CN106050725A - 电动水泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电动水泵，包括：泵盖，具有冷却剂流过的入口；定子室，具有根据控制信号而产生磁场的定子；转子室，具有根据通过定子产生的磁场而旋转的转子；分隔壁，被配置为使定子室与转子室分离；轴，具有中心轴线，该轴被固定至转子，以便轴与转子一起绕轴的中心轴线旋转；以及叶轮，被固定至轴的前部以便与轴一起旋转，该叶轮使通过入口流入的冷却剂加压，其中，轴的一部分上形成有至少一个翼部，以加强冷却剂的流动。

Description

电动水泵

相关申请的交叉引证

本申请要求于2015年4月2日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2015-0046992号的优先权权益，通过引证将其全部内容结合于此。

技术领域

本公开内容涉及一种电动水泵。更具体地，本公开内容涉及一种具有翼部的电动水泵，所述翼部用于加强冷却剂的流动。

背景技术

通常，水泵使冷却剂循环至发动机和加热器，以使发动机冷却并且加热客舱。从水泵流出的冷却剂循环穿过发动机、加热器和/或散热器并且与发动机、加热器和/或散热器交换热量，并且流回到水泵中。

水泵连接至带轮，该带轮被固定至发动机的曲轴，并且水泵根据曲轴的旋转(即，发动机的旋转)而被驱动。因此，根据发动机的旋转速度确定来自机械水泵流动的冷却剂量。然而，不管发动机的旋转速度如何，加热器和散热器中需要的冷却剂量都是特定值。因此，在发动机转速缓慢的情况下，加热器和散热器不能适当地运行。为了正常操作加热器和散热器，必须增大发动机转速。然而，如果增大发动机转速，则也增加车辆的燃料消耗。

电动水泵由通过控制设备控制的电动机进行驱动。不管旋转速度如何，电动水泵可以确保冷却剂量，并且与机械水泵相比，可以减少60％-70％的所需功率。此外，考虑到机械水泵上的封装，电动水泵是有利的。

直流电动机，具体地，BLDC(无刷直流)电动机，通常用于电动水泵中。可以控制BLDC电动机的控制器设置在电动机中，并且电路内置在控制器的内部。随着控制器的操作，在电气装置中生成热量。因此，为了防止过热，在其中需要足够的冷却。

BLDC电动机具有在线圈缠绕的定子与具有永磁体的转子之间的冷却剂管线。然而，为了起到作用，定子与转子之间的空间应该在几毫米的范围内。由于此种空间限制，在定子与转子之间流动的冷却剂量不充足，并且冷却剂流动不平稳。因此，在电动水泵中产生的热量难以从其中去除。

本背景部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开内容背景技术的理解，并且因此，本公开内容可能包含在该国家中不构成本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

发明内容

本公开内容已经在致力于提供一种用于加强冷却剂的流动的电动水泵。本公开内容的示例性实施方式提供了具有翼部的电动水泵，以加强冷却剂的流动并且提高冷却性能。

电动水泵可包括：泵盖，具有冷却剂流过的入口；定子室，具有根据控制信号产生磁场的定子；转子室，具有根据通过定子产生的磁场而旋转的转子；分隔壁，被配置为使定子室与转子室分离；轴，具有中心轴线，该轴被固定至转子，以便与转子绕中心轴线一起旋转；以及叶轮，被固定至轴的前部以便与轴一起旋转，该叶轮使流动通过入口的冷却剂加压，其中，轴的一部分上形成有至少一个翼部，以便加强冷却剂的流动。翼部可以形成在轴的前端部或后端部。该轴可包括：主干部，沿着中心轴线延伸并穿过分隔壁的中心；以及延伸部，该延伸部的直径小于主干部，并且从主干部的前部或后部沿着中心轴线延伸，其中，翼部具有至少一个可旋转的叶片，该叶片从主干部的前部或后部突出，以加强冷却剂的流动。翼部可具有至少一个可旋转的叶片，该叶片在径向方向上从主干部或延伸部的外部周缘部向外突出，以加强冷却剂的流动。翼部可具有在径向方向上逐渐变窄的锥形，并且具有尖端部。翼部可包括：至少一个长叶片，被配置为从外部周缘部在径向向外的方向上突出；以及至少一个短叶片，被配置为从外部周缘部在径向向外的方向上突出，至少一个短叶片的旋转半径小于长叶片。至少一个长叶片和至少一个短叶片可交替地布置。电动水泵可进一步包括：主体，具有定子室和转子室；以及驱动器壳，安装在主体的后端处，驱动器壳具有在向前方向上突出的固定构件，以便使分隔壁固定到驱动器壳。在分隔壁的后表面与驱动器壳的前表面之间可形成有分隔空间。固定构件的前端部可以布置为与分隔壁的后表面分离。

附图说明

图1是根据本公开内容的示例性实施方式的电动水泵的截面图。

图2是部分A的放大示意图。

图3是根据本公开内容的示例性实施方式的应用于电动水泵的翼部的立体图。

图4是根据本公开内容的示例性实施方式的应用于电动水泵的翼部的截面图。

具体实施方式

在下文中将参照附图对本公开内容的示例性实施方式进行详细描述。

贯穿整个说明书和所附权利要求书，除非有明确相反的说明，否则词语“包括(comprise)”以及其诸如“包含(comprises)”或者“含有(comprising)”的变形应被理解为表示包括所述元件，但并不排除任何其他元件。

为了更好的理解并便于描述，附图的左侧的方向称为“前表面”、“前部”或“向前”，并且反方向称为“后侧”、“后部”或“向后”。

贯穿本说明书，用相同参考标号表示的部件是相同或相似部件。

图1是根据本公开内容的示例性实施方式的电动水泵的截面图。

根据本公开内容的示例性实施方式的电动水泵1包括泵盖10、主体30、驱动器壳50以及驱动器盖70。

主体30接合至泵盖10的后端，以便形成涡卷室14和转子室35。驱动器壳50接合至主体30的后端以形成定子室45，并且驱动器盖70接合至驱动器壳50的后端以形成驱动器室85。

此外，涡卷室14中安装有叶轮17，并且转子室35中安装有固定至轴100的转子37。定子室45中安装有定子47，并且驱动器室85中安装有驱动器80。轴100具有中心轴线x，并且转子37以及轴100绕中心轴线x旋转。定子47与轴100的中心轴线x同轴地布置。

泵盖10在其前端部设置有入口12并且在其侧部设置有出口15。冷却剂通过入口12流入电动水泵1中，并且电动水泵1中的加压冷却剂通过出口15流出。水泵1的入口12的后端部20处形成有斜面3，并且后端部20从斜面3向后延伸。泵盖10的后端部20通过固定装置(诸如，螺栓B)覆盖主体30的安装部32。斜面3相对于轴100的中心轴线x倾斜。

用于使冷却剂加压的涡卷室14形成在泵盖10中，并且使通过出口15的冷却剂加压的叶轮17安装在涡卷室14中。叶轮17被固定至轴100的前端部并且与轴100一起旋转。为此目的，螺栓孔29形成在叶轮17的中间部，并且螺纹形成在螺栓孔29的内周缘处。插入螺栓孔29中的叶轮螺栓28被螺拧至轴100的前端部，使得叶轮17被固定至轴100。垫圈w可以插在叶轮17与叶轮螺栓28之间。

通过将叶轮17和转子37(水泵1的旋转元件)的中心以及定子47(水泵1的固定元件)的中心布置在中心轴线x上，可以平稳地引导流动到水泵1中的冷却剂并且可以改善水泵1的性能。

此外，叶轮17由多个叶片18分成多个区域。流动到多个区域中的冷却剂通过叶轮17的旋转而加压。同时，如图1中的箭头所标记的，流入入口12中的冷却剂经由叶轮17传送到转子室35中。

主体30具有朝向后面开放的中空圆柱形，并且被接合至泵盖10的后端部。主体30包括适配器25、分隔壁90、定子室45和转子室35。

适配器25在后端部处支撑分隔壁90。轴承安装部26从适配器25向后突出，并且轴承插在轴承安装部26与轴100之间，以便使轴100平稳旋转并且防止轴100倾斜。

适配器25的中间部形成有穿孔27，使得轴100的前端部通过该穿孔27突出至涡卷室14中。叶轮17固定至轴100的前部。本说明书描述的是，叶轮17通过叶轮螺栓28固定至轴100。然而，叶轮17还可压装至轴100的外部周缘。

在轴承安装部26的径向向外处，连接孔34形成在适配器25中。因此，如箭头所标记的，流动通过叶轮17的冷却剂通过连接孔34被传递到转子室35中。此外，流入转子室35中的冷却剂经过在分隔壁90与转子37之间形成的间隙5。通过水泵1的操作，在轴100、转子37和定子47处产生的热量通过冷却剂流进行冷却。因此，可以提高水泵1的耐用性。进一步地，防止冷却剂中的漂浮物聚集在转子室35中。

分隔壁90形成为在叶轮17的方向上敞开的杯型，并且被插在定子47与转子37之间。定子47在径向方向上向外布置，并且转子37在径向方向上向内布置。

分隔壁90包括前表面91，在泵盖10与前表面91之间形成涡卷室14。分隔壁90的前表面91设置有从外部周缘至其中心顺序形成的第一隔板92和第二隔板93。

第一隔板92接合至泵盖10的后端部20。密封装置(诸如，O形环O)可介于第一隔板与后端部20之间，以防止从涡卷室14泄漏冷却剂。

第二隔板93从前表面91向后突出，并且限定定子室45与转子室35之间的边界。定子47在第二隔板93的径向方向上向外安装。

定子室45在径向上形成在分隔壁90的外部处，并且定子47安装在定子室45中。定子47直接或间接固定至主体30，并且根据从外部源获得的控制信号而产生磁场。

转子室35径向形成在分隔壁90的内部处，并且支撑部60、转子37和轴100安装在转子室35中。

支撑部60由弹性橡胶材料制成，并且减轻轴100施加至轴承31的推力。同时，当支撑部60与轴承31直接连接时，在轴承31与橡胶材料的支撑部60之间可能产生旋转摩擦，并且可能使水泵1的性能劣化。因此，将推力环65安装在轴承31与支撑部60之间，并且可以减少旋转摩擦。

通过例如压装或者焊接，转子37被固定至圆柱形的轴100的外部周缘部。转子37处安装有永久磁铁，并且通过定子47中产生的磁场使转子37旋转。

参考图2至图4，以下将详细地描述轴100。

图2是部分A的放大示意图，图3是根据本公开内容的示例性实施方式的应用于电动水泵的翼部的立体图，以及图4是根据本公开内容的示例性实施方式的应用于电动水泵的翼部的截面图。

如图2至图4所示，轴100包括主干部105、延伸部120和翼部110。主干部105沿着中心轴线x在分隔壁90的中心中延伸。延伸部120在轴向方向上从主干部105向前或向后延伸，该延伸部具有小于主干部105的半径。

至少一个或多个翼部110可设置在轴100的前部或后部上。如果轴100旋转，则翼部110与轴100一起旋转。翼部110形成为翼形，以便当轴100旋转时使流体产生更多流动。换言之，翼部110可以在轴向方向上从主干部105的前侧或后侧延伸，并且可在径向向外的方向上从延伸部120的外部周缘延伸。

翼部110形成为普通叶片，并且这对本领域技术人员来说是众所周知的。因此，随着翼部110与轴100的旋转一起旋转，通过翼部110产生的动能加强流体的流动。水泵1可以通过穿过轴100与分隔壁90之间的间隙5的冷却剂被迅速冷却。

同时，本说明书中的翼部110是整体形成在轴100的后端部的形状，但是本公开内容不限于此。翼部110还可设置或者形成在轴100的任何部分处，包括冷却剂流过的轴100的前端部。

根据本公开内容的示例性实施方式，如图3至图4所示，翼部110被设置为从主干部105的侧表面或者延伸部120的外部周缘突出。翼部110包括至少一个长叶片111和至少一个短叶片112。

参考图4，每个长叶片111形成在延伸部120的外部周缘处，并且在径向向外的方向上比短叶片112延伸得更多。另外，每个短叶片112可以布置在每个长叶片111之间。

因此，当轴100旋转时，流动的变化可以高于将长叶片111和短叶片112形成为相同尺寸时所产生的流动。因此，可以提高冷却性能。

尽管每个长叶片111和每个短叶片112在径向向外的方向上延伸，但是在径向向外的方向上每个叶片的厚度可以变薄。例如，长叶片111和短叶片112可以呈锥形。长叶片111和短叶片112的端部可以形成为尖的形状。因此，每个长叶片111和每个短叶片112的侧面可以形成为是倾斜的，并且轴100旋转便可加强冷却剂的流动，同时受到转矩抗力的影响最小。

驱动器壳50被接合至主体30的后端以形成定子室45。如图2所示，驱动器壳50包括第一固定构件51和第二固定构件52，它们向前突出以便支撑分隔壁90。分隔壁90的一部分可以插入第一固定构件51与第二固定构件52之间，并且固定在它们之间。

可以在分隔壁90的后表面与驱动器壳50的前表面之间形成分隔空间D1、D2和D3。分隔空间D1、D2和D3中的每个可以形成在分隔壁90的后端表面与驱动器壳50的前端表面之间，分隔壁90的后表面与第一固定构件51的前端之间，以及分隔壁90的后表面与第二固定构件52的前端之间。这些分隔空间D1、D2和D3防止由轴100的推力产生的振动施加至驱动器80，该驱动器布置在驱动器壳50的后部处。

驱动器盖70在轴线方向上从驱动器壳50的表面开始形成，并且呈圆盘形。通过固定方式(诸如，螺栓)驱动器盖70被接合至驱动器壳50，以便形成驱动器室85。密封装置(诸如，O形环O)可径向向外地插入驱动器盖70，以防止外来物(诸如，灰尘)进入驱动器室85。

控制水泵1的操作的驱动器80安装在驱动器室85中。驱动器80包括微处理器和印刷电路板(PCB)。驱动器80电连接至布置在电动水泵1的外部的控制器(未示出)，并且从控制器接收控制信号。

如上所述，根据本公开内容的示例性实施方式，轴100与转子37一起旋转，并且轴100设置有翼部110。因此，加强穿过轴100与分隔壁90之间的间隙5的冷却剂的流动。因此，电动水泵1可具有高冷却效率和高性能水平。

尽管已结合目前被视为实用的示例性实施方式，对本公开内容进行了描述，但应当理解，本公开内容不限于所公开的实施方式。相反，本公开内容旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种电动水泵，所述电动水泵包括：

泵盖，具有供冷却剂流过的入口；

定子室，具有根据控制信号而产生磁场的定子；

转子室，具有通过所述磁场而旋转的转子；

分隔壁，配置为使所述定子室与所述转子室相分离；

轴，具有中心轴线，所述轴被固定至所述转子，以与所述转子一起绕所述中心轴线旋转；以及

叶轮，固定至所述轴的前部，所述叶轮与所述轴一起旋转并且对流过所述入口的冷却剂加压，

其中，在所述轴的一部分上形成有至少一个翼部，以加强所述冷却剂的流动。

2.根据权利要求1所述的电动水泵，其中，所述翼部形成在所述轴的前端部处或后端部处。

3.根据权利要求2所述的电动水泵，其中，所述轴包括：

主干部，沿着所述中心轴线延伸穿过所述分隔壁的中央；以及

延伸部，所述延伸部的直径小于所述主干部的直径，并且所述延伸部从所述主干部的前部或后部沿着所述中心轴线延伸，

其中，所述翼部具有至少一个能旋转的叶片，所述叶片从所述主干部的前部或后部突出，以加强所述冷却剂的流动。

4.根据权利要求3所述的电动水泵，其中，所述翼部具有至少一个能旋转的叶片，所述叶片在径向方向上从所述主干部或者所述延伸部的外部周缘部向外突出，以加强所述冷却剂的流动。

5.根据权利要求4所述的电动水泵，其中，所述翼部具有在径向方向上逐渐变窄的锥形形状，并且具有尖端部。

6.根据权利要求4所述的电动水泵，其中，所述翼部包括：

至少一个长叶片，配置为从所述外部周缘部在径向向外的方向上突出；以及

至少一个短叶片，配置为从所述外部周缘部在径向向外的方向上突出，所述至少一个短叶片的旋转半径小于所述至少一个长叶片的旋转半径。

7.根据权利要求6所述的电动水泵，其中，所述至少一个长叶片和所述至少一个短叶片交替地布置。

8.根据权利要求4所述的电动水泵，所述电动水泵进一步包括：

主体，所述主体具有所述定子室和所述转子室；以及

驱动器壳，安装在所述主体的后端处，所述驱动器壳具有在向前方向上突出的固定构件，以将所述分隔壁固定到所述驱动器壳。

9.根据权利要求8所述的电动水泵，其中，在所述分隔壁的后表面与所述驱动器壳的前表面之间形成有分隔空间。

10.根据权利要求9所述的电动水泵，其中，所述固定构件的前端部被布置为与所述分隔壁的后表面相分离。