고 이 하우징의 일단에 위치한 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 8 항에 있어서, 상기 흡입구는 상기 케이싱의 유로의 일단에 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 연료펌프.
제 1 항에 있어서, 상기 연료펌프는 2 단식 펌프이고, 상기 케이싱은 1단식 펌프를 구성하고, 상기 배출부는 제 2 단식 펌프용 연통구멍인 것을 특징으로 하는 연료펌프.