JP4044980B2 - ポンプ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、消費装置に流体を供給するためのポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
ここで言及される種類のポンプの場合には、吸入領域に負圧が生じる可能性があるという問題をはらんでいる。この負圧の故にキャビテーションが発生し、そのキャビテーションが、一方では大きな騒音を発生させ、且つ他方では破損の原因となり得る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、これらの不都合のないポンプを構成することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、消費装置に流体を供給するためのポンプであって、吸入室の与圧のために、消費装置から返送される、圧力を受けた状態の流体を利用するようにした前記ポンプにおいて、ポンプの吸入室を吸入接続部から区切る壁部分が設けられ、該壁部分は、吸入接続部を吸入室への移行領域において狭くすることにより吸入接続部を流れる流体を加速させる第1の機能と、吸入接続部と吸入室との間の前記移行領域がオイル収集室を確保できる程度に上方に位置するように吸入接続部と吸入室とを区切ってオイル収集室を確保する第2の機能とを有していること、ポンプの作業圧力側と連通している、加圧領域の圧力排出部も、オイル収集室を確保できる程度に上方に位置するように配置されていることを特徴とするものである。ポンプの吸入室が、消費装置から返送される、圧力を受けた状態にある流体によって与圧されることにより、すなわち、当該吸入室に過圧の流体が供給されることにより、キャビテーション作用を確実に防止することができる。また、前記壁部分を設けることによって、吸入接続部を流れる流体の流れが加速されるとともに、ポンプの停止状態でポンプ室が空になることを防止可能であり、その結果、ポンプのより良い始動挙動が生じる。さらに、吸入接続部と吸入室との間の連通部(移行領域)、並びに、ポンプの作業圧力側と連通している、加圧領域の圧力排出部が、オイル収集室を確保できる程度に上方に位置するように配置されていることにより、ポンプの始動特性がいっそう改善される。
【0005】
本発明は、例えばローラー型回転ポンプ、羽根型回転ポンプ、及び歯車回転ポンプに使用可能である。
本発明の次のような実施形態が有利である。すなわち、当該実施形態では、消費装置から返送された流体が、ポンプの吸入室に対して開いている圧力室排出口を有する圧力室へ送り込まれる。この圧力室排出口の横断面は、消費装置から返送される流体を圧力室へ導く還流接続部の横断面よりも小さい。この構成によって、導かれた流体は、前記圧力室排出口を通って流れ出る際に加速される。従って、比較的に大きな速度で吸入室へ流れ込む流体が、吸入室にある流体を連行してポンプの吸入領域に供給することができる。
【0006】
さらに、ポンプの次のような実施形態が有利である。すなわち、当該実施形態では、吸入室の横断面が前記圧力室排出口の横断面より大きい。流体によるエネルギー変換によって、高い速度で前記圧力室排出口から流れ出す流体によって、吸入室内の圧力が高められる。この高められた圧力が、ポンプの吸入領域におけるキャビテーションを防止することに寄与する。
【0008】
別の構成は、その他の従属項に記載されている。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明を、以下に図面をもとにして詳細に説明する。
本発明は、歯車ポンプ、ローラ型回転ポンプ、及び羽根型回転ポンプに関する。以下では、純粋に例として羽根型回転ポンプが記述される。しかし、ここで述べられる、羽根型回転ポンプの吸入領域の与圧手段は、ローラ型回転ポンプ及び歯車ポンプの場合にも投入可能である。
【0010】
図1に示される羽根型回転ポンプ1は、ローター3を有する。ローター3の周囲壁部には、放射方向に延びるスリット5が設けられており、当該スリット5が放射方向に可動の羽根7を受容する。
【0011】
ローター3は、輪郭リング9(Konturring)内に回転可能に配置されている。輪郭リング9の内面11は、互いに向き合って位置し且つこの場合には同一に形成されている2つの運搬室13及び15が形成されるように形成されている。それらの運搬室13及び15は、ほぼ三日月形である。輪郭リング9の内部でローター3が回転する際には、前記スリット内の羽根が出入する。その結果、運搬室13及び15に吸入領域及び加圧領域が形成される。ローター3の回転の際には、ここに、向き合って位置する2つの吸入領域17及び19、並びに、向き合って位置する2つの加圧領域21及び23が生じる。それらの、図1に示された配置は、ローターの反時計周りの回転の際に与えられる。
【0012】
輪郭リング9は、ポンプケーシング25に挿着されており、当該ポンプケーシング25の内部に吸入接続部27が開口する。吸入接続部27には、タンクへ通じる連結部が接続されている。当該タンクへは、消費装置から返送される、おそらくわずかに圧力を受けた状態の流体が導入される。当該吸入接続部は、輪郭リング9を実際的に完全に取り囲む吸入室29と連通している。吸入室29は、ポンプの吸入領域17及び19と流体結合している。吸入室29は、吸入接続部27と反対の側の端部で、パッキングパッド31によって閉鎖される。パッキングパッドを挟んで反対側には、圧力室33が位置する。当該圧力室33は、一方ではケーシング25によって、他方では輪郭リング9によって限定され、且つ吸入室29への圧力室排出口35を有する。圧力室33には、還流接続部37が開口しており、当該還流接続部37を介して、圧力を受けた状態の流体が消費装置から羽根型回転ポンプ1へ達する。還流接続部の横断面は、圧力室排出口35の横断面よりはるかに大きい。
【0013】
図1より、圧力室33と吸入接続部27との間に壁部分39が位置することがわかる。当該壁部分39は、吸入接続部27から吸入室29へ流れる流体をわきへそらす。また、必要な場合には、当該壁部分39が還流接続部37または圧力室33と吸入室29との間の移行領域において横断面を先細りさせ、その結果、還流接続部37から吸入室29へ流れる流体が加速される。
【0014】
圧力室排出口35から流れ出る流体、詳しくは作動液は、吸入接続部の領域にある作動液を連行する。すなわち、消費装置から直接にポンプへ返送される、過圧を受けた状態の流体が、そのエネルギーを、吸入接続部から連行される流体へ伝える。
【0015】
圧力室排出口35の直後の吸入室29の横断面が当該排出口自体の横断面より大きいので、吸入室においてエネルギー変換が行われ、そのエネルギー変換によって吸入室29内の圧力が高められ、高められた圧力が吸入領域17及び19内にまで作用し、その結果、羽根型回転ポンプ1が流体を少ないキャビテーションで吸入することができる。
【0016】
羽根型回転ポンプの変形された実施形態を図2に示す。ここで、同一部分には同一の符号が付されている。それによって、そのかぎりでは、符号の詳しい記述は行わない。
【0017】
ここで示される実施形態の場合にも、羽根型回転ポンプ1は、輪郭リング9の内部に回転可能に装着されたローター3を有する。双方のポンプ部分の吸入領域17及び19は破線で概略を示されており、その加圧領域21及び23も同様である。より見やすくするために、ここには羽根7が図示されていない。
【0018】
ここで示された実施形態の場合には、還流接続部37が、輪郭リング9に対して距離をおいて配置された圧力室33に開口しており、当該圧力室33が圧力室排出口35a及び35bによって吸入接続部27に対して開いている。圧力室排出口35a及び35bの横断面は、還流接続部37の横断面よりはるかに小さい。従って、還流接続部37を通って圧力室33へ送られた流体は、還流接続部37において与えられている速度よりもはるかに大きい速度で圧力室排出口35a及び35bを通って流れ出る。
【0019】
高い速度で吸入接続部27へ流れ込む流体は、吸入接続部27にある流体を連行し、かつエネルギーをこの流体に伝える。壁部分39によって、両方の流体の最善の混合が生じ、その結果、過圧を受けた状態で還流接続部37を通って供給される流体のエネルギーが吸入接続部27にある流体に最適に伝わる。
【0020】
圧力室排出口35a及び35bは次のように配置され且つ形成されている。すなわち、圧力室排出口35a及び35bから流れ出る流体が圧力室排出口35a及び35bの向い側に位置する吸入接続部の境界壁41に当たってはねかえってエネルギー損失を起こさないように配置され、かつ形成されている。境界壁41は、図面の面に対して垂直に延在する、タンクへ通じる管接続部の一部分である。
【0021】
また、壁部分39が、吸入接続部27を吸入室29への移行領域において狭くする。その結果、ここに、いわば混合室が形成される。狭くなることによって、貫流する流体が加速される。壁部分39の端部のすぐ後ろで、吸入室29の横断面が拡大される。その結果、ここで、エネルギー変換に基づいて圧力が高められる。この高められた圧力に基づいて、過圧の流体が吸入領域17及び19へもたらされる。
【0022】
羽根型回転ポンプ1の、図2に示された実施形態は、以下のことを特徴とする。すなわち、壁部分39が、ローター3を収容している、ポンプの内室を、還流接続部37から及び吸入接続部27から区切っている。その結果、羽根型回転ポンプ1の停止状態で、空になることが確実に防止される。従って、前記ローターは、ポンプの停止の後も完全に流体中に沈められており、それ故に最善の始動挙動を示す。換言すれば、羽根型回転ポンプ1が始動時に空転せず、遅滞なく流体の運搬を始めることが保障される。ただし以下のことが重要である。吸入接続部27と吸入室29との間の連通部(移行領域)、並びに、羽根型回転ポンプ1の作業圧力側と連通された、腎臓形の加圧領域21及び23の圧力排出部が、オイル収集室を確保できる程度に上方に位置するように配置されている。当該オイル収集室にあるオイルはポンプの始動特性を改善する。
【0023】
図1及び図2についての記載から、以下のことが容易にわかる。すなわち、ここで言及された種類の従来のポンプの場合に慣例であろうと、また例えば操舵補助システムのための羽根型回転ポンプの場合に流量制御弁が用いられていようと、羽根型回転ポンプ1は流量制御弁を持たない。類似の構造の、ここでは詳細に述べられていないローラ型回転ポンプ及び歯車ポンプも同様に流量制御弁をもたない。このような流量制御弁は、組み立てに経費がかかり、高い製造コストを引き起こす。そのうえ、流量制御弁を備えるポンプの吸入室の与圧は、流量制御弁が働いており、且つ流体をポンプの加圧側から直接にポンプの吸入領域へ戻すときにだけ保証される。
【0024】
従って、比較的に、図1及び図2に基づいて記述されたポンプの構造は、はるかに簡単にされている。それに加えて、吸入領域の与圧は、消費装置から、圧力を受けた状態の流体が戻されるとき常に保証されている。
【0025】
以上のように、図1及び図2に基づいて記述されたポンプは、非常に簡単な構造を特徴とする。消費装置の、圧力を受けた状態の流体を使って、吸入領域を与圧することによって、ポンプの吸入領域でのキャビテーションが高い確実性をもって防止される。その結果、騒音の発生および損耗を大きく低下させ、かつポンプの回転数限界を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】切開かれた羽根型回転ポンプの第一の実施形態の平面図である。
【図2】切開かれた羽根型回転ポンプの第二の実施形態の平面図である。
【符号の説明】
1 ポンプ
27 吸入接続部
29 吸入室
33 圧力室
35;35a;35b 圧力室排出口
39 壁部分
Claims (5)
- 消費装置に流体を供給するためのポンプであって、吸入室(29)の与圧のために、消費装置から返送される、圧力を受けた状態の流体を利用するようにした前記ポンプにおいて、
ポンプ(1)の吸入室(29)を吸入接続部(27)から区切る壁部分(39)が設けられ、該壁部分(39)は、吸入接続部(27)を吸入室(29)への移行領域において狭くすることにより吸入接続部(27)を流れる流体を加速させる第1の機能と、吸入接続部(27)と吸入室(29)との間の前記移行領域がオイル収集室を確保できる程度に上方に位置するように吸入接続部(27)と吸入室(29)とを区切ってオイル収集室を確保する第2の機能とを有していること、
ポンプ(1)の作業圧力側と連通している、加圧領域(21,23)の圧力排出部も、オイル収集室を確保できる程度に上方に位置するように配置されていること、
を特徴とするポンプ。 - 消費装置から返送された流体が圧力室(33)へ導入され、圧力室(33)がポンプ(1)内の吸入室(29)に対して開いている圧力室排出口(35;35a;35b)を有し、圧力室排出口(35;35a;35b)の横断面が、消費装置から返送される流体を圧力室(33)へ導く還流接続部(37)の横断面よりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載のポンプ。
- 吸入室(29)が吸入接続部(27)に流体結合しており、吸入接続部(27)を介して、流体がタンクから吸入されることを特徴とする、請求項1または2に記載のポンプ。
- 吸入室(29)の横断面が圧力室排出口(35;35a;35b)の横断面より大きいことを特徴とする、請求項2に記載のポンプ。
- 圧力室排出口(35a;35b)が吸入接続部(27)に直接に開口していることを特徴とする、請求項2または4に記載のポンプ。
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