KR20010042687A

KR20010042687A - 사이드 채널 펌프

Info

Publication number: KR20010042687A
Application number: KR1020007011391A
Authority: KR
Inventors: 한스-디이터 빌헬름
Original assignee: 요한 요트너,헤르베르트 코네감프; 만네스만 파우데오 아게
Priority date: 1999-02-13
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2001-05-25
Also published as: JP2002536594A; BR0004770A; WO2000047899A1; DE19906130A1; AU3152500A; EP1071885A1; AU756182B2; US6447242B1

Abstract

본 발명은 하우징(3) 내에서 회전하는 구동 임펠러(4)를 포함하는 사이드 채널 펌프로 형성된 송출 펌프(2)에 관한 것이다. 송출되는 액체는 축방향 내부 영역으로부터 상기 임펠러(4) 내에 배치된 가이드 블레이드로 공급된다. 따라서, 상기 송출 펌프(2)는 특히 높은 효율을 갖는다.

Description

사이드 채널 펌프 {SIDE CHANNEL PUMP}

이러한 송출 펌프는 주변 또는 사이드 채널 펌프로서 공지되어 있으며 예컨대 오늘날의 자동차에서 연료 또는 세정액을 송출하는데 사용된다. 임펠러가 회전할 때 가이드 블레이드는 상기 가이드 블레이드의 운동 방향에 대해 횡으로 진행되는 순환 흐름을 생성한다. 상기 순환 흐름은 임펠러의 방사형 내부 영역에서 블레이드 챔버 내로 들어가서, 방사형 외부 영역에서 블레이드 챔버 밖으로 나온다. 상기 송출 펌프를 제공된 특성 곡선 및 송출되는 액체의 점도에 매칭시키기 위해, 가이드 블레이드의 경사각 및 챔버 부피가 계산되고 매칭될 수 있다. 이러한 매칭은 미리 제공된 사용 경우에 송출 펌프의 효율을 위해 결정적인 역할을 한다.

공지된 송출 펌프에서는, 순환 흐름이 블레이드 챔버로 들어갈 때 소용돌이친다는 단점이 있다. 이러한 소용돌이가 순환 흐름을 방해하기 때문에 송출 펌프의 효율은 적어진다. 또한 순환 흐름은 블레이드 챔버의 유입 영역에서 특히 적은 압력을 가지기 때문에, 예컨대 비등점 가까이에 존재하는 액체는 소용돌이에 의해 증발함으로써 송출 펌프의 효율을 매우 크게 감소시킬 수 있다. 따라서, 특히 연료 펌프로서 자동차 내에 삽입된 송출 펌프는 자주 매우 적은 효율을 갖는다.

본 발명은 블레이드 챔버에 의해 유입구 채널로부터 배출구 채널까지 액체를 송출하기 위해 송출 챔버를 형성하는, 가이드 블레이드 영역에서 하우징 내에 배치된 부분 링형 채널을 가지며, 적어도 하나의 앞면에서 블레이드 챔버를 제한하는 가이드 블레이드가 배치되어 있는 하우징 내에서 회전하는 구동 임펠러를 갖는 송출 펌프에 관한 것이다.

도 1은 전기 모터를 갖는, 본 발명에 따른 송출 펌프의 개략적인 종단면도,

도 2는 선(Ⅱ-Ⅱ)을 따라 절단된 단면도에서, 도 1의 송출 펌프,

도 3은 송출 챔버 영역에 있는, 본 발명에 따른 송출 펌프의 추가 실시예의 단면도,

도 4는 선(Ⅳ-Ⅳ)에 따라 절단된, 도 3의 송출 펌프의 단면도,

도 5는 송출 챔버 영역에 있는, 본 발명에 따른 송출 펌프의 추가 실시예의 단면도.

본 발명의 목적은 소용돌이가 특히 적게 유지되고 가능한한 높은 효율을 갖는, 서두에 언급된 방식의 송출 펌프를 형성하는데 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 상기 송출 챔버가 임펠러의 방사형 내부 영역으로부터 가이드 챔버 내로 액체를 가이드하기 위해 형성됨으로써 달성된다.

이러한 디자인에 의해, 순환 흐름의 편향이 블레이드 챔버 내로 들어갈 때 피해질 수 있다. 흐름은 가이드 블레이드의 디자인에 상응하여 블레이드 챔버 내에서 특히 축 방향으로 강하게 가속되기 때문에, 블레이드 챔버로의 순환 흐름의 방사형 유입에 의해 소용돌이가 명백히 감소된다. 이를 통해, 송출되는 액체는 증발되지 않는다. 이를 통해, 본 발명에 따른 송출 펌프는 방해받지 않은 순환 흐름 및 특히 높은 효율을 갖는다.

본 발명에 따른 송출 펌프는 가이드 블레이드가 부분 링형 채널 내로 튀어나올 경우, 구조적으로 특히 간단하게 형성된다. 따라서, 주변 펌프로서 형성된 송출 펌프에서 순환 흐름은 내부로부터 외부로 블레이드 챔버에 의해 가이드될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 개선예에 따르면, 상기 임펠러는 가이드 블레이드에 인접한 축방향 내부 영역에서 그루우브를 가질 경우 특히 저렴한 비용으로 제조되는 평면 부품으로서 형성된다. 이를 통해, 가이드 블레이드의 흐름은 적어도 부분적으로 그루우브에 의해 이루어진다.

유입구 채널로의 액체의 과류를 피하기 위해, 순환 흐름은 임펠러의 회전 방향으로 볼 때 배출구 채널 다음에는 중단되어야만 한다. 상기 임펠러 내의 그루우브를 통한 배출구 채널로부터 유입구 채널로의 액체의 과류는 하우징이 상기 임펠러의 그루우브 내로 삽입되는 앞으로 튀어나온 돌출부를 가질 경우에 간단히 피해질 수 있다.

상기 돌출부는 예컨대 단지 배출구 채널과 유입구 채널 사이에 배치되어, 그루우브를 채우기 위해 형성될 수 있다. 그러나, 상기 돌출부는 본 발명의 다른 바람직한 개선예에 따르면, 상기 돌출부가 링형으로 형성되어 부분 링형 채널의 영역 외부에서 그루우브를 채우는 확대부를 가질 경우에 높은 안정성을 갖는다. 또한 이를 통해, 상기 그루우브는 비용이 저렴하게 제조되는 임펠러에 상응하는 폭을 갖는다. 또한 상기 임펠러는 이러한 디자인에 의해 특히 적은 무게 및 적은 관성을 갖는다.

본 발명의 다른 바람직한 개선예에 따르면, 송출 챔버 내부에서 소용돌이를 추가로 감소시키기 위해 그루우브 및/또는 돌출부 내에 송출 챔버에서의 흐름을 가이드하기 위한 가이드 부재가 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 바람직한 개선예에 따르면, 블레이드 챔버로의 순환 흐름의 균일한 가속은 가이드 블레이드가 그것의 방사형 내부 영역에서 임펠러의 회전 방향으로 가리키는 경사부를 가질 경우에 간단히 이루어질 수 있다. 이는 순환 흐름의 특히 적은 소용돌이를 제공한다.

연료 펌프로서 제공되는 본 발명에 따른 송출 펌프는 경사부의 경사각(α)이 가이드 블레이드의 나머지 영역에 대해 70°, 바람직하게는 60°일 때 특히 높은 효율을 갖는다.

순환 흐름은 가이드 블레이드가 그것의 방사형 내부 영역에서 그것의 방사형 외부 영역에서 보다 적은 벽 두께를 가질 경우에 특히 적은 속도에 의해 블레이드 챔버 내로 유입된다. 또한 이는 순환 흐름이 가이드 블레이드에 나타날 때 소용돌이의 추가 감소를 위해 제공된다.

본 발명의 다른 바람직한 개선예에 따르면, 순환 흐름의 미리 제공된 가이드는 돌출부를 지지하는 하우징부 및 임펠러를 지지하는 하우징부가 서로 결합되는 중심 그루우브 및 중심 돌출부를 가질 경우에 확실히 보장될 수 있다.

본 발명은 수 많은 실시예를 갖는다. 본 발명의 기본 원칙을 더욱 구체화하기 위해 다수의 실시예가 도면에 도시되고 하기에 기술된다.

도 1은 전기 모터(1)에 의해 구동되는 본 발명에 따른 송출 펌프(2)의 종단면을 보여준다. 상기 송출 펌프(2)는 하우징(3)에 회전가능하게 배치된 임펠러(4)를 가지며, 상기 임펠러(4)는 블레이드 챔버(5)를 제한하는 가이드 블레이드(6)를 갖는다. 상기 임펠러(4)는 상기 전기 모터(1)의 샤프트(7)에 고정된다. 상기 샤프트(7)는 상기 전기 모터(1)와 송출 펌프(2)의 사이에 배치된 하우징(3)의 하우징부(9)의 베어링(8)에서 가이드된다. 상기 가이드 블레이드(6)의 마주편에 있는 영역에서 상기 하우징(3)은 부가의 하우징부(10)를 가지며, 상기 하우징부(10) 내에 유입구 채널(11)로부터 배출구 채널(12) 내로 뻗은 부분 링형 채널(13)이 통합된다. 상기 블레이드 챔버(5) 및 부분 링형 채널(13)은 송출되는 액체를 위한 송출 챔버(14)를 형성한다. 상기 샤프트(7)를 지지하는 하우징부(9)는 중심 그루우브(15)를 가지며, 그리고 부분 링형 채널(13)을 갖는 하우징부(10)는 상기 중심 그루우브(15) 내로 삽입되는 중심 돌출부(16)를 갖는다.

상기 임펠러(4)의 회전시 상기 송출 챔버(14)에는 순환 흐름이 생성되며, 상기 순환 흐름은 블레이드 챔버(5) 내에서 샤프트(7)를 향한 방사형 내부 영역으로부터 방사형 외부 영역으로 가이드된다. 액체가 임펠러(4)의 블레이드 챔버(5)를 통과하는 동안, 순환 흐름은 동력학적 에너지의 증가를 나타낸다. 이를 구체화하기 위해 액체의 흐름은 화살표로 표시된다.

상기 가이드 블레이드(6)에 인접한 방사형 내부 영역에서 임펠러(4)는 그루우브(17)를 갖는다. 상기 그루우브(17)는 가이드 블레이드(6)에 마주놓인 영역에서 부분 링형 채널(13)을 갖는 하우징부(10)의 대략 절반 가량의 돌출부(18)에 의해 채워진다. 그것의 가장 깊은 지점에서 그루우브(17)는 블레이드 챔버(5) 내로의 흐름을 제어하기 위한 가이드 부재(19)를 갖는다. 따라서, 돌출부(18)와 가이드 블레이드(6) 사이에서 순환 흐름은 소용돌이에 상관없이 그루우브(17) 내로 들어갈 수 있다. 이어서, 그루우브(17)로부터 나온 액체는 가이드 블레이드(6)로 이른다. 이를 통해 임펠러(4)의 방사형 내부 영역으로부터 블레이드 챔버(5)로 액체가 공급됨으로써, 흐름은 가이드 블레이드(6)에 충돌할 때 편향되지 않는다. 따라서, 특히 적은 소용돌이가 송출 챔버(14)에서 생성됨으로써, 본 발명에 따른 송출 펌프(2)는 특히 높은 효율을 갖는다.

도 2는 선(Ⅱ-Ⅱ)을 따라 절단된, 도 1의 송출 펌프(2)의 단면도에서 임펠러(4)의 앞면을 보여준다. 여기서, 가이드 블레이드(6)가 그것의 방사형 내부 영역에서 임펠러의 회전 방향으로 가리키는 경사부(20)를 갖는다는 것을 알 수 있다. 상기 경사부(20)의 경사각(α)은 가이드 블레이드(6)의 나머지 영역에 대해 대략 60°이다. 상기 경사부(20)는 그것의 자유 단부에서 뾰족하게 형성됨으로써, 액체 흐름은 블레이드 챔버(5) 내로 들어갈 때 균일하게 가속된다. 돌출부(18)는 임펠러(4)의 회전 방향으로 볼 때 도 1에 도시된 배출구 채널(12)과 유입구 채널(11) 사이에 확대부(21)를 갖는다. 상기 돌출부(18)는 확대부(21)에 의해 임펠러(4) 내의 전체 그루우브(17)를 채운다. 이를 통해, 도 1에 도시된 배출구 채널(12)로부터 유입구 채널(11)로의 액체의 과류가 피해진다.

도 3은 본 발명에 따른 송출 펌프의 부가 실시예의 방사형 외부 영역을 도시한다. 상기 송출 펌프는 하우징(32) 내의 회전가능한 임펠러(33) 및 서로 마주놓인 두 개의 송출 챔버(22, 23)를 갖는다. 상기 송출 챔버(22, 23)는 각각 부분 링형 채널(24, 25), 가이드 블레이드(26, 27)에 의해 제한된 블레이드 챔버(28, 29), 그리고 상기 블레이드 챔버(28, 29)에 인접한 그루우브(30, 31)로 이루어진다. 상기 그루우브(30, 31)에는 각각 하우징(32)과 일체로 제조되어, 그루우브(30, 31)의 대략 절반의 폭을 갖는 돌출부(34, 35)가 삽입된다. 서로 마주놓인 블레이드 챔버(28, 29)는 서로 결합됨으로써, 액체는 송출 챔버(22, 23) 간의 압력차에서 임펠러(33)의 한 면으로부터 다른 면으로 과류할 수 있다. 이를 구체화하기 위해 송출 챔버(22, 23)에서의 액체 흐름, 그리고 송출 챔버(22)로부터 다른 송출 챔버(23)로의 과류는 화살표에 의해 표시된다.

도 4는 도 3의 송출 펌프의 단면도를 도시하며, 이때 임펠러(33)는 서로 마주놓인 블레이드 챔버(28, 29)의 결합을 위한 윈도우(36)을 갖는다. 가이드 블레이드(26, 27)는 임펠러(33)의 회전 방향으로 볼 때 각각 임펠러(33)의 축방향 내부 영역으로부터 그것의 앞면쪽으로 상승하도록 형성된다.

도 5는 본 발명에 따른 송출 펌프의 부가 실시예의 축방향 외부 영역을 보여준다. 도 1및 3의 사이드 채널 펌프로 형성된 송출 펌프와는 달리, 이러한 송출 펌프는 주변 펌프로서 형성된다. 여기서, 하우징(37) 내에서 회전가능한 임펠러(38)는 블레이드 챔버(40)를 제한하기 위해 상기 임펠러(38)의 주변에 배치된 가이드 블레이드(39)를 갖는다. 상기 가이드 블레이드(39)는 하우징(37)의 부분 링형 채널(41)의 중앙으로 튀어나옴으로써, 액체는 부분 링형 채널(41)의 방사형 내부 영역으로부터 방사형 외부 영역으로 가이드된다. 상기 부분 링형 채널(41) 및 블레이드 챔버(40)는 송출 챔버(42)를 형성한다. 여기서, 상기 블레이드 챔버(40)의 과류는 거의 편향없이 이루어진다.

Claims

블레이드 챔버에 의해 유입구 채널로부터 배출구 채널까지 액체를 송출하기 위해 송출 챔버를 형성하는, 가이드 블레이드 영역에서 하우징 내에 배치된 부분 링형 채널을 갖는

적어도 하나의 앞면에서 블레이드 챔버를 제한하는 가이드 블레이드가 배치되어 있는 하우징 내에서 회전하는 구동 임펠러를 갖는 송출 펌프에 있어서,

상기 송출 챔버(14, 22, 23, 42)가 임펠러(4, 33, 38)의 축방향 내부 영역으로부터 블레이드 챔버(5, 28, 29, 40) 내로 액체를 가이드 하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
제 1항에 있어서,

상기 가이드 블레이드(39)가 부분 링형 채널(41) 내로 튀어나오는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 임펠러(4, 33)가 상기 가이드 블레이드(6, 26, 27)에 인접한 축방향 내부 영역 영역에서 그루우브(17, 30, 31)를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
상기 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징(3, 32)이 상기 임펠러(4, 33)의 그루우브(17, 30, 31) 내로 삽입된, 앞으로 튀어나온 돌출부(18, 34, 35)를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
상기 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

상기 돌출부(18)가 링형으로 형성되고 부분 링형 채널(13)의 영역 외부에서 상기 그루우브(17)를 채우는 확대부(21)를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
상기 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

상기 그루우브(17) 내에 및/또는 상기 돌출부(18) 위에는 송출 챔버(14) 내의 흐름을 가이드하기 위한 가이드 부재(19)가 배치되는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
상기 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

상기 가이드 블레이드(6)가 그것의 축방향 내부 영역에서 상기 임펠러(4)의 회전 방향으로 가리키는 경사부(20)를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
상기 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

상기 경사부(20)의 경사각(α)이 상기 가이드 블레이드(6)의 나머지 영역에 대해 대략 55°내지 70°,바람직하게는 60°인 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
상기 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

상기 가이드 블레이드(6, 26, 27)가 그것의 축방향 내부 영역에서 그것의 축방향 외부 영역에서 보다 더 적은 벽두께를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.
상기 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

상기 돌출부(18)를 지지하는 하우징부(10) 및 상기 임펠러(4)를 지지하는 하우징부(9)가 서로 결합되는 중심 그루우브(15) 및 중심 돌출부(16)를 갖는 것을 특징으로 하는 송출 펌프.