CN201358874Y - 小型直流式爪极水力发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种小型直流式爪极水力发电装置，属于智能卫浴设备类制造技术领域。本实用新型包括本体A及本体B组成外壳、转子和定子，转子上设有若干永磁铁，永磁铁与转子作同步旋转；定子，其设置于转子中永磁铁的外周围，该定子位于本体与固定座之间的密封腔内，定子内有线圈；所述的分水体上设有三个斜射孔，该斜射孔与转子的叶片成一定角度且孔口对着叶片，上述的线圈在旋转磁铁的作用下产生电势能，线圈的输出线与控制电路板连接，该控制电路板与需要电能的电器元件电性连接。本实用新型具有结构简单、体积小、发电效率高、性能稳定、噪音小、环保等优点。
Description
技术领域
本实用新型公开一种小型直流式爪极水力发电装置，特指一种利用管道中水流作动力进行发电的装置，以供给需要电能的电器元件，如显示器、LED灯、感应水龙头、播放器等，属于智能卫浴设备类制造技术领域。
背景技术
现有的卫浴产品中，人们希望将卫浴产品智能化，如在卫浴产品中加入能显示温度，流量等水流信息的显示器，或加入LED灯等，让用户在沐浴的同时更有安全感和一种光线变幻的趣味性，要实现这些功能就需要驱动电能，目前有两种驱动方式：一种是直流电，如利用电池的电能，它的缺点是因它的能量有限，需要不断更换电池，这样废旧的电池如果处理不当就会造成环境的污染，并且给用户的使用带来不便；另一种方式是交流式电驱动，它的缺点是卫浴产品常常处于潮湿的环境中，如果在沐浴时空气中水分含量就会更大，因此这种驱动往往具有不安全性，并且成本高。故，在卫浴产品中很需要使用一种体积小，发电效率高，性能安全稳定，并且符合环保原则的产生电能的装置。
专利号为“200720192834.2”的一篇专利文献公开了一种微型水流发电机，在该文献中提到，水轮是偏心安装在水轮机壳中，进水管的末端有带有斜面的喷射口，并且喷射口正对水轮叶片的边缘，从说明书和图中可知喷射口仅从一个方向及一喷射口冲击叶片的边缘，这样设计的缺点是：会造成叶轮的转动不平衡，并且会产生壳体振动影响了发电装置输出电压的稳定性。文献中还指出其所述的水轮机壳左右两侧设有中心线不在同一直线上的进水管和出水管，且进水管和出水管与水轮中心线相互垂直，这样设计的缺点是：造成体积较大，需要较大的使用空间，使用不方便并具有局限性。
专利号为“200620060563.0”的文献公开一种水力发电厨房花洒，该水力发电厨房花洒，其特征在于发电机外壳与转子之间的密封件为“Y”型橡胶圈，这种结构的缺点是：转子在高速转动，极易引起“Y”型橡胶圈磨损及老化，使水从“Y”型橡胶圈的间隙进入发电机线圈，造成发电机的烧毁，寿命得不到保证。
发明内容
针对现有卫浴环境中发电装置结构技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单，体积小，发电效率高，性能稳定，噪音小并且符合环保原则的小型直流式爪极水力发电装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型包括本体A及本体B组成外壳、转子和定子，其中
外壳，其一端为进水口，另一端为出水口；
转子，设置于外壳内，其转轴中心线与外壳的进、出水口中心连线相重合，该转轴一端固定于分水体上，另一端安装于固定座上，转子上设有若干永磁铁，永磁铁与转子作同步旋转；
定子，其设置于转子中永磁铁的外周围，该定子位于固定座相隔离的密封腔内，定子内有线圈；
所述的分水体上设有三个斜射孔，该斜射孔与转子的叶片成一定角度且孔口对着叶片，上述的线圈在旋转磁铁的作用下产生电势能，线圈的输出线与控制电路板连接，该控制电路板与需要电能的电器元件电性连接。
所述的定子包括上爪极盖、下爪极盖、线架及漆包线圈，上爪极盖和下爪极盖组成一个环形体，并且上爪极盖和下爪极盖上设有若干个凸起的相对且相互错位的爪极，并且凸起的爪极之间留有缝隙，爪极上下盖内设有线架及漆包线圈。
所述的转子包括转轴及叶轮，叶轮上设有与叶轮中心线成一定倾角的叶片倾角以15°～20°为最佳，并且叶轮下部镶有若干永磁体，永磁体之间成等角分布在同一圆环域内。
所述的分水体上设有三个与叶片成一定角度的斜射孔，此三个斜射孔可以使水流分别从三个均布的水流方向冲击叶片。
所述外壳的进水口处还设有防回流装置，该防回流装置为波形橡胶防回流片，其进水口管壁上设有泻流孔。
所述的控制电路板还与测温探头连接，该测温探头穿过固定座固定在水流通道上，用于感测到水温将信号传输到电路板。
所述的电器元件为显示器、LED灯、感应龙头或播放器。
本实用新型的工作原理为：当流体从进水口进入分水体后，流体从分水体上的三个斜射孔冲击叶轮上的叶片，使叶轮上的永磁体同步旋转，由于永磁体相对于爪极及漆包线圈相对旋转，产生了磁通，该磁通与发电装置定子部分的线圈产生交链，并在阻碍磁通流变化的方向上产生电动势，该电动势经过整流滤波后供电给外接电器元件，同时测温探头也将温度参数传给电路板，再由电路板来控制外接电器元件的状态变化，如LED灯的灯颜色随着温度变化而变化等。
本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型的进水口、出水口中心线与叶轮中心线相重合，此结构方式很节省空间、体积小、结构简单、安装方便。
2、分水体上设有三个与叶片成一定角度的斜射孔，可以使水流从三个均布的进水孔推动叶轮旋转，使叶轮能够接受较多的水流动能同时，提高了叶轮的转速，增加了叶轮的转动稳定性，同时减小了水流冲击叶轮的噪音与振动。
3、由于本体与固定座之间的密封腔内封装有定子部分、控制电路板及测温探头，并加有密封圈可以完全与水隔离，所以水流不会流进发电装置的定子部分，这样能长期工作，使用寿命长。
4、相较于先前技术，本实用新型体积小，可节省使用空间，提高电压输出的稳定性，并且能降低噪音及振动，提高安全性及寿命。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例装配示意图；
图2为本实用新型第一实施例A-A剖视图；
图3为本实用新型定子爪极盖的爪极特征图；
图4为本实用新型第二实施例装配示意图。
其中，1、进水口；2、本体A；3、分水体；4、斜射孔；5、转轴；51、叶轮；52、永磁体；53、轴承；54、叶片；6、漆包线圈；61、上爪极盖；62、线架；63、下爪极盖；64、爪极；7、控制电路板；8、固定座；9、测温探头；10、本体B；11、出水口；12、泻流孔；13、波形橡胶片防回流片。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
实施例：结构如图1、图2及图3所示，本实用新型包括本体A 2及本体B 10组成外壳、转子和定子，其中外壳，其一端为进水口1，另一端为出水口11；转子，转子包括转轴5及叶轮51，叶轮上设有与叶轮中心线成一定倾角的叶片54，并且叶轮下部镶有若干永磁体52，永磁体之间成等角分布在同一圆环域内，该转子设置于外壳内，其转轴5中心线与外壳的进、出水口中心连线相重合，该转轴一端通过轴承53固定于分水体3上，另一端也通过轴承53安装于固定座8上，转子上设有的永磁铁与转子作同步旋转；定子，其设置于转子中永磁铁的外周围，该定子位于固定座8相隔离的密封腔内，定子内有线圈；定子包括上爪极盖61、下爪极盖63、线架62及漆包线圈6，上爪极盖和下爪极盖组成一个环形体，并且上爪极盖和下爪极盖上设有若干个凸起的相对且相互错位的爪极，凸起的爪极之间留有缝隙，爪极上下盖内设有线架及漆包线圈。
分水体3上设有三个与叶片54成一定角度的斜射孔4，此三个斜射孔可以使水流分别从三个均布的水流方向冲击叶片，上述的线圈在旋转磁铁的作用下产生电势能，线圈的输出线与控制电路板7连接，该控制电路板7与需要电能的电器元件电性连接。电器元件可以为显示器、LED灯、感应龙头或播放器。控制电路板还与测温探头9连接，该测温探头穿过固定座固定在水流通道上，用于感测到水温将信号传输到电路板。
如图4所示，作为对本实用新型改进，在外壳的进水口处还设有防回流装置，该防回流装置为波形橡胶防回流片13，其进水口管壁上设有泻流孔12。
图中揭示出小型水力爪极发电装置，小型爪极水力发电装置设有进水口和出水口。进水口往里端设有分水体，分水体上有三个与叶片成一定角度的斜射孔，分水体与固定座的容腔中设有发电装置的转子部分，转子部分包含有叶轮，叶轮的上端设有与中心线成β倾角的叶片，倾角以15°～20°为最佳，下端镶有若干永磁体，叶轮的中心设有转轴，两端各设有一个轴承，在固定座与本体B之间封装有定子部分、测温探头及控制电路板，并且用一隔离层及橡胶密封圈与出水端的水完全隔离，定子部分包括上下爪极盖，爪极盖内包有线架及漆包线圈，控制电路板与线圈及测温探头相互连接，控制电路板的两根出线与外部电器元件相互电连接。分水体有三个斜射孔，水流通过他们冲击具有一定倾角的叶片54，倾角以15°～20°为最佳，如图2所示，叶片54下面含有若干永磁体52，永磁体52往外圆周与固定座8相隔离的密封腔含有上极爪盖61下极爪盖63及线架62，漆包线圈6，漆包线圈6的出线与控制电路板7电连接，控制电路板7还与测温探头9相连接。
本实施案例的工作原理为：当流体从进水口进入分水体3后，流体从分水体3上的三个斜射孔4冲击叶轮51上的叶片54，使叶轮51上的永磁体52同步旋转，由于永磁体相对于爪极及漆包线圈相对旋转，产生了磁通，该磁通与发电装置定子部分的线圈产生交链，并在阻碍磁通流变化的方向上产生电动势，该电动势经过整流后供电给外接电器元件，同时测温探头也将温度参数传给电路板，再由电路板来控制外接电器元件的状态变化，如LED灯的灯颜色随着温度变化而变化等。
再如图4所示，是本实用新型的第二案例装配示意图，它与第一实施案例不同之处在于增加了防回流装置，即增加了图中的泻流孔12和波形橡胶防回流片13，该实施例具有当出水口的管道在没有水流压力下能自动将出水孔以上的管道水自动泻放，以防止余留的管道水滋生细菌及残留污垢的作用，并也可防止余留的管道水返回到另外通道，例如：余留的淋浴用管道水返回到厨房系统的管道。
以上两种实施方式及图示所示，是本实用新型的较佳实施例，并非以此局限于本实用新型，凡是与本实用新型的构造、装置、特征近似或相雷同者，均属本实用新型的目的及权利要求之内，本实用新型所属技术领域的工程技术人员可以对所描述的具体实例做好多种多样的修改或补充，但并不会偏离本实用新型的精神或超越本权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1、一种小型直流式爪极水力发电装置，包括本体A及本体B组成外壳、转子和定子，其特征在于：
外壳，其一端为进水口，另一端为出水口；
转子，设置于外壳内，其转轴中心线与外壳的进、出水口中心连线相重合，该转轴一端固定于分水体上，另一端安装于固定座上，转子上设有若干永磁铁，永磁铁与转子作同步旋转；
定子，其设置于转子中永磁铁的外周围，该定子位于固定座相隔离的密封腔内，定子内有线圈；
所述的分水体上设有三个斜射孔，该斜射孔与转子的叶片成一定角度且孔口对着叶片，上述的线圈在旋转磁铁的作用下产生电势能，线圈的输出线与控制电路板连接，该控制电路板与需要电能的电器元件电性连接。
2、根据权利要求1所述的小型直流式爪极水力发电装置，其特征在于：所述的定子包括上爪极盖、下爪极盖、线架及漆包线圈，上爪极盖和下爪极盖组成一个环形体，并且上爪极盖和下爪极盖上设有若干个凸起的相对且相互错位的爪极，并且凸起的爪极之间留有缝隙，爪极上下盖内设有线架及漆包线圈。
3、根据权利要求1所述的小型直流式爪极水力发电装置，其特征在于：所述的转子包括转轴及叶轮，叶轮上设有与叶轮中心线成一定倾角的叶片，并且叶轮下部镶有若干永磁体，永磁体之间成等角分布在同一圆环域内。
4、根据权利要求1所述的小型直流式爪极水力发电装置，其特征在于：所述的分水体上设有三个与叶片成一定角度的斜射孔，此三个斜射孔可以使水流分别从三个均布的水流方向冲击叶片。
5、根据权利要求1所述的小型直流式爪极水力发电装置，其特征在于：所述外壳的进水口处还设有防回流装置，该防回流装置为波形橡胶防回流片，其进水口管壁上设有泻流孔。
6、根据权利要求1所述的小型直流式爪极水力发电装置，其特征在于：所述的控制电路板还与测温探头连接，该测温探头穿过固定座固定在水流通道上，用于感测到水温将信号传输到电路板。
7、根据权利要求1所述的小型直流式爪极水力发电装置，其特征在于：所述的电器元件为显示器、LED灯、感应龙头或播放器。
8、根据权利要求3所述的小型直流式爪极水力发电装置，其特征在于：所述叶轮的叶片与叶轮中心线成15°～20°的倾角。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091209 Termination date: 20110108 |