CN219176482U - 一种快拆一体式水力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种快拆一体式水力发电机，包括具有定子线圈和转子的发电机机芯，设置在转子转轴下带动转子转动的叶轮，叶轮设置在自来水管的水流之中，还包括包覆于发电机机芯外的发电机壳体，发电机机芯包括机壳，机壳包括机芯上盖及与机芯上盖装配后形成转子转轴容置腔的机芯下盖，转子位于转子转轴容置腔且中部穿设陶瓷材质的转轴，定子分布于机壳两侧且定子上设有延伸出发电机壳体的第二导线发电机壳体远离叶轮的一端连接有数显外壳，数显外壳相对连接发电机壳体的另一端安装有数显屏幕，热敏电阻通过第一导线与数显屏幕电连接，定子通过第二导线与数显屏幕电连接。

Description

一种快拆一体式水力发电机

技术领域

本实用新型涉及数显阀芯领域，具体涉及一种快拆一体式水力发电机。

背景技术

自来水供水终端如水龙头等处用水时，都具有较大的水压，这样，当水从水龙头中流出时，将有较大的冲力，这是由于它具有圈套的势能，因此，业内有一些采集这些能量的水流发电机。

中国发明专利授权公告号CN 105464890 B公开了一种自来水管用微型发电装置，充分地利用了自来水管内的蕴藏的能量，该自来水管用微型发电装置，包括壳体、进水管、出水管、防水罩、发电机组、蓄电池、传动轴和叶轮组，所述的壳体上端和下端分别设有进水管和出水管，壳体内部设有防水罩，壳体的内壁和防水罩之间留有空隙作为水流通道；所述的防水罩内设置有发电机组和蓄电池；所述的进水管内设置有传动轴和叶轮组，所述的传动轴从防水罩上端穿入防水罩中，与发电机的转轴连接成一体；所述的叶轮组包括固定叶轮和旋转叶轮，所述的固定叶轮位于叶轮组的最上端，不随水流冲击而转动，传动轴能够在固定叶轮中心自转；所述的旋转叶轮位于固定叶轮之下，旋转叶轮固定在传动轴上，在水流冲击下带动传动轴自转；所述的固定叶轮和旋转叶轮分别设置有2-5组，固定叶轮和旋转叶轮间隔设置；所述的固定叶轮叶片方向与旋转叶轮的叶片方向相反，固定叶轮叶片与传动轴的轴向倾角的角度大于旋转叶轮的叶片与传动轴的轴向反倾角的角度。自来水流入进水管内，冲击叶轮组，由叶轮组的固定叶轮导流，使旋转叶轮旋转，旋转叶轮带动传动轴转动，流经叶轮组的自来水经过导水板分别流向壳体内部两侧，并在壳体内底部汇集从出水管流出；传动轴的旋转带动连接在末端的线圈在磁极内做切割磁感线运动并产生交流电动势，铜环配合电刷的换向作用，使得交流电动势转换为直流电动势，并通过与电刷连接的导线传输到蓄电池储存；

但现有水力发电机结构较为复杂且使用寿命短，该使用寿命直接由传动轴的使用寿命决定，当叶轮无法顺利带动传动轴转动时直接造成连接在末端的线圈无法在磁极内做切割磁感线运动并产生交流电动势，从而不能实现发电，且由于水流含有较多杂质，进入发电机内部并淤积在发电机中时也有造成传动轴失效的问题，从而降低发电机使用寿命，有必要对此进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，

提供一种快拆一体式水力发电机。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种快拆一体式水力发电机，包括具有定子线圈和转子的发电机机芯，设置在转子转轴下带动转子转动的叶轮，所述的叶轮设置在自来水管的水流之中，还包括包覆于发电机机芯外的发电机壳体，其特征在于：所述发电机机芯周向与发电机壳体之间形成安装间隙，所述转轴一端穿出发电机壳体与叶轮连接，所述发电机壳体朝向叶轮的一端连接有进出水底座，所述进出水底座与发电机壳体之间形成工作腔，叶轮位于工作腔中，所述进出水底座远离工作腔的一端开口形成至少一个进水口，发电机壳体在叶轮处设有沿发电机壳体外周均布的多个出水槽，所述发电机机芯朝向发电机壳体的一端与发电机壳体连接并紧密配合，所述安装间隙中设有一端穿出发电机壳体并延伸至工作腔中的热敏电阻，所述热敏电阻与发电机壳体之间紧密配合，所述热敏电阻另一端设置有延伸出发电机壳体的第一导线，所述发电机机芯包括机壳，所述机壳包括机芯上盖及与机芯上盖装配后形成转子转轴容置腔的机芯下盖，所述转子位于转子转轴容置腔且中部穿设陶瓷材质的转轴，所述定子分布于机壳两侧且定子上设有延伸出发电机壳体的第二导线，所述陶瓷转轴轴向与机芯上盖之间设置有第一陶瓷耐磨结构、与机芯下盖之间设有第二陶瓷耐磨结构，所述发电机壳体远离叶轮的一端连接有数显外壳，所述数显外壳相对连接发电机壳体的另一端安装有数显屏幕，所述热敏电阻通过第一导线与数显屏幕电连接，所述定子通过第二导线与数显屏幕电连接。

采用上述技术方案，本实用新型工作原理为，水流从底座的进水口进入工作腔中带动叶片转动，当然，进水口可以预先设置为具有导流结构的导流进水口，使水流进入工作腔前就形成一定的涡流，从而在冲刷叶轮的叶片时使得叶片转动速度更快，提升发电效率，叶轮在转动同时带动转子转动，转子在发电机壳体中做切割磁感线运动并从而进行发电，随后，水流从出水槽流出发电机，发电机机芯朝向发电机壳体的一端与发电机壳体连接并紧密配合，提升密封性能，避免水流进入发电机壳体内部，同理，热敏电阻与发电机壳体之间也是紧密配合，防止进水，将定子的第二导线与数显屏幕连接就可以为数显模块进行供电，第一导线数量为两根，这是因为热敏电阻需要与数显屏幕电连接，形成一个回路，将热敏电阻的第一导线与数显模块连接就可以显示实时水温，通过将热敏电阻集成在发电机内，简化数显水龙头的生产加工，节约生产成本，本实用新型通过将转轴设置为陶瓷转轴，陶瓷转轴与机芯上盖之间设置第一陶瓷耐磨结构，与机芯下盖之间设置第二陶瓷耐磨结构，大幅提高转轴的使用寿命。

上述的一种快拆一体式水力发电机可进一步设置为：所述第一陶瓷耐磨结构包括套设于陶瓷转轴朝向机芯上盖一端的第一陶瓷轴套，所述机芯上盖在第一陶瓷轴套相应位置设有第一容置腔，第一陶瓷轴套位于第一容置腔中并与第一容置腔紧密配合，所述第一容置腔中部向远离陶瓷转轴的一端凸起形成与第一容置腔连通的第二容置腔，所述第二容置腔中安装有陶瓷珠，陶瓷珠与陶瓷转轴一端接触，所述第二陶瓷耐磨结构包括套设于陶瓷转轴朝向机芯下盖一端的第二陶瓷轴套，所述机芯下盖在第二陶瓷轴套相应位置设有第三容置腔，所述第二陶瓷轴套位于第三容置腔中并与第三容置腔紧密配合。

采用上述技术方案，通过在陶瓷转轴的轴向两端分别设置第一陶瓷轴套及第二陶瓷轴套，通过第一陶瓷轴套与机芯上盖连接，通过第二陶瓷轴套与机芯下盖连接，保证陶瓷转轴在转动时位置稳定性，且将陶瓷转轴通过第一陶瓷轴套与机芯上盖接触，通过第二陶瓷轴套与机芯下盖接触，提高陶瓷转轴的使用寿命，在使用时，叶轮受到水流的冲击力有可能导致转轴出现后退的现象，在常规的水力发电机中，转轴直接与其他部件进行平面接触从而造成磨损，本实用新型在陶瓷转轴相对安装叶轮的另一端设置第二容置腔，第二容置腔中设置陶瓷珠，使陶瓷转轴在受到叶轮的压力后退时与陶瓷珠之间为点接触，即使磨损也只是磨损陶瓷转轴朝向陶瓷珠一端面的一点，而不会导致其整个平面被磨损，进一步提高陶瓷转轴的使用寿命，从而提升水流发电机的使用寿命。

上述的一种快拆一体式水力发电机可进一步设置为：所述进出水底座包括有底座本体及设置于底座本体上沿底座本体轴向向远离叶轮一端延伸的过滤环，所述进水口设置于底座本体上，所述过滤环中安装有过滤网，所述过滤网卡接于过滤环中，所述过滤环朝向过滤网的一端设置有第一限位环阶。

采用上述技术方案，通过在进出水底座上设置与进出水底座一体成型或者分体成型的过滤环，在过滤环处卡接一个过滤网，进水口设置在底座本体上，使得水流进入进水口之前预先被过滤网过滤，保证较大颗粒的杂质不会进入工作腔中对叶片造成破坏或者堵塞出水槽，过滤环处设置的第一限位环阶保证过滤网在卡接于过滤环中后不会受到水流冲刷而后退。

上述的一种快拆一体式水力发电机可进一步设置为：过滤环外径大于底座本体的外径从而形成限位环台，底座本体穿入发电机壳体中并与发电机壳体内壁之间设置有卡接结构，发电机壳体一端与限位环台相抵并通过卡接结构与底座本体相固定。

采用上述技术方案，通过将过滤环的外径设置的大于底座本体的外径，使得过滤环朝向底座本体的一端形成限位环台，将底座本体穿入发电机壳体中使得进出水底座与发电机壳体连接并紧密配合，方便装配与拆卸，发电机壳体一端抵接在限位环台上并通过卡接结构与底座本体相固定，保证装配后两者之间的紧凑性。

上述的一种快拆一体式水力发电机可进一步设置为：卡接结构包括底座本体穿入发电机壳体一端外壁相对设置的至少一组第一卡接块，所述发电机壳体上设有与第一卡接块对应设置的第一卡接槽，第一卡接块朝向发电机壳体的一端设置有卡接引导面。

采用上述技术方案，通过第一卡接块与第一卡接槽的配合将发电机壳体与底座本体卡接连接，在第一卡接块上设置的卡接引导面为引导斜面，在将底座本体穿入发电机壳体中时通过引导斜面的引导使得底座本体进入发电机壳体中直至第一卡接块完全进入第一卡接槽中，第一卡接槽起到连接并防止第一卡接块后退的作用。

上述的一种快拆一体式水力发电机可进一步设置为：底座本体外壁还设有相对设置的至少一组抵接块，所述发电机壳体在抵接块相对应位置开设有抵接缺口。

采用上述技术方案，通过第一卡接块与第一卡接槽进行固定，再通过设置在发电机壳体外壁的至少一组抵接块对发动机壳体进行限位，保证其与底座本体连接后不会转动。

本实用新型的有益效果为：将用于显示水温的数显屏幕和用于给数显屏幕供电的水流发电机以及用于感应水温的热敏电阻结合在水力发电机中，在生产数显水龙头时更加方便，且降低水龙头的装配难度，大幅降低制造成本且利于后续维修更换。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体示意图。

图2为本实用新型实施例去掉数显壳体后的结构示意图。

图3为本实用新型实施例的发电机壳体与进出水底座分解结构示意图。

图4为本实用新型实施例去掉数显壳体与数显屏幕后的正视示意图。

图5为图4的A-A部剖面结构示意图。

图6为本实用新型实施例去掉数显壳体与数显屏幕后的侧视图。

图7为图6的B-B剖面结构示意图。

图8为本实用新型实施例的进出水底座立体示意图1。

图9为本实用新型实施例的进出水底座立体示意图2。

图10为图9去掉过滤网后的立体示意图。

具体实施方式

参见图1-图10所示：一种水力发电机，包括具有定子线圈11和转子12的发电机机芯1，设置在转子12的转轴121下带动转子12转动的叶轮2，叶轮2设置在自来水管的水流之中，还包括包覆于发电机机芯1外的发电机壳体3，发电机机芯1周向与发电机壳体3之间形成安装间隙31，转轴121一端穿出发电机壳体3与叶轮2连接，发电机壳体3朝向叶轮2的一端连接有进出水底座4，进出水底座4与发电机壳体3之间形成工作腔41，叶轮2位于工作腔41中，进出水底座4远离工作腔41的一端开口形成至少一个进水口42，发电机壳体3一端向进出水底座4延伸并与进出水底座4在工作腔41处相抵，发电机壳体3在叶轮2处设有沿发电机壳体3外周均布的多个出水槽43，出水槽43与外部连通设置，发电机机芯1朝向发电机壳体3的一端与发电机壳体3连接并紧密配合，安装间隙31中设有一端穿出发电机壳体3并延伸至工作腔41中的热敏电阻5，热敏电阻5与发电机壳体3连接处之间紧密配合，热敏电阻5另一端设置有延伸出发电机壳体3的第一导线51，发电机机芯1包括机壳，机壳包括机芯上盖131及与机芯上盖131装配后形成转子转轴容置腔133的机芯下盖132，转子12位于转子转轴容置腔133中且中部穿设陶瓷材质的转轴121，定子11分布于机壳13两侧且定子11上设有延伸出发电机壳体3的第二导线111，陶瓷转轴121轴向与机芯上盖131之间设置有第一陶瓷耐磨结构、与机芯下盖132之间设有第二陶瓷耐磨结构，发电机壳体3远离叶轮2的一端连接有数显外壳8，数显外壳8与发电机壳体3之间通过螺纹连接，方便安装与拆卸，数显外壳8相对连接发电机壳体3的另一端安装有数显屏幕9，热敏电阻5通过第一导线51与数显屏幕9电连接，定子11通过第二导线111与数显屏幕9电连接；

本实用新型工作原理为，水流从底座的进水口进入工作腔中带动叶片转动，当然，进水口可以预先设置为具有导流结构的的导流进水口，使水流进入工作腔前就形成一定的涡流，从而在冲刷叶轮的叶片时使得叶片转动速度更快，提升发电效率，叶轮在转动同时带动转子转动，转子在发电机壳体中做切割磁感线运动并从而进行发电，随后，水流从出水槽流出发电机，发电机机芯朝向发电机壳体的一端与发电机壳体连接并紧密配合，提升密封性能，避免水流进入发电机壳体内部，同理，热敏电阻与发电机壳体之间也是紧密配合，防止进水，将定子的第二导线与外部的数显模块连接就可以为数显模块进行供电，将热敏电阻的第一导线与数显模块连接就可以显示实时水温，通过将热敏电阻集成在发电机内，简化数显水龙头的生产加工，节约生产成本，本实用新型通过将转轴设置为陶瓷转轴，陶瓷转轴与机芯上盖之间设置第一陶瓷耐磨结构，与机芯下盖之间设置第二陶瓷耐磨结构，大幅提高转轴的使用寿命；

第一陶瓷耐磨结构包括套设于陶瓷转轴121朝向机芯上盖131一端的第一陶瓷轴套122，机芯上盖131在第一陶瓷轴套122相应位置设有第一容置腔1311，第一陶瓷轴套122位于第一容置腔1311中并与第一容置腔1311紧密配合，第一容置腔1311中部向远离陶瓷转轴121的一端凸起形成与第一容置腔1311连通的第二容置腔1312，第二容置腔1312中安装有陶瓷珠6，陶瓷珠6与陶瓷转轴121一端接触，第二陶瓷耐磨结构包括套设于陶瓷转轴121朝向机芯下盖132一端的第二陶瓷轴套1321，机芯下盖132在第二陶瓷轴套1321相应位置设有第三容置腔1322，第二陶瓷轴套1321位于第三容置腔1322中并与第三容置腔1322紧密配合；

通过在陶瓷转轴的轴向两端分别设置第一陶瓷轴套及第二陶瓷轴套，通过第一陶瓷轴套与机芯上盖连接，通过第二陶瓷轴套与机芯下盖连接，保证陶瓷转轴在转动时位置稳定性，且将陶瓷转轴通过第一陶瓷轴套与机芯上盖接触，通过第二陶瓷轴套与机芯下盖接触，提高陶瓷转轴的使用寿命，在使用时，叶轮受到水流的冲击力有可能导致转轴出现后退的现象，在常规的水力发电机中，转轴直接与其他部件进行平面接触从而造成磨损，本实用新型在陶瓷转轴相对安装叶轮的另一端设置第二容置腔，第二容置腔中设置陶瓷珠，使陶瓷转轴在受到叶轮的压力后退时与陶瓷珠之间为点接触，即使磨损也只是磨损陶瓷转轴朝向陶瓷珠一端面的一点，而不会导致其整个平面被磨损，进一步提高陶瓷转轴的使用寿命，从而提升水流发电机的使用寿命；

进出水底座4包括有底座本体401及设置于底座本体401上沿底座本体401轴向向远离叶轮2一端延伸的过滤环402，进水口42设置于底座本体401上，过滤环402中安装有过滤网7，过滤网7卡接于过滤环402中，过滤环402朝向过滤网7的一端设置有第一限位环阶403，底座本体401中部设置有过滤网安装座403，过滤网7安装在过滤网安装座403且周面与第一限位环阶403相抵。

通过在进出水底座上设置与进出水底座一体成型或者分体成型的过滤环，在过滤环处卡接一个过滤网，进水口设置在底座本体上，使得水流进入进水口之前预先被过滤网过滤，保证较大颗粒的杂质不会进入工作腔中对叶片造成破坏或者堵塞出水槽，过滤环处设置的第一限位环阶保证过滤网在卡接于过滤环中后不会受到水流冲刷而后退；

过滤环402外径大于底座本体401的外径从而形成限位环台404，

底座本体401穿入发电机壳体3中并与发电机壳3体内壁之间设置有卡接结构，发电机壳体3一端与限位环台404相抵并通过卡接结构与底座本体401相固定，

通过将过滤环的外径设置的大于底座本体的外径，使得过滤环朝向底座本体的一端形成限位环台，将底座本体穿入发电机壳体中使得进出水底座与发电机壳体连接并紧密配合，方便装配与拆卸，发电机壳体一端抵接在限位环台上并通过卡接结构与底座本体相固定，保证装配后两者之间的紧凑性；

卡接结构包括底座本体401穿入发电机壳体3一端外壁相对设置的一组第一卡接块4011，发电机壳体3上设有与第一卡接块4011对应设置的第一卡接槽32，第一卡接块4011朝向发电机壳体3的一端设置有卡接引导面4012；

通过第一卡接块与第一卡接槽的配合将发电机壳体与底座本体卡接连接，在第一卡接块上设置的卡接引导面为引导斜面，在将底座本体穿入发电机壳体中时通过引导斜面的引导使得底座本体进入发电机壳体中直至第一卡接块完全进入第一卡接槽中，第一卡接槽起到连接并防止第一卡接块后退的作用；

底座本体401外壁还设有相对设置的一组抵接块4021，发电机壳体3在抵接块4021相对应位置开设有抵接缺口33；

通过第一卡接块与第一卡接槽进行固定，再通过设置在发电机壳体外壁的至少一组抵接块对发动机壳体进行限位，保证其与底座本体连接后不会转动，本实施例中将第一卡接块、第一卡接槽、抵接块以及抵接缺口数量均设置为一组，第一卡接块、抵接块呈十字形分布，形成四点固定，更加牢固且加工方便；

进水口42呈周向间隔分布在底座本体4上，各进水口42一端均设置有导流板405；

通过将进水口设置沿周向分布的进水口，各进水口一端均连接导流板，为了保证通过导流板后的水流形成涡流，众所周知，各导流板的角度以及对水流的引导方向均沿着同一旋向，该方向可以为顺时针或者逆时针，优选为与叶轮上的叶片旋向一致。

将用于显示水温的数显屏幕和用于给数显屏幕供电的水流发电机以及用于感应水温的热敏电阻结合在水力发电机中，在生产数显水龙头时更加方便，且降低水龙头的装配难度，大幅降低制造成本且利于后续维修更换。

Claims (6)

1.一种快拆一体式水力发电机，包括具有定子线圈和转子的发电机机芯，设置在转子转轴下带动转子转动的叶轮，所述的叶轮设置在自来水管的水流之中，还包括包覆于发电机机芯外的发电机壳体，其特征在于：所述发电机机芯周向与发电机壳体之间形成安装间隙，所述转轴一端穿出发电机壳体与叶轮连接，所述发电机壳体朝向叶轮的一端连接有进出水底座，所述进出水底座与发电机壳体之间形成工作腔，叶轮位于工作腔中，所述进出水底座远离工作腔的一端开口形成至少一个进水口，发电机壳体在叶轮处设有沿发电机壳体外周均布的多个出水槽，所述发电机机芯朝向发电机壳体的一端与发电机壳体连接并紧密配合，所述安装间隙中设有一端穿出发电机壳体并延伸至工作腔中的热敏电阻，所述热敏电阻与发电机壳体之间紧密配合，所述热敏电阻另一端设置有延伸出发电机壳体的第一导线，所述发电机机芯包括机壳，所述机壳包括机芯上盖及与机芯上盖装配后形成转子转轴容置腔的机芯下盖，所述转子位于转子转轴容置腔且中部穿设陶瓷材质的转轴，所述定子分布于机壳两侧且定子上设有延伸出发电机壳体的第二导线，所述陶瓷转轴轴向与机芯上盖之间设置有第一陶瓷耐磨结构、与机芯下盖之间设有第二陶瓷耐磨结构，所述发电机壳体远离叶轮的一端连接有数显外壳，所述数显外壳相对连接发电机壳体的另一端安装有数显屏幕，所述热敏电阻通过第一导线与数显屏幕电连接，所述定子通过第二导线与数显屏幕电连接。

2.根据权利要求1所述的一种快拆一体式水力发电机，其特征在于：所述第一陶瓷耐磨结构包括套设于陶瓷转轴朝向机芯上盖一端的第一陶瓷轴套，所述机芯上盖在第一陶瓷轴套相应位置设有第一容置腔，第一陶瓷轴套位于第一容置腔中并与第一容置腔紧密配合，所述第一容置腔中部向远离陶瓷转轴的一端凸起形成与第一容置腔连通的第二容置腔，所述第二容置腔中安装有陶瓷珠，陶瓷珠与陶瓷转轴一端接触，所述第二陶瓷耐磨结构包括套设于陶瓷转轴朝向机芯下盖一端的第二陶瓷轴套，所述机芯下盖在第二陶瓷轴套相应位置设有第三容置腔，所述第二陶瓷轴套位于第三容置腔中并与第三容置腔紧密配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种快拆一体式水力发电机，其特征在于：所述进出水底座包括有底座本体及设置于底座本体上沿底座本体轴向向远离叶轮一端延伸的过滤环，所述进水口设置于底座本体上，所述过滤环中安装有过滤网，所述过滤网卡接于过滤环中，所述过滤环朝向过滤网的一端设置有第一限位环阶。

4.根据权利要求3所述的一种快拆一体式水力发电机，其特征在于：过滤环外径大于底座本体的外径从而形成限位环台，底座本体穿入发电机壳体中并与发电机壳体内壁之间设置有卡接结构，发电机壳体一端与限位环台相抵并通过卡接结构与底座本体相固定。

5.根据权利要求4所述的一种快拆一体式水力发电机，其特征在于：卡接结构包括底座本体穿入发电机壳体一端外壁相对设置的至少一组第一卡接块，所述发电机壳体上设有与第一卡接块对应设置的第一卡接槽，第一卡接块朝向发电机壳体的一端设置有卡接引导面。

6.根据权利要求5所述的一种快拆一体式水力发电机，其特征在于：底座本体外壁还设有相对设置的至少一组抵接块，所述发电机壳体在抵接块相对应位置开设有抵接缺口。

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