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