TW201346141A - 電動水泵 - Google Patents

Abstract

一種電動水泵，包含一殼座、一個安裝在該殼座內部的推進機構，以及一個驅動該推進機構之一驅動軸旋轉的驅動機構，該驅動軸具有一個連通該殼座之一渦室及一冷卻室的連動通道，而該推進機構還包括一支連動地安裝在該驅動軸之連動通道內的螺旋桿，以及一個位於該殼座之渦室內的輪葉。當該推進機構被驅動轉動時，該輪葉將帶動液體流動，同時該驅動軸會帶動該螺旋桿旋轉，前述螺旋桿的旋轉可以改變通過該驅動軸之連動通道的液體量，使該電動水泵在不用改變結構及規格的情況下，改變冷卻效果或者改變輸出液體的壓力值，以提高設計的方便性。

Description

電動水泵

本發明是關於一種水泵，特別是指一種以電源驅動並具有冷卻系統之電動水泵。

參閱圖1是US 5,997,261發明專利，該發明專利公開一種具有水冷卻系統的電動水泵1，該電動水泵1包含一個由數塊體對接而成的殼座11，該殼座11包括一個中空的外殼壁111、一個位於該外殼壁111內部的隔板單元112，以及由該外殼壁111及該隔板單元112界定而成的一渦室114、一安裝室115、一冷卻室116、一冷卻流道117、一圍繞該冷卻室116的定子室118，該冷卻流道117並連通該渦室114及該冷卻室116。

而該電動水泵1還包含一個安裝在該殼座11之渦室114內的輪葉12、一個安裝在該冷卻室116內的轉子13、一個連動該輪葉12及該轉子13的驅動軸14、一個安裝在該定子室118內並與該轉子13內外對應的定子15，以及一個安裝在該安裝室115內並與該定子15電連接的驅控器16。該驅動軸14具有一個連通該冷卻室116及該渦室114的連動通道141。

當該轉子13被該驅控器16間接驅動旋轉時，將帶動該驅動軸14及該輪葉12旋轉，此時液體將由該渦室114之一入口119進入，大部分的液體會沿著一個輸送方向由該渦室114之一出口110送出，少部分的液體則會經由該冷卻流道117流入該冷卻室116，再由該驅動軸14之連動通道141進入該輪葉12鄰近中央的部位，也就是利用該輪葉12在旋轉時中央部位的壓力低於外圍部位之壓力的壓力差原理，讓流入該冷卻流道117的液體可以順利的迴流到該渦室114內。由於流入該冷卻流道117的液體是流經該冷卻室116，故可將該轉子13、該定子15及該驅控器16運轉產生的熱源帶出，以達到冷卻的目的。

前述發明專利雖然具有冷卻系統，但是作為冷卻用途之液體的流動，只是藉由該輪葉12在旋轉時產生的壓力差，使液體可以沿著該冷卻流道117進入該冷卻室116後，再由該驅動軸14之連動通道141迴流到該渦室114鄰近中央部位的低壓區，此種利用壓力差來帶動液體流動的方式雖然可行，但是液體的流動缺乏外在動力的輔助，因此，在相同規格及相同結構下，前述專利無法改變液體通過該冷卻流道117的速度及流量。

即當設計上需要改變冷卻效果時，必需重新設計該冷卻流道117及配合部位的截面積大小，造成製造及設計上的困難。且由於前述專利將部分的液體分流到該冷卻流道117，故也會影響由該渦室114之出口110送出之液體的壓力值，當該電動水泵1需要改變由該出口110送出之液體的壓力值時，同樣需要改變該冷卻流道117及配合部位的截面積，故前述發明專利雖然具有冷卻效果，但是當該電動水泵1需要改變冷卻效果或者輸出液體的壓力值時，其必需重新設計、規劃並作各項的測試，造成製造及設計上的不方便。

本發明之目的是在提供一種不需要更改基本結構及規格，即可改變冷卻效果或者液體輸出壓力值，以增進設計方便性的電動水泵。

本發明之電動水泵包含：一殼座，以及安裝在該殼座內部的一推進機構、一驅動機構，該殼座包括一外殼壁，以及一個位於該外殼壁內部並與該外殼壁共同界定出一渦室、一冷卻室及一冷卻流道的隔板單元，該冷卻流道連通該渦室及該冷卻室。而該推進機構包括一支可轉動地架設在該殼座之隔板單元間並被該驅動機構驅動旋轉的驅動軸、一個位於該渦室內並與該驅動軸連動地結合的輪葉，以及一個連動地安裝在該驅動軸之一連動通道內的螺旋桿，該驅動軸之連動通道並連通該殼座之該渦室及該冷卻室。

當該驅動軸被該驅動機構驅動旋轉時，將帶動該輪葉旋轉使液體沿著一輸送方向進出該渦室，旋轉之驅動軸亦同時帶動該螺旋桿旋轉，並改變液體通過該驅動軸之連動通道的流量。

本發明的有益功效在於：由於該驅動軸在旋轉時會帶動內部的螺旋桿旋轉，並改變液體通過該連動通道的流量，故本發明只要藉由更換不同螺旋效率及螺旋方向的螺旋桿，即可在不需要改變該電動水泵之基本結構及規格的情況下，達到改變該電動水泵之冷卻效果，以及液體輸出壓力值的目的。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之四較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2至圖5，本發明電動水泵之一第一較佳實施例是以電力驅動液體沿著一輸送方向29前進，該電動水泵包含：一殼座2，以及安裝在該殼座2內部的一推進機構3、一驅動機構4。

本實施例之殼座2是由一主殼體201、一第一端蓋202及一第二端蓋203對接而成，對接後該殼座2包括：一個中空的外殼壁21，以及一個位於該外殼壁21內部的隔板單元22，該殼座2還包括由該隔板單元22及該外殼壁21共同界定而成的一渦室23、一冷卻室24、一圍繞該冷卻室24的定子室25、一位於該冷卻室24下方的安裝室26、一個連通該渦室23及該冷卻室24的冷卻流道27，該渦室23及該安裝室26位在該冷卻室24的相反側。

該隔板單元22具有一個區隔出該渦室23及該冷卻室24的第一隔板221、一個區隔該冷卻室24及該容裝室26的第二隔板222，以及一個介於該第一隔板221及該第二隔板222間並區隔該冷卻室24及該定子室25的環隔板223，該第一隔板221對應該主殼體201，並具有一個位於中央的第一架孔224，以及數個等角度設置並圍繞該第一架孔224的第一架塊225，而該第二隔板222對應該第二端蓋203，並具有一個與該第一架孔224軸向對應的第二架孔226，以及數個等角度設置並圍繞該第二架孔226的第二架塊227。本實施例該冷卻流道27具有數個位在相鄰之該等第一架塊225之間的流通口271。而該冷卻室24具有一個與該等流通口271相通的主室部241、一個位於下方的底室部242，以及數個位在該第二隔板222上相鄰之第二架塊227之間的連通部243，上述連通部243並連通該主室部241及該底室部242。

參閱圖2、3、6，本實施例之推進機構3包括一支驅動軸31、一個將該驅動軸31以可轉動方式架設在該第一隔板221之該等第一架塊225之間的第一軸承32、一個將該驅動軸31以可轉動方式架設在該第二隔板222之該等第二架塊227之間的第二軸承33、一個與該驅動軸31連動地結合並位於該殼座2之渦室23內的輪葉34，以及一支安裝在該驅動軸31之一連動通道311內的螺旋桿35。該輪葉34可被驅動旋轉，並且引導液體由該渦室23之一入口231進入，再沿著該輸送方向29前進後由該渦室23之一出口232送出。

本實施例該驅動軸31還具有一個界定出該連動通道311的圍繞壁312，該圍繞壁312具有數個自外表面突出的突紋313，而該連動通道311具有一個鄰近該渦室23中心之低壓區的第一冷卻口314，以及一個鄰近該第二隔板222的第二冷卻口315。而該螺旋桿35是緊配合地安裝在該驅動軸31之連動通道311內，並可隨著該驅動軸31旋轉，該螺旋桿35為螺旋帶狀物，並具有一個鄰近該驅動軸31之連動通道311的第二冷卻口315的第一端351，以及一個鄰近該驅動軸31之連動通道311的第一冷卻口314的第二端352，當該螺旋桿35被驅動旋轉時，可以將液體由該第一端351往該第二端352推送。

本實施例之驅動機構4包括一個安裝在該殼座2之冷卻室24之主室部241內的轉子41、一個安裝在該殼座2之定子室25內的定子42，以及一個安裝在該殼座2之安裝室26內並和該定子42電連接的驅控器43，該轉子41具有一個供該推進機構3之驅動軸31安裝並連動地結合的中心軸孔411。

本實施例之電動水泵在使用時，該推進機構3之驅動軸31將受到該驅動機構4的驅動旋轉，並且將液體吸入該殼座2之渦室23，然後沿著該輸送方向29送出。而在輸送液體的過程中，進入該渦室23的少部分液體會經過該冷卻流道27進入該冷卻室24之主室部241內，之後由該等連通部243進入該底室部242，由於該定子42、該轉子41以及該驅控器43皆鄰近該冷卻室24，且該第一軸承32及該第二軸承33分別被該等流通口271及連通部243圍繞而浸泡在液體中，因此，流入該冷卻室24的液體可以冷卻前述元件。

當液體流入該冷卻室24後，將由該冷卻室24之底室部242進入該驅動軸31之連動通道311，最後迴流到該渦室23的中央部位。由於該輪葉34在旋轉作工時，鄰近中央部位的壓力低於外周圍的壓力，因此，前述壓力差會自然地驅使該冷卻室24內的液體迴流到渦室23。

更重要的是，安裝在該驅動軸31之連動通道311內的螺旋桿35會隨著旋轉，並且產生一股推進力，使液體快速地進入該連動通道311之第二冷卻口315，然後藉由該螺旋桿35的推動，迅速地往該連動通道311之第一冷卻口314移送。亦即，本實施例該項設計除了可以利用壓力差造成冷卻液體的流動外，該螺旋桿35產生螺旋推力，也可以提高冷卻液體通過該連動通道311的速度，以提高該電動水泵之冷卻效益。

參閱圖7，本發明電動水泵之一第二較佳實施例的構造與第一較佳實施例類似，不同之處在於：改變該螺旋桿35的安裝方向製程，亦即將該第一較佳實施例的右旋變更為左旋，也就是該螺旋桿35之第一端351鄰近該驅動軸31之連動通道311的第一冷卻口314，該螺旋桿35之第二端352鄰近該驅動軸31之連動通道311的第二冷卻口315。前述螺旋桿35製程的改變，可以對由該驅動軸31之連動通道311的第二冷卻口315流入的液體產生阻力，即降低通過該連動通道311之液體的流量。前述設計除了可以改變電動水泵之冷卻效益之外，還可以提高該電動水泵之液體輸出壓力值。

即本實施例在運作時，由該渦室23之入口231進入的液體大部分往該出口232送出，少部分經由該冷卻流道27通過該連動通道311再迴流到該渦室23，如果液體在通過該連動通道311時，因為該螺旋桿35之螺旋方向相反而產生阻力，液體通過該連動通道311的流量就會減少，相對的，由該渦室23之入口231進入的液體，就會有更多量往該出口232輸送，並因此提高液體輸出壓力值。故本實施例該螺旋桿35之螺旋方向的改變，可以對通過該連動通道311的液體產生阻力，且隨著該螺旋桿35之螺旋角度的改變，其阻力的大小也會改變，前述阻力值可以提高液體由該渦室23之出口232輸出的壓力值。

參閱圖8，本發明電動水泵之一第三較佳實施例的構造與第一實施例類似，不同之處在於：該第一較佳實施例之螺旋桿35為單片彎曲式，本發明該第三較佳實施例具有四片螺旋狀並圍繞一中心的螺旋葉片353，藉由改變該螺旋桿35之構造，同樣可以達到預期的發明目的。

參閱圖9，本發明電動水泵之一第四較佳實施例的構造與第一實施例類似，不同之處在於：該殼座2之隔板單元22還具有一個第三隔板228，而該殼座2還包括一個由該第三隔板228及該第二隔板222界定而成並位於該冷卻室24及該安裝室26之間的冷卻加強室28，該第三隔板228鄰近該安裝室26，並具有一個朝向該冷卻加強室28的凹凸表面281。前述結構的改變，可以進一步加強該安裝室26的散熱效果。

由以上說明可知，本發明該電動水泵的設計不僅結構創新，還可以在不需要改變該電動水泵之基本結構及規格的情況下，利用安裝在該驅動軸31之連動通道311內的螺旋桿35，來改變通過該驅動軸31之連動通道311的液體流量。亦即，本發明可以根據設計的需要，在不需要改變該電動水泵結構及規格的情況下，簡單地藉由更換具有不同推力及推送方向之螺旋桿35，而改變該電動水泵之冷卻效果，或者改變輸出液體的壓力值，因此，本發明該項設計不僅結構創新，還具有方便設計及製造各種不同冷卻效果及輸出液體壓力值的功效。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2．．．殼座

201．．．主殼體

202．．．第一端蓋

203．．．第二端蓋

21．．．外殼壁

22．．．隔板單元

221．．．第一隔板

222．．．第二隔板

223．．．環隔板

224．．．第一架孔

225．．．第一架塊

226．．．第二架孔

227．．．第二架塊

228．．．第三隔板

23．．．渦室

231．．．入口

232．．．出口

24．．．冷卻室

241．．．主室部

242．．．底室部

243．．．連通部

25．．．定子室

26．．．安裝室

27．．．冷卻流道

271．．．流通口

28．．．冷卻加強室

281．．．凹凸表面

29．．．輸送方向

3．．．推進機構

31．．．驅動軸

311．．．連動通道

312．．．圍繞壁

313．．．突紋

314．．．第一冷卻口

315．．．第二冷卻口

32．．．第一軸承

33．．．第二軸承

34．．．輪葉

35．．．螺旋桿

351．．．第一端

352．．．第二端

353．．．螺旋葉片

4．．．驅動機構

41．．．轉子

411．．．中心軸孔

42．．．定子

43．．．驅控器

圖1是US5,997,261發明專利之一組合剖視示意圖；

圖2是本發明電動水泵之一第一較佳實施例的俯視圖；

圖3是沿圖2中Ⅲ-Ⅲ線所取之一組合剖視圖；

圖4是該第一較佳實施例之一局部俯視圖，單獨顯示該電動水泵之一主殼體；

圖5是該第一較佳實施例之一局部立體圖，單獨顯示該電動水泵之一第二端蓋；

圖6是該第一較佳實施例之一局部立體分解圖，說明該電動水泵之一驅動軸及一螺旋桿；

圖7是一類似圖3的組合剖視圖，說明本發明電動水泵之一第二較佳實施例；

圖8是本發明電動水泵之一第三較佳實施例的未完整立體圖，單獨顯示該電動水泵之螺旋桿；及

圖9是一類似圖3的組合剖視圖，說明本發明電動水泵之一第四較佳實施例。

2．．．殼座

201．．．主殼體

202．．．第一端蓋

203．．．第二端蓋

21．．．外殼壁

22．．．隔板單元

221．．．第一隔板

222．．．第二隔板

223．．．環隔板

224．．．第一架孔

225．．．第一架塊

226．．．第二架孔

227．．．第二架塊

23．．．渦室

24．．．冷卻室

25．．．定子室

26．．．安裝室

27．．．冷卻流道

3．．．推進機構

31．．．驅動軸

311．．．連動通道

312．．．圍繞壁

314．．．第一冷卻口

315．．．第二冷卻口

32．．．第一軸承

33．．．第二軸承

34．．．輪葉

35．．．螺旋桿

4．．．驅動機構

41．．．轉子

411．．．中心軸孔

42．．．定子

43．．．驅控器

Claims (8)

1. 一種電動水泵，包含：一殼座，包括一外殼壁，以及一個位於該外殼壁內部並與該外殼壁共同界定出一渦室、一冷卻室及一冷卻流道的隔板單元，該冷卻流道連通該渦室及該冷卻室；一推進機構，包括一支可轉動地架設在該殼座之隔板單元上的驅動軸、一個位於該渦室內並與該驅動軸連動地結合的輪葉，以及一個連動地安裝在該驅動軸之一連動通道內的螺旋桿，該驅動軸之連動通道並連通該殼座之該渦室及該冷卻室；及一驅動機構，驅動該推進機構之驅動軸旋轉；當該驅動軸被該驅動機構驅動旋轉時，將帶動該輪葉旋轉使液體在沿著一輸送方向通過該渦室，旋轉之驅動軸亦同時帶動該螺旋桿旋轉，並改變液體通過該驅動軸之連動通道的流量。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之電動水泵，其中，該驅動軸之連動通道具有一個鄰近該殼座之渦室的第一冷卻口，以及一個鄰近該殼座之冷卻室的第二冷卻口，而該螺旋桿具有一個鄰近該驅動軸之連動通道的第二冷卻口的第一端，以及一個鄰近該驅動軸之連動通道的第一冷卻口的第二端，當該驅動軸被該驅動機構驅動旋轉時，液體是受到該螺旋桿的推送，由該連動通道的該第二冷卻口往該第一冷卻口流動。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之電動水泵，其中，該驅動軸之連動通道具有一個鄰近該殼座之渦室的第一冷卻口，以及一個鄰近該殼座之冷卻室的第二冷卻口，而該螺旋桿具有一個鄰近該驅動軸之連動通道的第一冷卻口的第一端，以及一個鄰近該驅動軸之連動通道的第二冷卻口的第二端，當該驅動軸被該驅動機構驅動旋轉時，該螺旋桿將對由該第二冷卻口流向該第一冷卻口的液體產生阻力。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之電動水泵，其中，該螺旋桿具有數個圍繞一中心並螺旋環繞的螺旋葉片。
5. 依據申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之電動水泵，其中，該殼座還包括一個安裝室，以及一個環繞該冷卻室的定子室，而該驅動機構包括一個安裝在該殼座之冷卻室內的轉子、一個安裝在該殼座之定子室內的定子，以及一個與該定子電連接並安裝在該安裝室內的驅控器；而該殼座之隔板單元具有一個區隔該渦室及該冷卻室的第一隔板、一個區隔該冷卻室及該安裝室的第二隔板，以及一個介於該第一隔板及該第二隔板間並區隔該冷卻室及該定子室的環隔板，該第一隔板具有一個供該驅動軸穿出的第一架孔，以及數個間隔並圍繞該第一架孔的第一架塊，而該第二隔板具有一個供該驅動軸穿出的第二架孔，以及數個間隔並圍繞該第二架孔的第二架塊，而該推進機構還包括一個可轉動地將該驅動軸架設在該第一隔板之該等第一架塊間的第一軸承，以及一個可轉動地將該驅動軸架設在該第二隔板之該等第二架塊間的第二軸承。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之電動水泵，其中，該殼座還包括一個與該冷卻室連通並位於該冷卻室及該安裝室之間的冷卻加強室，該冷卻加強室具有一個凹凸表面。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之電動水泵，其中，該驅動機構之轉子具有一個供該驅動軸穿伸並連動地結合的中心軸孔，而該驅動軸還具有一個界定出該連動通道的圍繞壁，該圍繞壁具有數條與該轉子之中心軸孔卡合的突紋。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之電動水泵，其中，該殼座之冷卻流道具有數個位在該殼座之第一隔板上相鄰之第一架塊間的流通口，而該冷卻室具有一個與該等流通口連通並供該轉子安裝的主室部、一個底室部，以及數個位在該第二隔板上相鄰之第二架塊間的連通部，該等連通部並連通該主室部及該底室部。