CN205036629U - 叶轮、流体泵及液冷装置 - Google Patents

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林宗伟
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Abstract

一种叶轮、流体泵及液冷装置，其中叶轮包含：转轴；叶轮主体，连接于该转轴并受该转轴的带动而旋转，该叶轮主体包含有一顶部、一底部以及一侧部；一第一组叶片，设置于该叶轮主体的顶部表面上，用以带动流体向转轴的离心方向流动；以及一第二组叶片，设置于该叶轮主体的侧部表面，其中至少一叶片上具有一斜面，该斜面带动流体由该顶部沿该侧部向该底部的方向流动。本实用新型还提供了具有上述叶轮的流体泵和液冷装置。

Description

叶轮、流体泵及液冷装置
技术领域
本实用新型涉及一种叶轮、流体泵装置及液冷装置，特别是一种应用于电子系统中的叶轮、流体泵装置及液冷装置。
背景技术
请参见图1，其为现有技术集成电路芯片的水冷散热系统中水泵(waterpump)1的剖面示意图，其中主要表达出叶轮(impeller)10进行顺时针旋转来带动水泵腔体内的水沿图中箭头19流动。
再请参见图2A、图2B，其为上述叶轮10的顶面与底面的构造示意图，其中顶面上具有带动水冷液进行流动的凸出叶片100，而叶轮10底部与顶部间则是设置有多个通孔11，该多个通孔11是用让水冷液通过而可以顺利流入叶轮10底部空间的通道。但是，当水泵1正常运作时，离心力会导致水冷液快速甩出，使叶轮10底部空间的水冷液减少，而当叶轮10底部腔体的水冷液过少时，将会导致叶轮10底部与顶部间的压力不均，导致叶轮10运转容易有偏摆与不稳定的现象，使得叶轮轴心12与轴承13间的摩擦过多。而孔径过大的通孔11也是让叶轮10底部的液体压力无法有效维持的原因，如此将会让叶轮10的运转不稳而产生磨损，进而减少水泵的使用寿命以及发生转速不易维持稳定的缺失。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种叶轮、流体帮浦泵装置及液冷装置，以改善现有技术流体泵中叶轮的技术缺失。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种叶轮，应用于一流体泵中，其中，该叶轮包含：
一转轴；
一叶轮主体，连接于该转轴并通过该转轴带动旋转，该叶轮主体包含有一顶部、一底部以及一侧部；
一用以带动流体向该转轴的离心方向流动的第一组叶片，设置于该叶轮主体的顶部表面上；以及
一第二组叶片，设置于该叶轮主体的侧部表面，其中至少一叶片上具有一带动流体由该顶部沿该侧部向该底部的方向流动的斜面。
上述的叶轮，其中，该叶轮主体的该顶部为一圆柱体的顶部，该叶轮主体的该侧部为该圆柱体的侧部，该转轴固接至该叶轮主体底部的圆心处。
上述的叶轮，其中，该叶轮主体的顶部与底部间设置有至少一通孔，该通孔的直径小于或等于1毫米。
上述的叶轮，其中，该第一组叶片包含多个相同形状的弧状凸块，平均分布于该叶轮主体的顶部，每一该弧状凸块由该顶部的圆心向外延伸，该弧状凸块弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
上述的叶轮，其中，该第二组叶片包含多个直线凸块，平均分布于该叶轮主体的侧部表面上，该直线凸块的表面形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
上述的叶轮，其中，该第二组叶片包括形成多个凹槽的该侧部表面，该凹槽的侧壁形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
上述的叶轮，其中，还包含一第三组叶片，该第三组叶片包含有多个相同形状的弧状凹痕，平均分布于该叶轮主体的底部表面，每一该弧状凹痕由底部圆心向外延伸，该多个弧状凹痕弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种流体泵，其中，包含：
一壳体，具有一腔体与连通至该腔体的一流体入口与一流体出口；以及
一叶轮单元，其包含：
一转轴；
一叶轮主体，容置于该腔体中并连接于该转轴并通过该转轴带动旋转，该叶轮主体包含有一顶部、一底部以及一侧部；
一用以带动流体向该转轴的离心方向流动的第一组叶片，设置于该叶轮主体的顶部表面上；以及
一第二组叶片，设置于该叶轮主体的侧部表面，其中至少一叶片上具有一带动流体由该顶部沿该侧部向该底部的方向流动的斜面。
上述的流体泵，其中，该叶轮主体的该顶部为一圆柱体的顶部，该叶轮主体的该侧部为该圆柱体的侧部，该转轴固接至该叶轮主体底部的圆心处。
上述的流体泵，其中，该叶轮主体的顶部与底部间设置有至少一通孔，该通孔的直径小于或等于1毫米。
上述的流体泵，其中，该第一组叶片包含多个相同形状的弧状凸块，平均分布于该叶轮主体的顶部，每一该弧状凸块由该顶部的圆心向外延伸，该弧状凸块弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
上述的流体泵，其中，该第二组叶片包含多个直线凸块，平均分布于该叶轮主体的侧部表面上，该直线凸块的表面形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
上述的流体泵，其中，该第二组叶片包括形成多个凹槽的该侧部表面，该凹槽侧壁形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
上述的流体泵，其中，还包含一第三组叶片，该第三组叶片包含有多个相同形状的弧状凹痕，平均分布于该叶轮主体的底部表面，每一该弧状凹痕由底部圆心向外延伸，该多个弧状凹痕弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
为了更好地实现上述目的，本实用新型还提供了一种液冷装置，接触一热源，并驱动一冷却液从一液体入口朝向一液体出口流动，其中，该液冷装置包括：
一用于接触该热源的热交换模块，与该液体出口连通；以及
一泵模块，连通该热交换模块和该液体入口，并设置一叶轮单元，以将该冷却液导入该热交换模块，该叶轮单元包括：
一转轴；
一叶轮主体，容置于该腔体中并连接于该转轴并通过该转轴带动旋转，该叶轮主体包含有一顶部、一底部以及一侧部；
一用以带动流体向该转轴的离心方向流动的第一组叶片，设置于该叶轮主体的顶部表面上；以及
一第二组叶片，设置于该叶轮主体的侧部表面，其中至少一叶片上具有一带动流体由该顶部沿该侧部向该底部的方向流动的斜面。
上述的液冷装置，其中，该叶轮主体的该顶部为一圆柱体的顶部，该叶轮主体的该侧部为该圆柱体的侧部，该转轴固接至该叶轮主体底部的圆心处。
上述的液冷装置，其中，该叶轮主体的顶部与底部间设置有至少一通孔，该通孔的直径小于或等于1毫米。
上述的液冷装置，其中，该第一组叶片包含多个相同形状的弧状凸块，平均分布于该叶轮主体的顶部，每一该弧状凸块由该顶部的圆心向外延伸，该弧状凸块弯曲弧线的开口方向与叶轮主体旋转的方向相反。
上述的液冷装置，其中，该第二组叶片包含多个直线凸块，平均分布于该叶轮主体的侧部表面上，该直线凸块的表面形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
上述的液冷装置，其中，该第二组叶片包括形成多个凹槽的该侧部表面，该凹槽的侧壁形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
上述的液冷装置，其中，该热交换模块和该泵模块分离设置成两个腔体。
上述的液冷装置，其中，该热交换模块和该泵模块整合在同一个腔体内。
上述的液冷装置，其中，还包含一第三组叶片，该第三组叶片包含有多个相同形状的弧状凹痕，平均分布于该叶轮主体的底部表面，每一该弧状凹痕由底部圆心向外延伸，该多个弧状凹痕弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
本实用新型的有益功效在于：
本实用新型的叶轮、泵以及液冷装置，因其中叶轮构造的侧面与内部具有特殊构造而使得完成的泵将具有内部压力稳定、运转平顺且轴心与轴承间的摩擦减少等优点。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为现有技术集成电路芯片的水冷散热系统的剖面示意图；
图2A、图2B为现有技术中叶轮的顶面与底面的构造示意图；
图3A、图3B为本实用新型第一实施例构造示意图；
图4A、4B为图3A的叶轮主体的俯视与仰视的立体构造示意图；
图5A、5B为上述叶轮主体的第二组叶片的另一实例的俯视与仰视构造示意图；
图6为本实用新型叶轮应用于液冷装置的示意图；
图7A、7B为本实用新型叶轮主体的再一实施例构造的俯/仰视的构造示意图；
图8A、8B为本实用新型叶轮主体的又一实施例构造的俯/仰视的构造示意图。
其中，附图标记
水泵1叶轮10
箭头19凸出叶片100
通孔11叶轮轴心12
轴承13叶轮主体3
顶部30第一组叶片301
壳体2腔体20
转轴39流体出口22
侧部31第二组叶片311
斜面3110底部32
空间329转轴39
外壳体37通孔35
凹槽50斜面500
热源69液体入口681
液体出口682热交换模组60
泵模组61第三组叶片70、80
弧状凹痕701、801
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
体现本实用新型特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的样态上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图式在本质上为当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
请参见图3A为本实用新型为改善现有技术手段缺失所发展出来关于可应用在流体泵及液冷装置中的叶轮的第一实施例构造示意图，在图3A中可看出，在流体泵中设置有叶轮，而其中的叶轮主体3，连接于转轴39并受转轴39的带动而旋转，叶轮主体3的顶部30的表面上仍设置有具有带动水冷液进行流动的第一组叶片301。而在本例中，第一组叶片301由多个相同形状的弧状凸块所组成，平均分布于该叶轮主体3的顶部30表面，每一弧状凸块由顶部圆心向外延伸，该多个弧状凸块弯曲弧线的开口方向与叶轮主体3进行旋转的方向相反。在本图中，当叶轮主体3进行顺时针旋转时，将用以带动流体泵的壳体2内部的腔体20中的流体，由流体入口(本图未示出)被引入并向转轴39的离心方向流动(如图中箭头38所示)至流体出口22后送出。
另外，本实用新型还另设有第二组叶片311，设置于该叶轮主体3的侧部表面，其中至少一叶片上具有一斜面，而该斜面带动流体由该顶部沿该侧部向该底部的方向流动。其构造的实施例可参考图3A以及图3B的所示，该叶轮主体3的侧部31表面还设置有第二组叶片311，其中该多个叶片311上各具有一斜面3110，该多个斜面3110相对于顶部30或底部32的表面间具有一个角度且朝向底部32。而以旋转的方向来进行定义，斜面3110朝着旋转的方向，是由低处往高处向上延伸，该多个朝向底部32的斜面3110将带动流体由该顶部30沿该侧部31向该底部32的方向流动，其目的就是将一部分的流体带往叶轮主体3的底部32，将叶轮主体3的底部32所设置的空间329中保有液体的压力，进而维持叶轮运转的稳定度。由图3B所示的剖面图可看出，该叶轮主体3的主要轮廓为一圆柱体，而该顶部30便为圆柱体的顶部，该叶轮主体3的该侧部31便为该圆柱体的侧部，该转轴39固接至该叶轮主体3的底部32的圆心处。该叶轮主体3的底部32的空间329为与水泵(waterpump)的外壳体37的形状相配合。而第二组叶片311所带入的流体便进行入底部32与水泵(waterpump)的外壳体37间的空间329。
再请参见图4A与4B为上述叶轮主体3的俯视与仰视的立体构造示意图，其中还可以看出，本实用新型为能让原本位于叶轮底部空间329中的空气可以顺利排出，而让散热液体可以顺利进入底部空间329，因此也设有通孔35，该通孔35的直径可小于等于现有技术通孔的尺寸，大约在1毫米或小于1毫米而不须过大，其尺寸可根据流体的特性与叶轮的转速来进行设计。但缩小化的通孔尺寸，也有助于叶轮的结构强化。因为本实用新型的第二组叶片，本例是以多个直线凸块，平均分布于该叶轮主体3的侧部31表面上，该直线凸块的表面形成该斜面3110，该斜面3110相对于该顶部30或该底部32的表面间具有一个角度且朝向该底部32，该斜面3110朝着转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。如此将可以把一部分的流体带往叶轮主体3的底部32也可有助于气体的排出，使得叶轮主体3的底部32所设置的空间329中保有液体的压力，而为能让压力不减损，甚至可以直接将通孔35省略。
再请参见图5A与5B为上述叶轮主体3的第二组叶片311的另一实例的俯视与仰视构造示意图，其与图4A与4B所示的实例的不同处在于该第二组叶片由叶轮主体3的侧部31的表面所形成的多个凹槽50来构成，该凹槽50的侧壁形成叶片所需要的斜面500，同样地，该斜面500相对于该顶部30或该底部32的表面间具有一个角度且朝向该底部32，该斜面500朝着转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。如此也可以把部分的流体带往叶轮主体3的底部32，使得叶轮主体3的底部32所设置的空间329中保有液体的压力。而为能让底部压力不减损，甚至可以直接将通孔35省略，而此例便是表示出把通孔35省略的结构例。
本实用新型所述的叶轮及所完成的流体泵，如图6，可应用于各式液冷装置，适于接触一热源69来进行散热，例如集成电路芯片各类电子元件，用来驱动一冷却液等各类流体从一液体入口681朝向一液体出口682流动。该液冷装置包括：一热交换模块60，用于接触该热源69，并与液体出口682连通，而泵模块61则连通该热交换模块60和该液体入口681，泵模块61中便可设置有上述的叶轮单元，用以将该冷却液导入该热交换模块60，该叶轮单元的细节就不再赘述。而该热交换模块60和该泵模块61可以分离设置成两个腔体，或是也可整合在同一个腔体中。
再请参见图7A与7B为本实用新型关于叶轮主体3的再一实施例构造的俯/仰视的构造示意图，其与图4A与4B的大部分结构皆相同，最大的不同处是在该叶轮主体3的底部32的表面上完成有第三组叶片70，如图所示，该第三组叶片70由多个弧状凹痕701构成。而在本例中，多个相同形状的弧状凹痕701平均分布于该叶轮主体3的底部32的表面，每一弧状凹痕701由底部圆心向外延伸，该多个弧状凹痕701弯曲弧线的开口方向与叶轮主体3进行旋转的方向相反。在本图中，当叶轮主体3进行顺时针旋转时，将用以带动叶轮主体3的底部32中的流体向下向外流出，进而避免叶轮主体3底部流体的压力过大而使叶轮主体3不当上浮，用以将叶轮主体3维持在适当的位置上运转。
再请参见图8A与8B为本实用新型关于叶轮主体3的又一实施例构造的俯/仰视的构造示意图，其与图5A与5B的大部分结构皆相同，最大的不同处是在该叶轮主体3的底部32的表面上完成有第三组叶片80，如图所示，该第三组叶片80由多个弧状凹痕801构成。而在本例中，多个相同形状的弧状凹痕801平均分布于该叶轮主体3的底部32的表面，每一弧状凹痕801由底部圆心向外延伸，该多个弧状凹痕801弯曲弧线的开口方向与叶轮主体3进行旋转的方向相反。在本图中，当叶轮主体3进行顺时针旋转时，将用以带动叶轮主体3的底部32中的流体向下向外流出，进而避免叶轮主体3底部流体的压力过大而使叶轮主体3不当上浮，使叶轮主体3能维持在适当的位置上运转。
如此一来，以本实用新型技术手段所完成的叶轮、包含该叶轮的泵以及液冷装置，因其中叶轮构造的侧面与内部具有特殊构造而使得完成的泵将具有内部压力稳定、运转平顺且轴心与轴承间的摩擦减少等优点。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (23)

1.一种叶轮，应用于一流体泵中，其特征在于，该叶轮包含：
一转轴；
一叶轮主体，连接于该转轴并通过该转轴带动旋转，该叶轮主体包含有一顶部、一底部以及一侧部；
一用以带动流体向该转轴的离心方向流动的第一组叶片，设置于该叶轮主体的顶部表面上；以及
一第二组叶片，设置于该叶轮主体的侧部表面，其中至少一叶片上具有一带动流体由该顶部沿该侧部向该底部的方向流动的斜面。
2.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，该叶轮主体的该顶部为一圆柱体的顶部，该叶轮主体的该侧部为该圆柱体的侧部，该转轴固接至该叶轮主体底部的圆心处。
3.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，该叶轮主体的顶部与底部间设置有至少一通孔，该通孔的直径小于或等于1毫米。
4.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，该第一组叶片包含多个相同形状的弧状凸块，平均分布于该叶轮主体的顶部，每一该弧状凸块由该顶部的圆心向外延伸，该弧状凸块弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
5.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，该第二组叶片包含多个直线凸块，平均分布于该叶轮主体的侧部表面上，该直线凸块的表面形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
6.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，该第二组叶片包括形成多个凹槽的该侧部表面，该凹槽的侧壁形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
7.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，还包含一第三组叶片，该第三组叶片包含有多个相同形状的弧状凹痕，平均分布于该叶轮主体的底部表面，每一该弧状凹痕由底部圆心向外延伸，该多个弧状凹痕弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
8.一种流体泵，其特征在于，包含：
一壳体，具有一腔体与连通至该腔体的一流体入口与一流体出口；以及
一叶轮单元，其包含：
一转轴；
一叶轮主体，容置于该腔体中并连接于该转轴并通过该转轴带动旋转，该叶轮主体包含有一顶部、一底部以及一侧部；
一用以带动流体向该转轴的离心方向流动的第一组叶片，设置于该叶轮主体的顶部表面上；以及
一第二组叶片，设置于该叶轮主体的侧部表面，其中至少一叶片上具有一带动流体由该顶部沿该侧部向该底部的方向流动的斜面。
9.如权利要求8所述的流体泵，其特征在于，该叶轮主体的该顶部为一圆柱体的顶部，该叶轮主体的该侧部为该圆柱体的侧部，该转轴固接至该叶轮主体底部的圆心处。
10.如权利要求8所述的流体泵，其特征在于，该叶轮主体的顶部与底部间设置有至少一通孔，该通孔的直径小于或等于1毫米。
11.如权利要求8所述的流体泵，其特征在于，该第一组叶片包含多个相同形状的弧状凸块，平均分布于该叶轮主体的顶部，每一该弧状凸块由该顶部的圆心向外延伸，该弧状凸块弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
12.如权利要求8所述的流体泵，其特征在于，该第二组叶片包含多个直线凸块，平均分布于该叶轮主体的侧部表面上，该直线凸块的表面形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
13.如权利要求8所述的流体泵，其特征在于，该第二组叶片包括形成多个凹槽的该侧部表面，该凹槽侧壁形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
14.如权利要求8所述的流体泵，其特征在于，还包含一第三组叶片，该第三组叶片包含有多个相同形状的弧状凹痕，平均分布于该叶轮主体的底部表面，每一该弧状凹痕由底部圆心向外延伸，该多个弧状凹痕弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
15.一种液冷装置，接触一热源，并驱动一冷却液从一液体入口朝向一液体出口流动，其特征在于，该液冷装置包括：
一用于接触该热源的热交换模块，与该液体出口连通；以及
一泵模块，连通该热交换模块和该液体入口，并设置一叶轮单元，以将该冷却液导入该热交换模块，该叶轮单元包括：
一转轴；
一叶轮主体，容置于一腔体中并连接于该转轴并通过该转轴带动旋转，该叶轮主体包含有一顶部、一底部以及一侧部；
一用以带动流体向该转轴的离心方向流动的第一组叶片，设置于该叶轮主体的顶部表面上；以及
一第二组叶片，设置于该叶轮主体的侧部表面，其中至少一叶片上具有一带动流体由该顶部沿该侧部向该底部的方向流动的斜面。
16.如权利要求15所述的液冷装置，其特征在于，该叶轮主体的该顶部为一圆柱体的顶部，该叶轮主体的该侧部为该圆柱体的侧部，该转轴固接至该叶轮主体底部的圆心处。
17.如权利要求15所述的液冷装置，其特征在于，该叶轮主体的顶部与底部间设置有至少一通孔，该通孔的直径小于或等于1毫米。
18.如权利要求15所述的液冷装置，其特征在于，该第一组叶片包含多个相同形状的弧状凸块，平均分布于该叶轮主体的顶部，每一该弧状凸块由该顶部的圆心向外延伸，该弧状凸块弯曲弧线的开口方向与叶轮主体旋转的方向相反。
19.如权利要求15所述的液冷装置，其特征在于，该第二组叶片包含多个直线凸块，平均分布于该叶轮主体的侧部表面上，该直线凸块的表面形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
20.如权利要求15所述的液冷装置，其特征在于，该第二组叶片包括形成多个凹槽的该侧部表面，该凹槽的侧壁形成该斜面，该斜面相对于该顶部或该底部的表面间具有一个角度且朝向该底部，该斜面朝着该转轴旋转的方向而由低处往高处向上延伸。
21.如权利要求15所述的液冷装置，其特征在于，该热交换模块和该泵模块分离设置成两个腔体。
22.如权利要求15所述的液冷装置，其特征在于，该热交换模块和该泵模块整合在同一个腔体内。
23.如权利要求15所述的液冷装置，其特征在于，还包含一第三组叶片，该第三组叶片包含有多个相同形状的弧状凹痕，平均分布于该叶轮主体的底部表面，每一该弧状凹痕由底部圆心向外延伸，该多个弧状凹痕弯曲弧线的开口方向与该叶轮主体旋转的方向相反。
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