CN102644536A - 水力发电机 - Google Patents

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马红亮
陈健民
金忠成
周华松
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Xiamen Solex High Tech Industries Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种水力发电机，其包括一壳体、一驱动单元和一发电单元，所述驱动单元能转动装设在壳体之内，且包括一叶轮和一转轴，所述转轴具有一头段、一固接段和一设在头段和固接段之间的第一开孔段，所述叶轮固设在转轴的头段，所述固接段内设一过水通道，所述过水通道设一贯穿转轴过水通道内外的位于第一开孔段处的至少一进水孔；所述发电单元包括一磁铁和一线圈组件，所述磁铁固设在固接段之外，所述线圈组件固设在壳体，且所述磁铁、线圈组件所处轴向位置相适配。其结构紧凑小巧，占用空间小，生产成本合理，方便安装和运输。

Description

水力发电机
技术领域
本发明涉及应用于卫浴领域的一种水力发电机。
背景技术
近年来水力发电技术已被应用到卫浴领域中，例如具有发光、发声、液晶显示温度等功能的水力发电花洒或者水力发电水龙头。一般来讲，其水力发电装置主要包括被安装在水管流道内的叶轮、磁铁转子以及具有绕组线圈的定子。所述叶轮在水流的驱动下进行旋转，并带动磁铁转子一起转动。所述磁铁转子相对定子转动，引起磁通量变化，线圈中产生感应电动势，从而产生电能。
这种水力发电机将自来水的动能转化为电能，广泛用于家庭、园林、户外等场合，是一种节能增效的好产品。人们希望这种产品的体积小巧，结构简单，以方便生产、安装和运输。然而，现有技术中，需要在水力发电机内预留一定的空间作为水流通道，因此具有以下不足：1.结构较复杂，造价高；2.不利于水电分离；3.整机的体积较大，不方便安装和运输。
发明内容
本发明提供了一种水力发电机，其解决了背景技术中水力发电机的上述缺点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
水力发电机，其包括一壳体、一驱动单元和一发电单元，其中：
所述驱动单元能转动装设在壳体之内，且包括一叶轮和一转轴，所述转轴具有一头段、一固接段和一设在头段和固接段之间的第一开孔段，所述叶轮固设在转轴的头段，所述固接段内设一过水通道，所述过水通道设一贯穿转轴过水通道内外的位于第一开孔段处的至少一进水孔；
所述发电单元包括一磁铁和一线圈组件，所述磁铁固设在固接段之外，所述线圈组件固设在壳体，且所述磁铁、线圈组件所处轴向位置相适配。
一较佳实施例中，所述转轴还具有一尾段和一位于固接段和尾段之间的第二开孔段，至少一出水孔贯穿转轴过水通道内外并位于第二开孔段处。
一较佳实施例中，所述壳体包括依次固接在一起的一塞子、一外壳和一底座，所述塞子设一斜水孔，所述转轴头段末端枢接塞子并使得所述斜水孔流水能冲击叶轮，所述转轴尾段末端枢接底座，所述底座开设有上下贯穿的贯穿孔。
一较佳实施例中，所述磁铁外径和外壳内壁的对应部分直径相适配。
一较佳实施例中，所述线圈组件套接于所述外壳之外，其内径与所述外壳外壁的对应部分直径相适配。
一较佳实施例中，所述线圈组件套设于所述外壳之内，其外径和外壳内壁的对应部分直径相适配；所述磁铁套接于所述外壳之外。
一较佳实施例中，所述线圈组件包括一线圈和一铁芯套，所述线圈装设于所述铁芯套内。
本发明所提供的水力发电机，与背景技术中的水力发电机相比，具有以下优点：
1.本发明中的水力发电机，其包括壳体、驱动单元和发电单元，其中驱动单元包括一叶轮和一转轴，发电单元包括一磁铁和一线圈组件，水力发电机工作时，叶轮、转轴和磁铁同步转动，线圈组件固定不动，且所述磁铁、线圈组件所处的轴向位置相适配，结构设计紧凑，有利于产生电磁场，工作效率高。
2.转轴分为头段、尾段、固接段、第一开孔段和第二开孔段，所述固接段内设一过水通道，因此水流冲击叶轮推动其转动之后，再沿着转轴内的过水通道流出壳体，巧妙地利用了转轴内部空间，无需在水力发电机内部再腾出空间作为水流通道，提高了空间利用率，减少了整机体积，结构紧凑，且水电分离效果佳。
3.壳体包括一塞子、一外壳和一底座，所述驱动单元和发电单元均设于外壳，所述转轴头尾两端分别枢接于塞子和底座，所述塞子设一斜水孔，所述底座设有贯穿孔，所述斜水孔和贯穿孔都接通过水通道，水路畅通稳定。
4.发电单元中，磁铁和线圈组件的位置可以根据实际情况和使用需求进行调整，如方案一：磁铁设于外壳之内，而线圈组件设在与其轴向对应位置的外壳之外，此时磁铁外径设计为适配外壳内壁对应部分的直径，线圈组件内径设计为适配外壳外壁对应部分的直径；方案二：磁铁设于外壳之外，而线圈组件设在与其轴向对应位置的外壳之内，此时磁铁内径设计为适配外壳外壁对应部分的直径，线圈组件外径设计为适配外壳内壁对应部分的直径。通配性高，使用灵活。
5.线圈组件包括一线圈和一铁芯套，铁芯套包住线圈，因此能够有效保护线圈，铁芯套的结构简单，造价低廉，适于广泛生产应用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为较佳实施例中水力发电机的立体分解示意图。
图2为较佳实施例中水力发电机的剖视图。
附图标记说明：
壳体-100；塞子-110；斜水孔-111；外壳-120；底座-130；贯穿孔-131；驱动单元-200；叶轮-210；转轴-220；头段-221；第一开孔段-222；固接段-223；进水孔-2221、2222；第二开孔段-224；出水孔-2241、2242；尾段-225；过水通道-226；发电单元-300；磁铁-310；线圈组件-320；线圈-321；铁芯套-322。
具体实施方式
请参阅图1和图2，为本发明的较佳实施例所提供的水力发电机。
水力发电机包括一壳体100、一驱动单元200和一发电单元300，其中：
所述壳体100包括一塞子110、一外壳120和一底座130，所述塞子110设有一斜水孔111，所述驱动单元200和所述发电单元300设在所述外壳处，所述底座130设有上下贯穿的至少一个贯穿孔131。
所述驱动单元200包括一叶轮210和一转轴220，所述叶轮210设于所述转轴的头段221和所述塞子110之下，并通过所述塞子110的斜水孔111连通水源；所述转轴220分为一头段221、第一开孔段222、一固接段223、第二开孔段224和一尾段225，其中所述头段221的末端枢接所述壳体的塞子110底端，所述尾段225的末端枢接所述壳体的底座130顶端，所述固接段223内为一空腔，其设计为一过水通道226，所述第一开孔段222的周壁上开设有二贯穿于过水通道226内外的二进水孔2221、2222，所述第二开孔段224开设有二贯穿于过水通道226内外的二出水孔2241、2242。
所述发电单元300包括一磁铁310和一线圈组件320，所述磁铁310固设在所述转轴220的固接段223之外，其外径和外壳120内壁的对应部分直径相适配；所述线圈组件320套接于所述外壳120之外，其包括一线圈321和一铁芯套322，所述线圈321装设于所述铁芯套322之中，所述铁芯套322的内径与所述外壳120外壁的对应部分直径相适配。
水力发电机的工作原理如下：打开水源，水流从塞子110的斜水孔111流出，冲击驱动单元200的叶轮210，使其转动，所述叶轮210带动发电单元300的磁铁310一起转动，本实施例中，线圈组件320套设于外壳120的外壁固定不动，所述磁铁310相对线圈组件320转动，引起磁通量变化，线圈中产生感应电动势，从而产生电能；而水流通过转轴220的第一开孔段222的二进水孔2221、2222进入转轴220的过水通道226，再通过第二开孔段224的二出水孔2241、2242，最终从底座130的多个贯穿孔131流出，从而实现水电分离。
本发明的水力发电机，其发电单元的磁铁和线圈组件的位置可以互换，即磁铁设于外壳之外，而线圈组件设在与其轴向对应位置的外壳之内，此时磁铁的内径设计为适配外壳外壁对应部分的直径，线圈组件的外径设计为适配外壳内壁对应部分的直径，此结构未标识于说明书附图中。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.水力发电机，其包括一壳体、一驱动单元和一发电单元，其特征在于：
所述驱动单元能转动装设在壳体之内，且包括一叶轮和一转轴，所述转轴具有一头段、一固接段和一设在头段和固接段之间的第一开孔段，所述叶轮固设在转轴的头段，所述固接段内设一过水通道，所述过水通道设一贯穿转轴过水通道内外的位于第一开孔段处的至少一进水孔；
所述发电单元包括一磁铁和一线圈组件，所述磁铁固设在固接段之外，所述线圈组件固设在壳体，且所述磁铁、线圈组件所处轴向位置相适配。
2.根据权利要求1所述的水力发电机，其特征在于：所述转轴还具有一尾段和一位于固接段和尾段之间的第二开孔段，至少一出水孔贯穿转轴过水通道内外并位于第二开孔段处。
3.根据权利要求2所述的水力发电机，其特征在于：所述壳体包括依次固接在一起的一塞子、一外壳和一底座，所述塞子设一斜水孔，所述转轴头段末端枢接塞子并使得所述斜水孔流水能冲击叶轮，所述转轴尾段末端枢接底座，所述底座开设有上下贯穿的贯穿孔。
4.根据权利要求3所述的水力发电机，其特征在于：所述磁铁外径和外壳内壁的对应部分直径相适配。
5.根据权利要求4所述的水力发电机，其特征在于：所述线圈组件套接于所述外壳之外，其内径与所述外壳外壁的对应部分直径相适配。
6.根据权利要求3所述的水力发电机，其特征在于：所述线圈组件套设于所述外壳之内，其外径和外壳内壁的对应部分直径相适配；所述磁铁套接于所述外壳之外。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的水力发电机，其特征在于：所述线圈组件包括一线圈和一铁芯套，所述线圈装设于所述铁芯套内。
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