KR200235349Y1 - 워터펌프의냉각수흡입장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 워터펌프의 펌핑지원 장치에 관한 것으로서, 엔진의 속도에 비례하여 워터펌프가 고속회전하는 경우에 냉각수 라인을 통해 이동하는 냉각수의 흐름이 피스톤의 냉각수홀을 통해 급속히 빨라지게 되어, 펌핑하는 과정에서 부하가 발생하지 않게 되고 이에 따라 워터펌프의 마찰손실이 저감되는 것이다.

본 고안은 라디에이터(3)에서 엔진(1)으로 통하는 냉각수 라인(4)에 설치되고 엔진(1) 내부의 오일통로와 오일 라인(10)을 통해 연통되며 내부공간을 형성하고 내주연에 그루브(24)를 형성한 몸통(20)과, 상기 몸통(20) 내부에 설치되고 그루브(24)와 대응되는 돌기(32)를 외주연에 형성하며 중심부분에 냉각수가 관통되게 하는 피스톤(30)과, 상기 피스톤(30)의 외주연에 결합되며 상기 몸통(20)의 스톱퍼(22)에 지지되는 스프링(40)으로 구성한 것이다.

Description

워터펌프의 냉각수 흡입장치

본 고안은 차량용 엔진의 워터펌프의 냉각수 흡입장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 워터펌프는 수냉식 엔진에서 냉각수를 순환시키기 위한 펌프로서, 엔진의 앞부분에 설치되며 원심식의 소용돌이형 펌프로 크랭크 풀리에서 브이벨트로 구동되는 것이다. 상기 워터펌프는 펌프보디와 임펠러, 펌프축, 베어링, 풀리 및 임펠러실 등으로 되어 있는 것이다. 워터펌프는 일반적으로 엔진의 회전수의 약 1.2 - 1.6배 회전하게 된다.

이와 같이 펌프보디와 임펠러, 펌프축, 베어링, 풀리 및 임펠러실 등으로 구성된 워터펌프는 라디에이터에서 냉각된 냉각수가 냉각수 라인을 통해 이동되는 과정에서 워터펌프의 흡인력에 의해 엔진으로 압송되게 되는 것이다. 엔진으로 냉각수를 압송시키는 과정에서 엔진의 회전수가 상승하게 되면, 워터펌프 역시 엔진의 회전수와 비례하여 회전하게 되는데, 이 때 냉각수 라인을 통해 이동되는 냉각수의 이동속도는 일정한데 반하여 워터펌프의 회전수는 빠르게 회전되면서 펌핑하게 되는 것이다.

그러나 상기한 워터펌프는, 엔진의 속도에 비례하여 워터펌프가 고속회전 하는 경우에 냉각수 라인을 통해 이동하는 냉각수의 흐름은 일정한데 반해 워터펌프의 회전수가 상대적으로 빠르기 때문에, 펌프의 흡입부에서 속도 및 압력이 불균일하게 되고 역류가 발생함으로서 워터펌프의 마찰손실이 증대되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 시정하여, 엔진의 고속회전시에 워터펌프의 흡입부에서 역류를 방지하여 마찰손실이 저감되도록 한 워터펌프의 펌핑지원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 라디에이터에서 엔진으로 통하는 냉각수 라인의 워터펌프 흡입부에 설치되고 엔진 내부의 오일통로와 오일 라인을 통해 연통되며 내부공간을 형성하고 내주연에 그루브를 형성한 몸통과, 상기 몸통내부에 설치되고 그루브와 대응되는 돌기를 외주연에 형성하며 중심부분에 냉각수가 관통되게 하는 피스톤과, 상기 피스톤의 외주연에 결합되며 상기 몸통의 스톱퍼에 지지되는 스프링으로 구성한 것이다.

제1도는 본 고안에 의한 워터펌프 냉각수 흡입장치를 나타낸 배치도.

제2도는 본 고안의 요부를 나타낸 단면도.

제3도는 본 고안의 피스톤과 몸통을 나타낸 부분 절개 사시도.

제4도는 몸통과 피스톤이 결합된 상태의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 워터펌프

3 : 라디에이터 4 : 냉각수 라인

10 : 오일 라인 20 : 몸통

24 : 그루브 30 : 피스톤

32 : 돌기 34 : 제1 냉각수홀

36 : 제2 냉각수홀 40 : 스프링

본 고안은 제1도 내지 제4도에 도시한 바와 같이, 엔진(1) 측부에 위치한 워터펌프(2)와 라디에이터(3)를 연결하는 냉각수 라인(4)의 워터펌프 흡입부에 수직 설치되며, 상측에 엔진(1) 내부의 오일 통로와 오일 라인(10)을 통해 연통되며 일정크기의 내부공간을 형성한 몸통(20)과, 이 몸통(20)의 내부에 설치되며 상하이동하는 피스톤(30)과, 이 피스톤(30)의 외주연에 결합되고 몸통(20)의 스톱퍼(22)에 지지되어 피스톤(30)의 위치이동을 제어하는 스프링(40)으로 구성한 것이다. 상기 몸통(20)은 내주연 하측에 일정 구간 직하방향으로 수직되고, 그 단부로 부터 연장되는 나선형상의 그루브(24)를 형성하여, 피스톤(30)이 하향되면서 회전되게 하는 것이다.

상기 피스톤(30)은 몸통(20) 내부의 그루브(24)에 끼워져 피스톤(30)의 회전을 안내하는 돌기(32)를 외주연 하단부에 형성하며, 중심부분에는 오일 통로에서 오일 라인(10)으로 공급되는 오일량이 미세할 경우에 냉각수 라인(4)을 통해 이동되는 냉각수량이 일정하도록 냉각수 라인(4)의 내경과 동일한 제1 냉각수홀(34)과, 이 제1 냉각수홀(34)의 상측에 제1 냉각수홀(34)과 일정 각도의 거리를 두며 제1 냉각수홀(34)의 직경보다 작게 제2 냉각수홀(36)을 형성하여, 제2 냉각수홀(36)을 통해 이동되는 냉각수의 흐름을 빠르게 하기 위함이다.

여기서, 피스톤(30)의 돌기(32)가 몸통(20)의 그루브(24) 상측에 위치되게 되면, 제1 냉각수홀(34)이 냉각수 라인(4)과 대향되게 되어, 라디에이터(3)에서 이동되는 냉각수량과 피스톤(30)의 제1 냉각수홀(34)을 통과한 냉각수량이 일정하게 된다. 그리고, 피스톤(30)의 돌기(32)가 그루브(24)를 타고 회전되면서 하향되게 되면, 제1 냉각수홀(34)은 몸통(20)에 의해 차단되는 반면, 제2 냉각수홀(36)이 회전되면서 냉각수 라인(4)의 중심과 대향되게 되어, 제2 냉각수홀(36)을 통해 냉각수가 이동되게 되는데, 이 때 제2 냉각수홀(36)을 통과한 냉각수는 교축됨으로 유속이 빨라지게 되어서 워터펌프(2)의 흡입부에서 냉각수의 역류를 방지하게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 상태에서 엔진(1)이 일정한 회전속도를 유지하게 되면, 피스톤(30)은 스프링(40)에 의해 몸통(20)의 상측단에 위치되게 되며, 이 때에는 엔진(1)의 오일 통로에서 오일 라인(10)으로 공급되는 오일압력에 비해 스프링(40)의 반발력이 강하게 되어 피스톤(30)이 상승하게 되는 것이고, 피스톤(30)이 상승함에 따라 제1 냉각수홀(34)은 냉각수 라인(4)과 대향되게 되어 냉각수 라인(4)을 통해 냉각수가 워터펌프(2) 측으로 이동되게 되는 것이다.

한편, 엔진(1)의 회전속도가 상승하게 되면 엔진(1)의 회전속도에 비례하여 워터펌프(2)의 회전속도가 고속으로 회전하게 되는데, 이 때 엔진(1)의 회전수에 따라 엔진(1)의 오일 통로에서 공압의 오일이 오일 라인(10)으로 공급되어 결과적으로 피스톤(30)을 압박하게 되는 것이다. 오일 압력에 의해 피스톤(30)이 하향하게 되면, 피스톤(30)의 돌기(32)가 그루브(24)를 따라 이동하면서 피스톤(30)에 회전을 부여해 주는 것이다. 여기서, 피스톤(30)이 하향되면서 회전하게 되면, 제1 냉각수홀(34)은 막히게 되고 제2 냉각수홀(36)이 냉각수 라인(4)과 통하게 되면서 워터펌프(2)의 흡입구측에서는 냉각수의 유속이 급속히 빨라지게 됨으로서 냉각수의 역류가 방지되며 워터펌프(2)는 마찰저항이 감소된 상태로 펌핑작업이 원활하게 이루어지는 것이다.

이상과 같이 본 고안은 엔진의 회전속도에 비례하여 워터펌프가 고속회전할때 냉각수 라인을 통해 워터펌프에 흡입되는 냉각수의 유속을 증대시켜 냉각수의 역류를 방지함으로서 워터펌프의 마찰손실이 저감되고, 효율을 증대할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 라디에이터에서 엔진으로 통하는 냉각수 라인의 워터펌프 흡입부에 설치되고 엔진 내부의 오일통로와 오일라인을 통해 연통되며 내부공간을 형성하고 내주연에 그루브를 형성한 몸통과, 상기 몸통 내부에 설치되고 그루브와 대응되는 돌기를 외주연에 형성하며 중심부분에 냉각수가 관통되게 하는 피스톤과, 상기 피스톤의 외주연에 결합되며 상기 몸통의 스톱퍼에 지지되는 스프링으로 구성한 워터펌프의 냉각수 흡입장치.
2. 제1항에 있어서, 그루브는 일정구간 직하방향으로 수직되게 형성하고, 타 구간은 직하방향의 단부에서 연장되는 나선형으로 형성한 워터펌프의 냉각수 흡입장치.
3. 제1항에 있어서, 피스톤은 냉각수 라인의 내경과 동일하게 형성한 제1 냉각수홀과, 상기 제1 냉각수홀에서 일정 각도의 거리를 두며 제1 냉각수홀의 직경보다 작게 형성한 제2 냉각수홀로 구성한 워터펌프의 냉각수 흡입장치.