KR20060055125A - Water pump - Google Patents

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KR20060055125A KR1020040094455A KR20040094455A KR20060055125A KR 20060055125 A KR20060055125 A KR 20060055125A KR 1020040094455 A KR1020040094455 A KR 1020040094455A KR 20040094455 A KR20040094455 A KR 20040094455A KR 20060055125 A KR20060055125 A KR 20060055125A
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Abstract

본 발명은 워터 펌프 하우징의 내측면에 이물질의 배출을 위한 슬롯을 형성하여 워터 펌프의 기밀유지를 위한 미케니칼 시일에 이물질이 끼이는 것을 방지하기 위한 워터 펌프의 이물질 배출구조에 관한 것으로,The present invention relates to a foreign matter discharge structure of the water pump for forming a slot for discharging foreign matter on the inner surface of the water pump housing to prevent foreign matter from being caught in the mechanical seal for airtightness of the water pump.

워터 펌프 하우징 내측에 회전축이 베어링에 의해서 축지지되며, 상기 임펠러가 상기한 회전축의 일단에 장착된 채 워터 펌프 하우징 내부에 수용되며, 상기한 회전축과 워터 펌프 하우징 사이에 냉각수의 기밀유지를 위한 미케니칼 시일이 장착되는 워터 펌프에 있어서,A rotating shaft is supported by a bearing inside the water pump housing, and the impeller is accommodated in the water pump housing while being mounted at one end of the rotating shaft, and the airtight for maintaining the airtightness of the coolant between the rotating shaft and the water pump housing is In a water pump equipped with a mechanical seal,

임펠러의 일측이 마주하는 워터 펌프 하우징의 내측면에 회전축을 감싸는 원형의 원형 슬롯이 형성되고, 임펠러 회전과정에 원형 슬롯으로 유도된 이물질이 워터 펌프의 외측으로 유도될 수 있도록 하기 위한 방사상 슬롯이 상기 원형 슬롯으로부터 방사상의 방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.A circular circular slot is formed on the inner side of the water pump housing facing one side of the impeller, and a circular slot is formed to allow foreign substances induced in the circular slot to be guided to the outside of the water pump during the impeller rotation. Characterized in that it is formed in a radial direction from a circular slot.

워터 펌프, 하우징, 슬롯, 이물질Water pump, housing, slot, foreign object

Description

워터 펌프의 이물질 배출구조{Water pump}Foreign substance discharge structure of water pump {Water pump}

도 1은 본 발명에 의한 워터 펌프의 구성도.1 is a block diagram of a water pump according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의해 형성된 슬롯을 통해 이물질이 배출되는 상태를 설명하기 위한 도면.Figure 2 is a view for explaining a state in which foreign matter is discharged through the slot formed by the present invention.

도 3 내지 도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.3 to 5 are views for explaining a conventional technology.

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

20 : 미케니칼 시일20: mechanical seal

40 : 워터 펌프40: water pump

41 : 하우징41: housing

42 : 회전축42: axis of rotation

43 : 임펠러43: impeller

45,46 : 볼루트실45,46: Volute Room

51 : 원형 슬롯51: round slot

52,53 : 방사상 슬롯52,53: Radial Slot

본 발명은 워터 펌프의 이물질 배출구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 워터 펌프 하우징의 내측면에 이물질의 배출을 의한 슬롯을 형성하여 워터 펌프의 기밀유지를 위한 미케니칼 시일에 이물질이 끼이는 것을 방지하기 위한 워터 펌프의 이물질 배출구조에 관한 것이다.The present invention relates to a foreign matter discharge structure of the water pump, and more specifically, to form a slot by the discharge of foreign matter on the inner surface of the water pump housing that the foreign matter is caught in the mechanical seal for airtight maintenance of the water pump. It relates to a foreign matter discharge structure of the water pump for preventing.

자동차의 엔진에 장착되는 워터 펌프는 냉각수를 펌핑하여 엔진의 실린더 블럭 및 실린더 헤드에 마련된 워터 재킷으로 강제 순환될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 워터 펌프의 대부분은 실린더 블럭의 일측에 워터 펌프 하우징이 장착되고, 워터 펌프 하우징의 내부에 위치되는 회전축을 구동시키므로서 회전축에 축지된 임펠러를 회전시켜 냉각수의 펌핑하도록 구성된다.The water pump mounted on the engine of the vehicle is for pumping the coolant to be forced to the water jacket provided in the cylinder block and the cylinder head of the engine. Most of these water pumps are equipped with a water pump housing on one side of the cylinder block, and is configured to pump the coolant by rotating the impeller stored on the rotating shaft while driving the rotary shaft located inside the water pump housing.

도 3은 종래의 일반적인 워터 펌프의 단면도를 도시한 도면으로서, 워터 펌프(10)의 하우징(11) 내부에는 회전축(12)이 베어링(13)에 의해서 축지지되고, 회전축(12)의 일단에는 임펠러(14)가 축결합되어 있다. 그리고 상기한 임펠러(14)와 베어링(13) 사이의 회전축(12) 사이에는 하우징(11)과 회전축(12) 사이의 기밀유지를 위한 미케니칼 시일(20)과, 상기한 미케니칼 시일(20)의 이탈방지를 위한 시일 세이버(30)가 장착된다.3 is a cross-sectional view of a conventional water pump, in which a rotating shaft 12 is axially supported by a bearing 13 in a housing 11 of a water pump 10, and at one end of the rotating shaft 12. The impeller 14 is axially coupled. And between the impeller 14 and the rotary shaft 12 between the bearing 13, the mechanical seal 20 for the airtightness between the housing 11 and the rotary shaft 12, and the mechanical seal Seal sealer 30 for preventing the separation of 20 is mounted.

도 4는 상기한 미케니칼 시일의 단면도로, 시일 링(21)의 일측으로 진동의 완충을 위한 벨로우즈(22) 및 스프링(23)이 위치되고, 상기한 시일 링(21)의 다른 일측에는 메이팅 링(24)이 위치된다. 상기한 각각의 부품은 슬리브(25,26)에 의해서 양측에서 감싸지는데, 상기한 벨로우즈(22) 및 스프링(23)의 유동공간 확보를 위하여 상기한 슬리브(25,26)는 양측으로 분할된 채로 형성된다. 분리된 두개의 슬 리브(25,26)는 각각 회전축(12)과 워터 펌프 하우징(11)에 압입되어 고정되어 있다.4 is a cross-sectional view of the mechanical seal described above, in which a bellows 22 and a spring 23 are positioned at one side of the seal ring 21 to damp vibration, and at the other side of the seal ring 21. The mating ring 24 is located. Each of the above components is wrapped on both sides by sleeves 25 and 26. The sleeves 25 and 26 are divided on both sides to secure the flow space of the bellows 22 and the spring 23. Is formed. Two separate sleeves 25 and 26 are press-fitted to the rotary shaft 12 and the water pump housing 11, respectively.

한편, 상기한 미케니칼 시일(20)은 엔진 작동 시간이 길어지게 되면 회전하면서 냉각수의 기밀을 유지하는 메이팅 링(24)의 마모가 진행되고, 이에 따른 누수 및 워터 펌프의 이상소음이 발생하기도 한다. 현재 이와 같은 마모를 줄이기 위하여 메이팅 링 재질을 내마모성이 우수한 재질로 변경하고 취부면압을 낮게 관리하는 등 많은 노력을 쏟고 있는 실정이다. 미케니칼 시일의 내구 수명 증대를 위하여 적용되는 부품 중의 하나가 상기한 시일 세이버(Seal saver,30)이다.On the other hand, the mechanical seal 20 is rotated when the engine operating time is prolonged, the wear of the mating ring 24 to maintain the airtightness of the cooling water is progressed, resulting in leakage and abnormal noise of the water pump do. Currently, in order to reduce such wear, a lot of efforts are being made, such as changing the mating ring material to excellent wear resistance and managing the mounting surface pressure low. One of the components applied to increase the durability of the mechanical seal is the seal saver 30 described above.

시일 세이버(30)는 냉각수 내에 포함된 불순물(주물사, 가공칩, 먼지 등)이 미케니칼 시일(20)의 습동부에 유입되는 것을 배출하기 위한 것으로, 도 5에서와 같이 철판(31)의 도중에 방사형의 긴 홈(32)을 프레스 가공하여 미케니칼 시일 주변의 불순물이 상기한 홈(32)을 따라 바깥방향으로 배출되도록 구성되어 있다.The seal saver 30 is for discharging impurities (cast sand, processing chips, dust, etc.) contained in the cooling water to flow into the sliding part of the mechanical seal 20, as shown in FIG. On the way, the radial long groove 32 is press-processed so that impurities around the mechanical seal are discharged outward along the groove 32 described above.

그런데 이와 같은 시일 세이버는 워터 펌프 하우징 내부에 압입되어 있어 워터 펌프 하우징의 가공공정 및 조립공정이 필요하게 될 뿐만 아니라, 비용측면에서도 부품 및 조립공정 추가에 따라 불리한 실정이다. 또한, 워터 펌프 하우징에 조립된 시일 세이버가 엔진의 진동에 의해 이탈될 경우에 시일 세이버 본래의 기능을 수행하지 못하게 되며, 오히려 미케니칼 시일을 손상시키게 될 우려가 있는 것이다.However, such a seal saver is press-fitted into the water pump housing, which requires not only the process and assembly process of the water pump housing, but also a disadvantage in terms of cost and additional parts and assembly processes. In addition, when the seal saver assembled in the water pump housing is separated by the vibration of the engine, the seal saver may not perform its original function, but rather may damage the mechanical seal.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 워터 펌프 하우징의 내측면에 이물질의 배출을 위한 슬롯을 형성하여 워터 펌프의 기밀유지를 위한 미케니칼 시일에 이물질이 끼이는 것을 방지하기 위한 워터 펌프의 이물질 배출구조를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, by forming a slot for discharging the foreign matter on the inner surface of the water pump housing to prevent foreign matter from being caught in the mechanical seal for airtightness of the water pump. To provide a foreign matter discharge structure of the water pump for the purpose.

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

워터 펌프 하우징 내측에 회전축이 베어링에 의해서 축지지되며, 상기 임펠러가 상기한 회전축의 일단에 장착된 채 워터 펌프 하우징 내부에 수용되며, 상기한 회전축과 워터 펌프 하우징 사이에 냉각수의 기밀유지를 위한 미케니칼 시일이 장착되는 워터 펌프에 있어서,A rotating shaft is supported by a bearing inside the water pump housing, and the impeller is accommodated in the water pump housing while being mounted at one end of the rotating shaft, and the airtight for maintaining the airtightness of the coolant between the rotating shaft and the water pump housing is In a water pump equipped with a mechanical seal,

임펠러의 일측이 마주하는 워터 펌프 하우징의 내측면에 회전축을 감싸는 원형의 원형 슬롯이 형성되고, 임펠러 회전과정에 원형 슬롯으로 유도된 이물질이 워터 펌프의 외측으로 유도될 수 있도록 하기 위한 방사상 슬롯이 상기 원형 슬롯으로부터 방사상의 방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.A circular circular slot is formed on the inner side of the water pump housing facing one side of the impeller, and a circular slot is formed to allow foreign substances induced in the circular slot to be guided to the outside of the water pump during the impeller rotation. Characterized in that it is formed in a radial direction from a circular slot.

이하, 본 발명에 의한 워터 펌프의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the configuration and operation of a water pump according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 워터 펌프의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 슬롯을 통해 이물질이 배출되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a configuration diagram of a water pump according to the present invention, Figure 2 is a view for explaining a state in which foreign matter is discharged through the slot formed by the present invention.

도면 중에 표시되는 도면부호 40은 본 발명이 적용되는 워터 펌프를 지시하는 것이고, 도면 중에 표시된 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.Reference numeral 40 shown in the drawings indicates a water pump to which the present invention is applied, and some of the reference numerals shown in the drawings are referred to as used in the description of the prior art.

상기한 워터 펌프(40)는 종래의 일반적인 워터 펌프에서와 마찬가지로 하우징(41)의 중심으로 장착되는 회전축(42)의 일단에 임펠러(43)가 장착되고, 임펠러(43)의 내측 회전축(42) 도중에는 냉각수의 기밀유지를 위한 미케니칼 시일(20)이 장착된다.The water pump 40 is equipped with an impeller 43 at one end of the rotating shaft 42 is mounted to the center of the housing 41, as in the conventional water pump, the inner rotary shaft 42 of the impeller 43 On the way, the mechanical seal 20 for airtightness of the cooling water is mounted.

그리고 상기한 회전축(42)이 끼워지는 워터 펌프 하우징(41)의 축공(47) 외측으로는 환형상의 원형 슬롯(51)이 소정 깊이로 형성되고, 상기한 원형 슬롯(51)의 외측으로는 원형 슬롯(51)으로 모이게 되는 이물질들이 워터 펌프 하우징(41)의 외측으로 유도될 수 있도록 하기 위한 방사상 슬롯(52,53)이 소정의 깊이를 가지는 홈형상으로 형성된다.An annular circular slot 51 is formed to a predetermined depth outside the shaft hole 47 of the water pump housing 41 into which the rotating shaft 42 is fitted, and is circular to the outside of the circular slot 51. Radial slots 52 and 53 are formed into grooves having a predetermined depth so that foreign matters collected in the slot 51 can be guided out of the water pump housing 41.

특히, 상기한 방사상 슬롯(52,53)의 내측단은 원형 슬롯(51)의 중심과는 편심된 위치에 연결된다. In particular, the inner ends of the radial slots 52, 53 are connected at positions eccentric with the center of the circular slot 51.

한편, 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에서와 같이 냉각수의 배출을 위한 볼루트실(45,46)이 하우징(41)에 2개 형성되는 경우에는 각각의 볼루트실(45,46)을 향하여 상기한 방사상 슬롯(52,53)의 외측 끝단이 위치되도록 가공형성된다.Meanwhile, when two volute chambers 45 and 46 for discharging the coolant are formed in the housing 41, as shown in the drawings for explaining an embodiment of the present invention, each volute chamber 45 and 46 is provided. The outer ends of the radial slots 52 and 53 described above are machined to be positioned.

상기한 워터 펌프(40)로의 냉각수의 유입은 도면에서는 표시되지 않았지만 임펠러(43)의 내측 중심이 위치되는 실린더 블럭 측에서 이루어질 수 있도록 구성된다.Although the inflow of the coolant to the water pump 40 is not shown in the figure, it is configured such that the inner center of the impeller 43 may be formed at the cylinder block side.

본 발명이 적용되는 워터 펌프(40)의 경우에는 미케니칼 시일(20)의 이탈방지를 위한 시일 세이버(30)의 장착이 비용절감을 위하여 생략될 수 있다.In the case of the water pump 40 to which the present invention is applied, the mounting of the seal saver 30 for preventing separation of the mechanical seal 20 may be omitted for cost reduction.

이상과 같이 구성된 워터 펌프의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the water pump configured as described above are as follows.

엔진의 구동되어 워터 펌프(40)에 회전력이 전달되면, 상기한 회전축(42)이 임펠러(43)를 돌리게 되므로서 하우징(41)의 내측으로 냉각수가 유입되어진다.When the engine is driven and the rotational force is transmitted to the water pump 40, the rotating shaft 42 rotates the impeller 43, so that the coolant is introduced into the housing 41.

이렇게 하우징(41)의 내측으로 유입된 냉각수는 임펠러(43)의 회전력을 받으며 가압되고, 상기한 볼루트실(45,46)을 향하여 이동되어지게 된다.Thus, the coolant introduced into the housing 41 is pressurized under the rotational force of the impeller 43, and is moved toward the above-described volute chambers 45 and 46.

이러한 과정에서 냉각수에 포함된 불순물들은 하우징(41)의 내측벽에 마련된 원형 슬롯(51)으로 이동된 후, 원심력에 의해서 상기한 방사상 슬롯(52,53)을 통하여 하우징(41)의 외측으로 유도된 후에 냉각수와 함께 엔진 측으로 흐르게 된다.In this process, impurities contained in the coolant are moved to the circular slot 51 provided on the inner wall of the housing 41, and then guided to the outside of the housing 41 through the radial slots 52 and 53 by centrifugal force. And then flows to the engine side with coolant.

즉, 워터 펌프(40)가 구동되었을 때에 하우징(41) 내측으로 냉각수와 함께 유입된 불순물이 미케니칼 시일(44)이 장착된 위치로 유입되지 못하고, 상기한 원형 슬롯(51)과 방사상 슬롯(52,53)을 통하여 하우징 외부로의 배출이 이루어지게 되므로서, 불순물에 의한 미케니칼 시일(20)의 마모현상이 줄어들게 된다.That is, when the water pump 40 is driven, impurities introduced together with the cooling water into the housing 41 are not introduced into the position where the mechanical seal 44 is mounted, and the circular slot 51 and the radial slot are described above. Since the discharge to the outside of the housing through the 52, 53, the wear phenomenon of the mechanical seal 20 due to impurities is reduced.

따라서 미케니칼 시일의 마모에 따른 이탈방지를 위한 시일 세이버를 장착하는 것을 생략하는 것이 가능한 것이다.Therefore, it is possible to omit the mounting of the seal saver for preventing the detachment due to the wear of the mechanical seal.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 워터 펌프로 유입된 불순물에 의해서 미케니칼 시일이 마모되는 현상의 감소가 하우징에 가공된 원형 슬롯 및 방사상 슬롯에 의해서 가능하게 되므로서, 미케니칼 시일의 마모에 따른 미케니칼 시일의 이탈현상 방지를 위한 시일 세이버의 장착이 생략될 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.According to the present invention configured as described above, the reduction of wear of the mechanical seal due to impurities introduced into the water pump is made possible by the circular slot and the radial slot processed in the housing, thereby reducing the wear of the mechanical seal. There is a great advantage that the mounting of the seal saver for preventing the separation of the mechanical seal according to this can be omitted.

Claims (4)

워터 펌프 하우징 내측에 회전축이 베어링에 의해서 축지지되며, 상기 임펠러가 상기한 회전축의 일단에 장착된 채 워터 펌프 하우징 내부에 수용되며, 상기한 회전축과 워터 펌프 하우징 사이에 냉각수의 기밀유지를 위한 미케니칼 시일이 장착되는 워터 펌프에 있어서,A rotating shaft is supported by a bearing inside the water pump housing, and the impeller is accommodated in the water pump housing while being mounted at one end of the rotating shaft, and the airtight for maintaining the airtightness of the coolant between the rotating shaft and the water pump housing is In a water pump equipped with a mechanical seal, 임펠러(43)의 일측이 마주하는 워터 펌프 하우징(41)의 내측면에 회전축(42)을 감싸는 원형의 원형 슬롯(51)이 형성되고, 임펠러(43) 회전과정에 원형 슬롯(51)으로 유도된 이물질이 워터 펌프의 외측으로 유도될 수 있도록 하기 위한 방사상 슬롯(52,53)이 상기 원형 슬롯(51)으로부터 외측을 향해 형성된 것을 특징으로 하는 워터 펌프의 이물질 배출구조.On the inner surface of the water pump housing 41 facing one side of the impeller 43 is formed a circular circular slot 51 surrounding the rotating shaft 42, guided to the circular slot 51 in the process of rotating the impeller 43 The foreign matter discharge structure of the water pump, characterized in that the radial slot (52,53) for allowing the foreign matter to be guided to the outside of the water pump is formed outwardly from the circular slot (51). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 방사상 슬롯(52,53)은 트윈 볼루트실이 마련된 워터 펌프의 경우에 각각의 볼루트실(45,46)을 향해 형성된 것을 특징으로 하는 워터 펌프의 이물질 배출구조.The radial slot (52, 53) is a foreign material discharge structure of the water pump, characterized in that formed in the case of a water pump provided with a twin volute chamber toward each of the volute chamber (45,46). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 방사상 슬롯(52,53)은 원형 슬롯(51)으로부터 방사상의 방향을 향해 형성된 것을 특징으로 하는 워터 펌프의 이물질 배출구조.The radial slot (52, 53) is a foreign material discharge structure of the water pump, characterized in that formed in the radial direction from the circular slot (51). 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기한 방사상 슬롯(52,53)의 내측단은 원형 슬롯(51)의 중심과는 편심된 위치에 접속되는 것을 특징으로 하는 워터 펌프의 이물질 배출구조.The inner end of the radial slot (52, 53) is a foreign material discharge structure of the water pump, characterized in that connected to the position eccentric with the center of the circular slot (51).
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