CN102933775A - 发电机和包括该发电机的净身器 - Google Patents

Abstract

一种发电机包括：上部壳体和下部壳体；入水口和出水口，该入水口和出水口设置在上部壳体中；叶片，该叶片可转动地固定在上部壳体内部；磁体，该磁体设置在下部壳体中，并且连接于叶片的转动轴，与叶片一体地转动；以及线轴，该线轴定位在磁体外部。穿过转动轴的轴承以及用于容纳叶片的空间连接于用于容纳磁体的空间的连通孔设置在用于容纳叶片的空间和用于容纳磁体的空间之间的中间表面中。

Description

发电机和包括该发电机的净身器

技术领域

本发明涉及发电机，并且更具体地涉及小型发电机以及包括该发电机的净身器，该小型发电机通过利用水压而转动叶片进行发电，相对于涡流损失具有较低损耗并易于制造。

背景技术

通常，已知自发电型净身器，该净身器通过适应引入陶瓷罐的水来发电，并且供给所产生的电力来作为净身器使用的电力。

然而，净身器的发电机安装在引入陶瓷罐的水的流路中，且由发电机所产生的电力用于净身器。因此，所产生电力的量会不够。

使用在净身器中的发电机由供给至马桶管道的水压来操作。图1示出了利用水压的发电机的构造。

参见图1，发电机10包括壳体11、叶片20、轴30、密封单元17、磁体（转子）40以及线轴（定子）51。壳体11包括入水口12和出水口13。叶片20可转动地固定在壳体11内部。轴30连接于叶片20。密封单元17紧密地附连于轴30,以对轴30进行密封，使得壳体11内部的水不会流入磁体40。磁体40通过轴30随着叶片20一体地转动。线轴51设置成围绕磁体40。

在此种发电机10中，叶片20由从供水源15通过入水口12引入的水压而转动。在叶片20转动时，磁体40随着叶片20一体地转动，以在用作定子的线圈线轴51中产生电流。

此时，发电机10的密封单元17防止使叶片20转动的水流入磁体40。然而，转动轴30和密封单元17之间的摩擦会干涉轴的转动。因此，会降低发电效率。

为了解决该问题，已开发出发电机（参见图2）。虽然磁体40与水接触，但这不会对发电造成影响。因此，将定位在使轴30穿入壳体11中的部分处的密封单元17从发电机拆除，并且在发电机中形成用于防止水流入线轴51的壳体16。然而，在壳体11以此种方式构造时，壳体定位在磁体40和线轴51之间，并且将内压（水压）施加于壳体。在壳体的厚度增大以耐受壳体的内压时，线轴51和磁体40之间的距离增大。然后，会降低发电效率。因此，磁体40可设置在由金属形成的壳体中。在此种情形中，可确保相对于内压的稳定性，并且可减小线轴51和磁体40之间的距离。

如上所述，在壳体由金属形成时，由于壳体所具有的较小厚度，可确保相对于内压的稳定性。然而，由于金属所产生的涡流损失会降低发电效率。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种发电机，该发电机确保相对于内压的稳定性，并且发电机的发电效率不会由于涡流损失而降低。

本发明的另一目的是提供一种用在净身器中并且产生大量电力的发电机。

问题的解决方案

根据本发明的一个方面，提供了一种发电机。该发电机包括：上部壳体和下部壳体；入水口和出水口，该入水口和出水口设置在上部壳体中；叶片，该叶片可转动地固定在上部壳体内部；磁体，该磁体设置在下部壳体中，并且连接于叶片的转动轴，与叶片一体地转动；以及线轴，该线轴定位在磁体外部。该发电机还包括穿过转动轴的通孔，该通孔形成在上部壳体中，以具有比转动轴大的直径，且线轴通过注塑一体地形成在下部壳体中。

该发电机可包括轴承和一个或多个连通孔，该轴承设置在通孔中，且这些连通孔将用于容纳叶片的空间连接于用于容纳磁体的空间并且设置在用于容纳叶片的空间和用于容纳磁体的空间之间的中间表面中。

连通孔可具有1-1.5mm的直径。

下部壳体中与线轴一体地形成的底部可比下部壳体中线轴和磁体之间的部分具有较大的厚度。

下部壳体中线轴和磁体之间与线轴一体地形成的部分可形成为具有0.5-1mm的厚度。下部壳体中与线轴一体地形成的底部可形成为具有2mm或更大的厚度。

出水口可分成两个或更多个部分，从而通过所分隔的出水口供给流经发电机的水。

根据本发明的另一方面，提供了一种净身器，该净身器包括净身器本体。该净身器本体包括：发电机；注水喷嘴，该注水喷嘴连接于发电机的出水口，接纳来自发电机的出水口的水，并且将所接纳的水注入；充电单元，该充电单元存储来自发电机的电力；以及控制单元，该控制单元接纳来自充电单元的电力并且控制注水喷嘴。该发电机包括：上部壳体和下部壳体；入水口和出水口，该入水口和出水口设置在上部壳体中；叶片，该叶片可转动地固定在上部壳体中；磁体，该磁体设置在下部壳体中，并且连接于叶片的转动轴，与叶片一体地转动；以及线轴，该线轴定位在磁体外部，该发电机还包括穿过转动轴的通孔，该通孔形成在上部壳体中，以具有比转动轴大的直径，且线轴通过注塑一体地形成在下部壳体中。

该发电机可包括轴承和一个或多个连通孔，该轴承设置在通孔中，且这些连通孔将用于容纳叶片的空间连接于用于容纳磁体的空间并且设置在用于容纳叶片的空间和用于容纳磁体的空间之间的中间表面中。

注水喷嘴可包括净身器喷嘴和清洁喷嘴，该净身器本体还可包括流路切换装置，该流路切换装置设在发电机以及净身器喷嘴和清洁喷嘴之间并切换净身器喷嘴和清洁喷嘴的流路，而该控制单元可控制流路切换装置与注水喷嘴。

该入水口可连接于马桶的管道，而出水口可分成第一出水口和第二出水口，第一出水口用于将水供给至陶瓷罐，而第二出水口用于将水供给至注水喷嘴。

连接于陶瓷罐的第一出水口可比连接于注水喷嘴的第二出水口具有较大的内直径。连接于陶瓷罐的第一出水口的内直径和连接于注水喷嘴的第二出水口的内直径的比值是1:1.2-5。

发明的有利效果

根据本发明的各实施例，可提供具有优良发电效率并且相对于内压具有稳定性的发电机。

此外，可提供一种净身器，其中改进发电效率并且增大其中使用的水量以改进所发出的电量。

附图说明

从参照附图的以下详细说明中，本发明的以上和其它方面、特征和其它优点将得到更清楚地理解，附图中：

图1是示出了利用水压的传统发电机的视图；

图2是示出了通过改进图1所示发电机构造的另一传统发电机的视图；

图3是根据本发明第一实施例的发电机的立体图；

图4是根据本发明第一实施例的发电机的剖视图；

图5是根据本发明第二实施例的发电机的剖视图；以及

图6是使用根据本发明各实施例的发电机的净身器的示意图。

实施发明的最佳方式

下文中，现在将参照附图详细描述本发明的示意性实施例。然而，本发明可具体实施成许多不同形式，而不应理解成对这里所述的实施例进行限制。提供这些实施例使得本发明将是详尽和完整的，且将对于本领域的技术人员来说完全传递本发明的范围。附图中类似的附图标记指代类似的构件，因此将省略对这些构件的描述。

在本发明的示例实施例中，将描述将水引入发电机中。然而并不局限于此，根据本发明的各实施例，可将任何流体（液体或气体）施加于发电机。

图3是根据本发明第一实施例的发电机100的立体图。发电机100包括通过螺钉联接的盖子110、上部壳体111以及下部壳体150。上部壳体111包括入水口112和出水口113。

上部壳体111的出水口113分成第一出水口114和第二出水口115。流经发电机100的特定水量通过第一出水口114流入陶瓷罐，而剩余的水通过第二出水口115流入净身器本体中。下文将参见图5描述第一和第二出水口。

图4是图3所示发电机100的剖视图。

如上所述，盖子110和上部壳体111通过螺钉彼此联接。密封件118定位在盖子110和上部壳体111之间，以防止水流入盖子110和上部壳体111之间的间隙。上部壳体111包括入水口112和出水口113（参见图3），并且具有通孔117，而其上安装有叶片120的转动轴130穿过该通孔。

叶片120定位在上部壳体111内部。叶片120可通过接纳来自入水口112的水压而转动。从入水口112引入的水使叶片120转动，然后流入出水口113。

穿过转动轴130的通孔117形成在上部壳体111中并且具有比转动轴130大的直径。由于通孔117的直径大于转动轴130的直径，因而通孔117对于转动轴130的转动不起作用。此外，由于通孔117的直径大于转动轴130的直径，因而水可以通过通孔117和转动轴117之间的间隙从定位有叶片120的空间121流到下部壳体150中定位有磁体140的空间141中。

叶片120联接于转动轴130，使得叶片120和转动轴130能一体地转动。在本发明的该实施例中，叶片120和转动轴130以键槽方式彼此联接。然而，叶片120和转动轴130能以其它方式联接，只要它们可一体地转动。

下部壳体150定位在上部壳体111之下。如图3所示，上部壳体111和下部壳体150通过螺钉联接。密封件118定位在上部壳体111和下部壳体150之间，以防止水流上部壳体111和下部壳体150之间的间隙。

连接于转动轴130的磁体140定位在下部壳体150的空间141中。如上所述，空间141与上部壳体111的空间118连通。在水引入发电机100时，空间141充填有水。因此，由于所引入的水而产生的内压也施加于下部壳体150的空间141。

磁体140联接于转动轴130，使得磁体140和转动轴130能一体地转动。因此，在叶片120转动时，叶片120和磁体140一起转动。此外，磁体140在与下部壳体150内部的线轴151相对应的位置处联接于转动轴130。

周围卷绕有线圈的线轴151和连接于该线轴151的印刷电路板（PCB）152定位在下部壳体150内部。在本发明的该实施例中，线轴151和PCB 151通过插入注塑(insert injection molding)形成在下部壳体150。

由于下部壳体150是嵌入注塑的，下部壳体150在线轴151和磁体140之间的部分154可形成至较小厚度。因此，不同于由金属形成的壳体，可防止由于涡流损失导致的损耗。

在壳体150中处于线轴151和磁体140之间的部分154的厚度t1超出1t（1mm）时，会降低发电效率。此外，部分154的厚度t1需要设定为至少0.5t，以耐受内压。

在本发明的该实施例中，下部壳体150的与发电机100的底表面相对应的下部155形成为具有比线轴151和磁体140之间的部分154的厚度大的厚度。在下部壳体150的下部155的厚度t2等于或超过2t时，可实现相对于内压的强度强化。

图5是根据本发明第二实施例的发电机200的剖视图。

参见图5，根据本发明第二实施例的发电机200所具有的结构与根据本发明第一实施例的发电机的结构相同，除了上部壳体211和下部壳体250之间的连通关系以外。在本发明的第二实施例中，盖子210和上部壳体211利用置于它们之间的密封件218联接，包括入水口212和出水口（未示出）的上部壳体具有通孔217，其上安装有叶片220的转动轴230穿过该通孔217，且叶片220和转动轴230彼此联接，使得叶片220和转动轴230能一体地转动。

叶片220定位在外壳211内部。叶片220可通过接纳来自入水口212的水压而转动。从入水口212引入的水使叶片220转动，然后流入出水口。

上部壳体211的通孔217具有设置在其中的轴承260，转动轴230穿过该通孔217。因此，轴承260可消除关于转动轴230和通孔217之间可能产生摩擦而导致发电损失的顾虑。

同时，由于间隙存在于轴承260和转动轴230之间，水可以从定位有叶片220的空间221引入到下部壳体250中定位有磁体240的空间241中。然而，由于轴承260和转动轴230之间的间隙较小，因而限制了通过间隙引入的水量。因此，在首先驱动发电机200时，叶片220会由于上部壳体211的空间221和下部壳体211的空间231之间的压力差而向上部壳体211的中间表面216倾斜。在该情形中，在叶片220的下表面和上部壳体211的中间表面216之间产生摩擦。该摩擦会干扰由水压转动的叶片200。

为了避免在发电机早期阶段的此种问题，两个连通孔270设置在上部壳体211的中间表面216中，其中通孔217定位在该中间表面的中心处。图5示出了该结构。

通过连通孔270，水可连通上部壳体211的空间221和下部壳体250的空间241，这可防止在发电机早期阶段由于叶片220倾斜而产生的缺陷。

在形成多个连通孔270时，可有效地避免在早期阶段产生压力差。更理想地，两个连通孔可彼此对称地设置。在连通孔的数量增多时，会发生过度流量损失并且增大向内部的流量。在该情形中，流路阻力增大并用作负荷。

连通孔270可形成为具有大约1-1.5mm的直径。在连通孔270的直径小于1mm时，水难于通过连通孔270连通。在连通孔270的直径大于1.5mm时，向下部壳体250的空间241的流量会增大。在该情形中，流路阻力增大并用作负荷。

在本发明的第二实施例中，下部壳体250定位在上部壳体211下方，且密封件218置于该下部壳体和上部壳体之间。连接于转动轴230的磁体240定位在下部外壳250的空间241中。

磁体240联接于转动轴230，使得磁体240和转动轴230能一体地转动。在叶片220转动时，叶片220和磁体240一起转动。此外，磁体240在与下部壳体250内部的线轴251相对应的位置处联接于转动轴230。

现在，将对其中安装有根据本发明第一实施例的发电机100的自发电型净身器进行描述。

参见图6，根据本发明的发电机100定位在净身器本体500内部，且发电机100的入水口112与马桶壁内部的管道300连通。如图3所示，发电机100的出水口113分成第一出水口114和第二出水口115。

第一出水口114与陶瓷罐310连通。使用者在大便之后冲马桶时，来自管道300的水流经发电机100，然后流入陶瓷罐310。

此外，第二出水口115与流路切换装置320连通，该流路切换装置选择性地与净身器本体500内部的清洁喷嘴330或净身器喷嘴340连通。流路切换装置320能以各种方式构造，且已披露了各种类型的流路切换装置。因此，将省略对流路切换装置的详细描述。

在根据本发明实施例的发电机100中，第二出水口115与流路切换装置320连通，该流路切换装置选择性地与清洁喷嘴330或净身器喷嘴340连通。因此，在执行清洁或使用净身器时，诸如喷嘴的水供给通过发电机100。因此，在使用者冲马桶时以及在水用于清洁时，可执行发电。

此外，净身器本体500包括充电单元410和控制单元400。充电单元410用于存储由发电机100所产生的电力。控制单元400接纳来自充电单元410的电力，并控制流路切换装置320以及作为注入喷嘴的清洁喷嘴330和净身器喷嘴340。控制单元400通过使用从发电机100充取的电力来控制流路切换装置320、清洁喷嘴330以及净身器喷嘴340.

图6示出了单独地提供控制单元400和充电单元410的示例。然而，控制单元400和充电单元410可集成在单个板上。

在本发明的实施例中，与陶瓷罐310连通的第一出水口114形成为具有比与净身器本体500的流路切换装置320连通的第二出水口115的直径大的内直径。比起净身器本体500的流路切换装置320，需要较大量的水供给至陶瓷罐310，净身器500内部的部件比陶瓷罐310具有较小的相对于高水压的阻力。因此，在与陶瓷罐310连通的第一出水口114的直径设定为大于与净身器本体500的流路切换装置320连通的第二出水口115的直径大时，可降低供给至第二出水口的水压。

第二出水口115的内直径和第一出水口114的内直径的比值可设定为1:1.2-5。在第一出水口114的内直径比第二出水口115的内直径小1.2倍时，供给至第二出水口115的原始水压会变得较高。在该情形中，安装在喷嘴流路中的部件会受损，或者这些部件的使用寿命会缩短。另一方面，在第一出水口114的内直径比第二出水口115的内直径大5倍时，第一出水口114的内直径与第二出水口115的内直径相比显著减小。在该情形中，在使用净身器的同时，无法在清洁喷嘴330或净身器喷嘴340中正常地执行注水。此外，由于使用清洁喷嘴330或净身器喷嘴340在发电过程中排出的初始水流量过小，因而无法充分地执行发电。

图6示出了根据本发明第一实施例的发电机100施加于净水器本体500的示例。然而，根据本发明第二实施例的发电机100也可施加于净水器本体500。

本发明已通过结合示例性实施例示出并说明，但对本领域技术人员显而易见的是，可在不脱离由随附的权利要求书限定的本发明的精神和范围内对本发明进行修改和改变。

Claims (13)

1.一种发电机，包括：

上部壳体和下部壳体；

入水口和出水口，所述入水口和出水口设置在所述上部壳体中；

叶片，所述叶片可转动地固定在所述上部壳体内部；

磁体，所述磁体设置在所述下部壳体中，并且连接于所述叶片的转动轴，与所述叶片一体地转动；以及

线轴，所述线轴定位在所述磁体外部，

其中，穿过所述转动轴的通孔形成在所述上部壳体中，以具有比所述转动轴大的直径，且所述线轴通过注塑一体地形成在所述下部壳体中。

2.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，轴承设置在所述通孔中，且将用于容纳所述叶片的空间连接于用于容纳所述磁体的空间的一个或多个连通孔设置在用于容纳所述叶片的空间和用于容纳所述磁体的空间之间的中间表面中。

3.如权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述连通孔具有1-1.5mm的直径。

4.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述下部壳体中与所述线轴一体地形成的底部比所述下部壳体中所述线轴和所述磁体之间的部分具有较大的厚度。

5.如权利要求4所述的发电机，其特征在于，所述下部壳体中的所述线轴和所述磁体之间与所述线轴一体地形成的部分形成为0.5-1mm的厚度。

6.如权利要求4所述的发电机，其特征在于，所述下部壳体中与所述线轴一体地形成的底部形成为2mm或更大的厚度。

7.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述出水口被分成两个或更多个部分，从而通过所分隔的出水口供给流经所述发电机的水。

8.一种净身器，所述净身器包括净身器本体，

其中，所述净身器本体包括：

发电机；

注水喷嘴，所述注水喷嘴连接于所述发电机的出水口，接纳来自所述发电机的出水口的水，并且将所接纳的水注入；

充电单元，所述充电单元存储来自所述发电机的电力；以及

控制单元，所述控制单元接纳来自所述充电单元的电力并且控制所述注水喷嘴，

所述发电机包括：

上部壳体和下部壳体；

入水口和出水口，所述入水口和出水口设置在所述上部壳体中；

叶片，所述叶片可转动地固定在所述上部壳体中；

磁体，所述磁体设置在所述下部壳体中，并且连接于所述叶片的转动轴，与所述叶片一体地转动；以及

线轴，所述线轴定位在所述磁体外部，并且

其中，穿过所述转动轴的通孔形成在所述上部壳体中，以具有比所述转动轴大的直径，且所述线轴通过注塑一体地形成在所述下部壳体中。

9.如权利要求8所述的净身器，其特征在于，轴承设置在所述通孔中，且将用于容纳所述叶片的空间连接于用于容纳所述磁体的空间的一个或多个连通孔设置在用于容纳所述叶片的空间和用于容纳所述磁体的空间之间的中间表面中。

10.如权利要求9所述的净身器，其特征在于，所述注水喷嘴包括净身器喷嘴和清洁喷嘴，所述净身器本体还包括流路切换装置，所述流路切换装置设在所述发电机以及所述净身器喷嘴和所述清洁喷嘴之间并切换所述净身器喷嘴和所述清洁喷嘴的流路，而所述控制单元控制所述流路切换装置与所述注水喷嘴。

11.如权利要求9所述的净身器，其特征在于，所述入水口连接于马桶的管道，而所述出水口分成第一出水口和第二出水口，所述第一出水口用于将水供给至陶瓷罐，而所述第二出水口用于将水供给至所述注水喷嘴。

12.如权利要求11所述的净身器，其特征在于，连接于所述陶瓷罐的第一出水口比连接于所述注水喷嘴的第二出水口具有较大的内直径。

13.如权利要求11所述的净身器，其特征在于，连接于所述陶瓷罐的第一出水口的内直径和连接于所述注水喷嘴的第二出水口的内直径的比值是1:1.2-5。

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