CN221482052U - 一种水力发电控制盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水力发电控制盒，包括：外壳，其形成有容纳腔；水力发电单元，其容纳于容纳腔内，水力发电单元设有射流孔用于将从其进入的水螺旋射流增压喷射；控制电路板，其与水力发电单元连接用于接收水力发电单元产生的电能；充电电池，其与控制电路板连接，用于将经过控制电路板的电能储存；机械阀控制把手，其设于外壳上用于控制机械阀；其中，机械阀的出水口与射流孔连通以当电池电量不足无法打开电磁阀时手动控制出水，出水经水力发电单元发电，对电池进行充电。本实用新型为双控制水道设计，既能感应出水发电，又能手动机械阀控制出水，水力发电机芯采用螺旋射流增压喷射，提高发电效率，适合低水压环境下使用。

Description

一种水力发电控制盒

技术领域

本实用新型涉及卫浴水龙头技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种水力发电控制盒。

背景技术

当前，感应水龙头越来越多，其中，红外感应水龙头多数采用市政用电或电池方式进行使用，此种智能感应龙头虽然可以无接触使用，但是，一方面，其需要消费者在电池没电时对电池进行更换维护，限制了智能感应水龙头的使用环境以及增加了维护成本。另一方面，市政用电因家庭无安装插座接线等原因无法使用。

虽然有通过水力发电结构为智能感应水龙头提供电能，但是，市面上现有的水力发电控盒是通过现有电磁阀外接水力发电机芯，其结构复杂，体积大，密封处较多，容易造成漏水，且电磁阀出水流经水力发电叶轮，由于过水孔径较大，在低水压下叶轮转动慢，水力发电较果不佳。而且，水力发电与发电充电时长相关，虽然有水力发电，但如果经常短暂使用会造成功耗比充电效率比大，造成电池耗尽电磁阀不能打开无法使用的问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型的目的是提供一种水力发电控制盒，其为双控制水道设计，内置手动开关阀芯，当充电电池不足无法打开电磁阀时可手动打开把手，可正常出水，且手动出水经水力发电机芯发电，对电池进行再充电，即可应急使用也可对充电电池二次充电，充电后恢复感应出水正常使用。

为了实现根据本实用新型的目的和其它优点，提供了一种水力发电控制盒，包括：

外壳，其形成有容纳腔；

水力发电单元，其容纳于所述容纳腔内，所述水力发电单元设有射流孔入口用于将从其进入的水螺旋射流增压从射流孔出口喷射；

控制电路板，其与所述水力发电单元连接用于接收所述水力发电单元产生的电能；

充电电池，其与所述控制电路板连接，用于将经过所述控制电路板接收的电能储存；

机械阀控制把手，其设于所述外壳上用于控制机械阀开启与关闭；

其中，所述机械阀的出水口与所述射流孔连通以当充电电池电量不足无法打开电磁阀时能手动打开机械阀控制把手正常出水，手动出水经水力发电单元发电，对充电电池进行充电。

优选的是，其中，所述水力发电单元还包括：

底座，其被配置有所述射流孔入口和射流孔出口；

叶轮，其上安装有三颗强磁磁铁、轴承和钢珠；

过滤网，其被配置在所述底座上的进水处以对进入水力发电单元的水进行过滤；

水力发电机，其与所述叶轮连接通过所述叶轮转动发电；

其中，水流从所述射流孔入口流入成角度作用于所述叶轮上。

优选的是，其中，所述水力发电控制盒还包括：

信号线，其一端穿过所述外壳上的通孔与所述控制电路板连接，另一端与龙头红外感应区连接；

电磁阀，其被配置在所述容纳腔中，所述电磁阀与所述控制电路板连接。

优选的是，其中，所述水力发电控制盒还包括：

NTC温度传感器，其被配置在所述水力发电机的机芯上用于检测水温并将其在龙头上显示。

优选的是，其中，所述水力发电控制盒还包括：

进水口，其设于所述外壳的下方，所述进水口与所述外壳的连接处设置有第一密封圈；

出水口，其设于所述外壳的上方，所述出水口与所述外壳的连接处设置有第二密封圈。

优选的是，其中，所述水力发电控制盒还包括：

一对连接件，其分别配置在所述外壳的两侧，其中，每一连接件上开设有螺孔，螺孔中设置有螺栓，通过所述螺栓可将水力发电控制盒固定在龙头设置位置的墙上。

优选的是，其中，所述信号线与所述外壳连接处的所述通孔上设置有第三密封圈。

优选的是，其中，所述射流孔入口和射流孔出口的个数均为4，4个射流孔孔入口和射流孔出口均匀分布在所述底座上。

本实用新型至少包括以下有益效果：

第一、本实用新型水力发电控制盒采用双控制水道设计，内置手动开关阀芯，当充电电池不足无法打开电磁阀时可手动打开把手，可正常出水，且手动出水经水力发电机芯发电，对电池进行再充电，即可应急使用也可对充电电池二次充电，充电后恢复感应出水正常使用。

第二、本实用新型水力发电控制盒中水力发电机芯采用螺旋射流增压喷射，提高发电效率，适合低水压环境下使用。

第三、本实用新型水力发电控制盒采用手动自动一体化结构设计，体积小，成本低，结构简单，可适用于塑料件开模。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的水力发电控制盒的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的水力发电控制盒的内部结构图；

图3是本实用新型一个实施例的水力发电控制盒在感应模式下的内部结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例的水力发电控制盒在手动模式下的内部结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例的水力发电控制盒中双水道阀体的结构示意图；

图6是本实用新型一个实施例的水力发电控制盒中水力发电机机芯的结构示意图；

图7是本实用新型一个实施例的水力发电控制盒中电磁阀阀头的结构示意图；

图8是本实用新型一个实施例的水力发电控制盒中射流孔入口和射流孔出口的结构示意图；

附图标记：1：外壳、101：容纳腔、2：水力发电单元、201：射流孔入口、202：底座、203：叶轮、204：轴承、205：钢珠、206：过滤网、207：水力发电机、208：射流孔出口、209：第四密封圈、3：控制电路板、4：充电电池、5：机械阀控制把手、6：机械阀、601：升降阀芯、602：密封垫片、603：机械阀进水口、604：机械阀出水口、7：信号线、8：电磁阀、801：电磁阀滑柱、802：橡胶膜片、803：弹簧、804：电磁阀进水口、805：电磁阀出水口、806：膜片泄压孔、807：阀座泄压孔、808：阀座、809：电磁阀阀头、9：NTC温度传感器、10：进水口、11：第一密封圈、12：出水口、13：第二密封圈、14：连接件、15：螺孔、16：螺栓、17：通孔、18：第三密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。

需要说明的是，下述实施方案中的控制方法，如无特殊说明，均为常规方法，设备结构，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

如图1～8，本实用新型提供一种水力发电控制盒，包括：

外壳1，其形成有容纳腔101；

水力发电单元2，其容纳于所述容纳腔101内，所述水力发电单元2设有射流孔入口201用于将从其进入的水螺旋射流增压从射流孔出口208喷射；

控制电路板3，其与所述水力发电单元2连接用于接收所述水力发电单元2产生的电能；

充电电池4，其与所述控制电路板3连接，用于将经过所述控制电路板3接收的电能储存；

机械阀控制把手5，其设于所述外壳1上用于控制机械阀6开启与关闭；

其中，所述机械阀6的机械阀出水口604与所述射流孔入口201连通以当充电电池4电量不足无法打开电磁阀8时可手动打开机械阀6控制把手正常出水，手动出水经水力发电单元2发电，对充电电池4进行充电。

在上述实施方案中，通过将内置水力发电的控制盒连通在供电智能水龙头的前端，通过在龙头感应红外，使电磁阀8打开，利用流过的水流带动水力发电单元发电产生电能，再将产生的电能经过控制电路板3的充电电路转化储存至充电电池(锂电池)4，再由充电电池经过控制电路板3的放电电路转化为匹配感应龙头的电能使用，不仅有利于节约能源的使用，还能够避免消费者频繁更换电池的操作，极大提升感应龙头的应用场景。且此水力发电控制盒还能带有一个机械阀控制把手，应对长时间不使用时水力发电控制盒待机将内置电池消耗完后，可以打开机械阀控制把手通过机械阀6控制龙头出水，且手动出水经水力发电机芯发电，对充电电池4进行再充电，即可应急使用也可对充电电池4进行二次充电，充电后恢复感应出水正常使用。

在另一实施方案中，所述水力发电单元2还包括：

底座202，其被配置有所述射流孔入口201和射流孔出口208；

叶轮203，其上安装有三颗强磁磁铁、轴承204和钢珠205；

过滤网206，其被配置在所述底座202上的进水处以对进入水力发电单元2的水进行过滤；

水力发电机207，其与所述叶轮203连接通过所述叶轮203转动发电；

其中，水流从所述射流孔入口201流入成角度作用于所述叶轮203上。

在上述实施方案中，水力发电机207机芯底部设计有过滤网206，其作用可避免水中杂质进入水力发电机207或堵塞射流孔入口201。然后从水力发电机207机芯底座202的4个射流孔入口和射流孔出口208产生射流带动叶轮转动，叶轮203上安装有三颗强磁磁铁和轴承204、钢珠205，磁铁转动切割机芯线圈磁感线产生电流，通过控制电路板3的充电电路给充电电池4充电。然后从水力发电机207机芯流出到出水口12至水龙头。如图8中A，B，C所示，射流孔入口不是垂直于机芯底座202，而是与机芯底座202成45度倾斜，使得出水时射流产生螺旋状水流，采用螺旋射流增压喷射，提高发电效率，适合低水压环境下使用。

在另一实施方案中，所述水力发电控制盒还包括：

信号线7，其一端穿过所述外壳1上的通孔17与所述控制电路板3连接，另一端与龙头红外感应区连接；

电磁阀8，其被配置在所述容纳腔101中，所述电磁阀8与所述控制电路板3连接。

在上述实施方案中，通过信号线7连接水力发电控制盒和龙头红外感应；使用者通过龙头红外感应，信号线7传输信号到控制盒，控制盒接收到信号时打开电磁阀8(常闭电磁阀：在不工作不打开情况下处于常闭状态，通电通信号后打开)，电磁阀8受到信号，电磁阀8打开，水流流过控制盒中水力发电电机207，水力发电机207转动产生电能，所述水力发电机207与控制电路板3上水力发电机207的接口相连，水力发电机产生的电能经过控制电路板3上的充电电路存入充电电池4(锂电池)中，锂电池平时用于整个控制电路板3的待机用电和启动电磁阀8的用电。当水流流过水力发电机207时电机亮蓝灯时，水力发电机转化的电能只用于此次感应时电量的消耗，不能给电池充电。当水流流过水力发电机207时电机亮红灯时，电机转化的电能用于此次感应时电量的消耗，多出来的部分电能通过充电电路储存到锂电池中。

在另一实施方案中，所述水力发电控制盒还包括：

NTC温度传感器9，其被配置在所述水力发电机207的机芯上用于检测水温并将其在龙头上显示。

在上述实施方案中，NTC温度传感器为9为200NTC用于感知温度，测量水温并在龙头上显示水温度。

在另一实施方案中，所述水力发电控制盒还包括：

进水口10，其设于所述外壳1的下方，所述进水10口与所述外壳1的连接处设置有第一密封圈11；

出水口12，其设于所述外壳1的上方，所述出水口12与所述外壳1的连接处设置有第二密封圈13。

在上述实施方案中，通过进水口10进水后进入水力发电控制盒中，感应启动时，水流经过电磁阀8进入水力发电单元2发电后从出水口12流出到龙头出水。机械控制启动时，水流经过机械阀6进入水力发电单元2发电后从出水口12流出到龙头出水，进水口10和出水口12的连接处分别通过设置第一密封圈11和第二密封圈13提升整个装置的密封性能。

在另一实施方案中，所述水力发电控制盒还包括：

一对连接件14，其分别配置在所述外壳2的两侧，其中，每一连接件14上开设有螺孔15，螺孔15中设置有螺栓16，通过所述螺栓16可将水力发电控制盒固定在龙头设置位置的墙上。手动自动一体化结构设计，体积小，成本低，结构简单，可适用于塑料件开模。

在另一实施方案中，所述信号线7与所述外壳1连接处的所述通孔17上设置有第三密封圈18以提升信号线和水力发电控制盒之间的密封性能。

在另一实施方案中，如图6，所述射流孔入口201和射流孔出口208的个数均为4，4个射流孔孔入口201和射流孔出口均匀分布在所述底座202上。通过采用射流状入口和出口设计，采用螺旋射流增压喷射，提高发电效率，适合低水压环境下使用。

本实用新型的一种最佳实施例为：

如图1～7，一种水力发电控制盒，包括：

外壳1，其形成有容纳腔101；

水力发电单元2，其容纳于所述容纳腔101内，所述水力发电单元2设有4个射流孔入口201用于将从其进入的水螺旋射流增压从4个射流孔出口208喷射；所述水力发电单元2还包括：底座202，其被配置有所述射流孔入口201和射流孔出口208；叶轮203，其上安装有三颗强磁磁铁、轴承204和钢珠205；过滤网206，其被配置在所述底座202上的进水处以对进入水力发电单元2的水进行过滤；水力发电机207，其与所述叶轮203连接通过所述叶轮203转动发电；其中，水流从所述射流孔入口201流入成角度作用于所述叶轮203上；

控制电路板3，其与所述水力发电单元2连接用于接收所述水力发电单元2产生的电能；

充电电池4，其与所述控制电路板3连接，用于将经过所述控制电路板3接收的电能储存；

机械阀控制把手5，其设于所述外壳1上用于控制机械阀6开启与关闭；

信号线7，其一端穿过所述外壳1上的通孔17与所述控制电路板3连接，另一端与龙头红外感应区连接；所述信号线7与所述外壳1连接处的所述通孔17上设置有第三密封圈18；

电磁阀8，其被配置在所述容纳腔101中，所述电磁阀8与所述控制电路板3连接；

NTC温度传感器9，其被配置在所述水力发电机207的机芯上用于检测水温并将其在龙头上显示；

进水口10，其设于所述外壳1的下方，所述进水10口与所述外壳1的连接处设置有第一密封圈11；

出水口12，其设于所述外壳1的上方，所述出水口12与所述外壳1的连接处设置有第二密封圈13；

一对连接件14，其分别配置在所述外壳2的两侧，其中，每一连接件14上开设有螺孔15，螺孔15中设置有螺栓16，通过所述螺栓16可将水力发电控制盒固定在龙头设置位置的墙上。

如图5中A双水道阀体中可清晰看出电磁阀进水口804和机械阀进水口603的位置，B双水道阀体中可清晰看出电磁阀出水口805和机械阀出水口604的位置。此最佳实施例中水力发电控制盒的工作原理为：

如图3所示为水力发电控制盒在感应状态下的水流方向(见图中黑色箭头走向)，具体包括：

水龙头感应打开，信号线将信号传输给控制电路板3，控制电路板3接收到信息后将信息发出，电磁阀8中的电磁阀滑柱801向右移动，阀座808中间的阀座泄压孔807打开，电磁阀8阀腔中的压力释放，进水压力大于阀腔内压力，水流从电磁阀进水口804进入电磁阀中，进水水压使橡胶膜片802向右移动并压缩弹簧803，此时电磁阀出水口805打开，水流从电磁阀出水口805流至水力发电单元2中，水力发电机207机芯底座202上设计有过滤网206，其用于过滤进入水力发电单元2中的水，避免水中杂质进入水力发电机207或堵塞射流孔入口201。然后从水力发电机207芯底座202的4个射流孔入口201和射流孔出口208产生射流带动叶轮203转动，叶轮203上安装有三颗强磁磁铁和轴承204、钢珠205，磁铁转动切割机芯线圈磁感线产生电流，通过控制电路板3中的充电电路给充电电池4充电。然后从水力发电机207机芯流出到出水口12至水龙头。当关闭水龙头时，电磁阀滑柱801左移，堵塞阀座泄压孔807，水流从膜片泄压孔806流入电磁阀8阀腔，电磁阀阀腔压力升高，橡胶膜片左移关闭电磁阀出水口805，水龙头关闭。

如图4所示为水力发电控制盒在手动控制状态下的水流方向(见图中黑色箭头走向)，具体包括：

逆时针旋转打开机械阀控制把手5，机械阀6的升降阀芯601的轴芯上移，带动密封垫片602上移，机械阀进水口603打开，经阀芯左边的机械阀出水口604流向水力发电机207机芯，水力发电机207机芯底部设计有过滤网206，其用于过滤进入水力发电单元2中的水，避免水中杂质进入水力发电机207或堵塞射流孔入口201。然后从水力发电机207机芯底座202的4个射流孔入口201和射流孔出口208产生射流带动叶轮203转动，叶轮203上安装有三颗强磁磁铁和轴承204、钢珠205，磁铁转动切割机芯线圈磁感线产生电流，通过控制电路板3中的充电电路给充电电池4充电。然后从水力发电机207机芯流出到出水口12至水龙头。当关闭水龙头时，顺时针旋转机械阀控制把手5，升降阀芯601下移关闭机械阀进水口603，水龙头停止出水。

本实用新型的水力发电控制盒通过在龙头感应红外，使电磁阀打开，利用流过的水流带动水力发电机旋转产生电能，再将产生的电能经过控制电路板的充电电路转化储存至锂电池，再由锂电池经过控制电路板的放电电路转化为匹配感应龙头的电能使用，不仅有利于节约能源的使用，还能够避免消费者频繁更换电池的操作，极大提升感应龙头的应用场景。本实用新型水力控制盒还带有一个应急开关(机械阀控制把手)，应对长时间不使用时控制盒待机将内置电池消耗完后，可以打开应急开关通过机械阀控制把手控制龙头出水，并给予控制盒内部充电电池充电。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种水力发电控制盒，其设置在感应水龙头上，其特征在于，所述水力发电控制盒包括：

外壳，其形成有容纳腔；

水力发电单元，其容纳于所述容纳腔内，所述水力发电单元设有射流孔入口用于将从其进入的水螺旋射流增压从射流孔出口喷射；

控制电路板，其与所述水力发电单元连接用于接收所述水力发电单元产生的电能；

充电电池，其与所述控制电路板连接，用于将经过所述控制电路板接收的电能储存；

机械阀控制把手，其设于所述外壳上用于控制机械阀开启与关闭；

其中，所述机械阀的出水口与所述射流孔入口连通以当充电电池电量不足无法打开电磁阀时能手动打开机械阀控制把手正常出水，手动出水经水力发电单元发电，对充电电池进行充电。

2.如权利要求1所述的水力发电控制盒，其特征在于，所述水力发电单元还包括：

底座，其被配置有所述射流孔入口和射流孔出口；

叶轮，其上安装有三颗强磁磁铁、轴承和钢珠；

过滤网，其被配置在所述底座上的进水处以对进入水力发电单元的水进行过滤；

水力发电机，其与所述叶轮连接通过所述叶轮转动发电；

其中，水流从所述射流孔入口流入成角度作用于所述叶轮上。

3.如权利要求1所述的水力发电控制盒，其特征在于，还包括：

信号线，其一端穿过所述外壳上的通孔与所述控制电路板连接，另一端与龙头红外感应区连接；

电磁阀，其被配置在所述容纳腔中，所述电磁阀与所述控制电路板连接。

4.如权利要求2所述的水力发电控制盒，其特征在于，还包括：

NTC温度传感器，其被配置在所述水力发电机的机芯上用于检测水温并将其在龙头上显示。

5.如权利要求1所述的水力发电控制盒，其特征在于，还包括：

进水口，其设于所述外壳的下方，所述进水口与所述外壳的连接处设置有第一密封圈；

出水口，其设于所述外壳的上方，所述出水口与所述外壳的连接处设置有第二密封圈。

6.如权利要求1所述的水力发电控制盒，其特征在于，还包括：

一对连接件，其分别配置在所述外壳的两侧，其中，每一连接件上开设有螺孔，螺孔中设置有螺栓，通过所述螺栓可将水力发电控制盒固定在龙头设置位置的墙上。

7.如权利要求3所述的水力发电控制盒，其特征在于，所述信号线与所述外壳连接处的所述通孔上设置有第三密封圈。

8.如权利要求2所述的水力发电控制盒，其特征在于，所述射流孔入口和射流孔出口的个数均为4，4个射流孔孔入口和射流孔出口均匀分布在所述底座上。