KR100224558B1

KR100224558B1 - 원심 펌프

Info

Publication number: KR100224558B1
Application number: KR1019960017370A
Authority: KR
Inventors: 쥰이찌로 오니가따; 가즈요시 구시하라
Original assignee: 도오다 고오이찌로; 가부시끼가이샤 유니시아 젝스
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR960041731A; US5779444A; DE19619692A1

Abstract

원심 펌프는 중공 펌프 본체를 포함한다. 임펠러는 상기 펌프 본체에 위치한 펌프 챔버 내에 회전식으로 설치된다. 상기 임펠러는 상기 펌프 챔버의 주요 부분을 향하는 제1면 및 펌프 챔버의 저벽을 향하는 제1면 및 펌프 챔버의 저벽을 향하는 후방면을 갖는다. 중공 펌프 본체는 그 안에 배수관 및 배수 포트를 갖는다. 물 유도 리지는 펌프 챔버로부터 배수관까지의 물의 흐름을 원활하게 하기 위해서 펌프 챔버와 배수관 사이에 위치한다.

상기 물 유도 리지는 배수관 내의 상류로 연장되고 내벽으로부터 펌프 챔버의 주요 부분으로 돌출한다. 상기 물 유도 리지는 경사진 상류 단부를 갖는다. 또한 상기 물 유도 리지의 경사진 상류 단부의 상부 모서리가 매끄럽게 만곡되어 있다. 경사지고 만곡된 상류 단부와 함께, 펌프 내에서의 원하지 않는 공동화는 억압되거나 또는 적어도 최소화 한다.

Description

원심 펌프

제1도는 본 발명에 따른 제1 실시예의 원심 펌프외 단면도.

제2도는 제1도의 화살표 Ⅱ의 방향에서 본 도면.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도.

제4도, 제5도, 제6도, 제7도, 제8도, 제9도 및 제10도는 제3도와 유사하지만 본 발명에 따른 제2 실시예, 제3 실시예, 제4 실시예, 제5 실시예, 제6 실시예, 제7 실시예 및 제8 실시예를 도시한 도면.

제11도는 제7도, 제8도, 제9도 및 제10도의 XI-Xl 선을 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10A : 원심 펌프 12 : 펌프 본체

12a : 소경부 12b : 대경부

12c : 중간 환형부 14 : 구동 샤프트

16 : 베어링 20 : 임펠러

22 : 밀봉장치 24 : 엔진 블록

26 : 펌프 케이싱 28 : 홈입 포트

30 : 배수 통로 32 : 배수 포트

34A : 물 안내 융기부(ridge) 36 : 저벽

본 발명은 일반적으로 펌프, 특히 원심 펌프에 관한 것이다. 특히 , 본 발명은 수냉식 내연 기관용 냉가 시스템의 물 펌프로서 사용 가능한 원심 펌프에 관한 것이다.

본 발명의 내용을 명료하게 하기 위해서, 하기에서는 일본국 실용신안 제1 공개공고 61-147398에 개시된 종래의 원심 펌프가 간략하게 설명될 것이다. 상기 펌프는 내연 기관용 냉각 시스템의 물 펌프로서 사용될 수 있게 설명된다.

상기 원심 펌프는 일반적으로 그 내부에 위치한 나선형 챔버를 갖는 펌프 케이싱과, 상기 나선형 챔버 내에 회전식으로 배열된 임펠러와, 구동된 물을 배수 포트로 안내하기 위해 나선형 챔버의 저면에 형성된 안내 융기부(ridge)를 포함한다. 상기 안내 융기부는 임펠러 주위의 근접 영역에 위치한다. 즉, 상기 안내 융기부는 나선형 챔버와 배수 포트 사이에 배열되어 그 사이에서 발생하는 압력 강하를 조절한다.

그렇지만, 이러한 고유 구조로 인해, 상기 펌프는 만족스러운 펌프 작업을 수행하지 못했다. 이것은 상기 융기부가 나선형 챔버의 저면으로부터 수직 돌출한 배열 때문이다. 사실상, 이와 같은 배열은 나선형 챔버와 배수 포트 사이에 작지 않은 압력 강하를 일으키는, 즉 그 사이에 작지 않은 캐비테이션(cavitation)을 발생시킨다. 상기 캐비테이션은 안내 융기부 및 입펠러의 손상 또는 부식을 야기한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점이 없는 원심 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 중공 펌프 본체와, 펌프 본체에 형성된 펌프 챔버 내에 회전식으로 설치되고 펌프 챔버의 주요 부분을 향하는 전방면 및 펌프 챔버의 저면을 향하는 후방면을 갖는 임페럴와, 중공 펌프 본체 내에 배수 통로 및 배수 포트를 형성하는 수단과, 펌프 챔버로부터 배수 포트로 물의 흐름을 원활하게 하기 위해서 펌프 챔버와 배수 통로 사이에 위치되며 배수 통로 내의 상류로 연장되고 내벽으로부터 펌프 챔버의 주요 부분으로 돌출된 물 안내 융기부를 포함하고, 상기 물 안내 융기부의 경사 상류 단부의 상부 모서리는 매끄러운 곡면으로 된 원심 펌프가 제공된다.

본 발명의 다른 목적들 및 장점들은 첨부 도면과 관련하여 하기의 설명으로 부터 명확해질 것이다.

제1도 내지 제3도, 특히 제1도에서는 본 발명에 따른 제1 실시예인 원심 펌프(10A)가 표시되어 있다.

상기 펌프(10A)는 소경부(12a), 대경부(12b) 및 소경부(12a)와 대경부(12b) 가 일체형으로 연결된 곳을 관통하는 중간 환형부(12c)를 포함한다.

펌프 본체(12)의 소경부(12a) 내에는, 베어링(16)을 통해서 회전식으로 배열된 구동 샤프트(14)가 있다. 상기 샤프트(14)의 노출 단부는 그곳에 고정되어 있다. 비록 도면에 도시되어 있지는 않지만, 구동 풀리는 회전을 위해서 허브(18)에 고정되어 있다. 상기 구동 풀리가 일반 방향으로 회전하면, 상기 구동 샤프트(14)는 축 둘레에서 제2도의 화살표 A 방향으로 회전한다.

제1도에서 도시된 바와 같이, 펌프 본체(12)의 대경부(12b) 내에는 회전을 위해서 구동 샤프트(14)의 내단부에 동축상으로 배열된 임펠러(20)가 수납되어 있다. 상기 임펠러(20)는 정면에 복수 개의 나선형 날개(20a)가 형성되어 있다.

상기 베어링(16)과 임펠러(20) 사이에는, 도시된 바와 같이 소경부(12a) 내에 지지된 기계직 밀봉 장치(22)가 배열되어 있다.

엔진 블록(24)에는 펌프 본체(12)의 대경부(12b)가 펌프 케이싱(26)을 구성 하기 위해서 연결되어 있다.

제1도 및 제2도에서 이해할 수 있는 바와 같이, 펌프 케이싱 내에는, 임펠러 (20)의 정면이 효과적으로 노출된 펌프 챔버(R)가 배열되어 있다.

엔진 블록(24) 내에는, 흡입 포트(28)가 배열되어 있는 데 이곳을 통해서 엔진 냉각수가 펌프 챔버(R)로 안내된다.

제2도에서 도시된 바와 같이, 상기 펌프 본체(13) 내에는, 매끄럽게 만곡된 배수 통로(30) 및 배수 포트(32)가 있다. 도시된 바와 같이, 상기 배수 통로(30)은 가압된 물이 임펠러(20)로부터 배수 포트(32)로 흐르도록 배열되어 있다. 배수 통로(30)의 폭은 배수 포트(32)에 가까이 갈수록 점차적으로 증가한다.

제2도 및 제1도에서 도시된 바와 같이, 펌프 챔버(R)와 배수 통로(30) 사이에는, 펌프 챔버(R)의 저벽(36)으로부터 제1도에서의 우측으로, 즉 엔진 블록(24)쪽으로 돌출한 매끄럽게 만곡된 물 안내 융기부(34A)가 배열되어 있다. 저벽(36) 은 임펠러(20)의 후방면을 향하도록 배열되이 있다.

제2도에서 도시된 바와 같이, 상기 물 안내 융기부(34A)는 임펠러(20) 주위의 근접한 곳에 위치하여 상류로 연장된다. 즉, 상기 물 안내 융기부(34A)는 그 사이의 만곡된 얇은 삼각형 공간을 정할 수 있도록 임펠러(20) 주위의 가까운 곳에 위치한다. 상기 물 안내 융기부(34A)의 길이는 L로 정해진다.

특히, 제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 물 안내 융기부(34A)는 펌프 챔버(R)의 저벽(36)의 한 부분(X)으로부터 동일한 곳의 다른 부분(Y)으로 연장된다. 상기 부분(X)은 제2도에서 도시된 배수 포트(32)의 저면에 의해서 정해진 가공 평면이 펌프 본체(12)의 대경부(12b)의 원통형 내벽(12b-1)을 교차하는 부분이다. 다른 부분(Y)은 약 L 정도의 거리만큼 배수 포트(32)의 상류의 부분이다.

본 발명의 제1 실시예(10A)에서, 하기의 수단이 행해진다.

제1도, 제2도 및 제3도, 특히 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 물 안내 융기부(34A)는 경사 상류 단부(34A-1)를 갖는다. 즉, 물 안내 융기부(34A)의 상류 단부(34A-1)는 상기 부분(Y)에서 연장되어 곧바로 경사진다. 상기 경사 단부(34A-1)의 경사각은 도면에서 θ 로 표시된다.

하기에서, 제1 실시예에서의 원심 펌프(10A)의 작동은 도면의 인용 부호와 함께 설명된다.

상기 임펠러(20)의 화살표(A) 방향으로의 회전시(제2도면 참조), 물은 흡입 포트(28)에서 펌프 챔버(R)로 안내되어 배수 통로(30)을 따라 흐르도록 되며 최종적으로는 배수 포트(32)를 통해서 외면으로 배출된다. 물 안내 융기부(34A)가 있으므로, 펌프 챔버(R)와 배수 포트(32) 사이에서 불가피하게 만들어진 압력 강하는 조절된다.

또한, 상기 안내 융기부(34A)에 경사 단부(34A-1)를 제공함으로 해서, 압력 강하의 조절은 매끄럽게 수행된다. 즉, 상기 경사 단부(34A-1)가 위치하는 영역에서, 펌프 챔버(R)와 배수 포트(32) 사이의 압력차는 점차적으로 또는 매끄럽게 상기 임펠러 (20)가 회전하는 방향으로 변화한다. 따라서, 그 사이의 원하지 않는 압력 강하는 효과적으로 감소되거나 최소화 되어서, 원하지 않는 캐비테이션은 억제 되거나 또는 적어도 최소화 된다.

본 발명의 물 안내 융기부(34A)와 달리, 만약 물 안내 융기부가 제3도에서의 가상선으로 도시된 바와 같은 사각 단부를 갖는다면, 펌프 챔버(R)와 배수 포트(32) 사이의 압력차는 갑자기 변해서, 물 안내 융기부에 작지 않은 공동을 일으킨다.

실험에서는 캐비테이션 억제 효과가 경사각 θ가 감소함에 따라 증가함을 보여주고 있다.

제4도에서는, 본 발명의 제2 실시예에서 사용된 매끄럽게 만곡된 물 안내 융기부(34B)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 상기 물 안내 융기부(34B)는 두 개의 경사진 부분(34B-1, 34B-2)으로 구성된 경사 단부를 갖는다.

제5도에서는, 본 발명의 제3 실시예에서 사용된 매끄럽게 만곡된 물 안내 융기부(34C)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 상기 물 안내 융기부(34C)는 볼록한 모양으 경사 단부(34C-1)를 갖는다.

제6도에서는, 본 발명으 제4 실시예에서 사용된 매끄럽게 만곡된 물 안내 융기부(34D)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 상기 물 안내 융기부(34D)는 오목한 모양의 경사 단부(34D-1)를 갖는다.

제7도에서는, 본 발명의 제5 실시예에서 사용된 매끄럽게 만곡된 물 안내 융기부(34E)가 도시되어 있다. 본 실시예에서의 물 안내 융기부(34E)는 경사 단부(34E-1)의 상부 모서리 모양을 제외하고는 상술한 제1 실시예와 유사하다. 즉, 제11도에서 도시된 바와 같이, 경사 단부(34E-1)의 상부 모서리는 매끄럽게 만곡되어 있다. 즉, 상부 모서리는 반원형 횡단면을 갖는다.

만곡된 상부 모서리의 제공으로 해서, 물 안내 융기부(34E)의 캐비테이션 억제 효과는 증진된다.

제8도에서는, 본 발명의 제6 실시예에서 사용된 매끄럽게 만곡된 물 안내 융기부(34F)가 도시되어 있다. 본 실시예에서의 물 안내 융기부(34F)는 상술한 제2 실시예와 유사하다. 즉, 제11도에 도시된 바와 같이, 경사 단부(34F-1)의 두 개의 경사부(34F-1, 34F-2)이 상부 모서리는 매끄럽게 만곡되어 있다.

제9도에서는, 본 발명의 제7 실시예에서 사용된 매끄럽게 만곡된 물 안내 융기부(34G)가 도시되어 있다. 본 실시예에서의 물 안내 융기부(34G)는 상술한 제3 실시예와 유사하다. 즉, 제11도에서 도시된 바와 같이, 볼록한 단부(34G-1)의 상부 모서리는 매끄럽게 만곡되어 있다.

제10도에서는, 본 발명의 제8 실시예에서 사용된 매끄럽게 만곡된 물 안내 융기부(34H)가 도시되어 있다. 본 실시예에서의 물 안내 융기부(34H)는 상술한 제4 실시예와 유사하다. 즉, 제11도에서 도시된 바와 같이, 오목한 단부(34H-1)의 상부 모서리는 매끄럽게 만곡되어 있다.

Claims

중공 펌프 본체와, 펌프 본체에 형성된 펌뜨 챔버 내에 회전식으로 설치되고 펌프 챔버의 주요 부분과 면하는 전방면과 펌프 챔버의 저면과 면하는 후방면을 갖는 임펠러와, 중공 펌프 본체 내에서 배수 통로 및 배수 포트를 형성하는 수단과, 펌프 챔버로부터 배수통로로 물의 흐름을 원활하게 하기 위해서 펌프 챔버와 배수 통로 사이에 위치되며 배수 통로 내의 상류로 연장되고 내벽으로부터 펌프 챔버의 주요 부분으로 돌출된 물 안내 융기부를 포함하고, 상기 물 안내 융기부는 경사 상류 단부를 갖고, 상기 물 안내 융기부의 경사 상류 단부의 상부 모서리는 매끄러운 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
제1항에 있어서, 상기 물 안내 융기부가 물이 흐르는 방향으로 매끄럽게 만곡된 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
제1항에 있어서, 상기 물 안내 융기부가 그 사이에 만곡된 얇은 삼각 공간을 형성하도록 임펠러의 주위를 따라서 상기 배수 통로 내의 상류로 연장된 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
제1항에 있어서, 상기 물 안내 융기부의 경사 상류 단부가 곧게 연장된 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
제1항에 있어서, 상기 물 안내 융기부의 경사 상류 단부가 각각 곧게 연장된 두 개의 경사 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
제1항에 있어서, 상기 물 안내 융기부의 경사 상류 단부가 볼록 형상인 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
제1항에 있어서, 상기 물 안내 융기부의 경사 상류 단부가 오목 형상인 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
제1항에 있어서, 상기 물 안내 융기부는 상기 저벽의 소정의 제1부분으로부터 상기 저벽의 소정의 제2 부분으로 연장되고, 상기 소정의 제1 부분은 상기 배수 포트의 저면에 의해서 형성된 가상 평면이 상기 임펠러가 작동식으로 배열된 펌프 본체의 대경부의 원통형 벽을 교차하는 부분이고, 상기 소정의 제2 부분은 대략 상기 물 안내 융기부의 길이 만큼 상기 배수 포트의 상류 부분인 것을 특징으로 하는 원심 펌프.