JP4044980B2 - ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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