(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に燃料を圧送するためのフィードポンプであって、羽根（１２）を備えた回転駆動されるポンプ回転車（１０）が設けられており、該ポンプ回転車が、該ポンプ回転車の回転軸線（１６）の方向で、それぞれ１つの壁部分（１９，２０）によって仕切られたポンプ室（１７）内に配置されており、一方の壁部分（１９）には吸込開口（２６）が設けられていて、他方の壁部分（２０）には流出開口（３０）が設けられており、両壁部分（１９，２０）の前記ポンプ回転車（１０）に面した各端面（２４，２８）に、環状の圧送通路（２５，２９）が配置されていて、該圧送通路が、吸込開口（２６）から流出開口（３０）にまで延びており、吸込開口（２６）が、一方の壁区分（１９）の圧送通路始端部内に開口していて、流出開口（３０）が、他方の壁部分（２０）の圧送通路終端部の領域に開口しており、流出開口（３０）が、該流出開口が開口する側の圧送通路（２９）をポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）で仕切る壁（４０）を有しており、該壁が、ポンプ回転車（１０）に面した端面（２８）にエッジ（４２）を成して終わっている形式のものにおいて、
エッジ（４２）が、ポンプ回転車（１０）の回転軸線（１６）に対して半径方向で見て、内側のエッジ区分（４２ａ）を有しており、該内側のエッジ区分が、圧送通路（２９）を回転軸線（１６）に向かって半径方向に仕切る内縁部（３４）を起点にして、回転軸線（１６）に対して半径方向で見て圧送通路（２９）の中央領域（３６）に向かって、仮想半径方向線（４２′）に対してポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）に傾斜して延びていることを特徴とする、フィードポンプ。
【請求項２】
内側のエッジ区分（４２ａ）が、圧送通路（２９）のほぼ中央領域（３６）に角中心を取って、仮想半径方向線に対して２０°〜５０°、有利には３０°〜４０°の角度（β）を成して傾斜して延びている、請求項１記載のフィードポンプ。
【請求項３】
エッジ（４２）が、ポンプ回転車（１０）の回転軸線（１６）に対して半径方向で見て圧送通路（２９）の中央領域（３６）を起点にして、圧送通路（２９）を半径方向外側に向かって仕切る外縁部（３５）に向かって、外側のエッジ区分（４２ｂ）を有しており、該外側のエッジ区分が、内側のエッジ区分（４２ａ）の仮想半径方向延長直線に比べて、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）にさらに大きく延びている、請求項１または２記載のフィードポンプ。
【請求項４】
外側のエッジ区分（４２ｂ）が、内側のエッジ区分（４２ａ）の仮想半径方向延長直線に比べて、圧送通路（２９）の外縁部（３５）において、圧送通路（２９）の幅（ｂ）のほぼ半分からほぼ幅（ｂ）の全体分だけ、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）にさらに大きく延びている、請求項３記載のフィードポンプ。
【請求項５】
ポンプ回転車（１０）の回転方向で流出開口（３０）を仕切る壁（４０）が、壁部分（２０）の前記ポンプ回転車（１０）に面した端面（２８）に対して、回転方向（１１）において端面（２８）から離反する方向に傾斜して延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載のフィードポンプ。
【請求項６】
壁（４０）が、壁部分（２０）の端面（２８）に対してほぼ２０°〜４０°の角度（α）を成して延びている、請求項５記載のフィードポンプ。
【請求項７】
流出開口（３０）の有効流過横断面が、圧送通路（２９）を起点にして、壁部分（２０）の前記ポンプ回転車（１０）とは離反した側の端面（３９）における流出通路の開口まで、最大２０％だけ増大しているか、またはほぼ一定である、請求項１から６までのいずれか１項記載のフィードポンプ。
【請求項８】
始端部に吸込開口（２６）が開口する圧送通路（２５）の終端部が、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）で壁（５０）によって仕切られており、該壁が、壁部分（１９）の前記ポンプ回転車（１０）に面した端面（２４）で、エッジ（５２）を成して終わっており、該エッジ（５２）が、ポンプ回転車（１０）の回転軸線（１６）に対して半径方向で見て、内側のエッジ区分（５２ａ）を有しており、該エッジ区分が、圧送通路（２５）を回転軸線（１６）に対して半径方向に向かって仕切る内側縁部（４６）を起点にして、圧送通路（２５）の前記回転軸線（１６）に対して半径方向で見て真ん中の中央領域（４８）に向かって、仮想半径方向線（５２′）に対して、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）に傾斜して延びている、請求項１から７までのいずれか１項記載のフィードポンプ。
【請求項９】
内側のエッジ区分（５２ａ）が、圧送通路（２５）の中央領域（４８）に角中心を取って、仮想半径方向線に対してほぼ２０°〜５０°、有利には３０°〜４０°の角度（γ）を成して傾斜して延びている、請求項８記載のフィードポンプ。
【請求項１０】
エッジ（５２）が、圧送通路（２５）の前記ポンプ回転車（１０）の回転軸線（１６）に対して半径方向で見て真ん中の中央領域（４８）を起点にして、圧送通路（２５）を半径方向外側に向かって仕切る外縁部（４７）に向かって、外側のエッジ区分（５２ｂ）を有しており、該外側のエッジ区分が、内側のエッジ区分（５２ａ）の仮想半径方向延長直線に比べて、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）にさらに大きく延びている、請求項８または９記載のフィードポンプ。
【請求項１１】
外側のエッジ区分（５２ｂ）が、内側のエッジ区分（５２ａ）の仮想半径方向延長直線に比べて、圧送通路（２５）の外縁部（４７）において、圧送通路（２５）の幅（ｄ）のほぼ半分から幅（ｄ）のほぼ全体分だけ、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）にさらに大きく延びている、請求項１０記載のフィードポンプ。
【請求項１２】
圧送通路（２９，２５）の前記回転軸線（１６）に対して半径方向で見て真ん中の中央領域（３６，４８）において、流出開口（３０）が開口する圧送通路（２９）のエッジ（４２）が、ポンプ回転車（１０）の回転方向（１１）で、吸込開口（２６）が開口する圧送通路（２５）のエッジ（５２）のほぼ５°〜１５°の角度（φ）だけ後方に配置されている、請求項８から１１までのいずれか１項記載のフィードポンプ。
【発明の詳細な説明】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のフィードポンプから出発する。
このようなフィードポンプはＵＳ−５３１０３０８に基づき公知である。このようなフィードポンプは、燃料を圧送するために役立ち、羽根を備えたポンプ回転車を有している。このポンプ回転車は回転駆動される。このポンプ回転車はポンプ室に配置されている。このポンプ室はポンプ回転車の回転軸線の方向に、それぞれ１つの壁部分によって仕切られている。一方の壁部分には、吸込開口が形成されており、他方の壁部分には流出開口が形成されている。両壁部分の、ポンプ回転車に面した端面には、周方向で吸込開口から流出開口にまで延びるそれぞれ１つの圧送通路が形成されている。吸込開口は、一方の壁部分の圧送通路始端部に開口しており、流出開口は、他方の壁部分の圧送通路終端部に開口している。流出開口は、この流出開口が開口する側の圧送通路をポンプ回転車の回転方向で仕切る開口壁を有している。この開口壁は、壁部分の前記ポンプ回転車に面した端面において、丸みを付けられたエッジを成して終わっている。さらに、このような開口壁は、壁部分の前記ポンプ回転車に面した端面に対してほぼ直角に延びている。フィードポンプがこのように構成されていると、流出開口の領域において、著しい乱流および渦流が形成される。このような乱流や渦流は、液体ポンプにおけるフィード圧および効率の損失を生ぜしめる。さらに、このようなフィードポンプの運転時には、不都合なノイズが生ぜしめられる。このようなノイズはやはり、流出開口の領域における不都合な流れ特性により生ぜしめられる。このような流れ特性によって、フィードポンプの構成部分、とくに壁部分が振動させられる。
発明の利点
請求項１に記載の特徴を有する本発明によるフィードポンプの利点は、流出開口のエッジの内側の区分が傾斜した状態で配置されているので、流出開口の領域において有利な流れ挙動が得られ、本発明によるフィードポンプが公知のフィードポンプに比べて高いフィード圧と高い効率とを有していることである。
請求項２以下に記載された手段によって、本発明によるフィードポンプの有利な構成が得られる。請求項３および請求項４に記載された構成により、流出開口が開口する側の圧送通路からの流出には僅かな損失しか伴わず、ひいては、フィード圧および効率が増大する。さらに、このような構成により、フィードポンプの運転時にこのフィードポンプにより生ぜしめられるノイズが減じられる。請求項１０および請求項１１に記載の特徴により、やはり、流入開口が開口する側の圧送通路からの流出には僅かな損失しか伴わず、ひいてはフィード圧および効率が増大する。
図面
次に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。第１図はフィードポンプを部分的に示す縦断面図である。第２図はフィードポンプの流出開口の領域を第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿って部分的に示す横断面図である。第３図はフィードポンプの圧送通路の終端部を第１図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って部分的に示す横断面図である。第４図はフィードポンプの円筒形の周面を第２図および第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿って部分的に示す図である。
実施例の説明
第１図から第４図に示したフィードポンプは、特に、自動車の貯えタンクから内燃機関に燃料を圧送するために役立つ。このフィードポンプはポンプ回転車１０を有している。このポンプ回転車は、両端面を起点にして、ポンプ回転車１０の周面にわたって互いに間隔を置いてそれぞれ円環状に配列された羽根１２を有している。これらの羽根１２の半径方向外側の端部はリング１３を介して互いに結合することができる。このポンプ回転車１０は、例えば図示していない電動モータによって軸１４を介して回転軸線１６を中心にして回転可能に駆動される。このポンプ回転車１０は、ポンプ室１７内に配置されている。このポンプ室はポンプ回転車１０の回転軸線１６の方向で、それぞれ１つの壁部分１９，２０によって仕切られている。回転軸線１６に対して半径方向においては、ポンプ室１７は、円筒形の壁部分２２によって仕切られている。この円筒形の壁部分は、別個のリングとして前記両壁部分１９，２０の間に配置されていてもよいし、または、第１図に示したように、壁部分１９，２０のうちの一方に一体的に形成されていてもよい。駆動モータに向かって配置された壁部分２０は、中間ケーシングとして形成されており、他方の壁部分１９は吸込側カバーとして形成されている。ポンプ回転車１０を駆動する軸１４は、中間ケーシング２０を貫通してポンプ室１７内に突入している。
吸込側カバー１９の、ポンプ回転車１０に面した端面２４には、環状の圧送通路２５が形成されている。この圧送通路は、ポンプ回転車１０の円環状に配列された羽根１２に対向して位置しており、この圧送通路の始端部には吸込開口２６が開口している。この吸込開口はフィードポンプの外側に向かって開いている。中間ケーシング２０の前記ポンプ回転車１０に面した端面２８には、やはりポンプ回転車１０の円環状に配列された羽根１２に対向して、環状の圧送通路２９が形成されている。この圧送通路の終端部には流出開口３０が開口している。圧送通路２５，２９は、ほぼ合致するように配置されており、ポンプ回転車１０の回転方向１１において、吸込開口２６から流出開口３０にまで延びている。圧送通路２５，２９は、吸込開口２６と流出開口３０との間の領域で、中断部３２；３３によって互いに分離させられている。これらの圧送通路２５，２９は、横断面で見てほぼ半円状に形成されている。
第２図には、フィードポンプの横断面が拡大されて示されている。このフィードポンプには、圧送通路２９が形成された中間ケーシング２０が設けられているのが判る。この圧送通路２９は半径方向内側に、ポンプ回転車１０の回転軸線１６に向かっては、内縁部３４によって仕切られており、外側に向かっては、外縁部３５によって仕切られている。回転軸線１６に対して半径方向において圧送通路２９の中央領域が、圧送通路の中心線３６によって示されている。
流出開口３０は第４図に示したように、圧送通路２９から中間ケーシング２０の外面３９に通路状に延びている。流出開口３０はポンプ回転車１０の回転軸線１６に対して斜めに配置されており、しかもポンプ回転車１０の回転方向１１において中間ケーシング２０の端面２８から中間ケーシング２０の外面３９に向かって延びている。回転方向１１で流出開口３０を仕切る壁４０は、中間ケーシング２０の、ポンプ回転車１０に面する端面２８に対して２０°〜４０°の角度αを成して傾斜している。壁４０は、端面２８に向かって先細に終わることもできるし、または、第４図に示すように、壁４０から端面２８への移行部に丸みを付けることもできる。この流出開口３０は、その有効流過横断面が、第４図において符号Ａ，Ｂで示した両個所の間において下流に向かって一定のままであるか、または僅かしか拡大しないように、つまりほぼ２０％より多くは拡大しないように、形成されている。回転方向１１とは離反する方向において流出開口３０を仕切る壁４１は、壁４０と同じ角度αだけ傾斜して配置されている。流出開口３０は、横断面で見てほぼ円形に形成されている。
回転方向１１において流出開口３０を仕切る壁４０は、中間ケーシング２０の、ポンプ回転車１０に面した端面２８において、エッジ４２を成して終わっている。このエッジは圧送通路２９から中断部３３への移行部を形成している。このエッジ４２は、回転軸線１６に対して半径方向で見て、内側のエッジ区分４２ａを有している。この内側のエッジ区分は、圧送通路２９の内縁部３４を起点にしてこの圧送通路の中央領域３６にまで延びており、第２図において符号４２′を有する一点鎖線で示した仮想半径方向線に対して、ポンプ回転車１０の回転方向１１に傾斜している。内側のエッジ区分４２ａは、ほぼ２０°〜５０°、特にほぼ３０°〜４０°の角度βを成して回転方向１１に、仮想半径方向線に対して斜めに配置されている。この場合、角度βは、圧送通路２９の中央領域３６を角中心として考えた角度である。内側のエッジ区分４２ａは、第２図に示したように僅かに湾曲するように、特に回転方向１１で見て凸面状に湾曲するように形成されており、圧送通路２９の内縁部３４から内側のエッジ区分４２ａへの移行部には丸みが付けられている。この内側のエッジ区分４２ａは、フィードポンプによって圧送された液体の流れを合成した流れ線（第２図において矢印４３で示されている。）に対してほぼ垂直に、つまり直角に配置されているので、液体の流れは圧送通路２９の内側区分において早期にポンプから引き出され、ひいては、ポンプ回転車１０の各羽根１２の間に形成された中間室への再流入が阻止される。このような流れの再流入を回避することによって、中断部３２，３３の領域において循環する液体の質量流比率が著しく減じられる。これにより、これらの中断部３２，３３の領域における圧力衝撃が著しく減じられる。それというのは、このような中断部領域において形成されなければならない循環流の運動エネルギが僅かで済むようになるからである。これに伴いノイズも著しく減じられる。
回転軸線１６に対して半径方向で見て、エッジ４２は、圧送通路２９の中央領域３６を起点にして外縁部３５に向かって、外側のエッジ区分４２ｂを有している。この外側のエッジ区分４２ｂは、内側のエッジ区分４２ａの、破線で示した仮想半径方向延長直線に比べて、ポンプ回転車１０の回転方向１１にさらに大きく延びているので、圧送通路２９の外縁部３５は内縁部３４よりも、回転方向１１にさらに延びる突起４４を有している。外側のエッジ区分４２ｂは、圧送通路２９の外縁部３５において、内側のエッジ区分４２ａの仮想半径方向延長直線に比べて距離ｓだけ大きく回転方向１１に延びている。この距離ｓは圧送通路２９の幅ｂのほぼ半分から幅ｂのほぼ全体分に相当する。この場合、圧送通路２９の幅ｂは、流出開口３０の領域の手前のものに基づいている。外側のエッジ区分４２ｂは湾曲して、有利には回転方向１１で見て鏡像的に逆向きに湾曲するＳ字形の輪郭を有するように延びていて、圧送通路２９の外縁部３５に向かって回転軸線１６に対してほぼ半径方向に向いた状態で終わっている。
さらに、吸込側カバー１９に設けられた圧送通路２５の終端部領域も、以下に説明するように構成されていると有利である。第３図には、フィードポンプの横断面が拡大されて示されている。この図から、圧送通路２５が吸込側カバー１９に形成されているのが判る。この圧送通路２５は半径方向内側に、ポンプ回転車１０の回転軸線１６に向かっては内縁部４６によって仕切られており、外側に向かっては外縁部４７によって仕切られている。圧送通路２５の、回転軸線１６に対して半径方向において真ん中に位置する中央領域は、圧送通路の中心線４８によって示されている。圧送通路２５の終端部は、ポンプ回転車１０の回転方向１１に壁５０によって仕切られている。この壁は、吸込側カバー１９の前記ポンプ回転車１０に面した端面２４においてエッジ５２を成して終わっている。このエッジは、圧送通路２５から中断部３２への移行部を形成している。壁５０は、圧送通路２５の基部を起点にして、吸込側カバー１９の端面２４に向かって回転方向１１に傾斜している。このエッジ５２は回転軸線１６に対する半径方向で見て、内側のエッジ区分５２ａを有している。この内側のエッジ区分は圧送通路２５の内縁部４６を起点にして、圧送通路の中央領域４８にまで延びており、符号５２′を有する一点鎖線で示された仮想半径方向線に対して、ポンプ回転車１０の回転方向１１に傾斜している。内側のエッジ区分５２ａはほぼ２０°〜５０°、特に３０°〜４０°の角度γだけ仮想半径方向線に対して回転方向１１に傾斜して配置されている。この角度γは、圧送通路２５の中央領域４８を角中心として考えた角度である。内側のエッジ区分５２ａは第３図に示したように、僅かに湾曲するように、特に回転方向１１で見て凸面状に湾曲するように形成することができ、圧送通路２５の内縁部４６から内側のエッジ区分５２ａへの移行部には丸みが付けられている。従って吸込側カバー１９における内側のエッジ区分５２ａは、中間ケーシング２０における内側のエッジ区分４２ａと同様に、圧送された液体の流れを合成した流れ線に対してほぼ垂直に配置されているので、中間ケーシング２０に設けられた流出開口３０への流過ができる限り早期に行われる。
回転軸線１６に対して半径方向で見て、エッジ５２は圧送通路２５の中央領域４８を起点にして、圧送通路の外縁部４７に向かって、外側のエッジ区分５２ｂを有している。この外側のエッジ区分５２ｂは、内側のエッジ区分５２ａの破線で示した仮想半径方向延長直線に比べて、ポンプ回転車１０の回転方向１１にさらに大きく延びているので、圧送通路２５は外縁部４７において、内縁部４６よりも、回転方向１１にさらに大きく延びる突起５４を有している。外側のエッジ区分５２ｂは圧送通路２５の外縁部４７において、内側のエッジ区分５２ａの仮想延長直線におけるよりも距離ｌだけ回転方向１１に延びている。この場合距離ｌは、圧送通路２５の幅ｄのほぼ半分から幅ｄのほぼ全体分に相当する。この圧送通路２５の幅ｄはその終端部領域の手前の個所のものに基づいている。この外側のエッジ区分５２ｂは湾曲して、有利には、回転方向１１で見てほぼｓ字形の輪郭を成すように延びており、圧送通路２５の外縁部４７に向かって、回転軸線１６に対してほぼ半径方向で終わっている。圧送通路２５の突起５４は、横断面においてほぼ半円状に形成されている。壁５０は傾斜して配置されていて、この壁が圧送通路２５の中央領域４８で、回転方向１１において、圧送通路２５の幅ｄのほぼ半分から幅ｄのほぼ全体分に相当する領域にわたって延びるようになっている。
中間室２０において中断部３３への圧送通路２９の移行部を形成するエッジ４２と、吸込側カバー１９において中断部３２への、圧送通路２５の移行部を形成するエッジ５２とは、ポンプ回転車１０の回転軸線１６に対して周方向に互いにずらされて配置されていると有利である。ポンプ回転車１０の回転軸線１６に対して、中間ケーシング２０に設けられたエッジ４２は、回転方向１１において角度φだけ、吸込側カバー１９に設けられたエッジ５２の後方に配置されている。この角度φは、圧送通路２５，２９の中央領域３６；４８においてほぼ５°〜１５°である。圧送通路２９の始端部は、ポンプ回転車１０の回転軸線１６の方向で見て、吸込開口２６が開口する圧送通路２５の始端部とほぼ合致する。
突起４４；５４が圧送通路２９；２５の中央領域３６；４８から外縁部３５；４７にまで形成されていることにより、圧送された液体が吸込側カバー１９に設けられた圧送通路２５から流出開口３０を通って流出する際に伴う損失は僅かに過ぎない。吸込側カバー１９に設けられた圧送通路２５の終端部領域が前述のように構成されていることにより、フィードポンプからその運転中に生ぜしめられるノイズが減じられる。それというのは、好適に流れが誘導されることにより、特に吸込側カバー１９が全くまたは僅かしか励振されないからである。
フィードポンプの運転中、このフィードポンプは吸込側カバー１９に設けられた吸込開口２６を通して燃料を吸い込む。この燃料は圧送通路２５，２９内で圧送される。これらの圧送通路２５，２９の終端部において、燃料は圧力上昇下で流出開口３０を通って流出する。この燃料は図示していない駆動モータを貫流し、図示していない導管を介して内燃機関に達する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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