KR0138275B1 - 워터펌프의 임펠러 - Google Patents

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야]

워터펌프의 임펠러

[발명이 해결하려고 하는 기술적 과제]

워터펌프의 임펠러가 가즌 날개의 수,각도,직경,두께를 개선하여 냉각수의 흐름에 따른 유량과 수두의 변화면에서 가장 바람직한 날개를 제공하고자 함.

[발명의 해결 방법의 요지]

임펠러(2)와 실린더 블럭(1)간의 간격을 0.6-0.0.8로 하고, 워터펌프(3)의 임펠러 실링 간격을 0.3-0.5로 하는 것을 특징으로 하는 워터펌프.

[발명의 중요한 용도]

유량과 수두의 변화면에서 가장 바람직한 날개를 제공함.

Description

워터펌프의 임펠러

제1도는 종래 실린더 블럭에 결합된 워터펌프의 단면도.

제2도의(a),(b)는 각각 종래 임펠러의 평면도와 종단면도.

제3도의(a),(b)는 각각 본 발명의 요부 확대 단면도,

제4도는 임펠러 날개의 각도에 따른 유량과 압력의 관계를 비교한 그래프.

제5도는 임펠러 날개의 개수에 따라 유량과 압력의 관계를 비교한 그래프.

제6도는 임펠러 날개의 직경에 다른 유량과 압력의 관계를 비교한 그래프.

제7도는 임펠러 날개의 두께에 따른 유량과 압력의 관계를 비교한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 임펠러(Impeller)2a : 날개(Blade)

본 발명은 자동차 워터펌프의 임펠러에 관한 것으로, 상세하게는 임펠러의 날개(Blade) 수(數), 날개두께, 날개간격 및 직경을 개선하여 임펠러가 회전함에 따른 냉각수의 유체흐름을 원활하게 하여 워터펌프의 성능을 개선한 워터펌프 임펠러에 관한 것이다.

자동차의 냉각계통에 있어서 워터펌프는 첨부도면 제1도에서 도시하는 바와 같이 냉각휀(101)과 동축상에 유체커플링(102)에 의하여 설치되어 있으며 실린더 블럭(1)의 전방에 형성된 전면 냉각자켓(103) 의 벽면(실린더벽)아래 방향에 형성된 유로를 따라 라디에이터(106)에서 넘어오는 냉각수를 실린더 블럭(1)의 냉각자켓(104)으로 공급하여 실린더 블럭(1)의 각 연소실(105)주위를 냉각시키게 된다.

일반적으로 알려져 온 워터펌프의 임펠러 구조는 첨부도면 제2도의 (a),(b)에서 도시하는 바와 같이 임펠러(20)의 전체 직경을 55㎜로 하고, 임펠러(20)의 날개(21)수를 8-10개로 하며 그 각도는 30°로하고, 그 두께는 2.0㎜로 한 임펠러(20)가 알려져 있었다.

이와같은 종래의 임펠러 구조는 첨부도면 제4도에 도시된 성능 비교 그래프에 알 수 있는 바와 같이 날개의 각도를 25°로 할 때에 비하여 30°로 하는 경우에 냉각수의 시간당 유량이 증가함을 알 수 있으며, 보다 바람직하게는 30°이상일 경우에 더욱 좋아짐을 알 수 있다. 날개의 수에 따른 유량 및 수두(압력)의 관계는 제5도에 도시된 바와 같이 최초 6시간 동안에 날개수가 8개인 경우에는 가장 나쁜 유체의 흐름을 알 수 있고 12개인 경우에는 점차 나빠져 10개의 경우에 비하여 좋지 않으며 특히 6시간 이후에는 8개 내지 10개의 경우에 12개에 비하여 더 나아짐을 알 수 있고,수두손실면에서는 저항곡선에 보는 바와 같이 12개의 경우에는 8개 내지 10개에 비하여 보다 차이가 있음을 알 수 있다.

따라서 이 경우에는 10개의 날개수가 가장 이상적일 수 있으나 종래에는 대부분 10개 미만인 경우가 많다.

또한, 날개의 전체 직경에 따른 유량의 변화와 저항의 관계는 첨부도면 제6도에서 보는 바와 같이 60㎜인 경우가 55㎜이하인 경우에 비하여 유체의 흐름에 따른 유량의 변화면이나 날개에 가해지는 저항면에서 매우 커다란 부하가 작용함을 알 수 있고 날개의 두께에 따른 유량의 시간당 변화와 저항의 관계는 첨부도면 제7도에서 보는바와 같이 1.5 내지 1.0㎜가 그 동안 2.0㎜로 하는 경우 보다 매우 개선됨을 알 수 있다.

따라서 본 발명에 있어서는 종래의 임펠러가 갖는 날개의 수, 날개의 각도, 날개의 직경 및 날개의 두께 등을 첨부도면 제4 내지 7도에서 나타나는 보다 안정적이고 우수한 범위에서 선택하여 개선함이 필요로 되는 것이다.

본 발명의 목적은 워터펌프의 임펠러가 갖는 날개의 수, 각도, 직경 및 두께를 개선하여 냉각수의 흐름에 따른 유량과 수두의 변화면에서 가장 바람직한 임펠러 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 날개의 중점을 기준으로 경사각을 30°내지 35°로 함과 동시에 날개의 숫자를 10개 내지 12개 사이에서 정하고 두께는 1.0 내지 1.5㎜로 하며, 날개의 전체 직경은 55㎜ 내지 60㎜의 범위 내에서 결정하도록 하여 달성된다.

이하, 본 발명의 구성에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 중 제3도의 (a),(b)는 각각 본 발명의 요부 확대 단면도이고, 제4도는 임펠러 날개의 각도에 따른 유량과 압력의 관계를 비교한 그래프이며, 제5도는 임펠러 날개의 개수에 따른 유량과 압력의 관계를 비교한 그래프이고, 제6도는 임펠러 날개의 직경에 따른 유량과 압력의 관계를 비교한 그래프이고, 제7도는 임펠러 날개의 두께에 따른 유량과 압력의 관계를 비교한 그래프이다.

본 발명의 임펠러 구조는 첨부도면 제3도의 (a)(b)에서 도시한 바와 같이 날개(2a)의 중점을 기준으로 경사각을 30°내지 35°범위 내에서 결정함과 동시에 날개(2a)의 숫자를 10 내지 12개 사이에서 정하고 두께는 1.0 내지 1.5㎜로 하며, 상기 날개(2a)의 전체 직경은 55㎜ 내지 60㎜의 범위 내에서 결정한다.

이것은 첨부도면 제4도에서 나타나는 성능비교 그래프에서 보는 바와 같이 날개의 각도를 25°로 할 때에 비하여 30°로 하는 경우에 냉각수의 시간당 유량이 증가함을 알 수 있으며, 보다 바람직하게는 30°이상일 경우에 더욱 좋아짐을 알 수 있고, 날개의 수에 따른 유량 및 수두(압력)의 관계는 제 5도에서 나타나는 바와 같이 최초 6시간동안에는 8개인 경우에는 가장 나쁜 유체의 흐름을 알 수 있고, 12개인 경우에는 점차 나빠져 10개의 경우에 비하여 좋지 않으며 특히 6시간 이후에는 8개 내지 10개의 경우가 12개에 비하여 더 나아짐을 알 수 있고, 수두손실면에서는 저항곡선에서 보는 바와 같이 12개의 경우에는 8개 내지 10개에 비하여 보다 차이가 있음을 알 수 있다.

따라서 이 경우에는 10개의 날개수가 가장 이상적일 수 있으나 종래에는 대부분 10개미만인 경우가 많다.

또한, 날개의 전체 직경에 따른 유량의 변화와 저항의 관계는 첨부도면 제6도에서 보는 바와 같이 60㎜인 경우가 55㎜이하인 경우에 비하여 유체의 흐름에 따른 유량의 변화면이나 날개에 가해지는 저항면에서 매우 커다란 부하가 작용함을 알 수 있고 날개의 두께에 따른 유량의 시간당 변화와 저항의 관계는 첨부도면 제7도에서 보는 바와 같이 1.0 내지 1.5㎜가 그 동안 2.0㎜로 하는 경우 보다 매우 개선됨을 알 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 날개의 전체적인 구조에 대한 유량을 도표로 나타내면 하기와 같다.

따라서 본 발명에 있어서는 종래의 임펠러가 갖는 날개의 수, 날개의 각도, 날개의 직경 및 날개의 두께 등을 첨부도면 제4,5,6,7도에서 나타나는 바와 같이 종래의 워터펌프 날개구조에 비하여 매우 안정적이고 우수한 효과를 갖는 것이다.

Claims (1)

1. 날개(2a)의 중점을 기준으로 경사각은 30°내지 35°의 범위로 형성함과 동시에 상기 날개(2a)의 두께는 1.0 내지 1.5㎜로 형성하고, 상기 날개(2a)의 전체 직경은 55 내지 60㎜로 형성하는 것을 특징으로 하는 워터펌프의 임펠러