KR20180018124A

KR20180018124A - 워터펌프 조립체

Info

Publication number: KR20180018124A
Application number: KR1020160103100A
Authority: KR
Inventors: 임차유
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-02-21
Also published as: KR102578819B1

Abstract

워터펌프 조립체가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체는 소정의 체적을 갖는 케이싱; 상기 케이싱과 마주보는 상태로 조립되는 커버; 상기 케이싱의 하측면에서 외측으로 연장되고 냉각수를 상기 케이싱의 내부로 공급하기 위해 구비된 유입구; 상기 유입구를 통해 상기 케이싱의 상측으로 이동된 냉각수가 배출되도록 상기 케이싱의 상측면에서 외측으로 연장된 유출구; 상기 케이싱의 내부에 위치된 발열체; 및 상기 유입구의 후단에 위치되고 상기 냉각수가 상기 유입구를 통해 상기 케이싱 내부로 공급되도록 구비된 펌프를 포함한다.

Description

워터펌프 조립체{Water pump assembly}

본 발명은 워터펌프 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이싱과 연통된 유입구와 유출구의 위치를 변경하여 펌프의 효율을 향상시키고, 발열체와 냉각수와의 열교환에 따른 효율을 향상시키고 기포 발생을 최소화 할 수 있는 워터펌프 조립체에 관한 것이다.

최근 세계 각국에서는 자동차에 의한 환경 오염을 줄이기 위하여 배출 가스의 규제 등이 강화되고 있으며, 연비를 향상시키고자 하는 노력도 한계에 부딪치고 있는 실정이다.

이에 따라 전동모터를 구동체로 이용하는 전기자동차나 엔진과 전동모터를 모두 구동체로 이용하는 하이브리드차량에 대한 연구가 진행되고 있다. 상기 하이브리드 차량은 엔진과 전동모터를 이용하여 구동하게 되는데, 정차시나 낮은 속도로 주행할 경우에는 전동 모터로만 주행하고, 고속 주행시나 큰 힘이 요구되는 경우에는 엔진을 구동체로 사용하는 것이 일반적이다.

일반적인 차량 난방시스템은, 엔진에 의해 데워진 냉각수를 유로상에 흐르게 하고, 상기 엔진 냉각수가 열교환기를 통과할 때 차실내로 송풍되는 공기와 열교환기를 열교환시켜 공기의 온도를 높임으로서 차실내를 난방하였다.

그러나 전기자동차는 일반적인 자동차와는 달리 엔진을 사용하지 않기 때문에 차량 난방을 위해서는 별도의 장치를 구성하여 냉각수를 가열한 후 난방에 이용하였다.

첨부된 도 1은 종래의 전기자동차용 난방 시스템을 나타내는 개략도로써 도면을 참조하여 설명한다.

종래의 전기자동차용 난방 시스템은 공조케이스(15)에 내장되는 히터코어(10)와, 냉각수를 저장하는 탱크(20)와, 냉각수를 순환시키는 워터펌프(30)와, 냉각수 가열식 PTC히터(40)를 파이프(5)로 연결하여 냉각수가 각 구성품들을 순환하도록 구성된다.

상기 워터펌프(30)를 통해 순환하는 냉각수는 상기 냉각수 가열식 PTC히터(40)에 의해 가열되고, 가열된 냉각수는 상기 히터코어(10)로 보내진다. 상기 가열된 냉각수가 유입된 히터코어(10)는 상기 공조케이스(15)내를 통과하는 공기를 가열함으로써 차 실내를 난방하게 된다.

그러나 상기한 종래 기술은 냉각수만을 가열하기 위한 별도의 장치를 구성해야 하기 때문에 난방을 위한 패키지(Package)가 크고 무거우며, 아울러 냉각수 가열식 PTC히터(40)의 소비전력이 높은 문제가 있다.

특히, 겨울철과 같이 기온이 매우 낮을 경우에는 상기 냉각수의 온도도 매우 낮기 때문에 이처럼 매우 낮은 온도의 냉각수를 상기 냉각수 가열식 PTC히터(40)만 가지고 가열하기에는 소비전력이 더욱 증가하는 문제가 있었다.

첨부된 도 2를 참조하면, 이를 보완하기 위해 최근에는 워터펌프(2) 내부에 발열체(H)를 일체화 시켜 사용하고 있으나 상기 발열체(H)의 발열로 인해 발생된 기포가 워터펌프(2)의 내측 상부에 쌓이거나, 상기 워터펌프(2)의 외부에서 기포가 유입되었을 경우 상기 워터펌프(2)의 외부로 배출되지 않고 내측 상부에 다량의 기포가 쌓이는 문제점이 유발되었다.

상기 기포는 상기 워터펌프(2) 내부에 다량이 장시간 유지될 경우 폭발로 인한 사고로 이어질 수 있어 안전상의 문제가 유발되었다.

또한 상기 워터펌프(2) 내부에 내장된 로터가 냉각수를 공급할 경우 상기 냉각수의 출구 방향으로 배출된 냉각수를 로터가 흡입할 수 있어 상기 워터펌프(2)의 효율 저하를 유발하였다.

한국공개특허 제2010-0092629호 (공개일 2010. 08. 23)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 저온의 외기에서 냉시동이 이루어지는 내연기관(Internal combustion engine), 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle), 전기 자동차(Electric Vehicle), 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle)에 발열체와 열교환된 고온의 냉각수를 신속하게 공급할 수 있는 워터펌프 조립체를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체는 소정의 체적을 갖는 케이싱; 상기 케이싱과 마주보는 상태로 조립되는 커버; 상기 케이싱의 하측면에서 외측으로 연장되고 냉각수를 상기 케이싱의 내부로 공급하기 위해 구비된 유입구; 상기 유입구를 통해 상기 케이싱의 상측으로 이동된 냉각수가 배출되도록 상기 케이싱의 상측면에서 외측으로 연장된 유출구; 상기 케이싱의 내부에 위치된 발열체; 및 상기 유입구의 후단에 위치되고 상기 냉각수가 상기 유입구를 통해 상기 케이싱 내부로 공급되도록 구비된 펌프를 포함한다.

상기 케이싱과 커버 사이에는 냉각수의 외부 유출을 차단하기 위한 가스켓이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱의 내부에는 내부 영역을 상부와 하부로 구획하는 격벽이 횡 방향에 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 격벽은 상기 발열체와 이격된 상태가 유지되는 것을 특징으로 한다.

상기 격벽은 상기 케이싱의 내측 폭과 대응되는 폭으로 연장된 것을 특징으로 한다.

상기 격벽은 상기 케이싱의 양측벽에 서로 마주보는 상태로 구비된 끼움편에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱은 유입구와 연통된 하부 체적보다 유출구와 연통된 상부 체적이 상대적으로 큰 체적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱은 내측 모서리 부위에 라운드부가 형성되어 상기 냉각수의 이동 흐름을 가이드 하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱은 내측 상면이 상기 유출구를 향해 상향 경사지게 연장된 경사부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱은 상기 펌프를 외측에서 감싸는 것을 특징으로 한다.

상기 발열체는 상기 유입구를 경유하여 상기 케이싱으로 공급된 냉각수와 직교되게 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 펌프가 상기 유입구의 후방에 밀착된 상태로 장착되도록 상기 유입구의 후단부에 마운팅 커버가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 펌프는 상기 유입구를 통해 유입된 냉각수를 상기 케이싱으로 공급하기 위한 임펠러; 상기 임펠러가 수납되는 로터 하우징; 상기 로터 하우징의 후방에서 위치된 인버터; 상기 임펠러와 로터 하우징 및 인버터가 모두 수납되는 로터 케이싱을 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 워터펌프 조립체는 소정의 체적을 갖는 케이싱; 상기 케이싱과 마주보는 상태로 조립되는 커버; 상기 케이싱의 하측면에서 외측으로 연장되고 냉각수를 상기 케이싱의 내부로 공급하기 위해 구비된 유입구; 상기 유입구를 통해 상기 케이싱의 상측으로 이동된 냉각수가 배출되도록 상기 케이싱의 상측면에서 외측으로 연장된 유출구; 상기 케이싱의 내부에 위치된 발열체; 상기 유입구를 통해 유입된 냉각수를 가압하여 상기 저항 발열체와 열교환이 이루어진 후에 상기 유출구로 배출되도록 상기 케이싱에 장착된 펌프; 및 상기 케이싱의 내부 영역을 상하로 구획하기 위해 횡 방향으로 연장된 메인 격벽; 상기 메인 격벽에서 상기 케이싱의 상측을 향해 연장된 분기 격벽을 포함한다.

상기 메인 격벽 또는 상기 분기 격벽에는 상기 냉각수가 통과하도록 개구된 다수개의 개구 홀이 형성된다.

상기 유출구는 상기 케이싱의 내측 상면과 부분 접촉되거나 전부가 접촉된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들은 워터펌프 조립체로 공급된 냉각수와 발열체와의 효율적인 열교환을 통해 냉시동이 이루어지는 엔진 또는 히터 및 배터리로 고온의 냉각수를 공급하여 냉각을 실시하고자 한다.

본 발명의 실시 예들은 발열체와 펌프가 서로 간에 조립될 경우 일체로 장착될 수 있어 전체적인 부피를 감소시키고, 주변 레이아웃을 설계할 때 자유도가 향상된다.

본 발명의 실시 예들은 냉각수를 케이싱 내부로 공급할 때 펌프의 효율이 향상되고 불필요한 기포 발생이 최소화 된다.

본 발명의 실시 예들은 케이싱으로 공급되는 유입구와 펌프에서 케이싱으로 공급하는 냉각수의 이동 방향이 일치하여 저항 발생이 최소화 된다.

본 발명의 실시 예들은 냉각수의 열전달 효율이 향상되어 냉시동 조건에서 고온의 냉각수를 신속하게 전장품으로 공급할 수 있다.

도 1은 종래의 전기자동차용 난방 시스템을 나타내는 개략도.
도 2는 종래의 워터펌프를 도시한 반 단면 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체의 결합 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체가 조립된 상태로 내부의 구성 요소가 투시된 상태를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체에 구비된 격벽을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체에 구비된 격벽의 조립 상태를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체에 구비된 경사부를 도시한 측면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 워터펌프 조립체를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체의 메인 격벽과 분기 격벽을 도시한 사시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체의 결합 사시도 이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체가 조립된 상태로 내부의 구성 요소가 투시된 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체에 구비된 격벽을 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체에 구비된 격벽의 조립 상태를 도시한 단면도 이다.

첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 워터펌프 조립체(1)는 내연기관(Internal combustion engine), 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle), 전기 자동차(Electric Vehicle), 연료전지 자동차(Fuel Cell Electric Vehicle)와 같이 겨울철 외기의 온도가 영하로 유지되는 조건에서 엔진으로 공급되는 냉각수 또는 배터리로 공급되는 냉각수 또는 차 실내를 난방하기 위해 구비된 라디에이터로 공급되는 냉각수를 신속히 가열하여 안정적인 작동 또는 난방을 도모하고자 한다.

이를 위해 본 발명은 워터펌프 조립체(1)의 내부에 구비된 발열체(300)와 냉각수와의 최적의 열교환을 위해 상기 발열체(300)의 연장된 경로가 도면에 도시된 바와 같이 다수회 굴곡지게 연장된다.

워터펌프 조립체(1)는 케이싱(100)과 커버(200)가 서로 간에 조립되어 전체적인 외형을 이루고, 상기 케이싱(100)의 내부에 발열체(300)가 구비된다.

상기 케이싱(100)에는 유입구(102)가 하측에 위치되고, 유출구(104)가 상측에 위치되며, 상기 케이싱(100)에는 냉각수를 내측으로 유입하기 위한 펌프(400)가 구비된다.

이에 대해 보다 상세하게 설명하면 상기 케이싱(100)은 소정의 체적을 갖는 직육면체 형태로 구성되고, 후술할 격벽(500)(도 6 참조)을 기준으로 상부와 하부로 구획된다.

상기 케이싱(100)은 유입구(102)와 연통된 하부 체적보다 유출구(104)와 연통된 상부 체적이 상대적으로 큰 체적으로 형성된다. 상부 체적이 크게 형성되는 이유는 후술할 펌프(400)가 케이싱(100)에 밀착된 상태로 설치되기 위해서이며 이를 통해 워터펌프 조립체(1)의 전체적인 부피 감소를 통해 주변 레이 아웃이 복잡해지는 현상을 최소화 할 수 있다.

상기 케이싱(100)과 커버(200) 사이에는 냉각수의 외부 유출을 차단하기 위한 가스켓(50)이 구비되고, 상기 가스켓(50)은 상기 케이싱(100)과 커버(200)의 가장자리를 따라 밀착된 상태가 유지된다. 따라서 냉각수가 상기 케이싱(100)의 외측으로 누설되지 않고 안정적으로 상기 발열체(300)와 열교환된 후에 공급이 필요한 구성품으로 공급된다.

본 실시 예에 의한 펌프(400)는 상기 유입구(102)를 통해 유입된 냉각수를 상기 케이싱(100)으로 공급하기 위한 임펠러(410)와, 상기 임펠러(410)가 수납되는 로터 하우징(420)과, 상기 로터 하우징(420)의 후방에서 위치된 인버터(430)와, 상기 임펠러(410)와 로터 하우징(420) 및 인버터(430)가 모두 수납되는 로터 케이싱을 포함한다.

상기 펌프(400)가 모두 조립될 경우 케이싱(100)의 체적 보다는 작은 체적으로 조립되고, 케이싱(100)에 조립시에도 외측으로 돌출되지 않아 전체적인 부피 감소 및 주변 레이아웃에 따른 전장품의 배치 자유도가 향상된다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 의한 케이싱(100)은 내측 모서리 부위에 라운드 부(106)가 형성되어 상기 냉각수의 이동 흐름을 가이드 할 수 있다. 상기 라운드 부(106)는 도면에 도시된 바와 같이 냉각수가 케이싱(100)의 모서리 위치에서 유동되지 못하는 현상을 최소화 할 수 있다.

라운드 부(106)는 일 예로 케이싱(100)의 하측 모서리 위치에 도면에 도시된 상태로 형성될 경우 냉각수의 이동 흐름을 하측에서 상측으로 가이드 할 수 있다.

이 경우 냉각수의 이동 흐름이 케이싱(100)의 하측에서 상측으로 유도할 수 있어 케이싱(100) 내부의 유동 흐름이 상기 케이싱(100)의 내부 영역에서 골고루 이루어진 후에 유출구(104)를 통해 유출된다.

따라서 상기 케이싱(100)의 한정된 내부 영역을 최대한 활용하여 발열체(300)와 열교환을 실시할 수 있다.

첨부된 도 6 내지 도 8을 참조하면, 케이싱(100)은 냉각수의 이동에 따라 기포가 생성되고, 상기 기포는 유출구(104)를 통해 배출되는 것이 가장 바람직하다. 본 실시 예에서는 케이싱(100)의 내부에서 생성된 기포를 유출구(104)를 통해 보다 용이하게 배출시키기 위해 상기 케이싱(100)의 내측 상면이 상기 유출구(104)를 향해 상향 경사지게 연장된 경사부(108)가 구비된다.

상기 경사부(108)는 기포가 생성될 경우 유출구(104)가 위치된 방향으로 기포를 유도할 수 있어 케이싱(100) 내부에 불필요하게 잔존할 수 있는 기포량을 최소화 할 수 있다.

케이싱(100)은 상기 펌프(400)를 외측에서 감싸는 형태의 구조를 갖는데 이와 같은 구조를 갖는 이유는 워터펌프 조립체(1)의 설치에 따른 불필요한 부피를 감소시켜 공간 활용도를 향상시키고, 펌프(400)에 의해 케이싱(100)으로 공급된 냉각수의 안정적인 이동을 도모할 수 있어 상기 펌프(400)의 효율 향상도 동시에 도모할 수 있다.

유입구(102)는 상기 케이싱(100)의 하측면에서 외측으로 연장되고 냉각수를 상기 케이싱의 내부로 공급하기 위해 구비된다. 상기 유입구(102)와 유출구(104)는 동일한 직경으로 형성되거나, 상기 유입구의 직경과 유출구(104)의 직경이 상이한 직경으로 구성될 수 있다.

상기 유입구(102)는 케이싱(100)의 하측면에 위치되므로 상기 유입구(102)를 통해 유입된 냉각수가 케이싱(100)의 내측 하부에서 상부로 이동된 후에 상기 케이싱(100)의 상측면에 위치된 유출구(104)를 통해 이동된다.

상기 유입구(102)가 케이싱(100)의 상측면이 아닌 하측면에 위치될 경우 펌프(400)에서 흡입된 냉각수가 상기 유입구(102)로 유입되는 방향과 일치된 상태로 케이싱(100)으로 공급되어 상기 냉각수의 이동 방향이 일치될 수 있어 불필요한 기포의 발생이 최소화 된다.

또한 펌프(400)가 작동되면서 냉각수를 케이싱(100)의 내부로 별다른 저항 없이 공급할 수 있어 효율이 향상되고, 상기 발열체(300)와 열교환을 통해 온도가 신속히 상승될 수 있어 상기 냉각수의 열전달 효율이 향상된다.

특히 케이싱(100)은 다량의 냉각수가 유입될 경우 내부에서 발생되는 기포가 문제될 수 있으나, 본 실시 예의 경우 케이싱(100)에서 발생된 기포가 대부분 상기 케이싱(100)의 내측 상부로 이동될 수 있어 기포 배출에도 유리해진다.

상기 케이싱(100)은 내부 영역이 상부와 하부로 구획하는 격벽(500)이 횡 방향에 배치된다. 상기 격벽(500)은 도면에 도시된 바와 같이 소정의 두께를 갖는 플레이트가 사용되고 냉각수가 케이싱(100)의 내부에서 유출구(104)를 향해 곧바로 이동되는 것을 방지하기 위해 구비된다. 이로 인해 상기 냉각수는 발열체(300)와 최대한 열교환이 이루어진 이후에 유출구(104)로 이동된다.

격벽(500)의 설치 위치는 펌프(400)의 상부에 위치되고 발열체(300)와 이격된 상태가 유지되므로 케이싱(100)의 내부에서 냉각수의 이동에는 별다른 지장을 주지 않는다.

상기 격벽(500)은 케이싱(100)의 내부에 미 설치될 경우 냉각수가 유출구(104)를 향해 별다른 저항 없이 곧바로 이동되나, 상기 격벽(500)이 케이싱(100)의 내부에 배치될 경우 냉각수의 이동에 따른 저항이 부분 적으로 증가되어 유출구(104)를 향해 이동되는 시간이 증가되고 이로 인해 상기 발열체(300)와 열교환이 이루어지는 열교환 시간이 증가된다.

격벽(500)은 발열체(300)와 냉각수와의 열교환 효율을 향상시켜 상기 냉각수가 유입구(102)에서 유출구(104)를 향해 급격히 이동되지 않고 발열체(300)와 충분한 시간 동안 열교환이 이루어진 이후에 상기 유출구(104)로 이동되도록 할 수 있다.

따라서 격벽을 통한 발열체(300)와 냉각수와의 효율적인 열교환을 통해 냉각수의 온도 상승에 기여할 수 있다.

본 실시 예에 의한 격벽(500)은 발열체(300)와 이격된 상태가 유지되므로 상기 냉각수의 이동을 방해하지 않고 냉각수의 유동 흐름이 급격하게 전환되지 않고 유지될 수 있다.

상기 격벽(500)은 케이싱(100)의 내측 폭과 대응되는 폭으로 연장되나 다른 폭으로 연장되는 것도 가능하다. 본 실시 예와 같이 격벽(500)이 케이싱(100)의 내측 폭과 대응될 경우 냉각수의 유동 흐름이 케이싱(100)의 내측 하부에서 상부로 급격히 이동되는 현상을 최소화하고 와류 형태로 용이하게 유지할 수 있어 발열체(300)와의 열교환 측면에서도 유리해진다.

본 실시 예에 의한 격벽(500)은 상기 케이싱(100)의 양측벽에 서로 마주보는 상태로 구비된 끼움편(101)에 삽입된다. 상기 끼움편(101)은 일 예로 ⊂형태로 구성될 수 있으며 다른 형태가 사용되는 것도 가능할 수 있다.

격벽(500)이 끼움편(101)에 의해 고정될 경우 진동 또는 냉각수의 유동에 상관 없이 안정적인 고정 상태가 유지된다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 발열체(300)는 전기 저항 발열체가 사용되고, 인가된 전기 에너지가 열 에너지로 전환되어 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉각수의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다.

상기 발열체(300)는 케이싱(100)의 한정된 내부 공간에서 최대한 길게 절곡된 상태로 배치되는 것이 냉각수와의 열교환 측면에서 유리해진다. 특히 본 실시 예에 의한 케이싱(100)의 유입구(102)와 연통된 하부 체적보다 유출구(104)와 연통된 상부 체적이 상대적으로 큰 체적을 갖고 있으므로 이러한 케이싱(100)의 구조에 따라 최대한 많이 절곡되는 것이 냉각수와 열교환 측면에서 유리해진다.

일 예로 상기 발열체(300)는 상기 유입구(102)를 경유하여 상기 케이싱으로 공급된 냉각수와 직교되게 배치되며, 이 경우 발열체(300)에 냉각수가 접촉되는 면적이 증가될 수 있어 상기 냉각수의 온도 상승을 보다 빠르게 도모할 수 있다.

본 실시 예에 의한 펌프(400)는 상기 유입구(102)의 후단에 위치되고 상기 냉각수가 상기 유입구(102)를 통해 상기 케이싱(100) 내부로 공급시키기 위해 구비된다.

상기 펌프(400)는 상기 유입구(102)의 후방에 밀착된 상태로 장착되도록 상기 유입구(102)의 후단부에 마운팅 커버(109)(도 3 참조)가 구비된다. 상기 마운팅 커버(109)는 펌프(400)의 안정적인 조립과 작동 및 상기 유입구(102)를 통해 유입된 냉각수의 이동 방향과 상기 펌프(400)에 의해 냉각수가 케이싱(100)으로 공급되는 방향이 일치되도록 하여 상기 펌프(400)의 효율 향상을 도모할 수 있다.

또한 상기 펌프(400)가 작동하면서 냉각수를 공급하는 방향인 케이싱(100)의 내측 방향에서 유체인 냉각수의 저항이 발생되지 않아 안정적인 냉각수의 공급을 도모할 수 있다.

또한 펌프(400)가 작동하면서 케이싱(100)으로 공급된 냉각수의 공급 방향과 기포의 발생에 따른 이동 방향이 일치하여 기포로 인한 문제점을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 워터펌프 조립체에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 9 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 워터펌프 조립체(1a)는 소정의 체적을 갖는 케이싱(1000)과, 상기 케이싱(1000)과 마주보는 상태로 조립되는 커버(2000)와, 상기 케이싱(1000)의 하측면에서 외측으로 연장되고 냉각수를 상기 케이싱(1000)의 내부로 공급하기 위해 구비된 유입구(1020)와, 상기 유입구(1020)를 통해 상기 케이싱(1000)의 상측으로 이동된 냉각수가 배출되도록 상기 케이싱(1000)의 상측면에서 외측으로 연장된 유출구(1040)와, 상기 케이싱(1000)의 내부에 위치된 발열체(3000)와, 상기 유입구(1020)를 통해 유입된 냉각수를 가압하여 상기 발열체(3000)와 열교환이 이루어진 후에 상기 유출구(1040)로 배출되도록 상기 케이싱(1000)에 장착된 펌프(4000)와, 상기 케이싱(1000)의 내부 영역을 상하로 구획하기 위해 횡 방향으로 연장된 메인 격벽(5000) 및 상기 메인 격벽(5000)에서 상기 케이싱(1000)의 상측을 향해 연장된 분기 격벽(5100)을 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 워터펌프 조립체(1a)는 케이싱(1000)과, 커버(2000)와, 발열체(3000)와, 펌프(4000)와 같은 주요 구성은 전술한 실시 예와 동일 내지 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예는 메인 격벽(5000)에서 상측으로 분기 격벽(5100)이 형성되고, 상기 분기 격벽(5100)은 유출구(1040)를 향해 이동하는 냉각수의 이동 흐름을 변경시켜 발열체(3000)와 냉각수와의 열교환 효율을 향상시킨다.

냉각수는 케이싱(1000)에서 유출구(1040)를 향해 이동하는 시간이 단축될 수록 열교환 효율이 저하될 수 있으므로 메인 격벽(5000)과 분기 격벽(5100)을 통해 일정 시간 동안 냉각수의 이동 흐름을 지체시키고, 지체된 시간 동안 발열체(3000)와의 열교환을 통해 유출구(1040)를 통해 전장품으로 공급되는 냉각수의 온도를 상승시킬 수 있다.

본 실시 예에 의한 분기 격벽(5100)은 메인 격벽(5000)의 발열체(3000)의 레이 아웃을 고려하여 단독 또는 복수개로 구성되고 연장 길이는 도면에 도시된 길이로 한정하지 않는다.

상기 메인 격벽(5000) 또는 상기 분기 격벽(5100)에는 상기 냉각수가 통과하도록 개구된 다수개의 개구 홀(5010)이 형성된다. 상기 개구 홀(5010)은 냉각수의 용이한 이동을 도모하기 위해 형성되고 상기 냉각수는 A영역에서 B영역으로 이동을 위해 다양한 경로로 이동할 수 있으나 주로 분기 격벽(5100)을 경유하는 이동 흐름이 유지된다.

즉 상기 분기 격벽(5100)에 형성된 개구 홀(5010)을 경유하여 이동하므로 유출구(1040)를 통해 안정적으로 전장품에 고온의 냉각수를 공급할 수 있다.

따라서 하이브리드 차량 또는 연료전지 자동차 또는 전기 자동차에 구비된 히터 또는 배터리의 온도를 빠르게 상승시켜 안정적인 차량 운행을 도모할 수 있다.

분기격벽(5100)은 복수개로 구성 가능하며 이 경우 냉각수의 이동 흐름이 너무 지체 되지 않도록 크기가 서로 상이하게 이루어지며, 배치 위치 또한 메인 격벽(5000)과 직교되는 방향 또는 상기 메인 격벽(5000)의 길이 방향 중의 어느 방향으로 다양하게 위치될 수 있다.

본 실시 예에 의한 유출구(1040)는 상기 케이싱(100)의 내측 상면과 부분 접촉되거나 전부가 접촉될 수 있다. 이 경우 상기 유출구(1040)는 도면 기준으로 케이싱(1000)의 외측을 향해 가로 방향을 따라 연장되거나 상기 케이싱(1000)의 상면에서 상부를 향해 수직 방향을 향해 연장될 수 있다.

예를 들어 상기 유출구(1040)가 케이싱(1000)의 상면에서 수직 방향으로 연장될 경우 다량의 기포가 케이싱(1040)의 내측 상면으로 모인 후에 상기 유출구(1040)를 통해 외부로 용이하게 배출될 수 있다.

따라서 냉각수의 이동 흐름에 의한 기포 배출이 용이하게 이루어질 수 있어 기포 배출성 향상과 안정적인 열교환이 이루어질 수 있는 조건이 유지된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1, 1a : 워터펌프 조립체
100, 1000 : 케이싱
101 : 끼움편
104 : 라운드 부
106 : 경사부
108 : 마운팅 커버
200, 2000 : 커버
102, 1020 : 유입구
104, 1040 : 유출구
300, 3000 : 발열체
400, 4000 : 펌프
500 : 격벽
5000 : 메인 격벽
5100 : 분기 격벽
5010 : 개구 홀

Claims

소정의 체적을 갖는 케이싱(100);
상기 케이싱(100)과 마주보는 상태로 조립되는 커버(200);
냉각수를 상기 케이싱(100)의 내부로 공급하기 위해 구비된 유입구(102);
상기 케이싱(100) 내부의 냉각수를 배출하기 위해구비되고, 상기 유입구(102)보다 높게 배치된 유출구(104);
상기 케이싱(100)의 내부에 위치된 발열체(300); 및
상기 유입구(102)의 후단에 위치되고 상기 냉각수가 상기 유입구(102)를 통해 상기 케이싱(100) 내부로 공급되도록 구비된 펌프(400)를 포함하는 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)과 커버(200) 사이에는 냉각수의 외부 유출을 차단하기 위한 가스켓(50)이 구비된 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)의 내부에는 내부 영역을 상부와 하부로 구획하는 격벽(500)이 횡 방향에 배치된 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제3 항에 있어서,
상기 격벽(500)은 상기 발열체(400)와 이격된 상태가 유지되는 워터펌프 조립체.
제3 항에 있어서,
상기 격벽(500)은 상기 케이싱(100)의 내측 폭과 대응되는 폭으로 연장된 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제3 항에 있어서,
상기 격벽(500)은 상기 케이싱(100)의 양측벽에 서로 마주보는 상태로 구비된 끼움편(101)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)은 유입구(102)와 연통된 하부 체적보다 유출구(104)와 연통된 상부 체적이 상대적으로 큰 체적으로 형성된 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)은 내측 모서리 부위에 라운드부(106)가 형성되어 상기 냉각수의 이동 흐름을 가이드 하는 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)은,
내측 상면이 상기 유출구(104)를 향해 상향 경사지게 연장된 경사부(108)가 구비된 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 케이싱(100)은 상기 펌프를 외측에서 감싸는 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 발열체(300)는 상기 유입구(102)를 경유하여 상기 케이싱(100)으로 공급된 냉각수와 직교되게 배치된 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 펌프(400)가 상기 유입구(102)의 후방에 밀착된 상태로 장착되도록 상기 유입구(102)의 후단부에 마운팅 커버(108)가 구비된 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 펌프(400)는 상기 유입구(102)를 통해 유입된 냉각수를 상기 케이싱(100)으로 공급하기 위한 임펠러(410);
상기 임펠러(410)가 수납되는 로터 하우징(420);
상기 로터 하우(420)징의 후방에서 위치된 인버터(430);
상기 임펠러(410)와 로터 하우징(420) 및 인버터(430)가 모두 수납되는 로터 케이싱(440)을 포함하는 워터펌프 조립체.
소정의 체적을 갖는 케이싱(1000);
상기 케이싱(1000)과 마주보는 상태로 조립되는 커버(2000);
상기 케이싱(1000)의 하측면에서 외측으로 연장되고 냉각수를 상기 케이싱(1000)의 내부로 공급하기 위해 구비된 유입구(1020);
상기 유입구(1020)를 통해 상기 케이싱(1000)의 상측으로 이동된 냉각수가 배출되도록 상기 케이싱(1000)의 상측면에서 외측으로 연장된 유출구(1040);
상기 케이싱(1000)의 내부에 위치된 발열체(3000);
상기 유입구(1020)를 통해 유입된 냉각수를 가압하여 상기 발열체(3000)와 열교환이 이루어진 후에 상기 유출구(1040)로 배출되도록 상기 케이싱(1000)에 장착된 펌프(4000);
상기 케이싱(1000)의 내부 영역을 상하로 구획하기 위해 횡 방향으로 연장된 메인 격벽(5000); 및
상기 메인 격벽(5000)에서 상기 케이싱(1000)의 상측을 향해 연장된 분기 격벽(5100)을 포함하는 워터펌프 조립체.
제14 항에 있어서,
상기 메인 격벽(5000) 또는 상기 분기 격벽(5100)에는 상기 냉각수가 통과하도록 개구된 다수개의 개구 홀(5010)이 형성된 워터펌프 조립체.
제1항에 있어서,
상기 유출구는 상기 케이싱의 내측 상면과 부분 접촉되거나 전부가 접촉된 것을 특징으로 하는 워터펌프 조립체.