專利名稱：小型泵裝置及電熱水瓶的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用升水機構將液體導入并排出的小型泵裝置裝置及電熱水瓶。
過去曾提出過各種具有利用電動機驅動源的電動式升水機構、裝入電熱水瓶等熱水裝置中的小型泵裝置。這種小型泵裝置采用所謂離心泵式，即，通過使葉輪高速旋轉給液體施加旋轉運動并利用離心作用吸引液體，再從熱水瓶裝置等的上部出水口排出。在將這種小型泵裝置用于電熱水瓶的場合，在將水瓶內沸騰的水提升時，常會發(fā)生氣穴(cavitation)現(xiàn)象。
所謂氣穴現(xiàn)象，是指將溫度上升到沸點附近的液體提升到葉輪周圍時，由于葉輪周圍的負壓使液體的沸點降低等會使液體在葉輪周圍迅速氣化，充滿空氣，或是液體沸騰時產生的氣泡在葉輪周圍迅速膨脹，使空氣等氣體充滿設置葉輪的腔室內。在提升沸騰的熱水時，一旦發(fā)生這種氣穴現(xiàn)象，使氣體集中于葉輪的旋轉中心，葉輪就會空轉，不能提升熱水。
另一方面，在將泵裝置用于電熱水瓶時，要求能夠使泵裝置內的液體倒流到水瓶內，以與水瓶內的液體混合。這是為了防止出現(xiàn)以下情況，即長時間不用后一旦作液體排出動作，已經在水瓶外側的泵裝置內冷卻的液體會從出水口排出，導致第1杯是冷水或微溫的水。
考慮過用一種離心泵和螺旋泵并用式泵裝置來解決這種氣穴現(xiàn)象或“第一杯是微溫水”，這種泵裝置是在離心泵葉輪的同軸上設置具有引導螺桿(1eadscrew)的螺旋泵。如果只用引導螺桿作為升水機構，由于其在泵效率方面還有問題，故傳統(tǒng)方式是與離心泵并用。如果將這種并用式泵裝置用作電熱水瓶的升水裝置，具有以下效果①可利用離心泵的離心力有效地排出液體。
②用引導螺桿將液體輸送到離心泵的葉輪，可防止葉輪空轉，故不易發(fā)生氣穴現(xiàn)象。
③通過使引導螺桿倒轉而使液體倒流，已在泵裝置內冷卻的液體能返回溫暖的水瓶內。
然而，即使采用并用式泵裝置，上述3點效果仍不充分，還有改良的余地。譬如，本來螺旋泵自身的泵能力比離心泵低，但在該泵能力極低時，就不能實現(xiàn)上述②和③的效果。即，正轉時液體不能輸送到葉輪，倒轉時不能使液體倒流。
還有，螺旋泵如果通過增大引導螺桿的導程角來增大螺距，則雖然泵能力上升(倒轉時的能力也上升)，但在這種場合，當水瓶內沸騰的熱水從水瓶運送到引導螺桿時，熱水容易與引導螺桿沖撞，容易形成氣泡。因此，引導螺桿自身會被氣泡包圍，在引導螺旋部分產生所謂氣穴現(xiàn)象，故用引導螺桿不能將液體運送到葉輪，導致葉輪空轉。
另外，一旦使引導螺桿倒轉，引導螺桿的旋轉力會使泵裝置內的液體向水瓶一側倒流，但這時離心泵的葉輪也一體旋轉。因此，離心泵要使液體移動到排出端。結果，盡管螺旋泵的力要使泵裝置內的液體向水瓶倒流，但因受到離心泵的使液體排出的力的影響，就不能順利地倒流。
本發(fā)明的目的在于提供一種將上述離心泵及螺旋泵作為升水機構并用的小型泵裝置，它能更有效地排出液體，可靠地防止氣穴現(xiàn)象，且能可靠地使液體順利倒流。本發(fā)明的目的還在于提供一種具有小型螺旋泵的泵裝置，它設有引導螺桿，即使為了回避離心泵的各種缺點而不使用離心泵，也具有足夠的泵能力。本發(fā)明的目的還在于提供一種使用這種小型泵裝置的電熱水瓶。
為了實現(xiàn)上述目的，技術方案1的小型泵裝置設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體從導入部上側的位置排出的排出部、將導入部與排出部連接且至少一部分具有直筒部的液體通道，在該液體通道的直筒部內同軸設置由具有引導螺桿的螺旋泵及具有葉輪的離心泵構成的2個升水機構，其特點是，直筒部的內徑在不同部位而有所不同。
因此，當在該小型泵裝置中使液體倒流時，直筒部內的液流容易被螺旋泵和離心泵分斷成2層，由離心泵形成的液體向排出方向的流動不會對由螺旋泵形成的液體的逆向流動產生影響。
技術方案2是在方案1的小型泵裝置上，將直筒部的覆蓋引導螺桿的部分的內徑做成不同于直筒部的覆蓋葉輪的部分的內徑，故倒流時，螺旋泵形成的液流能與離心泵形成的液流更可靠地分離。
技術方案3是在方案1或2的小型泵裝置上，直筒部的覆蓋引導螺桿的部分的內徑大于直筒部的覆蓋葉輪的部分的內徑，故倒流時，葉輪對螺旋泵形成的液流的影響就更小。
技術方案4是在方案1的小型泵裝置上，將直筒部的覆蓋引導螺桿的部分的內徑做成和直筒部的覆蓋葉輪的部分的內徑做成相同內徑，且在直筒部的覆蓋引導螺桿的部分和覆蓋葉輪的部分之間的部分形成向直筒部的中心方向凸出并使該部分的內徑縮小的凸出部。因此，倒流時，液流被凸出部分斷，用螺旋泵可靠地使液體倒流。
技術方案5是在方案1、2、3或4的小型泵裝置上，在直筒部的端部安裝對旋轉自如地支承引導螺桿及葉輪的軸部進行位置保持的位置保持構件。因此，便于組裝，且可防止引導螺桿及葉輪的外周端碰撞直筒部的內壁而產生噪音。
技術方案6是在方案5的小型泵裝置上，將位置保持構件做成嵌入直筒部內壁的圓筒構件，并設置從該圓筒構件的內壁一側向中心一側凸出的多根肋。因此，倒流時，肋將因螺旋泵的作用而倒流的液流從被離心泵及螺旋泵旋轉的液流中分斷，這樣可防止螺旋泵的能力降低。
技術方案7是一種小型泵裝置，設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體從導入部上側的位置排出的排出部、將導入部與排出部連接的液體通道，在該液體通道內部同軸設置由具有引導螺桿的螺旋泵及具有葉輪的離心泵構成的2個升水機構，其特點是，葉輪的外徑小于引導螺桿的外徑。
因此，在引導螺桿的泵能力與離心泵之間的平衡關系方面，與傳統(tǒng)產品相比，螺旋泵一側更大。結果，倒流時離心泵所形成的液體向排出方向的流動對螺旋泵所形成的液體向倒流方向的流動的影響較小，能夠更加可靠地使液體倒流。
技術方案8是在方案7的小型泵裝置上，將葉輪的外徑做成引導螺桿外徑的20～80％，故倒流時能更可靠地使液體倒流。
技術方案9是，前述液體通道的至少一部分具有直筒部，且在該直筒部設有前述螺旋泵及前述離心泵，前述直筒部的覆蓋前述引導螺桿的部分的內徑大于前述直筒部的覆蓋前述葉輪的部分的內徑。
技術方案10是一種小型泵裝置，設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體從導入部上側的位置排出的排出部、將導入部與排出部連接的液體通道，在該液體通道內部同軸設置由具有引導螺桿的螺旋泵構成的升水機構，其特點是，引導螺桿用導程角5～15°的單螺旋(一條卷き)構成。因此，既可確保螺旋泵的泵效率，又不易產生氣穴現(xiàn)象。
技術方案11是在方案9的小型泵裝置上，將引導螺桿的導程角做成8°以上，故可既防止氣穴現(xiàn)象，又可確保螺旋泵的更高泵效率。
技術方案12是一種小型泵裝置，設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體從導入部上側的位置排出的排出部、將導入部與排出部連接的液體通道，在該液體通道內部同軸設置由具有引導螺桿的螺旋泵構成的升水機構，其特點是，將引導螺桿的螺旋部在軸向的長度做成25mm以上。一旦這樣延長螺旋部的長度，在將液體向排出部輸送時，在液體通過引導螺桿的過程中導致氣穴現(xiàn)象產生的氣泡就容易消失。因此，不易產生氣穴現(xiàn)象。而且，一旦螺旋部延長，螺旋泵自身就會具有較高的泵能力。
技術方案13是將方案1到11中任一項所述的小型泵裝置的導入部設置在儲水罐的下部，將液體通道設置在儲水罐的外側，將螺旋泵設置在儲水罐的底部附近。因此，可實現(xiàn)一種完全不會有氣穴現(xiàn)象、或即使有其概率也極低、而且輸送熱水時的泵效率很高的電熱水瓶。
以下是對附圖的簡單說明。


圖1是表示裝有本發(fā)明第1實施形態(tài)小型泵裝置的電熱水瓶整體的局部剖視立體圖。
圖2是圖1電熱水瓶的主要部分剖視圖。
圖3是圖1的小型泵裝置的主要部分縱剖視圖。
圖4是從箭頭IV方向看圖3小型泵裝置的位置保持構件的仰視圖。
圖5是從圖3的小型泵裝置上取下葉輪及引導螺桿及位置保持構件后的狀態(tài)。
圖6是本發(fā)明第1實施形態(tài)的小型泵裝置的葉輪及引導螺桿的側視圖。
圖7是只表示圖6的葉輪的VII-VII剖視圖。
圖8是從箭頭VIII方向看圖7的葉輪。
圖9是從箭頭IX方向看圖7的葉輪。
圖10的表格比較了在本發(fā)明第1實施形態(tài)的小型泵裝置上安裝各種葉輪及引導螺桿時、在平常及剛沸騰時熱水的排出量及與倒流有關的優(yōu)劣情況。
圖11是本發(fā)明第2實施形態(tài)的小型泵裝置的主要部分縱剖視圖。
圖12是本發(fā)明第3實施形態(tài)的小型泵裝置的主要部分縱剖視圖。
以下結合圖1～圖10說明本發(fā)明的第1實施形態(tài)。第1實施形態(tài)的小型泵裝置1作為裝入電熱水瓶2中的部件進行說明。
電熱水瓶2如圖1及圖2所示，主要由成為外殼的外框體3、設置在外框體3內部且貯水用的儲水罐4、以及將儲水罐4內的液體向外部提升并排出用的小型泵裝置1構成。
外框體3為大致圓筒形，設有底部3a，內部裝有儲水罐4，在該儲水罐4上形成的開口部安裝著開閉自如的蓋5。
在外框體3的前面上部中央部分，設有向外側凸出的瓶嘴部7，在該瓶嘴部7的下側面，將從儲水罐4輸送而來的液體注入杯子等用的出水口8設在該下側面的出水和熱水等用的開口處。另外，在外框體3的外周面在瓶嘴部7的下側設有顯示儲水罐4內液體剩余量的刻度的水位顯示窗9。
儲水罐4為具有底部4b的大致杯形，用于灌裝液體。另外，在底部4b設有電熱裝置4c，通過使電熱裝置4c工作，將儲水罐4內的液體加熱。在該儲水罐4的外側，設有將液體向外部提升用的小型泵裝置1。另外，在儲水罐4的底部4b形成與小型泵裝置連通的連通孔4d。因此，儲水罐4通過小型泵裝置1而與外框體3的外部連通。
小型泵裝置1具有從儲水罐4的底部4b將液體導入的導入部10、將導入的液體從出水口8排出用的排出部11、連接導入部10和排出部11且在局部具有直筒部12a的液體通道12、在液體通道12的直筒部12a內同軸設置且成為2個升水機構的螺旋泵13及離心泵14、以及作為驅動源的電動機15。
又如圖3所示，螺旋泵13和離心泵14在軸向相互接近地設置于同一軸上。螺旋泵13具有引導螺桿16，通過使該引導螺桿16在直筒部12內旋轉，形成將液體引導到上部的離心泵14的泵。另一方面，離心泵部14具有由葉片狀構件形成的葉輪17，通過使葉輪17在直筒部12a內旋轉，形成將被螺旋泵13引導的液體吸引并排出的泵。引導螺桿16和葉輪17通過將葉輪17與引導螺桿16的軸部16a嵌合固定而形成一體，并由于電動機15的驅動力而一體地旋轉。
如圖2所示，導入部10用于使儲水罐4的底部4b與縱向設置在儲水罐4外側的液體通道12的直筒部12a連通，它用設在儲水罐4的下部、呈U字形的彎管形成。導入部10的一端與在儲水罐4的底部4b凸出形成的連通孔4d連接，使導入部10與儲水罐4連通。導入部10的另一端與構成液體通道12的直筒部12a下側部分的螺旋泵13的螺旋泵室18的端部連接。
另外，排出部11具有使用者用手可開閉的開閉閥11a。本實施形態(tài)的小型泵裝置1如果在開閉閥11a打開的狀態(tài)下接通出熱水開關，由于微電腦的控制(省略圖示)，就會驅動螺旋泵13及離心泵14，將儲水罐4內的液體提升并從出水口8排出。另外，排出部11的前端部分與出水口8連接，該出水口8面對在瓶嘴部7上形成的下蓋20上所設的排出開口21。
另外，如圖1所示，液體通道12由以下部分構成把將導入部10的液體導入用的2個電動式升水機構、即螺旋泵13及離心泵14在內側設置于同軸上的直筒部12a；與設在離心泵14上的排出口部14a連接的排出管12b；從該排出管12b起垂直彎折且前端部分延伸到瓶嘴部7內的水位顯示管部12c；從水位顯示管部12c連通到排出部11用的連通部12d。
直筒部12a是將導入部10與排出部11連通的液體通道12的一部分，且用構成螺旋泵13及離心泵14的一部分的PPS(聚苯撐亞硫酸鹽)制的殼體形成。即，該直筒部12a由覆蓋螺旋泵13的引導螺桿16的部分、即構成螺旋泵室18的部分與覆蓋離心泵14的葉輪17的部分、即構成離心泵室19的部分構成，液體通過其內側的空間部分。
直筒部12a如圖3所示，由外周面為大致圓筒形狀、一端敞開的杯狀構件做成，在不敞開的那一個端部、即上端緣部分形成向外側彎折形成的安裝部12e。該安裝部12e成為與后述的磁鐵殼體22連接用的部分。另外，在該直筒部12a的內周面的規(guī)定部分形成使不同部位的內徑互不相同用的臺階部23及與臺階部23連續(xù)的內杯部12f。直筒部12a的該內杯部12f構成覆蓋葉輪17的離心泵室19，其他部分、即內徑較大的部分構成覆蓋引導螺桿16的螺旋泵室18。
在如此構成的直筒部12a上端，連接固定著杯狀的磁鐵殼體22，其內部裝有感應用鐵氧體磁鐵形成的葉輪17且對葉輪及引導螺桿16進行旋轉驅動用的驅動磁鐵24。該磁鐵殼體22具有向外周部的外側凸出的2個固定部22a，使直筒部12a的安裝部12e與這些固定部22a抵接，并將螺釘22b分別插入螺釘孔22c，將其安裝到直筒部12a的上端部分。在磁鐵殼體22的上部22d還設有多個螺釘孔22e，使電動機15的底部15a與該底部22d的外側抵接，在此狀態(tài)下將螺釘22f插入螺釘孔22e，以將電動機15用螺釘固定。
另外，在電動機15的上部一側設有電動機端子15b。而且在該電動機端子15b上，通過引線25連接著連接器26，該連接器26與微電腦(未圖示)連接，使電動機15受微電腦的驅動控制而驅動。
另外，在磁鐵殼體22的上部22d的中央形成通孔22g。支承在金屬軸承15c上的電動機輸出軸15d穿過該通孔22g。即，通孔22g供金屬軸承15c及電動機輸出軸15d穿過，支承在金屬軸承15c上的電動機輸出軸15d在磁鐵殼體22內伸出。
在該電動機輸出軸15d的前端附近固定著圓盤狀的磁鐵固定板24a。即，在磁鐵固定板24a的旋轉中心部分設有通孔24b，將電動機輸出軸15d的前端部分壓入該通孔24b，以將磁鐵固定板24a固定在電動機輸出軸15d上。在該磁鐵固定板24a的面對葉輪17的那一面的外周部分用焊接等方法固定著圓環(huán)狀的驅動磁鐵24。另外，在本實施形態(tài)中，驅動磁鐵24使用干式軸向各向異性鐵氧體磁鐵，當然也可以使用稀土類磁鐵等其他磁鐵。
另一方面，直筒部12a的靠螺旋泵13一側的敞開端成為吸引液體用的吸引口18a。在該吸引口18a中嵌入具有多個肋27a的位置保持構件27，進而與導入部10連接。采用這種結構，液體在多個肋27a之間的空間中流動。另外，在直筒部12a與導入部10間的連接部分嵌入作為防水帽的套管28。該套管28采用符合食品衛(wèi)生法及食品添加物用規(guī)格標準的硅橡膠制品。另外，在直筒部12a的靠離心泵14一側的側面設有將吸引的液體向排出部11一側輸送用的排出口部14a。在該排出口部14a，經過套管29連接著排出管12b。
另外，液體通道12的水位顯示管部12c采用圓筒形狀的透明玻璃材料，可從水位顯示窗9看到液體通道12內的水位。另外，在將水位顯示管部12c的下端部分彎曲后形成的排出管12b與在直筒部12a的側面形成的排出口14a之間的連接部分嵌入作為防水帽的套管29。該套管29采用符合食品衛(wèi)生法及食品添加物用規(guī)格標準的硅橡膠制品。
在直筒部12a的徑向中心部分，固定著作為旋轉自如地支承螺旋泵13的引導螺桿16及離心泵14的葉輪17的軸部的直線旋轉軸30。即，在直筒部12a的靠離心泵14一側的上部19b的中心，形成壓入固定直線旋轉軸30一端用的固定部19c。該固定部19c由從底部19b向螺旋泵13一側伸出的有圓筒狀材料構成，在其前端部分嵌入墊圈19d，該墊圈19d碰到滑動軸承31a，從而成為葉輪17及引導螺桿16的推力擋板。
另一方面，在直筒部12a的螺旋泵室18的端部、即吸引口18a，設有嵌入臺階部18b。在該嵌入臺階部18b嵌入固定位置保持構件27，對作為旋轉自如地支承螺旋泵13的引導螺桿16及離心泵14的葉輪17的軸部的直線旋轉軸30進行位置保持。
位置保持構件27如圖3及圖4所示，是在嵌入臺階部18b所形成的直筒部12a的內壁嵌入的圓筒構件，設有從其內側向中心一側伸出的多根肋，具體說是設有3根肋27a。在位置保持構件27的3根肋27a的端部集中的中心部27b設有嵌入固定直線旋轉軸30另一端用的固定部27c。該固定部27c是在中心部27b形成的有底圓筒狀構件，其前端部分嵌入因與滑動軸承31b接觸而成為引導螺桿16及葉輪17的推力擋板的墊圈27d。
另外，用上述的直筒部12a形成的螺旋泵室18及離心泵室19如圖5所示，成為連續(xù)的同一空間。而且這2個泵室的內徑不相同。即，在這2個泵室18、19的交界部分，形成從直筒部12a的內壁向中心方向凸出且與離心泵室19的內壁連續(xù)的臺階部23。這樣，直筒部12a的覆蓋引導螺桿16的部分的內徑T1就大于覆蓋葉輪17的部分的內徑T2。
采用上述結構、即、直筒部12a的臺階部23以下的螺旋泵室18一側的內徑大于離心泵室19一側的內徑的結構，是為了通過螺旋泵13及離心泵14的旋轉將在直筒部12a內旋轉的液流分別用螺旋泵13及離心泵14分斷，因為一旦這樣分斷液流，在通過螺旋泵13的倒轉而進行使液體返回儲水罐4的動作時，液體可不受離心泵14的影響而順利流動。
電動機15采用通過控制電路底板(省略圖示)的驅動切換而可雙向旋轉的DC電動機，成為對螺旋泵13的引導螺桿16及離心泵14的葉輪17一體地進行旋轉驅動的共同驅動源。
螺旋泵13設置在液體通道12的直筒部12a內的下側，即，設置在靠導入部10的一側。螺旋泵13如圖2及圖3所示，主要由與導入部10連通、同時成為液體通道12的直筒部12a一部分的螺旋泵室18和旋轉自如地裝在螺旋泵室18內的引導螺桿16構成。
螺旋泵室18由液體通道12的直筒部12a的一部分構成，在其內部設置旋轉自如的引導螺桿16。如上所述，該螺旋泵室18的內徑T1大于離心泵室19的內徑T2。
另外，如上所述，螺旋泵室18的一端成為吸引口18a，在形成于該吸引口18a的嵌入臺階部18b中嵌入位置保持構件27。而且，在該位置保持構件27上形成的3根肋27a具有如下效果，即控制液體在螺旋泵13的直筒部12a內被引導螺桿16的旋轉所吸引而一同旋轉的現(xiàn)象，以提高泵效率。
另外，引導螺桿16采用PS(聚苯乙烯)等樹脂材料做成。該引導螺桿16如圖3及圖6所示，由旋轉中心設有通孔16b的軸部16a和一體地固定在軸部16a外周的螺旋部16c構成。而且，引導螺桿16是將固定在直筒部12a內的直線旋轉軸30穿過通孔16b，并以直線旋轉軸30為旋轉中心在螺旋泵室18內旋轉。另外，該引導螺桿16通過向一個方向旋轉而使液體向吸入方向流動，并通過向另一方向旋轉而使液體返回儲水罐4。
在引導螺桿16的軸部16a的一端側的外周，壓入固定有PPS制的葉輪17。這樣使引導螺桿16與葉輪17一體旋轉。另外，在引導螺桿16的軸部16a一端的通孔16b的內側設有作為潤滑滑動構件的用PPS做成的滑動軸承31a。另外，在軸部16a另一端的通孔16b的內側形成凹部16d。在該凹部16d內嵌入用作為潤滑滑動構件的PPS做成的滑動軸承31b。采用這種結構，引導螺桿16在夾持兩端的兩個滑動軸承31a、31b的狀態(tài)下旋轉自如地支承在直線旋轉軸30上。另外，引導螺桿16因葉輪17被驅動磁鐵24的磁力所吸引，而始終在被吸向離心泵室19一側的狀態(tài)下旋轉。另外，滑動軸承31a、31b也可用有潤滑性的其他構件、譬如碳和PTFE(聚四氟乙烯)的混合物等構成。
另外，螺旋部16c由多螺距、具體說就是3螺距的螺旋葉輪16e構成。這些螺旋葉輪16e的內周部分一體地固定在軸部16a的外周，同時全部連接成螺旋狀，螺旋部16c成為所謂單螺旋。該單螺旋的結構是將各螺旋葉輪16e的螺距間隔L做得充分大(本實施形態(tài)中螺距間隔L＝7.5mm)，為了確保螺旋泵13的泵能力。本實施形態(tài)的引導螺桿16的螺旋部16c的導程角α為8.43°，螺旋部16c的導程角適于取5～15°的范圍，其中8°以上為最佳。
另外，本實施形態(tài)的引導螺桿16的螺旋部16c做成螺旋葉輪16e的外徑W1為24mm。該外徑尺寸大于葉輪17的外徑尺寸W2的17mm，葉輪17的外徑尺寸W2是螺旋葉輪16e的外徑尺寸的20～80％。該結構在使葉輪17及引導螺桿16一體地倒轉、以使液體通道12內的液體倒流到儲水罐4時，可以減輕葉輪17造成的影響，能可靠地使液體倒流。
即，倒轉時，形成螺旋狀的螺旋部16c倒轉，使直筒部12a內的液體要沿著螺旋部16c而倒流，但由于此時葉輪17也一同旋轉，故液體由于葉輪17的旋轉而被拉向排出部11一側。然而，采用本實施形態(tài)的小型泵裝置1時，如上所述，由于葉輪17的外徑W2小于引導螺桿16的外徑W1，故此時的吸引力弱，不會對液體的倒流有太大的影響。為此，在本實施形態(tài)的小型泵裝置1中，可以使液體順利地倒流。
另外，上述的引導螺桿16的沿螺旋部16c軸向的全長L1為27mm，比傳統(tǒng)產品略長。這樣，即使沸騰的液體在通過螺旋泵13時要氣化，在通過螺旋部16c的過程中也會冷卻并重新變?yōu)橐后w。這樣，本實施形態(tài)的小型泵裝置1就不會將成為氣泡的蒸氣送到葉輪17附近，即，不易產生氣穴現(xiàn)象。另外，如果將引導螺桿16的軸向全長做成25mm以上，則可實現(xiàn)上述效果。還有，全長的上限根據(jù)供安裝的熱水瓶等框體在縱向的尺寸而變動。
另一方面，離心泵14設置在液體通道12的直筒部12a內的上側。即，離心泵14主要由與液體通道12的排出管12b連通、同時成為直筒部12a一部分的離心泵室19和旋轉自如地裝在離心泵室19內的葉輪17構成。
離心泵室19由液體通道12的直筒部12a的一部分構成，在其內部設置旋轉自如的葉輪17。如上所述，該離心泵室19的內徑T2小于螺旋泵室18的內徑T1。
在該離心泵室19的一端固定著上述的磁鐵殼體22，通過驅動磁鐵24旋轉，使葉輪17追隨驅動磁鐵24旋轉。這樣使引導螺桿16與葉輪17一體旋轉。
另外在離心泵室19的內壁上，形成與液體通道12的排出管12b連通用排出口部14a。因此，被螺旋泵13及離心泵14的吸引力吸引到直筒部12a內的液體就從排出口部14a向排出部11排出。另一方面，一旦將螺旋泵13及離心泵14逆向驅動，排出管12b及水位顯示管部12c內的液體就通過排出口部14a而倒流到直筒部12a內。
葉輪17如圖3、圖6及圖7所示，由軸部17a、從軸部17a一端的外周部分更向外周延伸的臺階部17b、與該臺階部17b連續(xù)的大致圓筒狀的圓筒部17c、從軸部17a的另一端到臺階部17b的范圍在軸部17a的外周面形成的2片葉片17d構成。
在軸部17a上設有將引導螺桿16的軸部16a的前端部分壓入用的通孔17e。如圖8所示在該通孔17e的入口部分、即軸部17a的面對引導螺桿16的端部，設有便于引導螺桿16的軸部16a插入的傾斜部17f和壓入后止轉的止轉部17g。葉輪17通過上述結構而嵌入引導螺桿16的軸部16a的前端部分外周，與引導螺桿16一體旋轉。
另外，如圖9所示，為了受在磁鐵殼體22內的驅動磁鐵24的磁感應，在葉輪17上進行各90°的NS交替4極面磁化。在N極與S極的交界處分別形成狹縫17h，具有將向圓周方向的磁漏加以密封的效果。因此，一旦電動機15進行驅動且電動機輸出軸15d旋轉，葉輪部17b就被驅動磁鐵24磁感應，葉輪17就在離心泵室19內旋轉。而且一旦葉輪17旋轉，2片葉片17d就使離心泵19內的液體旋轉。另外，在葉輪17的旋轉中心產生負壓。由于這種作用，就產生了將直筒部12a內的空氣和液體等吸引到旋轉中心的力。
另外，葉輪17的外徑尺寸W2為17mm，是在上述引導螺桿16的外徑尺寸W1的24mm的20～80％的范圍內。這是因為考慮到本實施形態(tài)的小型泵裝置1與傳統(tǒng)產品相比，隨著螺旋泵13的泵能力提高，離心泵14的泵能力可不必太大，而且在使液體倒流時，離心泵14向液體排出方向的吸引力較弱，可以順利地進行倒流。
隨著該螺旋泵13的泵能力與離心泵14的泵能力相比能相對提高，即，倒流時螺旋泵13能夠在不受離心泵14過多影響的條件下輸送液體，本實施形態(tài)可將螺旋泵13與離心泵14靠近設置。因此，本實施形態(tài)的小型泵裝置1可以縮短具有泵功能的直筒部12a的軸向尺寸，可用于各種裝置(譬如較矮的水瓶等)。結果，增加了通用性，不必再專門批量生產適于某種熱水瓶裝置的產品，適于大量生產。
圖10比較了上述本實施形態(tài)的小型泵裝置1使用上述引導螺桿16及葉輪17時與使用其他6種引導螺桿及葉輪時的性能，以下具體地進行說明。另外，泵能力等根據(jù)引導螺桿或葉輪外周端與殼體間的間隙和其他條件變化，圖中是在相同條件下進行說明。
圖10中的表是對各試樣A～G在①通常時的熱水排出量、②剛沸騰時熱水的排出量、③倒流這3種使用狀態(tài)下各自的性能進行比較。
所謂①通常時的使用是指使儲水罐4內的液體沸騰后，經過一定時間，即在“保溫”狀態(tài)下按壓排出按鈕(省略圖示)使液體從出水口8排出。在這種場合，由于熱水不是容易氣化的狀態(tài)，故不會產生與氣穴有關的問題，泵性能基本只與其吸引力有關。
所謂②剛沸騰時的使用，是指通過電熱裝置4c將儲水罐4內的液體加熱并使之沸騰，并立即按壓排出按鈕(省略圖示)，使液體從出水口8排出。在這種場合，熱水容易氣化，容易發(fā)生氣穴現(xiàn)象。因此，為了確保排出量，小型泵裝置1上需要采用抑制氣穴發(fā)生的結構。
所謂③倒流，是指電熱水瓶2的排出按鈕(省略圖示)長時間不用，液體通道12內液體冷卻時使用的方法，即按下倒流按鈕(省略圖示)使液體通道12內的液體倒流到儲水罐4內。即，當長時間不用時，如果在此狀態(tài)下按下排出按鈕，已冷卻的液體就會從出水口8排出。而本使用方法即是為了防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
另外，表示泵能力充分的評價標記(○)是指按下電熱水瓶2的排出按鈕(省略圖示)后10秒鐘以內排出的“沸騰液體”的排出量大于400ml以上。而表示泵能力不足的評價標記(△)是指排出量為評價標記(○)的一半以下，即按下排出按鈕后10秒鐘以內排出的“沸騰的液體”的排出量小于200ml。不過，評價標記(△)的排出量雖少，但排出的是沸騰的液體。另外，表示完全沒有泵能力的評價標記(×)是指即使按下排出按鈕，也完全沒有沸騰的液體排出的情況。這3種評價標記(○)(△)(×)都同樣用于試樣A、B、C、D、E、F。
在圖10的表中，試樣A使用本實施形態(tài)的引導螺桿16及葉輪17。即，引導螺桿16的螺旋部16c的各項條件如上所述，為外徑＝24mm、單螺旋、導程角＝8.43°，螺距間隔＝7.5mm、軸向全長＝27mm、葉輪17的外徑為17mm。
將如此結構的試樣A用于小型泵裝置1時，通常時的泵能力(排出量)充分，其評價為(○)。試樣A即使在剛沸騰時也不會產生氣穴現(xiàn)象，泵能力(排出量)充分，其評價標記為(○)。試樣A在倒流時，其評價標記也是(○)。
另外，在圖10的表中，試樣B只是將上述第1實施形態(tài)、即試樣A的葉輪外徑作了改變。即，試樣B的引導螺桿的螺旋部的各項條件均與試樣A相同，只是葉輪的外徑大于試樣A，為23mm。試樣B的螺旋部的各項條件具體為外徑＝24mm、單螺旋、導程角＝8.43°，螺距間隔＝7.5mm、軸向全長＝27mm。結果，雖然試樣B的葉輪外徑小于螺旋部的外徑，但其比率大于80％。
在將上述結構的試樣B用于小型泵裝置1時，通常時的泵能力(排出量)評價為(○)。另外，試樣B即使在剛沸騰時也不會產生氣穴現(xiàn)象，泵能力(排出量)評價標記為(○)。然而，試樣B在倒流時，其評價標記是表示泵能力不充分的(△)。這時因為葉輪外徑增大，其旋轉力影響了倒流。
另外，在圖10的表中，試樣C是將上述第1實施形態(tài)、即試樣A的螺旋部的外徑及葉輪的外徑作了改變。即，試樣C的引導螺桿的螺旋部外徑為18.2mm、葉輪的外徑為23mm。另外，螺旋部的其他條件均與試樣A相同，試樣C的螺旋部的各項條件具體為單螺旋、導程角＝8.43。，螺距間隔＝7.5mm、軸向全長＝27mm。結果，試樣C的葉輪外徑大于螺旋部的外徑。
如此結構的試樣C在用于小型泵裝置1的情況下，在通常時是泵能力(排出量)充分的評價(○)。另外，試樣C即使在剛沸騰之后也不發(fā)生氣穴，是泵能力(排出量)充分的評價(○)。但是，關于試樣C的倒流，成為是不能的評價(×)。這是因為如下的緣故雖然葉輪的外徑自身是與試樣B相同的，但由于引導螺桿的外徑與試樣B相比較小，因此，倒流時的葉輪的旋轉力所產生的影響就比試樣B更大。
另外，在圖10的表中，試樣D是對上述第1實施形態(tài)的試樣A中僅將螺旋部的導程角予以變更后的結構。并且，由于將導程角變更得較小，故各螺桿的螺距間隔必然變得狹小。即，試樣D的引導螺桿的螺旋部的各條件是外徑＝24mm；單螺旋；導程角＝4.07°；螺距間隔＝3.6mm；軸向全長＝27mm，并且，葉輪17的外徑為17mm。
如此結構的試樣D在用于小型泵裝置1的情況下，在通常時是泵能力(排出量)不充分的評價(△)。這是因為螺旋部的導程角較小、各螺桿的螺距間隔狹小、從而在通常時使得螺旋泵的泵能力自身下降的緣故。另外，試樣D即使在剛沸騰之后，也是無泵能力(排出量)的評價(×)。其原因是，不是因為氣穴發(fā)生，而是原來的泵能力低下。另外，沸騰之后的評價之所以比通常時的評價差，是因為沸騰之后的狀態(tài)與通常時相比難以吸引液體，從而更加影響泵能力的低下。此外，關于試樣D的倒流，也是成為不能的評價(×)。這是因為試樣D的泵能力低下還影響到液體向反方向送出的緣故。
另外，在圖10的表中，試樣E是將上述試樣D的螺旋部的導程角變更得稍大一些的結構。而試樣E的螺旋部的導程角比上述試樣A的導程角小，因此，螺桿的螺距間隔比試樣A狹小。即，試樣E的引導螺桿的螺旋部的各條件是外徑＝24mm；單螺旋；導程角＝5.65°；螺距間隔＝5.0mm；軸向全長＝27mm，并且，葉輪17的外徑為17mm。
如此結構的試樣E在用于小型泵裝置1的情況下，在通常時是泵能力(排出量)充分的評價(○)。另外，試樣E即使在剛沸騰之后，也是泵能力(排出量)充分的評價(○)。其結果，在將液體送入排出部11側時，由于螺旋泵與離心泵協(xié)同作用，故即使螺旋部的導程角稍小，可以說也不會給泵能力造成什么影響。但是，關于試樣E的倒流，也是成為不充分的評價(△)。這是因為如下的緣故由于倒流時離心泵不工作而依賴于引導螺桿的泵能力，故螺旋部的導程角稍小且各螺桿的螺距間隔稍狹小的試樣E的評價變得稍低。
下面說明的試樣F、G是僅將上述的試樣A的螺旋部的軸向全長予以變更的結構，而其他諸條件與試樣A相同。即，試樣F、G的引導螺桿的螺旋部的各條件都是外徑＝24mm；單螺旋；導程角＝8.43°；螺距間隔＝7.5mm；并且，葉輪17的外徑為17mm，對于軸向全長，試樣F為17mm，試樣G為37mm。
如此，對于螺旋部的全長比試樣A短的試樣F在通常時的排出量及倒流，都是充分的評價(○)，當對于沸騰之后的排出量，產生氣穴，是不能排出液體的評價(×)。這是因為如下的緣故由于螺旋部軸向較短，故沸騰之后氣化的氣體在螺旋部通過中不回復成液體，保持膨脹后的空氣在葉輪的旋轉中心處進出。另外，如試樣G所示，將螺旋部的軸向全長做得較長的結構，在通常時的排出量及沸騰之后的排出量和倒流的所有的項目中，是充分的評價(○)。因此，由螺旋部的全長做長所產生的缺點，用泵能力等觀點是不能說的。但是，當螺旋部變長時，由于設計上的制約也增加，故在本實施形態(tài)中做成上述結構。
另外，上述試樣A、即本實施形態(tài)的引導螺桿16的螺旋部16c做成導程角8.43°、螺距間隔＝7.5mm、軸向全長＝27mm，但由于這些上述的評價是(○)或(×)，故也可變更成其他數(shù)值。上述的各評價，不是絕對的，以何數(shù)值使之成為(○)是任意的。
下面，就組裝上述那樣結構的小型泵裝置1后的電熱水瓶2的動作進行說明。
首先，作為沸騰的準備動作，將蓋5打開將水放入儲水罐4。這樣，放入儲水罐4內的一部分水從連通孔4d被導向導入部10，進出于液體通道12內。此時，在根據(jù)放入儲水罐4內的水的容量的位置斷水，液體通道12的水位顯示管部12c的水面的位置可從水位顯示窗9看見，由此，可估計儲水罐4內的內容量。即，在該狀態(tài)下，水完全進入液體通道12的直筒部12a內，直到水浸入儲水罐4及液體通道12的中途部分。
在如此狀態(tài)下，向電熱裝置4c通電，對儲水罐4內的水進行加熱。水沸騰時，此時產生的蒸氣從設在蓋5上的蒸氣孔5a向外部排出。
在使開水排出時，在打開開閉閥11a的狀態(tài)下，通過操作排出按鈕(未圖示)，而使成為電動式的升水機構的驅動源的電動機15向正旋轉方向驅動。這樣，固定了驅動磁鐵24的電動機輸出軸15d在磁鐵殼體22內向正方向旋轉。
如此當驅動磁鐵24向正方向旋轉時，圓筒部17c上被磁化的葉輪17支承在直線旋轉軸30上，并與引導螺桿16一起一體地向正方向旋轉。這樣，液體因引導螺桿16及葉輪17的旋轉而產生旋轉運動，隨著該液體的運動，儲水罐4的開水從吸引口18a被吸入直筒部12a，再從排出口部14a排出。排出后的開水經液體通道12的排出管12b、水位顯示管部12c及連通部12d而被引導到排出部11。而此時，由于排出部11的開閉閥11a被開放，故開水從排出部11向出水口8移動，從出水口8向外部排出。
另外，在上述那樣的路徑，當儲水罐4內的液體從出水口8排出時，最初，長時間放在液體通道12內的未被加熱的水向排出部11側移動，從出水口8排出。并且，跟在未被加熱的冷水后面的、在儲水罐4內被加熱后的開水因引導螺桿16及葉輪17的旋轉而可向出水口8方向供給。
另外，儲水罐4內的開水，在作為沸騰之后的開水的情況下，處于接近沸點的溫度的開水產生氣化，或氣泡產生膨脹，從而有產生葉輪17的旋轉中心充滿空氣的氣穴現(xiàn)象之虞。但是，在本實施形態(tài)中，由于靠難以產生上述氣穴的引導螺桿16來連續(xù)地將開水供給于葉輪17的旋轉中心，故難以產生氣穴現(xiàn)象。
另外，在不喜歡最初排出的水是冷水的情況下，即，在需要最初1杯熱開水的情況下，可進行如下的模式設定來應付。也就是說，通過操作規(guī)定按鈕，就可使電動機15向反方向驅動。另外，如上所述，本實施形態(tài)的葉輪17，由于做成在逆向旋轉時對液體的倒流不帶來影響的結構，故引導螺桿16可迅速將液體通道12內的水送回到儲水罐4側。
由此，在儲水罐4外面未被加熱的水，與在儲水罐4內沸騰的開水混合成為加熱后的狀態(tài)。然后，電動機15自動地向正方向驅動，最初就排出熱開水。另外，也可以不配置如此的模式設定功能，而配置返回按鈕(圖示省略)那種結構，根據(jù)其動作而作反方向驅動，然后，按壓排出按鈕。
另外，在清洗電熱水瓶2的場合，按如下進行。首先，打開蓋5，將適量的水放入儲水罐4內，于是，放入儲水罐4內的一部分水從連通孔4d被導向導入部10，上漲到液體通道12。
在如此狀態(tài)下，將洗滌劑放入儲水罐4內，操作水垢清洗按鈕(未圖示)，于是，對電熱裝置4c通電，將儲水罐4內的水加熱。在與該加熱的同時或沸騰后，使電動機15逆旋轉地驅動。由此，液體通道12內的水被返回到儲水罐4內。在水返回到儲水罐4內一定程度的定時或一定時間后，接著電動機15作正旋轉。于是，儲水罐4內的已放入洗滌劑的開水被吸到液體通道12側。通過反復這樣動作，電熱水瓶2的液體通道12的主要部分的內部，即葉輪17周邊及螺旋泵13的周邊和導入部10等就被洗凈。
另外，上述的實施形態(tài)雖是本發(fā)明的較佳實施形態(tài)的例子，但并不限定于此，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內，可作各種變形。例如，在上述的小型泵裝置1中，將螺旋泵室18的內徑T1做得大于離心泵室19的內徑T2，通過分斷螺旋泵室18內的液流和離心泵室19內的液流，則倒流時可減少離心泵14的影響，可將液體通道12內的液體順利地返回到儲水灌4側，而直筒部12a的內壁的結構只要是分別在螺旋泵及離心泵中進行分斷用的，可以將任何部分做大，也可將任何部分做小。將其他例子作為第2實施形態(tài)及第3實施形態(tài)作如下說明。另外，對于與上述第1實施形態(tài)同樣的結構部分，使用相同符號，主要部分以外的部分的詳細說明省略。
如圖11所示，第2實施形態(tài)的小型泵裝置41是，離心泵室49的內徑T2′大于螺旋泵室48的內徑T1′，并與第1實施形態(tài)相同，具有直筒部42a；配置在直筒部42a內的設有引導螺桿46的螺旋泵43及設有葉輪47的離心泵44；作為驅動源的雙方可旋轉的電動機45。
直筒部42a是與上述第1實施形態(tài)的導入部10及排出部11相連通的液體通道12的一部分，且由構成螺旋泵43及離心泵44的一部分的箱體所形成。即，該直筒部42a是由遮住螺旋泵43的引導螺桿46的部分、即構成螺旋泵室48的部分和遮住離心泵44的葉輪47的部分、即構成離心泵室49的部分所構成，成為液體通過內側的空間部分的結構。
直筒部42a的外周面是大致圓筒形狀，且由一端側被開放的杯狀構件所形成，在未開放的一側端部、即上端緣部分形成有安裝部42e。在該安裝部42e上固定有磁鐵殼體52，在該磁鐵殼體52內部容納有引導葉輪47的、用來旋轉驅動葉輪47及引導螺桿46的驅動磁鐵54。在該磁鐵殼體52的外周部具有向外側突出的固定部52a，使直筒部42a的安裝部42e與這些固定部52a抵接，通過將螺釘42b插入螺釘孔42c內，而安裝在直筒部42a的上端部分上。此外，在磁鐵殼體52的上部52d上設有多個螺釘孔52e，在使電動機45的底部45a與該上部52d的外側抵接的狀態(tài)下，通過將螺釘52f插入螺釘孔52e內而用螺釘固定電動機45。
另外，在磁鐵殼體52的上部52d的中央，形成有貫通孔52g。在該貫通孔52g中貫通插入有支承在金屬軸承45c上的電動機輸出軸45d。即，貫通孔52g用來貫通插入金屬軸承45c及電動機輸出軸45d，支承在金屬軸承45c上的電動機輸出軸45d伸向磁鐵殼體52內。
在該電動機輸出軸45d的前端固定有圓盤狀的磁鐵固定板54a。即，在磁鐵固定板54a的旋轉中心部分設有貫通孔54b，通過將電動機輸出軸45d前端部分壓入該貫通孔54b，可將磁鐵固定板54a固定在電動機輸出軸45d上。在該磁鐵固定板54a的與葉輪47相對側的面的外周部分，利用粘接等方式固定有圓環(huán)狀的驅動磁鐵54。
另外，直筒部42a的螺旋泵43側的開放側成為用來吸引液體的吸引口48a。在該吸引口48a中嵌入有具有多個肋51a的位置保持構件51，并連接導入部10。利用該結構，液體就可通過多個肋51a互相間的空間。此外，在直筒部42a的與導入部10的連接部分嵌入有作為防水蓋的管子58。并在直筒部42a的離心泵44側的側面，設有將吸引后的液體送向排出部11側用的排出口部44a。在該排出口部44a上通過管子(未圖示)而連接排出管12b。
在直筒部42a的徑向中心部分，固定有作為對螺旋泵43的引導螺桿46及離心泵44的葉輪47進行旋轉自如支承的軸部的直線旋轉軸60。即，在直筒部42a的離心泵44側的底部49b中心，形成有將直線旋轉軸60的一端予以壓入固定用的固定部49c。該固定部49c由從底部49b向螺旋泵43側突出的有底的圓筒形狀所構成，在其前端部分嵌入有通過碰到滑動軸承61a而成為葉輪47及引導螺桿46的軸向擋板的墊圈49d。
另一方面，在直筒部42a的螺旋泵室48的端部、即吸引口48a處設有嵌入臺階部48b。在該嵌入臺階部48b上，嵌入固定有對直線旋轉軸60進行位置保持用的位置保持構件51，該直線旋轉軸60是作為對螺旋泵43的引導螺桿46及離心泵44的葉輪47予以旋轉自如支承的軸部。
位置保持構件51包括嵌進嵌入臺階部48b而形成的圓環(huán)狀的嵌合環(huán)部51e；從嵌合環(huán)部51e的內周側向中心側突出的肋51a；從嵌合環(huán)部51e的內周端向軸向延伸構成螺旋泵室48的內壁的圓筒部51f；從圓筒部51f的前端部分折彎而面向直筒部42a的內壁的折彎部51g。另外，在位置保持構件51的多個肋51a的端部集中的中心部51b，設有用來嵌入固定直線旋轉軸60的另一端的固定部51c。該固定部51c由形成于中心部51b上的有底的圓筒狀構件所構成，在前端部分嵌入有通過碰到滑動軸承61b而成為引導螺桿46及葉輪47的軸向擋板的墊圈51d。
如上所述，在第2實施形態(tài)的小型泵裝置41中，由于在位置保持構件51上設置成為螺旋泵室48的內壁的圓筒部51f及折彎部51g，故螺旋泵室48的內徑T1′比離心泵室49的內徑T2′狹小。
該結構，即把直筒部42a的內徑從折彎部51g開始做成上側的離心泵室49側的內徑T2′大于螺旋泵室48側的內徑T1′的結構，與第1實施形態(tài)相同，是利用螺旋泵43及離心泵44的旋轉而分別由螺旋泵43及離心泵44將直筒部42a內作旋轉的液體的流動予以分斷用的。如此，一旦分斷液體的流動，則當利用螺旋泵43的逆旋轉來進行使液體向儲水罐4側返回的動作時，液體不會受離心泵44的影響而順利地進行倒流。
螺旋泵43主要包括在與導入部10連通的同時而成為液體通道12的直筒部42a一部分的螺旋泵室48；旋轉自如地容納在螺旋泵室48內的引導螺桿46。如上所述，該螺旋泵室48的內徑T1′小于離心泵室49的內徑T2′。另外，引導螺桿46的結構與上述第1實施形態(tài)相同，通過向一方向旋轉成為向吸入液體的方向、通過向另一方向旋轉而向使液體返回到儲水罐4側的方向地產生動作。
在引導螺桿46的軸部46a的一端側外周壓入固定有葉輪47。因此，引導螺桿46與葉輪47呈一體旋轉，在夾持配置于兩端的兩滑動軸承61a、61b的狀態(tài)下，旋轉自如地支承在直線旋轉軸60上。
另一方面，離心泵44主要包括在與液體通道12的排出管12b連通的同時而成為直筒部42a的一部分的離心泵室49；旋轉自如地容納在離心泵室49內的葉輪47。如上所述，離心泵室49的內徑T2′大于螺旋泵室48的內徑T1′。
如上所述，在該離心泵室49的一端側固定有將與電動機45的電動機輸出軸45d一體旋轉的驅動磁鐵54予以容納的磁鐵殼體52，通過旋轉驅動磁鐵54，葉輪47就隨著驅動磁鐵54而旋轉。由此，引導螺桿46就與葉輪47一體旋轉。
另外，在離心泵室49的內壁上形成有與液體通道12的排出管12b連通用的排出口部44a。因此，吸入直筒部42a內的液體因螺旋泵43及離心泵44的吸引力而從排出口部44a向排出部11側排出。另一方面，當向反方向驅動螺旋泵43及離心泵44時，排出管12b及水位顯示管部12c內的液體通過排出口部44a而倒流到直筒部42a內。而葉輪47具有與上述第1實施形態(tài)同樣的結構，當驅動電動機45而使電動機輸出軸45d旋轉時，在驅動磁鐵54上產生磁感應而在離心泵室49內進行旋轉。并且，當葉輪47旋轉時，既可使離心泵室49內的液體旋轉，又可在直筒部42a內產生吸引空氣或液體等的力。
如圖12所示，第3實施形態(tài)的小型泵裝置71，其螺旋泵室78的內徑T1”與離心泵室79的內徑T2”是相同直徑，且在螺旋泵室78與離心泵室79之間的部分，具有使直筒部72a的內徑縮小的突起部91a，并且螺旋泵室78及離心泵室79分別被分斷，當利用引導螺桿76的逆旋轉而進行使液體向儲水罐4側返回的動作時，液體不會受離心泵44的影響而可順利地進行倒流。另外，與第1及第2實施形態(tài)相同，其具有直筒部72a；配置在直筒部72a內的設有引導螺桿76的螺旋泵73及設有葉輪77的離心泵74；作為驅動源的可使雙方旋轉的電動機75。
直筒部72a是使大致筒狀的第1殼體80及第2殼體81在軸向連接而形成一個內部空間的結構，是與上述第1及第2實施形態(tài)的導入部10及排出部11連通的液體通道12的一部分，且構成螺旋泵73及離心泵74的一部分。即，該直筒部72a由遮住螺旋泵73的引導螺桿76的部分、即構成螺旋泵室78的部分和遮住離心泵74的葉輪77的部分、即構成離心泵室79的部分所構成，成為液體通過內側的空間部分的結構。
直筒部72a的第1殼體80，其外周面是大致圓筒形狀，且由一端側開放的杯狀構件所形成，在未開放的一側端部、即上端緣部分形成有安裝部72e。在該安裝部72e上固定有磁鐵殼體82，在該磁鐵殼體82內部容納有感應葉輪77的、用來旋轉驅動葉輪77及引導螺桿76的驅動磁鐵84。在該磁鐵殼體82的外周部具有向外側突出的固定部82a，使直筒部72a的安裝部72e與這些固定部82a抵接，通過將螺釘72b插入螺釘孔72c內，而安裝在直筒部72a的上端部分上。此外，在磁鐵殼體82的上部82d上設有多個螺釘孔 82e，在使電動機75的底部75a與該上部82d的外側抵接的狀態(tài)下，通過將螺釘82f插入螺釘孔82e內而用螺釘固定電動機75。
另外，在磁鐵殼體82的上部82d的中央形成有貫通孔82g。在該貫通孔82g中貫通插入有支承在金屬軸承75c上的電動機輸出軸75d。即，貫通孔82g用來貫通插入金屬軸承75c及電動機輸出軸75d，支承在金屬軸承75c上的電動機輸出軸75d伸向磁鐵殼體82內。
在該電動機輸出軸75d的前端固定有圓盤狀的磁鐵固定板84a。即，在磁鐵固定板84a的旋轉中心部分設有貫通孔84b，通過將電動機輸出軸75d前端部分壓入該貫通孔84b，可將磁鐵固定板84a固定在電動機輸出軸75d上。在該磁鐵固定板84a的與葉輪77相對側的面的外周部分，利用粘接等方式固定有圓環(huán)狀的驅動磁鐵84。
另一方面，在直筒部72a的第1殼體80的開放端，形成有緊貼固定第2殼體81用的凹部80a。通過在該凹部80a的內面緊貼固定第2殼體81的臺階部81a，而將第1殼體80與第2殼體一體固定，構成直筒部72a。
另外，直筒部72a的第2殼體81的導入部10側的開放端成為吸引液體用的吸引口78a。在該吸引口78a中，嵌入有多個肋83a的位置保持構件83，并連接導入部10。利用該結構，液體就可在多個肋83a互相間的空間中流通。而在直筒部72a的與導入部10的連接部分嵌入有作為防水蓋的管子88。另外，在直筒部72a的離心泵74側的側面，設有將吸引后的液體向排出部11側送出用的排出口部74a。在該排出口部74a上通過管子(未圖示)連接排出管12b。
另一方面，在第2殼體81的第1殼體80側的端部附近形成有臺階部81a，通過將該臺階部81a嵌入緊貼在第1殼體80的凹部80a內，就可一體地固定在第1殼體80上。此外，在第2殼體81的臺階部81a的前端部分，形成有向直筒部72a的中央側突出且使直筒部72a的內徑縮小用的突出部91a。
該結構，即通過設置突出部91a而把直筒部72a的內徑的一部分做成比其他部分小的結構，與第1及第2實施形態(tài)相同，是利用螺旋泵73及離心泵74的旋轉而使在直筒部72a內作旋轉的液流分別由螺旋泵73與離心泵74分斷用的。如此，一旦分斷液體的流動，則當利用螺旋泵73的逆旋轉來進行使液體向儲水罐4側返回的動作時，液體不會受離心泵74的影響而順利地進行倒流。
在如此構成的直筒部72a的徑向中心部分，固定有作為對螺旋泵73的引導螺桿76及離心泵74的葉輪77進行旋轉自如支承的軸部的直線旋轉軸90。即，在直筒部72a的離心泵74側的上部79b中心，形成有將直線旋轉軸90的一端予以壓入固定用的固定部79c。該固定部79c由從上部79b向螺旋泵73側突出的有底的圓筒形構件所構成，在其前端部分嵌入有通過碰到滑動軸承92a而成為葉輪77及引導螺桿76的軸向擋板的墊圈79d。
另一方面，在直筒部72a的螺旋泵室78的端部、即吸引口78a處設有嵌入臺階部78b。在該嵌入臺階部78b上，嵌入固定有對直線旋轉軸90進行位置保持用的位置保持構件83，該直線旋轉軸90是作為對螺旋泵73的引導螺桿76及離心泵74的葉輪77予以旋轉自如支承的軸部。
位置保持構件83包括嵌進嵌入臺階部78b而形成的圓環(huán)狀的嵌合環(huán)部83e；從嵌合環(huán)部83e的內周側向中心側突出的肋83a。在肋83a的端部集中的中心部83b，設有用來嵌入固定直線旋轉軸90的另一端的固定部83c。該固定部83c由形成于中心部83b上的有底的圓筒狀構件所構成，在前端部分嵌入有通過碰到滑動軸承92b而成為引導螺桿76及葉輪77的軸向擋板的墊圈83d。
在第3實施形態(tài)的小型泵裝置71中，如上所述，在第2殼體81上，在螺旋泵室78與離心泵室79之間形成向直筒部72a的中心側突出的突出部91a。因此，以相同直徑形成螺旋泵室78的內徑T1″及離心泵室79的內徑T2″，突出部91a所形成部分的內徑T3″小于這些直徑T1″、T2″。
螺旋泵73主要包括在與導入部10連通的同時而成為液體通道12的直筒部72a一部分的螺旋泵室78；旋轉自如地容納在螺旋泵室78內的引導螺桿76。如上所述，該螺旋泵室78的內徑T1″與離心泵室79的內徑T2″相同，而大于突出部91a所形成部分的內徑T3″。另外，引導螺桿76的結構與上述第1及第2實施形態(tài)相同，通過向一方向旋轉成為向吸入液體的方向、通過向另一方向旋轉而向使液體返回到儲水罐4側的方向地產生動作。
在引導螺桿76的軸部76a的一端側外周壓入固定有葉輪77。因此，引導螺桿76與葉輪77呈一體旋轉，在夾持配置于兩端的兩滑動軸承92a、92b的狀態(tài)下，旋轉自如地支承在直線旋轉軸90上。
另一方面，離心泵74主要包括在與液體通道12的排出管12b連通的同時而成為直筒部72a的一部分的離心泵室79；旋轉自如地容納在離心泵室79內的葉輪77。如上所述，離心泵室79的內徑T2″與螺旋泵室78的內徑T1″相同，而大于突出部91a所形成部分的內徑T3″。
如上所述，在該離心泵室79的一端側固定有將與電動機75的電動機輸出軸75d一體旋轉的驅動磁鐵84予以容納的磁鐵殼體82，通過旋轉驅動磁鐵84，葉輪77就隨著驅動磁鐵84而旋轉。由此，引導螺桿76就與葉輪77一體旋轉。
另外，在離心泵室79的內壁上形成有與液體通道12的排出管12b連通用的排出口部74a。因此，吸入直筒部72a內的液體因螺旋泵73及離心泵74的吸引力而從排出口部74a向排出部11側排出。另一方面，當向反方向驅動螺旋泵73及離心泵74時，排出管12b及水位顯示管部12c內的液體通過排出口部74a而倒流到直筒部72a內。而葉輪77具有與上述第1及第2實施形態(tài)同樣的結構，當驅動電動機75而使電動機輸出軸75d旋轉時，在驅動磁鐵84上產生磁感應而在離心泵室79內進行旋轉。并且，當葉輪77旋轉時，既可使離心泵室79內的液體旋轉，又可在直筒部72a內產生吸引空氣或液體等的力。
另外，雖然上述的各實施形態(tài)分別是本發(fā)明的較佳實施形態(tài)的例子，但并不限于這些，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內，可作各種變形。例如，上述的各小型泵裝置1、41、71分別是裝入電熱水瓶2內的結構，但也可在其他的液體排出裝置、例如熱水器、凈水器等中采用。而本發(fā)明的小型泵裝置1由于是用引導螺桿16將液體供給于葉輪17的旋轉中心并具有防止氣穴現(xiàn)象的結構，故較適于將沸騰后的液體吸取這種類型的液體排出裝置。
此外，如上所述，各引導螺桿16、46、76是由導程角8.43°的單螺旋構成，但也可在5～15°的范圍內任意設定導程角。一旦在該范圍內設定，則可防止氣穴并可提高泵效率。螺旋部的軸向全長為27mm，但只要25mm以上就可以了。只要是25mm以上，就能可靠地防止氣穴，確保沸騰之后的排出量。上述的各小型泵裝置1、41、71是將螺旋泵與離心泵并用的類型，當將引導螺桿設成這樣的結構時，可確保螺旋泵的泵效率。因此，雖然泵裝置的泵效率多少有些下降，但去掉葉輪或葉輪的葉片部分，也可將引導螺桿單獨與升水機構一起使用。另一方面，如上述實施形態(tài)那樣，除了在上部設置離心泵、在下部設置螺旋泵以外，也可將這種配置顛倒過來。
此外，上述的各實施形態(tài)是，為了緊湊地做成升水機構的主要部分，而做成將螺旋泵13、43、73與離心泵14、44、74配置在互相接近的位置上的結構，但也可將它們配置在互相分開的位置上，用玻璃管等將中途部分連接起來。
如上說明，采用本發(fā)明，由于根據(jù)不同部位而使直筒部的內徑不相同，故當?shù)沽鲿r，直筒部內的液體的流動易被分斷，不受離心泵的影響而可順利地使液體倒流。因此，利用泵的驅動而能可靠地對直筒部及與直筒部連通的儲水罐內等進行洗凈，同時在安裝在電熱水瓶上的情況下，能可靠地防止第1杯水是溫水的這種現(xiàn)象。
另外，采用本發(fā)明，由于葉輪的外徑小于引導螺桿的外徑，故在倒流時，葉輪對液體的流動影響較小，成為可順利進行倒流的結構。
另外，采用本發(fā)明，由于做成引導螺桿的形狀可發(fā)揮較高的泵能力且難以發(fā)生氣穴的結構，故在安裝在電熱水瓶上的情況下，更有效果。
權利要求
1.一種小型泵裝置，設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體從所述導入部上側的位置排出的排出部、將所述導入部與所述排出部連接且至少一部分具有直筒部的液體通道，在該液體通道的直筒部內同軸設置由具有引導螺桿的螺旋泵及具有葉輪的離心泵構成的2個升水機構，其特征在于，所述直筒部的內徑在不同部位有所不同。
2.根據(jù)權利要求1所述的小型泵裝置，其特征在于，所述直筒部的覆蓋所述引導螺桿的部分的內徑不同于所述直筒部的覆蓋所述葉輪的部分的內徑。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的小型泵裝置，其特征在于，所述直筒部的覆蓋所述引導螺桿的部分的內徑大于所述直筒部的覆蓋所述葉輪的部分的內徑。
4.根據(jù)權利要求1所述的小型泵裝置，其特征在于，所述直筒部的覆蓋所述引導螺桿的部分的內徑與所述直筒部的覆蓋所述葉輪的部分的內徑相同，且在所述直筒部的覆蓋所述引導螺桿的部分和覆蓋所述葉輪的部分之間的部分形成向所述直筒部的中心方向凸出并使該部分的內徑縮小的凸出部。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的小型泵裝置，其特征在于，在所述直筒部的端部安裝對旋轉自如地支承所述引導螺桿及所述葉輪的軸部進行位置保持的位置保持構件。
6.根據(jù)權利要求5所述的小型泵裝置，其特征在于，所述位置保持構件是嵌入所述直筒部內壁的圓筒構件，并設置從該圓筒構件的內壁一側向中心一側凸出的多根肋。
7.一種小型泵裝置，設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體從所述導入部上側的位置排出的排出部、將所述導入部與所述排出部連接的液體通道，在該液體通道內部同軸設置由具有引導螺桿的螺旋泵及具有葉輪的離心泵構成的2個升水機構，其特征在于，所述葉輪的外徑小于所述引導螺桿的外徑。
8.根據(jù)權利要求7所述的小型泵裝置，其特征在于，所述葉輪的外徑是所述引導螺桿的外徑的20～80％。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的小型泵裝置，其特征在于，所述液體通道的至少一部分具有直筒部，且在該直筒部設有所述螺旋泵及所述離心泵，所述直筒部的覆蓋所述引導螺桿的部分的內徑大于所述直筒部的覆蓋所述葉輪的部分的內徑。
10.一種小型泵裝置，設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體從所述導入部上側的位置排出的排出部、將所述導入部與所述排出部連接的液體通道，在該液體通道內部設置由具有引導螺桿的螺旋泵構成的升水機構，其特征在于，所述引導螺桿用導程角5～15°的單螺旋構成。
11.根據(jù)權利要求10所述的小型泵裝置，其特征在于，所述引導螺桿的導程角為8°以上。
12.一種小型泵裝置，設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體從所述導入部上側的位置排出的排出部、將所述導入部與所述排出部連接的液體通道，在該液體通道內部設置由具有引導螺桿的螺旋泵構成的升水機構，其特征在于，所述引導螺桿的螺旋部的軸向長度為25mm以上。
13.一種電熱水瓶，其特征在于，將權利要求1到12中任一項所述的小型泵裝置的所述導入部設置在儲水罐的下部，將所述液體通道設置在所述儲水罐的外側，將所述螺旋泵設置在所述儲水罐的底部附近。
全文摘要
一種小型泵裝置,設有導入液體的導入部、使從該導入部導入的液體排出的排出部、將導入部與排出部連接的液體通道,在該液體通道的直筒部內同軸設置由具有引導螺桿的螺旋泵及具有葉輪的離心泵構成的2個升水機構,直筒部的內徑在不同部位有所不同。本發(fā)明可有效的排出液體,防止氣穴現(xiàn)象,且能可靠地使液體順利倒流。
文檔編號F04D29/54GK1256366SQ99126719
公開日2000年6月14日 申請日期1999年12月8日 優(yōu)先權日1998年12月8日
發(fā)明者吉川伸一, 中曾根毅 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所, 象印冷熱水瓶股份有限公司