CN201843723U - 一种微型水力发电装置及设有该发电装置的花洒和水龙头 - Google Patents

Abstract

一种微型水力发电装置，包括上盖和下盖，所述上盖上成型有储水腔和转子腔，所述转子腔和所述储水腔之间具有共用的壁，所述壁上设有连通所述储水腔和所述转子腔的冲水口，所述下盖上设有进水口，所述进水口用于向所述储水腔注水；所述上盖上设有出水口，所述出水口位于所述转子腔内且与所述壁相对设置，所述转子腔内安装有可旋转的转子，所述下盖设有与所述转子配合使用的定子，所述转子腔呈从所述壁到所述出水口横截面积逐渐减小的形状。解决了现有技术中的微型水力发电装置，由于容腔内的水会回流至其进水腔内形成回流水，导致叶片转动时的阻力较大，影响发电效率的技术问题，是一种特别适用于花洒、水龙头等的微型水力发电装置。

Description

一种微型水力发电装置及设有该发电装置的花洒和水龙头

技术领域

本实用新型涉及一种微型水力发电装置，具体地说是一种用于自来水发电的微型发电机。 

背景技术

水力发电通常是指利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再通过水轮机推动发电机产生电能。作为流动的自来水，同样具有动能，因此也可以用来发电。这种微型水力发电装置产生的电能，可以使用在LED花洒、LED水龙头，或者发光淋浴花洒等产品中，用来照明或者LED指示或者LED变色等。 

中国专利文献CN201304374Y中公开了一种发光淋浴花洒，包括手柄，手柄内设置进水道，与进水道相连通设容腔，容腔依次连接有出水板、LED盖板、发光二极管、LED线路板、发电机、挡圈、固定板、密封圈、LED固定板和饰圈，所述手柄的进水道与容腔相连通处有一进水窄部，进水窄部与进水道相通，进水窄部设置有进水斜口，进水斜口斜向驱动发电机的扇叶，所述扇叶位于容腔中部设置的进水腔内，进水腔与进水斜口呈切线相连通，进水腔上还设有分水口，分水口与容腔相连通。在该技术方案中，当水压低时，水汇集于进水斜口处并射入进水腔中，从而提供充足的水流推动发电机的扇叶转动发电，令发光二极管能保持高亮度发光。但是，由于进水腔上设有分水口，所述分水口与所述容腔相连通，因此当所述进水腔内水压力较小时，所述容腔中的水容易通过分水口直接回流至所述进水腔，由于扇叶设置在所述进水腔中，回流水对旋转的扇叶形成阻力，导致发电效率降低。 

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的微型水力发电装置，由于容腔内的水会回流至所述进水腔内形成回流水，导致扇叶转动时的阻力较大，影响发电效率的问题，从而提出一种减小回流水对转子的阻力，提高发电效率的微型水力发电装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型的一种微型水力发电装置，包括上盖和下盖，其特征在于：所述上盖成型有储水腔和转子腔，所述转子腔和所述储水腔之间具有共用的壁，所述壁上设有连通所述储水腔和所述转子腔的冲水口，所述下盖上设有进水口，所述进水口用于向所述储水腔注水；所述上盖上设有出水口，所述出水口位于所述转子腔内且与所述壁相对设置；所述转子腔内安装有转子，所述下盖设有与所述转子配合使用的定子；所述转子腔呈从所述壁到所述出水口横截面积逐渐减小的形状。 

所述横截面积逐渐减小的形状为扇形。 

所述冲水口为为倾斜设置的切口。 

所述冲水口为三个，均匀布置在所述储水腔和所述转子腔共用的壁的两侧和中间。 

所述转子呈圆筒形，所述圆筒具有一个端面，穿过所述端面和所述圆筒的中间设有旋转轴，所述端面上沿径向设有多个开口，所述端面外沿圆面上设置有多个叶片。 

所述开口为5个，均匀分布在所述端面上。 

所述叶片为10个，均匀分布在所述端面外沿圆面上。 

所述叶片以偏离所述转子径向的方向倾斜设置。 

所述叶片与所述冲水口的出水方向所成的角度范围为90°-135°. 

所述叶片与所述冲水口的出水方向所成的角度为120°。 

所述下盖的底部成型有定子腔，所述定子设置在所述定子腔内。 

所述出水口上部设置有一个出水滑片，用于进行水路的切换。 

所述微型水力发电装置为三相发电装置。 

所述上盖设有配合多功能切换的弹簧孔位和配合出水面板转动的定位槽。 

所述下盖上安装有用于测量水温的水温传感器，所述水温传感器用于测量所述储水腔内的水的温度。 

一种具有权利要求1-15任意一项所述的微型水力发电装置的花洒。 

一种具有权利要求1-15任意一项所述的微型水力发电装置的水龙头。 

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点， 

(1)本实用新型所述的微型水力发电装置，包括上盖和下盖，所述上盖成形有通过共用壁上的冲水口连通的储水腔和转子腔，所述下盖上设有进水口，所述上盖上有出水口，所述转子腔内安装有转子，所述下盖设有与所述转子配合使用的定子，所述转子腔呈从所述壁到所述出水口横截面积逐渐减小的形状，当水从下盖的进水口流入储水腔后，通过所述冲水口以一定的冲量冲入所述转子腔，从而带动所述转子旋转，与所述定子共同作用产生电能，所述旋转的转子使进入转子腔的水顺着水流方向从所述出水口流出，由于所述转子腔呈从所述壁到所述出水口横截面积逐渐减小的形状，如扇形，因此所述转子腔内的水从所述转子腔流向所述出水口时，压力会逐渐增加，这样使得所述转子腔内的水可以顺流流出，但转子腔外的水不会回流至所述转子腔形内，于是避免了回流水对旋转的转子形成阻力，导致发电效率低的问题，从而减小了转子的旋转阻力，提高了发电效率。 

(2)本实用新型所述的微型水力发电装置，所述冲水口为倾斜设置的切口，这样，当水通过所述冲水口冲入所述转子腔时，作用在所述转子上可以带动所述转子更有效的旋转。 

(3)本实用新型所述的微型水力发电装置，所述冲水口可以设置为多个，在保证每个冲水口的水的冲量足够大时，设置多个可以提高转子的旋转速度，所述冲水口可以设置为三个，均匀布置在所述储水腔和所述转子腔共 用的壁的两侧和中间，这样当转子旋转时，可以通过三个冲水口进入的水的冲力作用在转子上，使转子旋转速度提高，发电效率增强，同时三个进水口使进水比较平衡，减少了噪声。 

(4)本实用新型所述的微型水力发电装置，所述转子呈圆筒形，所述端面上沿径向设置有多个开口，所述开口可以设置为5个，均匀分布在所述端面上，这样所述转子端面两侧的水可以通过所述开口流通，使得所述转子两侧的水压平衡，降低了所述转子旋转的阻力，减小了噪声，提高了发电效率。 

(5)本实用新型所述的微型水力发电装置，所述叶片以偏离所述转子径向的方向倾斜设置，所述冲水口的出水方向与所述叶片所成的角度范围为90-135度，此处优选120度，这样当水冲入所述转子腔，作用在所述转子的叶片上，可以更好的带动所述转子旋转，从而提高发电效率。 

(6)本实用新型所述的微型水力发电装置，所述定子设置在所述下盖的底部成型的定子腔内，这样，所述定子无需与水接触，不会受到水的冲刷和腐蚀，有效保证了其使用寿命。 

(7)本实用新型所述的微型水力发电装置，所述微型水力发电装置为三相发电装置，发电效率高。 

(8)本实用新型所述的微型水力发电装置，所述下盖上安装有用于测量水温的水温传感器，可以测量所述储水腔内水的温度，这样，当所述微型水力发电装置应用于花洒时，可以得到水的实时温度，便于控制水的温度或配合提供水温感应功能。 

(9)本实用新型所述的微型水力发电装置，所述出水口上部设置有一个出水滑片，用于进行水路的切换，所述上盖设有配合多功能切换的弹簧孔位和配合出水面板转动的定位槽，这些设置方便了其用于花洒时功能的扩展，使用灵活，为用户提供了方便。 

(10)具有本实用新型所述的微型水发电装置的花洒或水龙头，可以通过流出的水的动能来发电，转子的阻力小，噪音弱，发电效率高，使用起来 简单方便。 

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 

图1是本实用新型所述的微型水力发电装置的主视图； 

图2是本实用新型所述的微型水力发电装置的组成部件图； 

图3是本实用新型所述的微型水力发电装置的上盖的主视图； 

图4是本实用新型所述的微型水力发电装置的上盖的后视图； 

图5是本实用新型所述的微型水力发电装置的下盖的主视图； 

图6是本实用新型所述的微型水力发电装置的下盖的转子的主视图； 

图7是本实用新型所述的微型水力发电装置的下盖的转子的后视图； 

图8是本实用新型所述的微型水力发电装置的结构示意图； 

图9是本实用新型所述的微型水力发电装置的电路板的三相桥式整流滤波的电路图。 

图中附图标记表示为：1-上盖，2-下盖，3-储水腔，4-转子腔，5-壁，6、61、62-冲水口，7-进水口，8-出水口，9-转子，10-定子，11-定子腔，12-端面，13-旋转轴，14-开口，15-叶片，16-电路板，17-定位槽，18-弹簧孔位，19-水温传感器，20-螺丝柱，21-螺丝孔，22-长方形磁铁，23-出水方向与所述叶片所成的角度。 

具体实施方式

图1、图2给出了本实用新型所述的微型水力发电装置的一个具体的实施方式，一种微型水力发电装置，包括上盖1和下盖2，所述上盖1上成型有储水腔3和转子腔4，所述转子腔4的和所述储水腔3之间设有共用的壁5，所述壁5上设有连通所述储水腔3和所述转子腔4的冲水口，在此，设置了三个冲水口6、61、62，均匀布置在所述储水腔3和所述转子腔4共用 的壁5的两侧和中间，如图4所示。所述冲水口6、61、62为偏离所述转子9的径向倾斜设置的切口，这样可以保证通过三个冲水口进入所述转子腔4的水的冲量对所述转子9进行更好的加速，减少水的动能的损失。所述下盖上设有进水口7，如图5所示，所述进水口7用于向所述储水腔3注水；所述上盖1上设有出水口8，如图3、图4所示，所述出水口8位于所述转子腔4内且与所述壁5相对设置，所述转子腔4内安装有可旋转的转子9，所述转子9的侧壁上沿圆周方向设置有磁铁，在此所述磁铁为由十二片长方形磁铁22组成的磁铁环，此处也可以直接选择环形磁铁；所述下盖2设有与所述转子9配合使用的定子10，所述定子10设置在所述下盖2下部的定子腔11内，所述定子10上设有绕组线圈，此处定子10包含9极矽钢片和9组线圈绕组，所述线圈绕组共有三根引出线。所述转子腔4呈从所述壁5到所述出水口8横截面积逐渐减小的形状，在本实施例中，所述形状为扇形。 

在本实施例中，所述转子9呈圆筒形，如图6、图7所示，所述圆筒形具有一个端面12，穿过所述端面12和所述圆筒形的中间设有旋转轴13，所述端面12上沿径向设有多个连通所述端面上下底面的开口14，所述开口为5个，呈细长方形，均匀分布在所述端面上。所述端面12的外沿圆面上设置有多个叶片15，在本实施例中，叶片为10个，均匀分布在所述端面12外沿圆面上。所述叶片15以偏离所述转子9径向的方向倾斜设置，当所述转子9安装在所述转子腔4内，所述冲水口6、61、62的出水方向与所述叶片所成的角度23的范围为90°-135°，此处优选角度为120°，如图8中虚线所示。这样当水通过所述冲水口6、61、62进入转子腔4正好落在所述叶片15的底部，当所述转子9旋转时，所述三个冲水口62、6、61可以对叶片15三次加速，使转子9高效的旋转。 

本实施例中，所述微型水力发电装置为三相发电装置，通过三个引出线与电路板16相连，将所述微型发电装置产生的电能经三相桥式整流滤波后输出，提高了发电效率，所述三相桥式整流滤波的电路图如图9所示。同时，为了便于所述微型水力装置在花洒等出水设备上的使用，所述出水口8上部设置有一个出水滑片，用于进行水路的切换；所述上盖1设有配合多功能切 换的弹簧孔位18和配合出水面板转动的定位槽17，所述上盖1上还设有一个可以固定花洒面板的螺丝柱20，两侧设有螺丝孔21；所述下盖2上安装有用于测量水温的水温传感器19，所述水温传感器19用于测量所述储水腔3内的水的温度，所述水温传感器19为不锈钢外壳，可供外部实现温度检测或温度控制。 

本实施例所述的微型水力发电装置的发电原理如下：所述微型发电装置安装在花洒或水龙头等出水装置中，当水流动时，从所述进水口7进入所述储水腔3中，然后通过三个冲水口62、6、61分别以一定的速度冲入所述转子腔4中，冲击所述转子9的叶片15，从而带动所述转子9旋转，所述转子9内部的磁铁随之转动，磁铁转动时磁力线被所述定子10的绕组切割，于是产生电动势，所述定子10的绕组线圈通过三根引出线与所述电路板16连接，将产生的电能经外接的电路板16的三相桥式整流滤波之后供外部电路使用。 

上述实施例中的微型水力发电装置可用于花洒中，将其安装在所述出水面板和进水通道之间，当花洒打开时，通过流动的水带动所述微型发电装置发电，供外部照明或者LED显示所用。 

上述实施例中所述的微型水力发电装置也可以用于水龙头等其他出水装置中，将流动的液体的动能转化为电能，其发电效率高，噪音小，节能环保，提高了能源的利用率。 

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 

Claims (16)

1.一种微型水力发电装置，包括上盖和下盖，其特征在于：所述上盖成型有储水腔和转子腔，所述转子腔和所述储水腔之间具有共用的壁，所述壁上设有连通所述储水腔和所述转子腔的冲水口，所述下盖上设有进水口，所述进水口用于向所述储水腔注水；所述上盖上设有出水口，所述出水口位于所述转子腔内且与所述壁相对设置；所述转子腔内安装有转子，所述下盖设有与所述转子配合使用的定子；所述转子腔呈从所述壁到所述出水口横截面积逐渐减小的形状。

2.根据权利要求1所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述横截面积逐渐减小的形状为扇形。

3.根据权利要求1或2所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述冲水口为倾斜设置的切口。

4.根据权利要求3所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述冲水口为三个，均匀布置在所述储水腔和所述转子腔共用的壁的两侧和中间。

5.根据权利要求1或2或4中任意一项所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述转子呈圆筒形，所述圆筒具有一个端面，穿过所述端面和所述圆筒的中间设有旋转轴，所述端面上沿径向设有多个开口，所述端面外沿圆面上设置有多个叶片。

6.根据权利要求5所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述开口为5个，均匀分布在所述端面上；所述叶片为10个，均匀分布在所述端面外沿圆面上。

7.根据权利要求6所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述叶片以偏离所述转子径向的方向倾斜设置。 

8.根据权利要求7所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述叶片与所述冲水口的出水方向所成的角度范围为90°-135°。

9.根据权利要求8所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述叶片与所述冲水口的出水方向所成的角度为120°。

10.根据权利要求1或2或4或6或8或9所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述下盖的底部成型有定子腔，所述定子设置在所述定子腔内。

11.根据权利要求10所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述出水口上部设置有一个出水滑片，用于进行水路的切换。

12.根据权利要求1或2或4或6或8或9或11所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述微型水力发电装置为三相发电装置。

13.根据权利要求12所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述上盖设有配合多功能切换的弹簧孔位和配合出水面板转动的定位槽。

14.根据权利要求1或2或4或6或8或9或11或13所述的微型水力发电装置，其特征在于：所述下盖上安装有用于测量水温的水温传感器，所述水温传感器用于测量所述储水腔内的水的温度。

15.一种花洒，其特征在于：所述花洒内部设置有权利要求1-14所述的微型水力发电装置。

16.一种水龙头，其特征在于：所述水龙头内部设置有权利要求1-15所述的微型水力发电装置。 

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