发明内容
本发明的首要目的在于提供一种水泵叶片以及马达的组合结构，其将水泵叶片与马达直接结合设置，使水泵叶片以及马达共享组件，简化水泵以及马达的设计。
为实现上述目的，本发明提出一种水泵叶片以及马达的组合结构，包括一电路模块、一叶片组、一转子模块、一定子以及一壳体。转子模块用以套设叶片组，且叶片组固定于转子模块内。定子用以套设转子模块，并且提供转子模块转动时所需的磁场，使转子模块与定子形成相对转动。壳体用以容纳叶片组、转子模块以及定子。当电路模块配合定子产生磁场驱动转子模块转动时，转子模块带动叶片组转动，使转子模块与叶片组同步转动。
本发明的再一目的是在于提供一种水泵叶片以及发电机的组合结构，其将水轮机与发电机直接结合设置，使水轮机以及发电机共享组件，简化水轮机以及发电机的设计。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：一种水泵叶片以及发电机的组合结构，包括一电路模块、一叶片组、一转子模块、一定子以及一壳体。转子模块用以套设叶片组，且叶片组固定于转子模块内。定子用以套设转子模块。壳体用以容纳叶片组、转子模块以及定子。当水流驱动叶片组转动时，叶片组带动转子模块转动，使转子模块之磁场转动，定子在转子模块的磁场切割时配合电路模块产生一输出电流。
可以理解的，在本发明说明书中所称的水泵和水轮机、马达和发电机只是在不同应用例中的名称差异，但两者之间除了搭配的电路有所差异之外，其机械结构是完全相同的。
与现有技术相比，本发明具有下述优点：(1)将水泵叶片以及马达或发电机直接结合，能共享组件，如主轴、轴承壳体、水管接头及水泵壳体等，节省制造成本；(2)由于水泵叶片以及马达或发电机结合成一体，在同时具有水泵以及马达功能的情况下，或同时具有水轮机以及发电机功能的情况下，能减轻安装上以及维护时的负担，增加便利性；(3)马达与水泵效率提升而能省电，且由于水泵叶片在壳体内运转，可降低噪音，为一种符合绿能设计的产品。
以下结合附图与实施例对本发明做进一步的说明。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就结合附图说明如下。以下实施例的说明是参考附加的图示，用于例示本发明可用于实施的特定实施例。
请同时参阅图1至图3，图1为本发明水泵叶片以及马达的组合结构的分解图；图2为本发明水泵叶片以及马达的组合结构的组合图；图3为本发明水泵叶片以及马达的组合结构的侧视图。水泵叶片以及马达的组合结构包括一电路模块(未图示)、一叶片组10、一转子模块20、一定子30以及一壳体40。转子模块20用以套设叶片组10，且叶片组10固定于转子模块20内。定子30用以套设转子模块20。壳体40用以容纳叶片组10、转子模块20以及定子30。电路模块(未图标)包括与转子模块20、定子30的线圈(未图示)有关的控制电路，属于公知常识，此不再赘述。
举凡需要水泵抽水、打水等场合皆可应用本发明。当本发明作为电动机(Motor)使用时，电路模块(未图示)配合定子30产生磁场驱动转子模块20转动，使转子模块20与定子30形成相对转动，而转子模块20与叶片组10同步转动；当本发明作为发电机(Generator)使用时，定子30的线圈(未图示)被转子模块20的磁场切割时配合电路模块(未图示)产生一输出电流。
叶片组10包括一叶片100以及一叶片固定管102。叶片100为一般轴流式叶片，即水流的流动方向与叶片100的轴向平行，藉此叶片100转动时才能带动水流，或是水流流动时才能带动叶片100转动。叶片固定管102用以套设叶片100，使叶片100固定于叶片固定管102内。此外，叶片100亦可以黏合方式加强与叶片固定管102之间的牢固性。
转子模块20包括一磁性环200以及一套管202。当本发明作为电动机时，磁性环200为感应定子30产生的磁场的组件；当本发明作为发电机时，磁性环200藉由水流带动叶片100而转动，转动磁场切割定子30的线圈(未图示)产生输出电流。磁性环200之两端分别具有一裙边结构的固定环204，其功能为套管202套设磁性环200后，确保磁性环200在转动或未转动时，皆能藉由流经套管202内的水所形成在磁性环200与套管202之间的水膜悬浮于套管202之内，不会与套管202产生摩擦或碰撞。磁性环200例如磁铁做成的环形管套。
壳体40包括一前盖400以及一后盖402。后盖402用以结合于前盖400，以形成一容置空间，且叶片组10、转子模块20以及定子30固定于容置空间。
当上述各组件组合时，磁性环200套设叶片组10，套管202套设磁性环200，定子30套设套管202。叶片组10两端更包括防磨垫圈104，用以在叶片组10、磁性环200、套管202及定子30组合后，套设叶片固定管102之两端，防止叶片固定管102转动时两端与壳体40摩擦产生磨损，其中防磨垫圈104选自于陶瓷、不锈钢以及石墨所构成群组之一。此外，防磨垫圈104还具有轴向推力的功能，当水流流过叶片100时，防止水流推动叶片固定管102造成叶片固定管102滑动的问题。
在一较佳实施例中，磁性环200的外表面更被覆一润滑层(未图示)，其材质可选择低摩擦性材料，例如铁弗龙(Teflon)，以使磁性环200转动时具有更好的润滑性。套管202用以固定磁性环200，防止磁性环200碰触到定子30，因此需选择滑润性、圆度较佳的材质，例如塑料、不锈钢，确保不会与磁性环200产生碰撞，影响磁性环200的转动。
在上述叶片固定管102、磁性环200、套管202以及定子30依序由内而外套接完成后，前盖400及后盖402将上述已套接完成的组件固定于前盖400及后盖402形成的容置空间内，具有防水功能。在前盖400及后盖402朝向容置空间的方向分别具有一凸柱404，上述组件套接在凸柱404上，凸柱404上更套设一防水垫圈60用以提供定子30防水效果。在前盖400以及后盖402朝向容置空间相反的方向分别为一管状结构，每一管状结构连接于一水管连接套50，该水管连接套50之结构能与一般水管直接接合，导引水流流过。
如上所述，本发明水泵叶片以及马达的组合结构可作为电动机水泵或是发电机组合使用。以下将举例表示不同马达转子搭配不同马达的应用，要注意的是，其为举例而非限定之用。
第一实施例为感应马达转子作为转子模块20，搭配交流感应式马达的应用。当电源(未图示)输入定子30的线圈(未图示)时，电路模块(未图示)配合定子30产生旋转磁场，旋转磁场与感应马达转子产生感应，感应马达转子转动并带动叶片100转动，同时叶片100驱动水流如图3所示的箭头流动。
第二实施例为永磁(Permanent Magnet)马达转子作为转子模块20，搭配直流无刷马达的应用。当电源(未图示)输入至一用以变频及控制转速的控制器(未图示)，产生直流电源输入至定子30的线圈(未图示)，电路模块(未图示)配合定子30产生转动磁场，转动磁场与永磁马达转子产生吸引，永磁马达转子转动并带动叶片100转动，同时叶片100驱动水流如图3所示的箭头流动。
上述两实施例为应用于电动机，第三实施例为发电机的例子，该实施例与第二实施例相同，为永磁马达转子作为转子模块20，搭配直流无刷马达的应用。当水流如图3所示的箭头流入时，叶片100受水流驱动而转动并带动永磁马达转子转动，进而产生磁场切割定子30的线圈(未图示)，配合电路模块(未图示)产生一输出电流。该输出电流能提供其它电气装置所需的电源，实现利用水流发电的功能。
本发明水泵叶片以及马达的组合结构直接将叶片结合在转子内部，因此同时具有马达及水泵功能，而公知马达及水泵皆为独立的装置，应用上不仅成本较高，当马达及水泵两者设置的距离较远时，必须分别维护及安装，应用上较为不便。另一方面，本发明作为水轮机与发电机使用时，同样能改善公知水轮机与发电机独立设置时成本较高、维护及安装较为不便的缺点。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。