JP2002536594A - 側方通路形ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 駆動された、ケーシング（３）内で回動可能な羽根車（４）を有する、側方通路ポンプとして形成された圧送ポンプ（２）において、搬送したい液体が羽根車（４）に配置された案内羽根（６）に半径方向内側から供給される。この羽根車（４）はこのために案内羽根（６）に隣接する溝（１７）を有している。これにより圧送ポンプ（２）は特別高い効率を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は圧送ポンプであって、ケーシング内で回動する駆動される羽根車が設
けられていて、該羽根車の少なくとも一方の端面に羽根室を仕切る複数の案内羽
根が環状に配置されており、ケーシングの、案内羽根の領域に配置された部分リ
ング状の通路が設けられていて、該通路が羽根室とともに、流入通路から流出通
路にまで液体を圧送するための圧送室を形成している形式のものに関する。

【０００２】 このような形式の圧送ポンプは円周流式ポンプまたは側方通路ポンプとして公
知であり、例えば今日の自動車では燃料または洗浄液を圧送するために使用され
ている。羽根車を回動させた場合、案内羽根は圧送室において案内羽根の運動方
向に対して直交する方向に向かう循環流が生ぜしめられる。この循環流は羽根車
の半径方向内側の領域で羽根室に流入しそして半径方向外側の領域で羽根室から
流出する。圧送ポンプを規定された特性曲線および圧送したい液体の粘度に適合
させるために案内羽根の傾斜角および室容量を計算して適合させることができる
。このような適合は規定された使用例における圧送ポンプの効率にとって決定的
である。

【０００３】 この公知の圧送ポンプでは循環流は羽根室に流入する際に渦流を生ぜしめると
いう欠点を有している。この渦流は循環流を阻害しひいては圧送ポンプの効率の
低下を引き起こす。さらに羽根室の流入領域における循環流は特に小さな圧力を
有しているので、例えばほぼ沸点にある液体は渦流によって蒸発させられこれに
より圧送ポンプの効率は特に大きく減少させられ得る。そのため特に自動車の燃
料ポンプとして使用される圧送ポンプは極めて効率が悪い。

【０００４】 本発明の課題は冒頭に記載した形式の圧送ポンプを改良して、渦流を特にわず
かに保ちかつできるだけ高い効率を有するような圧送ポンプを提供することであ
る。

【０００５】 この課題は本発明に基づき圧送室が、液体を、羽根車の半径方向内側の領域か
ら羽根室にガイドするように構成されていることによって解決される。

【０００６】 このような構成により、羽根室への流入時における循環流の変向が回避される
。流れは案内羽根の構成に相応して羽根室内部で特に強く半径方向に向かって加
速されるので、渦流は羽根室での循環流の半径方向流入によって著しく減少され
る。これにより圧送したい液体は蒸発しにくくなる。そのため本発明による圧送
ポンプは阻害されない循環流を有しておりひいては特に高い効率が得られる。

【０００７】 本発明による圧送ポンプは、案内羽根が部分リング状の通路内に突入している
と構造的に特に簡単に形成される。円周流式ポンプとして形成された圧送ポンプ
では循環流をこれにより内側から外側へ羽根室を介して案内することができる。

【０００８】 羽根車は本発明の別の有利な改良形態に基づき、羽根車が案内羽根の半径方向
内側で隣接する領域に溝を有していると、特に安価に製造される扁平な構成部材
として形成される。これにより案内羽根への流れ込みは少なくとも部分的に溝を
介して行われる。

【０００９】 液体が流入通路にオーバーフローするのを防止するために、循環流は羽根車の
回動方向で見て流出通路の後で遮断されている。ケーシングが羽根車の前記溝に
侵入する、突き出たウェブを有していると、羽根車において溝を介して流出通路
から流入通路に燃料がオーバフローするのを簡単に防止することができる。

【００１０】 ウェブを例えばもっぱら流出通路と流入通路との間にだけ配置されて溝を満た
すために構成することができる。しかし本発明による別の有利な改良形態に基づ
き、ウェブがリング状に構成されており、該ウェブが、部分リング状の通路の領
域の外側で、前記溝を満たす拡径部を有していると、ウェブは高い安定性を有す
る。さらにこの構成により、羽根車の安価な製造に適した幅を有することができ
る。このような構成によって羽根車は特にわずかな重量ひいてはわずかな慣性を
有する。

【００１１】 さらに渦流を圧送室内でさらに減少させるために、本発明による別の有利な実
施形態に基づき、溝内にかつ／またはウェブに、流れを圧送室に案内するための
案内部材が配置されている。

【００１２】 羽根室における循環流の一定の加速は、本発明のさらに別の有利な改良形態に
基づき、案内羽根が、半径方向内側の領域に、羽根車の回転方向に向けられた流
入傾斜部を有していると簡単に得られる。これにより循環流の特に少ない渦流が
得られる。

【００１３】 案内羽根の他の領域に対する流入傾斜部の傾斜角αが約５５゜〜７０゜、有利
には６０゜であると、燃料ポンプとして規定された本発明の圧送ポンプは特に高
い効率が得られる。

【００１４】 案内羽根が、半径方向内側の領域では半径方向外側の領域よりも薄い壁厚さを
有していると、循環流は特にわずかな速度で羽根室に流入する。さらにこの構成
によって、循環流が案内羽根に当たった場合に生じる渦流は減少される。

【００１５】 本発明の別の有利な改良形態に基づき、ウェブを支持するケーシングと、羽根
車を支承するケーシング部分とが互いに係合し合うセンタリング溝とセンタリン
グウェブとを有していると、循環流の規定された案内を確実に保証することがで
きる。

【００１６】 本発明は多数の実施形態を生ぜしめる。さらに本発明の基本原理を明確に示す
ためにそのうちの幾つかを図示しこれに基づき以下に詳説する。

【００１７】 図１には、電動モータ１によって駆動される本発明の圧送ポンプ２が長手方向
断面図で示されている。この圧送ポンプ２はケーシング３内で回動可能に配置さ
れた羽根車４を有しており、この羽根車４には、羽根室５を仕切る複数の案内羽
根６が環状に配置されている。この羽根車４は電動モータ１の軸７に取り付けら
れている。この軸７は電動モータ１と圧送ポンプ２との間に配置された、ケーシ
ング３のケーシング部分９の軸受８でガイドされている。案内羽根６に向かい合
う領域においてケーシング３は別のケーシング部分１０を有しており、このケー
シング部分１０内には流入通路１１から流出通路１２に延びる部分リング状の通
路１３が加工されている。羽根室５と部分リング状の通路１３とは、圧送したい
液体のための圧送室１４を形成する。軸７を支承するケーシング部分９はセンタ
リング溝１５を有しており、部分リング状の通路１３を有するケーシング部分１
０は前記センタリング溝１５内に侵入するセンタリングウェブ１６を有している
。

【００１８】 羽根車４が回動させられると圧送室１４内に循環流が生じる。この循環流は羽
根室５の内部で軸７に面する半径方向内側の領域から半径方向外側に向けてガイ
ドされている。液体が羽根車４の羽根室５を通過している間、循環流の運動エネ
ルギは高められる。明確にするために液体の流れを矢印で示した。

【００１９】 羽根車４は半径方向内側で案内羽根６に隣接する領域に溝１７を有している。
この溝１７は案内羽根６とは反対側の領域で、部分リング状の通路１３を有する
ケーシング部分１０のウェブ１８によってほぼ半分まで塞がれる。この孔１７は
最も深い箇所に、流れを羽根室５に変向するための案内部材１９を有している。
したがってウェブ１８と案内羽根６との間では渦流が発生することなく循環流は
溝１７に流入することができる。次いで液体は溝１７から案内羽根６に到達する
。これにより液体は羽根車４の半径方向内側の領域から羽根室５に供給されるの
で、案内羽根６にあたった際にも流れは変向されない。そのため圧送室１４内に
は特にわずかな渦流だけが生じ、したがって本発明の圧送ポンプ２は特に高い効
率を有する。

【００２０】 図２には、図１の圧送ポンプをＩＩ−ＩＩ線に沿って断面して示した羽根車４
の端面が示されている。この図から案内羽根６が半径方向内側の領域で羽根車の
回転方向に向けられた流入傾斜部２０を有しているのが分かる。この流入傾斜部
２０の傾斜角αは、案内羽根６の他の領域に対して約６０゜である。この流入傾
斜部２０はその自由端部において先細りするように形成されているので、羽根室
５内に流入する際の液体の流れは一定に加速される。ウェブ１８は羽根車４の回
転方向で見て、図１に示した流出通路１２と流入通路１１との間に拡径部２１を
有している。ウェブ１８はその拡径部２１で羽根車４の溝１７全体を満たす。こ
れにより、図１に示した流出通路１２から流入通路１１に液体がオーバーフロー
することが十分に回避されている。

【００２１】 図３には本発明による圧送ポンプの別の実施例の半径方向外側領域が示されて
いる。この圧送ポンプはケーシング３２内で回動可能な１つの羽根車３３と、互
いに向かい合って位置する２つの圧送室２２，２３を有している。これらの圧送
室２２，２３はそれぞれ部分リング状の通路２４，２５と、案内羽根２６，２７
によって仕切られた羽根室２８，２９と、これらの羽根室２８，２９に隣接する
溝３０，３１とから構成されている。これらの溝３０，３１内にはケーシング３
２と一体的に製造された、溝３０，３１のほぼ半分の幅を有するウェブ３４，３
５が侵入している。互いに反対側に羽根室２８，２９は互いに連通されているの
で、圧力低下時に液体を圧送室２２，２３との間で羽根車３３の一方の面から他
方の面にオーバーフローさせることができる。明確にするために、圧送室２２，
２３における液体の流れと、一方の圧送室２２から他方の圧送室２３への可能な
オーバーフローとを矢印で示した。

【００２２】 図４には図３に示した圧送ポンプの部分図が示されている。この図からは、羽
根車３３が、互いに反対側に位置する羽根室２８，２９を連通するための窓３６
を有しているのが分かる。案内羽根２６，２７は羽根車の回転方向で見て羽根車
３３の軸線方向内側の領域から羽根車３３の端面側に向かって上昇していくよう
に構成されている。

【００２３】 図５には本発明による圧送ポンプの別の実施例の半径方向外側領域が示されて
いる。側方通路形ポンプ（Ｓｅｉｔｅｎｋａｎａｌｐｕｍｐｅ）として形成され
た図１および図３の圧送ポンプとは異なり、この圧送ポンプは円周流式ポンプと
して構成されている。ここではケーシング３７内で回動可能な羽根車３８はその
外周に配置された、羽根室４０を制限するための案内羽根３９を有している。こ
れらの案内羽根３９はケーシング３７の部分リング状の溝４１内中央に突入して
いるので、液体は、部分リング状の溝４１の半径方向内側領域から半径方向外側
領域に向かってガイドされる。部分リング状の溝４１と羽根室４０とが圧送室４
２を形成する。ここでは羽根室４の貫流はほぼ変向なく行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電動モータを有する本発明による圧送ポンプの概略的な長手方向断面図である
。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った、圧送ポンプの断面図である。

【図３】 本発明による圧送ポンプの別の実施例を圧送室の領域において示した断面図で
ある。

【図４】 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った、圧送ポンプの断面図である。

【図５】 本発明による圧送ポンプの別の実施例を圧送室の領域において示した断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 電動モータ、 ２ 圧送ポンプ、 ３ ケーシング、 ４ 羽根車、 ５
羽根室、 ６ 案内羽根、 ７ 軸、 ８ 軸受、 ９，１０ ケーシング部
分、 １１ 流入通路、 １２ 流出通路、 １３ 通路、 １４ 圧送室、
１５ センタリング溝、 １６ センタリングウェブ、 １７ 溝、 １８ ウ
ェブ、 １９ 案内部材、 ２０ 流入傾斜部、 ２１ 拡径部、 ２２，２３
圧送室、 ２４，２５ 通路、 ２６，２７ 案内羽根、 ２８，２９ 羽根
室、 ３０，３１ 溝、 ３２ ケーシング、 ３３ 羽根車、 ３４，３５
ウェブ、 ３６ 窓、 ３７ ケーシング、 ３８ 羽根車、 ３９ 案内羽根
、 ４０ 羽根室、 ４１ 通路、 ４２ 圧送室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H033 AA01 AA15 BB04 CC01 CC03 DD03 EE19 3H034 AA01 AA15 BB04 CC01 CC03 DD05 EE18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧送ポンプであって、ケーシング内で回動する駆動される羽
   根車が設けられていて、該羽根車の少なくとも一方の端面に羽根室を仕切る複数
   の案内羽根が環状に配置されており、ケーシングの、案内羽根の領域に配置され
   た部分リング状の通路が設けられていて、該通路が羽根室と一緒に、流入通路か
   ら流出通路にまで液体を圧送するための圧送室を形成している形式のものにおい
   て、 圧送室（１４，２２，２３，４２）が、液体を、羽根車（４，３３，３８）の
   半径方向内側の領域から羽根室（５，２８，２９，４０）にガイドするように構
   成されている、圧送ポンプ。
2. 【請求項２】 案内羽根（３９）が部分リング状の通路（４１）に突入して
   いる、請求項１記載の圧送ポンプ。
3. 【請求項３】 羽根車（４，３３）が、案内羽根（６，２６，２７）に半径
   方向内側で隣接する領域に溝（１７，３０，３１）を有している、請求項１また
   は２記載の圧送ポンプ。
4. 【請求項４】 ケーシング（３，３２）が、羽根車（４，３３）の前記溝（
   １７，３０，３１）に侵入する、突き出たウェブ（１８，３４，３５）を有して
   いる、請求項１から３までのいずれか１項記載の圧送ポンプ。
5. 【請求項５】 前記ウェブ（１８）がリング状に構成されており、該ウェブ
   （１８）が、部分リング状の通路（１３）の領域の外側で、前記溝（１７）を満
   たす拡径部（２１）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の圧
   送ポンプ。
6. 【請求項６】 溝（１７）内にかつ／またはウェブ（１８）に、流れを圧送
   室（１４）に案内するための案内部材（１９）が配置されている、請求項１から
   ５までのいずれか１項記載の圧送ポンプ。
7. 【請求項７】 案内羽根（６）が、半径方向内側の領域に、羽根車の回転方
   向に向けられた流入傾斜部（２０）を有している、請求項１から６までのいずれ
   か１項記載の圧送ポンプ。
8. 【請求項８】 案内羽根（６）の他の領域に対する流入傾斜部（２０）の傾
   斜角αが約５５゜〜７０゜、有利には６０゜である、請求項１から７までのいず
   れか１項記載の圧送ポンプ。
9. 【請求項９】 案内羽根（６，２６，２７）が、半径方向内側の領域で半径
   方向外側の領域よりも薄い壁厚さを有している、請求項１から８までのいずれか
   １項記載の圧送ポンプ。
10. 【請求項１０】 ウェブ（１８）を支持するケーシング（１０）と、羽根車
    （４）を支承するケーシング部分（９）とが互いに係合し合うセンタリング溝（
    １５）とセンタリングウェブ（１６）とを有している、請求項１から９までのい
    ずれか１項記載の圧送ポンプ。