KR20020094276A - Impeller of water pump having variable vane - Google Patents

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KR20020094276A KR1020010031898A KR20010031898A KR20020094276A KR 20020094276 A KR20020094276 A KR 20020094276A KR 1020010031898 A KR1020010031898 A KR 1020010031898A KR 20010031898 A KR20010031898 A KR 20010031898A KR 20020094276 A KR20020094276 A KR 20020094276A
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Abstract

PURPOSE: A water pump impeller with variable vane is provided to achieve improved cooling efficiency by automatically controlling a coolant pumping amount, while improving durability of engine and fuel efficiency. CONSTITUTION: A water pump impeller(30) comprises an impeller body(31) having a plurality of guide holes(32) formed in a radial direction at a disk, a protruded hole(33) for insertion of a driving shaft(80), a space formed by expanding the portion where the protruded hole and the disk are interconnected, and a stopper arranged within the space so as to control rotation angle of a vane; a plurality of variable vanes(40) formed into streamline so as to apply pressure to the coolant by the rotation of the impeller body, wherein each variable vane has an end hinge-coupled to the impeller body through a pin(41) and the other end having a protruded guide rotating along a guide hole; a vane control plate having a hole formed in a radial direction and a stopper for controlling rotation angle, which is attached to the rear side of the impeller body; and an expansion unit accommodated in the space of the impeller body, which expands/contracts by the temperature of the coolant so as to thereby apply force to the stopper of the vane control plate and rotate the vane control plate.

Description

가변 베인이 형성된 워터펌프의 임펠러{Impeller of water pump having variable vane}Impeller of water pump having variable vane

본 발명은 가변 베인이 형성된 워터펌프의 임펠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 워터펌프의 임펠러에 형성되는 베인의 각도가 냉각수의 온도에 따라 자동으로 조절되도록 하는 가변 베인이 형성된 워터펌프의 임펠러에 관한 것이다.The present invention relates to an impeller of a water pump in which a variable vane is formed, and more particularly, to an impeller of a water pump in which a variable vane is formed so that the angle of the vane formed in the impeller of the water pump is automatically adjusted according to the temperature of the cooling water. will be.

일반적으로 엔진은 연료를 연소시켜 동력을 얻으며, 연소실 내에서 연소되는 연소가스의 온도는 2000℃ 이상에 달하게 되나 이 연소열의 모두가 동력으로 전환되는 것은 아니고 그 중 상당량의 열이 실린더헤드 및 피스톤 등에 흡수되어 열손실을 유발하고 또 이들 부분의 과열을 일으키게 된다.In general, an engine obtains power by burning fuel, and the temperature of the combustion gas combusted in the combustion chamber reaches 2000 ° C or higher, but not all of the heat of combustion is converted into power, and a considerable amount of heat is transferred to the cylinder head and the piston. Absorbed, causing heat loss and overheating of these parts.

이에 따라 실린더 등의 온도가 과도하게 상승하면 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더벽의 유막을 파괴시켜 윤활불량을 초래하며, 심하면 엔진을 손상시키게 되고 또 연소상태도 나빠지는 결과 노킹이나 조기점화를 일으켜 출력을 급격히 저하시키게 된다.As a result, excessively high temperatures, such as cylinders, may cause deformation of the cylinder or damage of the oil film on the cylinder wall, resulting in poor lubrication, and severe damage to the engine and worsening of combustion, resulting in knocking and premature ignition. The output will be drastically reduced.

이에 따라 엔진의 과열을 방지코자 엔진을 냉각하게 되는데 반대로 엔진이 너무 냉각되면 연소에 의해 생긴 열이 동력으로 전환되지 못하고 냉각으로 상실되는 양이 많아져 열효율을 저하시켜 연료소비를 증대시키게 되며, 또 연료의 무화가 불충분한 혼합기가 엔진에 공급되어 가솔린에 의해 엔진오일을 묽게 만들어 실린더의 마모를 촉진하게 된다.As a result, the engine is cooled to prevent overheating of the engine. On the contrary, if the engine is too cooled, the heat generated by combustion cannot be converted into power, and the amount of loss due to cooling is increased, thereby lowering thermal efficiency and increasing fuel consumption. Insufficient fuel atomization is supplied to the engine, which dilutes the engine oil by gasoline to promote cylinder wear.

이 때문에 엔진을 냉각하여 과열을 방지하되 적온으로 유지되도록 하는 냉각시스템이 엔진에 적용되고 있으며, 통상 도 10에 도시되는 바와 같이 실린더와 연소실을 둘러싸는 워터재킷(1), 물을 실린더로 압송순환시키는 워터펌프(10), 엔진을 냉각하여 온도가 높아진 냉각수의 열을 외기에 전달하여 냉각하는 라디에이터(2), 라디에이터의 통풍을 돕는 냉각팬(3)을 포함하는 수냉식 냉각장치(4)가 주로 사용되고 있다.For this reason, a cooling system is applied to the engine to cool the engine to prevent overheating and to keep the temperature at a constant temperature. As shown in FIG. 10, a water jacket 1 surrounding the cylinder and the combustion chamber and water is circulated to the cylinder. The water-cooled chiller (4) includes a water pump (10) to cool, a radiator (2) for cooling the engine by transferring heat of the coolant whose temperature has risen to the outside, and a cooling fan (3) for ventilation of the radiator. It is used.

이 수냉식 냉각장치(4)에는 서모스탯(5)이라는 냉각수온에 따라 냉각수의 흐름을 변경하는 장치가 마련되어 있어, 엔진의 온도가 낮은 시동초기에는 냉각수가 방열 냉각을 위한 라디에이터(2) 측으로 흐르지 않고 바이패스관로(6)을 통해 다시 엔진을 순환토록 하므로서 엔진의 온도를 신속하게 정상온도로 상승시키게 되며, 엔진이 정상온도에 이르면 엔진과열을 방지하기 위하여 냉각수온에 추종하여 서모스탯(5)이 열리게 되므로서 냉각수가 라디에이터(2)로 순환하여 방열 냉각된 후 엔진을 순환하여 적온을 유지하게 된다.The water-cooled cooling device (4) is provided with a device for changing the flow of cooling water in accordance with the temperature of the cooling water, called the thermostat (5). By allowing the engine to circulate again through the bypass pipe (6), the temperature of the engine is quickly raised to the normal temperature. When the engine reaches the normal temperature, the thermostat (5) follows the cooling water temperature to prevent the engine from overheating. Since the cooling water is circulated to the radiator 2 to be opened, the heat dissipation is cooled, and the engine is circulated to maintain the temperature.

냉각수를 강제순환하는 워터펌프(10)는 도 11과 같이 펌프하우징(11), 임펠러(12), 회전축(13), 베어링(14), 풀리(15) 등으로 구성된다.Water pump 10 for forced circulation of the cooling water is composed of a pump housing 11, an impeller 12, a rotating shaft 13, a bearing 14, a pulley 15 and the like.

또한, 상기한 임펠러(12)의 측면에는 냉각수를 강제순환하기 위한 베인(16)이 형성되어 있어서, 상기 베인(16)이 형성된 임펠러(12)가 회전하면서 냉각수가 와류를 일으키며 순환되도록 구성되어 있다.In addition, the side of the impeller 12 is formed with a vane 16 for forced circulation of the cooling water, the vane 16 is formed so that the cooling water circulates while causing the vortex while rotating the impeller 12 is formed. .

그러나 상기와 같이 구성되는 워터 펌프는 임펠러에 베인이 고정형성되므로서 펌프의 회전수에 따라 펌핑량이 증가하게 된다. 따라서 저회전 영역에서는 펌핑량이 충분하지 않고 고회전 영역에서는 펌핑량이 불필요하게 많아 동력이 낭비되고 케비테이션의 위험이 있었으며, 수온이 낮은 조건에서도 불필요하게 유량을 과다 송출하는 문제가 있었다. 또한 고수온, 저회전수 조건에서는 냉각수의 유량이 불충분할 문제가 있었다.However, in the water pump configured as described above, since the vane is fixedly formed on the impeller, the pumping amount increases according to the rotation speed of the pump. Therefore, the pumping amount is not sufficient in the low rotation region, the pumping amount is unnecessary in the high rotation region, there is a waste of power, there is a risk of cavitation, there is a problem that unnecessarily overflow the flow rate even in a low water temperature conditions. In addition, there was a problem that the flow rate of the cooling water was insufficient at high water temperature and low rotational speed conditions.

그래서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근에는 엔진의 회전수에 따라 베인의 작동각이 가변되는 워터펌프가 적용되고 있다.Therefore, in order to solve the above problems, a water pump in which the operating angle of the vane is changed in accordance with the rotation speed of the engine has recently been applied.

상기한 가변 베인이 장착된 워터펌프는 도 12와 같이 임펠러(21)의 일측에 원심력에 의해 날개의 위치가 변경되는 가변 베인(22)이 다수 형성되는데, 상기 가변 베인(22)의 일측은 핀(23)에 의해서 힌지결합되고, 타측에 가이드(24)가 돌출형성되어 임펠러(21)의 가이드 공(25)에 끼워진다. 그리고 상기 가변 베인(22)의 뒷면에는 리턴 스프링(미도시)이 장착된다. 따라서 엔진이 고회전할 경우에는 원심력에 의해서 바깥쪽으로 쏠리려는 힘과 함께 냉각수가 가변 베인(22)에 쎄게 부딪치면서 바깥쪽으로 밀려나려는 힘이 가세되어 상기 가변 베인(22)은 외측으로 벌어지게 된다. 그리고 엔진이 저회전일 때에는 상기 리턴 스프링에 의해 가변 베인(22)이 원래의 위치로 되므로서 엔진의 회전수에 비례하여 냉각수의 펌핑량이 탄력적으로 결정된다.In the water pump equipped with the variable vane, as shown in FIG. 12, a plurality of variable vanes 22 are formed at one side of the impeller 21 by centrifugal force, and one side of the variable vanes 22 is a pin. It is hinged by (23), the guide 24 is protruded to the other side is fitted into the guide ball 25 of the impeller 21. And a return spring (not shown) is mounted on the back of the variable vane 22. Therefore, when the engine rotates at a high speed, the variable vane 22 is opened to the outside by the force to be pushed out while the coolant hits the variable vanes 22 with the force to be pushed outward by the centrifugal force. And when the engine is low rotation, the variable vane 22 is returned to its original position by the return spring, so that the pumping amount of the coolant is elastically determined in proportion to the rotational speed of the engine.

그러나 상기한 가변 베인이 적용된 워터 펌프의 경우에는 원심력과 엔진의 수압에 의해서만 베인의 작동각이 제어되므로서 엔진의 냉각수 온도와는 상관없이 유량이 토출되도록 고안되어져 수온이 낮은 조건에서는 비효율적인 문제점이 있었다.However, in the case of the water pump to which the variable vane is applied, the operating angle of the vane is controlled only by the centrifugal force and the water pressure of the engine, so that the flow rate is designed to be discharged regardless of the coolant temperature of the engine. there was.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 워터펌프의 임펠러에 형성되는 베인의 각도가 냉각수의 온도에 따라 자동으로 조절되도록 하는 가변 베인이 형성된 워터펌프의 임펠러를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and more specifically, the angle of the vane formed in the impeller of the water pump impeller of the water pump having a variable vane is formed to automatically adjust according to the temperature of the cooling water The purpose is to provide.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

실린더블럭의 일측에 장착되어 구동축으로 엔진의 구동력을 전달받고, 구동축의 회전에 따라 임펠러가 회전되므로서 엔진을 냉각하기 위한 냉각수가 펌핑되는 워터펌프에 있어서,In the water pump mounted on one side of the cylinder block receives the driving force of the engine to the drive shaft, the impeller is rotated in accordance with the rotation of the drive shaft is pumped coolant for cooling the engine,

원형의 판에 방사상으로 가이드 공이 다수 형성되고, 원판 중심의 일측으로 구동축에 축지되기 위한 축공이 돌출형성되고, 상기 축공과 원판이 연결되는 주변이 나발모양으로 확장되어 일정 크기의 공간이 형성되며, 상기 공간의 내측에 베인의 회전각도를 제어하기 위한 고정스톱퍼가 형성되는 임펠러 바디와;A plurality of guide balls are formed radially on a circular plate, and shaft holes protrudingly formed on one side of the center of the disc are formed on the driving shaft, and a space having a predetermined size is formed by expanding the periphery where the shaft balls and the disc are connected in a naval shape. An impeller body formed with a fixed stopper for controlling a rotation angle of the vane inside the space;

상기 임펠러 바디의 회전에 의해 냉각수에 압력을 가하도록 유선형으로 형성되어, 일측은 핀으로서 상기 임펠러 바디에 힌지결합되고, 타측은 돌출된 가이드가 상기 가이드 공을 따라 회전되도록 형성되어 베인 제어판에 의해 작동각이 변경되는 다수의 가변 베인과;It is formed in a streamline to apply pressure to the coolant by the rotation of the impeller body, one side is hinged to the impeller body as a pin, the other side is formed so that the protruding guide is rotated along the guide ball is operated by the vane control panel A plurality of variable vanes whose angles are changed;

상기한 다수의 가변 베인의 작동이 일률적으로 되도록 하기 위해 상기 임펠러 바디에 형성된 가이드 공과 비스듬한 작동공이 방사상으로 형성되고, 그 전면측으로는 회전각도를 제어하기 위한 가동스톱퍼가 형성되어, 상기 임펠러 바디의 후측에 부착되는 베인 제어판과;In order to uniformly operate the plurality of variable vanes, a guide ball and an oblique operating hole formed in the impeller body are radially formed, and a front stopper is provided with a movable stopper for controlling a rotation angle, and a rear side of the impeller body. A vane control panel attached to the vane;

상기한 임펠러 바디의 공간에 수용되어 냉각수의 온도에 따라 팽창 및 수축되므로서 상기 베인 제어판의 가동스톱퍼에 힘을 가해 상기 베인 제어판을 회전시키기 위한 익스팬션 유니트와;An expansion unit which is accommodated in the space of the impeller body and expands and contracts according to the temperature of the coolant to apply a force to the movable stopper of the vane control panel to rotate the vane control panel;

상기한 익스팬션 유니트가 냉각수온에 의해 팽창되어 상기 가변 베인이 회전되었다가 냉각수온이 하강되어 상기 익스팬션 유니트가 수축될 경우 상기한 가변 베인이 원위치되도록 하기 위한 리턴 스프링; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.A return spring for expanding the expansion unit by the cooling water temperature to rotate the variable vane and then lowering the cooling water temperature so that the variable vane is returned to its original position when the expansion unit contracts; Characterized in that consists of.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 워터펌프 임펠러의 일부를 절개한 사시도.1 is a perspective view of a portion of the water pump impeller formed by the present invention.

도 2는 본 발명에 의해 형성된 워터펌프 임펠러의 배면사시도.Figure 2 is a rear perspective view of the water pump impeller formed by the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 임펠러 바디의 사시도.Figure 3 is a perspective view of the impeller body according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 임펠러 바디의 배면사시도.Figure 4 is a rear perspective view of the impeller body according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 베인 제어판의 사시도.5 is a perspective view of the vane control panel according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의해 형성된 임펠러의 단면도.6 is a cross-sectional view of the impeller formed by the present invention.

도 7은 본 발명에 의해 형성된 임펠러의 작동상태로 냉각수온이 높을 때의 작동상태도.Figure 7 is an operating state when the cooling water temperature is high in the operating state of the impeller formed by the present invention.

도 8은 본 발명에 의해 형성된 임펠러의 작동상태로 냉각수온이 낮을 때의 작동상태도.8 is an operating state when the cooling water temperature is low in the operating state of the impeller formed by the present invention.

도 9는 공간부를 단면도시한 도면.9 is a cross-sectional view of the space part.

도 10는 일반적인 엔진의 냉각시스템을 도시한 도면.10 shows a cooling system of a typical engine.

도 11과 도 12은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.11 and 12 are views for explaining the conventional technology.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

30 : 임펠러 31 : 임펠러 바디30: impeller 31: impeller body

32 : 가이드 공 33 : 축공32: guide ball 33: shaft ball

34 : 공간 35 : 고정스톱퍼34: space 35: fixed stopper

40 : 가변 레인 41 : 핀40: variable lane 41: pin

42 : 가이드 50 : 베인 제어판42: Guide 50: Vane Control Panel

51 : 작동공 53 : 가동스톱퍼51: operator 53: movable stopper

60 : 익스탠션 유니트 70 : 리턴 스프링60: extension unit 70: return spring

80 : 구동축 90 : 시라우드80: drive shaft 90: shroud

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 워터펌프 임펠러의 일부를 절개한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 워터펌프 임펠러의 배면사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 임펠러 바디의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 임펠러 바디의 배면사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 베인 제어판의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의해 형성된 임펠러의 단면도이고, 도 7은 본 발명에 의해 형성된 임펠러의 작동상태로 냉각수온이 높을 때의 작동상태도이고, 도 8은 본 발명에 의해 형성된 임펠러의 작동상태로 냉각수온이 낮을 때의 작동상태도, 도 9는 공간부를 단면한 도면이다.1 is a perspective view of a portion of the water pump impeller formed by the present invention, Figure 2 is a rear perspective view of the water pump impeller formed by the present invention, Figure 3 is a perspective view of the impeller body according to the present invention, Figure 4 Is a rear perspective view of the impeller body according to the present invention, Figure 5 is a perspective view of the vane control panel according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of the impeller formed by the present invention, Figure 7 is an operating state of the impeller formed by the present invention Fig. 8 is a view showing an operating state when the coolant temperature is low in the operating state of the impeller formed by the present invention, and Fig. 9 is a cross-sectional view of the space part.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 워터펌프의 임펠러를 지시하는 것이고, 도면부호 31은 본 발명에 의해 형성된 임펠러 바디를 지시하는 것이다.Reference numeral 30 indicated in the drawing indicates an impeller of a water pump formed by the present invention, and reference numeral 31 indicates an impeller body formed by the present invention.

본 발명에 의해 형성되어 엔진의 워터펌프에 장착되는 임펠러(30)는 임펠러 바디(31), 가변 베인(40), 베인 제어판(50), 익스팬션 유니트(60), 리턴 스프링(70), 구동축(80) 등으로 구성된다.The impeller 30 formed by the present invention and mounted on the water pump of the engine includes an impeller body 31, a variable vane 40, a vane control panel 50, an expansion unit 60, a return spring 70, and a driving shaft ( 80).

상기한 임펠러 바디(31)는 원형의 판에 상기 가변 베인(40)의 작동을 안내하기 위한 가이드 공(32)이 방사상으로 다수 형성되고, 그 일측으로 상기 구동축(80)이 축지되기 위한 축공(33)이 돌출형성된다. 또한, 상기 축공(33)과 원판이 연결되는 주변은 나발모양으로 확장형성되어 일정 크기의 공간(34)이 형성된다. 상기한 공간(34)의 내부 일측으로는 베인의 회전각도를 제어하기 위한 고정스톱퍼(35)가 형성된다.The impeller body 31 has a plurality of guide holes (32) for guiding the operation of the variable vanes (40) in a circular plate radially, the shaft hole for the drive shaft (80) to be axially supported on one side thereof ( 33) protrude. In addition, the periphery where the shaft hole 33 and the disc is connected is extended to a naval shape to form a space 34 of a predetermined size. A fixed stopper 35 for controlling the angle of rotation of the vane is formed at one side of the space 34.

그리고 상기한 가변 베인(40)은 상기한 임펠러 바디(31)의 회전에 의해서 냉각수에 압력이 가해지도록 유선형으로 형성되어지되, 일측은 핀(41)으로써 상기 임펠러 바디(31)에 힌지결합되고, 타측으로 돌출된 가이드(42)가 상기 가이드 공(32)을 따라 회전되도록 형성된다. 또한 상기 가이드(42)는 가이드 공(32)을 관통하여상기한 베인 제어판(50)의 작동공(51)에 끼워진다.And the variable vane 40 is formed in a streamline so that the pressure is applied to the cooling water by the rotation of the impeller body 31, one side is hinged to the impeller body 31 by a pin 41, The guide 42 protruding to the other side is formed to rotate along the guide ball 32. In addition, the guide 42 penetrates through the guide hole 32 and is fitted into the operating hole 51 of the vane control panel 50.

상기한 베인 제어판(50)은 상술한 다수의 가변 베인(40)이 일률적으로 작동되도록 하기 위한 것으로, 상기한 임펠러 바디(31)에 형성된 가이드 공(32)과 비스듬하게 형성된 작동공(51)이 방사상으로 형성된 바람개비 형상을 이룬다. 특히, 상기 베인 제어판(50)의 전면측에는 구동축(80)의 소경부(81)가 수용되기 위한 결합부(52)가 형성되는데, 상기 베인 제어판(50)이 구동축(80)에 결합될 때 상기 소경부(81)는 상기 결합부(52)의 구멍에 수용되며, 상기 베인 제어판(50)의 외측에서 별도의 볼트(82)로써 고정된다. 또한, 상기 결합부(52)의 일측면에는 베인 제어판(50)의 회전각도를 제어하기 위한 가동스톱퍼(53)가 형성된다.The vane control panel 50 is intended to operate the plurality of variable vanes 40 described above uniformly, the operating hole 51 formed obliquely with the guide ball 32 formed in the impeller body 31 is A radially formed pinwheel shape. In particular, a coupling portion 52 for receiving the small diameter portion 81 of the drive shaft 80 is formed on the front side of the vane control panel 50, when the vane control panel 50 is coupled to the drive shaft 80 The small diameter portion 81 is accommodated in the hole of the coupling portion 52, and is fixed by a separate bolt 82 on the outside of the vane control panel 50. In addition, a movable stopper 53 for controlling the angle of rotation of the vane control panel 50 is formed on one side of the coupling portion 52.

그리고 상기한 임펠러 바디(31)의 공간(34)(고정스톱퍼에서 가동스톱퍼까지의 공간)에는 익스팬션 유니트(60)가 충진되는데, 이 익스팬션 유니트(60)는 냉각수온에 따라서 팽창 및 수축되는 재질로 형성된다. 상기한 익스팬션 유니트(60)는 냉각수의 온도가 일정온도 이상으로 가열되면 스스로 팽창되어 상기 가동스톱퍼(53)를 일정각도 회전시켜 상기한 베인 제어판(50)을 회전시키기 위한 것이다.In addition, the expansion unit 60 is filled in the space 34 of the impeller body 31 (the space from the fixed stopper to the movable stopper), and the expansion unit 60 is made of a material that expands and contracts according to the cooling water temperature. Is formed. The expansion unit 60 is intended to rotate the vane control panel 50 by rotating the movable stopper 53 by a predetermined angle when the temperature of the cooling water is heated above a predetermined temperature.

그리고 상기한 베인 제어판(50)의 내측으로는 리턴 스프링(70)이 형성되는데, 이 리턴 스프링(70)은 냉각수온이 하강되어 상기한 익스팬션 유니트(60)가 수축될 경우에 상기 베인 제어판(50)이 다시 원위치되도록 하기 위한 것이다. 특히, 상기 리턴 스프링(70)은 환형의 코일 형상으로 형성되며, 그 일끝단은 도 9에서와 같이 고정스톱퍼(35)에 끼워지고 다른 일단은 가동스톱퍼(53)에 끼워지는 것이 바람직하다.In addition, a return spring 70 is formed inside the vane control panel 50. The return spring 70 has the vane control panel 50 when the cooling water temperature is lowered and the expansion unit 60 is contracted. ) Is to be returned to its original position. In particular, the return spring 70 is formed in an annular coil shape, one end of which is fitted to the fixed stopper 35 and the other end is fitted to the movable stopper 53 as shown in FIG.

그리고 상기한 가변 베인(40)의 전방측을 덮기 위한 원형의 시라우드(90)가 형성되는데, 상기 시라우드(90)의 외주연 측으로는 상기한 가변 베인(40)의 핀(41)들이 끼워진다.A circular shroud 90 is formed to cover the front side of the variable vane 40, and the pins 41 of the variable vane 40 are fitted to the outer circumferential side of the shroud 90. Lose.

이상과 같이 형성되는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the embodiments of the present invention formed as described above in detail with the accompanying drawings as follows.

엔진이 가동되면 냉각수의 순환을 위한 워터펌프가 가동된다. 즉, 엔진의 구동력이 상기 구동축에 전달되어 상기 임펠러(30)가 회전된다.When the engine is running, a water pump for circulating coolant is started. That is, the driving force of the engine is transmitted to the drive shaft to rotate the impeller 30.

이 때, 엔진을 냉각하는 냉각수의 온도에 따라 상기한 익스팬션 유니트(60)가 팽창 및 수축하게 된다.At this time, the expansion unit 60 expands and contracts according to the temperature of the coolant cooling the engine.

즉, 엔진을 냉각하는 냉각수의 온도가 일정온도 이상으로 가열되면 상기 공간(34) 내에 형성된 상기 익스팬션 유니트(60)가 팽창되어 가동스톱퍼(53)를 밀게 된다. 상기 가동스톱퍼(53)가 일정 방향으로 회전하게 되면 그와 일체로 형성된 베인 제어판(50)이 회전된다. 상기 베인 제어판(50)이 회전하게 되므로서 가이드(40)의 핀(41)이 가이드 공(32)과 작동공(51)을 타고 구동축(80)의 중심방향으로 슬라이딩되면서 상기한 가변 베인(40)의 각이 커지게 된다. 이때 다수의 가변 베인(40)은 베인 제어판(50)에 의해서 일률적으로 회전된다. 따라서 상기한 임펠러(30)는 도 7과 같이 가변 베인(40)이 구동축(80)의 중심을 향해서 일끝단이 슬라이딩되어 커다란 경사각을 가지게 되므로서 보다 많은 양의 냉각수가 펌핑된다.That is, when the temperature of the cooling water for cooling the engine is heated above a predetermined temperature, the expansion unit 60 formed in the space 34 is expanded to push the movable stopper 53. When the movable stopper 53 rotates in a predetermined direction, the vane control panel 50 integrally formed therewith is rotated. As the vane control panel 50 is rotated, the pin 41 of the guide 40 slides toward the center of the drive shaft 80 by riding the guide hole 32 and the operation hole 51. ) Becomes larger. In this case, the plurality of variable vanes 40 are uniformly rotated by the vane control panel 50. Therefore, the impeller 30 has a variable inclined vane 40 sliding toward one end toward the center of the drive shaft 80 as shown in FIG.

그리고 저속주행시나 시동초기시와 같이 엔진을 냉각하는 냉각수의 온도가일정온도 이하로 되면 상기한 익스팬션 유니트(60)가 수축되는데, 이 때 베인 제어판(50)의 내측에 형성된 리턴 스프링(70)에 의해서 상기한 베인 제어판(50)이 원위치된다. 따라서 상기한 임펠러(30)는 도 8과 같이 가변 베인(40)이 경사각이 작게 변경되므로서 적은 양의 냉각수가 펌핑된다.When the temperature of the coolant that cools the engine is lower than a predetermined temperature, such as at low speed or at the start of the start, the expansion unit 60 is contracted. At this time, the return spring 70 is formed inside the vane control panel 50. The vane control panel 50 is returned to its original position. Therefore, the impeller 30 is pumped with a small amount of coolant as the variable vane 40 is changed to a small inclination angle as shown in FIG.

따라서 본 발명에 의한 임펠러(30)가 장착되는 워터펌프는 냉각수온의 변화에 따라 그 펌핑량이 변경되므로서 보다 효율적인 냉각이 이루어진다.Therefore, the water pump equipped with the impeller 30 according to the present invention changes the pumping amount according to the change in the cooling water temperature, thereby making the cooling more efficient.

이상과 같이 구성되는 임펠러를 엔진의 워터펌프에 적용하게 되면, 냉각수온에 따라서 베인의 경사각이 변경되므로서 냉각수의 펌핑량이 자동으로 조절되어 냉각효율이 향상되며, 엔진의 열 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 워터펌프의 불필요한 펌핑동력이 절약되므로서 연비가 향상되는 장점이 있는 것이다.When the impeller configured as described above is applied to the water pump of the engine, the inclination angle of the vane is changed according to the coolant temperature, and the pumping amount of the coolant is automatically adjusted to improve the cooling efficiency, as well as to improve the thermal durability of the engine. In addition, the unnecessary pumping power of the water pump is saved, thereby improving fuel economy.

Claims (3)

실린더블럭의 일측에 장착되어 구동축으로 엔진의 구동력을 전달받고, 구동축의 회전에 따라 임펠러가 회전되므로서 엔진을 냉각하기 위한 냉각수가 펌핑되는 워터펌프에 있어서,In the water pump mounted on one side of the cylinder block receives the driving force of the engine to the drive shaft, the impeller is rotated in accordance with the rotation of the drive shaft is pumped coolant for cooling the engine, 원형의 판에 방사상으로 가이드 공(32)이 다수 형성되고, 원판 중심의 일측으로 구동축(80)에 축지되기 위한 축공(33)이 돌출형성되고, 상기 축공(33)과 원판이 연결되는 주변이 나발모양으로 확장되어 일정 크기의 공간(34)이 형성되며, 상기 공간(34)의 내측에 베인의 회전각도를 제어하기 위한 고정스톱퍼(35)가 형성되는 임펠러 바디(31)와;A plurality of guide balls 32 are formed radially on a circular plate, and a shaft hole 33 for protruding from the driving shaft 80 is protruded to one side of the center of the disc, and the periphery to which the shaft hole 33 and the disc are connected is formed. An impeller body 31 extending in the shape of a nail to form a space 34 having a predetermined size, and having a fixed stopper 35 for controlling the angle of rotation of the vane inside the space 34; 상기 임펠러 바디(31)의 회전에 의해 냉각수에 압력을 가하도록 유선형으로 형성되어, 일측은 핀(41)으로써 상기 임펠러 바디(31)에 힌지결합되고, 타측에 돌출된 가이드(42)가 상기 가이드 공(32)을 따라 회전되도록 형성되어 베인 제어판에 의해 작동각이 변경되는 다수의 가변 베인(40)과;Is formed in a streamline to apply pressure to the cooling water by the rotation of the impeller body 31, one side is hinged to the impeller body 31 by the pin 41, the guide 42 protruding to the other side is the guide A plurality of variable vanes 40 which are formed to rotate along the ball 32 and whose operating angle is changed by a vane control panel; 상기한 다수의 가변 베인(40)의 작동이 일률적으로 되도록 하기 위해 상기 임펠러 바디(31)에 형성된 가이드 공(32)과 비스듬한 각도로 작동공(51)이 방사상으로 형성되고, 그 전면측으로는 회전각도를 제어하기 위한 가동스톱퍼(53)가 형성되어, 상기 임펠러 바디(31)의 후측에 부착되는 베인 제어판(50)과;The operating holes 51 are radially formed at an oblique angle with the guide ball 32 formed in the impeller body 31 so that the operation of the plurality of variable vanes 40 is uniform, and rotates toward the front side thereof. A vane control panel (50) formed with a movable stopper (53) for controlling the angle and attached to the rear side of the impeller body (31); 상기한 임펠러 바디(31)의 공간(34)에 수용되어 냉각수의 온도에 따라 팽창 및 수축되므로서 상기 베인 제어판(50)의 가동스톱퍼(53)에 힘을 가해 상기 베인제어판(50)을 회전시키기 위한 익스팬션 유니트(60); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 베인이 형성된 워터펌프의 임펠러.The vane control panel 50 is rotated by applying a force to the movable stopper 53 of the vane control panel 50 while being accommodated in the space 34 of the impeller body 31 and expanding and contracting according to the temperature of the cooling water. Expansion unit (60); Impeller of the water pump formed variable vane, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 베인 제어판(50)의 일측에는 구동축(80)의 소경부(81)가 수용되기 위한 결합부(52)가 돌출형성되어 상기 베인 제어판(50)의 결합시 상기 베인 제어판(50)의 외측에서 별도의 볼트(82)가 채워지는 것을 특징으로 하는 가변 베인이 형성된 워터펌프의 임펠러.One side of the vane control panel 50 protrudes to form a coupling portion 52 for accommodating the small diameter portion 81 of the drive shaft 80 so that the vane control panel 50 is coupled to the outside of the vane control panel 50. Impeller of a water pump formed variable vane, characterized in that the additional bolt 82 is filled in. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 익스팬션 유니트(60)가 냉각수온에 의해 팽창되어 상기 가변 베인(40)이 회전되었다가, 냉각수온이 하강되어 상기 익스팬션 유니트(60)가 수축될 때에 상기한 가변 베인(40)이 원위치되도록 하기 위한 리턴 스프링(70)이 상기 공간(34)에 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 베인이 형성된 워터펌프의 임펠러.When the expansion unit 60 is expanded by the cooling water temperature and the variable vanes 40 are rotated, and the cooling water temperature is lowered and the expansion unit 60 is contracted, the variable vanes 40 are returned to their original positions. Impeller of a water pump with a variable vane, characterized in that the return spring (70) is formed in the space (34).
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