專利名稱：一種家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，自來水發(fā)電系統(tǒng)由進水蓄水箱、進水發(fā)電機、 用水發(fā)電機、排水蓄水箱、排水發(fā)電機、蓄電池、充電器、發(fā)電控制器組成。由于采用新型 電力電子器件，改變了微型發(fā)電器件的電氣和機械結構，使其能利用家庭自來水發(fā)電，因此， 非常適宜在家庭中使用。
背景技術：
自來水供應公司修建的供水水塔很高，高壓水泵將自來水抽上供水水塔，再由供水水塔 向用戶供水，因此，由自來水公司供應家庭使用的自來水具有很大的位能。自來水供應到家 庭后，家庭每天用于清洗食物、蔬菜、清衣服、洗澡的自來水用量比較大，但這些自來水使 用后，都直接排入下水道流走，沒有回收自來水具有的位能。在樓房單元住宅區(qū)，上一層樓 住戶清洗食物、蔬菜、清洗衣服、個人洗浴使用的自來水直接排入下水道流走。將使用的自 來水直接排入下水道流走，沒有回收自來水具有的位能并加以利用，是一種能源浪費！回收 家庭中自來水具有的位能，最好的方法是利用自來水位能來發(fā)電。但采用現(xiàn)有技術的微型水 力發(fā)電器件，都不足以回收家庭使用的自來水的位能。 .
由上所述，受現(xiàn)有微型水力發(fā)電器件的限制，以及家庭中用水管道布置、安裝，造成在 家庭中使用自來水，自來水具有的位能沒有充分回收，浪費了能源！
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有微型水力發(fā)電設備，以及家庭中用水管道布置、安裝，不能有效回收自來水位 能的不足。本實用新型的主要目的是提供一種家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)和微型水力發(fā)電器件， 使其能利用家庭自來水發(fā)電。
本實用新型的上述目的是這樣實現(xiàn)的由室外進水管、進水電動閥、進水發(fā)電機、進水 蓄水箱、用水發(fā)電機、室內(nèi)給水管、排水蓄水箱、排水電動閥、排水發(fā)電機、室外排水管、 蓄電池、充電器、發(fā)電控制器組成家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)。在家庭廚房、浴室的頂棚上安裝進 水蓄水箱，在進入家庭的室外進水管安裝進水電動閥，進水電動閥出口連接至進水發(fā)電機進 水口，進水發(fā)電機出水口連接至進水蓄水箱上端。進水蓄水箱下端放水口連接至用水發(fā)電機 進水口，用水發(fā)電機出水口連接至室內(nèi)給水管。在廚房清洗臺臺面下安裝排水蓄水箱，清洗 缸、浴盆、洗衣機的排水口經(jīng)單向閥連接至排水蓄水箱的上端。在廚房外安裝排水發(fā)電機， 排水蓄水箱出水口經(jīng)排水電動閥連接至排水發(fā)電機進水口，排水發(fā)電機出水口連接至室外排 水管。進水儲水箱、排水儲水箱設置水位檢測開關。水位檢測開關、進水發(fā)電機、用水發(fā)電 機、排水發(fā)電機的輸出信號經(jīng)光電隔離后分別連接至發(fā)電控制器的輸入端口，發(fā)4控制器的 輸出端口經(jīng)光電隔離后分別連接進水電動閥、排水電動閥、充電器的固態(tài)繼電器的控制端，進水電動閥、排水電動閥經(jīng)固態(tài)繼電器的觸頭連接蓄電池，進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、排水 發(fā)電機分別經(jīng)固態(tài)繼電器觸頭連接充電器輸入端，充電器輸出端連接蓄電池。
采用上述技術的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，由發(fā)電控制器控制，自來水從室外進水管快速流 過進水發(fā)電機，推動進水發(fā)電機發(fā)電，自來水流入進水蓄水箱儲滿水。廚房用水、洗浴用水、 清衣服用水時，開啟熱水器、淋浴器、洗衣機的閥門，進水蓄水箱中儲存的自來水經(jīng)室內(nèi)給 水管流過用水發(fā)電機，推動用水發(fā)電機發(fā)電，使用后的自來水流入排水儲水箱儲存。排水儲 水箱儲滿水后，流經(jīng)排水發(fā)電機，推動排水發(fā)電機發(fā)電。進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、排水發(fā) 電機發(fā)出的交流電，經(jīng)充電器向蓄電池充電供家庭使用。
由上所述，安裝家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)后，家庭使用自來水時，回收自來水具有的位能發(fā) 電。隨著家庭自來水使用量的增加，蓄電池儲存的電量由逆變器逆變?yōu)榻涣麟娸敵?，可供?明等電器使用，節(jié)省工業(yè)電能。使部分家用電器不向電網(wǎng)"爭"電，緩解電網(wǎng)供電狀態(tài)，節(jié) 約發(fā)電能源。家庭水力發(fā)電系統(tǒng)結構緊湊，體積小，不占用地方，利用自來水發(fā)電，不過多 增加附屬設備，因此，非常適宜在家庭中使用。
以下結合附圖對采用本實用新型的實施例進行具體描述 圖l是采用本實用新型的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)圖。
圖l中標號l是排水發(fā)電機、2是室外排水管、3是排水電動閥、4是排水儲水箱、5是 廚房進水蓄水箱、6是蓄電池一、7是蓄電池二、 8是充電器、9是發(fā)電控制器、IO是單向 閥、ll是浴盆、12是連接水管、13是浴室進水蓄水箱、14是洗衣機、15是用水發(fā)電機、16 是室內(nèi)給水管、17是進水發(fā)電機、18是進水電動閥、19是室外進水管。
具體實施方式
下面以實施例來說明采用本實用新型的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)。
如圖l所示，由室外進水管、進水電動閎、進水發(fā)電機、進水蓄水箱、用水發(fā)電機、室 內(nèi)給水管、排水蓄水箱、排水電動閥、排水發(fā)電機、室外排水管、蓄電池、充電器、發(fā)電控 制器組成家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)。
(1) 、在家庭廚房、浴室的頂棚上安裝進水蓄水箱
(2) 、在家庭的室外進水管上安裝進水電動閥，進水電動閥出口連接至進水發(fā)電機進水口；
(3) 、進水發(fā)電機出水口連接至進水蓄水箱上端
(4) 、進水蓄水箱下端放水口連接至用水發(fā)電機進水口，用水發(fā)電機出水口連接至室內(nèi)給 水管；
(5) 、在廚房清洗臺臺面下安裝排水蓄水箱，浴盆、洗衣機的排水口經(jīng)單向閥連接至排水 蓄水箱的上端；(6) 、在廚房外安裝排水發(fā)電機，排水蓄水箱出水口經(jīng)，水電動閥連接至排水發(fā)電機進水 口，排水發(fā)電機出水口連接至室外排水管；
(7) 、在進水儲水箱、排水儲水箱上設置水位檢測開關；水位檢測開關、進水發(fā)電機、用 水發(fā)電機、排水發(fā)電機的輸出信號經(jīng)光電隔離后，分別連接至發(fā)電控制器的輸入端口；
(8) 、發(fā)電控制器的三路輸出端口經(jīng)光電隔離后，分別連接進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、排 水發(fā)電機的固態(tài)繼電器的控制端；
(9) 、發(fā)電控制器的四路輸出端口經(jīng)光電隔離后，分別連接進水電動閥、排水電動閥、充 電器、用水發(fā)電機電動機繞組的固態(tài)繼電器的控制端；
卿、進水電動閥、排水電動閥經(jīng)固態(tài)繼電器的觸頭連接蓄電池；
dl)、進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、排水發(fā)電機的輸出電壓，經(jīng)三路固態(tài)繼電器觸頭分別連 接充電器輸入端，充電器的輸出端連接蓄電池；
02)、用水發(fā)電機的電動機繞組經(jīng)固態(tài)繼電器觸頭連接蓄電池；
0》、進水儲水箱安裝的水位檢測開關檢測到進水儲水箱水位降低到發(fā)電水位時，發(fā)出輸 出信號。輸出信號被發(fā)電控制器讀入，輸出控制信號到進水電動閥固態(tài)繼電器的控制端，進 水電動閥開啟，自來水推動進水發(fā)電機發(fā)電，自來水流入進水儲水箱儲存；
04)、進水發(fā)電機發(fā)出的電，經(jīng)充電器調(diào)節(jié)后向蓄電池充電。進水儲水箱儲存自來水一定 水位后，水位檢測開關再次發(fā)出信號，發(fā)電控制器輸出控制信號到進水電動閥固態(tài)繼電器的 控制端，進水電動閥關閉；
卿、清洗食物、蔬菜，清洗衣服，個人洗浴開啟閥門時，迸水儲水箱儲存的自來水流過 用水發(fā)電機，推動用水發(fā)電機發(fā)出微弱電壓。微弱電壓信號被發(fā)電控制器讀入，輸出控制信 號到用水發(fā)電機的電動機繞組的固態(tài)繼電器的控制端，推動用水發(fā)電機發(fā)電。用水發(fā)電機發(fā) 出的電，經(jīng)充電器調(diào)節(jié)后向蓄電池充電；
鵬、排水儲水箱安裝的水位檢測開關檢測到排水儲水箱水位升高到發(fā)電水位時，發(fā)出輸 出信號。輸出信號被發(fā)電控制器讀入，輸出控制信號到排水電動閥固態(tài)繼電器的控制端，排 水電動閥開啟，自來水推動排水發(fā)電機發(fā)電，自來水流入室外排水管推動下一層樓的排水發(fā) 電機發(fā)電；
仰、排水發(fā)電機發(fā)出的電，經(jīng)充電器調(diào)節(jié)后向蓄電池充電。排水儲水箱水位降低到一定 水位后，水位檢測開關再次發(fā)出信號，發(fā)電控制器輸出控制信號到排水電動閥固態(tài)繼電器的 控制端，排水電動閥關閉；
d8)、上一層樓的室外排水流過排水發(fā)電機時，推動排水發(fā)電機發(fā)出的電，被發(fā)電控制器 讀入，輸出控制信號到充電器固態(tài)繼電器的控制端，調(diào)節(jié)電壓后向蓄電池充電。
經(jīng)家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)使用自來水，自來水具有的位能被回收轉換為電能，儲存在蓄電池中供家用電器使用。
如
圖1所示，進水蓄水箱箱體采用工程塑料壓制成帶翻邊的長方體形狀，翻邊上加工連 接箱蓋的螺紋孔。箱體兩側面加工進水的接頭螺紋孔，箱體底部加工主出水孔，主出水孔附 近加工安裝用水發(fā)電機的安裝孔。箱蓋采用工程塑料壓制成帶翻邊的平蓋，平蓋上加工安裝
廢水發(fā)電機的圓孔，圓孔邊沿加工安裝"o"形密封圈的倒角，圓孔附近加工安裝密封壓蓋
的螺紋孔。與圓孔相配加工一個帶圓孔的密封壓蓋，圓孔直徑和微型水輪機外殼直徑相等， 密封壓蓋邊沿加工安裝孔，箱蓋邊沿加工安裝孔。
如圖1所示，進水發(fā)電機由徑向水輪機、低壓直流發(fā)電機組成。徑向水輪機、低壓直流 發(fā)電機選用符合國家標準的標準件，徑向水輪機、低壓直流發(fā)電機同軸安裝。
如圖1所示，用水發(fā)電機由機箱、微型水輪機、低壓直流發(fā)電機一電動機組成。微型水 輪機選用符合國家標準的標準件。
機箱采用工程塑料壓制成帶翻邊的長圓柱形狀，翻邊上加工連接箱蓋的螺紋孔。箱體一 個側面加工進水的接頭螺紋孔，箱體底部偏心加工主出水孔，主出水孔附近加工安裝微型水 輪機的安裝孔。箱蓋采用工程塑料壓制成帶翻邊的平蓋，平蓋上加工安裝排水發(fā)電機的圓孔，
圓孔邊沿加工安裝"o"形密封圈的倒角，
低壓直流發(fā)電機一電動機組的結構和普通低壓直流發(fā)電機的結構基本相同。低壓直流發(fā)
電機一電動機組的定子嵌入四對永久磁鐵構成磁場；電樞上嵌入發(fā)電機繞組和電動機繞組，
電動機繞組的匝數(shù)是發(fā)電機繞組匝數(shù)的1.6倍；在電樞的一端安裝滑環(huán)、電刷向電動機繞組
引入驅(qū)動電流，在電樞另一端安裝滑環(huán)、電刷引出發(fā)電機繞組發(fā)出的電壓。
微型水輪機用螺栓安裝在機箱的主出水 L位置，微型水輪機輸出軸穿出機箱蓋。低壓直
流發(fā)電機一電動機組安裝在機箱的機蓋上，輸入軸與微型水輪機輸出軸連接。電動機輸出軸 上安裝重量輕，轉動慣量較大的飛輪，飛輪釆用鋁合金制作。
如圖1所示，排水發(fā)電機由機箱、微型水輪機、低壓直流發(fā)電機組成。微型水輪機、直 流發(fā)電機選用符合國家標準的標準件。
機箱采用工程塑料壓制成帶翻邊的長圓柱形狀，翻邊上加工連接箱蓋的螺紋孔。箱體一 個側面加工進水的接頭螺紋孔，箱體底部偏心加工主出水孔，主出水孔附近加工安裝微型水 輪機的安裝孔。箱蓋采用工程塑料壓制成帶翻邊的平蓋，平蓋上加工安裝排水發(fā)電機的圓孔，
圓孔邊沿加工安裝"o"形密封圈的倒角，
微型水輪機用螺栓安裝在機箱的主出水孔位置，微型水輪機輸出軸穿出機箱蓋。低壓直 流發(fā)電機安裝在機箱的機蓋上，輸入軸與微型水輪機輸出軸連接。
如圖1所示，排水蓄水箱箱體采用工程塑料壓制成帶翻邊的長方體形狀，翻邊上加工連 接箱蓋的螺紋孔。箱體一個側面加工進水孔，箱蓋采用工程塑料壓制成帶翻邊的平蓋，平蓋上加工安裝螺紋連接孔，密封壓蓋邊沿加工安裝孔，箱蓋邊沿加工安裝孔。
進水電動閎、排水電動閥具有相同結構，由蝶閥、減速器、步進電動機組成。減速器的
輸出軸與蝶閥的轉柄連接，輸入軸與步進電動機的輸出軸連接。 蓄電池選用兩組高性能免維護12V蓄電池。
充電器的原理和硬件制作如《開關電路技術》、《開關電源》、《新型穩(wěn)壓電源及應用實例》 文中所述，其具體制作方法，本專業(yè)的技術人員對此已相當熟悉，不用贅述。實施例中，充 電控制器由PWM集成芯片及外圍電阻、電容、驅(qū)動放大管、逆變開關管、逆變變壓器、整 流二級管、濾波電容組成。PWM集成芯片選用TL494，驅(qū)動放大管選用NPN型三極管，逆 變開關管選用N溝道MOSFET開關管。在TL494集成芯片的時基5、 6引腳外接電阻、電容 組成脈寬調(diào)制電路。一個電容連接TL494的第5腳，一個電阻連接TL494的第6腳。TL494 集成芯片的一路脈沖輸出引腳9輸出的脈寬控制信號，連接一支驅(qū)動放大管NPN型三極管 的基極；TL494集成芯片的另一路脈沖輸出引腳IO輸出的脈寬控制信號，連接另一支驅(qū)動放 大管NPN型三極管的基極，兩支驅(qū)動放大管NPN型三極管的集電極連接成推挽連接形式連 接發(fā)電機的負極，兩支NPN型三極管的基極與發(fā)射極之間分別正向并聯(lián)二極管。 一支逆變開 關管N溝道MOSFET開關管的柵極，連接一支驅(qū)動放大管NPN型三極管的發(fā)射極，另一支 逆變開關管N溝道MOSFET開關管的柵極，連接另一支驅(qū)動放大管NPN型三極管的發(fā)射極， 兩支逆變開關管N溝道MOSFET開關管的源極連接后接發(fā)電機的負極，兩支逆變開關管N 溝道MOSFET開關管的漏極，分別與逆變變壓器初級線圈連接成推挽形式組成逆變主電路， 初級線圈的中心抽頭經(jīng)供電固態(tài)繼電器的觸點與發(fā)電機的正極連接。N溝道MOSFET開關管 安裝在散熱片上，散熱片安裝在充電控制器盒上，通過機盒散熱。逆變變壓器選用鐵氧體磁 芯繞制，容量100VA，磁芯截面30X50平方毫米。初級繞組用直徑0.8毫米漆包線，兩根并 繞2X60匝。逆變變壓器次級繞組用直徑0.8毫米繞漆包線繞70匝，50匝、60匝處抽頭， 60匝、70匝引出端頭分別經(jīng)變壓固態(tài)繼電器觸點連接整流電路輸入端。整流二級管連接成全 橋整流電路，電容器并聯(lián)在全橋整流電路的正、負極，逆變變壓器次級線圈輸出的電流整流 后經(jīng)電容器濾波向蓄電池充電。
發(fā)電控制器由單片機系統(tǒng)、輸入接口電路、輸出驅(qū)動電路組成。實施例中，單片機芯片 選用AT89C51,輸入輸出接口芯片選用82C55，輸入接口電路四組，輸出功率驅(qū)動電路四組。 設置兩只指示燈， 一只接入單片機系統(tǒng)， 一只接入輸出功率驅(qū)動。設置啟動、停止按鈕控制 發(fā)電控制器。將單片機系統(tǒng)，四組輸入接口電路，兩組雙列二十腳插座制作在主電路板上。 二組步進電動機驅(qū)動電路，四組開關控制的輸出驅(qū)動電路，都分別單獨制作單元電路板。主 電路板、單元電路板以上下重疊的形式放置，通過兩組雙列二十腳插座，并行電纜插頭連接。
發(fā)電控制器硬件制作如《MCS-51/96系列單片微型計算機及其應用》、《單片機原理及制作》、《單片機應用系統(tǒng)設計與實踐》文中所述。在選定單片機芯片、輸入輸出接口芯片后， 地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線、片選信號可按規(guī)定連接，其具體方法，本專業(yè)的技術人員 對此已相當熟悉，不再贅述。僅對輸入輸出接口 82C55的端口分配，輸入接口電路和輸出驅(qū) 動單元電路板作說明。82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3 口作為開關量輸入端，PA4、 PA5、 PA6、 PA7 口作為開關量輸出端，PB0、 PB1、 PB2、 PB3、 PB4、 PB5、 PB6、 PB7作為開關量輸出 端，PC0、 PC1、 PC2、 PC3作為輸入端，PC4、 PC5、 PC6、 PC7作為輸出端。輸入接口電路 具有相同的結構82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3 口分別接上拉電阻后再開關的一端，以一 路為例光電藕合隔離選用4N25，輸入插口選用單列三腳插座。輸出功率驅(qū)動電路四組，以 —組為例，光電隔離選用4N25，集成驅(qū)動選用74LS06,開關控制管選用TIP127,繼電器選 用固態(tài)繼電器，輸出插口選用單列四腳插座。82C55的一路輸出信號接光電藕合4N25，經(jīng)隔 離后的信號接集成驅(qū)動74LS06的一個單元，集成驅(qū)動74LS06的一個單元輸出信號推動功率 放大管TIP127,功率放大管TIP127的開關回路串接固態(tài)繼電器。
發(fā)電控制器經(jīng)串接的啟動按鈕開關K1連接12V蓄電池，由12V蓄電池供電。
發(fā)電控制器主要完成下述控制功能-
1、 檢測水位檢測開關、進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、排水發(fā)電機發(fā)出的輸出信號；
2、 向進水電動閥、進水電動閥、充電器發(fā)出控制信號 在PC微型計算機上，根據(jù)發(fā)電控制器的控制功能要求
1、 編寫實現(xiàn)控制功能的源程序
2、 交叉匯編控制源程序
3、 匯編后的源程序代碼，通過PC微型計算機的通訊接口輸入到單片機開發(fā)器
4、 單片機開發(fā)器連接輸入接口與輸出功率驅(qū)動電路進行實際調(diào)試；
5、 將調(diào)試正確的控制程序代碼，固化在AT89C51芯片內(nèi)。
家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，由AT89C51芯片內(nèi)固化的控制軟件控制實現(xiàn)各項控制功能。 家庭使用自來水時，在發(fā)電控制器的控制下，家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)將自來水具有的位能
轉換為電能，儲存在蓄電池中供家用電器使用。
以上所述的僅是采用本實用新型原理，制作能節(jié)省電能，能緩解電網(wǎng)供電狀態(tài)，調(diào)整電
網(wǎng)峰谷區(qū)，非常適宜在家庭使用的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化實施例。應當指出，對于本領
域的技術人員來說，在不脫離實用新型原理的前提下，還可以作出若干變型和改進，以至開
發(fā)出其它的產(chǎn)品，也應視為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)包括室外進水管、室內(nèi)給水管、排水發(fā)電機、室外排水管、蓄電池，其特征是還具有進水電動閥、進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、進水蓄水箱、排水蓄水箱、排水電動閥、充電器、發(fā)電控制器；具體結構是在家庭廚房、浴室的頂棚上安裝進水蓄水箱，進入家庭的室外進水管安裝進水電動閥，進水電動閥出口連接至進水發(fā)電機進水口，進水發(fā)電機出水口連接至進水蓄水箱上端，進水蓄水箱下端放水口連接至用水發(fā)電機進水口，用水發(fā)電機出水口連接至室內(nèi)給水管，廚房清洗臺臺面下安裝排水蓄水箱，清洗缸、浴盆、洗衣機的排水口經(jīng)單向閥連接至排水蓄水箱的上端，廚房外安裝排水發(fā)電機，排水蓄水箱出水口經(jīng)排水電動閥連接至排水發(fā)電機進水口，排水發(fā)電機出水口連接至室外排水管；進水儲水箱、排水儲水箱設置水位檢測開關，水位檢測開關、進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、排水發(fā)電機的輸出信號經(jīng)光電隔離后分別連接至發(fā)電控制器的輸入端口，發(fā)電控制器的輸出端口經(jīng)光電隔離后分別連接進水電動閥、排水電動閥、充電器的固態(tài)繼電器的控制端，進水電動閥、排水電動閥經(jīng)固態(tài)繼電器的觸頭連接蓄電池，進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、排水發(fā)電機分別經(jīng)固態(tài)繼電器觸頭連接充電器輸入端，充電器輸出端連接蓄電池。
2、 如權利要求l所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是進水蓄水箱箱體采用工程塑料壓 制成帶翻邊的長方體形狀，翻邊上加工連接箱蓋的螺紋孔，箱體兩側面加工進水的接頭螺紋 孔，箱體底部加工主出水孔，主出水孔附近加工安裝用水發(fā)電機的安裝孔，箱蓋采用工程塑 料壓制成帶翻邊的平蓋，平蓋上加工安裝廢水發(fā)電機的圓孔，圓孔邊沿加工安裝"0"形密 封圈的倒角，圓孔附近加工安裝密封壓蓋的螺紋孔，與圓孔相配加工一個帶圓孔的密封壓蓋， 圓孔直徑和微型水輪機外殼直徑相等，密封壓蓋邊沿加工安裝孔，箱蓋邊沿加工安裝孔。
3、 如權利要求1所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是用水發(fā)電機由機箱、微型水輪機、 低壓直流發(fā)電機一電動機組成；機箱采用工程塑料壓制成帶翻邊的長圓柱形狀，翻邊上加工連接箱蓋的螺紋孔，箱體一個側面加工進水的接頭螺紋孔，箱體底部偏心加工主出水孔，主 出水孔附近加工安裝微型水輪機的安裝孔，箱蓋采用工程塑料壓制成帶翻邊的平蓋，平蓋上加工安裝排水發(fā)電機的圓孔，圓孔邊沿加工安裝"0"形密封圈的倒角；低壓直流發(fā)電ITL一電動機組的定子嵌入永久磁鐵構成磁場，電樞上嵌入家電機繞組和電動機繞組，在電樞的一 端安裝滑環(huán)、電刷向電動機繞組引入驅(qū)動電流，在電樞另一端安裝滑環(huán)、電刷引出發(fā)電機繞 組發(fā)出的電壓；微型水輪機用螺栓安裝在機箱的主出水孔位置，微型水輪機輸出軸穿出機箱 蓋，低壓直流發(fā)電機一電動機組安裝在機箱的機蓋上，輸入軸與微型水輪機輸出軸連接，電 動機輸出軸上安裝重量輕，轉動慣量較大的飛輪，飛輪采用鋁合金制作。
4、 如權利要求1所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是排水發(fā)電機由機箱、微型水輪機、低壓直流發(fā)電機組成，機箱采用工程塑料壓制成帶翻邊的長圓柱形狀，翻邊上加工連接箱蓋的螺紋孔，箱體一個側面加工進水的接頭螺紋孔，箱體底部偏心加工主出水孔，主出水孔附 近加工安裝微型水輪機的安裝孔，箱蓋采用工程塑料壓制成帶翻邊的平蓋，平蓋上加工安裝排水發(fā)電機的圓孔，圓孔邊沿加工安裝"0"形密封圈的倒角，微型水輪機用螺栓安裝在機箱的主出水孔位置，微型水輪機輸出軸穿出機箱蓋，低壓直流發(fā)電機安裝在機箱的機蓋上， 輸入軸與微型水輪機輸出軸連接。
5、 如權利要求1所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是排水蓄水箱箱體采用工程塑料壓 制成帶翻邊的長方體形狀，翻邊上加工連接箱蓋的螺紋孔，箱體一個側面加工進水孔，箱蓋 采用工程塑料壓制成帶翻邊的平蓋，平蓋上加工安裝螺紋連接孔，密封壓蓋邊沿加工安裝孔， 箱蓋邊沿加工安裝孔。
6、 如權利要求l所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是進水電動閥、排水電動閥具有相 同結構，由蝶閥、減速器、步進電動機組成，減速器的輸出軸與蝶閥的轉柄連接，輸入軸與 步進電動機的輸出軸連接。
7、 如權利要求l所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是充電器由PWM集成芯片及外圍 電阻、電容、驅(qū)動放大管、逆變開關管、逆變變壓器、整流二級管、濾波電容組成；PWM集 成芯片選用TL494，驅(qū)動放大管選用NPN型三極管，逆變開關管選用N溝道MOSFET開關 管，在TL494集成芯片的時基5、 6引腳外接電阻、電容組成脈寬調(diào)制電路，一個電容連接 TL494的第5腳， 一個電阻連接TL494的第6腳，TL494集成芯片的一路脈沖輸出引腳9輸 出的脈寬控制信號，連接一支驅(qū)動放大管NPN型三極管的基極；TL494集成芯片的另一路脈 沖輸出引腳10輸出的脈寬控制信號，連接另一支驅(qū)動放大管NPN型三極管的基極，兩支驅(qū) 動放大管NPN型三極管的集電極連接成推挽連接形式連接發(fā)電機的負極，兩支NPN型三極 管的基極與發(fā)射極之間分別正向并聯(lián)二極管， 一支逆變開關管N溝道MOSFET開關管的柵 極，連接一支驅(qū)動放大管NPN型三極管的發(fā)射極，另一支逆變開關管N溝道MOSFET開關 的柵極，連接另一支驅(qū)動放大管NPN型三極管的發(fā)射極，兩支逆變開關管N溝道MOSFET 開關管的源極連接后接發(fā)電機的負極，兩支逆變開關管N溝道MOSFET開關管的漏極，分 別與逆變變壓器初級線圈連接成推挽形式組成逆變主電路，初級線圈的中心抽頭經(jīng)供電固態(tài) 繼電器的觸點與發(fā)電機的正極連接，N溝道MOSFET開關管安裝在散熱片上，散熱片安裝在 充電器盒上，通過機盒散熱，逆變變壓器選用鐵氧體磁芯繞制，容量30VA,磁芯截面30X 40平方毫米，初級繞組用直徑0.6毫米漆包線，兩根并繞2X60匝，逆變變壓器次級繞組用 直徑0.6毫米繞漆包線繞70匝，50匝、60匝處抽頭，60匝、70匝引出端頭分別經(jīng)變壓固 態(tài)繼電器觸點連接整流電路輸入端，整流二級管連接成全橋整流電路，電容器并聯(lián)在全橋整 流電路的正、負極，逆變變壓器次級線圈輸出的電流整流后經(jīng)電容器濾波向蓄電池充電。
8、 如權利要求l所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是發(fā)電控制器由單片機系統(tǒng)、輸入接口電路、輸出驅(qū)動電路組成，單片機芯片選用AT89C51,輸入輸出接口芯片選用82C55, 輸入接口電路四組，輸出功率驅(qū)動電路四組，設置兩只指示燈， 一只接入單片機系統(tǒng)，一只 接入輸出功率驅(qū)動，設置啟動、停止按鈕控制發(fā)電控制器，將單片機系統(tǒng)，四組輸入接口電 路，以及兩組雙列二十腳插座制作在主電路板上，二組步進電動機驅(qū)動電路，四組開關控制 的輸出驅(qū)動電路，都分別單獨制作單元電路板，主電路板、單元電路板以上下重疊的形式放 置，通過兩組雙列二十腳插座，并行電纜插頭連接；輸入輸出接口芯片82C55的PA0、 PA1、 PA2、 PA3 口作為開關量輸入端，PA4、 PA5、 PA6、 PA7 口作為開關量輸出端，PBO、 PB1、 PB2、 PB3、 PB4、 PB5、 PB6、 PB7作為開關量輸出端，PCO、 PC1、 PC2、 PC3作為輸入端， PC4、 PC5、 PC6、 PC7作為輸出端，輸入接口電路具有相同的結構，82C55的PAO、 PA1、 PA2、 PA3 口分別接上拉電阻后再開關的一端，以一路為例，光電藕合隔離選用4N25,輸入插口選 用單列三腳插座；輸出功率驅(qū)動電路四組，以一組為例，光電隔離選用4N25，集成驅(qū)動選用 74LS06，開關控制管選用TIP127，繼電器選用固態(tài)繼電器，輸出插口選用單列四腳插座，82C55 的一路輸出信號接光電藕合4N25,經(jīng)隔離后的信號接集成驅(qū)動74LS06的一個單元，集成驅(qū) 動74LS06的一個單元輸出信號推動功率放大管TIP127,功率放大管TIP127的開關回路串接 固態(tài)繼電器。
9、如權利要求1所述的家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，其特征是蓄電池選用兩組高性能免維護 12V蓄電池。
專利摘要本實用新型及一種家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)，由室外進水管、進水電動閥、進水發(fā)電機、進水蓄水箱、用水發(fā)電機、室內(nèi)給水管、排水蓄水箱、排水電動閥、排水發(fā)電機、室外排水管、蓄電池、充電器、發(fā)電控制器組成家庭自來水發(fā)電系統(tǒng)。由發(fā)電控制器控制，自來水從室外進水管快速流過進水發(fā)電機，推動進水發(fā)電機發(fā)電，廚房用水、洗浴用水、清衣服用水時，進水蓄水箱中儲存的自來水經(jīng)室內(nèi)給水管流過用水發(fā)電機，推動用水發(fā)電機發(fā)電，使用后的自來水流入排水儲水箱儲存，流經(jīng)排水發(fā)電機，推動排水發(fā)電機發(fā)電。進水發(fā)電機、用水發(fā)電機、排水發(fā)電機發(fā)出的交流電，經(jīng)充電器向蓄電池充電供家庭使用。
文檔編號H02J7/00GK201372884SQ20092007963
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權日2009年3月18日
發(fā)明者炯 陳 申請人:炯 陳