CN1142370C - 泵装置 - Google Patents

Abstract

提供一种泵装置，其结构为，即使在为了节电高效地供应开水使外径大的叶轮低速旋转的结构中，也很难发生因气穴现象造成的叶轮空转。为达到这一目的，所述泵装置备有其旋转水平面的与吸入及排出的液体的液面平行的旋转的叶轮(2)，可自由旋转地容纳该叶轮(2)的泵室(3)，在该泵室(3)中设置借助叶轮(2)的旋转将液体吸入该泵室内的吸入口(32)，以及为将吸入的液体排出用的配置在叶轮(2)的半径方向的外侧排出口(33)，在与泵室(3)的叶轮(2)的上端侧的对向面上(间隔壁)(31)上，设置沿半径方向向外侧延伸的向重力方向的反方向倾斜的倾斜部(36)。

Description

泵装置

技术领域

本发明涉及用于开水器(ジヤ一ポツト：jar pot)等装置的小型的且适合于应付气穴现象的泵装置。

背景技术

在现有技术中，提出了内装电动泵装置的供应开水用的开水器装置的各种方案。此外，在过去，内装泵装置型的开水器装置，其主流产品为在外部壳体的底面与配置在该外部壳体的贮水槽的底面之间的空间(贮水槽的下侧部分)内，横向地配置上述泵装置。但是，近年来，为了节省空间，有减少开水器装置的整个尺寸的趋势，为使贮水槽下部薄型化，提出了不将泵装置配置在贮水槽的下部，而是将泵装置纵向地配置在贮水槽侧壁的外侧部分上等各种方案。

这种泵装置的主要结构，由作为驱动源的电动机，利用该电动机的驱动力使之在泵室内旋转的叶轮，以及可自由旋转地容纳该叶轮的泵室构成。同时，在泵室中，设置用于吸入贮水槽内的液体的吸入口，以及将所吸入的液体排出到开水器装置外部用的排出口。将一端连接到贮水槽的底面上的U形连接管的另一端连接到吸入口上。将一端连接到开水供应口上的管的另一端连接到排出口上。以这种方式构成的泵装置，当令叶轮旋转时，在叶轮的旋转中心部产生负压，利用该负压把贮水槽内的开水吸入到泵室内。然后，被吸入的开水从排出口被排出，经过上述管从开水供应口排出到开水器装置的外部。

开水供应用开水器装置，其用途是将在贮水槽内沸腾的开水由上述泵装置排出到外部。因此，对刚刚沸腾之后的开水立即进行开水供应时，刚刚沸腾之后的开水汽化，这种汽化生成的蒸汽由于在叶轮中心处产生的负压而变成大的气泡，发生所谓气穴现象。当这种大的气泡把叶轮包围时，叶轮会发生空转，不能汲取开水，从而存在着开水不能从开水供应口排出的问题。

此外，从经验上得知，当使泵装置的叶轮的外径缩小时，上述气泡易于逸出到叶轮的外侧，气泡容易从排出口经过管道排出到开水器装置的外部。因此，如果缩小叶轮的外径能够减轻上述气穴问题。但是，当缩小叶轮的外径时，泵效率降低，存在着开水排出量降低的问题。此外，如果加大大小叶轮的转数，即可解决气穴问题也可提高开水排出量。但是，这样一来，会增大耗电量，不符合近年来对节电的要求。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种泵装置所述泵装置的结构为，即使在采用为节省电力又能高效地供应开水而使外径大的叶轮低速旋转的结构的情况下，也很难发生因气穴现象而引起的叶轮空转。

发明内容

为达到这一目的，本发明的泵装置的特征为，它配备有其旋转水平面与吸入及排出的液体的液面平行地旋转的叶轮及可自由地旋转地容纳该叶轮的泵室，在该泵室内设置通过叶轮旋转将液体吸入该泵室内的吸入口，以及将所吸入的液体排出用的沿叶轮的半径方向外侧配置的排出口，在配置在泵室的叶轮的上端侧的面上，设置向半径方向外侧延伸的与重力方向相反的方向倾斜的倾斜部。

根据上述发明，将该泵装置作开水器的开水供应装置纵向设置配置在开水器内贮水槽外侧的空间内时，可将刚刚沸腾之后产生的气穴现象所引起的叶轮空转抑制在最低限度。即，在把刚刚沸腾之后的开水排出到开水器外部时，由叶轮旋转中心处产生的负压所生成的气泡，绕到叶轮的背面侧，即绕到泵室的顶板与叶轮之间的空间内，而该气泡则沿着倾斜部移动到叶轮的外侧。因此，该气泡不会包围叶轮，可从排出口排出。从而，可以防止因叶轮空转所造成的开水供应不足。

同时，另外一个发明，在上述泵装置中，倾斜部设置在配置于泵室的叶轮上端侧的面的排出口附近。这样，由于倾斜部形成于排出口附近，由气穴现象所生成的气泡易于更可靠地从排出口排出。

此外，另外一个发明，在上述泵装置中，在泵室的上方，相对于叶轮以用间隔壁隔开的状态对向地配置旋转磁铁，叶轮则配备有随着旋转磁铁的旋转、借助穿透间隔壁的磁吸引力与旋转磁铁从动的从动磁铁，与此同时，两个磁铁相对于旋转水平面大致平行的面相互之间用间隔壁隔开，以平面的形式对向地配置。

根据上述发明，可以将与间隔壁对向的部位同时制成平面状的相同形状的磁铁构成上述两个磁铁。因此，可用相同型式的结构制成两个磁铁，降低制造成本。而且，采用这种结构，由于两个磁铁相对于间隔壁的配置位置不受上述倾斜部的影响，从而不必加大两者之间的轴向距离。从而，可以制成不会降低两者之间的磁耦合力、能量效率更高的泵装置。

同时，另一个发明，在上述泵装置中，倾斜部形成于从配置于泵室的叶轮的上端侧的面的叶轮旋转中心附近直到对应于叶轮外侧的部位处。因此，可使因气穴现象生成的滞留在叶轮旋转中心附近的气泡更有效地移动到叶轮的外侧。

此外，另一个发明，在上述泵装置中，在泵室的上方相对于叶轮以用间隔壁隔开的状态对向地配置旋转磁铁，叶轮配备有伴随着旋转磁铁的旋转借助穿透间隔壁的磁吸引力与旋转磁铁从动的从动磁铁，旋转磁铁及从动磁铁之一或两者与间隔壁的对向面上，形成与在间隔上形成的倾斜部平行的倾斜面，将形成该倾斜面的磁铁相对于间隔壁沿轴向方向靠近地配置。

因此，通过在间隔壁上形成倾斜部防止两个磁铁彼此之间在轴向方向的距离增大。即，利用上述倾斜面通过旋转磁铁及从动磁铁中之一或两者相对于间隔壁沿轴向靠近地配置，可拉近两个磁铁间的距离，更充分地发挥磁铁的耦合力。从而，可更有效地将驱动源的力传导给叶轮，可制成能量效率更高的泵装置。

附图说明

图1是表示在本发明的第一个实施形式中的泵装置的纵剖面图。

图2是表示在本发明的第二个实施形式中的泵装置的纵剖面图。

图3是表示在本发明的第二个实施形式中的泵装置的纵剖面图。

具体实施方式

下面根据图1说明本发明的第一种实施形式的泵装置。

本发明的第一种实施形式的泵装置，如图1所示。具有作为驱动源的电动机1，借助该电动机1的驱动力旋转的叶轮2，可自由旋转地容纳该叶轮2的泵室3。该泵装置为配置在贮存液体用的容器(图中省略)的侧壁外侧型的。更具体地说，该泵装置适合于作为开水器的开水供应装置使用，预计将其配置在开水器的贮水槽的侧壁与外部壳体的侧壁之间的空间内。因此，如图1所示，该泵装置在竖立的状态下其使用方式为，将配置在电动机1下部的叶轮2的旋转水平面L与装入图中未示出的贮水槽内的液体的液面平行地配置。

电动机1，以其输出轴1a可自由旋转地突出到下方的方式保持在将该泵装置固定到开水器(图中省略)的规定位置上的固定用的固定构件4上。同时，在处于这种状态的电动机1的上方，突出有构成电源供应部的端子1b，与电源(图中省略)的连接线5连接到该端子上。

同时，在输出轴1a的下端部，即该电动机1的最下部上，固定有圆盘状构件6a的旋转中心部，在该圆盘状构件6a的下表面上固定有环状旋转磁铁6b。所述输出轴1a，圆盘状构件6a以及旋转磁铁6b，被容纳在固定于电动机壳体1c的下端面上的容纳壳体7内。

该容纳壳体7在其安装状态下，呈倒置的杯状，其上底面7a固定在电动机壳体1c的下端，所述上底面7a在其中央部设有孔，该孔用于将支承输出轴1a的轴承1d保持在其内周并同时使输出轴1a插入并贯穿到下方。同时，在该上底面7a的外周端部分上，形成向下方延伸的筒状部7b，用于将输出轴1a，圆盘状构件6a及旋转磁铁6b从径向方向的外侧覆盖。当经过连接线5向这样构成的电动机1供电时，圆盘状构件6a及旋转磁铁6b与输出轴1a一起在上述容纳壳体7内旋转。

在上述容纳壳体7的下方，配置容纳叶轮2的泵室3。该泵室3，设置从叶轮轴21的轴向方向的两侧以夹持叶轮2的方式配置大致为圆盘状的平面部的同时，并形成用基本上为圆筒状的壁部将所述两个平面部的外周端边缘连接起来的形状。泵室3的上侧平面部构成将泵室3的内部空间与电动机1侧隔离开的间隔壁31。该间隔壁31通过焊接在容纳壳体7的筒状部7b的最下端，将该泵室3的内部空间与电动机1侧隔离。

在该隔离壁31的与叶轮2的上端侧对向部位的中央，设置轴配合部31a，可自由旋转地支承叶轮2的叶轮轴21的上端嵌入并固定到该轴配合部31a上，叶轮2以该叶轮轴21为旋转中心在泵室3内旋转。

叶轮2在具有从叶轮轴21的下端方向将该叶轮轴21被覆的罩状旋转中心部22的同时，并具有备有向该旋转中心部22的半径方向呈发射状延伸的多个叶片的叶片部23。同时，在叶片部23上备有与以上述间隔壁31隔开的驱动源侧的旋转磁铁6b对向的从动磁铁24。因此，旋转磁铁6b借助电动机1的驱动力旋转时，叶轮2借助透过间隔壁31的磁吸引力跟随旋转磁铁6b旋转。

在容纳以上述方式构成的叶轮2的泵室3的下侧平面部的中央，设置借助叶轮2的旋转从容器(图中省略)内将液体吸入该泵室3内的吸入口32。在该吸入口32中央，与围绕泵室3的壳体成一整体的设置承受叶轮2的推力下降的推力垫部32a。该推力垫部32a具有这样的作用，即，当叶轮受到吸引力液体时所受到的压力而下降时，叶轮2的旋转中心部22与该推力垫部32a接触防止其继续下降。

同时，在构成叶轮2的半径方向外侧的泵室3的外周壁上设置用于借助叶轮2的旋转将吸入到泵室3内的液体排出的排出口33。同时，在该排出口33上连接设置突出到该泵室3的径向方向的外侧、且向上方延伸的排出管34。这样构成的泵室借助叶轮2在其内部的旋转，液体从上述吸入口32流入，所流入的液体从排出口33排向排出管34。

此外，上述泵室3由配置在容纳壳体7侧的第一箱体37及配置在该第一箱体37下部的第二箱体38形成。第一箱体备有上述间隔壁31，以及从该间隔壁31的外周缘部分向下方延伸、围绕叶轮2的半径方向外侧的外周壁35。进而，在第一箱体37上与上述排出口33的一部分一起成一整体地形成排出管34。同时，该筒状壁部35的下端缘部分为开放端，将第二箱体38以堵塞该开放端的方式被覆并焊接于其上。借此，第一箱体37及第二箱体38成为一个整体。此外，在第二箱体38上，设置构成排出口33的一部分的部分，以及用于使液体顺滑地从排出口33向排出管34侧移动用的向上方倾斜的倾斜部38a。

下面，对上述间隔壁31进一步进行详细地描述。

间隔壁31的径向尺寸稍大于叶轮2       的外径。因此，备有与叶轮2的的上端对向的对向部位X，以及，比该对向部位X进一步向径向方向的外侧配置的、与叶轮2的上端不对向的非对向部位Y。在对向部位X中，靠近上述排出口33的部分上，设置沿半径方向向外侧与重力方向相反的方向，即向图1中的上方缓缓倾斜的倾斜部36。此外，在该第一种实施形式中，倾斜部36从上述对向部位X的排出口33附近起进一步向排出口33附近的非对向部位Y侧连续地形成，同时进一步一直连续地倾斜到与其外侧的与排出管34连接设置部位39处。

这样，上述本发明的第一种实施形式的泵装置，在配置于叶轮2的上端侧的间隔壁31处的排出口33附近的部分处，设置沿着半径方向向外侧与重力相反的方向倾斜的倾斜部36。因此，在把该泵装置作为上述开水器的供应开水用的装置以纵向设置配置时，可以将刚刚沸腾之后产生的气穴现象所造成的叶轮的空转抑制到最低限度。即，在把刚刚沸腾之后的开水排出到开水器外部时，由在叶轮2的旋转中心产生的负压所生成的气泡绕到叶轮的背面侧，即绕到泵室3的间隔壁31与叶轮2之间的空间S内，该气泡沿着上述倾斜部36顺滑地向叶轮2的径向方向的外侧移动。因此，该气泡不会包围叶轮2，而从排出口33排出。从而，可以防止因叶轮空转所造成的开水供应不足。

同时，在这种如上所述的第一种实施形式中，通过设置倾斜部36，与现有结构的泵装置相比，它是一种在刚刚沸腾之后供应开水时，不容易引起叶轮2空转的结构。因此，可以制成比现有结构的泵装置叶轮2的外径R更大的结构，同时通过以低速旋转这种大的叶轮2，可以用小的功率更有效地供应开水。此外，在后面所述的第二及第三种实施形式中也具有同样的效果。

此外，如图1所示，在该第一种实施形式中，两个磁铁6b，24，相对于上述叶轮2的旋转水平面L，在基本上平行的面彼此之间由间隔壁31隔开、以平面地方式对向地配置。在上述间隔壁31上，形成倾斜部36，该倾斜部36从两个磁铁6b，24的对向部位X的外周端附近一直到其外侧形成。因此，由间隔壁隔开的、对向配置的两个磁铁6b，24，即使其对向面之间为平面状，也不会受到倾斜部36存在的影响，可将两个磁铁沿轴向靠近地配置。从而，两个磁铁6b，24之间能够高效地传递磁吸引力。此外，通过采用这种结构，可以用相同型式的结构制造两个磁铁6b，24，从而可以降低制造成本。

此外，在上述第一种上述形式是本发明的优选实施形式，但本发明并不限于此，在不超出本发明的主旨的范围内，可进行各种变形加以实施。例如，在上述第一种实施形式中，倾斜部36位于间隔壁31的排出口33的附近部位处，从与叶轮2的上端对向部位X开始进一步经过其外侧的非对向部位Y一直延伸到与排出管34连接设置部位39。但是，倾斜部36也可以不延伸到与排出口34的连接设置部位39。同时，倾斜部36也可以仅形成于对向部位X处，或者也可以仅形成于非对向部位Y处。此外，形成于对向部位X上，相对于非对向部位Y的部分不设倾斜部而制成平面，在排出管34与连接设置部位39上设置与对向部位X与同样的倾斜部也可以。进而，倾斜部36从非对向部位Y开始一直原封不动地延伸到与排出管34的连接设置部39也可以。

进而，也可以采用如图2所示的第二种实施形式的结构。即，将把泵室3的内部空间与电动机1侧隔开的间隔壁31的中央侧(比上述第一种实施形式中的倾斜部36更靠近半径方向的内侧)不制成平面，而是制成其顶点部31A突出到叶轮2侧的圆锥状，上述倾斜部36不仅形成于排出口33的附近而是形成于间隔壁31的整个圆周上。当从与叶轮2的对向部位X的中央附近向对应于叶轮2的外侧的部位形成大的倾斜部36时，在发生空穴时绕到叶轮2的上端缘中央的气泡很容易地从叶轮2的半径方向的外侧移动。从而，所述第二种实施形式能够更可靠地防止由气穴造成的叶轮2的空转。

此外，在该图2所示的第二种实施形式中，倾斜部36一直延续到配置在对向部位X的外侧的非对向部位Y，倾斜部36进一步延伸到其外侧的与排出管34的连接设置部位39，但该倾斜部36也可以仅形成于对向部位X，或者，也可以仅形成于对向部位X及与排出管34的连接设置部39处(在非对向部位Y不形成倾斜部)。

此外，在图2所示的第二种实施形式中，由于将间隔壁31制成大致所圆锥形，电动机1侧的旋转磁铁6b与叶轮2的从动磁铁24的距离H1与上述第一种实施形式中旋转磁铁6b与从动磁铁24间的距离H相比，大幅度加宽(在第二种实施形式中，与上述第二种实施形式相比，实际上加宽了三倍)。因此，第二种实施形式与第一种实施形式相比，虽然作为防止因气穴造成的防止空转的措施会发挥更好的效果，但两个磁铁6b与24之间产生的磁力则不能更有效地被进行传递。但是，这在不过分追求泵效率的情况下，采用这种结构也不成问题。

同时，图3所示的第三种实施形式，使上述第二种实施形式中的两个磁铁6b，24之间的距离H1变窄，以便提高泵的效率。即，在第三种实施形式中，间隔壁31的形状与上述第二实施例中上述形式一样，但在配置于间隔壁31的两侧的两个磁铁6b，24上也分别形成与该间隔壁31的倾斜部36的倾斜角相吻合的倾斜面6c，24c。借此，使两个磁铁6b，24之间的距离H2与上述第一种上述形式的两个磁铁之间的距离H基本上相等。从而，所述第三种实施形式在具有第二种实施形式的效果，即具有在产生气穴时使气泡很容易从叶轮2的半径方向向外侧移动的效果，与此同时，还可高效率地传递磁力。

此外，在第三种实施形式中，各磁铁6b，24分别与间隔壁31的对向面是同样倾斜的，但也可以只有一个磁铁具有倾斜面。这样在间隔壁大致为圆锥形的情况下，与第二种实施形式的两个磁铁6b，24都不是倾斜面的情况相比，通过使两个磁铁6b，24中任何一个具有以对应于互感壁31的倾斜角倾斜的面，可以缩短两个磁铁6b，24之间的距离，提高磁效率。

此外，上述各实施形式分别为本发明的优选实施形式的一个例子，但本发明并不限于此，在不超出本发明的主旨的范围内可以实施各种变形。例如，在上述各实施形式中，配置在泵室3的叶轮2的上端侧的面，即，形成于间隔壁31，31A上的倾斜部36，全部与是否包含其它部分在内被形成的无关，至少都形成于排出口33的附近，但是，这种倾斜部36也可以不形成于排出口33的附近，例如，仅形成于中央附近也可以。这是由于在这种结构中，由气穴现象生成的气泡滞留在叶轮2的旋转中心附近的气泡，也可以沿着气穴部36向叶轮2的外侧方向移动。

同时，在上述各实施形式中，在用间隔壁31隔开的状态下，两个磁铁6b，24对向配置，利用这两个磁铁6b，24之间的磁吸引力将电动机1的驱动力传递给叶轮2，即所谓采用磁耦合方式。但是，本发明也适用于不采用磁耦合方式、例如，将电动机的输出轴直接突出到泵室内、将插入贯穿该电动机输出轴用的孔部分用密封构件嵌入的结构的泵装置。

同时，在上述各实施形式中，说明了将电动机1纵向地配置在泵室3的下方的结构。进而，电动机不是纵向配置而是横向配置的，将齿轮配合到其输出轴上，采用从正交方向提取输出的结构也可以。例如，也可以在输出轴上设置蜗杆，将旋转磁铁6b设置在配合到该蜗杆上的蜗轮轴上。

如上面所描述的，本发明的泵装置，在配置于泵室的叶轮的上端侧的面上设置沿半径方向向外侧延伸的与重力方向相反的方向倾斜的倾斜部。因此，在将该泵装置作为开水器供应开水用的装置，配置在开水器内的贮水槽的外侧的空间内的情况下，可以把由刚刚沸腾之后的气穴现象所生成的气泡赶到叶轮的半径方向的外侧。因此，防止叶轮被气泡包围，可将刚刚沸腾之后剧烈沸腾时的叶轮的空转现象抑制到最低限度。

Claims (6)

1、一种泵装置，其特征为，它备有旋转水平面与吸入及排出的液体的液面平行的旋转叶轮以及可自由旋转地容纳该叶轮的泵室，其中，在该泵室中设置通过上述叶轮的旋转将液体吸入到该泵室内的吸入口以及将吸入的液体排出用的配置在上述叶轮半径方向外侧的排出口，在配置在上述泵室的上述叶轮的上端侧的面止，设置沿半径方向向外侧延伸的与重力方向相反的方向倾斜的倾斜部。

2、如权利要求1所述的泵装置，其特征为，前述倾斜部设置在配置于前述泵室的前述叶轮的上端侧的面的前述排出口附近。

3、如权利要求2所述的泵装置，其特征为，在前述泵室的上方相对于前述叶轮在用间隔壁隔开的状态下，对向地配置旋转磁铁，前述叶轮配备有随着上述旋转磁铁的旋转借助穿过间隔壁的磁吸引力与上述旋转磁铁从动的从动磁铁，同时上述两个磁铁，相对于前述旋转水平面，在基本上平行的面相互之间以上述间隔壁隔开、以平面的方式对向的配置。

4、如权利要求1所述的泵装置，其特征为，前述倾斜部从配置在前述泵室的前述叶轮的上端侧的面的前述叶轮旋转中心的附近一直到对应于前述叶轮的外侧的部位形成。

5、如权利要求4所述的泵装置，其特征为，在前述泵室的上方相对于前述叶轮在用间隔壁隔开的状态下，对向地配置旋转磁铁，前述叶轮配备有随着上述旋转磁铁的旋转借助穿过间隔壁的磁吸引力与上述旋转磁铁从动的从动磁铁，在上述旋转磁铁及上述从动磁铁之一或两者与上述间隔壁的对向面上，形成与上述间隔壁上形成的前述倾斜部平行的倾斜面，将形成该倾斜面的磁铁相对于上述间隔壁沿轴向方向靠近地配置。

6、如权利要求1至5中任何一个所述的泵装置，其特征为，它具有与前述排出口连通的同时向上方延伸的排出管，在前述排出口与上述排出管的连接设置部位、与前述泵室连续的部位处，设置将形成于前述泵上的倾斜部沿半径方向向外侧延长的倾斜部。