TWI288797B - Centrifugal water pump having polar anisotropic magnet - Google Patents

Description

..1288797 邊 1 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具極異方性配向磁環之水泵，特別係關 於一種具有極異方性配向之鐵氧體磁環的離心式水泵，可提供 大水壓與大水量之表現。 " 【先前技術】 習知應用在離心式水泵中的轉子磁環可概略分為兩種，一 種疋採用塑膠射出之磁石，一種是瓦片型磁石；無論是塑膠射 出磁石或瓦片型磁石均屬於異方性配向磁石。 Φ 明參閱第1圖，其為環狀異方性配向之塑膠射出磁石磁力 線示意圖，由第1圖可知該磁石之磁場方向係輻射狀地向外延 伸。然而由於該磁石的材質與製造方法之限制，使得塑膠射出 磁石的磁特性較低，在水泵馬達中，其磁力線路徑較長，磁通 密度就相對較弱，故水泵無法達到大水壓、大水量之特性。 請參閱第2A、2B圖，第2A圖係單一瓦片型磁石之示意 圖，第2B圖係將複數個瓦片型磁石組合後之環狀異方性配向 之磁力線=意圖，由第2八與2B圖亦可知該些組合後之瓦片型 磁石之磁場方向係輻射狀地向外延伸。然而，將複數個瓦片型 f石組合成-環狀時，很可能因組裝之尺寸精度差而造成組合 •〔之同心度及真圓度不佳。此外，將複個瓦片型磁石組合成一 % =磁石時，各個瓦片型磁石會有間隙產生，如此會造成水泵 ，、的磁場不連續、磁阻的產生以及霍爾元件議叫的 感應與切換不良。如塑膠射出磁石般，在水泵馬達中，瓦片型 -=磁力線路徑較長，磁通密度就相對較弱，水泵無法達到大 水壓、大水量之特性。 日：此二如何解決習知技術之缺失，乃為一重要之課題；職 222明鑑於習知技術之缺失，乃經悉心試驗與研究並 4 r、t之精神，終創作出一種極異方性配向磁環之離心 ^足大水壓及大水量之需求。以下為本發明之簡要 5 ⑧ •1288797 說明。 【發明内容】 本^之-目的係在於提供—種具有極異方性配向磁環 離心式水泵，利用該極異方性配向磁環之表面具有高磁通密 ，’可=泵馬達之磁路以最短路徑完成，其產生之磁場亦較 裕姓可提1^水系馬達之輸出效率；並且以鐵氧體的伽)材質 所構成的該極異方性磁環不會生鏽、耐餘以及抗化學性，故可 直接與水接觸使用。 -二達到=目的，本發明係提供一種離心式水泵，其包括 双體、-轉子組'以及-用以驅動該轉子組之定子部， =組與定子部係分別設置於該殼體之内。該殼體更包括有一進 2口與-出水Π供液體之輸人與輸出。該轉子組包括—塑 ，部、-極異方性配向之磁環以及複數個葉片；該複數個葉片 係形成於該㈣部之上方表面。較子部係位於轉子組下方片 :與該轉子組搞合，可在通電後利用電磁力驅動該轉子組轉 其中該極異方性配向之磁環較佳係由鐵氧體材質所構 i之㈣中使㈣不會生雜’並具耐餘與抗化學 社之特性；此外由於該極異方性配向磁環之表面具有較習知里 方性磁環高之磁通密度，m馬達之輸Α效率可大幅提升了 值得一提地係本發明之離心式水泵可為外轉子 =轉子式之^。在外轉子式之水泵中，該磁環係於其内徑 面附近具有密集之極異方性配向之磁場；而在内轉子 =:該磁環係於其外徑表面附近具有密集之極異方性酉^向之 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易 ’下文特舉-較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細如 下： 【實施方式】 1288797 請參閱第3A圖，其為本發明外轉子式離心式水泵之一實 施例示意圖，該離心式水泵包有一殼體（10)、一轉子組（12)、一 位於該轉子組（12)内側之定子部（14)、以及一貫通該轉子組（12) 之轉軸（16)。 該殼體（10)係用以將該轉子組（12)、定子部（14)以及轉軸 (16)包覆於其内；其中該殼體（10)更可進一步區分為一上蓋 (101) 、一框體（102)、以及一底蓋（103)。該上蓋（101)與該框體 (102) 間具有一容置空間，可容置該轉子組（12)於其中。該上蓋 (101)之一側更包括有一進水口（1011)與一出水口（1012)(該進 水口與出水口如圖中虛線所示），係供該水泵運作時液體輸入與 輸出之用。該底蓋（103)則係設置於相對該上蓋（101)之另一側， 與該框體（102)可形成另一密閉空間，係提供該定子部（14)容置 並固定於其中。該轉轴（16)之兩端則分別係固定於該上蓋（101) 與框體（102)，作為該轉子組（12)之旋轉中心軸。 該轉子組（12)包括一可旋轉之塑料轉動部（121)、一設置於 該轉動部（121)内側壁上之極異方性配向磁環（122)以及複數個 形成於該轉動部（121)頂表面之葉片（123)。該轉子組（12)與該上 蓋（101)、框體（102)間係留有間隙以供液體流過。 該定子部（14)係位於該轉子組（12)之内側，其主要是由複數 個堆疊之矽鋼片以及環繞於該矽鋼片外側之線圈所組成。該定 子部（14)與該轉子組（12)係呈相對耦合位置，可在通電後利用電 磁力驅動該轉子組（12)轉動。 請同時參閱第3B圖，其係第3A圖之極異方性配向磁環 (122)之磁力線示意圖。該磁環（122)係於其内徑表面附近具有極 異方性配向之磁力線分佈，由於其磁力線集中分佈於該磁環 (122)之内徑表面附近，則該内徑表面具有較高之磁通密度，可 使磁路以最短路徑完成；與該定子部（14)耦合時，可提高水泵 馬達之輸出效率。 該磁環（122)的材質較佳地係由鐵氧體（Ferrite)所組成，利 ⑧ 1288797 用鐵氧體所組成之磁環可適用於水中而不會生鏽，可避免需用 額外元件來隔離該磁環與水的接觸。更佳地，該磁環（122)係為 一鐵氧體燒結之環狀極異方性配向之磁石，其較一般鐵氧體磁 石之磁特性要好。 請參閱第4A圖，其為本發明内轉子式離心式水泵之一實 施例示意圖，該離心式水泵包有一殼體（20)、一轉子組（22)、一 並位於該轉子組（22)外側之定子部（24)、以及一貫通該轉子組 (22)之轉軸（26)。 該殼體（20)係用以將該轉子組（22)、定子部（24)以及轉軸 (26)包覆於其内；其中該殼體（20)更可進一步區分為一上蓋 (201) 、一框體（202)、以及一底蓋（203)。該上蓋（201)與該框體 (202) 間具有一容置空間，可容置該轉子組（22)於其中。該上蓋 (201)之一側更包括有一進水口（2011)與一出水口（2012)(該進 水口與出水口如圖中虛線所示），係供該水泵運作時液體輸入與 輸出之用。該底蓋（203)則係設置於相對該上蓋（201)之另一側， 與該框體（202)可形成另一密閉空間，係提供該定子部（14)容置 並固定於其中。該轉軸（26)之兩端則分別係固定於該上蓋（201) 與框體（202)，作為該轉子組（22)之旋轉中心軸。 該轉子組（22)包括一可旋轉之塑料轉動部（221)、一設置於 該轉動部（221)外側壁上之極異方性配向磁環（222)以及複數個 形成於該轉動部（221)頂表面之葉片（223)。該轉子組（22)與該上 蓋（201)、框體（202)間係留有間隙以供液體流過。 該定子部（24)係位於該轉子組（22)之外側，其主要是由複數 個堆疊之矽鋼片以及環繞於該矽鋼片外側之線圈所組成。該定 子部P4)與該轉子組（22)係呈相對耦合位置，可在通電後利用電 磁力驅動該轉子組（22)轉動。 請同時參閱第4B圖，其係第4A圖之極異方性配向磁環 (222)之磁力線示意圖。該磁環（222)係於其外徑表面附近具有極 異方性配向之磁力線分佈，由於其磁力線集中分佈於該磁環 ⑧ 1288797 猶 < (22)之外徑表面附近，則該外徑表面具有較高之磁通密度，可 使磁路以最短路徑完成；與該定子部（24)耦合時，可提高水系 馬達之輸出效率。 、，磁環（222)的材質較佳地係由鐵氧體（Ferrite)所組成，利 用鐵氧體所組成之磁環可適用於水中而不會生鏽，可避免需用 額外元件來隔離該磁環與水的接觸。更佳地，該磁環（222)係為 一鐵氧體燒結之環狀極異方性配向之磁石，其較一般鐵氧體磁 石之磁特性要好。 上述二種本發明之離心式水泵，由於係使用鐵氧體燒結極 φ 異方性配向磁環，其磁特性較習知塑膠射出磁石與瓦片型磁石 好故肖b有大水壓及大水量之表現，並且無需擔心磁環生鏽的 問題。 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，上述實施例僅係 用來說明而非用以限定本發明之申請專利範圍，本發明之範疇 係由以下之申請專利範圍所界定。凡依本發明申請專利範圍所 作之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為習知環狀異方性配向之塑膠射出磁石之磁力線示 意圖。 第2A圖為單一瓦片型磁石示意圖。 第2B圖為複數個瓦片型磁石組合後之環狀異方性配向之 磁力線示意圖。 第3A圖係本發明外轉子式離心式水泵之一較佳實施例剖 面示意圖。 第3B圖為第3A圖之極異方性配向磁環之内徑配向磁力線 示意圖。 第4A圖為本發明内轉子式離心式水泵之一較佳實施例剖 面示意圖。 .1288797 第4B圖為第3 A圖之極異方性配向磁環之外徑配向磁力線 示意圖。 【主要元件符號說明】 10、20 :殼體 101、 201 :上蓋 1011、 2011 :進水口 1012、 2012 :出水口 102、 202 :框體 103、 203 :底蓋 12、22 :轉子組 121、221 :轉動部 122 ' 222 :磁環 123、223 :葉片 14、24 :定子部 16、2 6 :轉車由

Claims (1)

1. 1288797 十、申請專利範圍： 1· 一種水泵，包括： 一殼體，具有一進水口以及一出水口·， 一轉子，位於該殼體内，該轉子内設有一磁性體，且該磁 性體之内徑表面具有極異方性配向；以及 疋子’位於$亥设體内且設置於該轉子之内侧，並對應 於該磁性體，以提供該轉子轉動所需之電磁力。 、2·如申睛專利範圍第1項所述之水泵，其中該磁性體為一 鐵氧體極異方性配向磁環。 ，其中該磁性體為一 ’更包括一轉軸，麵 其中該殼體包括： 3·如申請專利範圍第2項所述之水泵 鐵氧體燒結極異方性配向磁環。 4·如申請專利範圍第丨項所述之水泵 向貫穿該轉子。 5.如申請專利範圍第4項所述之水泵， 一上蓋；以及 一框體’其係與該上蓋组合形杰 置其中。 盈、、且口 ^成一容置空間，供該轉子溶 6·如申請專利範圍第5 -底蓋，其係與該框體組合形斤其中該殼體更包相 中。 ❿成在閉空間，供該定子容置其 7·如申請專利範圍第丨項所述 由複數個堆叠之石夕鋼片和線圈所組成戈，其中該定子主要伟 8如申請專利範圍第】項所 心式水泵。 义果，其中該水泵係一離 】·如申請專利範圍第i項所述之 面具有複數個葉片。 泵，其中該轉子之頂表