KR101222017B1

KR101222017B1 - 자동차 연료펌프용 임펠러

Info

Publication number: KR101222017B1
Application number: KR20110030990A
Authority: KR
Inventors: 이현태
Original assignee: 주식회사 코아비스
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2013-02-08
Also published as: US20120257980A1; KR20120113332A; US9074607B2; DE102012006660A1

Abstract

본 발명은 자동차 연료펌프용 임펠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료탱크로부터 연료를 흡입하여 내연기관의 엔진으로 연료를 공급함에 있어서, 연료펌프의 상부케이싱과 하부케이싱 사이에 구성되며 구동모터의 회전축에 결합되어 회전력에 의해 연료를 송출하는 임펠러 블레이드의 형상 개선을 통해 연료의 송출 압력 및 속도를 향상시킬 수 있는 자동차 연료펌프용 임펠러에 관한 것이다.

Description

자동차 연료펌프용 임펠러 {Impeller of fuel pump for vehicle}

일반적으로, 자동차의 연료펌프는 차량의 연료탱크 내부에 장착되며 연료를 흡입하여 엔진에 장착되는 연료분사장치로 압송하는 역할을 한다.

그리고 자동차용 연료펌프는 기계식과 전기식으로 구분되며, 가솔린을 연료로 사용하는 엔진에는 전기식 연료펌프의 일종인 터빈형 연료펌프(10)가 주로 사용된다.

이러한 터빈형 연료펌프(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 연료펌프(10)의 모터하우징(60)의 내부에 구동모터(20)가 구성되고 상기 모터하우징(60)의 하단부에 상부케이싱(30)과 하부케이싱(40)이 밀착되어 구성되고 그 사이에 임펠러(50)가 구비된다.

그리고 임펠러(50)는 구동모터(20)의 회전축(21)에 결합되어 구동모터(20)와 함께 임펠러(50)가 회전하도록 구성된다.

즉, 임펠러(50)가 회전함에 따라 압력차가 발생하여 연료가 임펠러(50) 안으로 흡입되고, 계속적인 임펠러(50)의 회전에 의해 발생하는 회전류에 의해 연료의 압력이 상승되면서 연료가 토출된다.

그리하여 연료는 하부케이싱(40)의 연료흡입구(41)로 유입되어 회전하는 임펠러(50)를 거치며 승압되어 상부케이싱(30)의 연료토출구(31)를 통해 모터하우징(60)의 내부를 따라 모터하우징(60) 상부에 형성되는 체크밸브(70)로 흘러, 차량의 엔진에 장착되는 연료분사장치로 공급된다.

이때, 임펠러(50)는 도 2와 같이 원판형으로 형성되어 원주면을 따라 수개의 블레이드(51)가 원주면의 외측 방향으로 형성되며 각각의 블레이드(51) 사이에 임펠러(50)의 양면을 관통하도록 블레이드 챔버(52)가 형성되어, 도 3과 같이 하부케이싱(40)의 연료흡입구(41)로 연료가 유입되어 블레이드 챔버(52)와 하부케이싱(40)에 형성되는 하부유로홈(42) 및 상부케이싱(30)에 형성되는 상부유로홈(32) 사이의 공간에서 회전류가 발생하며, 다시 인접된 블레이드 챔버(52)로 연료가 유입되어 회전류를 발생하는 순환과정을 반복하여 임펠러(50)의 회전으로 인한 운동에너지가 연료의 압력에너지로 전환되어 상부케이싱(30)의 연료토출구(31)로 송출된다.

그리고 종래의 임펠러(50)는 임펠러(50)의 원주면을 따라 원주면 중앙에 원주 센터가이더(53)를 형성하여, 블레이드 챔버(52)와 하부유로홈(42) 사이의 공간에 형성되는 회전류 및 임펠러 챔버(52)와 상부유로홈(32) 사이의 공간에 형성되는 회전류를 효율적으로 발생시킬 수 있도록 하고 있다.

그런데 세계적으로 사용자의 다양한 기호를 만족시키기 위해 점차 차량 내 부품의 경량화ㆍ컴팩트화ㆍ고성능화가 진행되는 현재 기술적 추세에 따라 상기 연료펌프 역시 고성능화를 위한 연구가 요구되고 있다.

그리고 연료펌프의 사용 압력은 자동차의 사양에 따라 결정되며 최근의 추세는 고압화를 요구하고 있어 종래의 임펠러가 장착된 연료펌프에서는 고압시 연료의 토출량을 증가시키는데 한계가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료펌프의 상부케이싱과 하부케이싱 사이에 구성되며 구동모터의 회전축에 결합되어 회전력에 의해 연료를 송출하는 임펠러의 블레이드에 연료의 회전류를 효율적으로 발생시키기 위한 블레이드 센터가이더를 형성하여 연료의 송출 압력 및 속도를 향상시킬 수 있는 자동차용 연료펌프의 임펠러를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 연료펌프용 임펠러는, 원판 형상을 갖으며 그 원주면의 중앙을 따라 원주 센터가이더(110)가 돌출 형성되며 중심에는 구동모터의 회전축이 삽입되어 결합되도록 축 고정구멍(120)이 관통 형성되는 임펠러 바디(100); 및 상기 임펠러 바디(100)의 외측 원주면을 따라 일정한 간격을 이루며 원주면의 바깥쪽 방향으로 형성되는 수개의 블레이드(200); 를 포함하여 이루어지되, 상기 수개의 블레이드(200)는 임펠러 회전방향 면에 반경방향을 따라 중앙에 블레이드 센터가이더(220)가 돌출 형성되어 상기 원주 센터가이더(110)와 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임펠러(1000)는, 상기 블레이드(200)의 상하측에서 연료의 유출 및 유입이 각각 이루어지게 하는 블레이드 챔버(210)를 형성하도록 상기 수개의 블레이드(200)들의 외측 둘레면에 형성되는 사이드링(300)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임펠러(1000)는 상기 블레이드 센터가이더(220)와 상기 블레이드(200)의 면이 접하는 모서리 및 상기 블레이드 센터가이더(220)와 상기 원주 센터가이더(110)가 연결되는 모서리에 라운드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 자동차 연료펌프용 임펠러는 연료펌프의 상부케이싱과 하부케이싱 사이에 구성되며 구동모터의 회전축에 결합되어 회전력에 의해 연료를 송출하는 임펠러의 블레이드에 블레이드 센터가이더를 형성하여 임펠러의 블레이드 챔버로 유입된 연료가 회전류를 형성하는 동안 난류 및 유로의 변화에 따른 에너지 손실을 최소화 하여 연료의 송출 압력 및 속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 자동차용 연료펌프의 개략적인 구성을 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 임펠러의 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 종래의 임펠러, 상부케이싱 및 하부케이싱을 나타낸 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 자동차 연료펌프용 임펠러를 나타낸 사시도 및 부분확대도.
도 5는 본 발명의 임펠러 단면을 나타낸 정면도.
도 6은 도 4의 AA' 단면도.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 연료펌프용 임펠러는, 원판 형상을 갖으며 그 원주면의 중앙을 따라 원주 센터가이더(110)가 돌출 형성되며 중심에는 구동모터의 회전축이 삽입되어 결합되도록 축 고정구멍(120)이 관통 형성되는 임펠러 바디(100); 및 상기 임펠러 바디(100)의 외측 원주면을 따라 일정한 간격을 이루며 원주면의 바깥쪽 방향으로 형성되는 수개의 블레이드(200); 를 포함하여 이루어지되, 상기 수개의 블레이드(200)는 임펠러 회전방향 면에 반경방향을 따라 중앙에 블레이드 센터가이더(220)가 돌출 형성되어 상기 원주 센터가이더(110)와 연결되도록 형성된다.

이하에서 각각의 구성에 대하여 도면을 참조로 보다 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 자동차 연료펌프용 임펠러를 나타낸 사시도 및 부분 확대도이다.

본 발명의 자동차 연료펌프용 임펠러(1000)는, 원판 형상으로 형성되며 중앙에 축 고정구멍(120)이 형성되는 임펠러 바디(100)의 원주면을 따라 원주면의 바깥쪽 방향으로 수개의 블레이드(200)가 형성된다.

이때, 상기 각각의 블레이드(200)들은 상기 임펠러 바디(100)의 두께 방향으로 형성되며, 상기 수개의 블레이드(200)는 특정한 간격을 두고 형성되어 블레이드 챔버(210)가 형성된다.

즉, 상기 블레이드 챔버(210)는 인접하는 두개의 블레이드(200) 사이에 형성되는 공간이다.

이때, 상기 블레이드 챔버(210)는 임펠러가 회전하면 연료가 유입되어, 임펠러의 상측과 하측에 구성되는 상부케이싱(30)과 하부케이싱(40)에 상기 블레이드 챔버(210)의 위치에 대응되도록 각각 형성되는 상부유로홈(32)과 하부유로홈(42) 사이에서 회전류를 발생시켜 연료의 압력이 상승된다.

그리고 상기 임펠러 바디(100)에는 원주면의 중앙을 따라 원주 센터가이더(110)가 돌출 형성된다.

상기 원주 센터가이더(110)는 상기 블레이드 챔버(210)로 유입된 연료가 상기 블레이드 챔버(210)의 상부와 하부에서 각각 발생하는 회전류를 더욱 효율적으로 생성되도록 한다.

또한, 상기 수개의 블레이드(200)는 임펠러가 회전하는 방향의 면에 반경방향을 따라 중앙에 블레이드 센터가이더(220)가 돌출 형성되어 상기 원주 센터가이더(110)와 연결된다.

도 6은 도 4의 AA' 단면도이며, 임펠러를 두께의 중앙에서 상기 블레이드 센터가이더(220)의 위쪽을 자른 단면을 나타낸다.

또한, 도 6과 같이 상기 임펠러(1000)는 상기 블레이드 센터가이더(220)와 상기 블레이드(200)의 면이 접하는 모서리 및 상기 블레이드 센터가이더(220)와 상기 원주 센터가이더(110)가 연결되는 모서리에 라운드가 형성될 수 있다.

그리하여 임펠러의 회전에 따른 상기 블레이드(200) 및 원주 센터가이더(110)에 의해 상기 블레이드 챔버(210)의 상부와 하부에서 회전류가 효율적으로 발생하고, 도 5와 같이 상기 블레이드 센터가이더(220)에 의해 회전류가 더욱 효율적으로 생성되어 난류 및 유로의 변화에 따른 에너지 손실을 최소화 하여 연료의 송출 압력 및 속도를 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 블레이드(200)는 도 4 또는 도 5와 같이 상기 블레이드(200)의 상부와 하부가 일정한 경사를 이루어 상기 원주 센터가이더(110)를 중심으로 서로 대칭이 되도록 이루어진 형상을 도시하였으나, 상기 블레이드(200)의 상기 임펠러 바디(100)의 원주방향 안쪽 부분과 바깥쪽 부분이 단을 이루어 꺾여진 형상으로 형성될 수도 있으며, 평판의 형상 또는 라운드 형상 등 다양하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 블레이드(200)는 상기 임펠러 바디(100)의 원주면을 따라 원주면의 바깥쪽 방향으로 형성되는데, 상기 임펠러 바디(100)의 중심에서 반경 방향으로 형성될 수도, 있고 반경 방향과 일정한 각도를 이루도록 형성될 수도 있으며, 반경 방향과 일정한 각도를 이루고 블레이드의 길이방향으로 일정한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 수개의 블레이드(200)는 상기 임펠러 바디(100)의 원주면을 따라 특정한 간격을 두고 형성되는데, 각각의 블레이드(200)들의 간격이 동일하게 형성되거나 또는 간격이 서로 다르게 형성될 수 있다.

그런데 상기한 바와 같은 구성을 갖는 임펠러(1000)는, 임펠러 바디(100)에 수개의 블레이드(200)가 형성되어 블레이드 챔버(210)의 상측, 하측 및 외측이 모두 개방된 형태로 이루어지는 오픈 채널 방식(open channel type)의 자동차 연료펌프에 적용되는 임펠러(1000)이다.

즉, 상기 오픈 채널 방식은 상기 블레이드 챔버(210)로 유입되는 연료가 임펠러의 회전에 의해 상기 임펠러 바디(110)의 원주면의 바깥쪽 방향으로 밀려나가며 회전류가 형성된다.

그러므로 상기 임펠러(1000)는, 상기 블레이드(200)의 상하측에서 연료의 유출 및 유입이 각각 이루어지며 회전류가 형성되도록 하는 블레이드 챔버(210)를 형성하도록 상기 수개의 블레이드(200)들의 외측 둘레면에 형성되는 사이드링(300)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 상기 블레이드 챔버(210)의 상측 및 하측은 개방되고 외측은 상기 사이드링(300)에 막히도록 구성되어, 상기 블레이드 챔버(210)의 상측 및 하측으로만 연료의 유출 또는 유입이 이루어지는 사이드 채널 방식(side channel type)의 자동차 연료펌프에 적용될 수 있다.

또한, 상기 사이드링(300)은 내주면을 따라 중앙에 상기 임펠러 바디(100)의 외주면에 형성되는 원주 센터가이더(110)와 같이 가이더를 돌출 형성되도록 하여 상기 블레이드 챔버(210)에서 연료의 회전류를 더욱 효율적으로 발생하도록 할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

10 : 연료펌프
20 : 모터 21 : 회전축
30 : 상부케이싱
31 : 연료토출구 32 : 상부유로홈
40 : 하부케이싱
41 : 연료흡입구 42 : 하부유로홈
50 : 임펠러
51 : 블레이드 52 : 블레이드 챔버
53 : 원주 센터가이더
60 : 모터하우징
70 : 체크밸브
1000 : (본 발명의) 자동차 연료펌프용 임펠러
100 : 임펠러 바디
110 : 원주 센터가이더 120 : 축 고정구멍
200 : 블레이드
210 : 블레이드 챔버 220 : 블레이드 센터가이더
300 : 사이드링

Claims

원판 형상을 갖으며 그 원주면의 중앙을 따라 원주 센터가이더(110)가 돌출 형성되며 중심에는 구동모터의 회전축이 삽입되어 결합되도록 축 고정구멍(120)이 관통 형성되는 임펠러 바디(100); 및 상기 임펠러 바디(100)의 외측 원주면을 따라 일정한 간격을 이루며 원주면의 바깥쪽 방향으로 형성되는 수개의 블레이드(200); 를 포함하여 이루어지되, 상기 수개의 블레이드(200)는 임펠러 회전방향 면에 반경방향을 따라 중앙에 블레이드 센터가이더(220)가 돌출 형성되어 상기 원주 센터가이더(110)와 연결되며, 상기 블레이드 센터가이더(220)와 상기 블레이드(200)의 면이 접하는 모서리 및 상기 블레이드 센터가이더(220)와 상기 원주 센터가이더(110)가 연결되는 모서리에 라운드가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료펌프용 임펠러.
제1항에 있어서,
상기 임펠러(1000)는, 상기 블레이드(200)의 상하측에서 연료의 유출 및 유입이 각각 이루어지게 하는 블레이드 챔버(210)를 형성하도록 상기 수개의 블레이드(200)들의 외측 둘레면에 형성되는 사이드링(300)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 연료펌프용 임펠러.
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