CN100460687C - 冷却用流体泵 - Google Patents

Abstract

本发明的冷却用流体泵具有：内部有着圆筒状泵室的壳体、具有泵叶片并可旋转地设于所述泵室内的叶轮、在所述泵室内形成于所述叶轮的周围部并随着所述叶轮的旋转通过流体的流体通路、在所述壳体上设置有随着所述叶轮的旋转排出所述流体通路内的流体的排出口和将流体吸入所述流体通路内的吸入口。在所述泵室的内面中、在对着所述叶轮的轴向端面的部分、设置着将从所述排出口排出的流体与从所述吸入口吸入的流体分离开来并对通过所述流体通路内的流体进行加压的凸部，在所述壳体外面、在和所述凸部重叠部位设置受热部。

Description

冷却用流体泵

技术领域

本发明涉及通过使被冷却物体接触壳体的外面来冷却所述被冷却物体的冷却用流体泵，特别是关于用于冷却计算机等的电气设备的发热部件的冷却装置的冷却用泵。

背景技术

流体泵由内部具有泵室的壳体、设于所述壳体的吸入口与排出口、可旋转地配置于所述泵室内并具有泵叶片或泵沟槽的叶轮构成。随着所述叶轮的旋转从吸入口吸入泵室内的液体，在所述泵室内通过形成于所述叶轮周围部的流体通路，从所述排出口排出。在所述流体通路内、于吸入口和排出口之间的区域设置凸部，由所述凸部对通过所述流体通路内的液体进行加压。

这样构成的流体泵，记载于日本公开专利2001-123978号公报或日本公开专利2001-l32677号公报。

但是，在电气设备例如作为微型计算机的发热部件的CPU的冷却装置使用所述流体泵的情况下，通过散热板将所述CPU安装于所述流体泵的壳体上。由这样的构成，在CPU产生的热量通过散热板传递到壳体，借助所述壳体和通过流体通路(泵室)的液体之间进行热交换来散热。

从而，为了有效地冷却发热部件，必须提高所述发热部件或散热板等的被冷却物体与通过流体泵的流体通路的液体之间的热交换效率。

发明内容

本发明可以提供可望提高与被冷却物体的热交换效率的冷却用流体泵及冷却装置和电气设备。

本发明的冷却用流体泵具有：内部有着圆筒状泵室的壳体、具有泵叶片并可旋转地设于所述泵室内的叶轮、在所述泵室内形成于所述叶轮的周围部并随着所述叶轮的旋转通过流体的流体通路。在所述壳体上设置有随着所述叶轮的旋转排出所述流体通路内的流体的排出口和将流体吸入所述流体通路内的吸入口，在所述泵室的内面中、在对着所述叶轮的轴向端面的部分、设置着将从所述排出口排出的流体与从所述吸入口吸入的流体分离开来并对通过所述流体通路内的流体进行加压的凸部，该凸部在所述泵室的内面中从位于所述吸入口与所述排出口之间的部位延伸到越过所述叶轮的旋转中心的部位。在所述壳体外面的与所述凸部重叠的部位设有受热部。

本发明的冷却装置具有上述构成的冷却用流体泵、两端部连接于所述吸入口与所述排出口的流通管，和设于所述流通管的散热部件。

本发明的电气设备具有上述构成的冷却用流体泵、两端部连接于所述吸入口与所述排出口的流通管，和直接或间接接触于所述壳体的所述受热部的发热部件。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例的冷却用流体泵的纵断面图。

图2是从受热板侧看的流体泵的分解立体图。

图3是从底板侧看的流体泵的分解立体图。

图4是流体泵的俯视图。

图5是表示利用所述流体泵构成的冷却装置之一例的立体图。

图6是表示本发明的第二实施例的，是个人计算机的概略立体图。

具体实施方式

下边参照图1-图5说明本发明第一实施例。

首先，基于图1-图4来说明本实施例的冷却用流体泵的构成。流体泵1具有在内部有着泵室2的大致成矩形箱状的壳体3。所述壳体3由多根连接部件、比如铆钉7将受热板5与底板6连接在壳体本体4上构成。而且，在图2与图3中、省略了铆钉7的图示。

所述泵室2，通过以所述受热板5封闭在壳体本体4上形成的圆形的凹部8而构成。受热板5，具有环状凸部9，在将所述受热板5安装在壳体4上时配合于所述凹部8内。另外，在受热板5中、在环状凸部9的内部设有凸部10。所述凸部10、构成为从环状凸部9的内周面延伸到越过所述泵室2的中心部的部位。在所述凸部10中、从环状凸部9的内周面到泵室2的中心附近的部分构成为大致相同的宽度尺寸，越过泵室2的中心附近的部分构成为尖细状。另外，所述凸部10的侧部成光滑的斜面11。

所述受热板5由一块金属板一体构成，与所述凸部10的形成面相反侧的面做成受热面5a。另外，在受热板5的受热面5a中、特别是对应于所述凸部10的区域做成受热部5b。所述受热部5b，其中心设于比泵室2的中心靠外周的位置。而且，在本实施例中，将泵室2的中心从壳体3的中心沿径向错开，从而使受热部5b的中心位于壳体3的中心附近。

在所述泵室2中可旋转地配设着叶轮12。所述叶轮12的旋转轴13位于泵室2的中心部。所述旋转轴13支承于分别设置在壳体本体4与受热板5上的轴承部14、15上。

在所述壳体本体4，设置有从所述泵室2向所述壳体本体4的一侧面延伸的吸入口16与排出口17。该吸入口16与排出口17设于壳体本体4中受热板5侧的内部。在所述壳体本体4的一侧面的吸入口16与排出口17的开口部分别连接着成筒状的吸入管18与排出管19。该吸入管18与排出管19设置成大致垂直于壳体本体4的一侧面。

在壳体本体4的凹部8的内周面中吸入口16与排出口17之间设置着凸部20，并且构成为在将受热板5安装于壳体本体4时，所述凸部10位于所述凸部20的上部。

在壳体本体4的下面形成定子收容部21。所述定子收容部21位于所述凹部8的中央部，且形成为进入所述凹部8内。由于这样的构成，所述泵室2形成于定子收容部21的周围以及定子收容部21的受热板5侧的端面和受热板5之间。对应于这样的泵室2的形状由圆板部12a和位于圆板部12a的外周部的圆筒部12b构成所述叶轮12。所述定子收容部21位于圆板部12a和圆筒部12b围着的部分。

叶轮12的所述圆板部12a、其外周缘部构成为圆弧面。另外，在所述圆板部12a的上面，设置着多个成放射状延伸的泵叶片22。各泵叶片22，随着叶轮12的旋转对着凸部10、20。

在叶轮12的所述圆筒部12b的内周部固定了环状转子轭铁23，在所述转子轭铁23的内周部固定着环状的转子磁铁24。所述转子磁铁24被磁化为在周向交互呈现N、S极，例如被磁化为8极。

在定子收容部21中收容着定子25。定子25由具有多个齿26的定子芯27和卷绕于所述齿26上的线圈28构成。在所述定子收容部21的中央部设安装突部29，定子芯27固定于所述安装突部29。

所述齿26的外周面夹着定子收容部21的周壁部21a与所述转子磁铁24的内周面径向相对。在本实施例中，由叶轮12、转子轭铁23、转子磁铁24构成转子30，由所述转子30与定子25构成马达31。而且，在壳体本体4的下面、与定子收容部21相邻接的部分形成了用于收容马达31的控制回路(未图示)的收容凹部32。定子收容部21与收容凹部32由安装于壳体本体4的下面的底板6封闭。

图5表示了由上述构成的流体泵1构成的冷却装置35的一例。如图5所示，冷却装置35由流体泵1与散热部41构成。散热部41，具有由风扇壳体42与盖43组合构成的部件壳体44。在风扇壳体42内的上下部，分别设置着多个散热片45(相当于散热部件)与风扇46。所述风扇46内装有风扇马达(未图示)。另外，在风扇壳体42内设有成U字状的流通管47。所述流通管47，贯穿各散热片45。所述流通管47的一端部连接于流体泵1的吸入管18；另一端部连接于排出管19。

在所述流通管47与流体泵1的泵室2的内部，封入冷却用的液体。泵室2内的液体，主要流通于叶轮12的圆板部12a和圆筒部12b的外面与泵室2的内面之间的空间。下边，把在泵室2内主要流通液体的空间称作流体通路P。

在风扇壳体42与盖43中对应风扇46的部分形成圆形的吸气口48。另外，风扇壳体42的上部敞开，形成排气口49。

其次，来说明使用上述冷却装置35冷却被冷却物体时的作用。这里，作为被冷却物体以具有散热板的发热部件为例进行说明。所述散热板，为了扩散发热部件的热量、而安装于所述发热部件上，包括与所述发热部件相接触区域的区域变成高温。所述发热部件通过散热板安装于流体泵1的受热面5a。这时，所述散热板接触受热面5a，以使散热板的高温区大致重叠于受热部5b。在图5上，以双点划线表示安装于流体泵1的受热面5a上的散热板50与其高温区域S。

接下来，对流体泵1的线圈28通电、产生旋转磁场，使叶轮12(转子30)沿箭头A方向(参照图2与图3)旋转。这样，泵室2内的液体即由叶轮12的液体输送作用流通到液体通路P内。这时，液体流路P中流通于比凸部10、20靠排出口17侧的液体的一部分被泵叶片22推压而撞向凸部10、20。由此，液体被加压，流速增加，从排出口17经过排出管19排出到流通管47中。另外，一部分液体，通过凸部10、20和泵叶片22之间，循环于液体通路P内。另一方面，由于液体通路P中比凸部10、20还靠吸入口16侧的部分、随着泵叶片22的通过变成负压，流通管47内的液体经过吸入管18从吸入口16流入。即，泵室2内的液体循环于液体通路P，而且由于流出流入排出口17与吸入口16，液体循环于液体通路P与流通管47之间。

这时，在发热部件产生并传递到散热板50的热量，通过受热板5为通过液体通路P的液体所吸收。另一方面，散热板50，其高温区域S与受热部5b相重叠地安装于受热面5a上，所述受热部5b、设于受热面5a中对应于凸部10的部分。从而，传递到受热板5的热量，主要为液体通路P中通过凸部10、20与泵叶片22之间的液体所吸收。在液体通路P中凸部10、20与泵叶片22之间，与其它部分相比面积变小，液体流速加快。因此，发热部件与散热板50的热量，可在与通过液体通路P的液体之间有效地进行热交换。

另一方面，散热部41，如果由风扇马达驱动风扇46旋转，如图5中箭头B所示，所述风扇46的送风作用使部件壳体44周边的空气被从吸入口38吸入到部件壳体32内。另外，部件壳体32内的空气通过各散热片36间、从排气口39排出。从而，从发热部件与散热板50吸收热量而温度上升了的液体通路P内的液体，从排出口17排出到流通管37内，在通过流通管37的过程中通过散热片46散热，冷却之后从吸入口16回到流体通路P内。这样，即冷却了发热部件与散热板50。

上述构成的本实施例可以产生如下的效果。

在受热板5上一体设置有产生压力用的凸部10，在受热板5的受热面5a中对应于所述凸部10的部分设置受热部5b。使所述散热板50a接触受热面5a，以使散热板50a的高温区域S与受热部5b相重叠。因此，可以通过受热板5提高散热板50a和液体通路P内的液体的热交换效率，可以有效地冷却被冷却物体(发热部件与散热板50)。

由于将受热板5与壳体本体4分体构成，可以通过由具有适当的传热系数的金属材料构成受热板5而构成具有对应于被冷却物体的发热量的性能的流体泵1与冷却装置35。换句话说，当制造具有各种冷却性能的流体泵1与冷却装置35时，可使受热板5以外的部件通用化。

将凸部10构成为从泵室2的内周面延伸到越过叶轮12的旋转中心的部位。这样，由于加大了凸部10，可以加大在液体通路P内的流速加快的区域，故可望提高热交换效率。

由于将凸部10的侧部做成平滑的斜面11。因此，可以使得通过液体通路P的液体撞击所述凸部10时的撞击变得柔和。特别是，在凸部10中排出口17侧的侧部，伴随着叶轮12的旋转、被泵叶片22推压的液体强烈撞击到凸部10时，由于设置了斜面11、可抑制伴随撞击所产生的振动与噪音。

将叶轮12的外周缘部构成为圆弧面。由于这样的构成，泵室2内的液体、不仅在叶轮12的圆板部12a与受热板5之间、而且在圆筒部12b与凹部8的内周面之间也变得容易流通，这样可使得液体通路P内的液体从排出口17有效地排出。

但是，在叶轮12的旋转中心附近密集着泵叶片22，几乎没有液体流通。另外，在比叶轮12的旋转中心靠外周一方、通过液体通路P的液体的速度加快。使得受热部5b的中心位于比泵室2的中心、即叶轮12的旋转中心靠外周的位置。由这样的构成，可以进一步提高通过受热部5b的发热部件与散热板50和液体通路P内的液体的热交换效率。

图6表示了将本发明应用于作为电气设备的笔记本型个人计算机的第二实施例。而且，在与第一实施例相同部分给予相同符号。如图6所示，所述微型计算机51具有本体壳体52、可转动地设于该本体壳体52上的盖壳体53。在所述本体壳体52的上面部设置键盘(未图示)。另外，在盖壳体53中、在对着本体壳体52的上面部的面上、设置液晶显示部(未图示)。在所述盖壳体53的内部、在所述液晶显示部的后面，配置散热板54(相当于散热部件)。所述散热板54上设置封入冷却用液体的流通管55，在所述流通管55的两端部设置入口55a与出口55b。

在所述本体壳体52的内部配置作为被冷却物体的CPU58(相当于发热部件)，在所述CPU58的上面配置流体泵1。具体而言，CPU58的上面接触流体泵1的壳体3的受热面5a的受热部5b(参照图2与图3)。

另外，所述冷却用泵1的排出口体19通过连接管56连接于所述流体管55的入口55a；冷却用泵1的吸入口体18通过连接管57连接于所述出口55b。

在流体泵1的泵室2内与流通管55内，封入冷却用液体，随着叶轮12的旋转、循环于泵室2(液体通路P)内与流通管55内。在本实施例中，由流体泵1、散热板54、流通管55、连接管56、57构成冷却装置35。

在上述构成中，在CPU58所产生的热量通过受热部5b、由通过液体通路P的液体所吸收。另外，液体通路P中吸收了CPU58的热量的液体，从排出口17排出到流通管55，在散热板54冷却后、从吸入口16回到液体通路P。这样冷却了CPU58。从而，在本实施例中也取得了和第一实施例中所示的流体泵1与冷却装置35同样的作用与效果。

而且，本发明不局限于上述实施例，例如可以有如下的变形。

在液体泵的泵室与流通管内也可以封入冷却用的气体。

驱动叶轮旋转的马达的转子，也可与叶轮分开而设于泵室外。另外，也可以将整个所述马达配置于壳体外部。

也可以将凸部仅设于泵室内面中对着叶轮的轴向端面的部分。另外，也可以仅形成于比叶轮的旋转中心更靠外周部的部分。凸部的大小可相应于被冷却物体的大小适当改变。

Claims (15)

1.一种冷却用流体泵，其特征在于，具有：

内部设有圆筒状泵室的壳体；

具有泵叶片并可旋转地设于所述泵室内的叶轮；

流体通路，所述流体通路在所述泵室内形成于所述叶轮的周围部，随着所述叶轮的旋转而使流体流通；

排出口和吸入口，所述排出口设置在所述壳体上并随着所述叶轮的旋转排出所述流体通路内的流体，所述吸入口将流体吸入所述流体通路内；

凸部，所述凸部设于所述泵室的内面中与所述叶轮的轴向端面相向的部分，并在所述泵室的内面中从位于所述吸入口与所述排出口之间的部位延伸到越过所述叶轮的旋转中心的部位；所述凸部将从所述排出口排出的流体与从所述吸入口吸入的流体分离，并对流过所述流体通路内的流体进行加压；

和受热部，所述受热部设于所述壳体外面的与所述凸部重叠的部位。

2.权利要求1所述的冷却用流体泵，其特征在于，所述壳体设有壳体本体和金属制的受热板；所述壳体本体具有凹部，所述受热板设于所述壳体本体以封闭所述凹部，并在与所述凹部之间形成泵室；

所述凸部及所述受热部与所述受热板设置成一体。

3.权利要求1所述的冷却用流体泵，其特征在于，所述凸部的侧部中至少所述排出口侧的侧部构成为斜面状。

4.权利要求1所述的冷却用流体泵，其特征在于，所述叶轮的外周缘部构成为斜面状或圆弧面状。

5.权利要求1所述的冷却用流体泵，其特征在于，受热部的中心位于比叶轮的旋转中心靠外周的位置。

6.一种冷却装置，其特征在于，设有：冷却用流体泵、流通管，和散热部件；

所述冷却用流体泵具有：内部设有圆筒状泵室的壳体；具有泵叶片并可旋转地设于所述泵室内的叶轮；流体通路，所述流体通路在所述泵室内形成于所述叶轮的周围部，随着所述叶轮的旋转而使流体流通；排出口和吸入口，所述排出口设置在所述壳体上并随着所述叶轮的旋转排出所述流体通路内的流体，所述吸入口将流体吸入所述流体通路内；凸部，所述凸部设于所述泵室的内面中与所述叶轮的轴向端面相向的部分，并在所述泵室的内面中从位于所述吸入口与所述排出口之间的部位延伸到越过所述叶轮的旋转中心的部位，所述凸部将从所述排出口排出的流体与从所述吸入口吸入的流体分离，并对流过所述流体通路内的流体进行加压；和受热部，所述受热部设于所述壳体外面的与所述凸部重叠的部位；

所述流通管的两端部连接在所述吸入口与所述排出口；

所述散热部件设于所述流通管。

7.权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述壳体设有壳体本体和金属制的受热板；所述壳体本体具有凹部，所述受热板设于所述壳体本体以封闭所述凹部，并在与所述凹部之间形成泵室；

所述凸部及所述受热部与所述受热板设置成一体。

8.如权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述凸部的侧部中至少所述排出口侧的侧部构成为斜面状。

9.如权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述叶轮的外周缘部构成为斜面状或圆弧面状。

10.权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，受热部的中心位于比叶轮的旋转中心靠外周的位置。

11.一种电气设备，其特征在于，设有：冷却用流体泵、流通管，和发热部件；

所述冷却用流体泵具有：内部设有圆筒状泵室的壳体；具有泵叶片并可旋转地设于所述泵室内的叶轮；流体通路，所述流体通路在所述泵室内形成于所述叶轮的周围部，随着所述叶轮的旋转而使流体流通；排出口和吸入口，所述排出口设置在所述壳体上并随着所述叶轮的旋转排出所述流体通路内的流体，所述吸入口将流体吸入所述流体通路内；凸部，所述凸部设于所述泵室的内面中与所述叶轮的轴向端面相向的部分，并在所述泵室的内面中从位于所述吸入口与所述排出口之间的部位延伸到越过所述叶轮的旋转中心的部位，该凸部将从所述排出口排出的流体与从所述吸入口吸入的流体分离，并对流过所述流体通路内的流体进行加压；和受热部，所述受热部设于所述壳体外面的与所述凸部重叠的部位；

所述流通管的两端部连接在所述吸入口与所述排出口；

所述发热部件直接或间接地与所述壳体的所述受热部相接触。

12.权利要求11所述的电气设备，其特征在于，所述壳体设有壳体本体和金属制的受热板；所述壳体本体具有凹部，所述受热板设于所述壳体本体以封闭所述凹部，并在与所述凹部之间形成泵室；

所述凸部及所述受热部与所述受热板设置成一体。

13.权利要求11所述的电气设备，其特征在于，所述凸部的侧部中至少所述排出口侧的侧部构成为斜面状。

14.权利要求11所述的电气设备，其特征在于，所述叶轮的外周缘部构成为斜面状或圆弧面状。

15.权利要求11所述的电气设备，其特征在于，受热部的中心位于比叶轮的旋转中心靠外周的位置。

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