CN208169045U - 一种水力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及水流发电技术领域，特别地涉及一种水力发电机。本实用新型公开了一种水力发电机，包括壳体、叶轮、转子、转轴、下爪极、线圈和上爪极，所述壳体设有分隔的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的腔壁上设有进水口和出水口，所述转轴固定在第一腔体内，所述叶轮转动设置在转轴上，所述转子穿设在转轴上且跟随叶轮旋转，所述转子上设有多个沿转动方向分布的磁极，所述下爪极、线圈和上爪极设置在第二腔体内，所述下爪极和上爪极均隔着第一腔体和第二腔体之间的隔板罩设在转子上且朝向相同，所述上爪极高出下爪极一定距离，所述线圈设置在下爪极和上爪之间，所述下爪极和上爪极的爪极相互错位且间隔设置。本实用新型发电效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于水流发电技术领域，具体地涉及一种水力发电机，特别是一种装在管道或卫浴产品中，利用水流作为动力的水力发电机。
背景技术
随着技术的发展以及消费者要求的日益提高，现有的大多数卫浴产品都往智能化方向发展，如加入了显示温度、流量等水流信息的显示器、作为指示或夜灯用的LED灯以及感应探头等等，而这些器件都需要电能来驱动，现有两种电能提供方式：一种是通过电池来供电，无需布线，但电池的储电量有限，需不断更换新电池；另一种是采用市电进行供电，虽然解决了频繁更换电池的问题，但需要布线，安装麻烦，且不安全，有漏电危险等问题。
而小型水力发电机的出现可以很好地解决上述存在的问题，小型水力发电机的工作原理是水流带动叶轮转动，叶轮转动带动转子跟着一起转动，转子转动形成旋转磁场，使得定子的线圈磁通发生变化，根据电磁感应原理，定子线圈中就会产生感应电流，可以为负载供电。
但现有的水力发电机，都是以2个磁极(N、S磁极一对)的转子来发电，如公开专利：CN107575331A公开的水力发电机，其发电效率较低，为了满足智能化的产品的用电需求，就得加大转子和定子的体积，使得产品的体积较大，成本较高，此外，现有的水力发电机的组装和维护不够简便。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种水力发电机用以解决上述存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种水力发电机，包括壳体、叶轮、转子、转轴、下爪极、线圈和上爪极，所述壳体设有分隔的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的腔壁上设有进水口和出水口，所述转轴固定在第一腔体内，所述叶轮转动设置在转轴上，所述转子穿设在转轴上且跟随叶轮旋转，所述转子上设有多个沿转动方向分布的磁极，所述下爪极、线圈和上爪极设置在第二腔体内，所述下爪极和上爪极均隔着第一腔体和第二腔体之间的隔板罩设在转子上且朝向相同，所述上爪极高出下爪极一定距离，所述线圈设置在下爪极和上爪之间，所述下爪极和上爪极的爪极相互错位且间隔设置。
进一步的，所述转子上的磁极的数量为16个，16个磁极包括8个N磁极和8个S磁极，彼此交错设置，所述下爪极和上爪极均具有八个爪极。
进一步的，所述下爪极、线圈和上爪极设置在第二腔体内且通过灌胶固定封装。
进一步的，所述第二腔体内设有向上凸起的定位柱，所述下爪极、线圈和上爪极分别设有相对应的定位孔，下爪极、线圈和上爪极分别通过定位孔穿设在定位柱上而进行定位。
进一步的，还包括轴套，所述轴套转动穿设在转轴上，所述叶轮和转子分别固定穿设在轴套上。
进一步的，所述壳体包括主壳体和下壳，所述下壳可拆卸地设置在主壳体的底部上，并与主壳体共同围合形成第一腔体。
更进一步的，所述主壳体与下壳通过卡扣可拆卸连接。
进一步的，所述进水口和出水口相对设置在下壳上。
更进一步的，所述进水口为倾斜进水口，倾斜进水口与叶轮的叶片成一定角度，所述进水口的截面从进水侧到出水侧逐渐减小。
进一步的，所述壳体的上端设有安装面，所述安装面上设有安装孔，所述安装面的下表面设有两个防呆凸台。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型通过对转子、下爪极、线圈和上爪极的结构和安装位置进行优化设计，使得本实用新型的转子转动一圈，线圈的磁场变化次数比现有的水力发电机多，提高了发电效率，从而可以使产品的体积做得更小，降低成本，且组装和维护简便，防水性能好。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例的侧视图；
图2为本实用新型具体实施例的另一视角的侧视图；
图3为本实用新型具体实施例的俯视图；
图4为本实用新型具体实施例的分解图；
图5为本实用新型具体实施例的剖视图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1-5所示，一种水力发电机，包括壳体1、叶轮7、转子5、转轴6、下爪极4、线圈3和上爪极2，所述壳体1设有分隔的第一腔体13和第二腔体14，本具体实施中，所述壳体1包括主壳体11和下壳12，所述下壳12可拆卸地设置在主壳体11的底部上，并与主壳体11共同围合形成第一腔体13。具体的，主壳体11底部设有卡扣112，下壳12上设有与之对应的卡槽123，主壳体11通过卡扣112与卡槽123相互扣合而可拆卸连接，方便组装和维护，主壳体11和下壳12之间可以设有第一密封圈来防止漏水。本具体实施例中，卡扣112和卡槽123的数量均为2个，且相对设置，从而提高扣合的稳固性。
当然，在其它实施例中，主壳体11和下壳12也可以采用其它可拆卸结构进行连接，如螺接等等，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
本具体实施例中，壳体1为圆柱形结构，外周侧上设有一环形的凹槽16，凹槽16内设有第二密封圈(图中未示出)，用于后续该水力发电机安装在阀体时，与阀体进行密封。
所述第一腔体13的腔壁上设有进水口121和出水口122，本具体实施例中，进水口121和出水口122设置在下壳12上，下壳12为圆柱形结构，进水口121和出水口122设置在下壳12的相对侧壁上。优选的，所述进水口121为倾斜进水口(这里的倾斜具体是指与下壳12的径向具有一定夹角)，倾斜进水口121与叶轮7的叶片成一定角度，独特的水流切向方向冲击叶轮7，带动叶轮7高速转动，对转轴6与轴套8的冲击力较小，且无轴向窜动，长时间工作也能保证更长寿命。
进一步的，所述进水口121的截面从进水侧到出水侧逐渐减小，可有效利用水力势能，产生更大的水流冲击力，即使小流量也能稳定且有效发电。
所述转轴6固定在第一腔体13内，具体的，第一腔体13的底部和顶部分别设有固定槽，转轴6的两端分别穿设固定在固定槽内。所述叶轮7转动设置在转轴6上，所述转子5穿设在转轴6上且跟随叶轮7旋转，转子5设置在叶轮7上方。本具体实施例中，为了避免转轴6、叶轮7和转子5被磨损，以提高使用寿命，还设有轴套8，所述轴套8转动穿设在转轴6上，所述叶轮7和转子5分别固定穿设在轴套8上。叶轮7采用现有的叶轮，具体结构可以参照现有技术，此不再细说，本具体实施例中，转轴6与轴套8均采用耐磨材料制成，延长使用寿命。
所述转子5上设有多个沿转动方向分布的磁极(图中未示出)，本具体实施例中，转子5为圆形结构，磁极的数量为16个，16个磁极包括8个N磁极和8个S磁极，8个N磁极和8个S磁极彼此交错沿转子5的外圆周侧设置，当然，在其它实施例中，磁极的数量可以多于16个，也可以少于16个，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
本具体实施例中，转子5采用磁铁制成，当然，在其它实施例中，转子5也可以采用其它永磁材料制成，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。
所述下爪极4、线圈3和上爪极2设置在第二腔体14内，所述下爪极4和上爪极2均隔着第一腔体13和第二腔体14之间的隔板15罩设在转子5上且朝向相同，即都是朝下，具体的，下爪极4和上爪极2均包括本体以及由本体外周侧向下延伸的爪极41和21，下爪极4和上爪极2的本体设置在转子5上方，且上爪极2的本体位于下爪极4的本体上方，线圈3设置在上爪极2的本体和下爪极4的本体之间，并通过电源线将感应电流输出，下爪极4和上爪极2的爪极41和21设置在转子5的周侧外，且相互错位并间隔设置，采用上述结构，可以使结构更紧凑，体积更小。
本具体实施例中，下爪极4和上爪极2的爪极41和21各为八个，分别与8个N磁极和8个S磁极相对应。本具体实施例中，下爪极4和上爪极2均由导磁材料制成。
本具体实施例中，第二腔体14的上端开口，所述下爪极4、线圈3和上爪极2设置在第二腔体14内且通过灌胶(图中未示出)固定封装。
进一步的，本具体实施例中，所述第二腔体14内设有向上凸起的定位柱141，所述下爪极4、线圈3和上爪极2分别设有相对应的定位孔，下爪极4、线圈3和上爪极2分别通过定位孔穿设在定位柱141上而进行定位，方便组装。
本具体实施例中，所述壳体1的上端即主壳体11的上端径向向外延伸形成安装面111，所述安装面111上设有安装孔1111，安装孔1111的数量为两个，设置在安装面111的相对两侧，用于将水力发电机安装在相应的设备上，如花洒、龙头上。
本具体实施例中，安装面111的下表面设有两个防呆凸台1112和1113，以防安装反向，确保转向一致，电流正负极与出线标识一致，两个防呆凸台1112和1113的形状不同，本实施例中，防呆凸台1112的形状为方形，设置在进水口121侧，防呆凸台1113为锥形，设置在出水口122侧。
工作过程：将水力发电机装在管道或卫浴产品中，水流从进水口121进来，冲击叶轮7使叶轮7转动，带动转子5转动，转动5转动使下爪极4和上爪极2不断地被磁化且磁化方向不断改变，从而通过线圈2的磁通量不断变化产生感应电流，感应电流从电源线引出供使用。转子5每转动一圈，线圈2的磁场变化次数比现有的水力发电机多7次，提高了发电效率，从而可以使产品的体积做得更小，降低成本，且组装和维护简便，防水性能好。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种水力发电机，包括壳体、叶轮、转子、转轴、下爪极、线圈和上爪极，其特征在于：所述壳体设有分隔的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的腔壁上设有进水口和出水口，所述转轴固定在第一腔体内，所述叶轮转动设置在转轴上，所述转子穿设在转轴上且跟随叶轮旋转，所述转子上设有多个沿转动方向分布的磁极，所述下爪极、线圈和上爪极设置在第二腔体内，所述下爪极和上爪极均隔着第一腔体和第二腔体之间的隔板罩设在转子上且朝向相同，所述上爪极高出下爪极一定距离，所述线圈设置在下爪极和上爪之间，所述下爪极和上爪极的爪极相互错位且间隔设置。
2.根据权利要求1所述的水力发电机，其特征在于：所述转子上的磁极的数量为16个，16个磁极包括8个N磁极和8个S磁极，彼此交错设置，所述下爪极和上爪极均具有八个爪极。
3.根据权利要求1所述的水力发电机，其特征在于：所述下爪极、线圈和上爪极设置在第二腔体内且通过灌胶固定封装。
4.根据权利要求1所述的水力发电机，其特征在于：所述第二腔体内设有向上凸起的定位柱，所述下爪极、线圈和上爪极分别设有相对应的定位孔，下爪极、线圈和上爪极分别通过定位孔穿设在定位柱上而进行定位。
5.根据权利要求1所述的水力发电机，其特征在于：还包括轴套，所述轴套转动穿设在转轴上，所述叶轮和转子分别固定穿设在轴套上。
6.根据权利要求1所述的水力发电机，其特征在于：所述壳体包括主壳体和下壳，所述下壳可拆卸地设置在主壳体的底部上，并与主壳体共同围合形成第一腔体。
7.根据权利要求6所述的水力发电机，其特征在于：所述主壳体与下壳通过卡扣可拆卸连接。
8.根据权利要求6所述的水力发电机，其特征在于：所述进水口和出水口相对设置在下壳上。
9.根据权利要求8所述的水力发电机，其特征在于：所述进水口为倾斜进水口，倾斜进水口与叶轮的叶片成一定角度，所述进水口的截面从进水侧到出水侧逐渐减小。
10.根据权利要求1所述的水力发电机，其特征在于：所述壳体的上端设有安装面，所述安装面上设有安装孔，所述安装面的下表面设有两个防呆凸台。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110953114A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-04-03 | 佛山市保佳利电子科技有限公司 | 一种水力发电机带感温器 |
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2018
- 2018-05-03 CN CN201820650063.5U patent/CN208169045U/zh not_active Expired - Fee Related
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