KR20030039127A - 냉각수의 누설을 방지하는 시일 구조를 갖는 워터펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 미캐니컬 시일기구를 사이에 두고 양측의 압력차를 해소하여 냉각수가 임펠러측으로 부터 미캐니컬 시일기구를 통과하여 바깥측으로 누설되는 것을 차단할 수 있는 워터펌프를 제공하는 데 있다.

이를 위해 본 발명은 케이싱에 베어링을 개재하여 회전가능하게 지지되는 회전축과, 그 회전축에 장착되어 냉각수를 펌핑하는 임펠러 및 그 임펠러와 베어링 사이에 개재되어 냉각수의 누설을 차단하는 미캐니컬 시일기구를 포함하는 워터펌프에 있어서,

상기 베어링과 미캐니컬 시일기구 사이에 회전축 외주로 형성되는 정압실과;

상기 정압실내를 지나는 회전축 외주에 장착하여 회전하는 복수개의 베인과;

상기 정압실내로 도입하도록 케이싱에 형성된 정압용 공기구멍;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각수의 누설을 방지하는 시일 구조를 갖는 워터펌프{Water pump having sealing structure}

본 발명은 냉각수의 누설을 방지하는 시일 구조를 갖는 워터펌프에 관한 것이다.

엔진은 연료를 연소시켜 얻은 열에너지를 피스톤기구를 통해 기계적 에너지를 변환하는 기관으로서, 실린더내의 연소 가스의 온도는 2000℃ 이상에 달하나 이 열의 전부가 동력으로 전환되는 것은 아니고 상당량이 실린더와 실린더 헤드 및 피스톤 등에 흡수되어 열손실을 가져오게 된다.

그런데 연소열에 의해 이들 엔진의 주요부들이 과열되면 실린더의 변형을 일으키거나 실린더벽의 유막이 파괴되어 윤활 불량을 일으키고 심하면 엔진을 손상시키게 되며, 연소 상태도 악화시켜 노킹이나 조기 점화를 일으켜 엔진 출력 저하를 일으키게 된다.

이때문에 엔진을 냉각하여 과열되는 것을 방지하고 적절한 온도로 엔진을 유지하는 냉각장치가 엔진에 장착시켜 사용되고 있는바, 통상적으로는 냉각수를 순환시켜 엔진을 냉각하는 수냉식이 주로 사용되고 있다.

수냉식 냉각장치는 냉각을 위한 매체로 물을 사용하기 때문에 물을 압송하기 위한 워터펌프가 필요하게 된다.

이 워터펌프로서는 통상 원심펌프가 많이 사용되는데, 도 2에 도시하는 것과 같이 중앙의 임펠러(5)의 회전에 따라 물에 원심력을 가하여 외부로 송출하는 펌프 작용을 하게 되며, 임펠러(5)의 회전은 크랭크축 풀리에 의해 V벨트를 통해 전달받아 회전 작동하게 된다.

그런데 회전축(2)은 케이싱(1)에 대해 베어링(3)으로 회전가능하게 지지되고 있어, 그 회전축(2)을 따라 케이싱(1)과의 틈새를 통해 냉각수가 누설되는 것을 방지하기 위하여 시일고무, 트러스트 플레이트 및 스프링등으로 구성된 미캐니컬 시일기구(6)가 설치되어 있다.

그러나 상기한 미캐니컬 시일기구(6) 역시 회전축(2)과 상대운동하는 접동면을 통해 상대적으로 높은 압력쪽에 위치하는 냉각수가 미캐니컬 시일기구(6)를 넘어 비깥측으로 이동하여 누설되는 일이 잦아 워터펌프의 잦은 정비로 인하여 유지 보수 비용이 증대되고 소비자 불만을 일으키는 주요인이 되어왔다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 미캐니컬 시일기구를 사이에 두고 양측의 압력차를 해소하여 냉각수가 임펠러측으로 부터 미캐니컬 시일기구를 통과하여 바깥측으로 누설되는 것을 차단할 수 있는 워터펌프를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 케이싱에 베어링을 개재하여 회전가능하게 지지되는 회전축과, 그 회전축에 장착되어 냉각수를 펌핑하는 임펠러 및 그 임펠러와 베어링 사이에 개재되어 냉각수의 누설을 차단하는 미캐니컬 시일기구를 포함하는 워터펌프에 있어서,

상기 베어링과 미캐니컬 시일기구 사이에 회전축 외주로 형성되는 정압실과;

상기 정압실내를 지나는 회전축 외주에 장착하여 회전하는 복수개의 베인과;

상기 정압실내로 도입하도록 케이싱에 형성된 정압용 공기구멍;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 냉각수의 누설을 방지하는 시일 구조를 갖는 워터펌프를 나타내는 도면

도 2는 종래의 워터펌프

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱 2 : 회전축

3 : 베어링 4 : 풀리

5 : 임펠러 6 : 미캐니컬 시일기구

7 : 정압실 8 : 베인

9 : 정압용 공기구멍

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 워터펌프를 나타내는 단면도이다.

도면중 부호 1은 실린더블록에 장착되는 펌프의 케이싱이며, 이 케이싱(1)에 펌프의 회전축(2)이 베어링(3)을 개재하여 회전가능하게 장착되어 있다.

그리고, 회전축(2)의 바깥단부에는 풀리(4)가 장착되고, 내측단에는 냉각수를 펌핑하여 엔진의 워터재킷으로 급송하는 임펠러(5)가 장착되어 있다.

그리고 베어링(3)과 임펠러(5) 사이의 회전축(2)의 외주에는 냉각수의 누설을 차단하는 미캐니컬 시일기구(6)가 설치되어 있으며, 그 미캐니컬 시일기구(6)와 베어링(3) 사이의 회전축(2) 외주를 감싸도록 환상의 공간인 정압실(7)이 형성되고, 그 정압실(7)은 케이싱(1)에 형성된 정압용 공기구멍(9)을 통해 대기와 연통하고 있다.

또 그 정압실(7)내를 통과하여 지나는 회전축(2) 부위에는 복수개의 날개인 원심식의 베인(8)이 장착되어 있다.

이와같은 본 발명의 워터펌프가 작동시 회전축(2)을 따라 일어나는 냉각수의 누설을 방지하게 되는 작용은 다음과 같다.

크랭크축의 동력이 벨트를 통해 풀리(4)에 전달되면 회전축(2)이 회전하여 임펠러(4)에 의해 중심측으로 부터 유입되는 물을 원심력 방향으로 송출하는 펌핑 작동이 일어나게 된다.

이때 회전축(2)과 함께 베인(8)도 회전하게 되며, 이 베인(8)의 회전에 따라 정압용 공기구멍(9)을 통해 공기가 정압실(7)로 유입되어 정압실(7)내는 높은 압력으로 유지된다.

이에따라 미캐니컬 시일기구(6)를 통과하여 냉각수가 바깥측으로 흐르려고할때 정압실(7)에 작용하는 압력에 의해 임펠러(5)측으로 다시 유도되므로 냉각수의 외부 누설을 차단하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 워터펌프의 미캐니컬 시일기구와 회전축 지지를 위한 베어링 사이에 정압실을 형성하고, 원심식의 베인을 정압실내를 통과하는 회전축에 장착하며 또 그 정압실과 대기를 연통하는 정압용 공기구멍을 케이싱에 형성하는 것에 의해서, 워터펌프가 작동하면 정압실내의 베인이 회전하여 정압용 공기구멍을 통해 공기가 정압실내로 유입되어 정압실내를 높은 압력으로 유지하게 되므로써, 임펠러측으로부터 냉각수가 미캐니컬 시일기구를 넘어 정압실측으로 누설되려고 할때 정압실내의 압력작용에 의해 냉각수가 임펠러측으로 밀려나게 되어 냉각수의 외부누설을 차단하게 되는 효과가 있어 워터펌프의 품질을 안정시켜 소비자 불만을 해소할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 케이싱에 베어링을 개재하여 회전가능하게 지지되는 회전축과, 그 회전축에 장착되어 냉각수를 펌핑하는 임펠러 및 그 임펠러와 베어링 사이에 개재되어 냉각수의 누설을 차단하는 미캐니컬 시일기구를 포함하는 워터펌프에 있어서,

   상기 베어링과 미캐니컬 시일기구 사이에 회전축 외주로 형성되는 정압실과;

   상기 정압실내를 지나는 회전축 외주에 장착하여 회전하는 복수개의 베인과;

   상기 정압실내로 도입하도록 케이싱에 형성된 정압용 공기구멍;을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각수의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 워터펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 베인은 원심식인 것을 특징으로 하는 냉각수의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 워터펌프.