CN211261310U - 热水器及其水流自发电控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热水器及其水流自发电控制装置，水流自发电控制装置包括装配管段，用于提供水流动通道；发电模块，安装在装配管段上，所述发电模块利用装配管段中水流动时的动能进行发电；储电模块，与发电模块电性连接，所述储电模块用于储存发电模块产生的电能；控制模块，与储电模块电性连接，所述控制模块设有信号连接端口。本实用新型中的发电模块利用热水器装配管段中水流动时的动能产生电能，发电模块所输出的电能对储电模块进行充电操作，最后利用储电模块对控制模块进行供电操作，无需利用交流220V市电对控制模块供电，令控制模块能够摆脱对外部插座的依赖。

Description

热水器及其水流自发电控制装置

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，特别涉及热水器的水流自发电控制装置以及应用该控制装置的热水器。

背景技术

目前绝大多数电热水器本身功能较为完善、成熟，而且各个厂家的电热水器功能各有优缺点，但是智能效果较差。少数电热水器大企业，如美的比佛利，资金雄厚，技术及人员充足，研发出智能电热水器，其智能功能往往嵌入到原有电热水器的控制板中，这样的电热水器价格较高，往往在5000元以上，而且这样的电热水器控制适应性不强，价格昂贵下消费者又不能选择性消费，在智能电热水器与普通电热水器价格相差甚大情况下，绝大部分消费者会选择普通电热水器，所以形成即使有少数企业研发出智能电热水器，价格昂贵、销量低。

随着信息化发展，用户对电热水器智能升级需求越来越多。但是目前大多数的储水式电热水器，特别是已经购买多年的电热水器由于设备设计的限制，基本是不具备现代化需要的联网等功能；而且电热水器的控制板与主机作为一体，很难对其功能升级。

此外对现有的电热水器进行功能升级还有一个难点在于如何对新加入的升级模块进行供电，现有技术中常规的供电方案是利用交流220V市电进行降压供电，明显这种供电方案过于依赖插座。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种热水器的水流自发电控制装置以及应用该控制装置的热水器，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种热水器的水流自发电控制装置，包括：

装配管段，用于提供水流动通道；

发电模块，安装在所述装配管段上，所述发电模块利用所述装配管段中水流动时的动能进行发电；

储电模块，与所述发电模块电性连接，所述储电模块用于储存所述发电模块产生的电能；

控制模块，与所述储电模块电性连接，所述控制模块设有信号连接端口。

本实用新型中发电模块利用热水器装配管段中水流动时的动能产生电能，发电模块所输出的电能对储电模块进行充电操作，最后利用储电模块对控制模块进行供电操作，无需利用交流220V市电对控制模块供电，因此控制装置能够摆脱对外部插座的依赖。

作为上述技术方案的进一步改进，所述发电模块包括导流盖、水轮以及发电机，所述发电机配置有发电转轴，所述导流盖设置有多个贯穿导流盖的顶部以及底部的导流孔，所述导流盖以及所述水轮均安装在所述装配管段中，所述水轮与所述发电机的发电转轴相连接，所述装配管段内的水流动过程中先后通过所述导流盖以及所述水轮，所述发电机与所述储电模块电性连接。

本实用新型所述导流盖主要用于控制装配管段中水通过导流盖后水的流动方向，令装配管段中水通过导流盖后水能够更有效地冲击水轮，驱动水轮以更高效率地转动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述发电模块还包括机架，所述机架固定安装在所述装配管段内，所述发电机安装在所述机架中。

本实用新型将发电机通过机架安装在装配管段内，使得水轮与发电转轴之间无需其他构件辅助连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述装配管段的内壁设有限位凸台，所述机架与所述限位凸台相抵接，所述导流盖与所述机架相抵接，所述水轮设置在所述导流盖与所述机架之间。

本实用新型机架与装配管段之间的安装结构简单，易于实现，机架的安装牢固性强。

另外本实用新型所述机架还可以按照以下结构安装在装配管段内部。所述装配管段包括第一装配管段以及第二装配管段，所述第一装配管段的内壁设有第一台阶，所述第二装配管段的内壁设有第二台阶，所述第一装配管段与所述第二装配管段螺旋连接，所述导流盖与所述第一台阶相抵接，所述机架与所述第二台阶相抵接，所述导流盖与所述机架相抵接。

本实用新型所述装配管段采用分离式设计，通过所述第一装配管段的第一台阶以及第二装配管段的第二台阶，进一步提高导流盖以及机架安装在装配管段的牢固性。

作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型还包括稳压模块，所述发电模块与所述稳压模块的输入端电性连接，所述稳压模块的输出端与所述储电模块电性连接。

本实用新型利用稳压模块改善发电模块输出的电参数，使其与储电模块的充电参数相匹配，提高发电模块对储电模块的充电效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述稳压模块包括充电管理芯片及其外围电路，所述发电模块与所述充电管理芯片的输入端电性连接，所述充电管理芯片的输出端与所述储电模块电性连接。

具体地，所述充电管理芯片的型号为TP4056，本实用新型以型号为TP4056的充电管理芯片作为稳压模块的核心，实现稳压模块恒压恒流功能，从而提高发电模块对储电模块的充电效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制模块包括控制芯片、若干个温度传感器、流量传感器、控制阀、显示屏以及控制按钮，所述温度传感器、流量传感器、控制阀、显示屏以及控制按钮分别与控制芯片电性连接。

本实用新型通过温度传感器以及流量传感器，采集热水器中管道的水温以及水流量，通过控制按钮输入对热水器的操作信息，控制芯片根据输入的数据及信息对控制阀进行控制，实现输出热水温度的调节功能，同时将相关数据通过显示屏输出。

本实用新型同时还提出了一种热水器，包括以上所述的水流自发电控制装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的发电模块利用热水器装配管段中水流动时的动能产生电能，发电模块所输出的电能对储电模块进行充电操作，最后利用储电模块对控制模块进行供电操作，无需利用交流220V市电对控制模块供电，因此控制装置能够摆脱对外部插座的依赖，降低用户在使用热水器的过程中出现触电的概率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明；

图1是本实用新型控制装置的结构示意图；

图2是本实用新型的发电模块的第一种结构示意图；

图3是本实用新型的发电模块的第二种结构示意图；

图2和图3中的箭头表示水的流动方向；

100、发电模块，110、导流盖，120、水轮，130、发电机，131、发电转轴，140、机架，200、储电模块，300、控制模块，310、控制阀，400、装配管段，410、限位凸台，420、第一装配管段，430、第二装配管段，440、第一台阶，450、第二台阶，510、冷水管道、520、热水管道、530、洗浴喷头，540、连接管道，600、稳压模块。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图3，本申请公开了一种热水器的水流自发电控制装置，其第一实施例，包括：

装配管段400，用于提供水流动通道；

发电模块100，安装在装配管段400上，发电模块100利用装配管段400中水流动时的动能进行发电；

储电模块200，与发电模块100电性连接，储电模块200用于储存发电模块100产生的电能，储电模块200优选为可充电电池；

控制模块300，与储电模块200电性连接，所述控制模块300设有信号连接端口。

本实施例中控制模块300主要用于实现热水器的智能控制功能，所述控制模块300可以是独立于原来热水器的控制模块，此时所述控制模块300的信号连接端口用于与原来热水器所配置的控制模块进行通信连接，实现数据传输功能，所述控制模块300需要利用低压直流电源进行供电，因此所述控制模块300工作时的功率较低，因此发电模块100以及储电模块200的匹配使用完全能够满足对控制模块300长时间的供电需求。当然了实际应用中热水器的发热装置还是需要利用交流220V市电进行供电发热的，所述控制模块300可利用继电器等弱电开关器件对发热装置与交流220V市电的通电连接进行控制。本实施例中的发电模块100利用热水器装配管段400中水流动时的动能产生电能，发电模块100所输出的电能对储电模块200进行充电操作，最后利用储电模块200对控制模块300进行供电操作，无需利用交流220V市电对控制模块供电，因此控制装置能够摆脱对外部插座的依赖。

需要说明的是，本实施例发电模块100优选安装在热水器中冷水进水管道上，即实际应用是热水器中的冷水进水管道作为所述装配管段400，避免过高的水温对发电模块100所带来不利的影响。

本实施例中，发电模块100主要是利用装配管段400中水流动时所带有的动能，将水的动能转换成电能，输出电流。本实施例中，发电模块100包括导流盖110、水轮120以及发电机130，发电机130配置有发电转轴131，导流盖110设置有多个贯穿导流盖110的顶部以及底部的导流孔，导流盖110以及水轮120均安装在装配管段400中，所述水轮120与发电机130的发电转轴131相连接，所述发电机130与储电模块200电性连接，装配管段400内的水流动过程中通过导流盖110的导流孔后冲击水轮120，带动水轮120转动，水轮120在转动过程中带动发电机130的发电转轴131转动，当发电机130的发电转轴131转动时，带动发电机130内部相关的构件做切割磁感线，从而产生电能。本实施例中导流盖110主要用于控制装配管段400中水通过导流盖110后水的流动方向，令装配管段400中水通过导流盖110后水能够更有效地冲击水轮120，驱动水轮120以更高效率地转动，导流盖110中的各个导流孔的具体设计与水轮120的具体形状相匹配。

本实施例中，发电机130既可以安装在装配管段400的外部，也可以安装在装配管段400的内部，当发电机130安装在装配管段400外部时，需要将发电机130的发电转轴131伸至装配管段400的内部，与水轮120相连接，令水轮120能够驱动发电转轴131转动，将发电机130安装在装配管段400的外部，好处在于能够适配更多不同的发电机130类型，对发电机130的体积要求不高，但是发电转轴131与水轮120之间的传动连接结构较为复杂。本实施例中发电机130优选安装在装配管段400内部，发电模块100还配置有机架140，机架140固定安装在装配管段400内，发电机130安装在机架140中，发电机130的发电转轴131垂直地安装在水轮120上，与水轮120的中垂线重合，即水轮120具体是以发电转轴131为中心轴旋转，水轮120与发电转轴131之间无需其他构件辅助连接。

参照图2，本实施例中，机架140与装配管段400安装的第一种方式，在装配管段400的内壁设置限位凸台410，令机架140与限位凸台410相抵接，令导流盖110与机架140相抵接，将水轮120设置在导流盖110与机架140之间，另外为了更好地保证导流盖110以及机架140在装配管段400中安装的牢固性，导流盖110以及机架140均与装配管段400内壁紧密连接，即导流盖110以及机架140均与装配管段400内壁存在一定的摩擦力。当然了，本实施例中不仅限于以上结构实现机架140与装配管段400之间的连接固定。

参照图3，本实施例中，机架140与装配管段400安装的第二种方式，对装配管段400进行分离式设计，装配管段包括两个部分，分别为第一装配管段420以及第二装配管段430，在第一装配管段420的内壁设置第一台阶440，在第二装配管段430的内壁设置第二台阶450，第一装配管段420与所述第二装配管段430螺旋连接，安装时令导流盖110与第一台阶440相抵接，令机架140与所述第二台阶450相抵接，令导流盖110与所述机架140相抵接，从而保证第一台阶440、导流盖110、机架140以及第二台阶450依次紧靠。当然了在第一装配管段420以及第二装配管段430安装连接的过程中需要保证连接的紧密性，防止漏水。

本实施例在实际应用过程中，发电模块100输出的电压电流参数与发电机130的发电转轴131转动速度相关，即发电模块100输出的电压电流参数本质上是与装配管段400内水的流动速度相关，因此发电模块100输出的电压电流参数与储电模块200所需的充电参数难以匹配，虽然一定程度上能够实现储电模块200的充电功能，但是效率较低，因此本实施例还配置有稳压模块600，发电模块100与稳压模块600的输入端电性连接，稳压模块600的输出端与储电模块200电性连接，本实施例利用稳压模块600改善发电模块100输出的电参数，使其与储电模块200的充电参数相匹配，提高发电模块100对储电模块200的充电效率。

具体地，本实施例中，稳压模块600包括充电管理芯片及其外围电路，发电模块100与充电管理芯片的输入端电性连接，充电管理芯片的输出端与储电模块200电性连接。本实施例中所述充电管理芯片的型号为TP4056，该型号的充电管理芯片是一款适用于单节锂电池的、恒流恒压的线性充电芯片，该型号的充电管理芯片配置有电池正负极反接保护功能，输入电源正负极反接保护功能，保证了发电模块100与稳压模块600之间、储电模块200与稳压模块600之间连接的安全性。当然了本实施例不仅限于以上结构的稳压模块，也不仅限于以上型号的充电管理芯片，任何能够实现提高发电模块100对储电模块200充电效率的各种稳压模块均属于本申请的保护范围。

本实施例中，控制模块300包括控制芯片、若干个温度传感器、流量传感器、控制阀310、显示屏以及控制按钮，温度传感器、流量传感器、控制阀310、显示屏以及控制按钮分别与控制芯片电性连接，其中若干个所述温度传感器具体为第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器，实际应用中热水器配置有多个管道以及洗浴喷头，各个管道分别为冷水管道510、热水管道520以及连通管道540，连通管道540的两端分别与冷水管道510以及热水管道520相连，热水管道520与洗浴喷头530相连。本实施例在应用过程中，第一温度传感器安装在冷水管道510上，第二温度传感器安装在热水管道520上靠近热水器热水出水口的位置，第三温度传感器安装在洗浴喷头530上，流量传感器安装在冷水管道510上靠近冷水进水口的位置，控制阀310安装在连通管道540上，通过第一温度传感器采集冷水管道510进入热水器前的进水温度，第二温度传感器采集热水器热水出水口的水温，第三温度传感器14采集最终达到洗浴喷头530时的水温，根据这三个温度传感器采集的信息，通过控制芯片控制控制阀310的阀门开度，实现控制输出到洗浴喷头530处水的温度恒定；而显示屏用于显示各个温度传感器以及湿度传感器所检测的各项物理参数，用户通过显示屏所显示的各项数据，通过操作控制按钮控制热水器的运行。

更进一步地，本实施例还配置有壳体，将装配管段400、发电模块100、储电模块200以及控制模块300均集成在壳体内部，本实施例将控制装置集成为一体式结构，便于拆卸安装，一方面，该控制装置可以替代原有热水器的控制功能，另一方面也可以作为原有热水器选择性增加的控制部件，与原有热水器的控制电路连接一起使用。

本申请同时还公开了一种热水器，包括上述的水流自发电控制装置。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种热水器的水流自发电控制装置，其特征在于，包括：

装配管段(400)，用于提供水流动通道；

发电模块(100)，安装在所述装配管段(400)上，所述发电模块(100)利用所述装配管段(400)中水流动时的动能进行发电；

储电模块(200)，与所述发电模块(100)电性连接，所述储电模块(200)用于储存所述发电模块(100)产生的电能；

控制模块(300)，与所述储电模块(200)电性连接，所述控制模块(300)设有信号连接端口。

2.根据权利要求1所述的一种热水器的水流自发电控制装置，其特征在于：所述发电模块(100)包括导流盖(110)、水轮(120)以及发电机(130)，所述发电机(130)配置有发电转轴(131)，所述导流盖(110)设置有多个贯穿导流盖(110)的顶部以及底部的导流孔，所述导流盖(110)以及所述水轮(120)均安装在所述装配管段(400)中，所述水轮(120)与所述发电机(130)的发电转轴(131)相连接，所述装配管段(400)内的水流动过程中先后通过所述导流盖(110)以及所述水轮(120)，所述发电机(130)与所述储电模块(200)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种热水器的水流自发电控制装置，其特征在于：所述发电模块(100)还包括机架(140)，所述机架(140)固定安装在所述装配管段(400)内，所述发电机(130)安装在所述机架(140)中。

4.根据权利要求3所述的一种热水器的水流自发电控制装置，其特征在于：所述装配管段(400)的内壁设有限位凸台(410)，所述机架(140)与所述限位凸台(410)相抵接，所述导流盖(110)与所述机架(140)相抵接，所述水轮(120)设置在所述导流盖(110)与所述机架(140)之间。

5.根据权利要求3所述的一种热水器的水流自发电控制装置，其特征在于：所述装配管段(400)包括第一装配管段(420)以及第二装配管段(430)，所述第一装配管段(420)的内壁设有第一台阶(440)，所述第二装配管段(430)的内壁设有第二台阶(450)，所述第一装配管段(420)与所述第二装配管段(430)螺旋连接，所述导流盖(110)与所述第一台阶(440)相抵接，所述机架(140)与所述第二台阶(450)相抵接，所述导流盖(110)与所述机架(140)相抵接。

6.根据权利要求1所述的一种热水器的水流自发电控制装置，其特征在于：还包括稳压模块(600)，所述发电模块(100)与所述稳压模块(600)的输入端电性连接，所述稳压模块(600)的输出端与所述储电模块(200)电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种热水器的水流自发电控制装置，其特征在于：所述稳压模块(600)包括充电管理芯片及其外围电路，所述发电模块(100)与所述充电管理芯片的输入端电性连接，所述充电管理芯片的输出端与所述储电模块(200)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种热水器的水流自发电控制装置，其特征在于：所述控制模块(300)包括控制芯片、若干个温度传感器、流量传感器、控制阀(310)、显示屏以及控制按钮，所述温度传感器、流量传感器、控制阀(310)、显示屏以及控制按钮分别与控制芯片电性连接。

9.一种热水器，其特征在于：包括权利要求1至8任一项所述的水流自发电控制装置。

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