TWI724851B

TWI724851B - 薄形化泵浦

Info

Publication number: TWI724851B
Application number: TW109111160A
Authority: TW
Inventors: 葉秋余; 林文賢; 陳文宏; 宋家豪
Original assignee: 訊凱國際股份有限公司
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2021-04-11
Also published as: TW202138684A; US20210308346A1; CN113494461A; CN212717210U; US11493047B2

Abstract

一種薄形化泵浦包含一殼體、一轉子組及一定子組。殼體具有一底面、一外環面、一下液流空間、一上液流空間、一入水通道、一連續坡道及一出水通道。外環面連接於底面。上液流空間與下液流空間受外環面環繞於內，且上液流空間較下液流空間遠離底面並相連通。入水通道與出水通道之一端位於外環面，且入水通道連通上液流空間，以及出水通道連通下液流空間。轉子組包含一葉輪及一磁性件。葉輪可轉動地設置於殼體，並位於下液流空間。磁性件裝設於葉輪。定子組裝設於殼體，並用以與轉子組之磁性件相對應而帶動轉子組相對殼體轉動。

Description

薄形化泵浦

本發明係關於一種泵浦，特別是一種薄形化泵浦。

隨著電子設備計算效能日漸增強，其內部所設置之電子元件於運作時會產生大量熱量。為了避免電子元件的運作溫度超過所能承受的溫度上限，故電子元件上一般會設置散熱鰭片，以藉由熱散鰭片來帶走電子元件所產生之熱能。不過，由於散熱鰭片在單位時間內之散熱效率有限，故目前有廠商將散熱鰭片改成散熱效果較佳的水冷系統，以增強對電子元件的散熱效能。水冷系統一般是包含一水冷排、一水冷板及一泵浦。水冷排與水冷板相互連通，並透過泵浦驅使水冷排與水冷板內部之流體構成一冷卻循環。水冷板裝設於處理器等發熱源，並將吸收到之熱量透過流體傳遞至水冷排進行散熱。

由於目前電子設備之訴求為輕薄短小，故若為了迎合輕薄短小之訴求而將泵浦的體積縮小，則又會犧牲掉泵浦的性能(如揚程)。反之，若為了泵浦的性能，則又會與目前輕薄短小之趨勢背道而行。因此，如何兼顧泵浦之效能與體積輕薄化，則為研發人員應解決的問題之一。

本發明在於提供一種薄形化泵浦，以兼顧薄形化泵浦之效能與體積輕薄化。

本發明之一實施例所揭露之薄形化泵浦包含一殼體、一轉子組及一定子組。殼體具有一底面、一外環面、一下液流空間、一上液流空間、一入水通道及一出水通道。外環面連接於底面。上液流空間與下液流空間受外環面環繞於內，且上液流空間較下液流空間遠離底面並相連通。入水通道與出水通道之一端位於外環面，且入水通道連通上液流空間，以及出水通道連通下液流空間。轉子組包含一葉輪及一磁性件。葉輪可轉動地設置於殼體，並位於下液流空間。磁性件裝設於葉輪。定子組裝設於殼體，並用以與轉子組之磁性件相對應而帶動轉子組相對殼體轉動。

根據上述實施例之薄形化泵浦，因為入水通道與出水通道皆位於外環面而非頂面或底面。即水入通道與出水通道皆位於葉輪之徑向側而非軸向側，進而薄化薄形化泵浦在葉輪軸向上的厚度。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1至圖4。圖1為根據本發明第一實施例所述之薄形化泵浦的立體示意圖。圖2為圖1之分解示意圖。圖3為圖1之上視示意圖。圖4為沿圖3之4-4割面線所繪示的剖面示意圖。

如圖1與圖2所示，本實施例之薄形化泵浦10包含一殼體100、一轉子組200及一定子組300。此外，薄形化泵浦10更包含一軸柱400、二耐磨片500及一密封環600。

如圖2與圖4所示，殼體100包含一底殼110、一頂殼120及一密封蓋板130。頂殼120裝設於底殼110，且密封環600夾設於底殼110與頂殼120之間，密封頂殼120與底殼110間之接縫。頂殼120與底殼110之間形成下液流空間Sd。底殼110具有一底面111，且頂殼120具有一底面121、一外環面122及一頂面123。頂殼120的底面121實質上與底殼110之底面111共平面。頂殼120的頂面123背對於頂殼120的底面121。頂殼120的外環面122介於頂殼120的頂面123與頂殼120的底面121之間，且外環面122相對兩側分別連接於頂殼120的底面121的外緣與頂殼120的頂面123的外緣，並將下液流空間Sd環繞於內。

此外，頂殼120具有一上液流空間Su、多個通孔O、一入水通道Si、一連續坡道St及一出水通道So。上液流空間Su位於頂殼120之頂面123，也就是說，上液流空間Su與下液流空間Sd皆受外環面122環繞於內，且上液流空間Su較下液流空間Sd遠離頂殼120的底面121。通孔O連通上液流空間Su與下液流空間Sd，以令上液流空間Su與下液流空間Sd相連通。入水通道Si之一端位於頂殼120之外環面122，並用以供流體流入。連續坡道St具有相對的一第一段St1及一第二段St2以及銜接第一段St1與第二段St2的一中央段St3。連續坡道St之第一段St1連接入水通道Si，連續坡道St之第二段St2連接上液流空間Su。即入水通道Si透過連續坡道St連通上液流空間Su，且令流體自入水通道Si依序經連續坡道St之第一段St1、中央段St3及第二段St2流至上液流空間Su。

連續坡道St之第一段St1之一第一下壁面St11較連續坡道St之第二段St2之一第二下壁面St21靠近頂殼120的底面121。也就是說，第一下壁面St11至底面121的距離D1小於第二下壁面St21至底面121的距離D2。中央段St3之一弧形下壁面St31分別銜接第一下壁面St11與第二下壁面St21。在本實施例中，弧形下壁面St31例如為外凸之弧面，且以流體流動的方向來說，弧形下壁面St31的坡度例如先陡後緩，但並不以此為限。在其他實施例中，弧形下壁面的坡度亦可保持相同坡度，或是先緩再陡。甚或是弧形下壁面例如可改為內凹之弧面。

請參閱圖5。圖5為圖4之局部放大圖。在本實施例中，葉輪210頂側相連的斜線與頂面123保持一夾角θ1。弧形下壁面St31與頂面123保持一夾角θ2，且夾角θ2介於(θ1+50%θ1)與θ1-50%θ1)之間。舉例來說，若葉輪210之頂緣211的連線與頂面123的夾角θ1為10度，則夾角θ2介於5度至15度之間。不過前述夾角θ2的角度範圍並非用以限制本新型，在其他實施例中，夾角θ2也可以為大於0度，且小於等於90度之任一角度值。

此外，在本實施例中，中央段St3之下壁面係以弧形為例，但並不以此為限。在其他實施例中，中央段之下壁面亦可以平面為例，而改成平面式的一傾斜下壁面。

在本實施例中，通孔O的數量為多個，但並不以此為限。在其他實施例中，通孔的數量也可以為單個。

此外，連續坡道St之第一段St1的寬度W1小於連續坡道St之第二段St2的寬度W2，但並不以此為限。在其他實施例中，連續坡道之第一段的寬度亦可大於或等於連續坡道之第二段的寬度。

出水通道So之一端位於外環面122，並連通下液流空間Sd，以令下液流空間Sd內之流體可經出水通道So流出薄形化泵浦10。

在本實施例中，入水通道Si之一中心線C1較出水通道So之一中心線C2靠近底面121，以增加連續坡道St之第一下壁面St11與第二下壁面St21的高低差，但並不以此為限。在其他實施例中，入水通道之中心線較出水通道之中心線遠離底面或是入水通道之中心線與出水通道之中心線皆和底面保持等距。

此外，在本實施例中，入水通道Si之一端與出水通道So之一端分別位於外環面122的相對兩側，但並不以此為限。在其他實施例中，入水通道之一端與出水通道之一端亦可分別位於外環面的相異側。

密封蓋板130例如透過密封膠體裝設於頂殼120之頂面123，並封蓋上液流空間Su與連續坡道St。

軸柱400與轉子組200皆位於下液流空間Sd，且軸柱400的相對兩端分別固定於殼體100之底殼110與頂殼120。轉子組200包含一葉輪210、一磁性件220及一背鐵230。葉輪210套設於軸柱400，並可轉動地設置於殼體100。磁性件220透過背鐵230裝設於葉輪210。也就是說，背鐵230介於葉輪210與磁性件220之間。背鐵230係用以降低漏磁，藉以提高激磁效率。

二耐磨片500套設於軸柱400，並分別介於葉輪210之相對兩側，以分別夾設於葉輪210與底殼110之間以及葉輪210與頂殼120之間。藉以令葉輪210與底殼110保持間隔以及葉輪210與頂殼120保持間隔而避免葉輪210在運轉的過程中與底殼110或頂殼120碰撞。此外，耐磨片500的抗磨能力又大於殼體100的抗磨能力，故又能提升薄形化泵浦10的使用壽命。

上述之連續坡道St之第一段St1連接於入水通道Si，且第二段St2朝葉輪210之旋轉軸線A直線延伸。此外，第二段St2之第二下壁面St21較轉子組200遠離底面121。也就是說，若底面121位於薄形化泵浦10之最低處，則第二下壁面St21的位置較轉子組200的位置高。再換言之，第二下壁面St21至底面121的距離D2大於轉子組200至底面121的最大距離D3。

定子組300裝設於殼體100，並用以與轉子組200之磁性件220相對應而帶動轉子組200相對殼體100轉動。具體來說，底殼110具有一容置槽112。容置槽112自底面111向內凹陷，且定子組300位於容置槽112。也就是說，在轉子組200之軸向(平行旋轉軸線A，如圖3所示)上，定子組300位於底殼110遠離轉子組200之一側。此外，容置槽112之深度略大於定子組300之厚度，以避免定子組300凸出底殼110之底面111。

在本實施例中，定子組300於靠近底面121之一側具有一下表面310。葉輪210於遠離底面121之一側具有一上表面211。入水通道Si之一中心線C1介於定子組300之下表面310跟葉輪210之上表面211之間，以進一步薄化薄形化泵浦10的厚度。

入水通道Si的位置限定並不以上述描述為限。在其他實施例中亦可有其他限定。例如先定義一基準線L，基準線L至上表面與下表面310皆等距。入水通道Si之中心線C1與基準線L之距離小於上表面211至下表面310之距離的5百分比。又或者，葉輪210於遠離底面121之一側具有一上表面211，入水通道整個介於葉輪210之上表面211與底面121之間。

本實施例之薄形化泵浦10在運轉時，會令流體沿方向F流動，即自入水通道Si流入連續坡道St，接著經連續坡道St之引導向上爬至葉輪210上方後再向下流至葉輪210。接著，經葉輪210將流體向外甩而由出水通道So甩出。

在本實施例中，因為入水通道Si與出水通道So皆位於外環面122而非頂面123或底面121。即水入通道與出水通道So皆位於葉輪210之徑向側而非軸向側，進而薄化薄形化泵浦10在葉輪210軸向上(平行旋轉軸線A)的厚度。接著又透過連續坡道St之設計引導流體自葉輪210之上方向下流至葉輪210。接著，再藉由葉輪210之轉動產生離心力將流體加壓並向外甩而由出水通道So流出。如此一來，藉由連續坡道St之高度差設計讓薄形化泵浦10具有類似傳統軸向進水泵浦之揚程效果，如達到2公尺以上。此外，藉由連續坡道St之緩坡設計，減少流體的流阻，進而提升薄形化泵浦10之驅動效能。

在本實施例中，由於頂殼120之底面121與底殼110之底面111實質上共平面，故上述入水通道Si之位置界定是以頂殼120之底面121來描述，但並不以此為限。在其他實施例中，亦可以底殼之底面來描述。此外，若頂殼之底面與底殼之底面未共平面，則視頂殼之底面或底殼之底面哪個為薄形化泵浦之實際底面來描述，也就是說，薄形化泵浦之實際底面可以位於頂殼也可以位於底殼。

請參閱圖6與圖7。圖6為圖1之側視示意圖。圖7為沿圖6之7-7割面線所繪示的剖面示意圖。在本實施例中，出水通道So與下液流空間Sd之邊界Sd1呈切線關係，以提升薄形化泵浦10的驅動效能，但並不以此為限。在其他實施例中，出水通道與下液流空間之邊界也可以不呈切線關係。

根據上述實施例之薄形化泵浦，因為入水通道與出水通道皆位於外環面而非頂面或底面。即水入通道與出水通道皆位於葉輪之徑向側而非軸向側，進而薄化薄形化泵浦在葉輪軸向上的厚度。接著又透過連續坡道之設計引導流體自葉輪之上方向下流至葉輪，使得薄形化泵浦具有類似傳統軸向進水之泵浦的揚程效果，如達到2公尺以上。此外，藉由連續坡道之緩坡設計，減少流體的流阻，進而提升薄形化泵浦之驅動效能。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10:薄形化泵浦 100:殼體 110:底殼 111:底面 112:容置槽 120:頂殼 121:底面 122:外環面 123:頂面 130:密封蓋板 200:轉子組 210:葉輪 211:上表面 220:磁性件 230:背鐵 300:定子組 310:下表面 400:軸柱 500:耐磨片 600:密封環 A:旋轉軸線 C1、C2:中心線 D1、D2:距離 D3:最大距離 F:方向 L:基準線 Sd:下液流空間 Su:上液流空間 O:通孔 Si:入水通道 St:連續坡道 St1:第一段 St11:第一下壁面 St2:第二段 St21:第二下壁面 St3:中央段 St31:弧形下壁面 So:出水通道 W1、W2:寬度 θ1、θ2:夾角

圖1為根據本發明第一實施例所述之薄形化泵浦的立體示意圖。圖2為圖1之分解示意圖。圖3為圖1之上視示意圖。圖4為沿圖3之4-4割面線所繪示的剖面示意圖。圖5為圖4之局部放大圖。圖6為圖1之側視示意圖。圖7為沿圖6之7-7割面線所繪示的剖面示意圖。

100:殼體

110:底殼

111:底面

112:容置槽

120:頂殼

121:底面

123:頂面

130:密封蓋板

200:轉子組

210:葉輪

211:上表面

220:磁性件

300:定子組

310:下表面

400:軸柱

500:耐磨片

C1、C2:中心線

D1、D2:距離

D3:最大距離

F:方向

L:基準線

Sd:下液流空間

Su:上液流空間

O:通孔

Si:入水通道

St:連續坡道

St1:第一段

St11:第一下壁面

St2:第二段

St21:第二下壁面

St3:中央段

St31:弧形下壁面

So:出水通道

W1、W2:寬度

θ1、θ2:夾角

Claims

一種薄形化泵浦，包含：一殼體，具有一底面、一外環面、一下液流空間、一上液流空間、一入水通道及一出水通道，該外環面連接於該底面，該上液流空間與該下液流空間受該外環面環繞於內，且該上液流空間較該下液流空間遠離該底面並相連通，該入水通道與該出水通道之一端位於該外環面，且該入水通道連通該上液流空間，以及該出水通道連通該下液流空間；一轉子組，包含一葉輪及一磁性件，該葉輪可轉動地設置於該殼體，並位於該下液流空間，該磁性件裝設於該葉輪；以及一定子組，裝設於該殼體，並用以與該轉子組之該磁性件相對應而帶動該轉子組相對該殼體轉動；其中該殼體具有一連續坡道，且該入水通道透過該連續坡道連通該上液流空間，該連續坡道具有相對的一第一段及一第二段，該連續坡道之該第一段連接該入水通道，該連續坡道之該第二段連接該上液流空間，且該連續坡道之該第一段之一第一下壁面較該連續坡道之該第二段之一第二下壁面靠近該底面。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該連續坡道更具有一中央段，該中央段銜接該第一段與該第二段，該中央段之一弧形下壁面分別銜接該第一下壁面與該第二下壁面。
如請求項2所述之薄形化泵浦，其中該葉輪頂側相連的斜線T與該殼體之一頂面保持一夾角θ1，該連續坡道之該弧形下壁面與該頂面保持一夾角θ2，且夾角θ2介於(θ1+50%θ1)與θ1-50%θ1)之間。
如請求項3所述之薄形化泵浦，其中該夾角θ2大於0度，小於等於90度。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該連續坡道更具有一中央段，該中央段銜接該第一段與該第二段，該中央段之一傾斜下壁面分別銜接該第一下壁面與該第二下壁面。
如請求項2所述之薄形化泵浦，其中該葉輪頂側相連的斜線T與該殼體之一頂面保持一夾角θ1，該連續坡道之該傾斜下壁面與該頂面保持一夾角θ2，且夾角θ2介於(θ1+50%θ1)與θ1-50%θ1)之間。
如請求項6所述之薄形化泵浦，其中該夾角θ2大於0度，小於等於90度。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該第二下壁面較該轉子組遠離該底面。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該連續坡道之該第一段的寬度小於該連續坡道之該第二段的寬度。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中在轉子組之軸向上，該定子組位於該殼體遠離該轉子組之一側。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該入水通道與該出水通道分別位於該外環面的相對兩側。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該入水通道與該出水通道分別位於該外環面的相異側。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該殼體包含一底殼、一頂殼及一密封蓋板，該頂殼裝設於該底殼，該頂殼與該底殼之間形成該下液流空間，該上液流空間與該連續坡道位於該頂殼遠離該下液流空間之一側，且該頂殼具有至少一通孔，以令該上液流空間與該下液流空間相連通，該密封蓋板裝設於該頂殼，以封蓋該上液流空間與該連續坡道。
如請求項13所述之薄形化泵浦，其中該底面與該外環面位於該頂殼。
如請求項13所述之薄形化泵浦，其中該底面位於該底殼，該外環面位於該頂殼。
如請求項13所述之薄形化泵浦，其中該底殼具有一容置槽，該定子組位於該容置槽。
如請求項13所述之薄形化泵浦，更包含一密封環，該密封環夾設於該底殼與該頂殼之間。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該定子組於靠近該底面之一側具有一下表面，該葉輪於遠離該底面之一側具有一上表面，該入水通道之一中心線介於該定子組之該下表面跟該葉輪之該上表面之間。
如請求項18所述之薄形化泵浦，其中定義一基準線，該基準線至該上表面與該下表面皆等距，該入水通道之該中心線與該基準線之距離小於該上表面至該下表面之距離的5百分比。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該葉輪於遠離該底面之一側具有一上表面，該入水通道整個介於該葉輪之該上表面與該底面之間。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該連續坡道之一端連接於該入水通道，並朝該葉輪之旋轉軸線直線延伸。
如請求項1所述之薄形化泵浦，更包含一軸柱及二耐磨片，該軸柱固定於該殼體，該轉子組之該葉輪可轉動地設置於該軸柱，該二耐磨片套設於該軸柱，並分別介於該葉輪之相對兩側。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該出水通道與該下液流空間之邊界呈切線關係。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該轉子組更包含一背鐵，該背鐵介於該葉輪與該磁性件之間。
如請求項1所述之薄形化泵浦，其中該入水通道之一中心線較該出水通道之一中心線靠近該底面。
一種薄形化泵浦，包含：一殼體，具有一底面、一外環面、一下液流空間、一上液流空間、一入水通道及一出水通道，該外環面連接於該底面，該上液流空間與該下液流空間受該外環面環繞於內，且該上液流空間較該下液流空間遠離該底面並相連通，該入水通道與該出水通道之一端位於該外環面，且該入水通道連通該上液流空間，以及該出水通道連通該下液流空間；一轉子組，包含一葉輪及一磁性件，該葉輪可轉動地設置於該殼體，並位於該下液流空間，該磁性件裝設於該葉輪；以及一定子組，裝設於該殼體，並用以與該轉子組之該磁性件相對應而帶動該轉子組相對該殼體轉動；其中該定子組於靠近該底面之一側具有一下表面，該葉輪於遠離該底面之一側具有一上表面，該入水通道之一中心線介於該定子組之該下表面跟該葉輪之該上表面之間，定義一基準線，該基準線至該上表面與該下表面皆等距，該入水通道之該中心線與該基準線之距離小於該上表面至該下表面之距離的5百分比。