CN106151669A - 水龙头发光装置及发光水龙头 - Google Patents

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Abstract

一种水龙头发光装置，包括温差发电模块、导热模块、散热模块、水温检测模块、电源升压模块、中央处理模块以及发光元器件；所述温差发电模块位于所述导热模块与所述散热模块之间，用于根据导热模块与散热模块之间的温度差产生电动势；所述电源升压模块的输入端接所述温差发电模块的电源输出端，所述电源升压模块的输出端接所述中央处理模块；所述水温检测模块内置在水龙头的出水通道中，用于将水龙头流出的水的温度值传送给所述中央处理模块；所述中央处理模块用于根据所述温度值驱动所述发光元器件发光。还公开一种发光水龙头。本发明不需要频繁地更换电池来进行供电，且稳定性好。

Description

水龙头发光装置及发光水龙头
技术领域
本发明涉及水龙头领域，特别是涉及一种水龙头发光装置及发光水龙头。
背景技术
LED发光水龙头是一种节能环保的时尚卫浴产品而受到广大用户的喜爱。LED发光水龙头内部的发光装置一般由驱动电源、LED灯、温度传感器、水触开关和控制电路组成。当开启水龙头有水流出时，水触开关将控制电路接通开始工作，温度传感器与流出的水接触将探测到的水温值传到控制电路，控制电路根据预设的程序驱动LED变色发光。LED灯光射到水中使水亦显示不同的灯光色彩，不仅美观，并且用户能够直观地观察到水温，也可有效降低老人、小孩被热水烫伤的概率。
目前，现有的水龙头发光装置的驱动电源主要有两种：电池发电机和叶轮式微型发电机。电池发电机因采用电量有限的电池供电，从而需要定期更换电池，而对于入墙式暗装龙头，由于此类龙头安装后拆卸甚至需要破坏原有装修墙体，更换墙内的电池更是成了不可能的事情，故而此类电池供电的发光装置仅限用于部分面盆龙头，无法安装在更复杂的应用场合；叶轮式微型发电机一般由叶轮，磁铁(转子或定子)，壳体，内置或外置电路组成，其原理为通过水流水压推动叶轮转动，将机械能转化为电能。由于电机需要转动，转子一般都需要套住一个密封橡胶圈或者采用油封进行防水处理，一旦长久运行，密封性会下降导致漏水进入电机内部，电路短路或轴心生锈使电机损坏失效；电机所使用的磁铁带磁性，当水管道中混有细小铁屑的情况下，铁屑会被吸附在电机外侧，累积足够多时会卡住叶轮导致叶轮无法转动导致电机发电失效；在水杂质较多的地区，电机也很容易被杂物堵住导致叶轮无法转动导致电机发电失效；叶轮通常为塑料制作而成，由于开启水龙头时，其瞬间水压突然增大冲击叶轮上的扇叶，这几片扇叶会容易受力不均导致变形，变形后扇叶也无法正常转动使电机发电失效。
总体来说，电池发电机需要频繁更换电池，而叶轮式微型发电机结构复杂，容易受多种因素影响其发电的稳定性。
发明内容
基于此，有必要提供一种无需频繁更换电池且稳定性好的水龙头发光装置。
此外，还提供一种发光水龙头。
一种水龙头发光装置，包括温差发电模块、导热模块、散热模块、水温检测模块、电源升压模块、中央处理模块以及发光元器件；
所述温差发电模块位于所述导热模块与所述散热模块之间，用于根据导热模块与散热模块之间的温度差产生电动势；所述电源升压模块的输入端接所述温差发电模块的电源输出端，所述电源升压模块的输出端接所述中央处理模块；所述水温检测模块内置在水龙头的出水通道中，用于将水龙头流出的水的温度值传送给所述中央处理模块；所述中央处理模块用于根据所述温度值驱动所述发光元器件发光。
在其中一个实施例中，所述温差发电模块包括热端电极和冷端电极，所述热端电极与所述导热模块连接，所述冷端电极与所述散热模块连接。
在其中一个实施例中，所述导热模块包括热水进水接头、热水出水接头、热水通道腔以及导热媒介，所述热水进水接头用于外接水龙头供水管，热水流过所述热水通道腔后经所述热水出水接头进入水龙头的热水进水管中，所述导热媒介位于导热模块的表面，用于与所述温差发电模块贴合。
在其中一个实施例中，所述散热模块包括冷水进水接头、冷水出水接头以及冷水通道腔，所述冷水时水接头用于外接水龙头供水管，冷水流过所述冷水通道腔后经所述冷水出水接头进入水龙头的冷水进水管中。
在其中一个实施例中，所述水温检测模块为温度传感器。
在其中一个实施例中，所述温差发电模块包括1片以上的半导体温差发电芯片；其中，两片以上的半导体温差发电芯片通过串联或并联的方式连接。
在其中一个实施例中，所述发光元器件包括多个单色发光二极管或1个以上的多色发光二极管。
在其中一个实施例中，还包括密封件，所述密封件安装在所述发光元器件的密封外壳中。
在其中一个实施例中，还包括充电电池，所述充电电池分别与所述电源升压模块、中央处理模块连接。
一种发光水龙头，包括上述的水龙头发光装置。
上述水龙头发光装置及发光水龙头，所述温差发电模块位于所述导热模块与所述散热模块之间，用于根据导热模块与散热模块之间的温度差产生电动势来进行供电，而不需要频繁地更换电池来进行供电；另外，该水龙头发光装置的结构简单，不像叶轮式微型发电机的结构一样受其本身材料、水质等因素的影响，稳定性好。
附图说明
图1为一实施例中水龙头发光装置的模块图；
图2为一实施例中水龙头发光装置的立体图；
图3为图2所示实施例中水龙头发光装置的爆炸图；
图4为一实施例中导热模块的纵切图；
图5为一实施例中导热模块的横切图；
图6为一实施例中导热模块与散热模块的装配图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1，为一实施例中水龙头发光装置的模块图。
该水龙头发光装置包括温差发电模块110、导热模块120、散热模块130、水温检测模块140、电源升压模块150、中央处理模块160以及发光元器件170。其中，温差发电模块110位于导热模块120与散热模块130之间，用于根据导热模块120与散热模块130之间的温度差产生电动势。电源升压模块150的输入端接温差发电模块110的电源输出端，电源升压模块150的输出端接中央处理模块160。水温检测模块140内置在水龙头的出水通道中，用于将水龙头流出的水的温度值传送给中央处理模块160。中央处理模块160用于根据所述温度值驱动发光元器件170发光。
具体请结合图2和图3，分别为一实施例中水龙头发光装置的立体图和爆炸图。
该水龙头发光装置包括外壳210、充电电池220、温差发电模块230、导热模块240、散热模块250、中央处理模块260、电源升压模块270、水温检测模块280、发光元器件290。
具体地，外壳210包括壳体212和壳盖214，用于将充电电池220、温差发电模块230、导热模块240、散热模块250、中央处理模块260、电源升压模块270内置其中。
充电电池220作为后备电源用于分别与电源升压模块270、中央处理模块260连接。具体地，电源升压模块270和充电电池220并联后与中央处理模块260连接，从而实现了温差发电模块230和充电电池220的双电源冗余供电。
温差发电模块230包括热端电极232和冷端电极234，热端电极232与导热模块240连接，冷端电极234与散热模块250连接。在本实施例中，温差发电模块230为1片包括热端电极232和冷端电极234的半导体温差发电芯片。可以理解，在其他实施例中，根据中央处理模块260的实际工作功耗的要求，还可以采用两片以上的半导体温差发电芯片，其中两片以上的半导体温差发电芯片通过串联或并联的方式连接。比如，要求较大功率输出时，就可以采用多片半导体温差发电芯片。
导热模块240包括热水进水接头242、热水出水接头244、热水通道腔246(图4、5中有示出)以及导热媒介248，热水进水接头242用于外接水龙头供水管，热水流过热水通道腔246后经热水出水接头244进入水龙头的热水进水管中，导热媒介248位于导热模块240的表面，用于与温差发电模块230贴合。在本实施例中，导热媒介248为导热硅脂。
散热模块250采用冷水散热的方式，包括冷水进水接头252、冷水出水接头254以及冷水通道腔256(具体内部结构与图4、5中的热水通道腔246相同)，冷水进水接头252用于外接水龙头供水管，冷水流过冷水通道腔256后经冷水出水接头254进入水龙头的冷水进水管中。
在本实施例中，导热模块240和散热模块250全部或部分采用两种以上的高热导率的材料制成。
可以理解，在其他实施例中散热模块250还可以采用空气散热的方式替代。导热模块240和散热模块250的装配图可参照图6。导热模块240和散热模块250上两侧对应的位置都设置有带有通孔的固定耳258，装配时，利用固定螺丝穿进固定耳258中的通孔，将温差发电模块230压紧在导热模块240和散热模块250之间。
中央处理模块260包括可编程的单片机，当水温检测模块280将水龙头流出的水的温度值传送到所述单片机时，所述单片机的内部程序根据预先设定的温度阈值驱动发光元器件290发出对应的不同颜色的光。可以理解，在其他实施例中，中央处理模块260还可以采用数字及模拟电路来替代本实施例中的单片机对发光元器件290进行控制。
电源升压模块270的输入端接温差发电模块230的电源输出端，电源升压模块270的输出端接中央处理模块260。在本实施例中，电源升压模块270采用模拟电子电路将温差发电模块230输出的电压作升压处理。可以理解，在其他实施例，当温差发电模块230采用多片半导体温差发电芯片进行串联或直接采用单片高压输出的半导体温差发电芯片时，则电源升压模块270可省略。
水温检测模块280、发光元器件290通过线缆320与中央处理模块260连接。在发光元器件290的附近还设有开关300、密封件310，发光元器件290还套有外壳292。水温检测模块280和开关300均装入发光元器件290的密封外壳292中并用胶水密封做防水处理，密封外壳290上有螺纹和密封件310，方便无缝接入水龙头出水通道中。
线缆320与中央处理模块260连接的一端设有航空母接头322，航空母接头322依次穿过航空接头锁紧螺母324、航空接头垫片326及壳盖214上的通孔与中央处理模块260上的航空公接头328连接。航空公接头328上设有外螺纹，航空母接头322上设有与所述外螺纹配合的内螺纹。连接时，将航空母接头322套在航空公接头328上旋转拧紧即可。
在本实施例中，水温检测模块280为温度传感器，发光元器件290包括1个多色发光二极管。可以理解，在其他实施例中，水温检测模块280还可以为与温度传感器功能相似的其他任意器件；发光元器件290还可以采用多个单色的发光二极管来替代一个多色发光二极管，即发光元器件290可以包括多个单色发光二极管或1个以上的多色发光二极管。
以下参照图3说明该水龙头发光装置的工作原理：
将水龙头供水管中的热水接入导热模块240中的热水进水接头242，并通过热水出水接头244流入水龙头热水进水管中，同时将水龙头供水管中的冷水接入散热模块250中的冷水进水接头252，并通过冷水出水接头254流出接入水龙头冷水进水管中，热水流经导热模块240中的热水流通道腔246后将热量传导到温差发电模块230的热端电极232上，散热模块250将温差发电模块230的冷端电极234上的热量通过冷水带走。当开启水龙头后，开关300接通，中央处理模块260开始工作，冷水和热水的温度分别传递到温差发电模块230形成温度差从而产生温差电动势。将所获得的电动势(电压)连接电源升压模块270进行升压处理后，即可形成稳定的驱动电流。中央处理模块260根据内置在水龙头出水通道中的温度检测模块280传回的水温显示而驱动不同颜色的发光元器件290发光。另外，由于采用了并联后备充电电池220的方式来实现双电源冗余供电电路，当温差发电模块230短时间内无充足电能产生时，中央处理模块260会自动切换到充电电池220供电，一旦温差发电模块230产生充足电能时，中央处理模块260自动切换到温差发电模块230直接供电并同时给充电电池220充电。当关闭水龙头时，开关300开路，发光元器件290关闭，温差发电模块230利用导热模块240和散热模块250余热的温差继续为充电电池220充电，直到温差发电模块230无电流产生，中央处理模块260停止工作。
另外，本发明还提供一种发光水龙头，包括上述的水龙头发光装置。
上述水龙头发光装置及发光水龙头，所述温差发电模块位于所述导热模块与所述散热模块之间，用于根据导热模块与散热模块之间的温度差产生电动势来进行供电，而不需要频繁地更换电池来进行供电；另外，该水龙头发光装置的结构简单，不像叶轮式微型发电机的结构一样受其本身材料、水质等因素的影响，稳定性好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水龙头发光装置，其特征在于，包括温差发电模块、导热模块、散热模块、水温检测模块、电源升压模块、中央处理模块以及发光元器件；
所述温差发电模块位于所述导热模块与所述散热模块之间，用于根据导热模块与散热模块之间的温度差产生电动势；所述电源升压模块的输入端接所述温差发电模块的电源输出端，所述电源升压模块的输出端接所述中央处理模块；所述水温检测模块内置在水龙头的出水通道中，用于将水龙头流出的水的温度值传送给所述中央处理模块；所述中央处理模块用于根据所述温度值驱动所述发光元器件发光。
2.根据权利要求1所述的水龙头发光装置，其特征在于，所述温差发电模块包括热端电极和冷端电极，所述热端电极与所述导热模块连接，所述冷端电极与所述散热模块连接。
3.根据权利要求1所述的水龙头发光装置，其特征在于，所述导热模块包括热水进水接头、热水出水接头、热水通道腔以及导热媒介，所述热水进水接头用于外接水龙头供水管，热水流过所述热水通道腔后经所述热水出水接头进入水龙头的热水进水管中，所述导热媒介位于导热模块的表面，用于与所述温差发电模块贴合。
4.根据权利要求1所述的水龙头发光装置，其特征在于，所述散热模块包括冷水进水接头、冷水出水接头以及冷水通道腔，所述冷水时水接头用于外接水龙头供水管，冷水流过所述冷水通道腔后经所述冷水出水接头进入水龙头的冷水进水管中。
5.根据权利要求1所述的水龙头发光装置，其特征在于，所述水温检测模块为温度传感器。
6.根据权利要求1所述的水龙头发光装置，其特征在于，所述温差发电模块包括1片以上的半导体温差发电芯片；其中，两片以上的半导体温差发电芯片通过串联或并联的方式连接。
7.根据权利要求1所述的水龙头发光装置，其特征在于，所述发光元器件包括多个单色发光二极管或1个以上的多色发光二极管。
8.根据权利要求7所述的水龙头发光装置，其特征在于，还包括密封件，所述密封件安装在所述发光元器件的密封外壳中。
9.根据权利要求1～8任一项所述的水龙头发光装置，其特征在于，还包括充电电池，所述充电电池分别与所述电源升压模块、中央处理模块连接。
10.一种发光水龙头，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的水龙头发光装置。
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