KR19980059824A - 자동차의 워터펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 워터펌프에 관한 것으로, 연소실당 4밸브구도의 고출력엔진이 증대되는 실정이어서 이에 맞도록 하기 위해서는 고양정의 워터펌프가 요구되어지는데 이에 대처하는 종래의 방식은 한개인 임펠러의 직경을 크게하거나 회전속도를 증대시켜 이에 부응하고 있는 바, 이는 워터펌프의 사이즈를 증대시키는 요인이 되어 냉각장치의 부피가 커지게 하고, 또한 워터펌프 작동부하가 커져야 하는 문제가 있었다.

본 발명은 예시도면 도 2와 같이, 동일한 사이즈의 임펠러(14)(16) 한쌍을 로터 축(12)에 대칭적으로 장착하고, 이 한쌍의 임펠러(14)(16) 회전을 받아 펌핑된 냉각수가 각 와실류(20)(20')을 거쳐 출구부(18)로 나가도록 하여 임펠러 전·후면의 유속차이에 의한 스러스트 포오스가 양쪽 임펠러에서 평형이 이루어지므로, 상대적으로 작은 사이즈의 임펠러로도 고양정의 펌핑이 가능하게 되는 효과가 있다.

Description

자동차의 워터펌프

본 발명은 자동차의 워터펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로터축에 서로 대칭으로 장착된 한쌍의 임펠러로 하여 냉각수를 펌핑하게 하므로, 상대적으로 작은 사이즈의 임펠러로도 고양정의 냉각수 펌핑이 가능하게 된 자동차의 워터펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 엔진의 실린더내에 연소가스의 온도는 2000℃ 이상에 달하지만, 이 열의 상당량이 실린더, 실린더 헤드,피스톤 등에 흡수된다.

이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면, 실린더에 변형을 일으키거나 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며, 심할 때는 엔진을 손상시키기도 하고, 연소상태도 나빠지는 결과 노킹이나 조기점화를 일으켜 출력을 급격히 저하시키게 된다.

이에 엔진을 냉각하여 과열을 방지하고, 또한 적온으로 유지하기 위해 냉각장치(cooling system)가 엔진룸에 장치되는 바, 상기한 냉각장치중 수냉식 냉각장치는 워터펌프에 의해 냉각수를 실린더 블록 및 실린더 헤드의 워터재킷으로 보내고 다시 냉각수를 라디에이터로 끌어들여 방열하면 식어진 냉각수는 또다시 워터펌프를 이용해 순환시키고 있다.

상기한 워터펌프는 크랭크축에 의해 회전되는 벨트가 풀리를 회전시킴으로 구동된다.

예시도면 도 1에는 수냉식 냉각장치의 워터펌프(water pump)를 도시하였는바, 워터펌프(1)는 그 중앙에 한개소의 임펠러(2)가 구비되어 있으며, 임펠러(2)는 회전에 따라 냉각수를 원심력으로 외부로 보내주는 펌프작용을 하는 것으로, 상기 한 임펠러(2)는 크랭크축의 회전력을 V벨트로 연결된 풀리(9)에 전달되어져 그 풀리(9)의 회전력을 받아 작동하는 것이다.

상기 임펠러(2)는 회전속도는 크랭크 축의 1.2~1.6배 정도이다. 그리고 워터펌프(1)에는 팬(3)이 장치되어 있다.

임펠러(2)는 6장 정도의 날개를 가지고 있으며 로터 축(4)에 압입되어 보디(5)내에서 회전한다.

상기한 펌프보디(5)와 로터 축(4) 사이에는 시일 고무, 스러스트 플레이트, 스프링 등으로 이루어지는 시일부(6)가 설치되어 있으며, 물의 누출을 방지한다.

따라서,라디에이터(미도시)를 경유하여 냉각된 냉각수가 펌프보디(5)측의 입구부(7)를 통해 들어오면 임펠러(2)의 회전력으로 펌핑되어 펌핑보디(5)의 상단측 출구부(8)를 통해 실린더블럭내의 워터재킷으로 들어가 냉각작용을 하게 된다.

이러한 원심펌프는 소형으로 송수량이 많고, 출구를 좁혀도 압력이 올라가지 않으므로 온도조정이 용이하며 물은 자유로이 날개 사이를 흘러서 불완전하면서도 자연순환하여 냉각되므로 곧바로 오버히트를 일으키지 않는 이점이 있다.

그러나, 현재 연소실당 4밸브구조의 고출력 엔진이 증대되는 실정이어서 이에 맞도록 하기 위해서는 고양정의 워터펌프가 요구되어지는데 이에 대처하는 종래의 방식은 한개소인 임펠러(2)직경을 크게하거나 회전속도를 증대시켜 이에 부응하고 있는 바, 이는 워터펌프의 사이즈를 증대시키는 요인이 되어 냉각장치의 부파가 커지게 하고, 또한 워터펌프 작동부하가 커져야 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 종래의 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 로터축에 한쌍의 임펠러를 서로 대칭으로 장착시켜줌으로 상대적으로 작은 사이즈의 임펠러로도 고양정의 냉각수 펌핑을 가능하게 한 자동차의 워터펌프를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 펌프보디내에 장치된 로터 축에 한쌍의 임펠러가 서로 대칭적으로 장착되고, 펌프보디내로 유입된 냉각수가 상기한 한쌍의 임펠러 회전에 펌핑되어 실린더블록의 워터재킷으로 배출되도록 한 펌프보디의 출구부에 한쌍의 와류실이 분리 형성된 구조이다.

따라서, 본 발명의 동일한 사이즈의 임펠러 한쌍을 로터 축에 대칭적으로 장착하고, 이 한쌍의 임펠러 회전을 받아 펌핑된 냉각수가 와류실을 거쳐 출구부로 나가도록 하여 임펠러 전·후면의 유속차이에 의한 스러스트 포오스(thrust force)가 양쪽 임펠러에서 평형이 이루어지므로, 상대적으로 작은 사이즈의 임펠러로도 고양정의 펌핑이 가능하게 되는 것이다.

도 1은 종래의 워터펌프를 보인 단면예시도,

도 2는 본 발명에 따른 워터펌프를 보인 단면예시도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 - 펌프보디, 12 - 로터 축,

14,16 - 임펠러, 18 - 출구부,

20,20' - 와류실.

본 발명의 구성 및 작용 효과를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 펌프보디(10)내에 장치된 로터 축(12)에 한쌍의 임펠러(14)(16)가 서로 대칭적으로 장착되고, 펌프보디(10)내로 유입된 냉각수가 상기한 한쌍의 임펠러(14)(16) 회전에 펌핑되어 실린더블록의 워터재킷으로 배출되도록 한 펌프보디(10)의 출구부(18) 선단에 한쌍의 와류실(22)(22')이 분리성형된 것을 특징으로 하는 자동차의 워터펌프이다.

예시도면 도 2는 본 발명에 따른 워터펌프를 보인 단면예시도이다.

여기서, 본 발명에 따른 워터펌프는 크랭크축의 회전력을 V벨트가 연결된 풀리(9)로 전달받아지고, 다시 그 풀리의 회전을 받은 로터 축(12)에 의해 한쌍의 임페러(14)(16)가 회전하면서 구동하는 것으로, 라디에이터를 경유한 냉각수를 순환시키는 동력이 되는 것이다.

이러한 워터펌프는 종래의 구성상에서 펌프보디(10)내에 장치된 로터 축(12)에 한쌍의 임페러(14)(16)가 서로 대칭적으로 장착된 것이고, 이러한 한쌍의 임페러(14)(16) 회전으로 펌핑된 냉각수가 실린더블록의 워터재킷으로 빠져나가는 배출구인 펌프보디(10)의 출구부(18) 선단에 한쌍의 와류실(20)(20')이 분리성형된 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 로터 축(12)에 서로 대칭으로 장착된 임펠러(14)(16)가 풀리의 회전력을 받은 로터 축(12)의 회전으로 구동하게 되면, 같은 크기의 사이즈인 하나의 임펠러 냉각수를 펌핑하는 것보다 더 나은 고양정의 펌핑을 하게 된다.

이때 가 임페러(14)(16) 전·후의 유속 즉 로터 축(12)의 회전으로 구동하는 임페러(14)(16)의 회전시 가압펌핑된 냉각수가 펌프보디(10)상단에 형성된 와류실(20)(20')로 들어가게 될 때 임페러(14)(16)의 앞부분의 냉각수는 유속이 빠르게 되고, 뒷부분의 냉각수는 상대적으로 느리게 되는 바, 이러한 유속의 차이로 생기는 스러스트 포오스가 대칭적으로 장착된 한쌍의 임펠러(14)(16)로 인해 펌프보디(10)내에서 서로 평형을 이루게 된다.

이에 본 발명은 하나의 임펠러시에 고양정의 펌핑을 위해서 임펠러의 사이즈를 크게하거나 워터펌프의 작동부하를 크게하지 않더라도 상대적으로 사이즈가 작은 한쌍의 임펠러를 로터 축에 대칭적으로 장착하므로서 가능하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 동일한 사이즈의 임펠러(14)(16) 한쌍을 로터 축(12)에 대칭적으로 장착하고, 이 한쌍의 임페러(14)(16) 회전을 받아 펌핑된 냉각수가 각 와류실(20)(20')을 거쳐 출구부(18)로 나가도록 하여 임펠러 전·후면의 유속차이에 의한 스러스트 포오스가 양쪽 임펠러에서 평형이 이루어지므로, 상대적으로 작은 사이즈의 임펠러로도 고양정의 펌핑이 가능하게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 펌프보디(10)내에 장치된 로터 축(12)에 한쌍의 임페러(14)(16)가 서로 대칭적으로 장착되고, 펌프보디(10)내로 유입된 냉각수가 상기한 한쌍의 임페러(14)(16) 회전에 펌핑되어 실린더블록의 워터재킷으로 배출되도록 한 펌프보디(10)의 출구부(18) 선단에 한쌍의 와류실(20)(22')이 분리성형된 것을 특징으로 하는 자동차의 워터펌프.