水冷卻電動抽水泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種水冷卻電動抽水泵，其包括水冷卻馬達及泵機殼，水冷卻馬達具有一外框體，外框體內部由一中間托架分隔形成馬達容室與葉輪容室及位于上方的控制器導熱板。于馬達容室內設置有一內殼體所包覆的馬達，馬達軸心延伸至葉輪容室，并于軸心上安裝有葉輪。馬達外框體內的葉輪容室并與一泵機殼結合。其特征為馬達外框體與內殼體間具有冷卻通道，泵葉輪旋轉產生的正壓力水流可經由馬達框體托架的通孔由葉輪容室流入冷卻通道，吸收內殼體馬達運轉及電子控制器產生的熱能，水流再經由泵殼體的出水通道流出泵，如此可有效降低馬達及控制器的溫度，提高運轉效率的效果，并且因水流冷卻作用于正壓區，不會發生因水溫升高導致液體汽化，影響泵正常操作。
【專利說明】水冷卻電動抽水泵
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水冷卻電動抽水泵，尤指一種利用泵將水流液體加壓，經由適當的水道及密封裝置，能將泵輸出的正壓力水流引導流經馬達外殼表面及電子控制器導熱片，協助系統散熱的結構，如此可將馬達及控制器運轉所產生的熱能經由熱交換帶出系統，提升整體運作效率與延長使用壽命。
【背景技術】
[0002]在抽水泵的操作中，馬達在連續運轉時的冷卻，相當的重要，由于馬達線圈的電阻，以及硅鋼片在電磁交換時所持續產生的熱能，將會使馬達操作溫度升高，從而造成馬達的性能下降，同時破壞馬達線圈絕緣，進而影響馬達的使用壽命，因此馬達的散熱一直以來都是增加泵性能與使用壽命最重要的課題。
[0003]以往泵的馬達使用氣冷式設計散熱，由于氣冷式散熱構造簡單、生產成本低，向來都是散熱的主要方式，但是，空氣的熱容量較小且導熱較慢，同時安裝環境需要良好的對流，因此氣冷式設計的散熱效果受限于安裝環境因素較大，此外，氣冷式散熱的風扇運轉與氣流所產生的噪音也會影響使用環境的品質。
[0004]若以液體作為熱交換的介質，則可有效改善空氣導熱不易的缺點，以日常生活常見的水為例，水的導熱系數是空氣的二十三倍，也就是說水散熱的速度是遠高于空氣，而水的加壓與輸送正是泵運轉的目的，因此，現有技術研發出能結合輸送水并以水冷卻馬達的泵設計。
[0005]現有技術是利用泵輸送的水流進行馬達散熱，是于泵運轉時，位于泵內部的入水口形成一負壓區，從而將泵外部的水流吸入泵內，然而，水流于負壓環境下，將使水流的蒸發溫度降低，意即，只要水流因接觸物體的影響而使溫度略為升高，則水流將產生汽化現象，因此，入水口的水流于吸收馬達的熱能后，將因溫度上升以及處于負壓環境下，而發生汽化現象，由于水流的汽化現象將于泵內部形成汽障，汽障現象將堵塞泵內部水流的流動，繼而造成泵無法正常運轉。
實用新型內容
[0006]本實用新型的水冷卻電動抽水泵的目的在于改善現有技術中，水流因泵內部的負壓狀態及吸熱后發生汽化現象，而造成泵內部水流因汽障而堵塞的缺失，尤指一種經由適當的水道，及密封設計，憑借本實用新型技術手段的實施，提高泵內部水流的壓力，繼而升高水流蒸發溫度，能將泵運轉輸出的正壓力水流引導流經馬達外殼表面，進行馬達散熱，如此可將馬達運轉所產生的熱能經由熱交換帶出是統，提升整體運作效率與壽命。
[0007]為達到上述的實用新型目的，本實用新型所采用的技術手段為設計一種水冷卻電動抽水泵，包括有:一水冷卻馬達，主要包含有一馬達外框體，該馬達外框體內部由一中間托架分隔形成一馬達容室與一葉輪容室，在該馬達容室內設置有一內殼體，在內殼體內包含有馬達線圈、轉子與軸承，一個以上的密封圈設置于中間托架與內殼體的套合處，一個以上的密封圈設置于外框體與內殼體端面的結合處，一馬達后蓋，及一個以上的螺釘用以結合馬達框體與內殼體，在該轉子一側設有軸心延伸至該葉輪容室，該中間托架設有導水器安裝座，該導水器安裝座的內緣及外緣分別設置有內環通孔及外環通孔；一泵機殼，包含有一殼體、一入水口、一入水通道、一出水通道、一出水口、一葉輪組容室，該泵機殼與該馬達外框體的葉輪容室結合，并容設于該葉輪組容室與該葉輪容室之間，該入水通道相通于該葉輪組容室；以及一個或兩個以上的葉輪組，每個葉輪組包含葉輪及導水器，葉輪設置于馬達軸心上，由馬達驅動旋轉產生水流，并經由導水器引導至下一葉輪組；其特征在于:該馬達外框體的內緣壁面與該內殼體的外緣壁面間形成一冷卻通道，該葉輪組旋轉產生的正壓水流可經由該中間托架的導水器安裝座的內環通孔強制流入該葉輪容室及該冷卻通道，該冷卻通道相通于該導水器安裝座的外環通孔及泵機殼的出水通道，以吸收內殼體所包覆的馬達運轉時產生的熱能，水流再經由泵殼體的出水通道流出泵，如此可有效降低馬達溫度，提高運轉效率的效果，并且因水流冷卻作用于正壓區，不會發生因水溫升高導致液體汽化，影響泵正常操作。
[0008]所述的水冷卻電動抽水泵，其中該中間托架的馬達容室側中心設置有一軸承室套合軸孔及一套合圓柱；該內殼體的側面中心凸出一軸承容室及一環形凹槽；該軸承室套合軸孔及該套合圓柱對應裝設該軸承容室及該環形凹槽，以支撐馬達運轉并確保馬達軸心對準。
[0009]所述的水冷卻電動抽水泵，進一步具有一機械軸封；該中間托架的葉輪容室側中心設置有一機械軸封安裝座；該機械軸封裝設于該機械軸封安裝座，該內環通孔位在該機械軸封安裝座與該導水器安裝座之間，該馬達外框體的葉輪容室及機械軸封于運轉時為正壓力環境，以防止水流泄漏。
[0010]所述的水冷卻電動抽水泵，其中該馬達外框體上方形成一控制器容室；該控制器容室設置有一導熱孔及一導熱板；該導熱板密封蓋覆該導熱孔，該導熱板相接于該冷卻通道。
[0011]本實用新型另采用的技術手段為一水冷卻馬達，主要包含有一馬達外框體，該馬達外框體內部由一中間托架分隔形成一馬達容室與一葉輪容室，在該馬達容室內設置有一內殼體，在內殼體內包含有馬達線圈、轉子與軸承，一個以上的密封圈設置于中間托架與內殼體的套合處，一個以上的密封圈設置于外框體與內殼體端面的結合處，一馬達后蓋，及一個以上的螺釘用以結合馬達框體與內殼體，在該轉子一側設有軸心延伸至該葉輪容室，該中間托架設有導水器安裝座，該導水器安裝座的內緣及外緣分別設置有內環通孔及外環通孔；一泵機殼，包含有一殼體、一入水口、一入水通道、一出水通道、一出水口、一葉輪組容室及一機械軸封容室，該泵機殼與該馬達外框體的葉輪容室結合，并容設于該葉輪組容室與該葉輪容室之間，該入水通道相通于該機械軸封容室；以及一個或兩個以上的葉輪組，每個葉輪組包含葉輪及導水器，葉輪設置于馬達軸心上，由馬達驅動旋轉產生水流，并經由導水器引導至下一葉輪組；其特征在于:該導水器安裝座具有一套合環面，該套合環面與該泵機殼的機械軸封容室內緣壁面套合密封，該葉輪容室相通于該導水器安裝座的外環通孔，該馬達外框體的內緣壁面與該內殼體的外緣壁面間形成一冷卻通道，該外環通孔相通于該葉輪容室及該冷卻通道，該冷卻通道相通于該導水器安裝座的內環通孔及泵機殼的出水通道，利用該導水器安裝座的套合環面與該泵機殼的機械軸封容室套合，以隔離該入水口負壓力水流與該葉輪容室的正壓力水流。
[0012]所述的水冷卻電動抽水泵，其中該中間托架的馬達容室側中心設置有一軸承室套合軸孔及一套合圓柱；該內殼體的側面中心凸出一軸承容室及一環形凹槽；該軸承室套合軸孔及該套合圓柱對應裝設該軸承容室及該環形凹槽，以支撐馬達運轉并確保馬達軸心對準。
[0013]所述的水冷卻電動抽水泵，進一步具有一機械軸封；該中間托架的葉輪容室側中心設置有一機械軸封安裝座；該機械軸封裝設于該機械軸封安裝座，該內環通孔位在該機械軸封安裝座與該導水器安裝座之間，該馬達外框體的葉輪容室及機械軸封于運轉時為正壓力環境，以防止水流泄漏。
[0014]所述的水冷卻電動抽水泵，其中該馬達外框體上方形成一控制器容室；該控制器容室設置有一導熱孔及一導熱板；該導熱板密封蓋覆該導熱孔，該導熱板相接于該冷卻通道。
[0015]本實用新型的優點在于，通過以葉輪組先行加壓進入泵內部的水流，以提高水流的蒸發溫度，繼而對馬達進行熱交換，以移除馬達于泵運作過程所產生的熱量，同時可使泵對水流進行加壓輸送，從而避免汽障現象的產生，以提升泵整體運作效率與壽命，以改善現有技術，水流因泵內部的負壓狀態及吸熱后發生汽化現象，而造成泵內部水流因汽障而堵塞的缺失。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的水冷卻電動抽水泵的剖面圖。
[0017]圖2是本實用新型的泵機殼剖面圖。
[0018]圖3是本實用新型的水冷卻馬達的元件分解圖。
[0019]圖4是本實用新型的馬達外殼體立體剖面圖。
[0020]圖5是本實用新型的內殼體立體圖。
[0021]圖6是本實用新型的水冷卻電動泵另一實施例的剖面圖。
[0022]附圖標記說明:10水冷卻馬達；11馬達外框體；12中間托架；13馬達容室；131軸承室套合軸孔；132套合圓柱；14葉輪容室；141機械軸封安裝座；142導水器安裝座；143內環通孔；144外環通孔；145套合環面；15冷卻通道；16控制器容室；161導熱孔；162壓力檢出孔；163溫度開關安裝座；17導熱板；20內殼體；201軸承容室；202環形凹槽；21馬達線圈；22轉子；23中間托架軸承；24軸心；25后蓋軸承；30第一密封環；31第二密封環；32第三密封環；40馬達后蓋；41鎖合螺釘；50泵機殼；51殼體；52入水口 ；53入水通道；54出水通道；55出水口 ；56葉輪組容室；57機械軸封容室；60葉輪組；70機械軸封。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型為一種水冷卻的電動泵結構，以下配合圖式及本實用新型的較佳實施例，說明本實用新型所采取的技術手段。
[0024]請參見圖1所示，本實用新型的水冷卻電動泵，具有一水冷卻馬達10與一泵機殼50。
[0025]請參照圖1及圖4所示,該水冷卻馬達10包含有一馬達外框體11，該馬達外框體11內部由一中間托架12分隔形成一馬達容室13與葉輪容室14，在中間托架12的馬達容室13側設有軸承室套合軸孔131，并于軸承室套合軸孔131外環形成有一套合圓柱132，在中間托架12的葉輪容室14側中心設有機械軸封安裝座141及位在該機械軸封安裝座141外環側的導水器安裝座142，在該中間托架12的導水器安裝座142內緣及外緣分別設置有內環通孔143及外環通孔144，其中該內環通孔143位在機械軸封安裝座141與導水器安裝座142之間。
[0026]請參照圖1、圖3及圖5所示，馬達外框體11的馬達容室13內包含有一內殼體20，內殼體20內依序裝設中間托架軸承23、馬達線圈21、軸心24、轉子22、及后蓋軸承25，軸心24 一端部樞設于后蓋軸承25，另一端部樞設中間托架軸承并穿設至馬達外框體11內的葉輪容室14 ;內殼體20的側面中心包含一凸出的軸承容室201及一環形凹槽202，該軸承容室201與該環形凹槽202與該軸承室套合軸孔131及該套合圓柱132對應裝設，并憑借第一密封環30及第二密封環31防止水流外泄，同時軸承室套合軸孔131的外緣環面由內殼體的環型凹槽202所包覆，用以支撐馬達運轉并確保馬達的軸心24于裝設時對準。
[0027]請參照圖1及圖3所示，以復數鎖合螺釘41將馬達后蓋40結合于內殼體20，在馬達后蓋40及內殼體20間裝設一第三密封環32，以防止水流從馬達后端泄漏，鎖合螺釘41同時將內殼體20組設于馬達外框體11以組合成一體，組合完成的馬達于馬達外框體11及內殼體20間形成一冷卻通道15 ;后蓋軸承25裝設于馬達后蓋40。
[0028]請參照圖3及圖4所示，有鑒于產品的電子化，因而于泵的馬達裝設控制器的應用日漸普及，而電子控制器于使用時均有發熱的問題，為求進一步發揮水冷卻的效益，本實用新型于馬達外框體11上方控制器容室16內設置有一導熱孔161，并由一導熱材質的導熱板17密封蓋覆該導熱孔161，該導熱板17相接于該冷卻通道15，并且可與該冷卻通道15內的水流接觸，如此當泵運轉時，水流將可憑借導熱板17的熱傳導將電子控制器的熱量排出，此外，本實用新型進一步于控制器容室16內設置有壓力檢出孔162作為馬達控制所需的壓力感測開關接口，以及溫度開關安裝座163。
[0029]請參見圖1及圖2，本實用新型的泵機殼50，結合于水冷卻馬達10的馬達外框體11形成葉輪容室14的端部，該泵機殼50包含有一殼體51、一入水口 52、一入水通道53、一出水通道54、出水口 55及一葉輪組容室56，該葉輪組容室56與馬達外框體11內的葉輪容室14形成葉輪運轉空間，在葉輪運轉空間內一個或兩個以上的葉輪組60裝設于馬達軸心24上，由水冷卻馬達10驅動葉輪組60旋轉以加壓水流，每個葉輪組包含葉輪及導水器，水流于一葉輪組加壓后，并經由導水器引導流至下一葉輪組繼續加壓，該入水通道53相通于該葉輪組容室56。
[0030]于本實用新型的水冷卻電動抽水泵運轉時，請參照圖1及圖2所示，水流將會由入水口 52被吸入殼體51，再經由入水通道53進入葉輪組60加壓，最后流入馬達外框體11內的葉輪容室14，此時水流已經過葉輪組60加壓，因此葉輪容室14為正壓環境，此正壓環境有利于機械軸封70的操作，因為軸心24與機械軸封70間的密合面需要少量的水滲入，以維持潤滑與密封效果，而葉輪容室14的正壓環境能達成此需求，機械軸封70裝設于機械軸封安裝座141,以防止水流泄漏。
[0031]請參照圖1、圖2及圖4所示，加壓后的水流經由設置于葉輪容室14的內環通孔143，加壓水流進入馬達外框體11的內緣壁面及內殼體20的外緣壁面所形成的冷卻通道15,憑借水流可同時冷卻內殼體20的表面及控制器容室16內導熱板17 ;完成熱交換的水流再經由外環通孔144流出冷卻通道15，以進入泵機殼50的出水通道54，最后由出水口 55流出泵機殼50以完成加壓輸送過程。
[0032]于本實用新型的水冷卻電動抽水泵，由于冷卻通道15及機械軸封70都設置于正壓力的水流區，故可避免因水流壓力過低，同時水流溫度升高而導致汽化現象的產生，并且可提供機械軸封70較佳的潤滑效果，確保泵正常操作。
[0033]實務上，由于泵出入口及葉輪位置配置的需要，其入口通道也可能設置于馬達與泵中間，則機械軸封將處于入口通道的低壓環境。
[0034]為確保該配置的泵仍然能維持正壓力的冷卻通道，本實用新型的水冷卻電動抽水泵提出另一【具體實施方式】，請參照圖2及圖6所示，在馬達外框體11內的導水器安裝座142中央圓柱具有一的套合環面145，該套合環面145與泵機殼50的入水通道53側的機械軸封容室57內緣壁面套合密封，可隔離泵入水口 52負壓力與葉輪容室14的正壓力環境；此種配置泵的水流由入水口 52被吸入泵機殼50，再經由入水通道53進入葉輪組60加壓后，會先經由設置于葉輪容室14的外環通孔144進入馬達外框體11及內殼體20所形成的冷卻通道15，可同時冷卻內殼體20的表面及控制器容室16內的導熱板17，完成熱交換的水流再經由內環通孔143流出冷卻通道15進入泵出水通道54，最后由出水口 55流出泵完成加壓輸送過程。
[0035]以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種水冷卻電動抽水泵，其特征在于，包括有: 一水冷卻馬達，包含有一馬達外框體，該馬達外框體內部由一中間托架分隔形成一馬達容室與一葉輪容室，在該馬達容室內設置有一內殼體，在內殼體內包含有馬達線圈、轉子與軸承，一個以上的密封圈設置于中間托架與內殼體的套合處，一密封圈設置于外框體與內殼體端面的結合處，一馬達后蓋，及一個以上的螺釘用以結合馬達框體與內殼體，在該轉子一側設有軸心延伸至該葉輪容室，該中間托架設有導水器安裝座，該導水器安裝座的內緣及外緣分別設置有內環通孔及外環通孔； 一泵機殼，包含有一殼體、一入水口、一入水通道、一出水通道、一出水口、一葉輪組容室，該泵機殼與該馬達外框體的葉輪容室結合，并容設于該葉輪組容室與該葉輪容室之間，該入水通道相通于該葉輪組容室；以及 一個或兩個以上的葉輪組，每個葉輪組包含葉輪及導水器，葉輪設置于馬達軸心上，由馬達驅動旋轉產生水流，并經由導水器引導至下一葉輪組； 其特征在于: 該馬達外框體的內緣壁面與該內殼體的外緣壁面間形成一冷卻通道，該葉輪組旋轉產生的正壓水流可經由該中間托架的導水器安裝座的內環通孔強制流入該葉輪容室及該冷卻通道，該冷卻通道相通于該導水器安裝座的外環通孔及泵機殼的出水通道。
2.根據權利要求1所述的水冷卻電動抽水泵，其特征在于:該中間托架的馬達容室側中心設置有一軸承室套合軸孔及一套合圓柱； 該內殼體的側面中心凸出一軸承容室及一環形凹槽； 該軸承室套合軸孔及該套合圓柱對應裝設該軸承容室及該環形凹槽，以支撐馬達運轉并確保馬達軸心對準。
3.根據權利要求2所述的水冷卻電動抽水泵，其特征在于:進一步具有一機械軸封； 該中間托架的葉輪容室側中心設置有一機械軸封安裝座； 該機械軸封裝設于該機械軸封安裝座，該內環通孔位在該機械軸封安裝座與該導水器安裝座之間，該馬達外框體的葉輪容室及機械軸封于運轉時為正壓力環境，以防止水流泄漏。
4.根據權利要求3所述的水冷卻電動抽水泵，其特征在于:該馬達外框體上方形成一控制器容室； 該控制器容室設置有一導熱孔及一導熱板； 該導熱板密封蓋覆該導熱孔，該導熱板相接于該冷卻通道。
5.—種水冷卻電動抽水泵,其特征在于,包括有: 一水冷卻馬達，包含有一馬達外框體，該馬達外框體內部由一中間托架分隔形成一馬達容室與一葉輪容室，在該馬達容室內設置有一內殼體，在內殼體內包含有馬達線圈、轉子與軸承，一個以上的密封圈設置于中間托架與內殼體的套合處，一個以上的密封圈設置于外框體與內殼體端面的結合處，一馬達后蓋，及一個以上的螺釘用以結合馬達框體與內殼體，在該轉子一側設有軸心延伸至該葉輪容室，該中間托架設有導水器安裝座，該導水器安裝座的內緣及外緣分別設置有內環通孔及外環通孔； 一泵機殼，包含有一殼體、一入水口、一入水通道、一出水通道、一出水口、一葉輪組容室及一機械軸封容室，該泵機殼與該馬達外框體的葉輪容室結合，并容設于該葉輪組容室與該葉輪容室之間，該入水通道相通于該機械軸封容室；以及 一個或兩個以上的葉輪組，每個葉輪組包含葉輪及導水器，葉輪設置于馬達軸心上，由馬達驅動旋轉產生水流，并經由導水器引導至下一葉輪組； 其特征在于: 該導水器安裝座具有一套合環面，該套合環面與該泵機殼的機械軸封容室內緣壁面套合密封，該葉輪容室相通于該導水器安裝座的外環通孔，該馬達外框體的內緣壁面與該內殼體的外緣壁面間形成一冷卻通道，該外環通孔相通于該葉輪容室及該冷卻通道，該冷卻通道相通于該導水器安裝座的內環通孔及泵機殼的出水通道，利用該導水器安裝座的套合環面與該泵機殼的機械軸封容室套合，以隔離該入水口負壓力水流與該葉輪容室的正壓力水流。
6.根據權利要求5所述的水冷卻電動抽水泵，其特征在于:該中間托架的馬達容室側中心設置有一軸承室套合軸孔及一套合圓柱； 該內殼體的側面中心凸出一軸承容室及一環形凹槽； 該軸承室套合軸孔及該套合圓柱對應裝設該軸承容室及該環形凹槽，以支撐馬達運轉并確保馬達軸心對準。
7.根據權利要求6所述的水冷卻電動抽水泵，其特征在于:進一步具有一機械軸封； 該中間托架的葉輪容室側中心設置有一機械軸封安裝座，該內環通孔位在該機械軸封安裝座與該導水器安裝座之間； 該機械軸封裝設于該機械軸封安裝座，以防止水流泄漏。
8.根據權利要求7所述的水冷卻電動抽水泵，其特征在于:該馬達外框體上方形成一控制器容室； 該控制器容室設置有一導熱孔及一導熱板； 該導熱板密封蓋覆該導熱孔，該導熱板相接于該冷卻通道。
【文檔編號】F04D29/58GK204163998SQ201420568329
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】莊漢東 申請人:木川工業股份有限公司