KR0132014Y1 - Water pump with a pressure reward valve - Google Patents
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Abstract
본 고안은 압력 보상 밸브를 갖는 워터펌프임에 있어서, 특히 워터펌프 임펠러의 전후면에 압력을 조절할 수 있는 압력 보상 밸브를 갖춤으로써, 워터펌프내 임펠러의 양면에 작용하는 압력의 평형을 이루어 축추력을 방지하고 내구성을 높여 워터펌프의 효율을 높이고자 하는 것을 특징으로 하는 압력 보상 밸브를 갖는 워터펌프에 관한 것이다.The present invention is a water pump having a pressure compensation valve, in particular by having a pressure compensation valve that can adjust the pressure on the front and rear surfaces of the water pump impeller, to achieve the balance of pressure acting on both sides of the impeller in the water pump axial thrust It relates to a water pump having a pressure compensation valve, characterized in that to improve the efficiency of the water pump to prevent and increase the durability.
종래의 임펠러는 베인이 없는 배면과 베인이 있는 정면으로 이루어져 고속회전시 배면과 정면의 압력차로 인하여 큰 축추력이 발생하기 때문에 스프라인 기어방향으로 임펠러가 유동함으로써 타부품의 망실 및 임펠러가 이탈하는 등의 문제점이 있었다.Conventional impeller consists of the back without vanes and the front with vanes, so that large axial thrust occurs due to the pressure difference between the back and the front when rotating at high speed. There was a problem.
본 고안은 임펠러에 압력 보상 밸브와 상기 압력 보상 밸브를 일정압력에서 조정할 수 있는 스프링 및 상기 스프링을 내장하는 하우징을 임펠러에 설치하여 임펠러를 사이에 두고 필요이상의 압력차가 발생시에는 냉각수를 하우징을 통해 바이패스시켜 주기 때문에 압력차를 견디지 못해 스프라인 기어쪽으로 전진하는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.The present invention installs a pressure compensating valve, a spring for adjusting the pressure compensating valve at a constant pressure, and a housing including the spring in the impeller. Because it passes, it can't withstand the pressure difference and prevents it from moving forward to the spline gear.
Description
제1도는 일반적인 워터펌프의 조립도.1 is an assembly diagram of a general water pump.
제2도(a)는 일반적인 워터펌프 임펠러의 부품도.Figure 2 (a) is a part view of a typical water pump impeller.
(b)는 제2도(a)의 투상도.(b) is the projection of FIG. 2 (a).
제3도는 본 고안 워터펌프의 조립도.3 is an assembly view of the water pump of the present invention.
제4도(a)는 본 고안 워터펌프 임펠러의 부품도.Figure 4 (a) is a part of the present invention water pump impeller.
(b)는 제4도(a)의 투상도.(b) is the projection of FIG.
제5도(a)는 압력 보상 수단을 확대한 단면도.5A is an enlarged cross-sectional view of the pressure compensating means.
(b)는 본 고안 압력 보상 수단의 동작 상태도.(b) is an operating state diagram of the pressure compensation means of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 펌프 하우징 2 : 임펠러1: pump housing 2: impeller
2-1 : 베인 2-2 : 임펠러 배면2-1: vane 2-2: impeller back
2-3 : 임펠러 전면 3 : 펌프축2-3: Impeller Front 3: Pump Shaft
4,5 : 볼 베어링 6 : 스프라인 기어4,5 ball bearing 6: spline gear
7 : 물 흡입구 8 : 토출구7: water inlet port 8: discharge port
9 : 릴리프 파이프 10 : 토출측9: relief pipe 10: discharge side
11 : 압력 보상 밸브 12 : 탄성 스프링11: pressure compensation valve 12: elastic spring
13 : 홀 14 : 하우징13: hole 14: housing
본 고안은 압력 보상 밸브를 갖는 워터펌프에 관한 것으로, 특히 워터펌프 임펠러의 전후면의 압력을 조절할 수 있는 압력 보상 수단을 임펠러 내부에 일정개수 구비함으로써, 워터펌프내 임펠러의 양면에 작용하는 압력의 평형을 유지시켜 축추력을 방지하고 또한 내구성을 높여 워터펌프의 효율을 높이고자 하는 것을 특징으로 하는 압력 보상 밸브를 갖는 워터펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a water pump having a pressure compensation valve, and in particular, by providing a certain number of pressure compensation means inside the impeller to control the pressure of the front and rear surfaces of the water pump impeller, the pressure of the pressure acting on both sides of the impeller in the water pump It relates to a water pump having a pressure compensation valve, characterized in that to maintain the balance to prevent the axial thrust and to increase the durability of the water pump.
일반적으로 워터펌프는 냉각 계통내에서 이루어지는 냉각수의 대류작용에 의한 자연 순환의 유속을 빠르게 하여 다기통 엔진의 복잡한 물자켓에 균등하게 순환시킴으로 라디에이터의 용적을 되도록 작게 하면서도 충분한 냉각효과를 올리기 위해 사용되는 원심펌프이다.In general, the water pump is used to increase the flow rate of the natural circulation by the convection of the coolant in the cooling system and to circulate evenly through the complex jacket of the multi-cylinder engine to make the radiator volume as small as possible while increasing the cooling effect. Centrifugal pump.
워터펌프의 구조는 제1도와 제2도(a,b)에 도시한 바와같이, 실린더 블록의 전면에 장착되는 주철제의 펌프 하우징(1)에 임펠러(2)를 결합하여 임펠러(2)가 크랭크축에서 고무벨트로 구동되어 회전하면 원심력으로 펌프 하우징(1)의 중심부에 있는 흡입구로부터 외주에 있는 토출구로 연속적으로 물을 송출하는 구조를 이룬다.The structure of the water pump is as shown in FIGS. 1 and 2 (a, b), the impeller (2) is cranked by coupling the impeller (2) to the pump housing (1) made of cast iron mounted on the front of the cylinder block When driven by a rubber belt in the shaft rotates to form a structure in which water is continuously sent from the suction port in the center of the pump housing 1 to the discharge port on the outer circumference by centrifugal force.
상기 펌프 임펠러(2)는 직선베인을 4-6매 붙여놓은 주철제로 강봉의 펌프축(3)에 고정되며, 펌프축(3)은 2개의 청동 부시 또는 2개의 볼 베어링(4,5)으로 펌프 하우징(1)에 결합된다. 펌프축(3)의 전단에는 스프라인 기어(6)가 있으며, 크랭크축 전단의 벨트 풀리에 의해 V벨트로 구동된다. 펌프축(3)과 펌프 하우징(1)의 사이에는 석면 그래파이트 패킹을 넣어 물이 베어링 및 외부로 누출되지 않게 하고 있다.The pump impeller (2) is fixed to the pump shaft (3) of the steel rod made of cast iron with 4-6 sheets of straight vanes, and the pump shaft (3) is made of two bronze bushes or two ball bearings (4, 5) It is coupled to the pump housing (1). At the front end of the pump shaft 3 is a spline gear 6, which is driven by a V belt by a belt pulley at the front end of the crankshaft. Asbestos graphite packing is inserted between the pump shaft 3 and the pump housing 1 to prevent water from leaking to the bearing and the outside.
그리고 워터펌프의 물 흡입구(7)는 라디에이터 아래 탱크와 고무호스로 접속되며, 펌프 하우징(1)의 바깥둘레의 토출구(8)는 엔진 실린더 블록내의 물자켓에 연결하고 있으며, 실린더 위쪽 수관의 수온 조절기에서 오는 릴리프 파이프(9)도 펌프 하우징(1)의 토출구(8)로 통하고 있다. 펌프 하우징(1)의 뒷면은 강판제의 커버를 4-5개의 스크루로 본체에 죄어져 있다. 또한 펌프 보디는 실린더 블록 전면에 3-4개의 볼트로 결합되어 있다.The water inlet 7 of the water pump is connected to the tank and the rubber hose under the radiator, and the outlet 8 of the outer circumference of the pump housing 1 is connected to the jacket of the engine cylinder block. The relief pipe 9 coming from the regulator also leads to the discharge port 8 of the pump housing 1. The back side of the pump housing 1 is fastened to the main body with 4-5 screws of steel plate covers. The pump body is also bolted to the front of the cylinder block with 3-4 bolts.
상기와 같이 구성되는 일반적인 워터펌프는 엔진내에서 열을 식혀주고 회전된 물이 직접 들어오는 릴리프 파이프(9)를 통한 냉각수와, 라디에이터부터 유입되는 물 흡입구(7)를 통한 냉각수를 워터펌프내로 인입한다.The general water pump configured as described above cools the heat in the engine and introduces the coolant through the relief pipe 9 into which the rotated water directly enters, and the coolant through the water inlet 7 introduced from the radiator into the water pump. .
상기 워터펌프는 엔진의 동력을 스프라인 기어(6)로 전달받아 펌프축(3) 끝단에 조립된 임펠러(2)를 회전시킨다. 여기서 임펠러(2)는 제2도(b)에 도시한 바와같이, 베인(2-1)이 일정개수 형성되어 있어 물 흡입구(7) 및 릴리프 파이프(9)를 통해 회수된 냉각수에 의해 흡입양정이 발생되고, 이 양정은 토출측(10)에 토출양정을 발생시켜 워터펌프 냉각수를 출구(8)를 통하여 엔진내로 적정온도의 냉각수를 순환시킨다.The water pump receives the power of the engine to the spline gear 6 to rotate the impeller 2 assembled at the end of the pump shaft (3). Here, as shown in FIG. 2 (b), the impeller 2 has a predetermined number of vanes 2-1, and the suction head is lifted by the cooling water recovered through the water inlet 7 and the relief pipe 9. Is generated, and this head generates a discharge head on the discharge side 10 to circulate the water pump cooling water through the outlet 8 into the engine at a proper temperature.
그러나 이때 상기 임펠러(2)가 고속 회전시 베인(2-1)이 없는 배면(2-2)과 베인(2-1)이 있는 전면(2-3)의 흡입측과는 압력차이가 크게 발생한다.However, at this time, when the impeller 2 rotates at high speed, there is a large pressure difference between the back side 2-2 without the vane 2-1 and the suction side of the front side 2-3 with the vane 2-1. do.
즉, 물리법칙상 속도가 빨라지면 그 경계면은 압력이 크게 떨어지게 되는데, 여기서 임펠러가 고속으로 회전하면 그 속도가 빠른만큼 경계면의 압력이 크게 떨어져 임펠러 전면의 압력에 비해 상대적으로 임펠러 배면의 압력이 급상승하게 된다.That is, according to the laws of physics, the pressure on the interface drops significantly when the velocity increases, and when the impeller rotates at a high speed, the pressure on the interface decreases as much as the speed increases, so that the pressure on the back of the impeller increases relatively compared to the pressure on the front of the impeller. Done.
또한 압력은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동할려는 성질이 있기 때문에, 임펠러 (2)의 베인(2-1)에서 대단히 큰 추력이 발생하면 임펠러 배면에서 임펠러 전면으로 압력이 이동하려는 성질이 일어나 임펠러(2) 자체가 스프라인 기어(6) 방향으로 움직이려 한다(제2도(a)의 화살표방향). 그리고 이러한 현상은 압력이 커질수록 강하게 나타나 타부품의 망실 및 임펠러(2)의 정위치 이탈로 성능저하 등의 문제점이 발생하였다.In addition, since the pressure tends to move from the high place to the low place, if a very large thrust occurs in the vane (2-1) of the impeller (2), the pressure tends to move from the back of the impeller to the front of the impeller (2). ) Itself attempts to move in the direction of the spline gear 6 (in the direction of the arrow in FIG. 2 (a)). In addition, this phenomenon is stronger as the pressure increases, resulting in problems such as deterioration in performance due to the loss of the impeller and the impeller 2 from other parts.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 워터펌프 임펠러의 전후면에 압력을 조절할 수 있는 압력 보상 수단을 갖춤으로써, 워터펌프내 임펠러의 양면에 작용하는 압력의 평형을 이루어 축추력을 방지하고 내구성을 높여 워터펌프의 효율을 높이고자 한 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by having a pressure compensation means that can adjust the pressure on the front and rear surfaces of the water pump impeller, to balance the pressure acting on both sides of the impeller in the water pump to prevent the axial thrust The purpose is to increase the efficiency of the water pump by increasing the durability.
상기 목적을 이루기 위한 수단으로 본 고안은 임펠러에 압력 보상 밸브와 상기 압력 보상 밸브를 일정압력에서 조정할 수 있는 스프링 및 상기 스프링을 내장하는 하우징을 임펠러에 설치한 것이다.As a means for achieving the above object, the present invention provides a pressure compensating valve and a spring for adjusting the pressure compensating valve at a constant pressure, and a housing containing the spring in the impeller.
이하 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 종래와 동일 기능의 부품은 같은 부호로써 나타내었다.Hereinafter, described in detail with reference to the drawings. Here, the parts having the same functions as the conventional ones are indicated by the same reference numerals.
제3도 및 제4도는 본 고안의 구성도로써, 배면의 압력에 따라 유동하는 압력 보상 밸브(11)와 상기 압력 보상 밸브(11)를 일정압력에서 조정하기 위한 탄성 스프링(12) 및 상기 탄성 스프링(12)을 내장하며 일단에 냉각수 바이패스용 홀(13)을 형성한 하우징(14)을 임펠러(2)에 설치한다.3 and 4 are configuration diagrams of the present invention, the elastic spring 12 and the elastic spring for adjusting the pressure compensation valve 11 and the pressure compensation valve 11 flowing in accordance with the pressure of the back at a constant pressure The impeller 2 is provided with a housing 14 having a spring 12 embedded therein and having a cooling water bypass hole 13 formed at one end thereof.
상기와 같이 구성하는 본 고안의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the subject innovation configured as described above are as follows.
먼저 차량의 구동을 위하여 엔진을 동작시키면 엔진의 풀리에 연결된 스프라인 기어(6)가 상응한 속도로 회전하게 된다. 그러면 스프라인 기어(6)와 일체로된 워터펌프축(3)이 회전하고, 따라서 상기 워터펌프축(3)에 결합되면 워트펌프 하우징(1)에 내장된 임펠러(2)가 회전하여 라디에이터를 통한 냉각수(7) 및 엔진으로부터 직접 공급되는 물(9)을 임펠러 양정발생 토출축(10)과 토출구(8)를 통해 엔진에 강제로 공급시킨다.First, when the engine is operated to drive the vehicle, the spline gear 6 connected to the pulley of the engine rotates at a corresponding speed. Then, the water pump shaft (3) integrated with the spline gear (6) is rotated, and when coupled to the water pump shaft (3), the impeller (2) embedded in the water pump housing (1) rotates to radiate the radiator. The cooling water 7 and the water 9 directly supplied from the engine are forcibly supplied to the engine through the impeller head generating discharge shaft 10 and the discharge port 8.
한편 실제로 냉각수는 임펠러(2)의 베인(2-1)의 회전에 의해 엔진에 공급되는데, 이러한 임펠러(2)는 강제로 냉각수를 엔진에 공급하기 위해 고속으로 회전하는바, 베인(2-1)이 형성되지 않은 임펠러의 배면(2-1)의 압력보다 베인(2-1)이 형성된 임펠러의 정면(2-3)이 고속회전으로 인한 강한 압력을 받게 된다.On the other hand, the coolant is actually supplied to the engine by the rotation of the vanes 2-1 of the impeller 2, and the impeller 2 is rotated at a high speed to force the coolant to the engine. The front face 2-3 of the impeller having the vanes 2-1 is subjected to a strong pressure due to the high speed rotation, rather than the pressure of the back face 2-1 of the impeller having no).
이때 본 고안에 형성된 압력 보상 밸브(11)는 엔진의 냉각수로부터 바이패스된 냉각수가 통과할 수 있도록 유도한다. 상기 압력 보상 밸브(11)는 임펠러 배면(2-2)의 압력이 강해질수록, 즉 임펠러 베인(2-1)이 고속으로 회전하여 임펠러 전면(2-3)의 압력이 약해질수록 스프링(12)의 탄성작용을 거부하고 전진하여 압력 보상 밸브(11)를 내장한 하우징(14)의 홀(13)로 냉각수를 바이패스시켜 압력차가 크게 발생하는 것을 막는다. 상기 스프링(12)를 선택시에는 임펠러가 견딜 수 있는 압력을 고려하여 기준압력차를 초과할 때 하우징(14)의 홀(13)을 통해 냉각수가 바이패스되도록 탄성력을 고려하여 설계한다.At this time, the pressure compensation valve 11 formed in the present invention induces the passage of the cooling water bypassed from the cooling water of the engine. The pressure compensation valve 11 has a spring 12 as the pressure on the impeller back surface 2-2 increases, that is, the impeller vanes 2-1 rotate at high speed so that the pressure on the impeller front surface 2-3 weakens. By refusing the elastic action of the) and by advancing to bypass the cooling water to the hole 13 of the housing 14 containing the pressure compensation valve 11 to prevent the large pressure difference. When the spring 12 is selected, it is designed in consideration of the elastic force so that the coolant is bypassed through the hole 13 of the housing 14 when the reference pressure difference is exceeded in consideration of the pressure that the impeller can withstand.
제5도(a)는 노말상태일 때 압력 보상 밸브(11)의 동작을 나타낸 것이고, 제5도(b)는 일정이상의 압력이 진행되었을 때 압력 보상 밸브(11)의 동작을 나타낸 것이다. 여기서 제5도(b)에 도시한 화살표는 냉각수가 하우징(14)의 홀(13)을 통해 바이패스됨을 나타낸 것이다.FIG. 5 (a) shows the operation of the pressure compensation valve 11 when it is in a normal state, and FIG. 5 (b) shows the operation of the pressure compensation valve 11 when a predetermined pressure or more is advanced. Here, the arrow shown in FIG. 5 (b) shows that the coolant is bypassed through the hole 13 of the housing 14.
따라서 본 고안은 임펠러(2)를 사이에 두고 발생하는 필요이상의 압력차를 미리 막아주기 때문에 임펠러가 압력을 견디지 못해 스프라인 기어(6)쪽으로 전진하는 것을 막을 수 있다.Therefore, the present invention prevents the impeller from advancing toward the spline gear 6 because the impeller does not withstand the pressure because it prevents the pressure difference more than necessary to occur in advance between the impeller (2).
상술한 바와같이 본 고안은 워터펌프 임펠러의 전후면에 압력을 조절할 수 있는 압력보상 밸브를 갖춤으로써, 워터펌프내 임펠러의 양면에 작용하는 압력의 평형을 이루어 축추력을 방지하고 내구성을 높여 워터펌프의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has a pressure compensation valve that can adjust the pressure on the front and rear surfaces of the water pump impeller to balance the pressure acting on both sides of the impeller in the water pump, thereby preventing axial thrust and increasing durability. There is an effect that can increase the efficiency.
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