TWI322232B - Pump and liquid supply system - Google Patents
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Description
24435pif.doc 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種由馬達驅動以吸取和排出液體 以及具有這種泵的液體供給系統。 %、栗 【先前技術】 近年來,對具有小的液體容積的小型提高泵的市户+ 求曰益增加。傳統的離心泵具有以下結構,其中葉 置在單一軸上的多級内,以便獲得泵的提高特性了而疋。又 增大泵的外徑。在該結構中,液體順序地由多級葉輪 能量,從而被提升到一高水平處。 ' 豎立型多級離心泵包括以多級豎直地設置的葉輪,1 中每個葉輪在其周邊表面上具有棑出口’且在复底側具 吸取口。圖5A至5C示出了這種葉輪的示範結掮;:如圖5 至5C所不,葉輪沿著其周邊具有多個導向葉片丨^^和多 回流葉片I28 ’該多個導向葉片m形成沿切線方向的 路徑,該多重回流葉片128形成回流路徑,以收隼在壓力 從導向路徑流到下-級葉輪的吸取σ137 128呈放射狀地設置於多級葉輪之間。 虹u抓茶月 回流葉片128是由多個薄肋132 凹入路徑133的總容積設定成大於/ 。在肋132間形成的 域的非路徑部分(肋)的總容積成所述路徑的整個區 利申請No. 2003-184778)。也就β a例如’參見日本公開專 的總容積定義為VI,並將非路經將流動路徑(流路) 則VI大於V2 (V1>V2)。 分的總容積定義為V2, 1322232 24435pif.doc 然而,曰本公開專利申請Ν〇· 2003-184778中所揭露的 技術主要應用于南液體容積的栗,其具有相對較大的吸取 口和排出口。在該技術應用於具有小吸取口和排出口的低 液體容積的小型提高泵中時,即,在該技術應用於低特定 速率(specific rate )的泵中時,導向葉片和回流葉片的路 徑的橫截面積將變得大於吸取口的橫截面積,從而使得流 動路徑突然擴大,其將使液體損失增加。 【發明内容】 因此,本發明的目的在於提供一種低液體容積和低液 體損失的高效率提高泵,其中,它避免了在低特定速率泵 中k回流葉片的上游側朝向下游側之流動路徑的突然擴 大,因此使得液體流動平穩;本發明的目的還在於提供一 種使用這種泵的液體供給系統。 …根據本,明的一個實施例,提供了一種栗,其包括泵 早凡,該泵單it包括至少兩個葉輪’以用於吸取和排出液 體該葉輪以夕級设置,泵殼,其容納泉單元並設有用於 液體的吸取π和排出π ;馬達單元,其狀驅動泵單元; 夕個導向葉片,錢向葉片沿著葉輪的切線方向(切向) 形成^個導向路徑;以及多重回流葉片,其呈放射狀地設 置於葉輪之間,以形成收集在壓力下從導向路徑流到下一 級葉輪祕取口之《_徑,其中,所朗流葉片具有 如此結構’其中由多個肋形成的凹人路徑的人口的整個橫 截面積是設定鱗於或大於吸取口的觀面積,而凹入路 徑的整個容積是設定為小於除㈣_之外_路徑部分 1322232 24435pif.doc 的總容積。 一利用這種配置,可以避免在低特定速率的 =片的上_向下游之流動特的 得; 穩的液體流動。 攸向獲侍千 的液體供貝失小’並且提供—種具有上述果 在本發_實_巾4包括轉元,該泵單元包括 葉輪’以用於吸取和排出液體,該葉輪設置為多 、·及,泵取,其容納泵單元並設有用於液體的吸取〇和 ^馬達單元,其用於驅動泵單元;多個導向葉片,盆儿 者茱輪的切線方向形成多個導向路徑;多重回流葉 呈放射狀地設4於葉輪之間,從㈣彡成職㈣集在^ 下從導向路徑流人下-級葉輪的吸取σ中的液體,^, 回流葉片具有如此結構,其巾衫個㈣㈣凹入路 入口的總橫截面積是設定為等於或大於吸取口的橫 積’而凹人路㈣總容積是設定為小於除了所述路徑 的非路徑部分的總容積。也就是說,當將凹人路徑%的入 口 34的總橫戴面定義為S1 ;將吸取πη的橫截面幻定義為 S2;將凹人流動路徑33的總容積定義為vm及將凸起的非 路控部分35的'總容積定義為V2時,其可被設定為S1>S2 或VKV2。
利用运種配直,可以避免在低特定速率的泵中從回流 葉片的上游朝向下游之流動路徑的突然擴大,由此獲得平L 24435pif.d〇c 麵的液體流動。闲 提高泵,1且有=’此夠提供—種小液體容積的高致率 ,、/、有小的回流葉片之流體韻失。 鄰接下 纺“ 2外目流葉片的中心側前端(引導端)V 級某輪的吸取D。 中時 產生=這種、°構’在液體流人下—級葉輪的%取口 的Α此由將上述栗封裝在包括用於冷卻電子元件耸 :=置的液體供給系統中,可大大提高液艘供::: 【貫施方式】 '^τ將^參考附圖詳細描述本發明的實施例。 (弟一實施例) 、 f l情示㈣、統包括絲在基板2上的 2將熱從加熱元们傳遞給冷卻劑3以冷卻該力 的冷卻裝置4。 <、、、兀件1 =統還包括散鋪5,以從自冷卻船中去除熱 ::Q部劑3的儲備箱6 ;使冷卻劑3迴流及管、’ 其用於連接冷卻裝置4、散熱器5、儲備箱6和泵7及㈣, 如圖2所示,泵7具有設置於泵主體9之上側的泵嗖μ, 其中泵殼Μ由塑膠如PPS(聚苯硫)、金屬如不銹鋼等製 成,並設有吸取口 11和排出口12。.而且,泵殼14封裝泵^ 元13 ’以吸取或排出儲備箱6中的冷卻劑3。 防水分隔壁15是設置於泵殼Μ下,並容納用於驅動果7 的馬達單元1〇。防水分隔壁15將馬達單元1〇與泵單元Η隔 1322232 24435pif.doc 離開,並由此防止冷卻劑3從栗單元13流出並 … 10。防水分隔㈣由金屬域、耐_膠等馬達早几 馬達單兀10具有產生磁場的圓柱形定 16的控制器17、被注射以保護定 子 ㈣、以及防止樹脂爾露的蓋19。=:= 15的内部凹槽部分中。 文发在刀壁
且其具有諸如變堡器或 控制器17是設置於定子16下 電晶體之類的電子元件2〇和21。 同時’系單元13具有圓柱形轉子22,該圓柱形轉子^ 由水久磁鐵或類似物等製成並蚊子16所產生的磁場驅 動,藉此得以旋轉。泵單元13還具有多個葉片23,該多個 葉片23是一體成型地附裝在轉子22的表面上。 在該實施例中,由塑膠如PPS製成的圓柱形葉片以和 25分別豎直地設置於兩級中的排出口側和吸取口側。葉片 2 5和2 4分別藉由使用多個葉片2 3以從儲備箱6吸取冷卻劑3 或將冷卻劑3排出到儲備箱6。
由金屬如不銹鋼製成的盤狀隔板26是置於排出口側 (以下簡稱為排出側葉輪24 )的葉輪24和吸取口側葉輪25 (以下簡稱為吸取側葉輪25)間,以使它們彼此隔離。例 如由pps之類的塑膠製成的引導液體的導向葉片27和回流 葉.片2.8也置於葉輪24和25間以引導自吸取側葉輪25沿著 周向排出並進入排出側葉輪24的中心吸取口之液體。 由熱碳(thermocarbon)或模碳(mold carbon)製成 的軸承29附著在葉輪24和25的旋轉軸的中心處,且由不鱗 1322232 24435pif.doc 鋼之類的金屬製成的柱雜3_入穿絲物,以支禮葉 輪24和25 ’同時容許它們旋轉。例如_:光製成的中空盤 狀支承板職裝到軸30的兩個端部,且支承板3129 可滑動地接觸。 〃 轉子22被絲成面岐子16,对隔壁以置於它們 之間。 彳=3B和3C,回流葉片28是由多個厚肋顧製成且 該些厚肋疋設置於抽吸側葉輪25和隔板%之間的空間中並 同時形成用於液體的凹入路經33。在此,凹入路徑%的入 口 =總難面積被設定轉於或大於泵殼m的吸取川 的検截_ ’❿狀雜3_轉· 非路徑部分35 (除了凹入产叙枚^ 1 積。 “ 了^動路败⑽卩分)的總容 也就是說,在將凹入_33的入口 %的總橫截面 為S1 ;將吸取口 η的樺截面幻 妯W 1 h A4S2 ;將凹人路徑33的 總合積疋義為vm及將凸_ 義為V2時,其被設㈣吻或仏^训一知疋 ^據本發明的第-實施例,在具有小液體容積和特定 速率為50歧㈣小型提高泵巾 27和回流葉»28的四個凹 调¥句茱片 v刚'V2<V2的情況。凹人路從,可細问伽以及 筆片m?低特定速率之栗中,是能夠避免從回流 游側之流動路徑的突然擴大,由此容 誇平穩的液體流動。 11 1322232 24435pif.doc 以下參考圖!至30描述根據本發明的第一實施例的粟 和具有該泵的冷卻裝置的運行情况。 如果泵7的定子16運行以在控制器17的控制下產生磁 場,轉子22由磁場驅使進行旋轉。如果轉子22旋轉,斑轉 子22-體成型的排出侧葉輪24和心及側葉輪25也進行旋 轉’由此驅動泵7。 、如果泵7運行,冷卻劑3通過設置於儲備箱6的下部的出 口被引入管道8 ’並在管道8中流動,從而'經由設置於果7 的上侧表面上的吸取口 ! i被抽❹m7 _吸取側葉輪^ 中。 被,取的冷卻劑3通過旋轉的抽吸㈣輪Μ的表面上 白、少固葉片23而沿著周向流動。然後,冷 縛向到切口部40,然後從切口部4〇流入由= 出側葉輪%的吸取室中。這裏,冷卻劑3 二,向茶片27的排出側上的回流葉片28引導被導 入缺=某輪24的中心吸取口,從而被排出側葉輪24吸取。 j:被吸取的冷卻劑3由形成於排出侧葉輪Μ的表面 +某片23沿著周向輸送,並經由設置於栗7的側表面 上的排出口 12而自該泵7排出。 狀署4。y-後冷部姻3經由與排出口 12相連的管道8流入冷卻 ^ 裝置4中’熱量從加熱元件1傳遞到冷卻劑3, 5,使jJZ:劑3的溫度提高。然後’將冷卻劑輸送到散熱器 π °P。然後,藉由散熱器5將冷卻劑的溫度下降並 回流到儲備箱6。 又「丨牛上 12 1322232 24435pif.doc ,藉由採用上述系、统,能夠藉由利用泵7使冷卻劑3迴流 並從而冷卻加熱元件1。 根據本發明的第-實施例,回流葉片28通過位於吸取 側葉輪25和隔板26之_空射料個厚肋%形成凹入路 徑33,且凹人路徑33的人σ34_橫—積被奴為等於 或大於吸取nil的難面積’而凹人路仙的總容積被設 定為小於城的非路㈣分35_細。這種結構, =以避免從回流葉片28的上游側朝向下游側之流動路徑的 大然擴大’由此容許平穩·體流動,此,根據本發明 的弟-實施例,能夠提供小液體容積的高效提高泵,且其 具有小的回流葉片28的流體損失。 /、 (第二實施例) 在第一貫施例中’與第一實施例的結構和功能相同的 邻件和元件將採用相同的附圖標記表示,並省略對其的冗 餘福述。 第二實施例與第-實施例的不同之處在於,回流葉片 =中心側前端36 (參見圖3C)鄰接下_級葉輪%的吸取 利用這種結構,在液體流入下一級葉輪24的吸取叫 中時產生渦流。 現在,將參考圖1至圖3C解釋根據第二實施例的泵以 及採用該泵的冷卻裝置的操作。 、如果泵7的定子16運行從而在控制器17的控制下產生 磁場,轉子22由磁_使進行旋轉。如果轉子22旋轉,與 1322232 24435pif.doc 轉子22 —體成型的排出側葉輪24和吸取側葉輪乃也進行旋 轉,藉此最終將驅動泵7。 如果泵7運行,冷卻劑3通過設置於儲備箱6下部的出口 引入官道8 ’並在該管道8中流動,從而經由設置於泵7的上 侧表面上的吸取口 11最終被吸入該泵7内的吸取側葉輪乃 中〇 吸取後冷卻劑3通過旋轉的吸取側葉輪2 5的表面上的 多個葉片23而沿著周向流動。然後,冷卻劑3通過導向葉片 27被引入切口部4〇,然後從該切口部4〇流入由導向葉片 和Pm板26所界定的排出側葉輪24的吸取室中。然後,冷卻 劑3通過由設置於導向葉片2 7的排出侧上的回流葉片2 8引 ‘而被引入排出側葉輪24的中心吸取口,從而由排出側葉 輪24吸取。 ’、 然後,吸取後冷卻劑3由形成於排出侧葉輪24的表面上 的多個葉片23引導而沿著周向輸送,並從設置於泵7的側表 面上的排出口 12而自該泵7排出。 ,、排出後冷卻劑3經由與排出心相連的管道8輸送到冷 部裝置4:在冷卻裝置4中,熱量從加熱元件1傳遞給冷卻劑 3 ’從而冷部劑3的溫度提高。然後,冷卻劑被輸送到散孰 ^並使/進行冷卻。冷卻社溫度再:欠T降後,並回流到 儲備箱.6。... 藉由才木用上述系統,藉由利用泵7使冷卻劑3迴流,以 冷卻加熱元件1。 如上根據第二實施例所述,回流葉片28通過位於吸取 J4 24435pif.doc 側葉輪25和隔板26之_空f种的多個厚肋%形成凹入路 ㈣’且凹人路彳如的人⑽的總賴面碰設定為等於 或大於抽吸口 11的橫截面積,而凹人路彳纽的總容積被設 定為小於凸起的非路徑部分35的總容積。藉由這種結構, =以避免從回輯# 28的上游侧朝向下游侧之流動路捏的 犬然擴大,由此容許平穩的液體流動。 w〜m佩乐二貫施例,能夠提供一種六㈡飢衆々 的流體損失小的顿體容積的高效率提高栗。 葦於由使回輯片28的中⑽前端36鄰接下一級 =渴Γ ,在液體流人下—級葉輪24的吸取口37時 < —貝肥例,隹液體由回流葉片28引導從 = 的錄口3:7時,能夠進行平穩的流動。 片2S的非路徑‘7 二實施例巾,儘管回流葉 J井峪仏邛刀疋由凸起的厚肋形成, =肋^?非路#部分也可獲得相同的效果。 電子元件的Ϊ官Ϊ本發明的第一和第二實施例中用於冷卻 岸用於衣置被例舉為液體供給系統,本發明也可 ==峨餘㈣繼、她給系統或廢 等争用於例如用在燃料電池裝置、録裝置 儘管已經藉由實施例出 領域的技術人員將可以理:出^田述了本發明,但是,本 理~,在不偏離以下權利要求書所 1322232 24435pif.doc 限定的本發明的範圍的情況下,可以做出各種變型和改進。 . 【圖式簡單說明】 圖1是根據本發明的第一和第二實施例的用於冷卻電 子元件的冷卻裝置的示意圖。 圖2是根據本發明的第一和第二實施例的泵的橫截面 視圖。 • 圖3A至3C示出了根據本發明的第一和第二實施例的 . 回流葉片和導向葉片,其中,圖3A是導向葉片的平面圖; 圖3B是導向茶片和回流茶片的横截面視圖,以及圖3 C是回 流葉片的平面圖。 圖4示出了根據本發明的第一和第二實施例的回流葉 片的平面圖,該回流葉片是用薄肋形成非路徑部分。
• 圖5A至5C示出了傳統的導向葉片和回流葉片;圖5A 是導向葉片的平面圖’圖5B是導向葉片和回流葉片的橫截 面視圖,以及圖5C是回流葉片的平面圖。 【主要元件符號說明】 • 1 :加熱元件 2 :基板 3 :冷卻劑 4 :冷卻裝置 5:.散熱器 6 :儲備箱 7 :泵 9 :泵主體 16 1322232 24435pif.doc :馬達單元 :吸取口 :指卜出口 :泵單元 .果殼 :分隔壁 :定子 :控制器 :硬化樹脂 :蓋 、21 :電子元件 :轉子 、24、25 :葉片 •隔板 :導向葉片 .回流葉片 :車由承 :軸 :支承板 :厚肋 ’:薄肋 :凹入路徑 :入〇 :非路徑部分 1322232 24435pif.doc 127 :導向葉片 128 :重回流葉片 132 :薄肋 133 :凹入路徑 137 :吸取口
Claims (1)
1322232 24435pif.doc 十、申請專利範園: 1.一種泵,包括: 泵單元,其包括至少兩個葉輪,以用於吸取 體’所述葉輪設置為多級; 夜 泵⑨’其谷崎核單元,錢有祕液體的吸 和排出口; 馬達單元,其用於驅動所述泵單元; 多個導向^,其沿著所述葉輪㈣線方向 導向路徑;以及 " 夕重回流葉片,其呈放射狀地設置於所述葉輪之間, 以形成收集在壓力下從所述導向路徑流人下—級葉輪 及取口的液體的路徑, 八中,所述回流葉片具有如此結構,其中由多個助形 成的凹入路徑的入口的總橫截面積是設定為等於或大於所 v及取口的橫截面積,而所述凹入路徑的總容積是設定為 小於除所述路徑之外的非路徑部分的總容積。 。a t如申請專利範圍第1項所述的泵,其特徵在於,所述 °葉片的中心側前端鄰接下/級葉輪的所述吸取口。 供給3&種包括*申請專刺範圍第1或2項所述的栗的液雜 19
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