專利名稱：一種管式微水流發(fā)電機的制作方法
技術領域：
一種管式微水流發(fā)電機技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)電機，特別是指一種管式微水流發(fā)電機。背景技術：
水流發(fā)電機主要用于燃氣熱水器，以替代水流開關和干電池的作用，減少用戶更換電池所浪費的時間；水流發(fā)電機還可用于感應水龍頭和頂噴花灑，當水龍頭裝上水流發(fā)電機后就可以充分利用水力發(fā)電，白天將多余的電能儲存，用來晚上照明和給手機充電等，而且，還可以在水龍頭上裝上感應器，LED燈等，當人體靠近水龍頭時，水龍頭自動打開且發(fā)出異樣的光彩，在頂噴花灑上裝上顏色各異的LED燈后，用戶洗澡就可不用開燈，當用戶一打開水時花灑內的燈就會自動點亮，五顏六色的燈光帶給人夢幻般的感覺。圖1A、圖IB所示，現(xiàn)有的水流發(fā)電機500—般都采用帶轉軸的有碳刷電機501發(fā) 電，使用壽命短，發(fā)電效率低在密封水方面要做到安全可靠，會造成產品體積大，用戶安裝不方便等缺陷。現(xiàn)有的水流發(fā)電機通常是采用水流直接沖擊水輪轉子轉動，這就導致水的推動力不夠轉輪轉動不靈活，不平穩(wěn)等缺陷，且輸出的電壓不穩(wěn)定。而且，現(xiàn)有的水流發(fā)電機沒有整流、穩(wěn)壓、儲電等功能，發(fā)電機發(fā)出的電沒有通過電路板穩(wěn)壓，當水流量大的時候電壓過高，水流小的時候電壓過低這可能造成花灑或感應水龍頭的燈燒壞或者燈光不夠亮，假如沒有儲電功能只能發(fā)多少電用多少電，造成資源浪費，起不到節(jié)能環(huán)保的作用。有鑒現(xiàn)有水流發(fā)電機存在諸多缺陷，本設計人為解決上述問題，乃憑其從事本領域多年研發(fā)、制造的經驗，經多次的開發(fā)改良后終于精心設計出本實用新型的管式微水流發(fā)電機。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種管式微水流發(fā)電機，以克服現(xiàn)有水流發(fā)電機體積大、功率低及性能不穩(wěn)定，防水效果不好的缺陷。為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種管式微水流發(fā)電機，包括進水接頭、出水接頭、面蓋、主體、中環(huán)、底蓋、利用水能轉機械動能的動力部分、利用機械動能發(fā)電的發(fā)電部分，進水接頭和出水接頭與主體內的轉動空間相通，動力部分設于主體的轉動空間內且用面蓋封蓋，發(fā)電部分設于中環(huán)內，動力部分包括轉軸、水輪轉子和隨水輪轉子轉動的防水磁鐵；發(fā)電部分包括發(fā)電線圈、多級磁組和發(fā)電轉子，發(fā)電轉子上裝有與所述防水磁鐵相互吸引、耦合的多級磁環(huán)，所述水輪轉子通過防水磁鐵、多級磁環(huán)之間的吸引力來驅動發(fā)電轉子轉動，多級磁組設于發(fā)電轉子上與發(fā)電線圈作切割磁力線運動，從而產生電能。如上所述一種管式微水流發(fā)電機，其特征在于所述主體上設有用于控制主體內轉動空間進水壓力的穩(wěn)壓裝置。如上所述一種管式微水流發(fā)電機，其特征在于所述發(fā)電轉子設于中心轉軸上，所述發(fā)電線圈是繞好銅線再通過注塑機注塑而成的，中心轉軸與發(fā)電線圈之間有含油軸承，含油軸承與發(fā)電線圈注塑連為一體。[0014]如上所述一種管式微水流發(fā)電機，其特征在于所述轉動空間設有多個進水通道，所述穩(wěn)壓裝置包括穩(wěn)壓密封圈和穩(wěn)壓彈簧，穩(wěn)壓密封圈和穩(wěn)壓彈簧位于面蓋與主體之間，穩(wěn)壓密封圈在穩(wěn)壓彈簧張力和水壓力作用來回移動以控制至少一個進水通道的通斷，使得動力部分在水流很大或者很小的時候轉速相對恒定。如上所述一種管式微水流發(fā)電機，其特征在于發(fā)電機的進水接頭設于主體上，出水接頭設于面蓋上，進水接頭和出水接頭形成90度或180度或270度的安裝角度。如上所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，該水流發(fā)電機的發(fā)電線圈用螺釘固定于中環(huán)上并且與底蓋連為一體，發(fā)電線圈是先繞線在固定的多級支架上再通過注塑機注塑成一體結構。如上所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，所述水輪轉子包括下部的葉片部和上部的頸部，且頸部上端有凹槽形成磁鐵固定部，所述防水磁鐵對應該磁鐵固定部套裝固定于該水輪轉子的頸部上端；所述主體內設有放轉軸的小孔。如上所述的微水發(fā)電機，其特征在于，所述發(fā)電轉子分為位于防水磁鐵外圍的筒狀轉子、位于發(fā)電線圈上、下方的兩磁鐵固定座，兩磁鐵固定座上各有一組多級磁組和兩個磁鐵固定鐵板，所述多級磁環(huán)卡裝在筒狀轉子內壁。如上任一項所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，所述發(fā)電線圈上線圈繞組形成的級數(shù)和多級磁組的級數(shù)相等，且發(fā)電線圈通過注塑機注塑有兩條鍍錫針腳為發(fā)電輸出端，以便焊接至穩(wěn)壓電路板上，發(fā)電轉子與發(fā)電線圈和上、下多級磁組、鍍錫針腳一起構成一個無刷發(fā)電機。如上所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，所述無刷發(fā)電機直接輸出交流電或者無刷發(fā)電機整流后輸出直流電，這樣可以做成兩種方式，I.通水的情況下引線帶電，2.不通水的情況下引線帶電。無刷發(fā)電機整流后輸出直流電的方式為無刷發(fā)電機連接至電路板，該電路板具有整流單元和穩(wěn)壓單元，且電路板處理后的電流輸出至負載和輸出至充電電池,在所述中環(huán)一側還設有放置充電電池的電池盒體。本實用新型相對現(xiàn)有技術的有益效果I、本實用新型是將水的勢能轉化為電能，當水力沖擊水輪轉子帶動發(fā)電轉子轉動，發(fā)電轉子上的多級磁組和發(fā)電線圈切割磁力線產生交流電能，還可通過電路板將交流轉化成直流，并把多余的電量儲存于電池內，當發(fā)電量少的時候電池內的電會放出自動補給所接的負載。2、本實用新型將水流發(fā)電機安裝在熱水器上，使得廣大用戶洗手、洗澡時可減少用電，并可替代電池和水流開關，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。3、本實用新型動力部分設于主體的轉動空間內，在主體上設有用于控制主體內轉動空間進水壓力的穩(wěn)壓裝置，通過穩(wěn)壓裝置穩(wěn)壓，使得水路在低水壓、低水流情況下，轉動空間內的水仍然能夠保持足夠的壓力，以確保水輪轉子有足夠的動力輸出，從而確保發(fā)電機正常發(fā)電。4、水流發(fā)電機的出水接頭設于面蓋上，進水接頭設與主體上，這樣可以在安裝時進水接頭和出水接頭可形成90度、180度或270度的安裝角度，方便客戶安裝使用，節(jié)省安裝空間。5、發(fā)電線圈設于中環(huán)內，并用螺釘固定于中環(huán)上并且與底蓋連為一體，發(fā)電線圈是先繞線在固定的多級支架上再通過注塑機注塑，發(fā)電效率隨繞線的粗細，線圈的匝數(shù)而變化的，通過注塑后發(fā)電線圈同心度更好，尺寸更穩(wěn)定。6、發(fā)電線圈上線圈繞組形成的級數(shù)和多級磁組的級數(shù)相等，且發(fā)電線圈通過注塑機注塑有兩條鍍錫針腳為發(fā)電輸出端，以便焊接至穩(wěn)壓電路板上，發(fā)電轉子于發(fā)電線圈和上、下多級磁組、鍍錫針腳一起構成一個無刷發(fā)電機，發(fā)電線圈級數(shù)和多級磁組的磁極的多少可以隨線圈的尺寸大小變化而變化，便于拓展。7、發(fā)電轉子設于中心轉軸上，發(fā)電線圈是繞好銅線再通過注塑機注塑而成的，中心轉軸與發(fā)電線圈之間有含油軸承，含油軸承與發(fā)電線圈注塑連為一體，由于含油軸承與發(fā)電線圈為一體結構，直接對發(fā)電線圈定位即可保證含油軸承與中心轉軸的同心度，定位方便、準確，而含油軸承則可大大延長中心轉軸使用壽命，從而有利于延長本實用新型的使用壽命。

圖1A、圖IB為現(xiàn)有水流發(fā)電機的結構示意圖。圖2為本實用新型的立體圖。圖2A為圖2的內部結構剖視圖。圖3為本實用新型的主體的立體示意圖。圖3A為圖3中的主體的俯視圖。圖3B為圖3中的主體剖視圖。圖4為本實用新型面蓋的立體示意圖。圖5為本實用新型的中環(huán)的立體示意圖。圖5A為圖5中的中環(huán)的俯視圖。圖5B為圖5中的中環(huán)的剖視圖。圖6A、圖6B為本實用新型的水輪轉子結構示意圖。圖7A、圖7B為本實用新型的穩(wěn)壓密封圈結構示意圖。圖8為本實用新型的發(fā)電線圈多級支架的立體示意圖圖9為本實用新型的筒狀轉子的立體示意圖。圖9A為本實用新型的筒狀轉子俯視圖。圖9B為本實用新型的筒狀轉子主剖結構示意圖。圖10為本實用新型的磁鐵固定座的立體示意圖。圖11為本實用新型的穩(wěn)壓彈簧結構示意圖。圖12為本實用新型的橡膠磁環(huán)結構示意圖。圖13為本實用新型的橡膠磁座結構示意圖。圖14為本實用新型的彈簧擋圈結構示意圖。圖15為本實用新型的磁鐵固定板結構示意圖。圖16為本實用新型的多級磁組結構示意圖。圖17為本實用新型的含油軸承結構示意圖。圖18為本實用新型的底蓋結構示意圖。圖19為本實用新型的管式水流發(fā)電機的電路結構示意圖。
具體實施方式
[0057]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成的目的與功效容易明白了解，
以下結合附圖進一步闡述本實用新型。如圖2至圖18所示，一種管式微水流發(fā)電機，包括進水接頭11、出水接頭12、面蓋2、主體I、中環(huán)3、底蓋4、利用水能轉機械動能的動力部分、利用機械動能發(fā)電的發(fā)電部分。底蓋4和中環(huán)3，中環(huán)3與主體1，主體I與面蓋2都是用螺釘鎖在一起，面蓋2與主體I之間設有防水密封圈，中環(huán)與主體之間也設有防水密封圈(如圖2A所示)。進水接頭11和出水接頭12與主體I內的轉動空間相通，進水接頭11設于主體I上，出水接頭12設于面蓋2上，進水接頭11和出水接頭12可形成90度或180度或270度的安裝角度。 動力部分設于主體I的轉動空間10內且用面蓋2封蓋，動力部分包括不銹鋼制的轉軸61、水輪轉子62和隨水輪轉子62轉動的防水磁鐵63，防水磁鐵63是外圓內扁形狀；水輪轉子62中心部位形成有軸孔，用于裝設不銹鋼制的轉軸61，轉軸61兩端分別可樞轉地裝設于主體I中心底部和面蓋2頂部中心。水輪轉子62 —體形成有下部的葉片部621和上部的頸部622，且頸部622上端有凹槽形成磁鐵固定部623，防水磁鐵63對應該磁鐵固定部623套裝固定于該水輪轉子62的頸部上端，從而使得水輪轉子62轉動時可帶動防水磁鐵63同時轉動。發(fā)電部分設于中環(huán)3內且用底蓋4封蓋，發(fā)電部分包括發(fā)電線圈71、多級磁組72和發(fā)電轉子，發(fā)電線圈71用螺釘固定于中環(huán)3上并且與底蓋4連為一體，發(fā)電線圈71是先繞線在固定的多級支架79上再通過注塑機注塑成一體結構。發(fā)電轉子設于中心轉軸74上，中心轉軸74與發(fā)電線圈71之間有含油軸承75，含油軸承75與發(fā)電線圈71注塑連為一體。發(fā)電轉子上裝有與防水磁鐵63相互吸引、耦合的橡膠磁環(huán)73，水輪轉子62通過防水磁鐵63、橡膠磁環(huán)73之間的吸引力來驅動發(fā)電轉子轉動，多級磁組72設于發(fā)電轉子上。發(fā)電轉子的具體結構為發(fā)電轉子包括位于防水磁鐵63外圍的筒狀轉子700、位于發(fā)電線圈71上、下方的兩磁鐵固定座701，磁鐵固定座701上設有安裝磁鐵的安裝孔7010，兩磁鐵固定座701各有一組多級磁組72和兩個磁鐵固定板77，多級磁組72上的磁鐵對應卡裝在各安裝孔7010內并用磁鐵固定板77固定，磁鐵固定板77與磁鐵固定座701內圈卡緊；橡膠磁環(huán)73套裝在一帽狀的橡膠磁座78內，帽狀的橡膠磁座78卡裝在筒狀轉子700內壁上。發(fā)電部分的發(fā)電過程是防水磁鐵63能隨水輪轉子62轉動地設置于筒狀轉子700內周側，橡膠磁環(huán)73卡裝在筒狀轉子700內壁一側，橡膠磁環(huán)73與防水磁鐵63相互吸引、耦合，水輪轉子62通過防水磁鐵63、橡膠磁環(huán)73之間的吸引力來驅動筒狀轉子700轉動，筒狀轉子700帶動中心轉軸74及固定安裝在中心轉軸74上的兩磁鐵固定座701 —起轉動，兩磁鐵固定座701上的多級磁組72與發(fā)電線圈71作切割磁力線運動，從而產生電能。上述傳動結構即要實現(xiàn)水輪轉子62轉動同時帶動發(fā)電轉子轉動，此時發(fā)電轉子上的多級磁組72與發(fā)電線圈71作切割磁力線運動，從而產生電能。在主體I上設有用于控制主體I內轉動空間進水壓力的穩(wěn)壓裝置5，穩(wěn)壓裝置5包括穩(wěn)壓密封圈51、穩(wěn)壓彈簧52和彈簧擋圈53。穩(wěn)壓裝置5的穩(wěn)壓過程是轉動空間設有多個進水通道，穩(wěn)壓密封圈51在穩(wěn)壓彈簧52張力和水壓力作用來回移動以控制至少一個進水通道的通斷，使得動力部分在水流很大或者很小的時候轉速相對恒定。[0066]穩(wěn)壓裝置5實現(xiàn)穩(wěn)壓的具體結構為主體I內部形成有筒狀的動力部分轉動空間，且圍繞該筒狀的動力部分轉動空間設有2個進水口，分為第一進水口 19和第二進水口 18，第一進水口 19的水流方向是沿著葉輪轉動時其外周的切線方向，第二進水口 18為該筒狀的動力部分轉動空間的上端開口，該開口向上正對著穩(wěn)壓密封圈51，穩(wěn)壓密封圈51、穩(wěn)壓彈簧52和彈簧擋圈53位于面蓋2與主體I之間，穩(wěn)壓密封圈51套裝在彈簧擋圈53上，彈簧擋圈53頂靠在穩(wěn)壓彈簧52下端，穩(wěn)壓彈簧52上端頂靠在面蓋2內壁上，在水流很小的時候筒狀的動力部分轉動空間內的水壓也小，此時穩(wěn)壓密封圈51在穩(wěn)壓彈簧52向下壓力下與開口邊緣密封配合，第二進水口 18被斷開，這時，水流只能經過第一進水口 19進入，其內部壓力自然上升；反之，水流很大時候筒狀的動力部分轉動空間內的水壓也大，此時穩(wěn)壓密封圈51在水壓向上頂推力作用下上移且與開口邊緣脫離，第二進水口 18打開，這時，水流能同時經過第一進水口 19以及第二進水口 18進入轉動空間內，其內部壓力自然下降了。發(fā)電線圈71上線圈繞組形成的級數(shù)和多級磁組的級數(shù)相等，且發(fā)電線圈71通過注塑機注塑有兩條鍍錫針腳為發(fā)電輸出端，以便焊接至穩(wěn)壓電路板上，本實用新型中，發(fā)電線圈71上線圈繞組形成24極磁場，多級磁組72對應為24極磁鐵，發(fā)電線圈71上的24極 磁場與隨中心轉軸74轉動的上、下兩對24極磁鐵進行切割磁力線運動產生電能。另外，發(fā)電轉子于發(fā)電線圈71和上、下多級磁組72、鍍錫針腳一起構成一個無刷發(fā)電機6。無刷發(fā)電機6可直接輸出交流電或者無刷發(fā)電機6整流后輸出直流電，這樣可以做成兩種方式，I.通水的情況下引線帶電，2.不通水的情況下引線帶電。無刷發(fā)電機6整流后輸出直流電的方式為無刷發(fā)電機6連接至電路板8 (如圖19所示)，該電路板8具有整流單元和穩(wěn)壓單元(圖中未示出)，且電路板8處理后的電流輸出至負載和輸出至充電電池，在中環(huán)3 —側還設有放置充電電池的電池盒體31。通過電路板8整流后一部分給充電電池充電，一部分通過電路板8輸出供負載使用，電路板8起到穩(wěn)壓、整流、充電的作用。經整流和穩(wěn)壓處理后的直流電直接輸出至直流負載，如可以點亮使用直流電才能點亮的LED燈，這樣就可以滿足客戶交流和直流都可以使用，用途更廣泛。(在圖7中，線路板可以接交流和直流輸入)。經整流和穩(wěn)壓處理后的直流電直接輸出至充電電池，可以把多余的電能儲存到充電電池內，起到平衡電壓的作用，當水流小(發(fā)電量小)的時候電池里面存儲的電會自動補充給所接的負載。當水流大(發(fā)電量大)的時候電路板可以把多余的電池儲存到充電電池里以備它用。結合前述描述，本領域的技術人員可了解，該電路板可采用多種現(xiàn)有產品來實現(xiàn)，此處不再贅述。雖然本實用新型已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本實用新型，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和范圍的前提下所做出的等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，皆應仍屬本專利涵蓋的范疇。
權利要求1.一種管式微水流發(fā)電機，包括進水接頭、出水接頭、面蓋、主體、中環(huán)、底蓋、利用水能轉機械動能的動力部分、利用機械動能發(fā)電的發(fā)電部分，進水接頭和出水接頭與主體內的轉動空間相通，動力部分設于主體的轉動空間內且用面蓋封蓋，其特征在于所述發(fā)電部分設于中環(huán)內，動力部分包括轉軸、水輪轉子和隨水輪轉子轉動的防水磁鐵；所述發(fā)電部分包括發(fā)電線圈、多級磁組和發(fā)電轉子，發(fā)電轉子上裝有與所述防水磁鐵相互吸引、耦合的多級磁環(huán)，所述水輪轉子通過防水磁鐵、多級磁環(huán)之間的吸引力來驅動發(fā)電轉子轉動，多級磁組設于發(fā)電轉子上與發(fā)電線圈作切割磁力線運動，從而產生電能。
2.根據權利要求I所述一種管式微水流發(fā)電機，其特征在于所述主體上設有用于控制主體內轉動空間進水壓力的穩(wěn)壓裝置。
3.根據權利要求2所述一種管式微水流發(fā)電機，其特征在于所述轉動空間設有多個進水通道，所述穩(wěn)壓裝置包括穩(wěn)壓密封圈和穩(wěn)壓彈簧，穩(wěn)壓密封圈和穩(wěn)壓彈簧位于面蓋與主體之間，穩(wěn)壓密封圈在穩(wěn)壓彈簧張力和水壓力作用來回移動以控制至少一個進水通道的通斷，使得動力部分在水流很大或者很小的時候轉速相對恒定。
4.根據權利要求3所述一種管式微水流發(fā)電機，其特征在于所述發(fā)電轉子設于中心轉軸上，所述發(fā)電線圈是繞好銅線再通過注塑機注塑而成的，中心轉軸與發(fā)電線圈之間有含油軸承，含油軸承與發(fā)電線圈注塑連為一體。
5.根據權利要求3所述一種管式微水流發(fā)電機，其特征在于發(fā)電機的進水接頭設于主體上，出水接頭設于面蓋上，進水接頭和出水接頭形成90度或180度或270度的安裝角度。
6.根據權利要求4所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，該水流發(fā)電機的發(fā)電線圈用螺釘固定于中環(huán)上并且與底蓋連為一體，發(fā)電線圈是先繞線在固定的多級支架上再通過注塑機注塑成一體結構。
7.根據權利要求6所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，所述水輪轉子包括下部的葉片部和上部的頸部，且頸部上端有凹槽形成磁鐵固定部，所述防水磁鐵對應該磁鐵固定部套裝固定于該水輪轉子的頸部上端。
8.根據權利要求7所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，所述發(fā)電轉子分為位于防水磁鐵外圍的筒狀轉子、位于發(fā)電線圈上、下方的磁鐵固定座，兩磁鐵固定座上各有一組多級磁組和兩個磁鐵固定鐵板，所述多級磁環(huán)卡裝在筒狀轉子內壁。
9.根據權利要求8所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，所述發(fā)電線圈上線圈繞組形成的級數(shù)和多級磁組的級數(shù)相等，且發(fā)電線圈通過注塑機注塑有兩條鍍錫針腳為發(fā)電輸出端，以便焊接至穩(wěn)壓電路板上，發(fā)電轉子與發(fā)電線圈和上、下多級磁組、鍍錫針腳一起構成一個無刷發(fā)電機。
10.根據權利要求9所述的管式微水流發(fā)電機，其特征在于，所述無刷發(fā)電機直接輸出交流電或者無刷發(fā)電機整流后輸出直流電。
專利摘要本實用新型公開了一種管式微水流發(fā)電機，包括利用水能轉機械動能的動力部分、利用機械動能發(fā)電的發(fā)電部分，動力部分設于主體的轉動空間內且用面蓋封蓋，發(fā)電部分設于中環(huán)內，動力部分包括轉軸、水輪轉子和隨水輪轉子轉動的防水磁鐵；發(fā)電部分包括發(fā)電線圈、多級磁組和發(fā)電轉子，發(fā)電轉子上裝有與防水磁鐵相互吸引、耦合的多級磁環(huán)，水輪轉子通過防水磁鐵、多級磁環(huán)之間的吸引力來驅動發(fā)電轉子轉動，多級磁組設于發(fā)電轉子上與發(fā)電線圈作切割磁力線運動，從而產生電能；在主體上設有用于控制主體內轉動空間進水壓力的穩(wěn)壓裝置。本實用新型的目的是提供一種具有在低水壓、低水流情況下能確保發(fā)電機正常發(fā)電的管式微水流發(fā)電機。
文檔編號H02K29/00GK202560433SQ20122001729
公開日2012年11月28日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權日2012年1月16日
發(fā)明者王玲 申請人:王玲