KR20040065687A

KR20040065687A - 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조

Info

Publication number: KR20040065687A
Application number: KR1020030002804A
Authority: KR
Inventors: 백세동; 박재승; 김영훈; 장성욱
Original assignee: 주식회사 캐프스
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-07-23
Also published as: US20040136823A1; CN1517560A; KR100526100B1

Abstract

본 발명은 연료탱크로부터 연료를 흡입하여 내연기관(즉, 엔진)으로 공급함에 있어, 임펠러에 의한 연료의 송출과정에서 충돌에 의한 에너지 손실을 최소화하여 연료의 토출효율을 높여줄 수 있는 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 원판 형상의 디스크 형태로 되어 있으며, 그 외측둘레부에서 원주방향을 따라 방사상으로 배열되는 다수개의 블레이드와, 상기 인접된 블레이드 사이에 형성되는 다수개의 블레이드 챔버로 이루어진 임펠러 구조에 있어서,

상기 임펠러(10)는 그 외측둘레부에 서로 다른 길이를 가지며 원주방향을 따라 방사상으로 배열되는 메인블레이드(12)와 보조블레이드(14)가 교호로 형성되어 이루어지되, 상기 인접된 메인블레이드(12) 사이에는 내주면의 안쪽방향으로 연료유입영역(16a)과 이와 대응되는 바깥쪽 방향으로 연료유출영역(16b)이 상,하로 대칭되는 구조를 갖는 블레이드 챔버(16)가 형성되고, 보조블레이드(14)는 상기 블레이드 챔버(16)의 중앙부 바깥쪽 방향에서 안쪽방향으로 연장·형성되는 것으로, 연장되는 끝단부가 쐐기 형상을 이루며 상기 블레이드 챔버(16)의 안쪽방향에 형성되어 있는 연료유입영역(16a)의 단부와 연결되어 상,하로 이격된 통로(14a)가 형성되고, 상기 메인블레이드(12)와 보조블레이드(14) 사이에는 회전방향에 대해 수직한 단면에서 호형상을 이루는 날개홈(13)들이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조{IMPELLER FOR ATUOMOTIVE FUEL PUMP}

본 발명은 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료탱크로부터 연료를 흡입하여 내연기관(즉, 엔진)으로 공급함에 있어, 임펠러에 의한 연료의 송출과정에서 충돌에 의한 에너지 손실을 최소화하여 줌으로써, 연료의 토출효율을 높여줄 수 있는 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되어 있는 연료공급펌프는 연료탱크로부터 흡입된 연료를 엔진에 효과적으로 공급할 수 있도록 함을 주 목적으로 하고 있다.

이러한 연료공급펌프(100)는 소정의 형상을 갖는 재생펌프하우징(200) 내부에 임펠러(300)가 회전가능하게 수납되어 있으며, 상기 임펠러(300)를 회전시켜 주기 위한 구동모터(400)와, 이 임펠러(300)의 회전력에 의해 흡입·토출되는 연료를 배출하기 위한 체크밸브(500) 등으로 구성되어 있다.

또한, 상기 연료공급펌프에 장착되는 임펠러(300)는 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 원판 형상을 갖는 구조로서, 그 외측 둘레부의 원주방향을 따라 형성되는 다수개의 블레이드(320)와 상기 블레이드(320)사이에 인접되게 형성되는 다수개의 블레이드 챔버(340)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 임펠러(300)의 기본적인 송출원리는 상기 구동모터(400)의 동력을 받아 회전되는 임펠러(300)의 회전에 의한 원심력으로 유체가 상기 블레이드 챔버(340)의 반경방향 바깥쪽에서 빠져나와 상기 재생펌프하우징(200)에 형성된 유로(220)를 거쳐 인접된 블레이드 챔버(340)의 안쪽방향으로 들어오는 순환과정이되풀이되면서, 연료를 송출하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 임펠러(300)는 그 외측 둘레부에 형성되어 있는 블레이드(320)가 균일한 배열을 이루고 있기 때문에, 연료의 송출과정에서 상기 재생펌프하우징(200)의 유로(220)를 통해 블레이드 챔버(340)의 안쪽방향으로 상승하게 되는 연료가 상기 블레이드(320)의 내벽과 연속적으로 부딪히게 되면서 충돌에 의한 에너지 손실이 발생하게 됨에 따라, 연료의 토출효율이 저하되어 원활한 송출이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술이 갖는 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 자동차용 연료공급펌프의 재생펌프하우징 내부에 장착되어 연료를 흡입·토출하도록 구성된 임펠러의 블레이드 구조를 개선하여 줌으로써, 연료의 송출과정시에 순환되는 연료가 상기 임펠러의 연료유입영역에서 충돌되어 발생되는 에너지의 손실을 최소화하여 연료의 토출효율을 높여줄 수 있는 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원판형상의 디스크 형태를 갖는 것으로, 외측둘레부에서 원주방향을 따라 방사상으로 배열되는 다수개의 블레이드와, 상기 인접된 블레이드 사이에 형성되며 내측의 안쪽 방향으로 연료유입영역이 형성되고 바깥쪽 방향으로 연료유출영역이 형성된 블레이드 챔버와, 상기 블레이드 챔버의 내부 중앙에 위치되며 바깥쪽 연료유출영역에서부터 안쪽의 연료유입영역을침범하지 않는 길이까지 연장형성되는 쐐기형상의 보조블레이드로 구성된 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조를 제안한다.

도 1은 종래의 임펠러가 장착된 연료공급펌프의 개략적인 단면구성도.

도 2는 종래 임펠러의 구조를 보여주는 부분 확대사시도.

도 3은 본 발명에 따른 임펠러의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 임펠러의 요부를 절개한 상태의 확대사시도.

도 5는 본 발명에 따른 임펠러의 평면도.

도 6은 본 발명의 임펠러가 장착된 연료공급펌프의 개략적인 단면구성도.

도 7은 본 발명에 따른 임펠러의 작용상태를 보여주는 부분 확대사시도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 임펠러의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 연료공급펌프 2 : 재생펌프하우징

10 : 임펠러 12 : 메인블레이드

13 : 날개홈 14 : 보조블레이드

14a: 통로 16 : 블레이드챔버

16a: 연료유입영역 16b: 연료유출영역

이하, 본 발명의 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 임펠러의 사시도를 나타내는 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 임펠러의 요부를 절개한 상태의 확대사시도, 도 5는 본 발명에 따른 임펠러의 평면도를 각각 나타내는 것이다.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 원판 형상의 디스크 형태로 되어 있으며, 그 외측둘레부에서 원주방향을 따라 방사상으로 배열되는 다수개의 블레이드와, 상기 인접된 블레이드 사이에 형성되는 다수개의 블레이드 챔버로 이루어진 임펠러 구조에 있어서,

상기 임펠러(10)는 그 외측둘레부에 서로 다른 길이를 가지며 원주방향을 따라 방사상으로 배열되는 메인블레이드(12)와, 이 메인블레이드(12) 길이의 1/3~2/3정도의 길이를 갖는 보조블레이드(14)가 교호로 형성되어 이루어진다.

이때, 상기 인접된 메인블레이드(12) 사이에 형성되는 블레이드 챔버(16)는 내주면 안쪽방향으로 단면이 상,하로 대칭되는 호형상을 이루도록 연료유입영역(16a)과 이와 대응되는 바깥쪽 방향으로 연료유출영역(16b)이 형성된다.

또한, 상기 메인블레이드(12)와 교호로 배열되는 보조블레이드(14)는 상기블레이드 챔버(16)의 중앙부 바깥쪽 방향에서 안쪽방향으로 연장·형성되는 것으로, 연장되는 끝단부가 쐐기 형상을 이루며 상기 블레이드 챔버(16)의 안쪽방향에 형성되어 있는 연료유입영역(16a)의 단부와 연결되어 상,하로 이격된 통로(14a)가 형성된다.

그리고, 상기 블레이드 챔버(16)는 상기 중앙부에 연장·형성된 보조블레이드(14)에 의해 상기 메인블레이드(12)와의 사이에서 회전방향에 대해 수직한 단면을 이루며 호형상을 이루는 날개홈(13)들이 구획 형성되어 이루어진다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 임펠러(10)에 대한 작용은 첨부도면 도 6에서 보여주는 바와 같이 연료공급펌프(1)의 재생펌프하우징(2) 내부에 장착되어 구동모터(3)의 동력을 전달받아 고속으로 회전되는 것에 의해, 상기 연료탱크로부터 연료를 흡입·토출하여 내연기관으로 공급하는 작용을 하게 된다.

이러한 본 발명의 임펠러(10)에 의한 연료의 송출과정을 첨부도면 도 6과 도 7을 참고하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 상기 임펠러(10)는 통상의 상부케이스(22)와 하부케이스(24)로 구성된 재생펌프하우징(2) 내부에 수납되어 상기 상부케이스(22)의 축공을 통해 삽입되는 구동모터(3)의 회전샤프트와 결합되어 회전 가능하게 장착되는 것으로, 상기 상부케이스(22)와 하부케이스(24)의 내면에는 연료의 이송을 안내하기 위한 환형의 유로(22a),(24a)가 형성되어 있으며, 상기 유로(22a),(24a)를 형성하고 있는 상부케이스(22)와 하부케이스(24)에는 연료를 흡입·토출하기 위한 토출구(22b)와 흡입구(24b)가 각각 형성되어 있다.

이때, 상기 임펠러(10)는 그 외측 둘레부에 교호로 형성되어 있는 메인블레이드(12)와 보조블레이드(14)가 상기 재생펌프하우징(2)의 상,하부케이스(22),(24)에 형성되어 있는 유로(22a),(24a)와 맞대어 지는 형태로 장착된다.

이와 같은 상태에서 연료공급을 위한 상기 구동모터(3)의 작동에 의해 임펠러(10)가 상기 재생펌프하우징(2) 내부에서 고속으로 회전되면, 상기 임펠러(10)의 외측둘레부에 형성된 메인블레이드(12)와 보조블레이드(14)의 회전·마찰력에 의해, 이들 상,하부로 위치되는 상부케이스(22)와 하부케이스(24)의 유로(22a),(24a)에 강한 흡인력이 작용하게 되면서, 상기 상,하부케이스(22),(24)에 형성된 흡입구(22b)와 토출구(24b)를 통해 연료를 흡입 또는 토출시키게 되는데,

상기 연료의 흡입과 토출을 위한 순환과정은 도 4 내지 도 6에서 보여주는 바와 같이 상기 임펠러(10)의 상,하면이 상기 상부케이스(22)와 하부케이스(24)와 밀착되어 회전될 때, 상기 임펠러(10)의 외측둘레부에 형성되어 있는 메인블레이드(12)와 보조블레이드(14)의 회전 마찰력에 의해, 연료가 상기 하부케이스(24)의 흡입구(24b)를 통해 흡입되어 유로(24a)를 따라회전되면서 상기 메인블레이드(12)와 보조블레이드(14)사이에 형성되어 있는 블레이드 챔버(16)의 날개홈(13)들을 통해 상승하게 된다.

이와 같이 상기 블레이드 챔버(16)의 날개홈(13)들을 통해 회전·상승되는 연료는 상기 임펠러(10)의 회전에 의한 원심력에 의해 상기 날개홈(13)들의 내부에서 계속적인 회전과 상승이 이루어지게 되는데, 이렇게 회전·상승되는 연료는 상기 날개홈(13)들의 반경방향 바깥쪽에 형성된 연료유출영역(16b)에서 빠져나와 유로(22a),(24a)를 거쳐 인접된 날개홈(13)들의 반경방향 안쪽에 형성된 연료유입영역(16a)으로 들어오는 순환과정이 되풀이 되면서 연료를 흡입·토출하게 되는 것이다.

이때, 상기 블레이드 챔버(16)의 중앙부에서 안쪽방향으로 연장·형성되어 있는 보조블레이드(14)의 끝단부와 상기 블레이드 챔버(16)의 안쪽방향으로 형성되어 있는 연료유입영역(16a) 사이에 통로(14a)가 형성됨에 따라, 연료의 순환과정시 연료유입영역(16a)을 통해 들어오는 연료가 상기 블레이드의 내벽과 충돌되는 것을 최소화하여 충돌에 의한 에너지 손실을 저감시켜 줌으로써, 연료의 원활한 순환 및토출 효율을 높여줄 수 있게 됨과 동시에 상기 블레이드 표면에서의 유동박리에 의한 공동현상을 억제시킬 수 있게 되는 것이다.

더욱이 상기 보조블레이드(14)의 끝단부는 단부의 폭이 줄어들면서 소정의 각도를 가지는 쐐기형상으로 이루어져 있기 때문에, 상기와 같은 연료의 순환과정시 연료의 흐름이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 임펠러(10')의 평면도를 나타내는 것으로,

상기 임펠러(10')의 외측 둘레부에 방사상으로 형성되는 메인블레이드(12') 사이에 적어도 두개 이상의 보조블레이드(14')가 형성되도록 하여, 상기 임펠러(10')에 의한 연료 유입과정에서 충돌에 의한 에너지의 손실을 최소화시킬 수 있도록 된 것을 보여주는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조에 의하면, 연료탱크로부터 연료를 흡입하여 내연기관(즉, 엔진)으로 공급하도록 함에 있어, 상기 연료공급펌프의 재생펌프하우징 내부에 장착되어 연료를 흡입·토출하도록 구성된 임펠러의 블레이드 구조를 개선하여 줌으로써, 상기 임펠러의 회전에 의한 연료의 송출과정시, 상기 연료가 임펠러의 외측 둘레부에 형성된 블레이드 챔버를 통해 순환되는 과정에서 내벽과 충돌되는 것을 최소화하여 에너지의 손실을 저감시키고, 이에 따른 연료의 토출효율을 높여줄 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

원판 형상의 디스크 형태로 되어 있으며, 그 외측둘레부에서 원주방향을 따라 방사상으로 배열되는 다수개의 블레이드와, 상기 인접된 블레이드 사이에 형성되는 다수개의 블레이드 챔버로 이루어진 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조에 있어서,

상기 임펠러(10)는 그 외측둘레부에 서로 다른 길이를 가지며 원주방향을 따라 방사상으로 배열되는 메인블레이드(12)와 보조블레이드(14)가 교호로 형성되어 이루어지되,

상기 인접된 메인블레이드(12) 사이에는 내주면의 안쪽방향으로 연료유입영역(16a)과 이와 대응되는 바깥쪽 방향으로 연료유출영역(16b)이 상,하로 대칭되는 구조를 갖는 블레이드 챔버(16)가 형성되고, 상기 보조블레이드(14)는 상기 블레이드 챔버(16)의 중앙부 바깥쪽 방향에서 안쪽방향으로 연장·형성되는 것으로, 연장되는 끝단부가 쐐기 형상을 이루며 상기 블레이드 챔버(16)의 안쪽방향에 형성되어 있는 연료유입영역(16a)의 단부와 연결되어 상,하로 이격된 통로(14a)가 형성되고, 상기 메인블레이드(12)와 보조블레이드(14) 사이에는 회전방향에 대해 수직한 단면에서 호형상을 이루는 날개홈(13)들이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 메인블레이드(12') 사이에는 적어도 두개 이상의 보조블레이드(14')가 형성되도록 하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 연료공급펌프의 임펠러 구조.