KR20020018213A - Water pump for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엔진을 냉각하기 위하여 냉각수를 실린더블럭으로 압송하는 워터펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 워터펌프로 유입되는 냉각수의 압력과, 임펠러에서 압송되어 실린더블럭으로 유출되는 냉각수의 압력의 차이를 줄이기 위하여 임펠러에서 압송되는 고압의 냉각수 일부를 워터펌프의 냉각수 유입구로 보낼 수 있도록 구성한 워터펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a water pump for pumping coolant into a cylinder block for cooling an engine. More specifically, the present invention relates to a difference between a pressure of a coolant flowing into a water pump and a pressure of a coolant pumped from an impeller to a cylinder block. It relates to a water pump configured to send a portion of the high pressure cooling water pumped from the impeller to the cooling water inlet of the water pump to reduce.
자동차의 엔진에는 엔진을 적정수준의 온도로 유지시켜 주는 엔진 냉각장치가 구비되어 있으며, 엔진이 냉각될 때 상기한 냉각장치는 서서히 냉각되어 재시동시 신속하게 워밍업되도록 하여준다.The engine of the vehicle is provided with an engine cooler that maintains the engine at an appropriate temperature, and when the engine cools, the cooler is gradually cooled to warm up quickly upon restart.
상기한 엔진 냉각장치는 라디에이터, 냉각팬, 서머스탯, 워터펌프 및 구동밸트 등을 포함하여 이루어져 있으며, 냉각수는 워터펌프에 의해 라디에이터에서 흡입되어 실린더블럭, 흡기 매니폴드, 배기 매니폴드 및 실린더헤드의 워터재킷을 순환하고 라디에이터로 되돌아가 다시 냉각하게 된다. 한편, 본 발명과 관련된 통상의 워터펌프는 첨부된 도 5와 6에 도시된 바와 같이 임펠러의 회전에 의한 원심력을 이용해서 물을 바깥 둘레로 뿜어내서 펌프작용을 하게 되는 것으로, 엔진의 일측에 부착된 워터펌프 하우징(1)내의 임펠러(2)가 회전하면서 냉각수를 펌핑하게 되는 것이다.The engine cooling device includes a radiator, a cooling fan, a thermostat, a water pump, a driving belt, and the like, and the coolant is sucked from the radiator by a water pump, and the cylinder block, the intake manifold, the exhaust manifold, and the cylinder head The water jacket is circulated and returned to the radiator to cool again. On the other hand, the conventional water pump related to the present invention is to pump the water by using the centrifugal force by the rotation of the impeller as shown in the attached Figure 5 and 6 to act as a pump, attached to one side of the engine The impeller 2 in the water pump housing 1 is rotated to pump the coolant.
상기한 하우징(1)은 도면에 도시된 바와 같이 외측 중심부로 축공(3)이 형성되고, 내측 중심부로는 후설할 임펠러(2)가 위치하는 임펠러설치홈(4)이 형성되어 있으며, 상기 임펠러설치홈(4)의 외주로는 임펠러(2)의 회전에 의해 냉각수가 실린더블럭의 유입구까지 흘러가도록 안내하는 냉각수안내홈(5)이 형성되어 있다. 또한 상기 하우징(1) 본체의 일측으로는 라디에이터에서 공급되는 냉각수가 유입되도록 파이프형의 유입구(6)가 돌출형성되어 있는데, 상기 유입구(6)는 상기한 임펠러설치홈(4)과 냉각수안내홈(5)과 연통되어 있다. 즉, 상기한 하우징(1)은 라디에이터와 연결되는 유입구(6)를 통해 유입된 냉각수가 임펠러(2)의 회전력에 의해 와류를 일으키며 실린더블럭으로 유입되도록 되어 있다.As shown in the drawing, the housing 1 has a shaft hole 3 formed at an outer center thereof, and an impeller installation groove 4 at which an impeller 2 to be placed rearward is formed at an inner center thereof. The outer periphery of the installation groove 4 is formed with a coolant guide groove 5 for guiding the coolant to flow to the inlet of the cylinder block by the rotation of the impeller 2. In addition, a pipe-shaped inlet 6 is formed to protrude to one side of the main body of the housing 1 so that the coolant supplied from the radiator, and the inlet 6 is the impeller installation groove 4 and the coolant guide groove. In communication with (5). That is, the housing 1 is to be introduced into the cylinder block causing the vortex by the rotational force of the impeller (2) through the inlet (6) connected to the radiator.
이상과 같이 형성된 워터펌프의 하우징(1)의 축공(3)에는 회전축(7)이 축삽되어 있으며, 상기 회전축의 일끝단은 상기 하우징(1)의 외부로 돌출되며 그 끝단에는 크랭크축 풀리와 벨트로써 연결되기 위한 풀리(8)가 형성되어 있다. 그리고 상기 회전축(7)의 다른 일측의 끝단에는 임펠러(2)가 형성되어 있는데, 상기한 임펠러(2)의 외주에는 블레이드(2a)가 보통 4~6개 정도로 형성되어 있다. 상기 회전축(7)의 상부에는 베어링(9)에 의해 상기 하우징(1)에 축삽되어 있으며, 상기 베어링(9)부 하단에는 하우징(1) 내의 냉각수가 외부로 유출되지 않도록 하기 위한 실링부재(S)가 형성되어 있다. 상기한 실링부재(S)는 시일고무, 스러스트 플레이 트, 스프링 등으로 구성되어지며, 일반적인 사항이므로 도면에는 자세히 도시되지 않았다.A rotating shaft 7 is inserted into the shaft hole 3 of the housing 1 of the water pump formed as described above, one end of the rotating shaft protrudes to the outside of the housing 1 and the crankshaft pulley and the belt at the end thereof. Pulleys 8 for connection are formed. And the impeller 2 is formed at the other end of the rotary shaft (7), the outer periphery of the impeller (2) is usually formed of about 4-6 blades. The upper part of the rotating shaft (7) is inserted into the housing (1) by a bearing (9), the lower end of the bearing (9) part sealing member (S) for preventing the cooling water in the housing (1) to flow out ) Is formed. The sealing member S is composed of a seal rubber, a thrust plate, a spring, and the like, and thus are not shown in detail in the drawings.
그러나, 상기한 종래의 워터펌프는 라디에이터에서 상기 유입구(6)를 통해 유입되는 냉각수의 압력과 임펠러(2)의 회전에 의해 실린더블럭으로 유출되는 냉각수의 압력의 차이가 커서 캐비테이션이 발생하는 문제점이 있었다. 워터펌프에서 냉각수의 압력의 차이에 의해 발생하는 캐비테이션은 냉각수가 이동하는 수실을 변색시키거나 침식을 발생시키며, 임펠러의 이탈 및 임펠러의 두께를 감소시키는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 워터펌프의 본체내의 침식으로 냉각수가 외부로 새는 문제점이 발생하였다.However, the conventional water pump has a problem that cavitation occurs because a difference between the pressure of the coolant flowing through the inlet 6 from the radiator and the pressure of the coolant flowing into the cylinder block due to the rotation of the impeller 2 is large. there was. Cavitation caused by the difference in the pressure of the coolant in the water pump causes discoloration or erosion of the water chamber in which the coolant moves, and not only has the problems of the impeller detachment and the thickness of the impeller, but also the erosion in the body of the water pump. As a result, the cooling water leaked to the outside.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 워터펌프로 유입되는 냉각수의 압력과, 임펠러에서 압송되어 실린더블럭으로 유출되는 냉각수의 압력의 차이를 줄이기 위하여 임펠러에서 압송되는 고압의 냉각수 일부를 워터펌프의 냉각수 유입구로 보낼 수 있도록 하는 워터펌프를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in order to improve the above problems, and more specifically, it is pumped in the impeller to reduce the difference between the pressure of the cooling water flowing into the water pump, and the pressure of the cooling water being pumped in the impeller flows into the cylinder block It is an object of the present invention to provide a water pump that allows a portion of the high pressure cooling water to be sent to the cooling water inlet of the water pump.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,
하우징 일측에 파이프형상의 냉각수 유입구가 돌출형성되고, 상기 하우징 중앙내부로 끝단에 임펠러가 축삽된 회전축이 형성되며, 상기 하우징을 실린더블럭과 결합시 실린더블럭의 냉각수유입부로 냉각수가 유입되도록 상기 하우징의 내주연에 냉각수안내홈이 형성되어, 상기한 임펠러의 회전에 의해 상기 유입구를 통해 유입된 냉각수를 실린더블럭으로 보내도록 하는 워터펌프에 있어서,A pipe-shaped coolant inlet is protruded on one side of the housing, and a rotating shaft having an impeller inserted into an end of the housing is formed in the center of the housing. In the water pump to the cooling water guide groove is formed in the inner periphery, to send the cooling water introduced through the inlet port by the rotation of the impeller to the cylinder block,
상기 임펠러의 회전에 의해 실린더블럭으로 유출되는 냉각수의 일부가 상기 하우징의 유입구로 흘러들어가도록 바이패스홀을 형성하므로서, 상기 하우징 내로 유입되는 냉각수의 압력과 , 하우징 밖으로 배출되는 냉각수의 압력의 차이를 저감하는 것을 특징으로 하며, 상기한 바이패스홀의 배출단을 유선형으로 하여 유입구의 냉각수 유입방향으로 향하도록 한 것을 특징으로 한다.By forming a bypass hole for a portion of the coolant flowing into the cylinder block by the rotation of the impeller flows into the inlet of the housing, the difference between the pressure of the coolant flowing into the housing and the pressure of the coolant discharged out of the housing It characterized in that the reduction, and characterized in that the discharge end of the bypass hole in a streamlined direction toward the cooling water inlet direction of the inlet.
도 1은 본 발명에 의한 워터펌프 하우징의 정면도.1 is a front view of a water pump housing according to the present invention.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 도 1의 B-B선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
도 4는 본 발명의 주요부인 바이패스홀의 형상을 도시한 도면.Figure 4 is a view showing the shape of the bypass hole which is the main part of the present invention.
도 5은 종래 워터펌프 하우징의 정면도.5 is a front view of a conventional water pump housing.
도 6은 도 5의 C-C선 단면도.6 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
P : 워터펌프 10 : 하우징P: Water Pump 10: Housing
11 : 축공 12 : 임펠러설치홈11: shaft hole 12: impeller installation groove
13 : 냉각수안내홈 14 : 임펠러13: coolant guide groove 14: impeller
14a : 블레이드 15 : 유입구14a: blade 15: inlet
16 : 연결부 17 : 회전축16: connection portion 17: rotation axis
18 : 풀리 19 : 베어링18: Pulley 19: Bearing
20 : 실린더블럭 30 : 바이패스홀20: cylinder block 30: bypass hole
본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 워터펌프 하우징의 정면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B선 단면도이고, 도 4는 본 발명의 주요부인 바이패스홀의 형상을 도시한 도면으로서 도면 중 도면부호 10은 워터펌프(P)의 하우징이다.1 is a front view of a water pump housing according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 1, and FIG. 4 is a shape of a bypass hole which is a main part of the present invention. As a figure, reference numeral 10 in the figure is a housing of the water pump (P).
상기한 워터펌프(P)의 하우징(10)은 종래와 같이 일측에 냉각수의 외측 중심부로 축공(11)을 형성하고, 내측 중심부로는 후설할 임펠러(14)가 위치하는 임펠러설치홈(12)을 형성하며, 상기 임펠러설치홈(12)의 외주로는 임펠러(14)의 회전에 의해 냉각수가 실린더블럭(20)의 냉각수유입구(21)까지 흘러가도록 안내하는 냉각수안내홈(13)을 형성한다. 또한 상기 하우징(13) 본체의 일측으로는 라디에이터에서 공급되는 냉각수가 유입되도록 파이프형의 유입구(15)를 돌출형성하는데, 상기 유입구(15)는 상기한 임펠러설치홈(12)과 냉각수안내홈(13)과 연통되도록 한다. 그리고 상기한 하우징(10)은 상기 유입구(15)와 주물제작 방법으로 일체로 형성하는데, 상기 하우징(10)과 근접하는 유입구(15)의 측면에는 주물제작시 양부재 간을 서로 연결하는 연결부(16)를 어느정도 두껍게 형성한다. 특히, 상기한 연결부(16)는 냉각수가 실린더블럭(20)으로 유출되는 냉각수안내홈(13)의 끝부분이 위치하는 부분을 포함하도록 형성한다.The housing 10 of the water pump P forms a shaft hole 11 as an outer center of the coolant on one side as in the related art, and an impeller installation groove 12 in which the impeller 14 to be rearranged is located at the inner center. The outer periphery of the impeller installation groove 12 forms a coolant guide groove 13 for guiding the coolant to flow to the coolant inlet 21 of the cylinder block 20 by the rotation of the impeller 14. . In addition, one side of the main body of the housing 13 protrudes to form a pipe-shaped inlet 15 so that the coolant supplied from the radiator, the inlet 15 is the impeller installation groove 12 and the coolant guide groove ( Communication with 13). In addition, the housing 10 is integrally formed with the inlet 15 through a casting manufacturing method, and the side of the inlet 15 proximate to the housing 10 connects the two members to each other when manufacturing the casting ( 16) form a little thicker. In particular, the connection portion 16 is formed to include a portion where the end portion of the coolant guide groove 13 through which the coolant flows into the cylinder block 20.
그리고 상기한 연결부(16)에는 임펠러(14)에서 가압된 냉각수의 일부가 상기 유입구로 흘러들어 갈 수 있도록 바이패스홀(30)을 형성하는데, 특히 상기한 바이패스홀(30)은 임펠러(14)에서 가압된 냉각수가 실린더블럭(20)으로 유입되는 냉각수안내홈(13)의 끝부분이 상기한 유입구(15)와 연통되도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기한 바이패스홀(30)을 형성하여 임펠러(14)에서 가압된 냉각수의 일부를 유입구(15)로 바이패스하는 이유는 하우징(10)으로 유입되는 냉각수의 압력과, 유출되는 압력의 차이를 저감하기 위한 것이다.In addition, the connection part 16 forms a bypass hole 30 to allow a portion of the cooling water pressurized by the impeller 14 to flow into the inlet. In particular, the bypass hole 30 is an impeller 14. It is preferable that the end portion of the coolant guide groove 13 into which the coolant pressurized by the coolant is introduced into the cylinder block 20 communicates with the inlet 15. The reason for bypassing a portion of the cooling water pressurized by the impeller 14 to the inlet port 15 by forming the bypass hole 30 is a difference between the pressure of the cooling water flowing into the housing 10 and the pressure flowing out. It is to reduce.
상기한 하우징(10)의 축공(11)에는 회전축(17)을 축삽하는데, 상기 회전축(17)의 일단은 하우징(10) 외부로 돌출되도록 하여 그 끝단에 크랭크축과 벨트로써 연결하기 위한 풀리(18)를 형성한다. 그리고 하우징(10) 내부에 위치하는 회전축(17)의 다른 일끝단에는 다수의 블레이드(14a)가 형성된 임펠러(14)가 임펠러설치홈(12)에 위치하도록 축삽한다.A shaft 17 is inserted into the shaft hole 11 of the housing 10, and one end of the rotating shaft 17 protrudes out of the housing 10 so as to be connected to the end thereof with a crank shaft and a belt ( 18). At the other end of the rotating shaft 17 located inside the housing 10, the impeller 14 having a plurality of blades 14a is inserted into the impeller installation groove 12.
상기한 회전축(17)은 축삽부에는 회전력 향상을 위해서 베어링(19)를 형성하고, 그 하단으로는 하우징(10) 내의 냉각수가 외부로 누수되지 않도록 실링부재(S)를 종래와 같이 형성하는 것이 바람직하다.The rotating shaft 17 is formed in the shaft insertion portion to form a bearing 19 to improve the rotational force, the lower end of the sealing member (S) to form the sealing member (S) as conventionally so that the coolant in the housing 10 is not leaked to the outside desirable.
이상과 같이 구성된 워터펌프(P)를 실린더블럭(20)에 형성한 후 그 작동상태를 설명하면 다음과 같다.After forming the water pump (P) configured as described above in the cylinder block 20 will be described the operation state as follows.
엔진이 가동되면 엔진의 각부는 연소가스에 의해 과도하게 높아지게 되고, 이를 냉각하기 위하여 냉각수 순환회로는 워터펌프(P)를 가동하여 냉각수를 실린더블럭, 흡기매니폴드, 배기매니폴드, 실린더헤드 등에 형성되어 있는 워터자켓으로순환시키게 된다.When the engine is running, each part of the engine is excessively high by the combustion gas, and in order to cool it, the cooling water circulation circuit operates the water pump (P) to form the cooling water in the cylinder block, the intake manifold, the exhaust manifold, and the cylinder head. It will be recycled to the existing water jacket.
그 작동과정을 보다 상세히 설명하면 엔진이 가동되면 크랭크축의 동력이 벨트에 의해 워터펌프(P)의 풀리(18)에 전달된다. 상기 풀리(18)에 전달된 회전동력은 임펠러(14)를 회전시키게 되며, 임펠러(14)와 함께 브레이드(14a)가 회전하므로서 하우징(10) 내에 흡입력이 발생하여 유입구(15)를 통해 라디에이터의 냉각수를 흡입하게 된다.In more detail, the operation of the crankshaft power is transmitted to the pulley 18 of the water pump P by the belt when the engine is operated. The rotational power transmitted to the pulley 18 rotates the impeller 14, and as the braid 14a rotates together with the impeller 14, a suction force is generated in the housing 10 so that the radiator of the radiator passes through the inlet 15. The coolant will be sucked in.
하우징(10) 내로 흡입된 냉각수는 가압되어 냉각수안내홀(13)을 따라 실린더블럭(20)의 냉각수유입구(21)로 배출된다.The coolant sucked into the housing 10 is pressurized and discharged to the coolant inlet 21 of the cylinder block 20 along the coolant guide hole 13.
이때, 본 발명에 의한 워터펌프(P)는 종래와 달리 냉각수안내홈(13)의 끝부분에 바이패스홀(30)이 형성되어 있으므로, 가압된 냉각수의 일부가 상기 바이패스홀(30)로 유입되어 상기한 유입구(15)로 들어가게 된다.At this time, the water pump (P) according to the present invention, unlike the prior art, because the bypass hole 30 is formed at the end of the coolant guide groove 13, a portion of the pressurized coolant to the bypass hole (30) It is introduced to enter the inlet (15).
이렇게 임펠러(14)에 의해 가압된 냉각수의 일부가 다시 유입구(15)로 유입됨에 따라 라디에이터로부터 유입되는 저압의 냉각수와 혼합되므로서, 유입구(15)를 통해 하우징(10)으로 유입되는 냉각수의 전체적인 압력은 일정수치 상승하게 된다.As a part of the coolant pressurized by the impeller 14 is introduced into the inlet 15 again, the coolant is mixed with the low pressure coolant flowing from the radiator, and thus, the entirety of the coolant flowing into the housing 10 through the inlet 15. The pressure will rise by a certain amount.
따라서, 워터펌프(P)의 하우징(10)으로 유입되는 냉각수의 압력과, 임펠러(14)에 의해 가압되어 실린더블럭(20)으로 유출되는 냉각수의 압력의 차이를 줄이므로서, 종래와 같이 냉각수의 압력의 차이에 의해 발생하는 캐비테이션을 감소할 수 있게 되는 것이다. 즉, 케비테이션의 감소로 하우징 내부의 변색과 침식이 감소하며, 임펠러의 이탈 및 두께가 감소되는 것을 방지하고, 하우징의 침식으로 냉각수가 외부로 새는 것을 방지할 수 있는 것이다.Therefore, while reducing the difference between the pressure of the cooling water flowing into the housing 10 of the water pump P and the pressure of the cooling water pressurized by the impeller 14 and outflowed to the cylinder block 20, the cooling water as in the prior art It is possible to reduce the cavitation caused by the pressure difference. That is, the reduction in cavitation reduces discoloration and erosion inside the housing, prevents the impeller from falling off and decreases in thickness, and prevents cooling water from leaking out due to erosion of the housing.
이상과 같이 워터펌프의 하우징 내로 유입되는 냉각수의 압력과 임펠러에 의해 가압되어 실린더블럭으로 유출되는 냉각수의 압력을 줄이기 위하여 바이패스홀을 형성하여 냉각수의 압력에 의해 발생하는 캐비테이션을 감소하므로서, 하우징 내부의 변색과 침식이 감소하며, 임펠러의 이탈 및 두께가 감소되는 것을 방지하고, 하우징의 침식으로 냉각수가 외부로 새는 것을 방지할 수 있는 것이다.As described above, a bypass hole is formed to reduce the pressure of the cooling water flowing into the housing of the water pump and the pressure of the cooling water pressurized by the impeller and flowed out into the cylinder block, thereby reducing the cavitation generated by the pressure of the cooling water. The discoloration and erosion of the is reduced, the departure and thickness of the impeller is prevented from being reduced, and the cooling water to prevent leakage to the outside due to the erosion of the housing.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |