CN116146528A - 水泵和用于水泵的叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泵和用于水泵的叶轮，所述用于水泵的叶轮包括：主板，以及多个叶片，形成在所述主板的一面，并且沿着所述主板的圆周方向彼此间隔开排列；间隔开排列的所述多个叶片之间的间隔是彼此不相同的非等间隔，从而能够通过简单的结构降低叶轮旋转时产生的噪音。

Description

水泵和用于水泵的叶轮

技术领域

本发明涉及一种水泵和用于水泵的叶轮，上述用于水泵的叶轮结合在被驱动的旋转轴上以通过旋转力压送流体。

背景技术

水泵是为了发动机冷却或室内取暖等，在发动机或加热器中循环冷却水的装置。这些水泵大致分为机械水泵和电动水泵。

机械水泵是连接至发动机的曲轴并根据曲轴的旋转而被驱动的泵，电动水泵是通过由控制装置控制的马达的旋转而被驱动的泵。

电动水泵主要由构成马达部的外壳、定子、转子、以及构成泵部的叶轮和叶轮壳体形成。另外，定子设置在外壳内部，固定在外壳，在定子的内侧隔开设置有转子，在转子的旋转轴结合有叶轮，在外壳上以覆盖叶轮的方式结合有叶轮壳体。由此通过叶轮的旋转来压送流体。

然而，针对水泵的叶轮，一般以等间隔排列多个叶片，因此水泵工作并压送流体时，由于叶轮的旋转而产生的噪音较大。

现有技术文献

专利文献

韩国专利公开10-2017-0046238A(2017年5月2日)

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的是提供一种用于水泵的叶轮，其能够减少叶轮旋转时产生的噪音。

用于解决问题的手段

用于实现上述目的的本发明的用于水泵的叶轮，包括：主板，以及多个叶片，形成在所述主板的一面，并且沿着所述主板的圆周方向彼此间隔开排列；间隔开排列的所述多个叶片之间的间隔可以形成为彼此不相同的非等间隔。

此外，间隔开排列的所述多个叶片之间的叶片隔开间隔可以为间隔开排列的所述多个叶片的翼端之间的角度。

此外，彼此相邻的叶片隔开间隔可以是不同的。

此外，所述叶片隔开间隔可以全部是不同的。

此外，在所述多个叶片中，以主板的中心为基准而相互对置的叶片隔开间隔可以是彼此不同的。

此外，所述叶片隔开间隔可以无规则地排列。

此外，所述多个叶片可以形成为弯曲程度彼此不同。

此外，所述多个叶片可以形成为厚度彼此不同。

此外，在所述叶片的数量为N个且所述叶片隔开间隔为A时，

可以在满足以下公式1的角度范围内设置所述叶片隔开间隔，

公式1：

此外，本发明的水泵，可以构成为包括：马达外壳，为上侧开放的容器形态；定子，设置在所述马达外壳的内部；下壳体，与所述马达外壳的上侧结合，向下突出形成有转子容纳部，在所述转子容纳部形成有从所述下壳体的上表面向下凹陷的转子容纳空间，所述转子容纳部***至定子的内侧；上壳体，结合至所述下壳体的上侧，通过与所述下壳体的结合而在内部形成有叶轮容纳空间，并且在所述上壳体形成有与所述叶轮容纳空间连通以使流体流入的入口部和使流体排出的出口部；所述用于水泵的叶轮，可旋转地设置在所述叶轮容纳空间，以及转子，可旋转地设置在所述下壳体的所述转子容纳空间并且结合至所述叶轮。

此外，所述用于水泵的叶轮还可以包括下板，从主板所在侧的相反侧结合至多个叶片,所述用于水泵的叶轮的主板及多个叶片可以一体形成，所述下板与转子可以一体形成。

此外，所述用于水泵的叶轮可以在主板的中央形成有贯穿两面的贯通孔。

发明的效果

本发明的用于水泵的叶轮具有能够通过改变叶片排列间隔的简单配置来减少叶轮旋转时产生的噪音的优点。

附图说明

图1至图3是示出根据本发明的一实施例的用于水泵的叶轮的立体图、上平面图和下平面图。

图4是示出叶片隔开间隔全部相同的常规等间隔叶轮的平面图。

图5是示出根据本发明的一实施例的叶片隔开间隔彼此不相同的非等间隔叶轮的平面图。

图6是使用图4的常规等间隔叶轮的水泵的噪音测量图。

图7是使用图5的本发明的非等间隔叶轮的水泵的噪音测量图。

图8是示出使用图4的常规等间隔叶轮的水泵和使用图5的本发明的非等间隔叶轮的水泵的噪音的数据。

图9是测试了使用常规等间隔叶轮的水泵性能和使用本发明的非等间隔叶轮的水泵性能的数据。

图10至图12是示出包括根据本发明的一实施例的用于水泵的叶轮的水泵的组装立体图、分解立体图和正面剖面图。

附图标记的说明

100：定子

110：芯部 120：齿部

121：极片 130：绝缘体

140：线圈 150：端子

210：下壳体

211：下部安置槽212：下部流路槽

220：转子容纳部

221：转子容纳空间222：下轴承安装部

300：马达外壳

400：转子 410：旋转轴

411：下轴承 412：上轴承

B：衬套 P：支撑销

500：叶轮 501：贯通孔

510：主板 520：下板

530：叶片

600：上壳体

601：叶轮容纳空间 602：上轴承安装部

610：入口部 611：流入流路

612：支撑部

620：出口部 621：排出流路

630：上部安置槽 632：上部流路槽。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的用于水泵的叶轮。

图1至图3是示出根据本发明的一实施例的用于水泵的叶轮的立体图、上平面图和下平面图。

如图所示，根据本发明的一实施例的用于水泵的叶轮可以配置成主要包括主板510和多个叶片530。

参照图1至图3进行说明，主板510可以例如形成为圆盘状，在中央可以形成有以使流体能够通过的方式贯穿两面的贯通孔501。另外，主板510可以为随着从半径方向外侧向内侧而向另一侧(下侧)稍微突出的形状，贯通孔501可以形成为从主板510的半径方向内侧端向另一侧方向延伸。此外，主板510也可以以多种形状形成。

多个叶片530可以形成在主板510的一面上，并且多个叶片530可以沿着主板510的圆周方向彼此间隔开排列。并且，多个叶片530的径向内侧端即翼根部分可以设置在与主板510的中心间隔开的位置，并且多个叶片530的径向外侧端即翼端可以设置在主板510的径向外侧端。另外，多个叶片530可以形成为从翼根到翼端向一侧方向弯曲的曲线形状，并且多个叶片530可以形成为相对于高度厚度相对薄的曲面板形状。此外，多个叶片530可以以多种形状形成。

在此，多个叶片530可以以非等间隔形成，其中间隔开排列的叶片530之间的间隔彼此不同。例如，当间隔开排列的多个叶片530之间的间隔称为叶片隔开间隔时，叶片隔开间隔可以是间隔开排列的多个叶片530的翼端之间的角度。即，任意相邻的两个叶片530的叶片隔开间隔彼此是不同的。换句话说，叶片隔开间隔中的至少一者可以形成为不同于其余叶片隔开间隔。

因此，当本发明的用于水泵的叶轮用于水泵并工作以压送流体时，当叶轮旋转时，由各叶片产生的噪音的频率分量中的一部分没有重叠，从而可以减小噪音。

另外，本发明的用于水泵的叶轮可以形成为彼此相邻的叶片隔开间隔彼此不同。也就是说，如图所示，相邻的两个叶片隔开角度形成为彼此不同。因此，可以进一步减少在叶轮旋转时由各叶片产生的噪音的频率分量之间的重叠。

另外，本发明的用于水泵的叶轮可以形成为叶片隔开间隔全部不同。即，所有叶片隔开间隔可以形成为彼此不同。例如，如图所示，在将叶片隔开间隔设为A1至A9时，A1至A9都可以以不同的角度形成。另外，叶片隔开间隔可以随机形成，而没有特别的规则性。

因此，当本发明的用于水泵的叶轮用于水泵并工作以压送流体时，当叶轮旋转时，由各叶片产生的噪声的频率分量均不重叠，从而可以显着降低噪音。

另外，在多个叶片530中，以主板510的中心为基准而相互对置的叶片隔开间隔可以形成为彼此不同。例如，位于任意叶片隔开间隔A1的相反侧的叶片隔开间隔A5和A6可以分别以与A1不同的方式形成。

因此，当本发明的用于水泵的叶轮用于水泵并工作以压送流体时，当叶轮旋转时，相当于叶轮旋转数的一半的频率的噪音成分不重叠，从而可以减少噪音。

另外，多个叶片530可以形成为弯曲程度彼此不同，或者多个叶片530可以形成为厚度彼此不同。即，在叶片530的排列角度相同的状态下，可以形成为弯曲程度彼此不同，或者形成为叶片530的厚度彼此不同，从而改变叶片530的翼端位置。因此，可以使叶片隔开间隔彼此不同。

此外，在叶片530的数量为N个且叶片隔开间隔为A时，可以在满足以下公式1的角度范围内形成叶片隔开间隔，

公式1：

其中，如果叶片隔开间隔A超出上述公式1的范围，则水泵的脉动和振动就会增大，效率会降低。因此，只有在如上述公式1所示的适当的范围内设置叶片隔开间隔，才可以减少叶轮旋转时的振动和噪音，同时可以确保使用本发明的叶轮的水泵的性能。

图4是示出叶片隔开间隔全部相同的常规等间隔叶轮的平面图，图5是示出根据本发明的一实施例的叶片隔开间隔彼此不相同的非等间隔叶轮的平面图。在图4和图5中，叶片的尺寸彼此相同，叶片的数量也彼此相同，分别为7个，只有叶片隔开间隔不同。

此外，图6是使用图4的常规等间隔叶轮的水泵的噪音测量图，图7是使用图5的本发明的非等间隔叶轮的水泵的噪音测量图，图8是使用常规等间隔叶轮的水泵和使用本发明的非等间隔叶轮的水泵的噪音的比较数据。

如图所示，与常规的等间隔叶轮相比，当应用本发明的非等间隔叶轮时，可知水泵的第7次(7th)和第14次(14th)噪音整体减少，尤其可以确认到X方向的第7次噪音和Z方向的第14次噪音显著减少。

此外，图9是测试了使用常规等间隔叶轮的水泵性能和使用本发明的非等间隔叶轮的水泵性能的数据。

如图所示，当应用本发明的非等间隔叶轮时，可以确认对于各旋转数，流量、流体的压力和电流等各种性能与使用常规等间隔叶轮的水泵相比几乎没有差异。因此，使用本发明的非等间隔叶轮的水泵具有在充分确保所需性能的同时减少噪音和振动的效果。

图10至图12是示出包括根据本发明的一实施例的用于水泵的叶轮的水泵的组装立体图、分解立体图和正面剖面图。

如图所示，本发明的水泵可以包括马达外壳300、定子100、下壳体210、上壳体600、上述用于水泵的叶轮500和转子400。

马达外壳300可以形成为金属材料的凹陷的容器形态，并且可以形成为内部是空的且上侧开放的形态。另外，马达外壳300的下端被堵住，侧面形成为圆柱形,并且在上端可以形成有从外周面朝半径方向外侧突出的凸缘。

定子100可以包括芯部110、多个齿部120、绝缘体130、线圈140和多个端子150。定子100可以是常用的马达或无刷直流(brushless direct current，BLDC)马达等中使用的定子，此外还可以形成多种多样的定子。

下壳体210形成有从上表面向下凹陷的下部安置槽211，以便容纳叶轮500的一部分，并且可以在下部安置槽211的径向外侧形成有凹陷的下部流路槽212，以使从叶轮500排出的流体可以流动。转子容纳部220可以通过注塑与下壳体210一体地形成，并且可以形成为从形成有下部安置槽211的部分的中央部向下突出的形状，并且可以形成为凹陷的容器形状的转子容纳部220。另外，转子容纳部220在转子容纳空间221的下底部形成有下轴承安装部222，下轴承411可以与下轴承安装部222结合。在此，下轴承411可以包括衬套B和支撑销P，所述衬套B可以沿径向支撑转子400的旋转轴410的下端部，所述支撑销P可以沿轴向支撑旋转轴410的下端。因此，转子400***并配置到转子容纳部220的内部即转子容纳空间221中，并且转子400的外周面可以设置成与转子容纳部220的内周面隔开。另外，转子400的旋转轴410的下端部与下轴承411结合，以使转子400能够顺利地旋转。另外，下壳体210的转子容纳部220可以***并结合至定子100的内侧。

上壳体600与下壳体210的上侧结合，通过上壳体600与下壳体210的结合，在内部形成可以容纳叶轮500的叶轮容纳空间601。另外，在上壳体600的下表面形成有向上凹陷的上部安置槽630，以便容纳叶轮500的一部分，并且下部安置槽211和上部安置槽630形成叶轮容纳空间601。另外，在上壳体600的下表面可以形成有凹陷的上部流路槽632，使得从叶轮500排出的流体可以在与下壳体210的下部流路槽212相对应的位置处流动。另外，上壳体600的中央部上下贯通，以使上部安置槽630和入口部610相互连通，并且可以形成有出口部620，以连接上部流路槽632和下部流路槽212。另外，上壳体600在入口部610的内侧形成有上轴承安装部602，上轴承412可以与上轴承安装部602结合。此时，上轴承安装部602设置在形成流入流路611的部分，并且上轴承安装部602固定在形成为从流入流路611的内周面突出的支撑部612，流体可以在支撑部612之间平稳地通过并流入叶轮500侧。在此，上轴承412可以包括可以沿径向支撑转子400的旋转轴410的上端部的衬套B和可以沿轴向支撑旋转轴410的上端的支撑销P。因此，转子400的旋转轴410的上端部与上轴承412结合，从而转子400可以顺利旋转。

叶轮500的作用是通过旋转将流入上壳体600的入口部610的流体压送至出口部620侧。例如，叶轮500由主板510和多个叶片530一体形成，叶轮500构成为还包括下板520，下板520可与转子400的芯部一体形成。因此，多个叶片530可以形成为其中一侧结合到主板510，另一侧结合到下板520的形式。主板510上形成的贯通孔501与上壳体600的入口部610连通。另外，叶轮500的外周缘设置成靠近下部流路槽212和上部流路槽632部分，从叶轮500排出的流体沿着由流路槽形成的排出流路621流动后，通过上壳体600的出口部620排出。

因此，流入上壳体600的入口部610的流体可以通过流入流路611和叶轮500的上部中央的贯通孔501流入叶轮500的内部，通过由叶轮500的旋转产生的离心力升压，流向排出流路621，然后沿着排出流路621流动，通过出口部620排出到外部。

如上所述，转子400设置在下壳体210的转子容纳空间221中，并且转子400的外周面可以设置成与转子容纳部220的内周面间隔开。

本发明不限于上述实施例，适用范围多样，在不脱离权利要求所要求保护的本发明的要旨的情况下，本领域普通技术人员可以实施各种变形。

Claims (12)

1.一种用于水泵的叶轮，其特征在于，包括：

主板，以及

多个叶片，形成在所述主板的一面，并且沿着所述主板的圆周方向彼此间隔开排列；

间隔开排列的所述多个叶片之间的间隔是彼此不相同的非等间隔。

2.根据权利要求1所述的用于水泵的叶轮，其特征在于，

间隔开排列的所述多个叶片之间的叶片隔开间隔为间隔开排列的所述多个叶片的翼端之间的角度。

3.根据权利要求2所述的用于水泵的叶轮，其特征在于，

彼此相邻的叶片隔开间隔是不同的。

4.根据权利要求3所述的用于水泵的叶轮，其特征在于，

所述叶片隔开间隔全部是不同的。

5.根据权利要求2所述的用于水泵的叶轮，其特征在于，

在所述多个叶片中，以主板的中心为基准而相互对置的叶片隔开间隔是彼此不同的。

6.根据权利要求2所述的用于水泵的叶轮，其特征在于，

所述叶片隔开间隔无规则地排列。

7.根据权利要求2所述的用于水泵的叶轮，其特征在于，

所述多个叶片形成为弯曲程度彼此不同。

8.根据权利要求2所述的用于水泵的叶轮，其特征在于，

所述多个叶片形成为厚度彼此不同。

9.根据权利要求2所述的用于水泵的叶轮，其特征在于，

在所述叶片的数量为N个且所述叶片隔开间隔为A时，

在满足以下公式1的角度范围内设置所述叶片隔开间隔，

公式1：

10.一种水泵，其特征在于，包括：

马达外壳，为上侧开放的容器形态，

定子，设置在所述马达外壳的内部，

下壳体，与所述马达外壳的上侧结合，向下突出形成有转子容纳部，在所述转子容纳部形成有从所述下壳体的上表面向下凹陷的转子容纳空间，所述转子容纳部***至定子的内侧，

上壳体，结合至所述下壳体的上侧，通过与所述下壳体的结合而在内部形成有叶轮容纳空间，并且在所述上壳体形成有与所述叶轮容纳空间连通以使流体流入的入口部和使流体排出的出口部，

根据权利要求1至9中任一项所述的用于水泵的叶轮，可旋转地设置在所述叶轮容纳空间，以及

转子，可旋转地设置在所述下壳体的所述转子容纳空间并且结合至所述叶轮。

11.根据权利要求10所述的水泵，其特征在于，

所述用于水泵的叶轮还包括下板，从主板所在侧的相反侧结合至多个叶片,

所述用于水泵的叶轮的主板及多个叶片一体形成，所述下板与转子一体形成。

12.根据权利要求11所述的水泵，其特征在于，

所述用于水泵的叶轮在主板的中央形成有贯穿两面的贯通孔。

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