(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯蔵タンクから内燃機関に供給するための装置であって、ポンプ室（１１）内で回転する円板状のインペラ（７）を有しており、該インペラ（７）の外周部に、半径方向で外方に延びる多数の羽根（５）が配置されていて、ポンプ室（１１）を端面側で制限する、軸方向でインペラ（７）に隣接する室壁（１３，１６）と、インペラ（７）の羽根（５）の範囲内に配置された、インペラ（７）に向かって開放するフィード通路（１５）とを備えており、該フィード通路（１５）は、インペラ（７）の回転軸線を中心にして環状に、ポンプ室（１１）の取り入れ口（１９）から取り出し口（２１）へ延びていて、少なくとも１つのフィード通路（１５）が取り入れ口（１９）と取り出し口（２１）との間で異なる流過横断面を有しており、前記フィード通路（１５）の横断面は、取り入れ口（１９）と重なる端部から、取り出し側の端部に向かう方向でまず圧縮通路（２５）を形成しながら、所定の角度範囲に亘って連続的に減少していて、所定の値が得られると、取り出し口（２１）と重なるフィード通路（１５）の端部まで一定に続いており、フィード通路（１５）の取り入れ口側の端部と取り出し口側の端部との間で、吸込み部カバー（１２）内にインペラ（７）の羽根（５）の高さ位置に、フィード通路（１５）が存在していないウエブ（３１）が設けられており、このウエブ（３１）内に、低圧室に接続されたガス抜き孔（２９）が設けられている形式のものにおいて、
半径方向で外方に向けられた、インペラ（７）の羽根（５）の端部が、インペラ（７）を半径方向で取り囲むリング（３３）によって互いに接続されており、自由な羽根端部の範囲に亘って延びる、ポンプ室壁（１３，１６）に設けられたフィード通路（１５）が、インペラ（７）の小さい流過横断面を介して互いに接続されていて、取り入れ口（１９）を有するフィード通路（１５）内にだけ圧縮通路（２５）が設けられていることを特徴とする、燃料を貯蔵タンクから内燃機関に供給するための装置。
【請求項２】
フィード通路（１５）の取り入れ口側の端部から延びる圧縮通路（２５）が、９０°〜１３０°の角度範囲に亘って取り出し口（２１）の方向に延びており、フィード通路（１５）全体が、インペラ（７）の軸線を中心にして３００°に亘って延びている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
圧縮通路（２５）の、取り入れ口（１９）と重なる端部における横断面が、この取り入れ口（１９）とは反対側の残りのフィード通路（１５）に隣接する端部における横断面よりも少なくとも２倍だけ大きく構成されている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
圧縮通路（２５）の横断面が、室壁に対して直角方向の通路深さ（Ｔ）の直線的な減少に基づいて減少している、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
圧縮通路（２５）が、段状に構成された移行部（２７）を介して、フィード通路（１５）の横断面一定の範囲に移行している、請求項４記載の装置。
【請求項６】
圧縮通路（２５）の横断面が、通路の深さ（Ｔ）及び幅（Ｂ）の漸進的減少に基づいて、残りのフィード通路（１５）に向かって次第に減少し、残りのフィード通路の横断面が得られると、連続的にこのフィード通路（１５）に移行している、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料を貯蔵タンクから内燃機関に供給するための装置であって、ポンプ室内で回転する円板状のインペラを有しており、該インペラの外周部に、半径方向で外方に延びる多数の羽根が配置されていて、ポンプ室を端面側で制限する、軸方向でインペラに隣接する室壁と、インペラの羽根の範囲内に配置された、インペラに向かって開放するフィード通路とを備えており、該フィード通路は、インペラの回転軸線を中心にして環状に、ポンプ室の取り入れ口から取り出し口へ延びていて、少なくとも１つのフィード通路が取り入れ口と取り出し口との間で異なる流過横断面を有しており、前記フィード通路の横断面は、取り入れ口と重なる端部から、取り出し側の端部に向かう方向でまず圧縮通路を形成しながら、所定の角度範囲に亘って連続的に減少していて、所定の値が得られると、取り出し口と重なるフィード通路の端部まで一定に続いており、フィード通路の取り入れ口側の端部と取り出し口側の端部との間で、吸込み部カバー内にインペラの羽根の高さ位置に、フィード通路が存在していないウエブが設けられており、このウエブ内に、低圧室に接続されたガス抜き孔が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式の米国特許第４５９１３１１号明細書（特公平３−６１０３８号公報）により公知のフィード装置においては、電気式の駆動モータが、渦流ポンプ(Peripheralpumpe)として構成されたフィードポンプのインペラを回転駆動するようになっている。円筒形のポンプ室内で回転する円板状のインペラは、このインペラの軸方向に向けられた２つの端面で終わっている、インペラの周方向で互いに間隔を保って環状に配置された複数の羽根を有している。ポンプ室を端面側で制限する室壁内には、軸方向に向けられた羽根端部の位置で環状に、インペラの回転軸線を中心にして延びるフィード通路が配置されており、これらのフィード通路は、ポンプ室の取り入れ口から取り出し口に通じていて、取り入れ口は、ポンプを閉鎖する吸込み部カバーによって形成された第１の室壁内に配置されていて、取り出し口は、駆動モータに対する中間カバーによって形成された第２の室壁内に配置されている。公知のフィードポンプの運転中に燃料は、取り入れ口を介してポンプ室内に吸い込まれて、さらにフィード通路を介して、インペラ内で加速された燃料とフィード通路内で回転する燃料との間のパルス交換に基づいて、燃料圧を高めながら取り出し口に向かって搬送され、ここから、燃料を供給しようとする内燃機関に向かってさらに搬送される。
【０００３】
この場合に、吸い込まれた燃料内における気泡部分が多い場合でも、特に高温の燃料において、必要とされる燃料量を絞られずにフィード通路内に流入させることができるようにするために、公知の燃料フィードポンプのフィード通路は、その、取り入れ口を覆う端部で拡大された横断面を有しており、この拡大された横断面は、取り入れ口に続いて段部を介して、より小さい横断面に減少されており、この横断面は、約７０°の角度範囲に亘ってコンスタントに延びている。このコンスタントな範囲に続いて、フィード通路の横断面は第２の段部を介してさらに小さくなり、次いで再び取り出し口の範囲までコンスタントに連続する。この場合、気泡をフィード通路から導出するために、低圧室に接続されたガス抜き孔がフィード通路の第１のコンスタントな範囲に設けられており、このガス抜き孔は第２の段部に対して小さい間隔を保ってこの第２の段部に開口している。公知のフィード装置は、フィード通路内に吸い込まれた気泡が完全に消滅するか若しくはガス抜き孔を介して導出することができず、従って特に熱い燃料においてはフィード特性に不都合な影響が及ぼされ、ポンプの効率が低下するという欠点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の、内燃機関に燃料を供給するための装置を改良して、従来のものにおけるような前記欠点を回避することができるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決した本発明によれば、半径方向で外方に向けられた、インペラの羽根の端部が、インペラを半径方向で取り囲むリングによって互いに接続されており、自由な羽根端部の範囲に亘って延びる、ポンプ室壁に設けられたフィード通路が、インペラの小さい流過横断面を介して互いに接続されていて、取り入れ口を有するフィード通路内にだけ圧縮通路が設けられている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明による、燃料を貯蔵タンクから内燃機関に供給するための装置によれば
、フィード通路内を貫流する燃料が、連続的な横断面減少範囲で、回転する循環流の圧力上昇に関連して均一に圧縮されるので、存在する気泡が圧力上昇に基づいて迅速かつ確実に消滅されるという利点を有している。フィード通路の連続的な横断面減少は、この場合に公知のポンプに対して、気泡若しくは封入空気の解消に基づいて減少された燃料容積に対応していて、これによって、フィード通路内の不必要なデッドスペースに基づく中空室が避けられるという利点を有している。この場合、横断面減少によって生じた圧縮通路が９０°〜１３０°の角度範囲に亘って延びるようにすれば特に有利である。この場合、フィード通路の横断面は少なくとも１／２だけ減少している。横断面減少のこのような設定は、一方では取り入れ口での低い圧力における燃料容積に相当し、他方では圧縮通路の端部での上昇した圧力における燃料容積に相当するので、デッドスペースは確実に避けることができ、この場合には、圧縮通路に続いてフィード通路の一定の横断面で延びる部分は、液体の燃料が妨げられることなしに貫流することだけを保証すればよい。
【０００７】
圧縮通路の横断面は、この場合直線状に又は漸進的に減少しており、直線的な減少は通路の深さの減少によって得られる。残りの一定なフィード通路横断面への移行は、ガス抜き孔が前置接続された小さい段部を介して行なわれる。
【０００８】
漸進的な横断面減少は、有利には、一定なフィード通路横断面まで、通路深さ及び通路幅を連続的に減少させることによって得られる。この場合、気泡が確実に解消されることによってフィード通路のガス抜き孔を省くことができる。このことによって、フィード通路からこのようなガス抜き孔を通って流出する漏れが避けられるので、ポンプの効率を高めることができる。さらに高温の燃料を含むフィード装置を始動させる際に、ポンプ内に存在する気泡を確実に導出することができるようにするために、取り入れ口と取り出し口との間に存在するウエブ状の範囲にガス抜き孔が設けられている。
【０００９】
種々異なる通路構造若しくはインペラ構造に対応することができるように、室壁内に配置されたフィード通路間で絞られたオーバーフロー特性を有するポンプ形式における圧縮通路の配置は、吸込み開口を有する通路に限定されており、これによって互いに向き合う通路で付加的なデッドスペースが生じることは避けられる。取り入れ口において侵入した燃料が絞られずに反対側のフィード通路に達するようになっているポンプ形式では、圧縮通路は、互いに向き合う室端壁に配置された２つのフィード通路内に設けられている。
【００１０】
本発明の対象の別の利点及び有利な構成は、図面、発明の説明及び請求項に記載されている。
【００１１】
【実施例】
以下に図１、図４乃至図７に示した実施例について本発明による、燃料を貯蔵タンクから内燃機関に供給するための装置を具体的に説明する。
【００１２】
図１に示したフィード装置１は、図示していない貯蔵タンクから燃料を、同様に図示していない自動車の内燃機関に供給するために使用される。このためにフィード装置１は、渦流ポンプ(Peripheralpumpe)として構成されたフィードポンプ３を有しており、このフィードポンプ３の、半径方向で外方に延びる多数の羽根５を備えたインペラ７は、図示していない駆動モータによって軸９で回転駆動せしめられる。回転する、有利には円筒形のインペラ７は、インペラ７の軸方向で両側が端面側のポンプ室壁によって制限されているポンプ室１１内に配置されており、このポンプ室壁のうちの第１のポンプ室壁１３は、フィードポンプ３を外部に対して閉鎖する吸込み部カバー１２に配置されていて、第２のポンプ室壁１６は、フィードポンプ３を駆動モータに向かって制限する中間カバー１４に配置されている。ポンプ室壁１３，１６内には、インペラ７の回転軸を巡って約３００°に亘って延びるそれぞれ１つの環状部分が設けられており、この環状部分は、インペラ７と共に１つのフィード通路１５を形成している。このフィード通路１５は、その一端部で、吸込み部カバー１２における吸込みスリーブ１７に接続された取り入れ口１９から、その他端部で中間カバー１４に設けられた取り出し口２１へ通じており、この場合に、フィード通路１５から出る燃料はフィード装置１をさらに貫流して、圧力スリーブ２３においてこのフィード装置から吐出される。
【００１３】
図２には、従来技術による吸込み部カバー１２内で延びるフィード通路１５の形状が示されている。フィード通路１５は、図２の矢印に沿った断面図を示す図３に示されているように、取り入れ口１９の範囲で拡大された横断面を有している。この横断面は、図２及び図３に示した従来技術においては、吸込み部カバー１２における通路深さを拡大したことによって形成されており、この横断面は、取り出し口２１の範囲における残りのフィード通路の横断面よりも少なくとも２倍大きい。フィード通路１５の取り入れ口側の端部における大きい横断面は、高温において及び比較的低い圧力において高い気泡含有量を有している燃料が、絞られることなくフィード通路１５内に十分に吸い込まれるように設定されている。
【００１４】
フィード通路１５の横断面は、その取り入れ口側の端部から連続的に取り出し口側の端部に向かって減少していて、この横断面減少部の範囲で圧縮通路２５を形成している。この圧縮通路２５は、９０°〜１３０°の角度範囲に亘って取り入れ口側の端部から延びている。フィード通路の一部である圧縮通路２５のこのような連続的な横断面減少部は、第１実施例においては、ほぼコンスタントな通路幅Ｂにおける通路深さＴの直線的な減少に基づいて実現される。圧縮通路２５の横断面減少は、取り入れ口１９とは反対側の端部において、移行部２７まで続いており、この移行部２７においてこの残りのフィード通路範囲に移行している。この移行部２７には、圧縮通路２５内でガス抜き孔２９が前置接続されており、このガス抜き孔２９は、低圧室から延びて、圧縮通路２５の範囲でポンプ室１１内に開口している。圧縮通路２５から一定の横断面を有する残りのフィード通路１５の範囲への移行部２７は、選択的に段部又は縁部をもって実現することができる。
【００１５】
気泡含有量が多い燃料が圧縮通路２５に沿って供給されると、その圧力は、次第に上昇し、これによって、移行部２７の範囲における燃料圧が上昇して、すべての気泡が圧縮されて、フィード通路１５の横断面が液体の燃料だけを貫流させるようになるまで、気泡含有量を減少させることができる。この場合、圧縮通路２５の連続的な横断面減少は、圧力が増加する際に減少する燃料の所要スペースが考慮されている。
【００１６】
特にフィード装置１の高温始動時に、場合によっては残存する残りの気泡は、圧縮通路２５の端部においてガス抜き孔２９を介して導出される。
【００１７】
図２及び図３に示した従来技術のものに対して、図４及び図５で示した本発明のものは、圧縮通路２５の連続的な横断面減少部及びガス抜き孔２９の構成が異なっている。
【００１８】
この場合、圧縮通路２５の横断面は、通路幅Ｂ及び通路深さＴの漸進的な減少部を介して減少されており、圧縮通路２５から、コンスタントな横断面を有するフィード通路１５の範囲への移行部は、無段階に構成されている。
【００１９】
圧縮通路横断面のこのような構成は、この圧縮通路内に流入する気泡を確実に解消させることができるので、フィード装置１の始動時に気泡を導出させるために必要なガス抜き孔２９を、本発明に従って、取り入れ口１９と取り出し口２１との間に存在するウエブ３１の範囲に設けることができる。
【００２０】
本発明によれば、フィード通路１５内の燃料がより良好に循環して流れている場合に最大可能な横断面減少部が得られるという利点を有している。
【００２１】
図６に示した、図１からの拡大断面図においては、インペラ７は、羽根５の半径方向端部において隣接するリング３３を有しており、このリング３３は、インペラ７を半径方向で閉鎖する。フィード通路１５はここではその自由な羽根端部の範囲だけに亘って延びており、この場合に、各羽根５間に形成される羽根室３５はインペラ軸線方向で、インペラ幅の中央を横切る凹面状の２つの円筒形周面３７によって制限されているので、ここでは、インペラ７において小さい流過横断面しか形成されていない。この流過横断面を介して、燃料は、吸込み部カバー１２における取り入れ口１９を有するフィード通路１５から、中間カバー１４における取り出し口２１を有するフィード通路１５内にオーバーフローする。この際に、ゆっくりとした燃料充填に基づいて中間カバー１４におけるフィード通路１５内に付加的なデッドスペースが形成されないようにするために、圧縮通路２５は、吸込み部カバー１２におけるフィード通路１５にしか設けられていない。
【００２２】
これに対して、取り入れ口１９を通って吸込み部カバー１２のフィード通路１５内に流入する燃料が絞られることなしにインペラ７を介して中間カバー１４内のフィード通路１５内にオーバーフローすることができる程度にインペラ７における流過横断面が大きく構成されていれば、中間カバー１４内のフィード通路１５内にも圧縮通路２５が、吸込み部カバー１２のフィード通路１５内の圧縮通路２５に向き合って設けられることになる。
【００２３】
図６に対して、図７に示した開放するインペラ７は、半径方向の端部とポンプ室壁との間で付加的なオーバーフロー横断面を有しており、このオーバーフロー横断面を介して、取り入れ口１９でポンプ室１１内に流入する燃料は、絞られるずにしかも迅速に、吸込み部カバー１２内のフィード通路１５から中間カバー１４のフィード通路１５内に移行することができるので、２つのフィード通路は同時に充填され、従って２つのフィード通路１５において互いに左右対称に向き合う圧縮通路２５が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一部破断して示す外周部ポンプを備えた燃料フィード装置の概略的な側面図である。
【図２】  従来技術による、横断面が直線的に減少された圧縮通路を備えた吸込み部カバーの平面図である。
【図３】  図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】  本発明の１実施例による、横断面が漸進的に減少された圧縮通路を備えた吸込み部カバーの平面図である。
【図５】  図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】  図１の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図であって、閉鎖したインペラにおける圧縮通路の配置を示した図である。
【図７】  図１の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図であって、開放したインペラにおける圧縮通路の配置を示した図である。
【符号の説明】
１  フィード装置、  ３  フィードポンプ、  ５  羽根、  ７  インペラ、  ９  軸、  １１  ポンプ室、  １２  吸込み部カバー、  １３  ポンプ室壁、  １４  中間カバー、  １５  フィード通路、  １７  吸込みスリーブ、  １９  取り入れ口、  ２１  取り出し口、  ２３  圧力スリーブ、  ２５  圧縮通路、  ２７  移行部、  ２９  ガス抜き孔、  ３１  ウエブ、  ３３  リング、  ３５  羽根室、  ３７  円筒形周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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