KR19990032218U - 워터펌프 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 배기가스의 유동에너지를 이용하여 워터펌프를 구동하므로써 엔진출력의 손실저감에 의한 엔진출력증대를 도모한 워터펌프 구동장치를 제공하는데 있다.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여

배기가스 배출관로(9)의 도중에 마련되는 로터하우징(10)과;

상기 로터하우징(10)내에 회전가능하게 수용되어 배기가스가 배출되는 유동에너지에 의해 회전하는 로터(8)와;

상기 로터(8)와 회전축(7)으로 연결되어 임펠러 하우징(4)내에서 회전하므로써 냉각수를 엔진 내부로 압송하는 임펠러(3)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

워터펌프 구동장치

본 고안은 크랭크 축의 구동력 손실저감을 위한 워터펌프 구동장치에 관한 것이다.

실린더내의 연소가스의 온도는 2000℃ 이상에 달하지만 이 열의 상당량이 실린더, 실린더헤드, 피스톤 등에 흡수되므로 이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며, 심할때는 엔진을 손상시키고 연소상태도 나빠지게 되어 노킹이나 조기 점화를 일으켜 출력을 급격히 저하시키게 된다.

이 때문에 실린더블록과 실린더 사이 및 실린더헤드에 워터재킷을 형성하고 워터펌프를 가동시켜 워터재킷내의 물을 순환시키므로써 과열을 방지하고 적정온도로 엔진을 냉각시키고 있다.

워터재킷내의 냉각수를 라디에이터를 경유해서 계속하여 순환시키기 위한 워터펌프로는 통상 원심펌프가 많이 사용되며, 이 원심펌프는 중앙의 임펠러의 회전에 의해 얻어지는 원심력에 의해 물을 강제 급송하는 작용을 하는 장치로서 도 3에 도시하는 것과같이 워터펌프(임펠러)(20)의 구동은 크랭크 축 댐퍼풀리(21)에 의해 V벨트(22)로 전달받아 구동되므로써 엔진 구동력의 일부를 사용하게 된다.

그러나 상기와 같이 크랭크 축(23)에 연결된 댐퍼풀리(21) 구동력에 의해 펌프풀리(24)가 회전되어 동일축(25)에 연결된 임펠러(20)를 회전시켜 냉각수를 순환시키게 되므로써 크랭크 축의 회전력이 차량을 움직이는 구동력으로만 사용되지 못하고 그의 일부가 워터펌프(20) 구동에 사용되므로 엔진출력 향상의 저해 요인이 되고 있다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 제안된 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 배기가스의 유동에너지를 이용하여 워터펌프를 구동하므로써 엔진출력의 손실저감에 의한 엔진출력증대를 도모한 워터펌프 구동장치를 제공하는데 있다.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여

배기가스 배출관로의 도중에 마련되는 로터하우징과;

상기 로터하우징내에 회전가능하게 수용되어 배기가스가 배출되는 유동에너지에 의해 회전하는 로터와;

상기 로터와 회전축으로 연결되어 임펠러 하우징내에서 회전하므로써 냉각수를 엔진 내부로 압송하는 임펠러를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 의한 워터펌프 구동장치를 나타내는 도면

도 2는 본 고안의 배기가스 바이패스 제어블록도를 나타내는 도면

도 3은 종래기술

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 임펠러 4 : 임펠러 하우징

5 : 라디에이터 7 : 회전축

8 : 로터 9 : 배기가스 배출관로

10 : 로터하우징 11 : 배기매니폴드

12 : 바이패스밸브 13 : 바이패스관로

15 : 임펠러 속도검출센서 16 : 냉각수온센서

17 : 전자제어장치

이하 본 고안의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 워터펌프 구동장치의 일실시예를 나타내는 도면으로 도면중 부호 1은 실린더이며 부호 2는 워터재킷이다.

상기 워터재킷(2)의 냉각수 유입구에는 워터펌프장치를 형성하는 임펠러(3)가 임펠러 하우징(4)내에 설치되며, 라디에이터(5)측, 또는 서머스탯(6)으로부터 바이패스되는 냉각수를 워터재킷(2)내로 강제 압송시켜 순환하도록 회전하게 된다.

상기 임펠러(3)는 회전축(7)에 의해 로터(8)와 연결되며, 상기 로터(8)는 배기가스 배출관로(9)의 도중에 마련된 로터하우징(10)내에 회전가능하게 장착되어 있다.

그리고 상기 로터하우징(10)으로부터 엔진측, 즉 배기매니폴드(11)측에는 바이패스밸브(12)가 마련되고, 바이패스밸브(12)의 개방시 바이패스관로(13)를 통해 로터(8)측을 경유하지 아니하고 배기가스의 일부가 배출되어지게 된다.

여기서 미설명 부호 14는 회전축(7)을 지지하는 베어링이다.

이상과 같은 본 고안은 배기매니폴드(11)와 배기가스 배출관로(9)를 통해 배출되는 배기가스의 유동에너지를 이용하여 로터(8)를 회전시키게 되며, 그 로터(8)와 회전축으로 연결된 임펠러(3)가 함께 회전하여 냉각수를 펌핑하게 되므로 종래와 달리 워터펌프가동에 크랭크 축 구동력을 이용치 아니하고 배기가스의 폐열 에너지를 이용하므로 열손실을 줄일 수 있게 되는 것이다.

한편 엔진이 고속으로 구동되어 배기가스 배출력 증대에 따라 임펠러(3)의 회전속도가 기준치 이상 크게 증대될 때 임펠러 속도검출센서(15) 또는 냉각수온센서(16)로부터 검출된 냉각수온이 과냉으로 검출될 때 전자제어장치(17)는 솔레노이드 밸브인 바이패스밸브(12)를 작동시켜 바이패스관로(13)를 개방하게 된다.

이에따라 배기가스의 일부가 바이패스관로(13)를 통해 배출되므로 로터(8)의 회전수가 감소되어 임펠러(3)의 과회전이 방지되는 것이다.

이상과 같은 본 고안에 의하면 배기가스가 배출되는 관로의 도중에 로터하우징을 만들고 로터를 회전가능하게 수용한 후 회전축으로 임펠러와 연결하는 것에 의해서 배기가스의 유동에너지를 이용하여 워터펌프의 임펠러를 구동하므로써 크랭크 축의 구동손실을 저감하여 엔진출력 증대를 도모하며, 임펠러의 과회전으로 엔진과냉이 우려될 때에는 바이패스라인을 개방시켜 배기가스의 일부를 로터를 경유하지 아니하고 배기키시게 되므로써 워터펌프 장치의 손상 및 엔진과냉을 방지하게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 배기가스 배출관로(9)의 도중에 마련되는 로터하우징(10)과;

   상기 로터하우징(10)내에 회전가능하게 수용되어 배기가스가 배출되는 유동에너지에 의해 회전하는 로터(8)와;

   상기 로터(8)와 회전축(7)으로 연결되어 임펠러 하우징(4)내에서 회전하므로써 냉각수를 엔진 내부로 압송하는 임펠러(3)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 워터펌프 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   엔진으로부터 배출되는 배기가스의 일부가 상기 로터(8)를 우회하여 배출하도록 하는 바이패스관로(13)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 워터펌프 구동장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 바이패스관로(13)를 개폐하기 위한 솔레노이드 밸브인 바이패스밸브(12)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 워터펌프 구동장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 바이패스밸브(12)는 임펠러 속도검출센서(15)나 냉각수온센서(16)로부터의 신호에 의해 과회전 또는 엔진과냉으로 판정될 시 전자제어장치(17)의 신호출력에 의해 상기 바이패스관로(13)를 개방토록 작동이 제어되는 것을 특징으로 하는 워터펌프 구동장치.