TWI507609B - 軸向磁通馬達流體輸送模組 - Google Patents

Description

軸向磁通馬達流體輸送模組

本揭露係一種軸向磁通馬達流體輸送模組，其係提供一種應用於管路或開放空間中之流體輸送使用。

在流體輸送模組中，最常見的裝置則是泵浦與風扇，泵浦的用途是加壓管路中的流體，使流體克服管路系統內的流動阻抗。

基本上泵浦可大概區分為輪機式(或稱輪機式)、排容式以及其他特殊類型(如水鎚泵、渦流泵等)，除了工業上的泵浦，人工心臟也屬於類似泵浦。一般泵浦的配置將馬達置於泵浦本體之外，使得泵浦的體積顯得較龐大，因此須進行改善。

除泵浦外，第二種常見的裝置則是風扇。風扇又稱風機，其係屬於機械產業中的流體機械，所以風扇已廣泛且大量地應用於工業與民生消費，而風扇係能夠分為工業用風扇，以及家用與家電用風扇兩種。

工業用風扇的主要用途係包含有空調系統、工廠的通風、製程上的氣體輸送或機電產品之散熱；家用與家電用風扇係包含有電風扇、排油煙機、壁扇或浴室排風扇；由此可知風扇已與人們的日常生活息息相關，故風扇的重要性係不容忽視。

承上所述，因風扇的用途甚廣，故風扇的種類繁多，若以風扇的基本機械型式與原理分類，其概可區分為軸流 式風扇、離心式風扇與斜流式風扇，其中比較特別的是斜流式風扇，該型風扇之主要功用為增大管路系統中之流量與提供稍高之靜壓。

現今的斜流式風扇係使用於小型管路系統的排風或排氣方面，斜流式風扇能夠做為管路系統的中繼風扇或主要風扇，而斜流式風扇的另一主要用途係為家用排油煙機，然而斜流式風扇係由將一馬達與一風扇系統分開配置，並未將馬達隱藏於風扇系統中，如此也造成斜流式風扇令人詬病的一點，就是體積過於龐大，造成斜流式風扇於使用上的不便性，故斜流式風扇仍有可進步的空間。

有鑑於上述之缺點，本揭露之目的在於提供一種軸向磁通永磁馬達流體輸送模組，其係使用一軸向磁通永磁馬達，並將該馬達隱藏於葉輪中，以縮減流體輸送模組之體積，而使該流體輸送模組能整合入管路中，並能與管路密切配合，或者應用於一開放空間中，以輸送一流體。

為了達到上述之目的，本揭露之技術手段在於提供一種軸向磁通永磁馬達流體輸送模組，其包含有：一馬達，其為一軸向磁通永磁馬達，該馬達具有一基座；複數個定子，其係設於該基座；一中心軸，其係設於該基座的中央處，該中心軸係朝向該基座的兩側突伸；以及複數個轉子；一葉輪，其具有複數個葉片，該葉輪係耦接於該中心軸的一端，該葉輪相對於該中心軸係呈一傾斜角度，該葉 輪面對該基座的一面係可供該轉子設置。

綜合上述，本揭露之軸向磁通永磁馬達流體輸送模組，其具有下述之優點：

一、轉子係設於葉輪處，故能夠去除現有之轉軸所可能產生的滑差，藉以降低發熱量，以提升效率。

二、本揭露之馬達係為一錐形之軸向磁通永磁馬達，其具有高扭力與低流動阻抗之特性。

三、本揭露之軸向磁通永磁馬達流體輸送模組具有高轉速、高加速性與體積小的特性。

四、因本揭露之軸向磁通永磁馬達流體輸送模組具有體積小的特性，故能整合至管路中，並能與管路密切配合。

以下係藉由特定的具體實施例說明本揭露之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容，輕易地瞭解本揭露之其他優點與功效。

請配合參考圖一及圖二所示，本揭露係一種軸向磁通永磁馬達流體輸送模組之第一實施例，該軸向磁通永磁馬達流體輸送模組能夠為一泵浦模組或一風扇模組，該軸向磁通永磁馬達流體輸送模組係能夠使用於一管路或一開放空間中，以輸送一流體，該流體能夠為液體或氣體，該軸向磁通永磁馬達流體輸送模組包含有一馬達1與一葉輪2。

馬達1具有一基座10、複數個定子11、一中心軸12、複數個轉子13與一電路單元14。

基座10係為一近似盤體之結構，基座10具有複數容 置區100，容置區100係以等距排列於基座10。

各定子11係設於係設於各容置區100中，定子11係為由定子繞組與定子鐵芯、永久磁鐵、激勵線圈或電磁鐵之其中一所構成。

中心軸12係設於基座10的中央處，中心軸12係朝向基座10的兩側突伸，中心軸12與基座10之間具有一軸承120。

轉子13係設於葉輪2面對基座10的一面，並且各轉子13之間係呈等距排列，轉子13為繞設有線圈之永久磁鐵所構成，因轉子13與定子11之結構為現有之技術，而且非本申請案之重點所在，故不多作贅述，本揭露之馬達1為一軸向磁通永磁馬達(AXIAL FLUX PERMANENT MAGNET，AFPM)。

電路單元14係設於基座10背離葉輪2的另一面，電路單元14係電性連接定子11。

葉輪2係耦接於中心軸12的一端，葉輪2具有複數個葉片20與一輪轂21。葉片20係設於輪轂21遠離基座10的一面，輪轂21相對於中心軸12係呈一傾斜角度θ，該傾斜角度θ能夠為75~150度。如上所述，轉子13係設於輪轂21面對基座10的一面，轉子13與定子11係相互平行。

另外，因該傾斜角度θ係使馬達1呈一錐形結構，而呈錐形結構之軸向磁通永磁馬達的平均電磁力距大於一般軸向磁通永磁馬達，即一般未傾斜之軸向磁通永磁馬達。一般未傾斜之軸向磁通永磁馬達的平均電磁力可詳見於 Jacek F.Gieras所著AXIAL FLUX PERMANENT MAGNET BRUSHLESS MACHINES，故不於此多做論述，特先陳明。

請配合參考圖三所示，本揭露係設於一管路30的內部，如圖所示，電路單元14係提供電源給定子11，以使定子11產生磁性，定子11與轉子13之間的磁性作用，其係使葉輪2轉動，葉片20係帶動氣流，使該氣流繞過馬達1，藉此達到氣流抽取或排放的效果。

請配合參考圖四所示，本揭露之軸向磁通永磁馬達流體輸送模組之第二實施例，本實施例為本揭露之第一實施例的進一步衍生，故部份元件符號沿用第一實施例，特先陳明。

一殼體4A係設於馬達1遠離葉輪2的一側，殼體4A係耦接中心軸12A的另端，於殼體4A與中心軸12A之耦接處具有至少一軸承120A，葉輪2、馬達1與殼體4A係形成一近似球體之結構。

請配合參考圖五所示，本揭露之軸向磁通永磁馬達流體輸送模組之第三實施例，本實施例為本揭露之第一實施例的進一步衍生，故部份元件符號沿用第一實施例，特先陳明。

殼體4B與中心軸12B之耦接處具有至少一軸承120B，葉輪2、馬達1與殼體4B係形成一近似水滴形之結構。

請配合參考圖六所示，本揭露之軸向磁通永磁馬達流體輸送模組之第四實施例，本實施例為本揭露之第一實施例的進一步衍生，故部份元件符號沿用第一實施例，特先陳明。

葉輪2、馬達1與殼體4C係形成一近似錐形之結構。此外，葉輪、馬達與殼體亦可形成一近似圓柱形之結構，如圖三所示，雖圖三未說明殼體結構，但圖三已顯示有一圓柱形結構。

請配合參考圖七所示，本揭露之風扇模組之第五實施例，於本實施例之部分元件符號係沿用第一實施例，特先陳明。

中心軸12C的一端係突伸出葉輪2外，該端設有一固定件120C，該固定件120C係使中心軸12C與葉輪2相互耦接。

綜合上述，本揭露係將轉子結合於葉輪，藉以減少可供轉子設置之元件的數量，以將馬達隱藏於流體輸送模組中。

因轉子係直接結合於葉輪，所以可以去除轉軸所產生的滑差，並降低發熱量，以提升效率。

本揭露係使用軸向磁通永磁馬達具有高扭力與低流動阻抗之特性，故使本揭露之軸向磁通永磁馬達流體輸送模組具有高轉速、高加速性與體積小的特點。

因本揭露之軸向磁通馬達流體輸送模組係將葉輪與馬達結合為一體，故體積較小，所以能夠整合入管路中，並能與管路密切配合，而本揭露亦可使用於一開放空間中之流體輸送。

惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本揭露之特點及功效，而非用於限定本揭露之可實施範疇，於未脫離本揭露上揭之精神與技術範疇下，任何運用本揭露所揭示 內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧馬達

10‧‧‧基座

100‧‧‧容置區

11‧‧‧定子

12‧‧‧中心軸

120‧‧‧軸承

13‧‧‧轉子

14‧‧‧電路單元

θ‧‧‧傾斜角度

2‧‧‧葉輪

20‧‧‧葉片

21‧‧‧輪轂

30‧‧‧管路

12A‧‧‧中心軸

120A‧‧‧軸承

4A‧‧‧殼體

12B‧‧‧中心軸

120B‧‧‧軸承

4B‧‧‧殼體

4C‧‧‧殼體

12C‧‧‧中心軸

120C‧‧‧固定件

圖一係本揭露之軸向磁通馬達流體輸送模組之第一實施例之剖面示意圖。

圖二係本揭露之軸向磁通馬達流體輸送模組之立體分解示意圖。

圖三係本揭露之軸向磁通馬達流體輸送模組之第一實施例設於一管路之剖面示意圖。

圖四係本揭露之軸向磁通馬達流體輸送模組之第二實施例之剖面示意圖。

圖五係本揭露之軸向磁通馬達流體輸送模組之第三實施例之剖面示意圖。

圖六係本揭露之軸向磁通馬達流體輸送模組之第四實施例之剖面示意圖。

圖七係本揭露之軸向磁通馬達流體輸送模組之第五實施例之剖面示意圖。

1‧‧‧馬達

10‧‧‧基座

11‧‧‧定子

12‧‧‧中心軸

120‧‧‧軸承

13‧‧‧轉子

14‧‧‧電路單元

θ‧‧‧傾斜角度

2‧‧‧葉輪

20‧‧‧葉片

21‧‧‧輪轂

Claims (11)

1. 一種軸向磁通馬達流體輸送模組，其包含有：一馬達，其為一軸向磁通永磁馬達，該馬達具有：一基座；複數個定子，其係設於該基座；一中心軸，其係設於該基座的中央處，該中心軸係朝向該基座的兩側突伸；以及複數個轉子；一葉輪，其係耦接於該中心軸的一端，該葉輪具有複述個葉片與一輪轂，該些葉片係設於該輪轂遠離該基座的一面，該輪轂相對於該中心軸係呈一傾斜角度，該傾斜角度為75~90度，該輪轂面對該基座的一面係可供該轉子設置，該轉子與該定子相互平行。
2. 如申請專利範圍第1項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其為一泵浦模組或一風扇模組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其中該馬達為一錐形結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其進一步具有一殼體，該殼體係設於該馬達遠離該葉輪的一側。
5. 如申請專利範圍第4項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其中該葉輪、該馬達與該殼體係形成一球體、一水滴形、一圓柱形或一錐形之結構之其中一者。
6. 如申請專利範圍第4項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其中該中心軸的另端係耦接該殼體。
7. 如申請專利範圍第6項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其中該耦接處具有至少一軸承。
8. 如申請專利範圍第1項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其中該中心軸與該基座之間具有一軸承。
9. 如申請專利範圍第1項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其中該中心軸的一端係突伸出該葉輪外，該端設有一固定件。
10. 如申請專利範圍第1項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其進一步具有一電路單元，該電路單元係電性連接該定子。
11. 如申請專利範圍第1項所述之軸向磁通馬達流體輸送模組，其中該基座具有複數個容置區，各容置區係供各定子設置。