專利名稱：微型水力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種微型水力發(fā)電裝置，尤指一種利用水力發(fā)電原理產(chǎn)生電壓的裝置。
背景技術(shù)：
利用水力發(fā)電裝置供給熱水器電壓的目的在于免除與熱水器的電源相關(guān)的一切維修工作，倘若需要定期更換部品的話，就失去設(shè)置發(fā)電裝置的意義。創(chuàng)作人申請的中國臺灣專利第M393650號『微型水力發(fā)電裝置』，正是利用流經(jīng)瓦斯熱水器輸水管路的水驅(qū)動水輪機，再由水輪機帶動發(fā)電機產(chǎn)生交流電，并經(jīng)整流穩(wěn)壓后，向熱水器的電子點火裝置供電，達到免除更換電池的不便，同時減少對自然資源的消耗，以及降低因為使用電池而對環(huán)境所造成的傷害。由于上述專利所揭示的微型水力發(fā)電裝置包含有產(chǎn)生磁場所要的永久磁鐵，而流經(jīng)發(fā)電裝置的水至少存有固體的雜質(zhì)。固體的雜質(zhì)，除了隨流入的水進入外，還包括管路本身引起的銹蝕，這些鐵銹等固體雜質(zhì)若不事先除去，會被磁鐵所吸引，日積月累的結(jié)果，會增大管路的阻力或壓力損失，并對系統(tǒng)造成嚴重危害。因此，上述專利在管道殼體的流入段設(shè)置圓筒狀的過濾器，對流經(jīng)流入口的水進行過濾。此外，在形成于 流入段和流出段之間的旁路上設(shè)置釋壓閥，可在釋壓閥因為突出的壓力而自動打開，從旁路釋放過量壓力的同時，一并排放集聚在過濾器上的鐵銹等固體雜質(zhì)，免除經(jīng)常清洗或更換過濾器的不便。然而，由于該流入口的流入側(cè)與流出側(cè)大小一致，因此容易增加管路的阻力或壓力損失。另一方面，該過濾器是由個別成型的塑膠制圓筒狀骨架和金屬濾網(wǎng)組合而成，因此制造成本相對較高；同時，該圓筒狀過濾器需要相當長度，才能揮發(fā)預(yù)期的過濾效果，相對的，需要較長的管道殼體，導(dǎo)致材料成本跟著增加。

實用新型內(nèi)容本實用新型乃為解決上述問題所成，其目的在于提供一種改良的微型水力發(fā)電裝置，可以減少管路阻力或壓力損失。本實用新型另一目的在于提供一種改良的微型水力發(fā)電裝置，可以在達成相同過濾效果的同時，縮短管道殼體的長度，減少材料消耗，降低制造成本。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種微型水力發(fā)電裝置，包括有外殼、水輪機、發(fā)電機、電子電路與釋壓閥，該外殼包含有管道殼體與機電殼體，該管道殼體內(nèi)部形成有供水流通的流入口與流出口，在該流入口與流出口之間形成有收納該釋壓閥用的閥室與釋放過量壓力用的旁路，在靠近該流入口的閥室外側(cè)形成有進水通道，在靠近該流出口的閥室內(nèi)側(cè)下方形成有排水通道，該旁路包括有受該釋壓閥控制開閉的閥口 ；該機電殼體內(nèi)部隔離出第一與第二殼室，該水輪機與該發(fā)電機的轉(zhuǎn)子設(shè)置在該第一殼室，該發(fā)電機的定子與該電子電路安置在該第二殼室；所述進水通道的流出側(cè)擴展成一圍繞該閥室周圍而面對該第一殼室的環(huán)狀凹槽。所述環(huán)狀凹槽的上方進一步設(shè)有一過濾環(huán)。所述閥室由一形成于該環(huán)狀凹槽內(nèi)側(cè)的分隔環(huán)界定而成，該進水通道形成于該分隔環(huán)的外環(huán)壁與該環(huán)狀凹槽的內(nèi)槽壁之間；該旁路由一從該管道殼體底部朝該閥室方向延伸的隔離環(huán)所界定，該排水通道形成于該分隔環(huán)的內(nèi)環(huán)壁與該隔離環(huán)的外環(huán)壁之間，該隔離環(huán)的上方開口構(gòu)成該釋壓閥的閥口，且在其環(huán)壁上設(shè)有一溝通該流入口的缺口，該缺口與閥口分別構(gòu)成該旁路的入水口與出水口。所述過濾環(huán)圍繞該分隔環(huán)的周圍，并由一從該環(huán)狀凹槽的內(nèi)槽壁上方沿徑向向外延伸的擱架所承載，而保持在該管道殼體與機電殼體的接觸面間。本實用新型有益效果是:透過通過將進水通道的流出側(cè)擴展成環(huán)狀凹槽，以及設(shè)置在環(huán)狀凹槽上的過濾環(huán)，一方面可以減少管路阻力或壓力損失，一方面能夠過濾水中的顆粒雜質(zhì)，確保進入系統(tǒng)的水是清潔的，避免對系統(tǒng)造成危害，同時還能有效縮短管道殼體的長度，減少材料消耗，降低制造成本。

圖1為本實用新型的立體圖。圖2為本實用新型的元件分解圖。圖3為本實用新型的軸向(水流方向)剖面圖，顯示釋壓閥處于閉閥位的狀態(tài)。其中箭頭表示水流路徑。圖4為與圖3近似的剖面圖，顯示釋壓閥作動成開閥位的狀態(tài)。附圖標號:10:微型水力發(fā)電裝置；11:外殼；12:過濾環(huán)；13:7欠輪機；14:發(fā)電機；15:電子電路；16:釋壓閥；20:閥室；21:管道殼體；22:機電殼體；23:殼蓋；24:流入口 ；25:流出口 ；26:旁路；27:分隔環(huán)；28:隔離環(huán)；29:環(huán)狀凹槽；30:閥口 ；31:閥座；32:流入側(cè)接頭；33:流出側(cè)接頭；34:進水通道；35:排水通道；36:基座；37:螺絲孔；38:螺絲；39:螺孔；40:密封環(huán)；41:隔離罩；42:第一殼室；43:第二殼室；44:缺口 ；45:擱架；51:渦殼；52:水輪機室；53:進水孔；54:泄水孔；55:支架；56:柱孔；57:葉輪；58:輪軸；61:轉(zhuǎn)子；62:定子；63:永久磁鐵；64:激磁繞組；65:導(dǎo)線；71:基座；72:閥體；73:彈簧；74:中心柱。
具體實施方式
以下僅以實施例說明本實用新型可能的實施態(tài)樣，然而并非用以限制本實用新型所欲保護的范疇，先予敘明。圖1為本實用新型微型水力發(fā)電裝置10的外觀，圖2為其元件分解狀態(tài)，圖3為其軸向(水流方向)的剖面，可供說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容。該微型水力發(fā)電裝置10包含有外殼11、過濾環(huán)12、水輪機13、發(fā)電機14、電子電路15與釋壓閥16。其中:外殼11由一管道殼體21、一機電殼體22與一殼蓋23構(gòu)成。管道殼體21內(nèi)部形成有供水流通的流入口 24與流出口 25，在流入口 24與流出口 25之間形成有收納釋壓閥16用的閥室20與釋放過量壓力用的旁路26。閥室20由一形成于管道殼體21上方環(huán)狀凹槽29內(nèi)側(cè)的分隔環(huán)27界定而成，該分隔環(huán)27的外環(huán)壁與環(huán)狀凹槽29的內(nèi)槽壁之間在靠近流入口 24的內(nèi)側(cè)，也就是閥室20的外側(cè)形成一進水通道34，上述環(huán)狀凹槽29圍繞閥室20周圍而構(gòu)成進水通道34的流出側(cè)。旁路26由一從管道殼體21底部朝閥室20方向延伸的隔離環(huán)28所界定，該隔離環(huán)28的環(huán)壁上設(shè)有一溝通流入口 24的缺口 44，作為旁路26的入水口，而形成于隔離環(huán)28上方的閥口 30構(gòu)成旁路26的出水口 ；同時，隔離環(huán)28的外環(huán)壁與分隔環(huán)27的內(nèi)環(huán)壁之間在靠近流出口 25的內(nèi)側(cè)，亦即閥室20的內(nèi)側(cè)下方形成一排水通道35，以溝通閥室20與流出口 25，使流進閥室20的水得以從排水通道35排入流出口 25。隔離環(huán)28上方的閥口 30平時被釋壓閥16封閉，使流入口 24在釋壓閥16關(guān)閉狀態(tài)下，不能直接經(jīng)由旁路26溝通流出口 25。為了提供可靠的密封效果，隔離環(huán)28上面設(shè)有一圍繞閥口 30周圍的閥座31，其作用留待后述，暫且表過。又，管道殼體21在流入口 24與流出口25的外側(cè)各自形成有流入側(cè)接頭32與流出側(cè)接頭33，分別用來連接管接頭(圖未示)，以通過該管接頭連接輸水管路(圖未示)。管道殼體21在環(huán)狀凹槽29的槽壁上端形成一平坦的基座36，其四周設(shè)有螺絲孔37供螺絲38穿過，此等螺絲38旋入機電殼體22的螺孔39中，如此，將機電殼體22鎖緊在管路殼體21上，并通過一密封環(huán)40在兩者的接觸面間形成妥善的氣密，借以防止水泄漏。機電殼體22內(nèi)部被一圓筒狀的隔離罩41隔成第一殼室42與第二殼室43，第一殼室42溝通進水孔道34與閥室20，并接納水輪機13及發(fā)電機14的轉(zhuǎn)子61 ;第二殼室43用以容納發(fā)電機14的定子62與電子電路15，再以殼蓋23覆蓋保護。過濾環(huán)12采用不生銹的金屬網(wǎng)沖壓成環(huán)狀(墊圈)，而擱置在從環(huán)狀凹槽29的內(nèi)槽壁上端沿徑向向外延伸的擱架45上，并且圍繞在分隔環(huán)27的周圍，而保持在管道殼體21與機電殼體22的接觸面間，對流進環(huán)狀凹槽29的水進行過濾，以濾除水中的鐵銹等固體雜質(zhì)，確保進入系統(tǒng)的水是清潔的，避免對其造成危害。水輪機13包括一潤殼51,潤殼51被安置在第一殼室42的下方,該潤殼51的內(nèi)部界定一水輪機室52，并包括一對沿徑向設(shè)于殼壁而溝通水輪機室52的進水孔53、一溝通水輪機室52與閥室20的軸向泄水孔54，及一用以界定泄水孔54的鏤空支架55，該支架55的中心具有一柱孔56。此外，水輪機13還包含一設(shè)置在水輪機室52的葉輪57，該葉輪57圍繞一輪軸58轉(zhuǎn)動。上述輪軸58的兩端分別固定在隔離罩41的徑向段與渦殼51的支架55上。發(fā)電機14包含一轉(zhuǎn)子61與一定子62。轉(zhuǎn)子61由若干排列成環(huán)狀的永久磁鐵63構(gòu)成，而被安置在第一殼室42的上方，借以產(chǎn)生所要的磁場，并與葉輪57結(jié)合一起繞著輪軸58轉(zhuǎn)動。定子62設(shè)置在第二殼室43內(nèi)，其具有若干激磁繞組64，隔著隔離罩41的軸向段對著轉(zhuǎn)子61，使永久磁鐵63產(chǎn)生的磁場可以傳導(dǎo)至激磁繞組64上。電子電路15電性連接定子62的輸出端，并與定子62 —同被合成樹脂密封在第二殼室43內(nèi)，以將定子62產(chǎn)生的交流電加以整流、濾波及穩(wěn)壓后，通過一帶連接器的導(dǎo)線65輸出。釋壓閥16設(shè)置在管道殼體21的閥室20內(nèi)，由一基座71、一閥體72與一彈簧73組成，該基座71具有一中心柱74支持于渦殼51的柱孔56滑動。閥體72安裝在基座71上。彈簧73為使壓縮力發(fā)生作用的壓力彈簧而圍繞在中心柱74的周圍，其兩端分別支持于潤殼51的支架55與基座71上。在管道殼體21與機電殼體22鎖緊一起的狀態(tài)下,彈簧73會被壓縮，以借其彈性力使閥體72平常密著于閥座31而封閉閥口 30。接著以本實用新型所揭露的微型力水力發(fā)電裝置10應(yīng)用在瓦斯熱水器為例，說明其工作原理。請參閱圖3，當熱水龍頭被打開時，水從管道殼體21的流入口 24經(jīng)由進水通道34流進環(huán)狀凹槽29，并經(jīng)環(huán)狀凹槽29上的過濾環(huán)12過濾后流入第一殼室42，再從渦殼51的進水孔53流進水輪機室52內(nèi)推動葉輪57，然后經(jīng)由泄水孔54與排水通道35排入流出口 25，使葉輪57能持續(xù)接受水流的能量而轉(zhuǎn)動，并帶動轉(zhuǎn)子61讓永久磁鐵63產(chǎn)生的磁場同轉(zhuǎn)，使定子62的激磁繞組64切斷運動的磁力線，因而在激磁繞組64上感應(yīng)一交流電，并經(jīng)電子電路15整流、濾波和穩(wěn)壓后，從導(dǎo)線65輸出一平穩(wěn)而足夠的直流電，供給瓦斯熱水器的電子點火裝置工作所需。如圖4所示，當水壓超過釋壓閥16預(yù)設(shè)的壓力，使閥體72下方的壓力大于彈簧73的彈性力時，閥體72就會自動打開，釋放過量壓力，使部分的水經(jīng)由旁路26流向流出口 25，讓轉(zhuǎn)子61能接受穩(wěn)定的水流能量而旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓，同時自動沖掉集聚在過濾環(huán)12上的雜質(zhì)，以免阻塞而引起過濾不良，增大管路的阻力或壓力損失。一旦壓力降到預(yù)設(shè)壓力時，閥體72再度關(guān)閉。需知，本實用新型不受使用于瓦斯熱水器的限制，亦適合向其它與水有關(guān)的電子裝置供電，所舉的熱水器旨在例示與說明，并無意限制使用于任何特定的設(shè)備。當然，上述實施例可在不脫離本實用新型的范圍下加以若干變化，故以上說明所包含及附圖中所示的全部事項應(yīng)視為例示性，而非用以限制本實用新型的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求1.一種微型水力發(fā)電裝置，包括有外殼、水輪機、發(fā)電機、電子電路與釋壓閥，該外殼包含有管道殼體與機電殼體，該管道殼體內(nèi)部形成有供水流通的流入口與流出口，在該流入口與流出口之間形成有收納該釋壓閥用的閥室與釋放過量壓力用的旁路，在靠近該流入口的閥室外側(cè)形成有進水通道，在靠近該流出口的閥室內(nèi)側(cè)下方形成有排水通道，該旁路包括有受該釋壓閥控制開閉的閥口 ；該機電殼體內(nèi)部隔離出第一與第二殼室，該水輪機與該發(fā)電機的轉(zhuǎn)子設(shè)置在該第一殼室，該發(fā)電機的定子與該電子電路安置在該第二殼室； 其特征在于，該進水通道的流出側(cè)擴展成一圍繞該閥室周圍而面對該第一殼室的環(huán)狀凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述環(huán)狀凹槽的上方進一步設(shè)有一過濾環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述閥室由一形成于該環(huán)狀凹槽內(nèi)側(cè)的分隔環(huán)界定而成，該進水通道形成于該分隔環(huán)的外環(huán)壁與該環(huán)狀凹槽的內(nèi)槽壁之間；該旁路由一從該管道殼體底部朝該閥室方向延伸的隔離環(huán)所界定，該排水通道形成于該分隔環(huán)的內(nèi)環(huán)壁與該隔離環(huán)的外環(huán)壁之間，該隔離環(huán)的上方開口構(gòu)成該釋壓閥的閥口，且在其環(huán)壁上設(shè)有一溝通該流入口的缺口，該缺口與閥口分別構(gòu)成該旁路的入水口與出水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型水力發(fā)電裝置，其特征在于，所述過濾環(huán)圍繞該分隔環(huán)的周圍，并由一從該環(huán)狀凹槽的內(nèi)槽壁上方沿徑向向外延伸的擱架所承載，而保持在該管道殼體與機電殼體的接觸面間。
專利摘要一種微型水力發(fā)電裝置，包括有外殼、水輪機、發(fā)電機、電子電路與釋壓閥，外殼包含有管道殼體與機電殼體，水輪機、發(fā)電機與電子電路設(shè)置在機電殼體內(nèi)，管道殼體內(nèi)部形成有供水流通的流入口與流出口，在流入口與流出口之間形成有收納釋壓閥用的閥室與釋放過量壓力用的旁路，閥室外側(cè)靠近流入口處形成有進水通道，閥室內(nèi)側(cè)下方靠近流出口處形成有排水通道，水從進水通道流進機電殼體推動水輪機帶動發(fā)電機產(chǎn)生交流電，并經(jīng)電子電路整流穩(wěn)壓輸出后，從排水通道排入流出口；進水通道的流出側(cè)擴展成圍繞閥室周圍的環(huán)狀凹槽，以減少管路阻力或壓力損失，同時在環(huán)狀凹槽上設(shè)有過濾環(huán)，對流過的水進行過濾，以濾除水中的顆粒雜質(zhì)，避免對系統(tǒng)造成危害。
文檔編號F03B13/00GK203035437SQ20132004077
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者莊嘉信, 莊加嵩 申請人:莊嘉信, 莊加嵩