TW201323718A - 內旋式噴射泵浦 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種內旋式噴射泵浦，至少包括螺旋葉片、具有複數個磁極之永久磁鐵圓柱形轉子以及定子電樞。轉子係為中空環體並固定於螺旋葉片外，相鄰之磁極彼此之磁場相異。定子電樞設於轉子外，定子線圈被加以通電後即具有旋轉磁場，且定子之磁場可被電性調變，轉子便因定子之旋轉磁場被調變而帶動螺旋葉片轉動。本發明係將內嵌有螺旋葉片之轉子，置於定子電樞內，因此內旋式噴射泵浦整體之體積有效地被縮減。本發明之內旋式噴射泵浦利用轉子與定子之間所產生之磁場感應來帶動內嵌螺旋葉片之轉子旋轉，再電性調變定子電樞線圈所產生之磁場來帶動轉子，並可藉由控制調變頻率，進而控制轉子之旋轉速度，以令流入轉子之流體隨著螺旋葉片之轉動而獲得動能並有效控制流體之流動速度，可有效地提高輸出效能。

Description

內旋式噴射泵浦

本發明是有關於一種內旋式噴射泵浦，尤指一種內嵌螺旋葉片之轉子與環設於轉子外之定子電樞之間產生磁場感應，再電性調變定子電樞線圈之旋轉磁場以令轉子帶動螺旋葉片轉動，可有效地提高輸出效能並可有效地縮減整體體積之內旋式噴射泵浦。

泵浦在工業及日常生活中主要用於運送流體，亦可用於液、氣混合物之運送。而離心泵係一種運用離心力將速度能轉換為壓力之泵浦。請參閱第1圖所示，其係繪示現有之離心泵之示意圖。現有之離心泵係包括馬達10及中空泵體20，中空泵體20內設有葉輪30，且中空泵體20上設有入水孔210及出水孔220。葉輪30與馬達10係彼此連接，且葉輪30可由馬達10連動而作高速旋轉。流體自入水孔210流進中空泵體20內，隨著葉輪30之轉動而獲得動能後，再由出水孔220流出。

然而，現有之離心泵，其馬達10係連接於中空泵體20外，整體之體積仍然較大。再者，現有之離心泵其輸出效能偏低，亦即，輸入電能予馬達10後，經由馬達10轉軸軸心連帶離心泵帶動壓縮葉輪30再推動流體輸出之過程中，其整體效能經由多處損耗後約莫只有一半之輸出效能，是效能極低之耗能驅動方式。前述皆為仍待解決之技術課題。

有鑑於習知技術之各項問題，本發明人基於多年研究開發與諸多實務經驗，提出一種內旋式噴射泵浦，以作為改善上述缺點之實現方式與依據。

本發明之其一目的在於，提供一將圓柱形永久磁鐵之具複數個磁極之轉子嵌於螺旋葉片外，再將定子套設於轉子外，定子線圈之旋轉磁場可被電性調變，轉子上相鄰磁極彼此磁場相異之內旋式噴射泵浦。

本發明之另一目的在於，提供一整體之體積有效地被縮減之內旋式噴射泵浦。

本發明之再一目的在於，提供一可有效地提高輸出效能之直接驅動型內旋式噴射泵浦。

依據本發明之上述目的，本發明提供一內旋式噴射泵浦，至少包括螺旋葉片、具有複數個磁極之圓柱形永久磁鐵轉子、定子以及係為中空之殼體。轉子係為具有複數個磁極之永久磁鐵中空環體並嵌於螺旋葉片外，相鄰之磁極彼此之磁場相異。定子電樞設於轉子外，定子電樞線圈被加以通電後即具有旋轉磁場，且定子之旋轉磁場可被電性調變，轉子便因定子之旋轉磁場被調變而於定子內帶動螺旋葉片轉動。殼體之兩側皆具有開口，定子設於殼體內，定子又環設於轉子外，定子與轉子之間具有一預設氣隙空間。本發明之內旋式噴射泵浦係將轉子嵌設於固接有螺旋葉片之中空管體外，再將定子電樞設於轉子外，因此內旋式噴射泵浦整體之體積有效地被縮減。再者，本發明之內旋式噴射泵浦利用轉子與定子之間所產生之磁場感應，再電性調變定子之旋轉磁場，以令流入轉子之流體隨著螺旋葉片之轉動而獲得動能並流動，此種運作方式可有效地提高輸出效能。

茲為使貴審查委員對本發明之技術特徵及所達到之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明如後。

以下將參照相關圖式，說明本發明內旋式噴射泵浦，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

首先，請參閱第2圖所示，其係繪示本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之立體分解示意圖。本發明之內旋式噴射泵浦包括螺旋葉片1、轉子2、定子3、止推軸承4、軸承5、蓋體6、殼體7、橡膠片8以及固定片9。螺旋葉片1固接於中空管體11內，且螺旋葉片1之長度大於中空管體11之長度。轉子2貼設於固接有螺旋葉片1之中空管體11外，而轉子2係為永久磁鐵之中空環體並具有複數個磁極21，相鄰之磁極21彼此之磁性相異。前述轉子2可由複數個永久磁鐵環形接設所構成，以構成複數個磁區；亦或轉子2表面貼設有複數個永久磁鐵，以構成複數個磁區。前述轉子2之材料為永磁材料。定子3環設於轉子2外。定子3例如為電樞，電樞具有三相平衡之線圈。定子3電樞上之線圈被加以通電後即具有磁場，且定子3之磁場可被電性調變。殼體7之兩側對稱設置有止推軸承4、軸承5、蓋體6、橡膠片7以及固定片9。

請再一併參閱第3A圖所示，其係繪示本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之止推軸承示意圖。止推軸承4包括第一環形體41及第二環形體42。第一環形體41具有磁性，且第一環形體41之橫向相對應之兩側具有相異之磁場、第二環形體42具有磁性，且第二環形體42之橫向相對應之兩側具有相異之磁場。第一環形體41及第二環形體42皆具有穿孔43，以供螺旋葉片1穿設，且第一環形體41及第二環形體42之半徑相異。第一環形體41與第二環形體42面對面對應，且第一環形體41與第二環形體42橫向之相鄰側彼此磁場相斥。

請再一併參閱第3B圖所示，其係繪示本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之軸承示意圖。軸承5包括第三環形體51及第四環形體52。第三環形體51具有磁性，且第三環形體51之縱向相對應之兩側具有相異之磁場、第四環形體52具有磁性，且第四環形體52之縱向相對應之兩側具有相異之磁場。第三環形體51及第四環形體52皆具有穿孔53。第三環形體51之穿孔53係供螺旋葉片1穿設，而第四環形體52之穿孔53係供第三環形體51置放於其內，且第三環形體51與第四環形體52橫向或縱向之相鄰側彼此磁場相斥。

蓋體6之一側具有通孔61，以供流體或液氣混合物流動。而殼體7係為中空，且殼體7之橫向兩側皆具有開口71。此外，固定片9具有穿孔91，以供螺旋葉片1穿設。另外，橡膠片8亦具有穿孔81，以供螺旋葉片1穿設以及止推軸承4置放。

請再一併參閱第4A圖及第4B圖所示，其係分別繪示本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之組合狀態之中央處之俯視剖面示意圖及本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之組合狀態之中央處之側視剖面示意圖。首先，轉子2貼設於內部固接有螺旋葉片1之中空管體11外，而定子3設於中空之殼體7內，且轉子2又設於定子3內，使得定子3環設於轉子2外，且與轉子2之間具有預設氣隙空間，使得轉子2於定子3內轉動時不會與定子3之內壁產生摩擦。接著，螺旋葉片1於殼體7之一側朝遠離殼體7之方向，依序穿過固定片9之穿孔91、第三環形體51之穿孔53、第二環形體42之穿孔43以及第一環形體41之穿孔43。另外，橡膠片8組設於蓋體6內，前述螺旋葉片1再穿過橡膠片8之穿孔81，使得止推軸承4恰好位於橡膠片8之穿孔81，此時，螺旋葉片1係位於蓋體6內。最後，再將蓋體6與殼體7彼此固接。

同樣地，螺旋葉片1於殼體7對稱於前述該側之另一側朝遠離殼體7之方向依序穿過固定片9之穿孔91、第三環形體41之穿孔43、第二環形體42之穿孔43以及第一環形體41之穿孔43。同樣地，橡膠片8組設於蓋體6內，前述螺旋葉片1再穿過橡膠片8之穿孔81，使得止推軸承4恰好置放於橡膠片8之穿孔81，此時，螺旋葉片1係位於蓋體6內。最後，再將蓋體6與殼體7彼此固接。而蓋體6及殼體7選擇性地包覆有絕緣防水物[圖中未示]，使得蓋體6及殼體7絕緣且防水。前述絕緣防水物可採用市面上常見之絕緣防水材料，例如聚氨酯，由於並非本發明之要點所在，故於此不再贅述。

請再一併參閱第5圖所示，其係繪示本發明內旋式噴射泵浦之運作方式示意圖。定子3被加以通電後即具有旋轉磁場，轉子2與定子3之間便產生有磁場感應，再以控制電路[圖中未示]電性調變定子3之旋轉磁場，由於轉子2具有複數個磁極21，且相鄰之磁極21彼此之磁場相異，因此貼設於螺旋葉片1之轉子2，便因定子3之電樞線圈被驅動調變產生平衡旋轉磁場，進而以貫軸A為中心以轉子2帶動螺旋葉片1於原處旋轉。此時，由於第一環形體41與第二環形體42橫向相鄰之側彼此磁場相斥、第三環形體51與第四環形體52縱向之相鄰側彼此磁場相斥，使得轉子2旋轉時，因橫向之斥力而不會被推出於蓋體6外、因橫向及縱向之斥力而不會與定子3產生摩擦，可確保轉子2旋轉時之穩定性。

流體則以如圖中所示之流入方向B，由殼體7一側之蓋體6之通孔61流入轉子2後，便隨著螺旋葉片1之轉動而獲得動能並流動，最後由殼體7與該側對應之另一側之蓋體6之通孔61流出。而前述螺旋葉片1之轉動速度，可藉由控制電路[圖中未示]之調變頻率加以控制。

需特別說明，經由上述說明，本發明所屬技術領域者即能夠明瞭如何以控制電路調變定子3之旋轉磁場，且如何以控制電路調變定子3之磁場為習知技術，故於此亦不再贅述其細節。

綜上所述，本發明內旋式噴射泵浦至少具有下述之優點：

1.整體之體積有效地被縮減：

本發明之內旋式噴射泵浦係將轉子貼設於固接有螺旋葉片之中空管體外，再將定子環設於轉子外，內旋式噴射泵浦整體之體積有效地被縮減。

2.輸出效能高：

本發明之內旋式噴射泵浦利用轉子與定子之間所產生之磁場感應，再電性調變定子之旋轉磁場，以令流入轉子之流體隨著螺旋葉片之旋轉而獲得動能並流動，此種運作方式可有效地提高輸出效能。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．螺旋葉片

10．．．馬達

11．．．中空管體

2．．．轉子

20．．．中空泵體

21．．．磁極

210．．．入水孔

220．．．出水孔

3．．．定子

30．．．葉輪

4．．．止推軸承

41．．．第一環形體

42．．．第二環形體

43．．．穿孔

5．．．軸承

51．．．第三環形體

52．．．第四環形體

53．．．穿孔

6．．．蓋體

61．．．通孔

7．．．殼體

71．．．開口

8．．．橡膠片

81．．．穿孔

9．．．固定片

91．．．穿孔

A．．．貫軸

B．．．流入方向

第1圖係為現有之離心泵之示意圖；

第2圖係為本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之立體分解示意圖；

第3A圖係為本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之止推軸承示意圖；

第3B圖係為本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之軸承示意圖；

第4A圖係為本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之組合狀態之中央處之俯視剖面示意圖；

第4B圖係為本發明內旋式噴射泵浦之第一較佳實施例之組合狀態之中央處之側視剖面示意圖；以及

第5圖係為本發明內旋式噴射泵浦之運作方式示意圖。

1．．．螺旋葉片

11．．．中空管體

2．．．轉子

3．．．定子

41．．．第一環形體

42．．．第二環形體

51．．．第三環形體

52．．．第四環形體

6．．．蓋體

61．．．通孔

7．．．殼體

8．．．橡膠片

9．．．固定片

A．．．貫軸

B．．．流入方向

Claims (10)

1. 一種內旋式噴射泵浦，至少包括：一螺旋葉片；一具有複數個磁極之轉子，該轉子係為中空環體並設於該螺旋葉片外，相鄰之各該磁極彼此之磁場相異；一定子，該定子環設於該轉子外，該定子具有可被電性調變之磁場，該轉子便因該定子之磁場被調變而於該定子內帶動該螺旋葉片轉動；以及一中空之殼體，該殼體之兩側皆具有開口，該定子設於該殼體內，該定子與該轉子之間具有一預設氣隙空間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之內旋式噴射泵浦，其中該螺旋葉片固接於一中空管體內，且該螺旋葉片之一長度大於該中空管體之一長度，該轉子貼設於固接有該螺旋葉片之該中空管體外。
3. 如申請專利範圍第1項所述之內旋式噴射泵浦，其中該轉子由複數個永久磁鐵環形接設所構成，以構成該些磁極。
4. 如申請專利範圍第1項所述之內旋式噴射泵浦，其中該轉子表面貼設有複數個永久磁鐵，以構成該些磁極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之內旋式噴射泵浦，其中該轉子之材料為永磁材料。
6. 如申請專利範圍第1項所述之內旋式噴射泵浦，其中該定子為一電樞，該電樞具有三相平衡之線圈。
7. 如申請專利範圍第1項所述之內旋式噴射泵浦，其中更包括至少一蓋體、至少一止推軸承、至少一軸承、至少一橡膠片以及至少一固定片，該蓋體之一側具有一通孔，該止推軸承包括一第一環形體及一第二環形體，該第一環形體及該第二環形體皆具有一穿孔，以供該螺旋葉片穿設該軸承包括一第三環形體，該第三環形體具有一穿孔，以供該螺旋葉片穿設，該固定片具有一穿孔，以供該螺旋葉片穿設，該橡膠片亦具有一穿孔，該螺旋葉片於該殼體之至少一側朝遠離該殼體之方向依序穿過該固定片之該穿孔、該第三環形體之該穿孔、該第二環形體之該穿孔以及該第一環形體之該穿孔，該橡膠片組設於該蓋體內，該螺旋葉片再穿過該橡膠片之該穿孔，使得該止推軸承恰好置放於該橡膠片之該穿孔，該螺旋葉片係位於該蓋體內，該蓋體與該殼體彼此固接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之內旋式噴射泵浦，其中該止推軸承包括一第一環形體及一第二環形體，該第一環形體具有磁性，且該第一環形體之橫向相對應之兩側具有相異之磁場、該第二環形體具有磁性，且該第二環形體之橫向相對應之兩側具有相異之磁場，該第一環形體及該第二環形體皆具有一穿孔，以供該螺旋葉片穿設，該第一環形體與該第二環形體面對面對應，且該第一環形體與該第二環形體橫向之相鄰之側彼此磁場相斥。
9. 如申請專利範圍第8項所述之內旋式噴射泵浦，其中該第一環形體及該第二環形體之半徑相異。
10. 如申請專利範圍第7項所述之內旋式噴射泵浦，其中該軸承包括一第三環形體及一第四環形體，該第三環形體具有磁性，且該第三環形體之縱向相對應之兩側具有相異之磁場、該第四環形體具有磁性，且該第四環形體之縱向相對應之兩側具有相異之磁場，該第三環形體及該第四環形體皆具有一穿孔，該第三環形體之該穿孔係供螺旋葉片穿設，而該第四環形體之該穿孔係供該第三環形體置放於其內，且該第三環形體該與第四環形體橫向或縱向之相鄰一側彼此磁場相斥。