KR20010074436A - 연료 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 모터(10)에 의해 구동되는 이송 펌프(8)와 상기 전기 모터(10)를 수용하는 하우징(11)이 제공된 연료 공급 장치에 관한 것으로, 여과 장치(9, 19)는 상기 이송 펌프(8)의 연료 흐름의 상류 및/또는 하류에 연결된다. 상기 이송 펌프(8)는 필터 포트(filter pot) 안에 있는 중앙 리세스를 통해 연료의 주흐름을 상기 여과 장치(9, 19)의 메인 필터(9)의 유입구 쪽으로 이송한다. 예비 스테이지로서 작용하는 한쪽이 개방된 사이드 채널 펌프는 이송 펌프(8)상에 제공된다. 연료는 상기 사이드 채널 펌프에 대해 전필터(19; pre-filter)로부터 상승 파이프(37) 쪽으로 이송되고 거기서부터 포트 하우징(40) 안으로 메인 스테이지(28)의 흡입 영역으로 이송된다.

Description

연료 공급 장치{Fuel supply device}

연료 탱크로부터 예를 들어, 자동차의 내연기관의 분사 시스템 쪽으로 연료가 이송되는 연료 공급 장치가 이미 공지되어 있다.

그러한 공급 장치는 독일 특허 제 44 44 854 A1호에 개시되어 있으며, 이 장치에서 이송 펌프는 전기 모터에 의해 구동되고, 이송 펌프 앞에 있는 연료는 전필터(pre-filter)를 지나가고 이송 펌프 뒤에서는 이송 압력을 받아 메인 필터를 통해 유도된다. 이러한 부품들은 분리가능한 커버를 가지는 필터 포트(filter pot)안에 배열되어 있으며, 이 경우 상기 전기 모터와 이송 펌프는 중앙 챔버 안에 위치하고 메인 필터는 이것 둘레에 동심으로 배열된 환형 챔버 안에 위치한다.

필터 포트 안에 이송 펌프를 설치할 때 가동형 펌프 부재와 필터 포트 하우징 부재 사이에 기밀성이 가능한 한 크도록 해야 한다. 그 외에도 종래의 장치에서는 먼저, 체크 밸브가 메인 필터로의 연료 경로를 해제할 때까지, 연료 펌프로부터 상대적으로 큰 최초 충전양(filling quantity)을 이송하고 있다.

본 발명은 특허청구범위 독립항의 전제부에 따른 연료 공급 장치에 관한 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 이송 펌프를 가지는 연료 이송 모듈,

도 2 는 사이드 채널 펌프를 가지는 이송 펌프의 본 발명의 실시예.

특허청구범위 독립항의 특징을 가지는 전술한 연료 공급 장치의 장점은 추가적으로 사이드 채널 펌프(side channel pump)가 예비 스테이지(preliminary stage)로서 이송 펌프에 제공되어, 그 안에서 연료가 바람직하게는 포트 하우징 옆에 위치하는 상승 파이프(lifting pipe)를 지나서 포트 하우징 안으로 메인 스테이지의 흡입 영역으로 이송된다는 것이다.

본 발명에 따른 장치에서 유리한 점은 연료 탱크 안에 상대적으로 작은 최초 충전양만이 필요하다는 것인데, 이는 연료의 흡입이 탱크 바닥 근처에 있는 흡입구를 가지는 예비 스테이지에 의해 이루어진다. 이 연료는 예비 스테이지 뒤에서 상승 파이프를 통해 직접 포트 하우징 안에 도달하므로, 그 외에 필요한 체크 밸브 또는 콜드 스타트 인젝터가 없어도 된다. 상기 포트 하우징이 비워지는 것(empty)은 연료 이송의 종료 시에도 억제되는데, 왜냐하면 비움 역시 예비 스테이지와 메인 스테이지 사이의 밀폐 지점에 의해서만 가능해지고, 이는 최적의 밀폐를 통해 억제될 수 있다. 상기 포트 하우징의 양호한 나머지 흡입 역시 본 발명을 이용해 실시될 수 있다.

특히, 상기 이송 펌프의 러닝 휠의 직경을 통해 사이드 채널 펌프의 크기가 적절하게 정해짐으로써, 이송 펌프에서 상기 예비 스테이지의 이송 성능은 상승 파이프가 사이드 채널 펌프에 의해 직접 채워질 수 있도록 선택된다는 것이다.

그러나, 특히 유리한 점은 상기 사이드 채널 펌프의 출구와 상승 파이프 사이에 제트 노즐이 배열되고, 이 제트 노즐은 상기 사이드 채널 펌프의 이송 속도가 너무 작으면, 포트 하우징의 충전 속도를 높인다. 이때, 제트 노즐에서의 압력은간단하게 사이드 채널 펌프를 통해 만들어지고, 이 경우 여기에 필요한 압력은 예비 스테이지로서 작용하는 사이드 채널 펌프를 이용해 높은 정확성을 가지고 형성되고, 이것은 포트 충전 속도의 개선을 가져온다.

연료로 구동되는 차량이 정지하는 경우에 포트 하우징에서 연료 손실을 피하기 위해, 상기 사이드 채널 펌프가 이송 펌프의 러닝 휠 안에 통합되고 이 이송 펌프의 러닝 휠이 이송 펌프의 흡입 커버에서 대응하는 경계면에 평면으로 인접하게 되면 유리하다. 이를 통해 메인 스테이지의 최적의 기밀 작용이 얻어질뿐만 아니라 예비 스테이지에 대한 메인 스테이지의 기밀 작용 역시 보장되는 것이 유리하다. 임의로 발생할 수도 있는 축력을 피하기 위해 상기 러닝 휠의 지지면의 영역에도 압력 주머니(pressure bag)가 설치되고, 이것은 러닝 휠에서 압력 차이를 통해 축방향 힘의 보상을 가능하게 만들기 때문에, 마찰력이 적게 발생하고 그로 인해 효율이 개선된다.

본 발명의 상기 특징들 및 선호되는 다른 구성의 특징이 청구항 외에도 상세한 설명 및 도면으로부터 도출되고, 이 경우 개별 특징들은 각각 독자적으로 또는 결합된 형태로 본 발명의 실시예에서 그리고 다른 분야에서 실현되고 유리한 그리고 여기에서 보호를 청구하여 보호가 가능한 설명을 의미한다.

본 발명에 따른 연료 공급 장치의 실시예가 도면을 이용해 설명된다.

도 1에는 종래 기술에 개시된 연료 이송 모듈이 도시되어 있으며, 이 경우 공급 장치(2)를 구비한 연료 탱크(1)의 종단면이 도시되어 있고, 상기 공급 장치는 위로부터 연료 탱크(1)의 개구(3)를 통해 연료 탱크 안으로 삽입되어 있다. 상기 개구(3)는 탱크 플랜지(4)를 이용해 폐쇄될 수 있다. 상기 탱크 플랜지(4)에 위치하는 연결부(5)는 여기에 도시되지 않은 공급선에 사용되고, 상기 공급선은 자동차의 내연기관으로 연장해 있으며 화살표(6) 방향으로 연료를 이송한다. 또한 이 탱크 플랜지(4) 안에 내연 기관으로부터 들어오는 연료-피드백선(7) 및 압력 레귤레이터(42)를 위한 연결부가 제공되고, 그 기능은 본 발명의 이해에 필요치 않으므로 설명되지 않는다.

상기 공급 장치(2)는 하측 영역에서 이송 펌프(8)를 포함하고, 이것은 전필터(9)에 의해 연료 탱크(1)의 바닥 영역으로부터 연료를 흡입한다. 상기 이송 펌프는 전기 모터(10)에 의해 구동되고, 이것은 이송 펌프(8) 위에 필터 포트(11) 중앙에 하우징으로서 위치한다. 전기 모터(10)는 커버(13) 안에 있는 연결선(12)에 의해 필요한 전기 에너지를 공급받는다. 도 1에는 종래 기술에 공지된 이송 펌프가 펌프-러닝 휠(27)을 가지며, 이 경우 펌프실(28) 안에 있는 메인 스테이지에 있는 연료가 이송된다.

이송 펌프(8)의 메인 스테이지 안에서 연료가 이송되어 전기 모터(10) 위에 있는 체크 밸브(30)에 도달하고, 상기 체크 밸브는 연료가 충분히 채워지면 스프링의 압력에 대해 밀리고 필터 포트(11) 안에 있는 메인 필터 엘리먼트(19)의 흐름측으로 화살표 방향(18)으로 외부 챔버(17) 안으로 흘러가게 한다.

메인 필터 엘리먼트(19) 또는 필터 포트(11)는 환형 패킹(20)에 의해 흐름측 외부 챔버(17)와 내부 챔버(21)로 분기된다. 메인 필터 엘리먼트(19)를 지나 여과되는 연료가 상기 내부 챔버(21)로부터 연결부(22)로 흘러간다.

상기 연결부(22)에 관(23)이 연결되고, 이것은 탱크 플랜지(4)와의 연결을 형성하므로, 화살표(24, 6)에 따라 연료가 필터 포트(11) 안에 있는 내부 챔버(21)로부터 외부 공급선으로 흘러갈 수 있다. 또한 연료-피드백선(7)은 여기에서 관(25)에 의해 연료 탱크(1)의 연결부(26)와 연결되어 있다.

도 2에는 이송 펌프(8)의 본 발명에 따른 구성이 도시되어 있으며, 이것은 도 1에 도시된 종래의 이송 펌프(8)에 비해 사이드 채널 펌프를 형성하기 위해 예비 스테이지(32)를 이용해 확장된다. 이때 상기 펌프-러닝 휠(27)에서 메인 스테이지(28)는 종래 기술과 동일한 방식으로 실현되어 있다. 그러나 여기에서 이송 펌프(8)의 흡입 커버(33) 안에 연료를 위한 유입구(34)가 제공되어, 연료가 탱크 바닥으로부터 예비 스테이지(32)를 이용해 흡입된다. 연료는 액압의 상승으로 예비 스테이지(32)의 펌프실 안에 있는 펌프-러닝 휠(27)를 이용해 유출구(35) 쪽으로 이송된다.

상기 예비 스테이지(32)는 한쪽이 개방된 사이드 채널 펌프로서 러닝 휠(27)안에 형성되어 있다. 러닝 휠(27)에 예비 스테이지(32)가 형성되어 유입구(34), 즉 탱크 바닥을 향한 쪽으로 개방된다. 그 때문에, 공급 장치의 정지 시에 상기 러닝 휠(27)은 정압 때문에 이송 펌프(8)의 흡입 커버(33)에 압력을 가한다. 그러므로,메인 스테이지(28)는 예비 스테이지(32)에 대해 밀폐된다. 연료가 포트(40)로부터 예비 스테이지(32)에 의해 탱크 바닥 쪽으로 피드백되지 않는다. 상기 예비 스테이지(32)와 메인 스테이지(28) 사이의 축방향 갭은 러닝 휠(27)의 중력과 정압을 통해 밀폐된다. 이를 위해 양 표면은 기밀하게 밀폐될 수 있어야 한다.

러닝 휠(27) 내부의 하나의 세그먼트에서 원형으로 연장되어 있는 예비 스테이지(32)의 펌프실은, 이것이 메인 스테이지(28)의 펌프실에 인접하므로 메인 스테이지(28)와 예비 스테이지(32)의 저압 영역들 또는 흡입 영역들이 마주하도록 설계되는 것이 바람직하다. 그러므로 누설 손실(leakage loss)이 이 펌프실들 사이에서 실제로 억제되는데, 이는 예비 스테이지(32)의 상대적으로 짧은 펌프실이 메인 스테이지(28)의 상대적으로 높은 압력을 갖는 영역 안에 연장되어 있지 않기 때문이다.

연료는 제트 노즐(36)을 이용해 유출구(35)로부터 측관(37; side pipe)으로 유도되고 이 측관(37)을 통해 화살표 방향(38)으로 포트 하우징(40) 안으로 유도된다. 예비 스테이지(32)에 있는 펌프실의 크기와 펌프-러닝 휠(27)의 직경의 크기를 적절하게 함으로써, 이 예비 스테이지의 이송 성능은 포트 하우징(40)이 본원에는 도시되지 않은 실시예에서 직접, 제트 노즐(36) 없이 채워질 수 있도록 선택된다.

이송 펌프(8)의 하우징에서 그리고 특히 흡입 커버(33)에서 펌프-러닝 휠(27)의 지지면(41)이 실제로 평면이므로, 이 경우에도 가능한 한 작은 연료 손실이 이송 펌프(8)에서 예상될 수 있다. 펌프-러닝 휠(27)에서 너무 큰 축력의 발생을 피하기 위해, 또한 압력 주머니가 러닝 휠(27)과 이송 펌프(8)의 하우징 사이에설치된다. 이 축력은 흡입 커버(33)와 인접한 측면에서의 압력에 비해 러닝 휠(27)의 상측에서 연료의 압력이 더 크기 때문에 발생한다.

Claims (6)

1. 전기 모터(10)에 의해 구동되는 이송 펌프(8), 상기 전기 모터(10)를 수용하는 하우징(11), 이송 펌프(8) 및 상기 이송 펌프(8)의 연료 흐름의 상류 및 하류에 연결된 여과 장치(9, 19)를 구비하고, 상기 이송 펌프(8)가 필터 포트 안에 있는 중앙 리세스를 통해 연료의 주흐름을 상기 여과 장치(9, 19)의 메인 필터(9)의 흐름측 쪽으로 이송하며, 사이드 채널 펌프가 예비 스테이지로서 이송 펌프(8)에 배열되어 있는 연료 공급 장치에 있어서,

   상기 예비 스테이지(32)는 전필터(19) 뒤에서 상승 파이프(37)와 포트 하우징(40)을 지나서 메인 스테이지(28)의 흡입 영역으로 이송되고, 상기 예비 스테이지(32)는 탱크 바닥(43)을 향한 쪽에서 이송 펌프(8)의 러닝 휠(27)에서 한쪽이 개방된 사이드 채널 펌프로서 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 흡입 커버(33)에서 상기 러닝 휠(27)을 향하는 면과 러닝 휠(27)에서 상기 흡입 커버(33)를 향하는 면은 예비 스테이지(32)와 메인 스테이지(28) 사이의 영역에서 서로 기밀하게 밀착되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 사이드 채널 펌프는 상기 이송 펌프(8)의 펌프-러닝 휠(27)에 통합되고, 상기 펌프-러닝 휠(27)은 이송 펌프(8)의하우징의 흡입 커버(33)의 대응 면에 실제로 평면으로 접하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프-러닝 휠(27)의 지지면의 영역에 압력 주머니(39)가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 예비 스테이지(32)의 펌프실은 메인 스테이지(28)의 펌프실에 인접하여 배열되어, 그 흡입 영역들이 서로 대향하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이드 채널 펌프의 출구와 상승 파이프(37) 사이에 제트 노즐(36)이 배열되고, 이 경우 상기 압력은 제트 노즐(36)에서 사이드 채널 펌프를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.