KR102173691B1 - 전동식 워터펌프 - Google Patents

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김경엽
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정연석
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지엠비코리아 주식회사
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Abstract

본 발명은 전동식 워터펌프에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어실로 냉각수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 스테이터로 냉각수 누수된 것을 감지할 수 있는 전동식 워터펌프에 대한 것이다.
본 발명에 따른 전동식 워터펌프는 하우징과, 캔과, 로터와, 스테이터와 제어기와, 터미널라인 및 냉각수감지수단을 포함한다. 상기 하우징은 제어실과 모터실로 분리된다. 상기 캔은 상기 모터실에 내장된다. 상기 로터는 상기 캔의 내부에 장착된다. 상기 스테이터는 상기 캔의 외부에서 상기 하우징에 장착된다. 상기 제어기는 상기 제어실에 장착된다. 상기 터미널라인은 상기 스테이터가 상기 제어기의 신호를 받을 수 있도록 상기 제어기에서 상기 스테이터로 연결된다. 상기 냉각수감지수단은 광원이 투과될 수 있는 투명창을 구비한 감지케이스와, 상기 투명창으로 신호광을 송출하도록 상기 감지케이스에 장착된 광원과, 상기 광원과 쌍을 이루며 상기 광원에서 송출되어 상기 투명창의 표면에 묻은 냉각수에서 반사되어 돌아오는 광을 수신하도록 상기 감지케이스에 장착된 수광소자를 구비하여 상기 터미널라인을 통하여 상기 제어실로 유입되는 냉각수를 감지하기 위하여 상기 캔의 내부에 장착된다.
본 발명에 의하면, 냉각수감지수단이 터미널라인 부위에 장착되어 물이 있는지 여부를 감지한다. 따라서 냉각수감지수단에서 수분이 감지되면 터미널라인을 통하여 제어실로 물이 누설되는 것을 예방할 수 있어서 제어기를 보호할 수 있다.

Description

전동식 워터펌프{Electric water pump}
본 발명은 전동식 워터펌프에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어실로 냉각수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 스테이터로 냉각수 누수된 것을 감지할 수 있는 전동식 워터펌프에 대한 것이다.
일반적으로, 워터펌프는 엔진의 냉각 및 실내 난방을 위하여 엔진 및 히터에 냉각수를 순환시키기 위한 장치이다. 워터펌프에서 토출된 냉각수는 엔진, 히터, 또는 라디에이터와 열교환을 하며 순환한 후 워터펌프로 다시 유입된다. 이러한 워터펌프는 크게 기계식 워터펌프와 전동식 워터펌프로 나누어 지는데, 엔진 냉각을 최적인 상태에서 컨트롤하는 것이 가능하고, 엔진 주위의 구조를 간소화하여 차량 연비를 향상시키는 전동식 워터펌프가 널리 사용되고 있다.
이러한 전동식 워터펌프는 하우징이 모터실과 제어실로 분리되며, 모터실에는 스테이터와 로터가 장착되며 제어실에는 모터를 제어하는 제어기가 장착된다. 이때 제어기의 신호는 제어기에서 스테이터로 연결된 터미널라인을 통하여 전달된다.
등록특허 제10-1651349호(등록일자 2016년 8월 19일) 등록특허 제10-1502286호(등록일자 2015년 3월 6일) 등록특허 제10-1502281호(등록일자 2015년 3월 6일)
종래의 전동식 워터펌프는 로터에 장착된 임펠러에 의하여 냉각수가 순환된다. 임펠러가 장착된 로터는 캔으로 둘러싸여 있어서 냉각수가 스테이터로 흘러들어가지 않는다. 그런데 워터펌프가 장시간 사용되면 캔의 패킹이 마모되어 냉각수가 스테이터로 누수되는 경우가 발생하고 스테이터로 누수된 냉각수가 터미널라인을 통하여 제어기로 흘러간다는 문제점이 발생한다.
본 발명은 스테이터로 누수된 냉각수가 터미널라인을 통하여 제어실로 누수되는 것을 방지하기 위하여 스테이터로 누수된 냉각수를 감지할 수 있는 전동식 워터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 워터펌프는 하우징과, 캔과, 로터와, 스테이터와 제어기와, 터미널라인 및 냉각수감지수단을 포함한다. 상기 하우징은 제어실과 모터실로 분리된다. 상기 캔은 상기 모터실에 내장된다. 상기 로터는 상기 캔의 내부에 장착된다. 상기 스테이터는 상기 캔의 외부에서 상기 하우징에 장착된다. 상기 제어기는 상기 제어실에 장착된다. 상기 터미널라인은 상기 스테이터가 상기 제어기의 신호를 받을 수 있도록 상기 제어기에서 상기 스테이터로 연결된다. 상기 냉각수감지수단은 광원이 투과될 수 있는 투명창을 구비한 감지케이스와, 상기 투명창으로 신호광을 송출하도록 상기 감지케이스에 장착된 광원과, 상기 광원과 쌍을 이루며 상기 광원에서 송출되어 상기 투명창의 표면에 묻은 냉각수에서 반사되어 돌아오는 광을 수신하도록 상기 감지케이스에 장착된 수광소자를 구비하여 상기 터미널라인을 통하여 상기 제어실로 유입되는 냉각수를 감지하기 위하여 상기 캔의 내부에 장착된다.
또한, 상기의 전동식 워터펌프에 있어서, 상기 냉각수감지수단은 상기 제어실과 상기 모터실을 분리시키는 상기 모터실의 바닥에 장착된 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 냉각수감지수단이 터미널라인 부위에 장착되어 물이 있는지 여부를 감지한다. 따라서 냉각수감지수단에서 수분이 감지되면 터미널라인을 통하여 제어실로 물이 누설되는 것을 예방할 수 있어서 제어기를 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 워터펌프의 일 실시예의 단면도,
도 2는 도 1의 실시예의 부분확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 전동식 워터펌프의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 전동식 워터펌프는 하우징(10)과, 캔(15)과, 로터(17)와, 스테이터(19)와, 제어기(21)와, 터미널라인(23) 및 냉각수감지수단(30)을 포함한다.
하우징(10)은 하부에 위치한 제어실(11)과 상부에 위치한 모터실(13)로 분리된다.
캔(15)은 로터(17)를 감싸서 냉각수가 스테이터(19)로 넘어가지 않도록 모터실(13)에 장착된다.
로터(17)는 캔(15)의 내부에 장착되며 로타(17)의 단부에는 임펠러가 장착된다.
스테이터(19)는 캔(15)의 외부에 위치하도록 모터실(13)에 장착된다.
제어기(21)는 제어실(11)에 장착된다.
터미널라인(23)은 스테이터(19)가 제어기(21)의 신호를 받을 수 있도록 제어기(21)에서 스테이터(19)로 연결된다.
냉각수감지수단(30)은 모터실(13)에서 제어실(11)로 냉각수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 스테이터(19)가 있는 모터실(13)에 냉각수가 유입되었는지를 감지하는 역할을 한다. 더욱 상세히 설명하면 캔(15)의 내부에서 외부로 누수된 냉각수가 제어실(11)로 누수되는 것을 방지하기 위하여 캔(15)의 내부에서 캔(15)의 외부로 냉각수가 유입되었는지를 감지하는 역할을 한다. 이때 냉각수는 터미널라인(23)을 통하여 제어실(11)로 누수될 수 있으므로 냉각수감지수단(30)은 터미널라인(23) 측에 냉각수가 누수되었는지를 감지할 수 있도록 모터실(13)의 바닥에 장착된다.
이를 위하여 냉각수감지수단(30)은 감지케이스(31)와, 광원(33)과 수광소자(35)를 구비한다.
감지케이스(31)는 광원이 투과될 수 있는 투명창(32)을 구비한다. 광원(33)은 LED광원이 사용되며, 적외선 광이 투명창(32)으로 출력된다. 그러면 광원은 투명창(32)을 통과한다. 이때 투명창(32)에 냉각수가 맺혀 있을 경우에는 투명창(32)을 통과한 광원이 냉각수에서 일부가 반사되어 투명창(32)을 다시 통과하여 수광소자(35)로 보내진다.
수광소자(35)는 광원(33)과 쌍을 이루며 광원(33)에서 송출되어 투명창(32)을 통과한 후 투명창(32)의 표면에 묻은 냉각수에서 반사되어 돌아오는 광을 수신하도록 광원(33)와 일렬로 배치되게 감지케이스(31)에 장착된다. 수광소자(35)에 광원이 감지될 경우 수신된 신호는 증폭기와, 대역통과필터를 통과하여 처리된다. 냉각수감지수단(30) 내에서 냉각수의 누수를 효과적으로 감지하기 위하여 광원(33)과 수광소자(35)는 쌍을 이루어 복수 개가 장착될 수 있다. 그러면 넓은 면적에서 냉각수의 유출을 감지할 수 있다.
본 실시예의 경우 제어기(21)의 신호를 받으면 로터(17)가 회전하여 임펠러를 구동시킨다. 그러면 냉각수가 공급된다. 이때 냉각수는 캔(15)의 내부에만 수용되고 캔(15)의 외부로는 누수되지 않는다. 그래서 스테이터(19)는 냉각수에 노출되지 않는다. 워터펌프가 장시간 사용되어 패킹 등의 마모가 발생하면 캔(15)의 내부에서 냉각수가 캔(15)의 외부로 누수된다. 캔(15)과 하우징(10)의 사이에 누수된 냉각수는 터미널라인(23)의 틈새로 인하여 제어실(11)로 누수되어 워터펌프의 고장을 일으킬 수 있다. 그래서 캔(15)의 외부로 냉각수가 누수될 경우 이를 감지할 필요성이 있다. 캔(15)의 외부로 냉각수가 누수되면 감지케이스(31)의 투명창(32)에 냉각수가 맺힌다. 광원(33)이 투명창(32)으로 출력되므로 투명창(32)에 냉각수가 맺혀 있으면 냉각수에서 반사되어 수광소자(35)에서 감지된다. 그러면 냉각수가 캔(15)의 외부로 누수되었는지를 사용자가 알 수 있다. 이 경우 워터펌프를 중지시킨 후 유지보수할 수 있다.
10 : 하우징 11 : 제어실
13 : 모터실 15 : 캔
17 : 로터 19 : 스테이터
21 : 제어기 23 : 터미널라인
30 : 냉각수감지수단 31 : 감지케이스
32 : 투명창 33 : 광원
35 : 수광수자

Claims (2)

  1. 제어실과 모터실로 분리된 하우징과,
    상기 모터실에 내장된 캔과,
    상기 캔의 내부에 장착된 로터와,
    상기 캔의 외부에서 상기 하우징에 장착된 스테이터와,
    상기 제어실에 장착된 제어기와,
    상기 스테이터가 상기 제어기의 신호를 받을 수 있도록 상기 제어기에서 상기 스테이터로 연결된 터미널라인과,
    광원이 투과될 수 있는 투명창을 구비한 감지케이스와, 상기 투명창으로 신호광을 송출하도록 상기 감지케이스에 장착된 광원과, 상기 광원과 쌍을 이루며 상기 광원에서 송출되어 상기 투명창의 표면에 묻은 냉각수에서 반사되어 돌아오는 광을 수신하도록 상기 감지케이스에 장착된 수광소자를 구비하여 상기 터미널라인을 통하여 상기 제어실로 유입되는 냉각수를 감지하기 위하여 상기 캔의 내부에 장착된 냉각수감지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 워터펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수감지수단은 상기 제어실과 상기 모터실을 분리시키는 상기 모터실의 바닥에 장착된 것을 특징으로 하는 전동식 워터펌프.
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