JPH0331569A - 油圧式周辺ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロータリ油圧ポンプに関し、より詳しくは航空
機のタービンエンジンの燃料給送システムにおけるブー
ストポンプとして用いるのに非常に良く適している周辺
ポンプ（ｐｅｒｉｐｈｅｒｙｐｕｍｐ）に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

油圧式の周辺ポンプは従来から、その軸心の周りを回転
するよう設けられている駆動軸を有するハウジングを含
んでいる。駆動軸にはインペラが連結されていてハウジ
ング内で回転するようになっており、またこのインペラ
は、軸方向に向かい合った実質的に平坦な側面を備えた
ディスク状の本体と、周縁のベーンの円周方向の列を有
している。ハウジング内には一対の軸受用バックアップ
プレートが設けられており、これらはインペラの平坦な
側面に対面摺動する平坦な内側表面を有している。イン
ペラの周縁の回りでは、バックアッププレートとハウジ
ングの間に弧状の流体チャンバが形成され、ある角度の
間隔を置いた流体吸込み及び吐出しポートを存している
。この種の周辺ポンプは、タンジェンシャルポンプ、タ
ービンベーンポンプ、再生型ポンプ、乱流ポンプ、或い
は摩擦ポンプとも呼ばれるものであり、ベーンの設けら
れた周縁部分が流体を収容している弧状チャンバ内で動
くことにより、ポンプ作用を営むものである。チャンバ
内の流体はインペラのベーンとの摩擦によって推進され
、チャンバにおける適度の制約によって、水頭は流体が
流れる方向に増大する。アイバーセン（Ｉ（、Ｗ、　Ｉ
ｖｅｒｓｅｎ）による「周辺ポンプの動作ＣＰｅｒｆｏ
ｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｐｅｒｉｐｈ−ｅｒｙ　
Ｐｕｍｐ）　Ｊ　、Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　
　ｔｈｅ　ＡＳＭＥ、　１９５５年１月、１９−２８頁
は、この種の周辺ポンプについての理論的な背景につい
ての議論を提供している。

〔発明の解決しようとする課題〕

航空機のタービンエンジンの燃料給送システムにおける
燃料ポンプに課せられる設計上の制約及び仕様を考慮し
た場合、ここで主題としているタイプの周辺ポンプは、
従来では採用することができなかった０例えば、低速で
の始動の際における燃料の圧力及び流量に対する条件の
典型的なものを見ると、ベーンポンプのような容積式ポ
ンプが採用されねばならないことが判る。典型的なシス
テム設計仕様によれば、燃料ポンプは気体／液体吸込み
率が０．４５であり、またポンプ吸込みにおける燃料の
真の蒸気圧以上の圧力であるＮＰＳＰ、即ち有効吸込み
圧力が３４．５ｋＰａ（５ｐｓｉ）であるという、特定
の流量でもって動作することが必要とされる。しかしな
がらより新しいシステムの仕様によれば、より幅広い範
囲のエンジン流量にわたって０．４５という気体／液体
吸込み率で動作する能力が必要とされ、また間歇的な全
液体又は全気体での動作を含めて、１．０という気体／
液体吸込み率が必要とされることさえある。さらにまた
ＮＰＳＰに対する要求は、エンジンの全流量範囲にわた
って３４．５ｋＰａ（５ｐｓｉ）であることにまで高ま
っており、さらに場合によってはエンジンの全流量範囲
にわたって、２０．１ｋＰａ　（３ｐｓ　ｉ）であるこ
とさえ必要とされる。

そこで本発明の一般的な課題は、幅広いエンジン作動範
囲にわたって航空機のタービンエンジンの燃料給送シス
テムの流量条件を満足させることができると共に、幅広
いエンジン燃料流量範囲にわたってキャビテーションを
生ずることなく　２０．１ｋＰａ（３ｐｓｉ）のＮＰＳ
Ｐで且つ１．０までの気体／液体吸込み率でもって作動
するよう構成された、ロータリ油圧周辺ポンプを提供す
ることである。本発明の別の課題は、航空機に用いる場
合の重量及び容積についての厳しい条件に鑑みたときに
経済的であり且つ構造的に効率的であって、長期にわた
る作動寿命の間、信頼できる役務を提供する、前述した
特徴を有する燃料ポンプを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による油圧周辺ポンプは、その軸心の回りで回転
するよう設けられたポンプ駆動軸を有するハウジングを
含んでいる。駆動軸にはインペラが連結されていてハウ
ジング内で回転するようにされており、またこのインペ
ラは、軸方向を向いた実質的に平坦な側面を少なくとも
一つ、好ましくは二つ備えたディスク状の本体を有して
いる。インペラ本体の周縁のまわりには、ベーンの円周
方向の列が形成されている。

ハウジング内にはバックアッププレートがあり、インペ
ラの側面に対面する平坦な表面を備えている。弧状の流
体チャンバがインペラの周縁を取り囲むと共に、ある角
度をなして間隔を置いた流体吸込み及び吐出しポートを
有している。

本発明の顕著な特徴によれば、インペラの側面の少なく
とも一方、好ましくは両方に、半径方向を向いたスロッ
ト即ちチャネルが設けられていて、これらがバックアッ
ププレートの流体通路と共働して遠心力により流体圧力
をブーストし、そして事実上液体ピストンブーストを形
成するか、或いは周辺ポンプの吸込み個所において半径
方向のインペラと結合する。

より詳しく言えば、本発明の好ましい実施例ではインペ
ラの両側面に形成される半径方向を向いたスロット即・
ちチャネルは、インペラの回転軸と同心でもって列をな
している、半径方向内側及び外側の閉じた端部を有して
いる。バックアッププレートに穿孔されたポケットが、
インペラの回転に際して、吸込み流体をインペラのこれ
らのチャネルの半径方向内側の端部へと供給する。バッ
クアッププレートの別の弧状の部分がインペラの回転に
伴ってインペラのスロットに開口すると、バックアップ
プレートのこの弧状部分はチャネルの外側端部から流体
を受け取ることになり、バックアッププレートのポケッ
トとこの弧状部分との間では、インペラのチャネルを通
って流れる間に受ける遠心力によって流体の圧力がブー
ストされることになる。

この流体は次いでバックアッププレートに設けられた通
路を通って、バックアッププレートの裏側、即ちインペ
ラから遠い方の側面の周囲に延びるチャネルへと供給さ
れ、そこからまたインペラの周囲にある流体チャンバの
吸込みへと供給される。

本発明の別の実施形式では、バックアッププレートの第
一の部分が、インペラの回転による第一の弧状部分の間
にインペラのチャネルの半径方向内側の端部に流体を供
給するために用いられている。バックアッププレートの
弧状の部分はインペラからの流体を、バックアッププレ
ートに設けられた断面部分を通った後に受け取る。バッ
クアッププレートのチャネルにおいて流体の流れに対し
て与えられる断面は、流体に与えられる遠心力から流体
ピストンによるブースト効果を得て、それによって周辺
ポンプの段階へと流体圧力を昇圧するように構成されて
いる。この流体ピストン効果によれば、幅広い流量範囲
にわたって低圧の吸込み動作を得ることができ、他方、
周囲でのインペラ段階では、高い吐出し圧力が得られる
。かくして本発明は、望ましい作動特性を魅力的なパッ
ケージサイズで提供することができると共に、殆どの航
空機のエンジンの燃料給送システムにおける中間圧力条
件を満たすことができる。

〔実施例〕

本発明は、そのさらなる課題、特徴及び利点と共に、以
下の詳細な説明、特許請求の範囲並びに添付図面から最
も良く理解されるであろう。

第１図から第１３図は、本発明の第一の実施例による周
辺ポンプ３０を、このポンプ３０を適当なポンプ支持構
造体（図示せず）へと取着すべく半径方向に突出したフ
ランジ３６を備えた基部３４を有する、はぼカップ形状
のハウジング３２（第１図）からなるものとして示して
いる。吸込み用カバー３８がネジ４０により、ハウジン
グ側壁４２の開放端部に固定されている。吸込み用継ぎ
輪４４がカバー３８から側壁４２と同軸に外方へと突出
しており、その内部に吸込み流体を受け取るようになっ
ている。後部のバックアッププレート４６がハウジング
側壁４２とほぼ同軸でもって、カバー３８の内側表面４
７に対面してハウジング側壁内に設けられており、この
内側表面４７に対して位置決めピン４８によって円周方
向に位置付けられている。前部のバックアッププレート
５０はハウジング基部３４の段差の付いた内側表面５１
に設けられており、ハウジング３２及びバックアッププ
レート４６に対して整列するよう位置決めピン５２によ
って円周方向に位置付けられている。バックアッププレ
ート５０は、バックアッププレート５０とこれに対面す
るハウジング基部３４の内側表面５１の間に捕捉された
バネ５４により、バックアッププレート４６に向けて弾
性的に付勢されている。

ポンプの駆動軸５６はランド５８．６０を有し、これら
はバックアッププレート５０．４６のそれぞれに設けら
れた対応する開口５９．６１内に回転可能に軸支されて
いる。駆動軸５６の一方の端部６２はハウジングの基部
３４から軸方向外方へと延伸しており、動力パワーの源
（図示せず）と接続するようになっている。駆動軸５６
の逆側の端部６４は、側壁４２と同軸でもって継ぎ輪４
４及びカバー３８の中央の吸込み通路６６内へと延伸し
ている。

くさび７１上に受容された円錐形のスカート６９からな
るインデューサ６８が、止めネジ７０によつ、て駆動軸
の端部６４へと固定されている。螺旋状のベーン７２が
、周りを囲んでいる通路１２０の表面に密に隣接して、
スカート６９から半径方向に突出している。スカート６
９の細くなった開放端部には、円錐形の分流ノーズ１６
４が圧入されている。バックアッププレート４６．５０
および吸込み用カバー３８の周縁は、適当なパツキン１
４８によって、これらを取り囲んでいるハウジング側壁
４２の内側向きの段付き表面４９に対してシールされて
いる。シール１５０がハウジングの基部３４に担持され
ており、駆動軸５６上のフランジ１５２と軸方向に係合
している。側壁４２からは一対の流体圧力吐出し１５４
．１５６が半径方向外方へと突出しており、与圧された
流体を外部の装置、例えば航空機のエンジン制御システ
ムの如きへと給送するようになっている。

インペラ７４は内側に溝を付けられた中央開口アロ（第
１図から第３図）を有し、これがランド５８．６０の間
の駆動軸５６の対応個所７８に連結されて回転可能とさ
れる。インペラ７４のディスク状の本体は軸方向に向か
い合った平坦な側面８０．８２を有しており、これらは
バックアッププレート５０．４６のそれぞれの対面する
平坦な内側表面８４．８６に対して摺動接触する。均一
な間隔を置いた凹部即ちパケット８８の円周方向の列が
各々の側面８０．８２の外側縁部においてインペラ７４
の周囲に沿って延びており、また隣接するパケット８８
の間においてインペラの周縁は、中央のウェブ９２によ
って連結された多数の半径方向に延伸するベーン９０を
形成することになる。インペラの各々の側面８０．８２
の周囲には、複数の半径方向に延びるスロット即ちチャ
ネル９４が、均一に間隔を置いた円周方向の列をなして
形成されている。各々のチャネル９４は、半径方向内側
の弧状の閉じた端部９６と半径方向外側の弧状の閉じた
端部９８を有し、インペラの両方の側面におけるすべて
のチャネル９４の内側及び外側の端部は相互に軸方向に
整列しており、またインペラ７４の中実軸心と同心であ
る。第２図において最も良く見られるように、インペラ
７４の円周方向において、チャネル９４は周囲のパケッ
ト８８の一つ置きの対の間に配置されている。インペラ
本体内部でチャネル９４の基部は、弧状に凹んだ構造で
ある。軸方向に向かい合ったチャネル９４同士の内側端
部９６は、インペラ本体を貫通する円筒形の通路１００
によって相互に連結されている。

チャネル９４の列の半径方向内方には、４つの弧状の腎
臓形の通路１０２が、インペラ７４を軸方向に通って延
びている０通路１０２は溝付きの中央開口アロとチャネ
ル９４の内側端部９６の間のほぼ中間において、相互に
均一に円周方向に間隔を置いている。

第１２図及び第１３図に示されている修正されたポンプ
３０ａは、「主要点掃気（ｈｉｇｈ　ｐｏｉｎｔｓｃａ
ｖ−ｅｎｇｉｎｇ）　Ｊを行うように構成されている。

インペラ７４ａの一方の側面には、インデューサの吐出
しか接続されている。他方の側面は、二次吸込みポート
である半径方向通路１５８に接続されている。インペラ
７４（第１図から第３図）にある通路１００．１０２は
、インペラ７４ａからは省略されている。

後部のバックアッププレート４６は、このバックアップ
プレートの内側表面８６即ちインペラに隣接する側の表
面の周囲に延びる凹状チャネル１０４を備えたほぼディ
スク状の本体からなるものとして、第７図、第８図及び
第１１図において非常に詳しく図示されている。チャネ
ル１０４は棚部１０６（第９図）によって中断されてい
る。この内側表面８６の周囲に沿って、チャネル１０４
よりも内側で且つバックアッププレートの中央の開口６
１と同軸の共通の中心上において、角度をなして間隔を
置いている３つの弧状の腎臓形の通路１０８が分散配置
されている。第１図において最も良く見られるように、
通路１０８は組み立てられた場合にインペラのチャネル
９４の外側端部９８と整合する。第１１図において最も
良く見られるように、通路１０８は軸心に対しである角
度をなしてバックアッププレート４６を通って延び、バ
ックアッププレート４６の外側表面１１２即ちインペラ
から遠い側の表面においてチャネル１１０へと開口して
いる。チャネル１１０はバックアッププレート４６の周
方向の主要な領域にわたり、バックアッププレートの軸
心とほぼ同心でもってバックアッププレートの平坦な外
側表面１１２の全体にわたって延びている。第７図にお
いて最も良（見られるように、チャネル１１０はほぼ一
様な半径方向寸法を存しているが、端部１１４において
はチャネル１１０の内端１１６と半径方向外側において
重なる先細りの半径方向寸法でもって終端している。チ
ャネル１１０は内端１１６から端部１１４へと向けて深
さが増大するようになっており、端部１１４においては
通路１１８がバックアッププレートを通って周縁のチャ
ネル１０４へと延びている。第７図において最も良く見
られるように、通路１０８は半径方向寸法がほぼ均一で
あるチャネル１１０の部分へと延びており、第１１図に
おいて最も良く見られるように、端部１１４へと向けて
角度をなしている。

バックアッププレートの外側表面１１２には、チャネル
１１０よりも半径方向内側に、中央の開口６１を同軸に
取り囲むようにしてほぼカップ形状のポケット１２０が
形成されている。第１図に示されているように、インデ
ューサのスカート６９の内側端部、即ち吸込みから遠い
方の端部は、組み立て時にこのポケット１２０内に配置
される。

角度をなして間隔を置いた３つの弧状の腎臓形の通路１
２２が、ボケッ）１２０の外側周縁においてこのポケッ
ト１２０からバックアッププレートの内側表面８６まで
、バックアッププレート４６を通って延びている。第１
図において最も良く見られるように、腎臓形の通路１２
２は組み立て時にインペラ７４の通路１００と半径方向
に整合し、またインペラの回転時にはポケット１２４と
腎臓形の通路１０２が軸方向に整合して、このポケット
１２４が通路１２２をインペラ７４の通路１０２へと効
果的に連結することになる。

前部のバックアッププレート５０（第１図、第４図から
第６図、及び第１θ図）は、このバックアッププレート
の内側表面８４の周縁に沿って延びる弧状の凹んだチャ
ネル１２６を有する、はぼディスク状の本体からなって
いる。棚部１２８（第４図）がチャネル１２６を中断し
ており、組み立て時にはバックアッププレート４６の棚
部１０６（第９図）と整列するようになっている。バッ
クアッププレート４６．５０の周縁のチャネル１０４．
１２６はそれぞれ、ハウジングの側壁４２にあり半径方
向内側を向いた一対の環状チャネル１３０．１３１　（
第１図）と共働して、インペラ７４の周囲に沿って延び
る弧状の流体給送チャンバを形成する。以下に説明する
ように、棚部１０６．１２８は、角度をなして離隔した
この周縁の給送チャンバの吸込み及び吐出し端部を分離
している。このバックアッププレートの軸の周囲にはこ
れと同心でもって、周囲のチャネル１２６に半径方向内
側に隣接して、３つの弧状の貫通した通路１３２が一様
に分布されている。通路１３２はバックアッププレート
の軸に対して、第１０図において最も良く見られるよう
にある角度をなしており、内側表面４４からバックアッ
ププレート５ｏの外側表面１３６上のチャネル１３４ま
で延伸している。バックアッププレート５０の通路１３
２は、バックアッププレート４６の通路１０８と同じで
ある。チャネル１３４は本質的にバックアッププレート
４６のチャネル１１０（第７図から第８図）の鏡像であ
り、バックアッププレート４６のチャネルの内端１１６
と軸方向に整列する内端１３８（第６図）を有し、また
棚部１２８に隣接する個所までバックアッププレート４
６を通って周縁のチャネル１２６へとある角度をなして
延びている通路１４２で終端する外端１４０を有してい
る０本質的にバックアッププレート４６にある通路’１
０８（第７図から第９図）の鏡像である通路１３２は、
チャネルのこの端部１４０に対して角度をなしている。

バックアッププレート５０の内側表面８４ではポケット
１４４が中央の開口５９を取り囲んでおり、その外側の
縁部１４５はインペラの通路１００（第１図参照）と整
合する半径を有しており、また組み立て時にバックアッ
ププレート４６の通路１２２と整合する角度を有してい
る。内側表面８４にあるポケット１４４から外側表面１
３６にある棚部１４７まで、３つの腎臓形の通路１４６
がバックアッププレート５０をその軸に対しである角度
をなして通っている。環状のキャビティ１４９（第１図
）が、棚部１４７とこれに対面するハウジング基部３４
の表面５７の間に形成されている。キャビティ１４９は
ハウジング側壁４２にある半径方向通路１５８（第１図
）へと開口しており、これは組み立て時には吸込みライ
ンの主要点（ｈｉｇｈ　ｐｏｉｎｔ）に接続される。こ
のことは使用時に「主要点掃気」をもたらすものであり
（第１２図から第１３図）、通常の作動時には閉塞して
おくこともできる。半径方向通路１５８が主要点掃気に
用いられる場合には、インペラ７４ａは第１２図及び第
１３図に示された形状をとる。

動作時においては、吸込み流体である燃料が矢印１６２
（第１図）の方向でもって、インデューサ６８の分流ノ
ーズ１６４に向けて継ぎ輪４４内へと軸方向に供給され
る。駆動軸５６によるインデューサ６８の回転は吸込み
流体を引き入れ、それによって吸込みにおける圧力を減
すると共に流体の流れを促進する。流体（及びそれに伴
っている気体）は螺旋状のベーン７２のオーガー的な作
用により、円錐形のスカート６９及びこれを取り囲む円
筒形のキャビティと共働して圧縮され、ブーストされた
圧力でもって流体を矢印１６６（第１図）の方向へと、
通路１２２を通してバックアッププレート４６の内側表
面８６のポケット１２４まで推進する。インデューサ６
８からの吸込み流体はまた矢印１７０の方向において、
チャネル９４の内側端部がバックアッププレート４６及
び５０のカップ状領域と整列する場合に、インペラのこ
のチャネル９４へと供給される。インペラの回転による
遠心力は、インペラのチャネル９４にある流体を矢印１
７０の方向において、バックアッププレート４６．５０
の通路１０８．１３２内へと半径方向外方に付勢する。

説明の便宜のためにチャネル９４を点線で重ねて示しで
ある第４図及び第９図において、チャネル９４はインペ
ラ７４の矢印１７２の方向への回転の間にボケッ）１２
４．１４４を通路１０８、１３２と直接に連結すること
に気付（であろう。チャネル９４の外端は、インペラ７
４の回転の部分部分に際して、バックアッププレートの
それぞれの内側表面８４．８６によってカバーされる。

この構成はチャネル１１０．１３４に向かう外部への流
れを中断し、チャネル９４における流体の伝達の開始及
び停止により気泡の抑制を行うという利点を有する。こ
の構成はまた、このシステムを通ってポンプ装置の第二
段階を形成する周辺ポンプの吸込みへと通過することの
できる気泡の大きさを減少するよう働くものである。

通路１０８．１３２を通って矢印１７４（第１０図及び
第１１図）の方向に外方へと流れる流体はバックアップ
プレート４６．５０の外側表面にあるチャネル１１０、
１３４に入り、そこから矢印１７６の方向においてバッ
クアッププレートの周囲をながれ、また通路１１８．１
４２から周囲の給送チャンバの吸込み端部へと流れる０
次いで流体は、矢印１７２の方向へのインペラ７４の回
転によって矢印１７８（第４図及び第９図）の方向にお
いて、ポンプの吐出し１５４．１５６　（第１図、第４
図及び第９図の点線）へと給送される。先に示したよう
に、バックアッププレート４６．５０の外側表面にある
チャネル１１０．１３４はそれぞれの吐出し通路１１８
．１４２の方向に、即ちインペラの回転及び流体の流れ
の方向において、段々と深さが増すようになっている。

従って通路１０８．１３２を通ってチャネル内へとより
多くの流体が給送されるにつれて、チャネルの寸法は実
際上増大することになる。

この構成は、このポンプの特定の部分を流れる流体の量
に比例した流体流用通路を提供するという利点を有する
。通路１０８．１３２は流れの方向に曲がっており、チ
ャネル１１０．１３４における矢印１７６の方向への流
体の流れを助けることが理解されよう。

第１４図から第２４図は、本発明の第二の実施例による
周辺ポンプ１８０を図示している。ポンプ１８０は以上
に詳細に説明したポンプ３０と、多くの点において近位
している。ポンプ１８０の吸込み用のカバー３８、イン
デューサ６８、駆動軸５６及びインペラ７４は、これま
でに説明したものと同じである。ポンプ１８０のハウジ
ング１８２は本質的にはポンプ３０のハウジング３２と
同じであるが、ハウジング３２の半径方向通路１５８（
第１図）がハウジング１８２（第１４図）には含まれて
いないという点が異なる。ポンプ１８０とポンプ３０と
の基本的な相違は、前部及び後部のバックアッププレー
　１−１８４．１８６　（第１４図）における流体用チ
ャネル及び通路の形状及び方向、並びにそれらを通る流
体の流れに関するものであり、以下ではこれらの相違に
ついてのみ詳しく説明する。（第１２図に示されている
ように、「主要点掃気」をもたらす形状及び方向でもっ
て半径方向通路１５８を採用することもできる。） 前部のバックアッププレート１８４は第１５図から第１
９図において詳しく示されており、はぼディスク状の本
体からなる。これはその内側表面１８８、即ちインペラ
に隣接する表面の周囲に形成された周縁のチャネル１２
６を有し、このチャネルは吸込み／吐出しを分離する棚
部１２８によって中断されている。直径方向に向かい合
っている一対の弧状のスロット即ちチャネル１９０が、
チャネル１２６に半径方向内側に隣接して、内側表面１
８８の周囲を中途まで延びている。第１８図の部分断面
図において最も良く見られるように、チャネル１９０の
軸方向寸法即ち深さは、最初は角度と共に増大し、次い
で一定に保たれ、そしてバックアッププレートの軸の周
方向に減少するが、半径方向の寸法は一定に保たれる（
第１５図及び第１６図）。チャネル１９０はバックアッ
ププレート１８４の外側表面１９２には開口しない。

ポケット１９４が内側表面１８８にある中央の開口５９
を取り囲んでおり、またインペラのチャネル９４の内側
端部９６と整列する位置へとポケット１９４の直径方向
両側に延びる一対の凹部１９６を有している。ポケット
のこの凹部１９６は、矢印１７２で示され名インペラの
回転方向に関して見てチャネル１９０の先端と、はぼ直
径方向に整合する。

一対の腎臓形の通路２００が、インペラの内側端部９６
と整列する半径方向の位置において、且つやはり矢印１
７２で示されるインペラの回転方向に関して見てチャネ
ル１９０の後端と半径方向に整列して、バックアッププ
レートの内側表面１８８上で相互に直径方向に向かい合
っている。

通路２００（第１６図）はバックアッププレート１８４
の本体を通って軸方向に且つ半径方向外方へと、バック
アッププレート１８４の外側表面１９２にあるチャネル
１３４へと延びている。チャネル１３４については、ポ
ンプ３０のバックアッププレート４６に関連して詳しく
説明した。

後部のバックアッププレート１８６は、第２０図から第
２４図において詳細に示されている。周縁のチャネル１
０４及び吸込み／吐出しを分離する棚部１０６は、前部
のバックアッププレート１８４にあるチャネル１２６及
び分離用の棚部１２８の鏡像である。同様に、バックア
ッププレート１８６の内側表面２０６にある弧状のチャ
ネル２０４は、バックアッププレート１８４にあるチャ
ネル１９０の鏡像である。一対のほぼ三角形の貫通した
通路２０８が組み立て時に（第１４図）バックアッププ
レート１８４にあるポケットの凹部１９６に対面するよ
うになり、また一対の腎臓形の貫通通路２１０はバック
アッププレート１８４における通路２００の鏡像であり
且つ組み立て時にこれに対面するようになる。通路２１
０はバックアッププレー）１８６の外側表面２１２の周
囲を延びるチャネル１１０と連通ずるが、このチャネル
１１０については先に詳しく説明した。チャネル１１０
は、吸込み／吐出しを分離する棚部１０６に隣接する給
送チャンバの吸込み端部において通路１１８でもって終
端している。

かくしてポンプ１８０では、矢印１６２．１６６の方向
においてインデューサ６８（第１４図）を通って流れる
吸込み流体は、バックアッププレート１８６の通路２０
８及びバックアッププレート１８４−のポケット１９４
と整合するインペラのチャネル９４において、そこから
矢印１７０の方向において流れる（第１５図及び第２２
図参照）。この流体は、与えられる遠心力によって駆動
されてバックアッププレート１８４．１８６のチャネル
１９０．２０４へと入り、矢印２２０（第１５図、第１
８図、第２２図及び第２４図）で示される円周方向に流
れ、次いでチャネル１９０．２０４と通路２００．２１
０の後端と整列するインペラのチャネル内を矢印２２２
（第１５図及び第２２図）の方向に半径方向内方へと流
れる０以上に説明したチャネル１９０．２０４の構成は
、対面するインペラのチャネルと共働して、液体ピスト
ン作用を通じて流体圧力のブーストを行う。これは流体
にインペラ７４のチャネル９４にある「液体ピストン」
の形を備えさせることにより、遠心力により流体をチャ
ネル１９０．２０４内へと排出せしめることにより行わ
れる。この流体の半径方向外方への移動はピストンのよ
うに作用して、凹部１９６と通路２０８を介してさら・
なる流体を引き込むことになる。凹部１９６と通路２０
８は、通路２０８と２１０の間の領域と凹部１９６と通
路２００の間の領域により閉じられるものであり、流体
の柱はインペラ７４のチャネル９４に捉えられる。

さらに続けて回転されると、この流体の柱はポンプ１８
０のキャビティにおける昇圧により、通路２００．２１
０を通して強制的に排出される。このこ、とは、インペ
ラのチャネル９４にある流体の柱の上端にあるチャネル
１９０の作用によって、流体を与圧することを可能なら
しめる。

〔発明の効果〕

ハｙ　り７　ッ７’７’　Ｉｙ　　）　１８４．１８６
（７）通Ｉａ１２００．２１０に流れ込む流体は、矢印
２２４（第１６図から第１７図及び第２０図）の方向に
おいてそれぞれのバックアッププレートの外側表面にあ
るチャネル１１０、１３４へと流れ、そこから矢印１７
６の方向においてチャネル１１０．１３４を通り、周囲
にある給送チャンバへと流れる。かくして第１４図から
第２４図のポンプ１８０は、動作及び方向付けを適切に
制御した「液体ピストン」の使用によって、液体だけで
はなく「気体」をも給送することができるという、ポン
プ３０よりも優れた利点を有している。この装置は吸込
みラインの主要点から気体を除き、かくして燃料ポンプ
の吸込みにおける気体のレベルを減するのに特に有用で
ある。これはまた有効な掃気ポンプでもあるが、それは
「ピストン」がその関連するボア（インペラ７４のチャ
ネル９４）に対して許容誤差「ゼロ」でもって形成され
るものであり、従って燃料システムにおいて遭遇する如
き低粘度の流体の場合に低圧でも極めて効率的に作動す
ることができるからである。チャネル１９０及び２０４
の長さ及び深さは、チャネルの長さと深さの増大率とを
関係付け、流体中の気泡を消失させるための保持時間が
重要な場合には長さと深さの均一な弧状領域とを関係付
け、また長さとチャネルの深さの減少率とを関係付ける
ことなどにより、システムのニーズに応じて適合させる
ことができる。

別の特徴は、インペラに流体が捉えられているため、ポ
ンプが液体切れした場合に「液体ピストン」はこのシス
テムをプライミングする能力があることである。この捉
えられている流体でもって、このシステムは残余の流体
を使用して再始動することが可能となる。この着想の別
の利点は、周知の「ナツシュの液体ピストン」の原理を
単純化し、その一方で給送されている流体に対するより
良好な密封特性をもたらすということである。この構成
によれば、この「ピストン」効果を使用することにより
、ポンプ３゜より良好な低い吸込み圧力特性が得られる
。この構成はまた、適用される用途に応じてロープが１
つ、２つ、３つ又は４つある構成でもって形成すること
もできる。

ポンプ３０がポンプ１８０に比して有する利点は、再生
／周辺インペラに対して流体を供給する第一段階の能力
にある。インペラ７４のすべてのチャネル９４は、流体
の柱に捉えられた気泡を消失させるための中断部分を除
き、連続的に使用される。ポンプ３０はまたチャネル９
４の構成によって、特別の気体／液体率に対処するため
過大にしうるという能力を有している。ポンプ３０はま
た第一段階においてポンプ１８０よりも高い圧力を生成
するが、それは流体の方向が逆転されることがないから
である。しかしながらポンプ３０の吸込み特性は、ポン
プ１８０についてのそれに勝ることはないであろう。

インペラ７４のチャネル９４の長さは、このポンプが装
着されるシステムのニーズに応じて変更しうることも理
解されるべきである。構成上の特性に応じ、より長いチ
ャネルは保持時間を増大させ、さらなる圧力増加をもた
らす。基部の直径及び外径もまた、適用に必要とされる
条件に応じて仕立てられる。

最後に理解の便宜に資するため本発明の要約を記せば、
本発明は油圧式周辺ポンプであって、その軸心の周囲に
回転するよう設けられたポンプ駆動軸を有するハウジン
グを含む、駆動軸にはインペラが連結されていてハウジ
ング内で回転するようになっており、軸方向を向いた実
質的に平坦側面を有するディスク状の本体を有している
。インペラ本体の周縁に沿って、ベーンの円周方向の列
が形成されている。ハウジング内にはバックアッププレ
ートがあり、インペラの側面に対面する平坦な表面を備
えている。弧状の流体チャンバがインペラの周囲を囲ん
でおり、角度をなして離隔した流体吸込みポート及び吐
出しポートを有している。インペラの側面にある軸方向
を向いたスロット又はチャネルがバックアッププレート
の流体通路と共働して流体圧力を遠心力によってブース
トし、そして事実上、周辺ポンプのチャンバ用の液体ピ
ストンによるブーストを行う第一段階を構成するか、或
いは二段階のインペラシステムを形成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現在好ましい実施例による周辺ポンプ
を直径方向に截断したものの側部立面図； 第２図は第１図のポンプのインペラの軸方向立面図； 第３図は実質的に第２図の３−３線に沿って取った断面
図； 第４図は第１図のポンプの前側のバックアッププレート
のインペラに隣接する表面即ち内側表面の端部立面図； 第５図は実質的に第４図の５−５線に沿って取った断面
図； 第６図は第１図のポンプの前側のバックアッププレート
のインペラから遠い表面即ち外側表面の端部立面図； 第７図は第１図のポンプの後ろ側のバックアッププレー
トのインペラから遠い表面即ち外側表面の端部立面図； 第８図は実質的に第７図の８−８線に沿って取った断面
図； 第９図は第１図のポンプの後ろ側のバックアッププレー
トのインペラに隣接する表面即ち内側表面の端部立面図
； 第１０図及び第１１図はそれぞれ実質的に第４図及び第
９図の１０−１０線及び１１−１１線に沿って取った展
開断面図： 第１２図は第１図のポンプの変更例を直径方向に截断し
たものの側部立面図； 第１３図は第１２図のインペラを拡大して詳細に示した
第３図に類似の断面図； 第１４図は本発明の第二の実施例による周辺ポンプを直
径方向に截断したものの側部立面図；第１５図は第１４
図のポンプの前側のバックアッププレートのインペラに
隣接する表面即ち内側表面の端部立面図； 第１６図は実質的に第１５図の１６−１６線に沿って取
った断面図； 第１７図は第１４図のポンプの前側のバックアッププレ
ートのインペラから遠い表面即ち外側表面の端部立面図
； 第１８図及び第１９図はそれぞれ実質的に第１５図及び
第１７図の１８−１８線及び１９−１９線に沿って取っ
た展開断面図； 第２０図は第１４図のポンプの後ろ側のバックアッププ
レートのインペラから遠い表面即ち外側表面の端部立面
図； 第２１図は実質的に第２０図の２１−２１線に沿って取
った断面図； 第２２図は第１４図のポンプの後ろ側のバックアッププ
レートのインペラに隣接する表面即ち内側表面の端部立
面図； 第２３図及び第２４図はそれぞれ実質的に第２２図及び
第２０図の２３−２３線及び２４−２４線に沿って取っ
た展開断面図である。 ３０．３０ａ−・−ポンプ　　３２・・・ハウジング４
６、５０−・−バックアッププレート５６−・駆動軸　
　６６−・吸込み通路？４，７４ａ−一・インペラ　　
８０．８２−　側面８４、８６一−−内側表面　　９０
・−ベーン９４−・・チャネル　　９６−内側端部９８
−・・外側端部　　１００−・−通路１０８　−通路　
　１２２・−通路　　１８０−ポンプ１８２−−−ハウ
ジング ８４１ １８６−−−バツクアツププレート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ハウジング（３２）と、該ハウジング内でその軸心
   の周囲に回転するよう設けられた駆動軸（５６）と、前
   記ハウジング（３２）内で回転するよう前記駆動軸に結
   合され且つ軸方向を向いた少なくとも一つの実質的に平
   坦な側面と周縁のベーン（９０）の円周方向の列を備え
   たディスク状の本体を有するインペラ（７４）と、前記
   インペラ（７４）の側面に対面する平坦な表面を有する
   前記ハウジング内のバックアップ手段（５０）と、角度
   をなして離隔したチャンバ流体用の吸込み（６６）及び
   吐出し手段（１５４、１５６）の内側で前記インペラの
   周囲に弧状の流体チャンバを形成する前記ハウジング内
   の手段と、前記吸込み手段へと流体を給送する手段とを
   含んでなる油圧式周辺ポンプ（３０）において、前記流
   体給送手段が、 前記インペラ（７４）の側面にあり半径方向内側及び外
   側の閉じた端部（９６、９８）を有する少なくとも一つ
   の半径方向を向いたチャネル（９４）と、前記インペラ
   の回転の第一の弧状部分の間に前記チャネルの前記半径
   方向内側の端部（９６）へと吸込み流体を供給するため
   の前記バックアップ手段（５０）における第一の手段（
   １２２）と、前記インペラの回転の第二の弧状部分の間
   に前記インペラのチャネルの前記半径方向外側の端部（
   ９８）から前記チャンバへと流体を供給するための前記
   バックアップ手段（５０）における第二の手段（１０８
   ）とからなることを特徴とするポンプ。 ２　前記第一の手段が回転の間に前記チャネルの内側端
   部と整合するよう前記バックアップ手段（５０）に配置
   された吸込み手段を含み、前記第二の手段が回転の前記
   第二の弧状部分の間に前記チャネルの外側端部と整合す
   るよう前記バックアップ手段に配置された弧状の吐出し
   手段からなる、請求項１のポンプ。 ３　回転の前記第一及び第二の弧状の部分が少なくとも
   部分的に重なり合う、請求項２のポンプ。 ４　前記バックアップ手段が、前記インペラに対面する
   平坦な内側表面と前記ハウジングに対面する外側表面を
   有するバックアッププレート（５０）からなり、前記第
   二の手段（１０８）が前記内側及び外側表面の少なくと
   も一方において前記弧状の吐出し手段と前記チャンバに
   互いに連結された弧状チャネル（１０８）からなる、請
   求項３のポンプ。 ５　前記弧状のチャネル（１０８）は該チャネルの長手
   周方向において断面が一様でない、請求項４のポンプ。 ６　前記断面は前記弧状の吐出し手段と前記チャンバの
   間において前記弧状チャネルの弧状の延伸と共に実質的
   に一様に増大する、請求項５のポンプ。 ７　前記弧状の吐出し手段は前記バックアップ手段の前
   記内側表面に設けられた第二のチャネルを含む、請求項
   ６のポンプ。 ８　前記第二のチャネルは周方向に閉じている離隔した
   端部を有し且つ前記インペラのチャネルの半径方向外側
   の端部と整合するよう配置されており、前記弧状の吐出
   し手段は回転の前記第二の弧状部分の間に前記チャネル
   の内側端部と整合して前記内側表面にある前記チャネル
   へと開口するよう配置された弧状通路手段をさらに含む
   、請求項７のポンプ。 ９　第二のチャネルが前記バックアップ手段の前記外側
   表面に配置されており、前記バックアップ手段を通って
   延びる通路によって前記弧状の吐出し手段と前記チャン
   バに連結されている、請求項６のポンプ。 １０　前記流体給送手段が、前記インペラの側面の周囲
   に沿って円周方向に列をなして均一に間隔を置いて配置
   された半径方向を向いた複数のチャネルからなり、該複
   数のチャネルの内側及び外側の端部は前記軸心と同心で
   ある、請求項４のポンプ。 １１　前記インペラの本体は軸方向に向かい合った実質
   的に平坦な側面を有し、前記バックアップ手段は前記イ
   ンペラのこれらの側面に対面する平坦な表面を有するバ
   ックアッププレートからなり、前記インペラの両方の側
   面に半径方向を向いたチャネルの円周方向の列があり、
   前記バックアッププレートの両方に弧状の吐出し手段と
   弧状チャネルがある、請求項１０のポンプ。 １２　前記インペラの側面の各々に円周方向に列をなし
   て一様に間隔を置いて配置され且つ前記軸心と同心の半
   径方向内側及び外側の閉じた端部を有する半径方向に延
   びる複数のチャネルと、前記インペラの回転の第一の弧
   状部分の間に前記チャネルの半径方向内側の端部へと吸
   込み流体を供給するための前記バックアッププレートの
   第一のポートを含む第一の手段と、前記インペラの回転
   の第二の弧状部分の間に前記チャネルΦ外側端部から流
   体を受け取るための第二のポートを含む前記バックアッ
   ププレートの第二の手段と、前記バックアッププレート
   の前記内側及び外側表面の一方にある弧状チャネルと、
   前記バックアッププレートに設けられた前記第二のポー
   トから前記弧状チャネルへ、そして前記弧状チャネルか
   ら前記チャンバへの通路を含む、請求項１から１１の何
   れかのポンプ。