CN104024642A - 水泵 - Google Patents

Abstract

水泵（1）具有带叶轮叶片（10）的泵部分（11），使所述叶轮叶片（10）旋转的旋转轴（12），和设置在泵部分（11）后部、驱动旋转轴（12）的发动机部分（13）。所述发动机部分（13）具有发动机壳体（30），容纳在发动机壳体（30）内、使旋转轴（12）旋转的发动机（62），以及设置在所述发动机（62）两侧、在旋转轴（12）上将发动机夹于其间的轴承（61，63），所述轴承（61，63）介于发动机壳体（30）的内表面与所述旋转轴（12）之间，且可旋转地支承所述旋转轴（12）。在发动机壳体（30中，形成有通气孔（110），用于使空气在发动机壳体（30）内设有发动机（62）的发动机空间（A）与发动机壳体（30）的外部之间流通。

Description

水泵

技术领域

本发明涉及水泵。

背景技术

例如，用于向燃料电池供应冷却水的水泵安装于燃料电池汽车或类似之中。

水泵通常包括具有径向叶轮叶片的泵部分，和用于驱动旋转轴、以使径向叶轮叶片旋转的发动机部分（见公开号为10-24192（JP 10-24192 A）的日本专利申请）。发动机部分被发动机壳体覆盖，并具有用于使旋转轴旋转的发动机，以及设在发动机前部和后部的轴承等。

在该水泵中，向泵部分供应的水可能沿着密封部分泄漏至发动机部分。因此，提出一种方法，在泵部分的发动机部分侧设置疏水孔（见公开号为2004-162609 (JP 2004-162609 A)的日本专利申请）。

然而， 即便设置了上述的疏水孔，从泵部分泄漏的水也可能会积存在例如发动机部分侧上的前侧的轴承附近。结果，当由于发动机壳体中的热引起的温度波动等导致的空气膨胀或压缩被迅速地压缩时，积存在轴承附近的水可从轴承进入发动机部分的发动机中。如果水进入发动机，则可导致产生水泵故障。

发明内容

本发明的一个目的是，防止水从水泵的泵部分泄漏而进入发动机中。

本发明的一个目的涉及一种水泵，其具有：具有叶轮叶片的泵部分；使所述叶轮叶片旋转的旋转轴；以及驱动所述旋转轴的发动机部分。所述发动机部分具有：发动机壳体；容纳在所述发动机壳体内、使所述旋转轴旋转的发动机；设置在所述发动机两侧、在旋转轴上将发动机夹于其间的第一和第二轴承，该第一和第二轴承介于所述发动机壳体的内表面与所述旋转轴之间，且可旋转地支承所述旋转轴。在所述发动机壳体中，形成有将发动机容纳在发动机壳体中的发动机空间，以及使空气在所述第发动机空间与所述发动机壳体的外部之间流通的通气孔。

根据本发明，当发动机壳体内的发动机空间中的空气被迅速地压缩时，外部空气流过通气孔，而发动机内的空气压缩返回至未压缩状态。因此，可防止从泵部分泄漏的水通过轴承进入发动机空间中。

在水泵中，与发动机空间连通的后部空间可形成在发动机壳体中的后部轴承的后部，而通气孔可开在后部空间中。

防水密封件和疏水孔可设置在泵部分的叶轮叶片与旋转轴上的发动机部分的前部轴承之间。

所述通气孔设置在所述发动机壳体的上表面。

所述水泵可进一步包括覆盖所述通气孔的外部开口的盖。

所述通气孔可连接有软管。

所述软管的尖端可以是向下弯曲的。

根据本发明，可防止从水泵的泵部分泄漏的水进入发动机，从而水泵的可靠性可因此得以改善。

附图说明

结合附图，将在以下对本发明示例性实施例的详细描述中介绍本发明的特征、优点、技术及工业意义，附图中相似的标记指代相似部件，其中：

图1是展示水泵一种配置的纵截面的图示；

图2是展示通气孔和盖的其他形状的图示；

图3是当通气孔形成于发动机壳体的上表面上时水泵纵截面的图示；

图4是当软管连接至通气孔时水泵纵截面的图示。

具体实施方式

图1是展示对应于本发明一个实施例的水泵1的一般配置的图示。

水泵1具有泵部分11，该泵部分具有径向叶轮叶片10，用于使径向叶轮叶片10旋转的旋转轴12，以及用于驱动旋转轴12的发动机部分13。所述泵部分11和发动机部分13沿着旋转轴12对齐。泵部分11位于旋转轴12的前方。发动机部分13位于旋转轴12的后方。

泵部分11具有泵壳20，泵壳的直径沿轴向方向在其前部（位于图1的左侧）较小，而朝其后部逐渐变大。多个（例如，6个、7个或8个）径向叶轮10设在泵壳20后部的较大直径部分上。径向叶轮叶片10固定至旋转轴12前端附近。位于泵壳20前部的较小直径部分用作进入端口21，而图中未示出的排出端口形成在泵壳20后部的较大直径部分一侧上。泵壳20的进入端口21和排出端口是例如整体模制的。进一步地，图中未示出的通气端口整体地形成于泵壳20上。径向叶轮叶片10通过旋转轴12旋转，使泵部分11产生压力差，从而使从进入端口21进入的水通过排出端口流出。

发动机部分13具有例如发动机壳体30。发动机壳体30具有大致为圆柱形的第一壳体部分40，例如，设置该第一壳体部分以绕其轴而覆盖旋转轴12，还具有第二壳体41，其用于覆盖位于旋转轴12后方的第一壳体部分40的后部开口，以及第三壳体部分42，其设置在第二壳体部分41的后部，以形成位于其自身与第二壳体部分41之间的后部空间B。

第一壳体部分40由例如铝铸件形成，并用螺栓45紧固至泵壳体20。旋转轴112置于第一壳体部分40的中央。在第一壳体部分40，沿着旋转轴12从前侧朝后侧依次设有作为防水密封件用于防止水泄漏的机械密封件60、前轴承61、发动机62、后轴承63。

机械密封件60气密性地设置在第一壳体部分40的内部外围表面与旋转轴12之间。前轴承61和后轴承63是例如单行的滚动轴承，且可旋转地支撑旋转轴承12。前轴承61插在所述第一壳体部分40的内部外围表面与旋转轴12之间。后轴承63插在第二壳体部分41的内部外围表面与旋转轴12之间。

发动机62设在形成于第一壳体部分40内部的发动机空间A中。发动机62固定至例如旋转轴12，并具有转子70和定子71，所述转子围绕其轴环状地排布在旋转轴12上，所述定子固定至第一壳体部分40的内部外周表面上。发动机插入在例如铜盘上，并放置在其上。此外，键槽12a形成在不锈钢的旋转轴12上。突起70a形成在转子70上。定子70的突起70a配合在旋转轴12的键槽12a内，从而将发动机62固定至旋转轴12上。定子71配合在铝铸件内。旋转轴12与转子70之间的配合可以通过利用压配合、用螺栓紧固或类似来代替键槽的使用。向定子71供电从而令转子70旋转。相应地，可使旋转轴12旋转。

除水空间C形成在第一壳体部分40内的机械密封件60与前轴承61之间。疏水孔80和除汽孔81连通着除水空间C与第一壳体部分40的外部，所述孔都形成在第一壳体部分40上。疏水孔80设置在例如第一壳体部分40的下部。除汽孔81设置在第一壳体部分40的上部。

第二壳体部分41由例如铝铸件形成，并且是大致圆盘形的。第二壳体部分41用螺栓85紧固至第一壳体部分40。中央孔90例如形成在第二壳体部分41的中央部分。通过该中央孔90，位于第一壳体部分40侧上的旋转轴12和轴承63以及位于第三壳体部分42侧上的后部空间B是彼此连通的。此外，在第二壳体部分41上，形成有连通孔91，通过该连通孔第一壳体部分40的发动机空间A与后部空间B彼此连通。

在第二壳体部分41的后表面上，形成有向后突出的环状突起100，在该环状突起100的内部设有凹部101。例如，连接在电源与定子71之间的电线102从外部进入第二壳体部分41中，并气密性地沿着突起100的一侧穿行，随后通过例如连通孔91与定子71相连。

第三壳体部分42通过例如冲压形成为盘形。第三壳体部分42用螺栓105紧固至第二壳体部分41上。第三壳体部分42安装在第二壳体部分41的突起100的一端上，从而覆盖凹部101。相应地，形成了后部空间B。

在第三壳体部分42上，形成有用于使空气从后部空间B向外排气的通气孔110。该通气孔110例如形成在第三壳体部分42的上方。通过后部空间B和中央孔90，或通过后部空间B和连通孔91，所述通气孔110允许发动机空间A与外部的连通。此外，在第三壳体部分42上，设置有用于覆盖通气孔100的外部开口的盖111。所述盖111例如安装在第三壳体部分42的通气孔110的上部，并形成为盘形，从第三壳体部分42朝后向下延伸，再向下延伸。

接下来将描述上述水泵1的功能。当水泵1运转时，驱动发动机62，发动机62使旋转轴12旋转，从而令泵部分11的径向叶轮叶片10旋转。相应地，水经泵部分11的进入端口21流入，从而获得压力，再从排出端口流出。

在这一过程中，机械密封件60防止泵部分11中的水进入发动机62一侧。尽管具有该预防措施，在泵部分11中的水流经机械密封件60时，水会从疏水孔80中排出。

进一步地，当由于驱动发动机62过程中产生的热等致使发动机空间A中的空气膨胀继而快速收缩时，外部空气通过排气孔110进入，从而令已膨胀或收缩的空气返回至未膨胀或未收缩状态。相应地，即使水积存在机械密封件60与前轴承61、疏水孔80或前轴承61之间的除水空间C中，仍能防止水进入发动机空间A中。

根据本实施例，通气孔110防止泵部分11中的水进入发动机空间A，从而提高水泵1的可靠性。

进一步地，在本实施例中，与发动机空间A相通的后部空间B形成在发动机壳体30中的后轴承63的后部，而通气孔110在后部空间B处开口。因此，通气孔110不直接开向发动机空间A。即使外部的水经通气孔110进入，仍能防止其进入发动机空间A中。

机械密封件60和疏水孔80设置在旋转轴12上的泵部分11的径向叶轮叶片10与发动机部分13的前轴承61之间。因此，机械密封件60防止从泵部分11泄漏的水到达除水空间C中。即使水到达除水空间C中，水仍能经疏水孔80排出。相应地，能有效地防止泄漏的水进入发动机空间A中。进一步地，一旦泄漏的水到达空间C，水滴会易于附着在前轴承61上。然而，如上所述，由于通气孔110防止水滴被引入发动机空间A中，因此，可有效而可靠地防止水进入水泵中的发动机62中。

水泵1具有用于覆盖通气孔110的外部开口的盖111。因此，假如水沉积在发动机壳体30的外表面上，则能防止水经排气孔110进入。

例如，如图2所示，盖111可形成为帽形，以能通气的方式覆盖通气孔110。在这种情形中，防水透气性构件112，如发泡性树脂，可置于通气孔110与盖111之间的通气部分中。

在上述实施例中，通气孔110形成在发动机壳体30后侧的第三壳体部分42上。然而，如图3所示，通气孔110可设置在发动机壳体30的上表面上。在这种情形中，通气孔110所处的高位置使外部的水难以进入通气孔110中。

进一步地，如图4所示，软管120可连接至通气孔110。相应地，由于软管120的末端可置于较高位置处，因此，能防止外部水进入通气孔110。进一步地，软管120的末端可向下弯曲。这种情形能更可靠地防止水的进入。

如前所述，本发明的优选实施例结合附图来描述的。然而，本发明并不限于该例子。对于本领域技术人员来说，在权利要求的精神范围内作出各种变形或修正是显而易见的，并且应当理解，这些变形或修正都属于本发明的技术范围之内。

例如，在上述实施例中，泵壳体20或发动机壳体30可具有其他形状。进一步地，通气孔110可形成在发动机壳体30的另一位置处。根据本发明的水泵可应用在车辆、例如燃料电池汽车、电动汽车和混合动力汽车以及各种移动体（例如船舶、飞机、机器人）等上。

本发明在防止从水泵发动机部分泄漏的水进入发动机中是有用的。

Claims (11)

1.水泵，其包括：

具有叶轮叶片的泵部分；

使所述叶轮叶片旋转的旋转轴；以及

发动机部分，其具有：（i）使所述旋转轴旋转的发动机；（ii）容纳所述发动机的发动机壳体；（iii）设置在所述发动机两侧、在旋转轴上将发动机夹于其间的第一和第二轴承，该第一和第二轴承介于所述发动机壳体的内表面与所述旋转轴之间，且可旋转地支承所述旋转轴；（iv）容纳所述发动机的第一空间；以及（v）通气孔，其使空气在所述第一空间与所述发动机壳体的外部之间流通。

2.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于，所述发动机部分包括连通所述第一空间的第二空间，所述第二轴承设置在所述发动机与所述第二空间之间，且所述通气孔开在所述第二空间中。

3.根据权利要求3所述的水泵，其特征在于，所述发动机壳体具有第一分区壁，该第一分区壁界定了所述第一空间和所述第二空间，并且所述第一分区壁包括使所述第一空间与所述第二空间之间相连通的连通孔。

4.根据权利要求2或3所述的水泵，其特征在于，所述发动机壳体具有第二分区壁，该第二分区壁界定了所述第二空间和所述发动机壳体的外部，并且所述第二分区壁上具有所述通气孔。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的水泵，其特征在于，在所述泵部分的叶轮叶片与所述旋转轴上的第一轴承之间设置有防水密封件和疏水孔。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的水泵，其特征在于，所述通气孔设置在所述发动机壳体的上表面。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的水泵，其特征在于，所述水泵进一步包括覆盖所述通气孔的开口的盖。

8.根据权利要求1到6中任一项所述的水泵，其特征在于，所述通气孔连接有软管。

9.根据权利要求8所述的水泵，其特征在于，所述软管末端向下弯曲。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的水泵，其特征在于，所述泵部分包括与经所述第一轴承与所述第一空间连通的第三空间。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的水泵，其特征在于，所述水泵连接至所述发动机壳体。