CN210423821U - 一种自发电水龙头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自发电水龙头，包括壳体、控制系统、用电装置和混水装置，壳体内设置有与混水装置连通的进水流道一、进水流道二和出水流道，进水流道一和进水流道二之间安装有温差发电片，出水流道内设置有水力发电装置，温差发电片和水力发电装置与控制系统单向导通。该自发电水龙头自身能够进行发电，在没有储能组件参与的情况下，水龙头出水时即能对水龙头内的用电装置进行供电。

Description

一种自发电水龙头

技术领域

本实用新型涉及卫浴设备，特别涉及一种自发电水龙头。

背景技术

自发电水龙头能使出水温度保持恒定，被越来越多的消费者使用。现有的高档水龙头一般都带有温度显示或者触控等功能，这使得该类水龙头在使用时需要电能。

专利号为201710782146 .X的专利公开了一种数字式高精度恒温淋浴龙头，该淋浴龙头同时使用储能组件及半导体发电板进行供电，一方面通过内部的储能组件进行供能，另一方面自身能够通过第一进水板和第二进水板之间的温差进行发电，使水龙头无需与市电连接，避免线路布置的麻烦及漏电风险。

但是储能组件在反复充放电的过程中具有一定的寿命限制，一般使用三四年后会发生损坏。当储能组件损坏后需要对水龙头进行维修，储能组件安装在龙头内部，拆装、更换储能组件较为麻烦，需要专门的维修人员进行上门维修。若不进行维修半导体发电板的发电功率较小，且发电功率受到半导体发电板两侧温差影响，当水龙头刚开始工作时，或者夏季单独使用冷水进行洗浴时，第一进水水板和第二进水板内的水温基本相同，半导体发电板不发电，此时该水龙头既无法对出水温度进行显示，也无法对出水温度进行调节。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种自发电水龙头，自身能够进行发电，在没有储能组件参与的情况下，水龙头出水时即能对水龙头内的用电装置进行供电。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种自发电水龙头，包括壳体、控制系统、用电装置和混水装置，壳体内设置有与混水装置连通的进水流道一、进水流道二和出水流道，进水流道一和进水流道二之间安装有温差发电片，出水流道内设置有水力发电装置，温差发电片和水力发电装置与控制系统单向导通。

通过上述技术方案，水力发电装置的设置使得打开该水龙头时，即能在水流的作用下进行发电，从而对控制系统及用电装置进行供能。此时无论温差发电片两侧温差多大，控制系统和用电装置均能正常工作。同时由于温差发电片与控制系统单向导通，当水力发电装置工作而温差发电片不发电时，电流不会从控制系统向温差发电片流动，从而避免无谓的电能消耗。

同样的，当温差发电片两侧具有较大温差，温差发电片正常发电，而出水流量较小，水力发电装置不工作时，此时控制系统和用电装置由温差发电片进行供能，同时由于水力发电装置与控制系统单向导通，电流不会向水力发电装置进行流动，避免水力发电装置在反向电流的作用下发生转动，一方面消耗电能，另一方面产生更大的压损。

当温差发电片两侧具有一定的温差，同时水流也在水力发电装置的工作范围内时，两者共同向控制系统进行供电，使得发电功率更大，能够提供更多的电能驱动用电装置。此外，当温差发电片产生的电能能够满足控制系统和用电装置工作时，控制系统可以切断与水力发电装置的电连接，使水力发电装置中不再有电流流动。水力发电装置设置在出水流道中，向外提供电能时，出水水流推动水力发电装置的涡轮转动时，既要克服涡轮转动时由机械传动产生的阻力，又要克服电流切割磁感线产生的阻力。当控制系统切断水力发电装置与控制系统的电连接后，水力发电装置内部电流不流动，从而大大减少了水流在水力发电装置处的压损，增大出水流量。

水力发电装置和温差发电片可以通过二极管与控制系统连接，从而实现单向导通。

水力发电装置和半导体温差发电装置一起设置后，可以额外设置储能装置，也可以不再设置储能装置。当不设置储能装置时，水龙头打开，水流流出时也能实现即开即用的效果。若设置储能装置，储能装置可以提供额外的电能，同时对温差发电片产生的电能进行收集。当储能装置损坏后，该水龙头即使不更换储能装置，在水力发电装置和温差发电片的作用下也能继续正常工作。

优选的，壳体包括主壳体和导流壳体，进水流道一横向开设在主壳体内部并靠近主壳体后侧，进水流道二横向设置在导流壳体内，导流壳体安装在进水流道一后侧的主壳体上，温差发电片安装在导流壳体和主壳体之间。

通过上述技术方案，进水流道一和进水流道二均横向设置，使得进水流道一和进水流道二之间能够具有较长的重合长度，从而使得温差发电片和第一流道外侧壁、第二流道外侧壁之间具有较长的贴合面积，从而在相同的温差下能够具有更大的发电功率。

优选的，混水装置为侧进底出的恒温阀芯，主壳体内横向设置有阀芯腔，阀芯腔与导流壳体处于主壳体的同一端，阀芯腔靠近主壳体前侧，阀芯腔上开设有进水口一和进水口二，进水流道一与进水口一连通，导流壳体上设置有进水流道二出水口，进水流道二出水口插入到主壳体内并与进水口二连通，进水流道二出水口处于进水流道一端部外侧。

通过上述技术方案，恒温阀芯设定出水温度后能够自动对冷热水混合比例进行调节，使出水温度保持在恒定状态，一次设定出水温度后无需反复进行调节，调节较为方便，工作时出水温度较为稳定。阀芯腔和导流壳体处于主壳体的同一端可以使得进水流道二出水口能够较为方便地连通阀芯腔的进水口二，同时进水流道二出水口位于进水流道一的端部外侧，进水流道二出水口和进水流道一之间不会发生流道交叉，可以简化主壳体内的流道结构，方便主壳体的加工。

优选的，导流壳体上还设置有进水流道二进水口，进水流道二进水口和进水流道二出水口处于导流壳体的同一端，进水流道二进水口和进水流道二出水口之间设置有挡流板，挡流板将进水流道二分隔成上半段和下半段，上半段和下半段一端连通，上半段和下半段的另一端分别与进水流道二进水口和进水流道二出水口连通。

通过上述技术方案，挡流板的设置使得进水流道二整体呈U形，使得水流在导流壳体内流动时更加规律，水流从进水流道二进水口进入到导流壳体内后，经过较长的流程后才能从进水流道二出水口流出，减少导流壳体内的死水区，使得导流壳体朝向温差发电片的侧面能够充分与水流进行接触，使朝向温差发电片的侧面温度接近水流温度，从而保证温差发电片两侧的温差。

优选的，出水流道设置在主壳体内，水力发电装置设置在出水流道靠近阀芯腔的端部。

通过上述技术方案，水力发电装置设置在该处，混合后的水流均能通过水力发电装置，从而可以提高水力发电装置的最大发电功率，使得水力发电装置能够提供更多的电能。

优选的，主壳体内设置有出水腔一和出水腔二，出水腔一和出水通道之间通过连通口一连通，出水腔二与出水通道通过连通口二连通，出水流道内安装有侧进底出的按压开关阀芯一和按压开关阀芯二，按压开关阀芯一底面与连通口一外侧抵触密封，按压开关阀芯二底面与连通口二外侧抵触密封。

通过上述技术方案，通过按压开关阀芯一和按压开关阀芯二能够较为方便地控制出水腔一和出水腔二的出水。

优选的，用电装置包括与控制系统相连的温度检测装置和显示器，温度检测装置对出水流道内的出水温度进行检测，显示器对出水温度进行显示。

通过上述技术方案，温度检测装置可以对出水流道内的水温进行检测，然后通过控制系统的转化从温度显示器上显示出来，实现对于出水温度的实时显示。

优选的，用电装置包括调温电机和触控板，调温电机和触控板均与控制系统电连接，恒温阀芯包括调温把手，调温电机与调温把手传动连接。

通过上述技术方案，可以在触控板对出水温度进设定，使得调温电机转动，实现对于出水温度的控制，使得调温更加方便、准确。

优选的，用电装置还包括控制出水的电磁阀，电磁阀安装在壳体上并与出水流道连通。

通过上述技术方案，可以通过电磁阀对该水龙头的出水进行控制，方便使用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过在水龙头上设置水力发电装置和温差发电片，并将水力发电装置和温差发电片与控制系统进行单向导通，使得水力发电装置和温差发电片能够同时对控制系统进行供能，一方面能够提供更多的电能，另一方面使得该水龙头内的用电装置能够实现即开即用，打开水龙头，产生水流流动时即能获得电能，开始工作。

附图说明

图1为实施例一的模块图；

图2为实施例一的立体图一；

图3为实施例一的立体图二；

图4为实施例一的截面示意图；

图5为实施例一种主壳体的半剖图；

图6为实施例一种导流壳体的立体图；

图7为实施例一种导流壳体后侧的半剖图；

图8为实施例一中导流壳体前侧的半剖图；

图9为实施例二的模块图。

附图标记：1、壳体；2、控制系统；3、混水装置；4、进水流道一；5、进水流道二；6、出水流道；7、温差发电片；8、水力发电装置；9、主壳体；10、导流壳体；11、恒温阀芯；12、阀芯腔；13、进水口一；14、进水口二；15、进水流道二进水口；16、进水流道二出水口；17、挡流板；18、上半段；19、下半段；20、出水腔一；21、出水腔二；22按压开关阀芯一；23、按压开关阀芯二；24、连通口一；25、连通口二；26、温度检测装置；27、显示器；28、调温电机；29、触控板；30、调温把手；31、电磁阀；32、用电装置；33、进水流道一进水口；34、二极管；35、混合水出口一；36、温度检测口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一，一种自发电水龙头

如图1~4所示，一种自发电水龙头，包括壳体1，壳体1由主壳体9和导流壳体10组装而成。导流壳体10安装在主壳体9后方右侧。主壳体9内开设有进水流道一4、出水流道6。进水流道一4和出水流道6一沿主壳体9长度方向横向并排设置，进水流道一4靠近主壳体9后侧，出水流道6靠近主壳体9前侧。主壳体9后方左侧设置有进水流道一进水口33，进水流道一进水口33用于与供水管道一连接。主壳体9右端安装有混水装置3，进水流道一4与混水装置3的一个进水口连通，出水流道6与混水装置3的出水口连通。

导流壳体10内开设有进水流道二5，导流壳体10外侧设置有进水流道二进水口15和进水流道二出水口16。进水流道二进水口15处于导流壳体10右侧后方，用于与供水管道二连接。进水流道二出水口16处于导流壳体10右侧前方，进水流道二出水口16插入到主壳体9内与混水装置3的另一个进水口连通。进水流道二5连通进水流道二进水口15和进水流道二出水口16。导流壳体10内设置有挡流板17，挡流板17呈L形并处于进水流道二进水口15和进水流道二出水口16之间，挡流板17将进水流道二5分为上半段18和下半段19，上半段18右端与进水流道二进水口15连通，上半段18左端与下半段19左端连通。下半段19右端与进水流道二出水口16连通。水流从进水流道二进水口15进入到上半段18右端后沿着上半段18向左流动，而后从上半段18左端进入到下半段19左端，而后沿着下半段19向右流动，从进水流道二出水口16流出导流壳体10。

导流壳体10和主壳体9之间安装有温差发电片7，温差发电片7由半导体材料制成，温差发电片7前端面与主壳体9后侧表面贴合，温差发电片7处于进水流道一4外侧并正对进水流道一4。温差发电片7后端面与导流壳体10前端面贴合，温差发电片7同时处于进水流道二5外侧并正对进水流道二5。当进水流道一4和进水流道二5内流动的水流具有温差时，温差发电片7前端面和后端面也具有温差，从而导致温差发电片7前后两端之间产生电动势，当温差发电片7与用电装置相连时，温差发电片7能够向外提供电能。温差发电片7的发电功率与温差发电片7前后两端的温差有关，同时也与温差发电片7的贴合面积有关。温差发电片7两侧的温差越大、贴合的面积越大，温差发电片7的发电功率越大。

还包括安装在出水流道6内的水力发电装置8，水力发电装置8包括涡轮和微型发电机，当出水流道6内有水流流过时，水流推动涡轮发生转动，进而带动微型发电机转动发电，对外进行供能。

还包括控制系统2，水力发电装置8和温差发电片7均与控制系统2单向导通。水力发电装置8和温差发电片7产生的电流能够向控制系统2进行输送，但是控制系统2上的电流不能向水力发电装置8或者温差发电片进行流动。温差发电片7和控制系统2之间可以安装一个二极管34，用于对电流发现进行限制，避免电流从控制系统2向温差发电片7方向流动。同时水力发电装置8和控制系统2之间也可以安装二极管34，从而对该支电路的电流进行控制，使电流只能从水力发电装置8向控制系统2进行流动。

若不设置二极管34，当温差发电片7正常工作，而出水流道6内的水流较小，水力发电装置8无法正常工作时，温差发电片7能够向控制系统2提供较高的电压，而与控制系统2相连的水力发电装置8在水流的作用下产生的电压较低，控制系统2内的电能会输送向水力发电装置8，从而会驱使水力发电装置8反向转动。这样一方面会浪费温差发电片产生的电能，同时水力发电装置8反向转动也会进一步阻碍出水流道6的水流流动，增加水流的压损，减少最大出水流量。此外，当温差发电片7正常发电，产生的电能足够供控制系统2及用电装置32使用时，控制系统2可以主动切断水力发电装置8和控制系统2的连通，从而使得水力发电装置8不对外供能，减少水力发电装置8转动时的助力，减少出水流道6上的压损。

同理，当进水流道一4和进水流道二5内流动的水流温差较小，温差发电片7不能正常发电，而出水流道6内的水流较大，水力发电装置8能够正常发电时，例如夏天时洗冷水澡，二极管34也能阻止控制系统2上的电流向温差发电片7进行流动，从而减少电能浪费。

混水装置3选用侧进底出的恒温阀芯11，该恒温阀芯11的两个进水口设置在阀芯侧面，出水口设置在阀芯底面。主壳体9内开设有阀芯腔12，阀芯腔12与导流壳体10均设置在主壳体9的右端，阀芯腔12横向设置在主壳体9右端内部，并靠近主壳体9前侧，导流壳体10安装在主壳体9右端后方，恒温阀芯11插装在阀芯腔12内。阀芯腔12上开设有进水口一13和进水口二14，进水口一13开设在进水流道一4和阀芯腔12的重合部分，同时进水口一13连通进水流道一4和阀芯腔12下部侧面。阀芯腔12上部侧面开设有进水口二14，进水流道二出水口16插入到主壳体9内并与进水口二14连通。进水流道二出水口16位于进水流道一4右端外侧，从而避免与进水流道一4之间发生流道干涉。

阀芯腔12底部与出水流道6连通，水力发电装置8安装在出水流道6靠近阀芯腔12的一端端部，当水流从阀芯腔12底部流入出水流道6时，先经过水力发电装置8，从而带动水力发电装置8进行发电。

主壳体9内还设置有出水腔一20和出水腔二21，出水腔一20和出水腔二21贴合出水流道6侧壁设置，并通过开设在出水流道6侧壁上的连通口一24和连通口二25分别与出水流道6连通。出水流道6内安装有按压开关阀芯一和22按压开关阀芯二23。按压开关阀芯一22和按压开关阀芯二23均能够从侧面进水，而后通过底面进行出水。安装时，按压开关阀芯一22的底面与连通口一24的外侧抵触密封，按压开关阀芯一22的侧面处于出水流道6内。同时按压开关阀芯二23的底面与连通口二25的外侧抵触密封，按压开关阀芯二23的侧面处于出水流道6内。当按下按压开关阀芯一22的按钮，使其处于打开状态时，出水流道6内的水从按压开关阀芯,22的侧面进入按压开关阀芯一22内，而后从按压开关阀芯一22的底面流出并通过连通口一24进入到出水腔一20内。出水腔一20底面开设有混合水出口一35，进入到出水腔一20内的水可以从混合水出口一35流出。当再次按下按压开关阀芯一22的按钮时，按压开关阀芯一22处于关闭状态，此时按压开关阀芯一22的侧面与按压开关阀芯一22的底部不连通。通过按压开关阀芯一22和按压开关阀芯二23可以实现对于出水的控制。此外，还可以通过增加按压开关阀芯和出水腔的数量实现多路出水。

用电装置32包括温度检测装置26和显示器27，主壳体9上开设有温度检测口36，温度检测口36与出水流道6连通，温度检测装置26通过温度检测口36插入到出水流道6内对出水温度进行检测。温度检测装置26和控制系统2相连，控制系统2将检测到的信号进行转化，并将水温显示在与控制系统2相连的显示器27上。

实施例二，一种自发电水龙头

实施例二与实施例一的区别在于，实施例二中还设置有调温电机28和触控板29，调温电机28和触控板29与控制系统2电连接。调温电机28固定在主壳体9上，恒温阀芯11包括调温把手30，调温电机28的输出轴与调温把手30传动连接。通过触控板29可以对恒温阀芯11的出水温度进行设定。控制系统2根据设定的出水温度值，通过调温电机28带动调温把手30转动，从而实现对于出水温度的设定。

此外，实施例二中使用电磁阀31替换按压开关阀芯，电磁阀31与控制系统2电连接，在触控板29上设置水流开关按钮，通过触控板29对电磁阀进行控制，实现对于出水的控制。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (9)

1.一种自发电水龙头，包括壳体(1)、控制系统(2)、用电装置（32）和混水装置(3)，壳体(1)内设置有与混水装置(3)连通的进水流道一(4)、进水流道二(5)和出水流道(6)，其特征是：进水流道一(4)和进水流道二(5)之间安装有温差发电片(7)，出水流道(6)内设置有水力发电装置(8)，温差发电片(7)和水力发电装置(8)与控制系统(2)单向导通。

2.根据权利要求1所述的一种自发电水龙头，其特征是：壳体(1)包括主壳体(9)和导流壳体(10)，进水流道一(4)横向开设在主壳体(9)内部并靠近主壳体(9)后侧，进水流道二(5)横向设置在导流壳体(10)内，导流壳体(10)安装在进水流道一(4)后侧的主壳体(9)上，温差发电片(7)安装在导流壳体(10)和主壳体(9)之间。

3.根据权利要求2所述的一种自发电水龙头，其特征是：混水装置(3)为侧进底出的恒温阀芯(11)，主壳体(9)内横向设置有阀芯腔(12)，阀芯腔(12)与导流壳体(10)处于主壳体(9)的同一端，阀芯腔(12)靠近主壳体(9)前侧，阀芯腔(12)上开设有进水口一(13)和进水口二(14)，进水流道一(4)与进水口一(13)连通，导流壳体(10)上设置有进水流道二出水口（16），进水流道二出水口（16）插入到主壳体(9)内并与进水口二(14)连通，进水流道二出水口（16）处于进水流道一(4)端部外侧。

4.根据权利要求3所述的一种自发电水龙头，其特征是：导流壳体(10)上还设置有进水流道二进水口（15），进水流道二进水口（15）和进水流道二出水口（16）处于导流壳体(10)的同一端的两侧，进水流道二进水口（15）和进水流道二出水口（16）之间设置有挡流板(17)，挡流板(17)将进水流道二(5)分隔成上半段(18)和下半段(19)，上半段(18)和下半段(19)一端连通，上半段(18)和下半段(19)的另一端分别与进水流道二进水口（15）和进水流道二出水口（16）连通。

5.根据权利要求3所述的一种自发电水龙头，其特征是：出水流道(6)设置在主壳体(9)内，水力发电装置(8)安装在出水流道(6)靠近阀芯腔(12)的端部。

6.根据权利要求5所述的一种自发电水龙头，其特征是：主壳体(9)内设置有出水腔一(20)和出水腔二(21)，出水腔一(20)和出水流道（6）之间通过连通口一（24）连通，出水腔二(21)与出水通道通过连通口二（25）连通，出水流道(6)内安装有侧进底出的按压开关阀芯一（22）和按压开关阀芯二（23），按压开关阀芯一（22）底面与连通口一（24）外侧抵触密封，按压开关阀芯二（23）底面与连通口二（25）外侧抵触密封。

7.根据权利要求1所述的一种自发电水龙头，其特征是：用电装置（32）包括与控制系统(2)相连的温度检测装置（26）和显示器（27），温度检测装置（26）对出水流道(6)内的出水温度进行检测，显示器（27）对出水温度进行显示。

8.根据权利要求3所述的一种自发电水龙头，其特征是：用电装置（32）包括调温电机（28）和触控板（29），调温电机（28）和触控板（29）均与控制系统(2)电连接，恒温阀芯(11)包括调温把手（30），调温电机（28）与调温把手（30）传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种自发电水龙头，其特征是：用电装置（32）还包括控制出水的电磁阀（31），电磁阀（31）安装在壳体(1)上并与出水流道(6)连通。

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