KR100736985B1 - 워터 펌프의 워터 드레인 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터 펌프의 워터 드레인 구조에 관한 것으로, 특히 냉각수가 드레인 챔버 내에 저장된 후, 자연 증발되도록 유도하여 워터 펌프 주위의 부품에 냉각수가 떨어지는 것을 방지하는 워터 펌프의 워터 드레인 구조에 관한 것이다.

본 발명의 워터 펌프의 워터 드레인 구조는, 실린더 블록의 일측 중앙에 설치되어, 엔진 내부로 냉각수가 원활하게 순환되도록 동작하는 워터 펌프에서, 상기 워터 펌프에서 상기 실린더 블록에 맞닿는 면에 구비된 워터 펌프 측 챔버와, 이에 대응하여 상기 워터 펌프 측 챔버와 맞닿는 실린더 블록의 면에 구비된 실린더 블록 측 챔버를 포함하여, 내측에 냉각수가 고일 수 있는 드레인 챔버가 구비된 워터 펌프의 워터 드레인 구조로서, 일측 단부는 상기 드레인 챔버의 상단과 연결되고, 타측 단부는 상기 실린더 블록의 측면부까지 연장된 드레인 홀이 구비되어, 냉각수가 드레인 홀을 통하여 즉시 배출되지 않고, 상기 드레인 챔버 내에 저장될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

워터 펌프의 워터 드레인 구조{WATER DRAIN STRUCTURE OF WATER PUMP}

도 1은 일반적인 자동차 엔진의 냉각 구조를 간략하게 나타내는 도면;

도 2는 종래의 워터 펌프가 실린더 블록에 설치된 형상을 나타내는 도면;

도 3은 종래의 워터 펌프의 워터 드레인 구조에서 실린더 블록 측을 나타낸 도면;

도 4는 본 발명에 따르는 워터 펌프가 실린더 블록에 설치된 형상을 나타내는 도면;

도 5는 본 발명에 따르는 워터 펌프의 워터 드레인 구조에서 실린더 블록 측을 나타낸 도면; 그리고,

도 6은 본 발명에 따르는 워터 펌프의 워터 드레인 구조에서 드레인 챔버의 형상을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 워터 펌프 11 : 펌프 하우징

12 : 플랜지부 13 : 펌프 풀리

20 : 실린더 블록 30 : 드레인 챔버

30a : 워터 펌프 측 챔버 30b : 실린더 블록 측 챔버

31 : 드레인 홀

본 발명은 워터 펌프의 워터 드레인 구조에 관한 것이다. 보다 상세하게는 냉각수가 드레인 챔버 내에 저장된 후, 자연 증발되도록 유도하여 워터 펌프 주위의 부품에 냉각수가 떨어지는 것을 방지하는 워터 펌프의 워터 드레인 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소시키면서 동력을 얻게 된다. 즉, 엔진의 각 실린더가 흡입, 압축, 폭발, 배기의 행정으로 혼합기를 연소시키면서 동력을 얻게 되는 것이다. 그런데, 상기와 같이 엔진에서 혼합기가 연소될 때 연소가스의 최대온도가 약 2500℃ 정도에 이르게 되며, 이 열 중 일부는 실린더블록, 실린더헤드, 피스톤, 밸브 및 기타 부품에 전달되는 바, 이를 제거하지 않으면 엔진은 곧 과열하게 된다. 예컨대, 실린더블록의 온도는 약 200∼600℃ 정도를 넘지 않아야 하는데, 만약 이 온도보다 실린더블록의 온도가 높아지면 유막이 파손되고 윤활유는 고유의 윤활특성을 상실하게 된다.

이에 따라, 자동차는 모든 주행조건과 속도범위에 걸쳐서 엔진이 정상 작동온도(워터재킷의 냉각수 온도로 표시하며 대략 75∼85℃)를 유지하도록 하는 냉각장치가 구비되어 있다.

첨부된 도면 중 도 1은 자동차 엔진(1)의 일반적인 냉각장치 구조와 계통 및 작동 상태를 도시한 것으로서, 엔진(1)의 냉각장치는 실린더 블록(20)과 실린더헤 드(2)에 걸쳐서 형성된 워터재킷(3)과, 상기 워터재킷(3)에 냉각수를 압송 순환시키는 워터펌프(10)와, 온도가 높은 냉각수의 열을 외기에 전달하여 냉각하는 라디에이터(7)와, 상기 라디에이터(7)의 통풍을 돕는 냉각팬(6)과, 시동 직후에 냉각수를 신속하게 적정 온도로 올리기 위한 서모스텟(4)으로 구성된다.

엔진(1) 내에 형성되어 있는 워터재킷(3)에 비치된 냉각수는 상기 엔진(1)이 시동되기 전에 저온을 유지하고 있다가, 엔진(1)의 시동 후 상기 냉각수는 제 1호스(8)를 통해 워터펌프(10)로 흐르고, 다시 상기 워터펌프(10)에 의하여 워터재킷(3) 내로 순환되어 방열이 방지되게 된다.

그리고 상기 엔진(1)이 시동 후에 과열되어 워터재킷(3) 내의 냉각수 온도가 상승되면, 상기 워터재킷(3)과 라디에이터(7) 사이에 설치된 서모스텟(4)이 열리면서 상기 워터재킷(3) 내의 냉각수를 제 2호스(5)를 통해 라디에이터(7)로 유동시키게 된다. 이와 같이, 라디에이터(7)로 압송된 냉각수는 외기와 접촉하여 냉각된 후, 제 3호스(9)를 통해 워터펌프(10)에 의하여 다시 워터재킷(3) 내로 압송 순환된다. 이 때, 상기 워터펌프(10)의 선단에 설치된 냉각팬(6)이 상기 냉각수의 방열효과를 좋게 한다.

상기한 바와 같이 워터 펌프(10)는 워터 재킷(3) 내의 냉각수를 압송 순환시키는 장치이며, 워터 펌프(10)가 실린더 블록(20)에 설치된 형상을 도시한 도 2를 참고하여 종래의 워터 펌프의 워터 드레인 구조를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

펌프 하우징(11)은 실린더 블록(20)의 일측에 결합되며, 펌프 하우징(11)의 외부에는 타이밍 벨트(미도시)가 감겨질 수 있는 펌프 풀리(13)가 구비된다. 상기 펌프 하우징(11)에는 실린더 블록(20)에 볼트로서 결합되기 위한 비교적 넓은 면적의 플랜지부(12)가 형성되어 있다.

한편, 상기 플랜지부(12)가 밀착 결합되는 실린더 블럭(20)의 내측에 상기 실린더 블록(20)과 연결되는 드레인 챔버(30)를 가공 형성하여 배출된 수증기가 상기 드레인 챔버(30)에 고여서 모여질 수 있도록 한다.

구체적으로 상기 드레인 챔버(30)는 워터 펌프(10)와 실린더 블록(20)이 접하는 면에 형성된 중공의 공간이며, 워터 펌프(10) 측에 형성된 워터 펌프 측 챔버(30a)와 실린더 블록 측 챔버(30b)로 이루어진다.

그리고 상기 드레인 챔버(30)로부터 실린더 블록(20)의 측면부(타이밍벨트로 부터 완전히 벗어난 부위)를 향하도록 드레인 홀(131)을 형성하여 상기 드레인 챔버(30)에 모여진 수증기(냉각수)가 드레인 홀(131)을 통해 외부로 배출되도록 하였다.

도 3은 종래의 워터 펌프의 워터 드레인 구조에서 워터 펌프(10)가 맞닿아 설치되는 실린더 블록(20) 측을 나타낸 도면으로서, 실린더 블록(20) 측에 소정 부피의 실린더 블록 측 챔버(30b)가 형성되고, 이 실린더 블록 측 챔버(30b)의 하단 측에 드레인 홀(131)이 형성된다. 이 드레인 홀(131)의 일측 단부는 실린더 블록 측 챔버(30b)의 하단과 연결되고, 타측 단부(미도시)는 실린더 블록(20)의 측면부까지 연장된 구조이다.

그러나 이와 같은 종래의 워터 펌프의 워터 드레인 구조는 드레인 홀(131)이 드레임 챔버(30)의 하단에 구비되어 있어서, 워터 펌프(10)에서 누수된 냉각수가 상기 드레인 홀(131)을 통하여 바로 배출되었으며, 이에 따라 펌프 풀리(13)에 감겨진 타이밍 벨트에 직접 떨어지게 되면서 타이밍 벨트(13)가 오염되고 내구성이 약해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 드레인 홀이 구비된 위치를 변경시킴으로써, 냉각수가 드레인 홀을 통하여 즉시 배출되지 않고, 상기 드레인 챔버 내에 저장될 수 있는 워터 펌프의 워터 드레인 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 실린더 블록의 일측 중앙에 설치되어, 엔진 내부로 냉각수가 원활하게 순환되도록 동작하는 워터 펌프에서, 상기 워터 펌프에서 상기 실린더 블록에 맞닿는 면에 구비된 워터 펌프 측 챔버와, 이에 대응하여 상기 워터 펌프 측 챔버와 맞닿는 실린더 블록의 면에 구비된 실린더 블록 측 챔버를 포함하여, 내측에 냉각수가 고일 수 있는 드레인 챔버가 구비된 것을 특징으로 한다.

나아가 일측 단부는 상기 드레인 챔버의 상단과 연결되고, 타측 단부는 상기 실린더 블록의 측면부까지 연장된 드레인 홀이 더 구비되어, 냉각수가 드레인 홀을 통하여 즉시 배출되지 않고, 상기 드레인 챔버 내에 저장될 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 워터 펌프의 워터 드레인 구조 의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따르는 워터 펌프가 실린더 블록에 설치된 형상을 나타내는 도면이다. 도 4를 참고하면, 펌프 하우징(11)은 실린더 블록(20)의 일측에 결합되며, 펌프 하우징(11)의 내부에는 베어링(미도시)이 구비되고, 펌프 하우징(11)의 외부에는 타이밍 벨트(미도시)가 감겨질 수 있는 펌프 풀리(13)가 구비된다. 그리고 상기 베어링의 회전축 끝단에는 실린더 블록(20) 내부의 냉각수 순환라인에 존재하도록 임펠러(미도시)가 형성되어 있다. 상기 펌프 하우징(11)에는 실린더 블록(20)에 볼트로서 결합되기 위한 비교적 넓은 면적의 플랜지부(12)가 형성되어 있다.

한편, 상기 플랜지부(12)가 밀착 결합되는 실린더 블럭(20)의 내측에 상기 실린더 블록(20)과 연결되는 드레인 챔버(30)를 가공 형성하여 배출된 수증기가 상기 드레인 챔버(30)에 고여서 모여질 수 있도록 한다.

그리고 상기 드레인 챔버(30)로부터 실린더 블록(20)의 측면부(타이밍벨트로 부터 완전히 벗어난 부위)를 향하도록 드레인 홀(31)을 형성하여 상기 드레인 챔버(30)에 모여진 수증기(냉각수)가 드레인 홀(31)을 통해 외부로 배출되도록 한다. 이 때, 상기 드레인홀(31)은 실린더 블록(20)의 측면부로부터 드릴로서 가공하였고, 상기 드레인 홀(31)의 단면은 5~6 mm의 직경을 가지도록 설정되어, 수증기의 원활한 유동이 이루어질 수 있도록 한다.

도 4를 참고하면, 종래와는 달리 드레인 홀(31)이 드레인 챔버(30)의 상단으로부터 시작되는 것을 알 수 있다. 즉, 이 드레인 홀(31)의 일측 단부는 드레인 챔 버(30)의 상단에 연결되고, 타측 단부는 실린더 블록(20)의 측면부까지 연장되도록 구성된다.

도 5는 본 발명에 따르는 워터 펌프의 워터 드레인 구조에서 실린더 블록 측을 나타낸 도면으로, 실린더 블록(20) 측에 소정 깊이 만입된 형상으로, 소정 부피의 실린더 블록 측 챔버(30b)가 형성되고, 이 실린더 블록 챔버(30b)의 상단 측에 드레인 홀(31)이 형성된다. 이 드레인 홀(31)의 일측 단부는 드레인 챔버(30)의 상단과 연결되고, 타측 단부(미도시)는 실린더 블록(20)의 측면부까지 연장된 구조이다.

도 6에는 워터 펌프 측 챔버(30a)와 실린더 블록 측 챔버(30b)로 이루어진 드레인 챔버(30)의 형상이 도시되어 있다. 도 6을 참고하면, 드레인 챔버(30)에 저장될 수 있는 냉각수의 양은 워터 펌프(10) 측에 약 2cc, 그리고 실린더 블록(20) 측에 약 3cc이며, 합하여 약 5cc 정도의 냉각수를 저장할 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 드레인 홀(31)이 설치된 위치를 변경함으로써, 드레인 챔버(30)에 수증기가 냉각되어 냉각수의 상태로 고이면서 저장될 수 있게 된다. 즉, 종래에는 수증기가 냉각된 냉각수가 드레인 챔버(30)을 거쳐 드레인 홀(131, 도 2 및 도 3 참조)로 즉시 배출되었으나, 본 발명에서는 냉각수가 드레인 챔버(30)에 일단 저장된 후, 나중에 엔진 주위에서 발생한 열에 의하여 증발되어, 상기 드레인 홀(31)을 통하여 수증기의 상태로 배출된다. 따라서 타이밍 벨트(미도시) 등에 직접 떨어지지 않게 되어, 워터 펌프(10)의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 워터 펌프의 워터 드레인 구조는 냉각수가 드레인 챔버 내에 저장된 후, 자연 증발되도록 유도하여 워터 펌프 주위의 부품에 냉각수가 떨어지는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.

Claims (2)

1. 실린더 블록의 일측 중앙에 설치되어, 엔진 내부로 냉각수가 원활하게 순환되도록 동작하는 워터 펌프에서,

   상기 워터 펌프에서 상기 실린더 블록에 맞닿는 면에 구비된 워터 펌프 측 챔버와, 이에 대응하여 상기 워터 펌프 측 챔버와 맞닿는 실린더 블록의 면에 구비된 실린더 블록 측 챔버를 포함하여, 내측에 냉각수가 고일 수 있는 드레인 챔버가 구비된 워터 펌프의 워터 드레인 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   일측 단부는 상기 드레인 챔버의 상단과 연결되고, 타측 단부는 상기 실린더 블록의 측면부까지 연장된 드레인 홀이 더 구비된 것을 특징으로 하는 워터 펌프의 워터 드레인 구조.

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