專利名稱：一種微型水力發(fā)電裝置及設(shè)有該發(fā)電裝置的花灑和水龍頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種微型水力發(fā)電裝置，具體地說是一種用于自來水發(fā)電的微型 發(fā)電機。
背景技術(shù)：
水力發(fā)電通常是指利用河流、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處，將其中所 含之位能轉(zhuǎn)換成水輪機之動能，再通過水輪機推動發(fā)電機產(chǎn)生電能。作為流動的自來水，同 樣具有動能，因此也可以用來發(fā)電。這種微型水力發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能，可以使用在LED花 灑、LED水龍頭，或者發(fā)光淋浴花灑等產(chǎn)品中，用來照明或者LED指示或者LED變色等。中國專利文獻CN201304374Y中公開了一種發(fā)光淋浴花灑，包括手柄，手柄內(nèi)設(shè)置 進水道，與進水道相連通設(shè)容腔，容腔依次連接有出水板、LED蓋板、發(fā)光二極管、LED線路 板、發(fā)電機、擋圈、固定板、密封圈、LED固定板和飾圈，所述手柄的進水道與容腔相連通處有 一進水窄部，進水窄部與進水道相通，進水窄部設(shè)置有進水斜口，進水斜口斜向驅(qū)動發(fā)電機 的扇葉，所述扇葉位于容腔中部設(shè)置的進水腔內(nèi)，進水腔與進水斜口呈切線相連通，進水腔 上還設(shè)有分水口，分水口與容腔相連通。在該技術(shù)方案中，當(dāng)水壓低時，水匯集于進水斜口 處并射入進水腔中，從而提供充足的水流推動發(fā)電機的扇葉轉(zhuǎn)動發(fā)電，令發(fā)光二極管能保 持高亮度發(fā)光。但是，由于進水腔上設(shè)有分水口，所述分水口與所述容腔相連通，因此當(dāng)所 述進水腔內(nèi)水壓力較小時，所述容腔中的水容易通過分水口直接回流至所述進水腔，由于 扇葉設(shè)置在所述進水腔中，回流水對旋轉(zhuǎn)的扇葉形成阻力，導(dǎo)致發(fā)電效率降低。
實用新型內(nèi)容為此，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的微型水力發(fā)電裝置，由 于容腔內(nèi)的水會回流至所述進水腔內(nèi)形成回流水，導(dǎo)致扇葉轉(zhuǎn)動時的阻力較大，影響發(fā)電 效率的問題，從而提出一種減小回流水對轉(zhuǎn)子的阻力，提高發(fā)電效率的微型水力發(fā)電裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種微型水力發(fā)電裝置，包括上蓋和下蓋，其 特征在于所述上蓋成型有儲水腔和轉(zhuǎn)子腔，所述轉(zhuǎn)子腔和所述儲水腔之間具有共用的壁， 所述壁上設(shè)有連通所述儲水腔和所述轉(zhuǎn)子腔的沖水口，所述下蓋上設(shè)有進水口，所述進水 口用于向所述儲水腔注水；所述上蓋上設(shè)有出水口，所述出水口位于所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)且與所 述壁相對設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)子，所述下蓋設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子配合使用的定子；所 述轉(zhuǎn)子腔呈從所述壁到所述出水口橫截面積逐漸減小的形狀。所述橫截面積逐漸減小的形狀為扇形。所述沖水口為為傾斜設(shè)置的切口。所述沖水口為三個，均勻布置在所述儲水腔和所述轉(zhuǎn)子腔共用的壁的兩側(cè)和中 間。所述轉(zhuǎn)子呈圓筒形，所述圓筒具有一個端面，穿過所述端面和所述圓筒的中間設(shè) 有旋轉(zhuǎn)軸，所述端面上沿徑向設(shè)有多個開口，所述端面外沿圓面上設(shè)置有多個葉片。所述開口為5個，均勻分布在所述端面上。所述葉片為10個，均勻分布在所述端面外沿圓面上。[0014]所述葉片以偏離所述轉(zhuǎn)子徑向的方向傾斜設(shè)置。所述葉片與所述沖水口的出水方向所成的角度范圍為90° -135° .所述葉片與所述沖水口的出水方向所成的角度為120°。所述下蓋的底部成型有定子腔，所述定子設(shè)置在所述定子腔內(nèi)。所述出水口上部設(shè)置有一個出水滑片，用于進行水路的切換。所述微型水力發(fā)電裝置為三相發(fā)電裝置。所述上蓋設(shè)有配合多功能切換的彈簧孔位和配合出水面板轉(zhuǎn)動的定位槽。所述下蓋上安裝有用于測量水溫的水溫傳感器，所述水溫傳感器用于測量所述儲 水腔內(nèi)的水的溫度。一種具有權(quán)利要求1-15任意一項所述的微型水力發(fā)電裝置的花灑。一種具有權(quán)利要求1-15任意一項所述的微型水力發(fā)電裝置的水龍頭。本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點，(1)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，包括上蓋和下蓋，所述上蓋成形有通過 共用壁上的沖水口連通的儲水腔和轉(zhuǎn)子腔，所述下蓋上設(shè)有進水口，所述上蓋上有出水口， 所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)子，所述下蓋設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子配合使用的定子，所述轉(zhuǎn)子腔呈從所 述壁到所述出水口橫截面積逐漸減小的形狀，當(dāng)水從下蓋的進水口流入儲水腔后，通過所 述沖水口以一定的沖量沖入所述轉(zhuǎn)子腔，從而帶動所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，與所述定子共同作用產(chǎn) 生電能，所述旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子使進入轉(zhuǎn)子腔的水順著水流方向從所述出水口流出，由于所述轉(zhuǎn) 子腔呈從所述壁到所述出水口橫截面積逐漸減小的形狀，如扇形，因此所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的水 從所述轉(zhuǎn)子腔流向所述出水口時，壓力會逐漸增加，這樣使得所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的水可以順流 流出，但轉(zhuǎn)子腔外的水不會回流至所述轉(zhuǎn)子腔形內(nèi)，于是避免了回流水對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子形成 阻力，導(dǎo)致發(fā)電效率低的問題，從而減小了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)阻力，提高了發(fā)電效率。(2)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，所述沖水口為傾斜設(shè)置的切口，這樣， 當(dāng)水通過所述沖水口沖入所述轉(zhuǎn)子腔時，作用在所述轉(zhuǎn)子上可以帶動所述轉(zhuǎn)子更有效的旋 轉(zhuǎn)。(3)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，所述沖水口可以設(shè)置為多個，在保證 每個沖水口的水的沖量足夠大時，設(shè)置多個可以提高轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，所述沖水口可以設(shè) 置為三個，均勻布置在所述儲水腔和所述轉(zhuǎn)子腔共用的壁的兩側(cè)和中間，這樣當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 時，可以通過三個沖水口進入的水的沖力作用在轉(zhuǎn)子上，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度提高，發(fā)電效率增 強，同時三個進水口使進水比較平衡，減少了噪聲。(4)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，所述轉(zhuǎn)子呈圓筒形，所述端面上沿徑向 設(shè)置有多個開口，所述開口可以設(shè)置為5個，均勻分布在所述端面上，這樣所述轉(zhuǎn)子端面兩 側(cè)的水可以通過所述開口流通，使得所述轉(zhuǎn)子兩側(cè)的水壓平衡，降低了所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的阻 力，減小了噪聲，提高了發(fā)電效率。(5)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，所述葉片以偏離所述轉(zhuǎn)子徑向的方向 傾斜設(shè)置，所述沖水口的出水方向與所述葉片所成的角度范圍為90-135度，此處優(yōu)選120 度，這樣當(dāng)水沖入所述轉(zhuǎn)子腔，作用在所述轉(zhuǎn)子的葉片上，可以更好的帶動所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)， 從而提高發(fā)電效率。(6)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，所述定子設(shè)置在所述下蓋的底部成型的定子腔內(nèi)，這樣，所述定子無需與水接觸，不會受到水的沖刷和腐蝕，有效保證了其使用壽命。(7)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，所述微型水力發(fā)電裝置為三相發(fā)電裝 置，發(fā)電效率高。(8)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，所述下蓋上安裝有用于測量水溫的水 溫傳感器，可以測量所述儲水腔內(nèi)水的溫度，這樣，當(dāng)所述微型水力發(fā)電裝置應(yīng)用于花灑 時，可以得到水的實時溫度，便于控制水的溫度或配合提供水溫感應(yīng)功能。(9)本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置，所述出水口上部設(shè)置有一個出水滑片， 用于進行水路的切換，所述上蓋設(shè)有配合多功能切換的彈簧孔位和配合出水面板轉(zhuǎn)動的定 位槽，這些設(shè)置方便了其用于花灑時功能的擴展，使用靈活，為用戶提供了方便。(10)具有本實用新型所述的微型水發(fā)電裝置的花灑或水龍頭，可以通過流出的水 的動能來發(fā)電，轉(zhuǎn)子的阻力小，噪音弱，發(fā)電效率高，使用起來簡單方便。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施 例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明，其中圖1是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的主視圖；圖2是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的組成部件圖；圖3是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的上蓋的主視圖；圖4是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的上蓋的后視圖；圖5是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的下蓋的主視圖；圖6是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的下蓋的轉(zhuǎn)子的主視圖；圖7是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的下蓋的轉(zhuǎn)子的后視圖；圖8是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的電路板的三相橋式整流濾波的電 路圖。圖中附圖標(biāo)記表示為1-上蓋，2-下蓋，3-儲水腔，4-轉(zhuǎn)子腔，5-壁，6、61、62_沖 水口，7-進水口，8-出水口，9-轉(zhuǎn)子，10-定子，11-定子腔，12-端面，13-旋轉(zhuǎn)軸，14-開口， 15-葉片，16-電路板，17-定位槽，18-彈簧孔位，19-水溫傳感器，20-螺絲柱，21-螺絲孔， 22-長方形磁鐵，23-出水方向與所述葉片所成的角度。
具體實施方式
圖1、圖2給出了本實用新型所述的微型水力發(fā)電裝置的一個具體的實施方式，一 種微型水力發(fā)電裝置，包括上蓋1和下蓋2，所述上蓋1上成型有儲水腔3和轉(zhuǎn)子腔4，所述 轉(zhuǎn)子腔4的和所述儲水腔3之間設(shè)有共用的壁5，所述壁5上設(shè)有連通所述儲水腔3和所述 轉(zhuǎn)子腔4的沖水口，在此，設(shè)置了三個沖水口 6、61、62，均勻布置在所述儲水腔3和所述轉(zhuǎn)子 腔4共用的壁5的兩側(cè)和中間，如圖4所示。所述沖水口 6、61、62為偏離所述轉(zhuǎn)子9的徑 向傾斜設(shè)置的切口，這樣可以保證通過三個沖水口進入所述轉(zhuǎn)子腔4的水的沖量對所述轉(zhuǎn) 子9進行更好的加速，減少水的動能的損失。所述下蓋上設(shè)有進水口 7，如圖5所示，所述進水口 7用于向所述儲水腔3注水；所述上蓋1上設(shè)有出水口 8，如圖3、圖4所示，所述出 水口 8位于所述轉(zhuǎn)子腔4內(nèi)且與所述壁5相對設(shè)置，所述轉(zhuǎn)子腔4內(nèi)安裝有可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子 9，所述轉(zhuǎn)子9的側(cè)壁上沿圓周方向設(shè)置有磁鐵，在此所述磁鐵為由十二片長方形磁鐵22組 成的磁鐵環(huán)，此處也可以直接選擇環(huán)形磁鐵；所述下蓋2設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子9配合使用的定子 10，所述定子10設(shè)置在所述下蓋2下部的定子腔11內(nèi)，所述定子10上設(shè)有繞組線圈，此處 定子10包含9極矽鋼片和9組線圈繞組，所述線圈繞組共有三根引出線。所述轉(zhuǎn)子腔4呈 從所述壁5到所述出水口 8橫截面積逐漸減小的形狀，在本實施例中，所述形狀為扇形。在本實施例中，所述轉(zhuǎn)子9呈圓筒形，如圖6、圖7所示，所述圓筒形具有一個端面 12，穿過所述端面12和所述圓筒形的中間設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸13，所述端面12上沿徑向設(shè)有多個連 通所述端面上下底面的開口 14，所述開口為5個，呈細(xì)長方形，均勻分布在所述端面上。所 述端面12的外沿圓面上設(shè)置有多個葉片15，在本實施例中，葉片為10個，均勻分布在所述 端面12外沿圓面上。所述葉片15以偏離所述轉(zhuǎn)子9徑向的方向傾斜設(shè)置，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子9安 裝在所述轉(zhuǎn)子腔4內(nèi)，所述沖水口 6、61、62的出水方向與所述葉片所成的角度23的范圍為 90° -135°，此處優(yōu)選角度為120°，如圖8中虛線所示。這樣當(dāng)水通過所述沖水口 6、61、 62進入轉(zhuǎn)子腔4正好落在所述葉片15的底部，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)時，所述三個沖水口 62、 6、61可以對葉片15三次加速，使轉(zhuǎn)子9高效的旋轉(zhuǎn)。本實施例中，所述微型水力發(fā)電裝置為三相發(fā)電裝置，通過三個引出線與電路板 16相連，將所述微型發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能經(jīng)三相橋式整流濾波后輸出，提高了發(fā)電效率，所 述三相橋式整流濾波的電路圖如圖9所示。同時，為了便于所述微型水力裝置在花灑等出 水設(shè)備上的使用，所述出水口 8上部設(shè)置有一個出水滑片，用于進行水路的切換；所述上蓋 1設(shè)有配合多功能切換的彈簧孔位18和配合出水面板轉(zhuǎn)動的定位槽17，所述上蓋1上還 設(shè)有一個可以固定花灑面板的螺絲柱20，兩側(cè)設(shè)有螺絲孔21 ；所述下蓋2上安裝有用于測 量水溫的水溫傳感器19，所述水溫傳感器19用于測量所述儲水腔3內(nèi)的水的溫度，所述水 溫傳感器19為不銹鋼外殼，可供外部實現(xiàn)溫度檢測或溫度控制。本實施例所述的微型水力發(fā)電裝置的發(fā)電原理如下所述微型發(fā)電裝置安裝在花 灑或水龍頭等出水裝置中，當(dāng)水流動時，從所述進水口 7進入所述儲水腔3中，然后通過三 個沖水口 62、6、61分別以一定的速度沖入所述轉(zhuǎn)子腔4中，沖擊所述轉(zhuǎn)子9的葉片15，從而 帶動所述轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子9內(nèi)部的磁鐵隨之轉(zhuǎn)動，磁鐵轉(zhuǎn)動時磁力線被所述定子10 的繞組切割，于是產(chǎn)生電動勢，所述定子10的繞組線圈通過三根引出線與所述電路板16連 接，將產(chǎn)生的電能經(jīng)外接的電路板16的三相橋式整流濾波之后供外部電路使用。上述實施例中的微型水力發(fā)電裝置可用于花灑中，將其安裝在所述出水面板和進 水通道之間，當(dāng)花灑打開時，通過流動的水帶動所述微型發(fā)電裝置發(fā)電，供外部照明或者 LED顯示所用。上述實施例中所述的微型水力發(fā)電裝置也可以用于水龍頭等其他出水裝置中，將 流動的液體的動能轉(zhuǎn)化為電能，其發(fā)電效率高，噪音小，節(jié)能環(huán)保，提高了能源的利用率。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
權(quán)利要求1.一種微型水力發(fā)電裝置，包括上蓋和下蓋，其特征在于所述上蓋成型有儲水腔和 轉(zhuǎn)子腔，所述轉(zhuǎn)子腔和所述儲水腔之間具有共用的壁，所述壁上設(shè)有連通所述儲水腔和所 述轉(zhuǎn)子腔的沖水口，所述下蓋上設(shè)有進水口，所述進水口用于向所述儲水腔注水；所述上蓋 上設(shè)有出水口，所述出水口位于所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)且與所述壁相對設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)安裝有 轉(zhuǎn)子，所述下蓋設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子配合使用的定子；所述轉(zhuǎn)子腔呈從所述壁到所述出水口橫 截面積逐漸減小的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述橫截面積逐漸減小的 形狀為扇形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述沖水口為傾斜設(shè) 置的切口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述沖水口為三個，均勻布 置在所述儲水腔和所述轉(zhuǎn)子腔共用的壁的兩側(cè)和中間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4中任意一項所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述 轉(zhuǎn)子呈圓筒形，所述圓筒具有一個端面，穿過所述端面和所述圓筒的中間設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，所述 端面上沿徑向設(shè)有多個開口，所述端面外沿圓面上設(shè)置有多個葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述開口為5個，均勻分布 在所述端面上；所述葉片為10個，均勻分布在所述端面外沿圓面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述葉片以偏離所述轉(zhuǎn)子 徑向的方向傾斜設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述葉片與所述沖水口的 出水方向所成的角度范圍為90° -135°。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述葉片與所述沖水口的 出水方向所成的角度為120°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6或8或9所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所 述下蓋的底部成型有定子腔，所述定子設(shè)置在所述定子腔內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述出水口上部設(shè)置有 一個出水滑片，用于進行水路的切換。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6或8或9或11所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在 于所述微型水力發(fā)電裝置為三相發(fā)電裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于所述上蓋設(shè)有配合多功 能切換的彈簧孔位和配合出水面板轉(zhuǎn)動的定位槽。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6或8或9或11或13所述的微型水力發(fā)電裝置，其特 征在于所述下蓋上安裝有用于測量水溫的水溫傳感器，所述水溫傳感器用于測量所述儲 水腔內(nèi)的水的溫度。
15.一種花灑，其特征在于所述花灑內(nèi)部設(shè)置有權(quán)利要求1-14所述的微型水力發(fā)電直ο
16.一種水龍頭，其特征在于所述水龍頭內(nèi)部設(shè)置有權(quán)利要求1-15所述的微型水力發(fā)電裝置。
專利摘要一種微型水力發(fā)電裝置，包括上蓋和下蓋，所述上蓋上成型有儲水腔和轉(zhuǎn)子腔，所述轉(zhuǎn)子腔和所述儲水腔之間具有共用的壁，所述壁上設(shè)有連通所述儲水腔和所述轉(zhuǎn)子腔的沖水口，所述下蓋上設(shè)有進水口，所述進水口用于向所述儲水腔注水；所述上蓋上設(shè)有出水口，所述出水口位于所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)且與所述壁相對設(shè)置，所述轉(zhuǎn)子腔內(nèi)安裝有可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述下蓋設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子配合使用的定子，所述轉(zhuǎn)子腔呈從所述壁到所述出水口橫截面積逐漸減小的形狀。解決了現(xiàn)有技術(shù)中的微型水力發(fā)電裝置，由于容腔內(nèi)的水會回流至其進水腔內(nèi)形成回流水，導(dǎo)致葉片轉(zhuǎn)動時的阻力較大，影響發(fā)電效率的技術(shù)問題，是一種特別適用于花灑、水龍頭等的微型水力發(fā)電裝置。
文檔編號F03B13/00GK201843723SQ20102028687
公開日2011年5月25日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者陳孝林 申請人:廣州海鷗衛(wèi)浴用品股份有限公司, 珠海國鷗銅業(yè)有限公司, 珠海承鷗衛(wèi)浴用品有限公司, 珠海鉑鷗衛(wèi)浴用品有限公司