JP6177956B2 - ウォーターポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウォーターポンプ装置に関するものであって、特にエネルギー変換効率を効果的に向上させることができるウォーターポンプ装置に関するものである。

ウォーターポンプは、家庭でよく見られる水電気設備であって、出水口、入水口、モーター及びインペラーを備える。ウォーターポンプの主要な原理は、インペラーはモーターに接続されており、モーターの運転はインペラーの回転を連動することができ、インペラーが回転する時に生じる圧力差によって出水口の圧力は入水口の圧力より大きくなり、したがって入水口から流入する水流は出水口から排出される。

上述したように、従来のウォーターポンプにおいて、インペラーはモーターの回転軸に接続されて、モーターが回転軸を駆動すると、回転軸は回転しながらインペラーの回転を連動し、このような構造設計及び駆動方式は目下よく見られるウォーターポンプ構造及び駆動方式である。しかし、インペラーを回転軸に接続させて、回転軸を駆動することによりインペラーの回転を連動する構造及び駆動方式は、そのエネルギー変換効率が理想ではなく、つまり従来のウォーターポンプは使用過程で電力消耗が大きい。だから、ウォーターポンプのエネルギー変換効率をどのように向上させることは、本技術分野の関係人員が関心する焦点となっている。

米国特許第８９６１１５４号明細書

従来の技術に存在する問題を解決するために、本発明は優れるエネルギー変換効率を有するウォーターポンプ装置を提供する。

本発明に係わるウォーターポンプ装置は、駆動モーター、ハウジング、磁気回転部材及び磁気インペラーユニットを備える。駆動モーターは外に向かって伸びる回転軸を備える。ハウジングは駆動モーターに配置される。ハウジングは収容部及び汲水部を備え、回転軸は収容部の内部に位置し、汲水部は入水口及び出水口を備える。磁気回転部材はハウジングの収容部の内部に配置され、回転軸は磁気回転部材を貫く。磁気回転部材は交互に配列され且つ磁極が異なる複数の第一表面及び複数の第二表面を備える。磁気インペラーユニットは磁気回転部材の上方に配置され且つハウジングの汲水部の内部に位置する。磁気インペラーユニットは交互に配列され且つ磁極が異なる複数の第三表面及び複数の第四表面を備え、複数の第三表面の磁極と複数の第一表面の磁極は同じであり、複数の第四表面の磁極と複数の第二表面の磁極は同じである。

本発明の１つの実施例において、磁気インペラーユニットは、円盤状の磁石、ホイールハブ及び複数の羽根をさらに備える。円盤状の磁石は磁気回転部材に対面する底表面を有し、底表面は複数の第三表面及び複数の第四表面を備える。複数の羽根は別々にホイールハブに接続され、複数の羽根は放射状にホイールハブから外に向かって伸びる。

本発明の１つの実施例において、磁気インペラーユニットは、カバー及び少なくとも１つの突出部をさらに備える。カバーは円盤状の磁石に配置され且つ複数の羽根を覆い、カバーは第一開口及び少なくとも１つの固定孔を有し、カバーと円盤状の磁石との間に空間と第二開口が有し、第一開口はハウジングの入水口に対応され、第二開口はハウジングの出水口に対応される。突出部は複数の羽根の中の１つに配置され、突出部はカバーの固定孔を貫く。

本発明の１つの実施例において、磁気回転部材は円盤状の磁石の底表面に対面する頂表面をさらに備え、頂表面は複数の第一表面及び複数の第二表面を備え、頂表面の面積と底表面の面積はほぼ同じである。

本発明の１つの実施例において、磁気回転部材は、円盤状磁石、矩形盤状磁石又は多辺形盤状磁石であることができる。

従来の技術に比べて、本発明に係わるウォーターポンプ装置において、磁気インペラーユニットは磁気回転部材の上方に配置され、磁気インペラーユニットと磁気回転部材はいかなる接続部材によって接続されていなく、磁気回転部材は交互に配列された複数の第一表面及び複数の第二表面を備え、複数の第一表面の磁極と複数の第二表面の磁極は異なり、磁気インペラーユニットは交互に配列された複数の第三表面及び複数の第四表面を備え、複数の第三表面の磁極と複数の第四表面の磁極は異なる。このような構造設計によって、ウォーターポンプ装置が運転状態にあると、磁気インペラーユニットと磁気回転部材との間に生じる吸引力及び反発力によって、磁気回転部材は磁気インペラーユニットの回転を連動し、このような駆動方式はエネルギー変換効率をさらに向上させることができ、節電効果が明らかである。

以下、本発明の目的、特徴、利点について、分かり易くように、以下の図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の実施例に係るウォーターポンプ装置の断面図である。 図１に示すウォーターポンプ装置の磁気回転部材及び磁気インペラーユニットの立体構造と相対位置を示す図である。

図１及び図２を参照すると、図１は本発明の実施例に係るウォーターポンプ装置１の断面図であり、図２は図１に示す磁気回転部材１３及び磁気インペラーユニット１４の立体構造と相対位置を示す図である。図１及び図２に示されたように、本実施例に係わるウォーターポンプ装置１は、駆動モーター１１と、ハウジング１２と、磁気回転部材１３と、磁気インペラーユニット１４と、を備える。駆動モーター１１は、外に向かって伸びる回転軸１１１を備える。ハウジング１２は、駆動モーター１１の上に配置されている。ハウジング１２は、収容部１２１及び汲水部１２２を備え、駆動モーター１１の回転軸１１１は収容部１２１の内部に位置し、汲水部１２２は入水口１２２１及び出水口１２２２を備える。磁気回転部材１３はハウジング１２の収容部１２１の内部に配置され、駆動モーター１１の回転軸１１１は磁気回転部材１３を貫き、具体的に説明すると、回転軸１１１は磁気回転部材１３の中心位置を貫く。磁気回転部材１３は交互に配列された複数の第一表面１３１及び複数の第二表面１３２を備え、複数の第一表面１３１の磁極（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｏｌｅ）と複数の第二表面１３２の磁極は異なり、例えば、複数の第一表面１３１の磁極はＮ極であり、複数の第二表面１３２の磁極はＳ極であるが、本発明はそれに限定されるものではない。磁気インペラーユニット１４は、磁気回転部材１３の上方に配置され且つハウジング１２の汲水部１２２の内部に位置する。磁気インペラーユニット１４は、交互に配列された複数の第三表面１４１及び複数の第四表面１４２を備え、複数の第三表面１４１の磁極と複数の第四表面１４２の磁極は異なり、例えば、複数の第三表面１４１の磁極はＮ極であり、複数の第四表面１４２の磁極はＳ極であるが、本発明はそれに限定されるものではない。磁気インペラーユニット１４の複数の第三表面１４１の磁極と磁気回転部材１３の複数の第一表面１３１の磁極は同じであり（例えば、Ｎ極である）、磁気インペラーユニット１４の複数の第四表面１４２の磁極と磁気回転部材１３の複数の第二表面１３２の磁極は同じである（例えば、Ｓ極である）。

図２において、ただ磁気インペラーユニット１４の円盤状の磁石１４３だけを示し、円盤状の磁石１４３について後で説明する。本実施例において、磁気回転部材１３は円盤状磁石であるが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の実施例において、磁気回転部材１３は、例えば、矩形盤状磁石又は多辺形盤状磁石である。

本実施例において、磁気回転部材１３の第一表面１３１と第二表面１３２は別々に第一磁石ユニット１３３と第二磁石ユニット１３４の表面であり、第一表面１３１と第二表面１３２の数量は別々に４個であり、即ち第一磁石ユニット１３３と第二磁石ユニット１３４の数量は別々に４個である。磁気インペラーユニット１４の第三表面１４１と第四表面１４２は別々に第三磁石ユニット１４６と第四磁石ユニット１４７の表面であり、第三表面１４１と第四表面１４２の数量は別々に４個であり、即ち第三磁石ユニット１４６と第四磁石ユニット１４７の数量は別々に４個である。本実施例において、第一表面１３１、第二表面１３２、第三表面１４１及び第四表面１４２の数量は別々に４個であるが、本発明はそれに限定されるものではなく、第一表面１３１、第二表面１３２、第三表面１４１及び第四表面１４２の数量は実際情況の需要によって適当に増減することができる。複数の第一磁石ユニット１３３と複数の第二磁石ユニット１３４は互いに接続され、複数の第三磁石ユニット１４６と複数の第四磁石ユニット１４７は互いに接続される。

本実施例に係わるウォーターポンプ装置１が運転状態にあると、磁気回転部材１３の複数の第一表面１３１、複数の第二表面１３２と磁気インペラーユニット１４の複数の第三表面１４１、第四表面１４２との間に吸引力と反発力が発生するので、駆動モーター１１の駆動による回転軸１１１の回転が磁気回転部材１３の回転を連動する時、磁気回転部材１３と磁気インペラーユニット１４との間の連続する吸引力と反発力によって、磁気回転部材１３はさらに磁気インペラーユニット１４の回転を連動する。磁気インペラーユニット１４が回転する時に生じる圧力差によって出水口１２２２の圧力は入水口１２２１の圧力より大きくなり、したがって入水口１２２１から流入する水流は出水口１２２２から排出される。このような駆動方式はウォーターポンプ装置１のエネルギー変換効率をさらに向上させることができ、換言すると、磁気回転部材１３と磁気インペラーユニット１４との間の吸引力と反発力によって磁気インペラーユニット１４の回転を駆動する方式は、優れる節電効果を有する。

以下、本実施例に係わるウォーターポンプ装置１の構造に対して詳細に説明する。

図１を参照すると、本実施例に係わる磁気インペラーユニット１４は、円盤状の磁石１４３、ホイールハブ１４４及び複数の羽根１４５をさらに備える。円盤状の磁石１４３は磁気回転部材１３に対面する底表面１４３０を有し、底表面１４３０は複数の第三表面１４１及び複数の第四表面１４２を備える（図２を参照）。ホイールハブ１４４は円盤状の磁石１４３に設置される。複数の羽根１４５は別々にホイールハブ１４４に接続され、具体的に説明すると、本実施例において、複数の羽根１４５とホイールハブ１４４は一体成型され、複数の羽根１４５は放射状にホイールハブ１４４から外に向かって伸びるが、本発明はそれに限定されるものではない。

本実施例に係わる磁気インペラーユニット１４は、カバー１４８及び少なくとも１つの突出部１４９をさらに備える。カバー１４８は、円盤状の磁石１４３に配置され且つ複数の羽根１４５を覆う。カバー１４８は少なくとも１つの固定孔１４８０と第一開口１４８１を有し、カバー１４８と円盤状の磁石１４３との間に空間Ｓと第二開口１４８２が有し、第一開口１４８１はハウジング１２の入水口１２２１に対応され、第二開口１４８２はハウジング１２の出水口１２２２に対応される。本実施例において、カバー１４８が有する固定孔１４８０の数量は２つであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、固定孔１４８０の数量は実際需要によって増減することができる。突出部１４９は複数の羽根１４５の中の１つに配置され、本実施例において、突出部１４９の数量は２つであり、２つの突出部１４９はカバー１４８の２つの固定孔１４８０にそれぞれに対応されるが、本発明はそれに限定されるものではない。カバー１４８を円盤状の磁石１４３に配置して複数の羽根１４５を覆う場合、複数の突出部１４９はカバー１４８の複数の固定孔１４８０をそれぞれに貫いて、カバー１４８を円盤状の磁石１４３に確実に固定することができる。

ハウジング１２の入水口１２２１から入る水流は第一開口１４８１を経て空間Ｓの内部に流入し、磁気インペラーユニット１４が回転する時に生じる圧力差によって出水口１２２２の圧力は入水口１２２１の圧力より大きくなり、従って空間Ｓ内の水流は第二開口１４８２を経て出水口１２２２から排出される。

図１に示されたように、本実施例に係わる磁気回転部材１３は円盤状の磁石１４３の底表面１４３０に対面する頂表面１３０をさらに備え、頂表面１３０は複数の第一表面１３１及び複数の第二表面１３２を備える。本実施例において、磁気回転部材１３の頂表面１３０の面積と円盤状の磁石１４３の底表面１４３０の面積はほぼ同じであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の実施例において、磁気回転部材１３の頂表面１３０の面積は円盤状の磁石１４３の底表面１４３０の面積より小さいか又は大きいことができる。

上述したように、本発明のウォーターポンプ装置１において、磁気インペラーユニット１４は磁気回転部材１３の上方に配置され、磁気インペラーユニット１４と磁気回転部材１３はいかなる接続部材によって接続されていなく、磁気回転部材１３は交互に配列された複数の第一表面１３１及び複数の第二表面１３２を備え、複数の第一表面１３１の磁極と複数の第二表面１３２の磁極は異なり、磁気インペラーユニット１４は交互に配列された複数の第三表面１４１及び複数の第四表面１４２を備え、複数の第三表面１４１の磁極と複数の第四表面１４２の磁極は異なる。このような構造設計によって、ウォーターポンプ装置１が運転状態にあると、磁気インペラーユニット１４と磁気回転部材１３との間に生じる吸引力及び反発力によって、磁気回転部材１３は磁気インペラーユニット１４の回転を連動し、このような駆動方式はエネルギー変換効率をさらに向上させることができ、節電効果が明らかである。

以上本発明は実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明を制限するためのものではない、その要旨を逸脱しない限り、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる種々の変更や類似の構成は、すべて最も広い解釈によって本発明の保護範囲内に含まれる。

１ ウォーターポンプ装置
１１ 駆動モーター
１２ ハウジング
１３ 磁気回転部材
１４ 磁気インペラーユニット
１１１ 回転軸
１２１ 収容部
１２２ 汲水部
１３０ 頂表面
１３１ 第一表面
１３２ 第二表面
１３３ 第一磁石ユニット
１３４ 第二磁石ユニット
１４１ 第三表面
１４２ 第四表面
１４３ 円盤状の磁石
１４４ ホイールハブ
１４５ 羽根
１４６ 第三磁石ユニット
１４７ 第四磁石ユニット
１４８ カバー
１４９ 突出部
１２２１ 入水口
１２２２ 出水口
１４３０ 底表面
１４８０ 固定孔
１４８１ 第一開口
１４８２ 第二開口
Ｓ 空間

Claims (4)

1. 外に向かって伸びる回転軸を備える駆動モーターと、
   前記駆動モーターに配置され、収容部及び汲水部を備え、前記回転軸が前記収容部の内部に位置し、前記汲水部が入水口及び出水口を備えるハウジングと、
   前記収容部の内部に配置され、前記回転軸に貫かれ、交互に配列された複数の第一表面及び複数の第二表面を備え、複数の前記第一表面の磁極と複数の前記第二表面の磁極が異なる磁気回転部材と、
   前記磁気回転部材の上方に配置され且つ前記汲水部の内部に位置し、交互に配列された複数の第三表面及び複数の第四表面を備え、複数の前記第三表面の磁極と複数の前記第四表面の磁極が異なり、複数の前記第三表面の磁極と複数の前記第一表面の磁極が同じであり、複数の前記第四表面の磁極と複数の前記第二表面の磁極が同じである磁気インペラーユニットと、
   を備え、
   前記磁気インペラーユニットは、
   前記磁気回転部材に対面する底表面を有し、前記底表面が複数の前記第三表面及び複数の前記第四表面を備える円盤状の磁石と、
   前記円盤状の磁石に設けられたホイールハブと、
   別々に前記ホイールハブに接続され、放射状に前記ホイールハブから外に向かって伸びる複数の羽根と、
   前記円盤状の磁石に配置され且つ複数の前記羽根を覆うカバーと、
   を備え、
   前記カバーには、前記カバーが上方に突出する部分によって、前記カバーより上方にある前記入水口からの水が流入する第１開口が形成されており、
   前記カバーにおいて前記第１開口を形成している突出部分は、前記汲水部の内壁面のうち前記入水口の周辺に向かって延びていることを特徴とするウォーターポンプ装置。
2. 前記カバーは、少なくとも１つの固定孔を有し、前記円盤状の磁石とともに空間と第二開口を形成し、
   前記第二開口が前記出水口に対応しており、
   前記磁気インペラーユニットは、複数の前記羽根の中の１つに配置され、前記カバーの固定孔を貫く少なくとも１つの突出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のウォーターポンプ装置。
3. 前記磁気回転部材は前記底表面に対面する頂表面をさらに備え、前記頂表面は複数の前記第一表面及び複数の前記第二表面を備え、前記頂表面の面積と前記底表面の面積はほぼ同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載のウォーターポンプ装置。
4. 前記磁気回転部材は、円盤状磁石、矩形盤状磁石又は多辺形盤状磁石であることができることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のウォーターポンプ装置。

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