CN105927456A

CN105927456A - 一种便携式多用水力发电装置

Info

Publication number: CN105927456A
Application number: CN201610551357.8A
Authority: CN
Inventors: 李永华; 刘琰; 王瑀喆; 马文静
Original assignee: North China Electric Power University Baoding
Current assignee: Xian Aeronautical University; North China Electric Power University Baoding
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2016-09-07

Abstract

本发明公开了一种便携式多用水力发电装置，包括外壳；外壳内设置有密闭空间，密闭空间内设置有发电机；发电机与设置在密闭空间左侧的叶轮传动连接，且传动轴穿过密闭空间侧壁的位置通过迷宫式密封装置密封；密闭空间内还包括依次与发电机电连接的整流器、5V稳压模块和锂电池；外壳上远离叶轮一侧设置有与锂电池电连接的外部设备充电接口。本发明的叶轮经过水的冲击将水的机械能传递给发电机并转化成电能，并将电路部分完全封闭，与水流隔离，发电机的传动轴穿过密闭空间位置设计有迷宫式密封装置既保证了水不会进入发电机，又使传动轴的旋转不受到太大的阻力；清洁环保，便于携带，对野营的人特别方便，高效便捷，适用范围广。

Description

一种便携式多用水力发电装置

技术领域

本发明涉及便携式发电领域，尤其涉及一种便携式多用水力发电装置。

背景技术

由于现在移动设备的越来越多，充电设备越来越受到追捧，而常规的充电设备产品的发展目前已处于瓶颈期，即各品牌充电装置在技术革新，市场扩展等方面停滞不前。且这些常规充电设备本身具有一些缺点，例如：近年来发生的移动电源突然冒烟或爆炸的事件并不少见，至于容量虚标、产品标识不全等问题，更是屡见不鲜。不合格的移动电源，可能就是一个有着潜在危险的“炸弹”。而同时又有许多移动电源电续航次数少、充电时发热、容易损坏等。这些都给人们的日常生活造成了安全隐患。

所以现急需一种便携式的发电装置，保证安全，使用方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式多用水力发电装置，解决现有充电设备使用不安全，容易损坏，充电方式单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种便携式多用水力发电装置，包括外壳；所述外壳为两端开口的圆柱筒，中间设置有分隔板将外壳分为上下两部分；所述外壳上半部分的右侧设置有密闭空间，所述密闭空间内设置有发电机；所述发电机与设置在所述密闭空间左侧的叶轮传动连接，且传动轴穿过所述密闭空间侧壁的位置通过迷宫式密封装置密封；所述密闭空间内还包括依次与发电机电连接的整流器、5V稳压模块和锂电池；所述外壳上远离所述叶轮一侧设置有与所述锂电池电连接的外部设备充电接口。

进一步的，所述密闭空间由隔流挡板、封闭挡板和分隔板搭接构成；所述隔流挡板的底端与所述分隔板连接，两端与所述外壳连接；所述封闭挡板连接在所述隔流挡板和所述外壳右半部分顶端。

再进一步的，所述叶轮位于所述隔流挡板左侧，通过联轴器与位于隔流挡板右侧的发电机传动连接；所述联轴器穿过隔流挡板，穿过位置通过所述迷宫式密封装置密封。

再进一步的，所述外壳的下半部分设置有相互电连接的单片机和显示屏；所述单片机通过AD模块与所述锂电池电连接；所述显示屏为圆形，设置在所述外壳底端，将所述外壳底端密封。

再进一步的，所述外壳在所述分隔板上侧，且靠近所述叶轮一侧开设有排水口。

再进一步的，所述分隔板上，靠近所述叶轮一侧设置有排水槽。

再进一步的，所述迷宫式密封装置包括设置在所述传动轴或所述联轴器外周面上的若干个依次排列的环形密封齿和环形凹槽，所述环形密封齿套设在所述环形凹槽内，相邻的所述环形密封齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔。

再进一步的，所述外壳顶端设置有外螺纹，通过螺纹连接有喇叭口。

再进一步的，所述外壳顶端设置有外螺纹，通过螺纹连接有管道接口。

再进一步的，所述外部设备充电接口为USB接口，并设置有用于密封的胶垫。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

本发明的叶轮经过水的冲击将水的机械能传递给发电机并转化成电能，并将电路部分完全封闭，与水流隔离，发电机的传动轴穿过密闭空间位置设计有迷宫式密封装置既保证了水不会进入发电机，又使传动轴的旋转不受到太大的阻力；创造性地利用了楼宇外排水管道的水力势能进行发电，清洁环保，体积小重量轻，便于携带，对野营的人特别方便，高效便捷，适用范围广，只要有水流的地方，即可以用此装置来进行发电和储存电能。

节能效果及经济性较好，经计算在全市范围内使用，每年可节省了2226.86万度电，节约电费达1113.43万元，该装置每年可为全市创造大约671.3万的收益。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明便携式多用水力发电装置结构示意图；

图2为本发明便携式多用水力发电装置主视图；

图3为本发明便携式多用水力发电装置俯视图；

图4为本发明便携式多用水力发电装置后视图；

图5为图3中E-E剖视图；

图6为图4中F-F剖视图；

图7为图4中J-J剖视图；

图8为叶轮、发电机配合示意图；

图9为迷宫式密封装置的结构示意图；

图10为喇叭口的结构示意图；

图11为管道接口的结构示意图；

图12为电器元件连接流程框图；

附图标记说明：1、外壳；2、分隔板；3、密闭空间；4、发电机；5、叶轮；6、传动轴；7、迷宫式密封装置；701、环形密封齿；702、环形凹槽；703、橡胶圈；8、整流器；9、5V稳压模块；10、锂电池；11、外部设备充电接口；12、隔流挡板；13、封闭挡板；14、联轴器；15、单片机；16、显示器；17、排水口；18、排水槽；19、外螺纹；20、喇叭口；21、管道接口；22、胶垫。

具体实施方式

如图3-7所示，一种便携式多用水力发电装置，包括外壳1；所述外壳1为两端开口的圆柱筒，中间设置有分隔板2将外壳1分为上下两部分；所述外壳1上半部分的右侧设置有密闭空间3，所述密闭空间3内设置有发电机4；所述发电机4与设置在所述密闭空间3左侧的叶轮5传动连接，且传动轴6穿过所述密闭空间3侧壁的位置通过迷宫式密封装置7密封，有效地防止叶轮一侧的流水进入密闭空间，造成电路部分的损坏；所述密闭空间3内还包括依次与发电机4电连接的整流器8、5V稳压模块9和锂电池10；当管道或者河流中的水冲击叶轮时会带动叶轮旋转，则叶轮将机械能传递给发电机，进而发电机将机械能转换为电能，整流器将交流电转为直流电，再通过5V稳压模块将电压稳定在5V，存储在锂电池中。所述外壳1上远离所述叶轮5一侧设置有与所述锂电池10电连接的外部设备充电接口11，锂电池里存储的电量可以通过该外部设备充电接口。

如图1所示，具体地，所述密闭空间3由隔流挡板12、封闭挡板13和分隔板2搭接构成；所述隔流挡板12的底端与所述分隔板2连接，两端与所述外壳1连接；所述封闭挡板13连接在所述隔流挡板12和所述外壳1右半部分顶端，形成一个四周封闭的空间，保证其防水性能，避免密闭空间内的电器元件由于浸水而损坏。

如图1、8、12所示，作为更进一步的技术方案，5V稳压模块为锂电池的充电接口为MicroUSB接口，Micro-USB连接器比标准USB和Mini-USB连接器更小，节省空间，具有高达10000次的插拔寿命和强度，且可兼容USB1.1 (低速:1.5Mb/s,全速:12Mb/s) 和USB 2.0(高速:480Mb/s)，同时提高数据传输和充电效率。总之，MicroUSB具有通用性广，使用方便的优点。其它，所述外壳1的下半部分设置有相互电连接的单片机15和显示屏16，所述单片机15通过AD模块与所述锂电池10电连接，使显示屏可以显示锂电池的所处状态；单片机的具体通过使用Keil进行程序编写，Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，其具有集成环境方便易用、软件仿真调试强大的优点，编电量显示程序烧入单片机即可显示电量，并告知用户当前的电池状态。安装显示屏用来显示当前锂电池剩余电量以及锂电池所处状态（充电或放电），所述显示屏16为圆形，设置在所述外壳1底端，将所述外壳1底端密封，防止水流沿外壳的外壁流进外壳内部，造成单片机受潮损坏；同时，也方便观察显示屏。

如图2所示，所述外壳1在所述分隔板2上侧，且靠近所述叶轮5一侧开设有排水口17，水流冲击叶轮后，即从排水口排出，防止水流形成逆流造成机械能的损耗。所述分隔板2上，靠近所述叶轮5一侧设置有排水槽18，其导流槽将水流导向排水口，使排水更顺畅。

如图6所示，叶轮与发电机传动的另一种具体实施例，所述叶轮5位于所述隔流挡板12左侧，通过联轴器14与位于隔流挡板12右侧的发电机4传动连接；所述联轴器14穿过隔流挡板12，穿过位置通过所述迷宫式密封装置7密封。

如图9所示，所述迷宫式密封装置7包括设置在所述传动轴6或所述联轴器14外周面上的若干个依次排列的环形密封齿701和环形凹槽702，所述环形密封齿701套设在所述环形凹槽702内，相邻的所述环形密封齿701之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，由于压强的不同，很好地起到了轴向密封的作用，既保证了水不会进入发电机，又使轴的旋转不受到太大的阻力。为进一步保证防水性，轴向密封处，位于叶轮一侧还可以设置一个橡胶圈，进行密封。

如图10所示，其中一种具体实施例，其它特征与上述相同，在此不再赘述，所述外壳1顶端设置有外螺纹19，通过螺纹连接有喇叭口20，外壳设计成圆柱体，便于携带，端部设计有螺纹，便于接口的更换，喇叭口可以满足在野外河流或小溪中充电时使用。

如图11所示，其中另一种具体实施例，其它特征与上述相同，在此不再赘述，所述外壳1顶端设置有外螺纹19，通过螺纹连接有管道接口21，外壳设计成圆柱体，便于携带，端部设计有螺纹，便于接口的更换，与管道直径相匹配的管道接口可以满足雨水管道中充电时使用。

如图4所示，所述外部设备充电接口11为USB接口，并设置有用于密封的胶垫22，在USB接口不用时，用胶垫进行密封，防止电器元件内部进水受损。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种便携式多用水力发电装置，其特征在于：包括外壳（1）；所述外壳（1）为两端开口的圆柱筒，中间设置有分隔板（2）将外壳（1）分为上下两部分；所述外壳（1）上半部分的右侧设置有密闭空间（3），所述密闭空间（3）内设置有发电机（4）；所述发电机（4）与设置在所述密闭空间（3）左侧的叶轮（5）传动连接，且传动轴（6）穿过所述密闭空间（3）侧壁的位置通过迷宫式密封装置（7）密封；所述密闭空间（3）内还包括依次与发电机（4）电连接的整流器（8）、5V稳压模块（9）和锂电池（10）；所述外壳（1）上远离所述叶轮（5）一侧设置有与所述锂电池（10）电连接的外部设备充电接口（11）。

2.根据权利要求1所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述密闭空间（3）由隔流挡板（12）、封闭挡板（13）和分隔板（2）搭接构成；所述隔流挡板（12）的底端与所述分隔板（2）连接，两端与所述外壳（1）连接；所述封闭挡板（13）连接在所述隔流挡板（12）和所述外壳（1）右半部分顶端。

3.根据权利要求2所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述叶轮（5）位于所述隔流挡板（12）左侧，通过联轴器（14）与位于隔流挡板（12）右侧的发电机（4）传动连接；所述联轴器（14）穿过隔流挡板（12），穿过位置通过所述迷宫式密封装置（7）密封。

4.根据权利要求1所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述外壳（1）的下半部分设置有相互电连接的单片机（15）和显示屏（16）；所述单片机（15）通过AD模块与所述锂电池（10）电连接；所述显示屏（16）为圆形，设置在所述外壳（1）底端，将所述外壳（1）底端密封。

5.根据权利要求1所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述外壳（1）在所述分隔板（2）上侧，且靠近所述叶轮（5）一侧开设有排水口（17）。

6.根据权利要求5所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述分隔板（2）上，靠近所述叶轮（5）一侧设置有排水槽（18）。

7.根据权利要求1或3所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述迷宫式密封装置（7）包括设置在所述传动轴（6）或所述联轴器（14）外周面上的若干个依次排列的环形密封齿（701）和环形凹槽（702），所述环形密封齿（701）套设在所述环形凹槽（702）内，相邻的所述环形密封齿（701）之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔。

8.根据权利要求1所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述外壳（1）顶端设置有外螺纹（19），通过螺纹连接有喇叭口（20）。

9.根据权利要求1所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述外壳（1）顶端设置有外螺纹（19），通过螺纹连接有管道接口（21）。

10.根据权利要求1所述的便携式多用水力发电装置，其特征在于：所述外部设备充电接口（11）为USB接口，并设置有用于密封的胶垫（22）。