KR20000049235A - 공급 펌프 - Google Patents

Abstract

차량에 연료를 공급하기 위하여 설계된 공급 펌프에 있어서, 서로 대향되어 있는 두 개의 공급 챔버(11, 12)를 가지며, 하나의 공급 챔버는 유입 포트(18)에 접속되어 있고, 다른 하나의 공급 챔버는 유출 포트(19)에 접속되어 있으며, 유입 포트(18)에 접속된 공급 챔버(11)는 압축 영역(22)이 이웃하는 진정(calming) 영역 (21)을 가진다. 공급 펌프로 들어가는 연료는 우선 이에 의해 진정된다. 따라서, 특히, 뜨거운 연료에 존재하는 기포는 잉여 연료내의 증기 압력에 의해 용해된다.

Description

공급 펌프 {FEED PUMP}

이러한 공급 펌프는 원주 또는 사이드-채널 펌프라고 알려져 있는데, 이는 종종 연료를 연료 탱크로부터 차량의 내연 기관에 급유하는데 사용된다. 이러한 경우에 있어서, 안내 베인은 공급 펌프내에서 순환 유동을 발생시키는데 이는 안내 베인의 이동 방향과 반대 방향으로 흐른다. 압축 영역은 공급 챔버내에서 압력을 증가시키도록 작용한다. 그 결과로써, 증기 기체의 기포는 증기 압력을 초과하기 때문에 액체 연료를 응축하는 뜨거운 연료내에 존재한다. 예를 들면, 차량이 뜨거운 상태로 운용되는 동안에, 연료의 온도는 특별히 뜨겁기 때문에 종종 기포가 유입 포트를 통하여 흡인된다. 통상적으로 기포를 포함하지 않은 차가운 연료는 공급 펌프에 의해 신뢰성있게 이송될 것이다.

사용되고 있는 공지의 공급 펌프에 있어서, 압축 영역은 유입 포트가 인접한 부분 환형 영역에 바로 위치한다. 이에 의해 연료는 유입 포트로부터 압축 영역으로 직접 유동하고 그곳에서 난류를 발생시킨다. 그러나, 이러한 난류는 고압 영역 및 저압 영역을 가지며 이에 따라 기포가 현저하게 제거된다. 더욱이, 이러한 공급 펌프에 있어서, 압축 영역, 특히 부분 환형 채널에서 공동 현상의 위험을 감소시킨다. 이러한 공동 현상은 종국적으로 부분 환형 채널의 벽을 파괴하게 되며 공급 펌프의 공급량을 감소시키게 된다.

다른 공급 펌프가 공지되어 있는데, 유입 포트와 인접하는 부분 환형 채널 영역은 처음부터 일정한 횡단면을 가진 제 1 영역을 가진다. 이 영역의 단부에서, 가스 배출 구멍은 부분 환형 채널의 방사 방향 내부 단부에서 펌프 케이싱내로 형성되어 있다. 따라서, 부분 환형 채널의 횡단면이 급격하게 감소하며, 상기 채널은 유출 포트의 영역까지 일정한 횡단면을 가지도록 되어 있다. 이 경우에 있어서, 기포는 연료내에서 응축되지 않으나, 가스 배출 구멍을 통하여 배출된다. 순환 유동이 제 1 영역내에서 이미 형성되었기 때문에, 기포는 연료에 내포되고 액체 연료에서 기포를 형성한다. 이는 신뢰성있게 기포 및 연료의 분리를 지배하고, 따라서, 기포는 가스 배출 구멍을 통하여 배출된다. 더욱이, 이송될 연료내의 기포의 부분은 현저한 시간 변동에 대하여 노출되며, 그 결과로써, 특히, 부분 환형 채널의 급격히 변하는 횡단면의 영역은 펌프 케이싱에서 공동이 발생하며, 따라서, 공급 펌프의 공급이 감소된다.

본 발명은 펌프 케이싱내에서 회전하고 적어도 이것의 단부면상에서 베인 챔버를 한정하는 안내 베인의 링을 가진 구동 임펠러와, 베인 챔버를 형성하며 안내 베인 영역내의 펌프 케이싱내에 배열되어 있는 적어도 하나의 부품인 환형 채널과, 액체를 유입 포트로부터 유출 포트로 공급하기 위하여 구비되고 한정된 환형 섹터에 걸쳐 테이퍼진 횡단면을 가진 압축 영역을 구비한 공급 챔버와, 베인 챔버를 가진 공급 펌프에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 공급 펌프의 종단면도.

도 2는 도 1의 공급 펌프의 II-II선을 취한 접선 부분을 도시한 도면.

도 3은 도 1의 III-III선을 취한 공급 펌프의 단면도.

도 4는 도 1의 공급 펌프의 IV-IV선을 취한 단면도.

본 발명의 목적은, 여기에서 연료내에 존재하는 기포가 매우 신뢰성 있게 응축되고 부분 환형 채널 영역내에서 공동 현상이 가능한 발생하지 않도록 전술한 방식의 공급 펌프를 형성하는 것이다.

상기 목적은 본 발명의 유입 포트와 압축 영역 사이에 일정한 횡단면을 가진 진정 영역을 가진 부분 환형 채널에 의해 해결된다.

이러한 구조에 의해서, 유입 포트를 통하여 흡인된 연료는 우선 진정 영역으로 유입되고, 여기에서 유입 포트를 통하여 공급 펌프내로 유입된 난류가 감소할 수 있다. 난류가 감소된 후에, 기포와 연료는 압축 영역으로 유입되고, 기포는 그들의 압력이 초과하기 때문에 신뢰성있게 응축된다. 연료의 난류가 우선 진정 영역에서 제거되기 때문에, 부분 환형 채널의 벽에서의 공동의 위험은 가능한한 낮게 유지되고 공급 펌프의 균일한 공급이 보장된다.

본 발명은 특히, 하나의 공급 챔버로부터 다른 공급 챔버로, 유입 포트 구멍에서 하나의 공급 챔버로, 다른 공급 챔버 구멍으로부터 유출 포트로 액체를 유출시키기 위한 연결부를 가진 임펠러 공급 챔버의 양측에 배열된 공급 펌프에 또한 적당하다. 이러한 공급 펌프는 특히, 작은 치수로써 고용량의 급유를 하는데 종종 사용된다. 본 발명의 잇점에 따라서, 차가운 및 뜨거운 연료일 경우에 있어서, 공급 펌프는 공급 챔버 구멍의 부분 환형 채널이 유출 포트내로 다른 공급 챔버의 부분 환형 채널의 진정 영역과 같은 동일한 각섹터를 가로질러 연장되어 있는 안내 베인의 이동 방향에 직교하는 방향에서 볼 때 점점 넓어지는 연속적인 횡단면을 가질 때 특히 고용량을 가진다.

본 발명의 다른 잇점에 따라서, 유입 포트를 통하여 유동하는 연료의 난류는 진정 영역이 약 50°의 각섹터에 걸쳐 연장될 때 특히 신뢰성있게 감소된다.

본 발명의 다른 잇점에 따라서, 연료내의 기포는 압축 영역이 약 70°의 각섹터에 결쳐 연장될 때 특히 신뢰성있게 응축된다.

공지의 공급 펌프에 있어서, 부분 환형 채널내로 유동하는 연료는 유입 포트로부터 안내 베인을 향하여 실제적으로 수직으로 충돌한다. 부가적인 난류가 그 결과로써 발생된다. 본 발명의 다른 잇점에 따라서, 이러한 난류는 유입 포트의 영역내에 접선 방향으로 공급 챔버의 진정 영역내로 펌핑되는 액체를 안내하도록 유동 안내 베인이 설게된다면 간단하게 회피된다.

유동 안내 베인은 유입 포트내에 분리가능하게 삽입되는 부품으로서 설계할 수도 있다. 그러나, 본 발명의 다른 잇점에 따라서, 공급 펌프는 유동 안내 베인이 펌프 케이싱과 일체로 제조되고 부분 환형 채널로부터 이격되어 대향하는 유입 포트의 측면에 배열된다면, 값싸게 제조될 수 있는 소수의 부품으로 구성할 수 있다.

본 발명의 다른 잇점에 따라서, 부분 환형 채널의 진정 영역내로의 유입 포트의 전이부가 유동 안내 베인에 대향하여 위치된 측면상에서 라운드되어 있다면 연료 유동의 다른 진정은 부분 환형 채널내에서 이루어진다.

본 발명의 다른 장점에 따라서, 공급 펌프가 아직 연료로 채워져 있지 않은 경우에 있어서, 부분 환형 채널내에 위치하는 공기는 부분 환형 채널이 압축 영역의 단부에 펌프 케이싱을 통하여 통과하는 구멍을 가지고 있다면 간단하게 배출할 수 있다는 것이다.

유출 포트로 인도되는 부분 환형 채널의 확장되는 횡단면은 예를 들면, 일정한 폭을 가진 부분 환형 채널을 가진 연속적인 압축에 의해 생성할 수 있다.

그러나, 본 발명의 또 다른 하나의 장점에 따라서, 순환 유동은 유출 포트를 향하여 인도되는 부분 환형 채널의 확장되는 횡단면이 부분 환형 채널을 확장하여 생성된다면 상기 부분 환형 채널내에서 특히 신속하게 형성된다. 공급 펌프의 공급량은 이에 의해 부가적으로 증가된다.

공급 펌프의 공급량은 부분 환형 채널의 방사방향 내부 한정 부분에 의해 횡단면이 증가될 경우에 더욱 증가시킬 수 있으며, 상기 한정 부분은 유동방향에서 볼 때 안쪽으로 인도되며, 한편 연속적인 침하 부분이 있다. 이러한 구조에 의해서, 순환 유동은 우선 안내 베인의 방사 방향 외측 영역내에서 형성되고, 어떤 경우라도, 그곳에서의 압력은 안내 베인에 의해 형성된 원심력 때문에 가장높다.

본 발명은 다수의 실시예를 허용한다. 기본 원리를 더 예시하기 위하여 이들의 하나가 첨부된 도면에 도시되고 설명된다.

첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.

면에서, 도 1은 측면 채널 펌프로써 설계되고 펌프 케이싱(1)을 가지는 본 발명에 따른 공급 펌프의 종단면도가 도시되어 있다. 임펠러(2)가 펌프 케이싱(1)내에서 회전 가능하게 배열되어 있다. 안내 베인(6, 6a, 6b)의 링(5)은 임펠러(2)의 두 개의 단부 면(3, 4)내에서 각각 작용한다. 임펠러(2)는 구동 축(7)상에서 그 중심에서 회전에 의해 고정 결합되어 있다. 펌프 케이싱(1)은 안내 베인(6, 6a, 6b)의 영역내에서 두 개의 측면의 각 측면상에 부분 환형 채널(8, 9)을 가진다. 부분 환형 채널(8, 9)과 함께 베인 챔버(10, 10a, 10b)가 도 2에 도시되어 있으며 안내 베인(6, 6a, 6b) 사이에 위치하며 공급 챔버(11, 12)를 형성한다. 임펠러(2)가 회전할 때, 액체의 순환 유동은 공급 챔버(11, 12)내에서 이송이 이루어 진다. 순환 유동은 도시를 위하여 도 1 및 2에서 화살표로 도시되어 있다. 공급 챔버(11, 12)는 서로에 대하여 연결부(13)를 가지며, 이는 베인 챔버(10, 10a, 10b)의 반원형 횡단면이 중첩하여 연결된다. 이러한 연결부(13)로써 액체가 하나의 공급 챔버(11)로부터 실제적으로 난류의 발생이 없이 다른 공급 펌프(12)내로 유출되게 하는 결과가 된다.

방사 방향 외측 영역과 단부면(3, 4)에 있어서, 임펠러(2)는 약간의 틈새를 가지고 펌프 케이싱(1)에 대향하여 위치되어 있다. 이것은 임펠러(2)의 주위에 있는 갭(14)을 밀봉하는 결과가 되며 공급 펌프(11, 12)의 밀봉을 해제하는 결과가 된다.

서로 대향되게 위치하고 있는 다수의 함몰부(15, 16)는 안내 베인(6, 6a, 6b)에서 보는 바와 같이, 방사 방향 내부 영역내의 임펠러(2)의 단부 면(3, 4)내에서 작용한다. 각 경우에 있어서, 두 개의 상호 대향하는 함몰부(15, 16)는 덕트(17)에 의해 서로 연결되어 있다. 이송될 액체의 적은 누출량은 임펠러(2)와 펌프 케이싱(1) 사이의 밀봉 갭(14)을 통하여 통과하고 함몰부(15, 16)로 이송된다. 이에 의해 함몰부(15, 16)는 임펠러(2)를 위한 축방향 슬라이딩 베어링을 형성한다. 공급 펌프가 회전하고 있을 때, 임펠러(2)는 유막상에서 마찰없이 떠있게 된다.

도 2는 도 1의 II-II선을 취한 본 발명에 따른 공급 펌프의 접선 부분을 도시한 도면이다. 도면을 명료하게 하기 위하여, 공급 펌프(11, 12)와 임펠러(2)가 안내 베인(6, 6a, 6b)의 영역내에서 길게 도시되어 있다. 펌프 케이싱(1)은 임펠러(1)의 양측면상에 배열된 실(20)(sill)에 의해 서로 분리된 유입 포트(18)와 유출 포트(19)를 가진다. 실(20)은 공급 챔버(11, 12)내에서 발생되고 이송될 액체의 순환 유동을 중단시킨다. 유입 포트(18)는 하나의 공급 챔버(11)내로 개방되어 있고, 한편 다른 공급 챔버(12)는 유출 포트(19)내로 개방되어 있다.

그안으로 유입 포트(18)가 개방되어 있는 공급 챔버(11)의 부분 환형 채널(8)은 입구측에 압축 영역(22)이 이웃하는 진정 영역(21)을 가진다. 압축 영역(22)은 약 절반으로 부분 환형 채널(8)의 횡단면적이 감소한다. 압축 영역(22)은 실(20)의 직접 상류에서 단부 영역(24)내로 개방되어 있는 일정한 횡단면을 갖는 공급 영역(23)을 인접하게 가진다. 유입 포트(18)내에 배열되어 있는 것은 펌프 케이싱(1)과 일체로 제조되어 있는 유동 안내 베인(25)이다. 유출 포트(19)내로 개방되어 있는 공급 챔버(12)의 부분 환형 채널(9)은 유동방향에서 볼 때 다른 부분 환형 채널(8)의 진정 영역(21)에서와 같이 동일한 걱섹터에 걸쳐 연장되는 단면 확장부(26)를 입구측에 가진다. 일정한 횡단면의 공급 영역(27)은 횡단면 확장부(26)를 가진다.

도 3은 부분 환형 채널(8)을 도시하는데, 그 안으로는 유입 포트(18)가 개방되어 있고, 이는 도 1에서 III-III선을 취한 단면으로 도시되어 있다. 이 도면에 있어서, 유입 포트(18)는 유동 안내 베인(25)에 의해 절반이 덮혀져 있다. 부분 환형 채널(8)의 진정 영역(21)은 약 50°의 각섹터에 걸쳐 연장되어 있으며, 상기 채널과 이웃하는 압축 영역(22)은 약 70°의 각섹터에 걸쳐 연장되어 있다. 압축 영역(22)의 단부에는 연통 구멍(28)이 펌프 케이싱(1)을 통하여 통과한다. 상기 연통 구멍(28)은 주로 첫 번째 채워질 때 공급 펌프를 연통하는데 사용된다.

도 4는 부분 환형 채널(9)이 유출 포트(19)내로 개방됨을 도시한 도면이다. 부분 환형 채널(9)의 방사 방향 외부 한정부가 전체 각 섹터에 걸쳐 일정한 반경을 가질 때 명확하게 볼 수 있다. 부분 환형 채널(9)이 개시되는 횡단면 확장부(26)는 방사 방향 내부 한정부에 의해 형성된다.

본 발명에 의해, 연료내에 존재하는 기포가 매우 신뢰성 있게 응축되고 부분 환형 채널 영역내에서 공동 현상이 가능한 발생하지 않는 전술한 방식의 공급 펌프가 형성된다.

Claims (10)

1. 펌프 케이싱내에서 회전하고 이것의 단부 면들중의 적어도 하나의 면상에 베인 챔버를 한정하는 안내 베인 링을 가지며, 안내 베인의 영역내에서 펌프 케이싱내에 배열되어 있는 적어도 하나의 부분 환형 채널을 가지며, 베인 챔버와 액체를 유입 포트로부터 유출 포트로 공급하기 위하여 구비되어 있는 공급 챔버를 가지고, 한정된 각섹터에 걸쳐 테이퍼진 횡단면을 가지는 압축 영역을 가지는 구동 임펠러를 구비한 공급 펌프에 있어서,

   부분 환형 채널(8)은 유입 포트(18)와 압축 영역(22) 사이의 일정한 횡단면을 가지는 진정 영역(21)을 가지는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
2. 제 1항에 있어서, 하나의 공급 챔버로부터 다른 공급 챔버까지 액체의 유출을 위한 연결부를 가지는 임펠러 공급 챔버의 양측면에 배열되어 있으며, 유입 포트는 하나의 공급 챔버내로 개방되어 있고, 다른 하나의 공급 챔버는 유출 포트내로 개방되어 있는 공급 펌프로서, 유출 포트(19)안으로 개방되어 있는 공급 챔버(12)의 부분 환형 채널(9)은 안내 베인(6)의 운동 방향에서 볼 때 연속적인 횡단면 확장부(26)를 가지며, 이는 다른 공급 챔버(11)의 부분 환형 채널(8)의 진정 영역(21)에서와 같은 동일한 각섹터에 걸쳐 본질적으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 진정 영역(21)은 약 50°의 각섹터에 걸쳐 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 압축 영역(22)은 약 70°의 각섹터에 걸쳐 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 유입 포트(18) 영역내에는 접선 방향으로 공급 챔버(11)의 진정 영역(21)안으로 펌핑될 액체를 도입하도록 형성된 유동 안내 베인(25)이 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
6. 제 5항에 있어서, 유동 안내 베인(25)은 펌프 케이싱(1)과 일체로 제조되고 부분 환형 채널(8)로부터 이격되어 대향하는 유입 포트(18)의 측면상에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 부분 환형 채널(8)의 진정 영역(21)안으로의 유입 포트(18) 전이부는 유동 안내 베인(25)에 대향 위치되어 있는 측면에서 라운드되어 있는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 부분 환형 채널(8)은 펌프 케이싱(1)을 통하여 통과하는 연통 구멍(28)이 압축 영역(22)의 단부에 구비된 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 유출 포트(19)로 인도되는 부분 환형 채널(9)의 횡단면 확장부(26)는 부분 환형 채널(9)의 확장부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 횡단면 확장부(26)는 부분 환형 채널(9)의 방사 방향 내부 한정부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 공급 펌프.