自来水发电装置的制作方法

本发明属于节能发电设备技术领域，尤其涉及一种自来水发电装置。

背景技术：

现代城市的居住人口越来越多，城市供水压力较大，水管输送到用户家中的水压不均衡，尤其是现在家家户户都搬进楼房居住，有的用户家中水压较大，有的用户家中水压则较小，这与用户居住的楼层有关。目前，人们通常都是通过控制水龙头的开启量来调节水压大小，这样做的效果虽然比较直接，然而水压存在的势能却白白浪费了，对于水压较小的情况即便将水龙头开到最大也只能解决表面问题，起不到调节水压的作用，尤其是同时使用多个水龙头的时候用水效果收到严重影响；同时，单单依靠水龙头进行调节也严重影响到水龙头的使用寿命。

技术实现要素：

本发明针对上述的自来水管路水压调节方面所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、自动化程度高且节能高效的自来水发电装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的自来水发电装置，包括机盒，所述机盒内设置有叶轮和发电机，所述叶轮包括叶片、轮轴和水箱，所述轮轴与发动机的输入轴连接，所述发电机的输出端连接有整流器，所述整流器的输出端连接有蓄电池，所述机盒上连接有进水三通管和出水三通管，所述进水三通管包括进水干管、主冲管和助冲管，所述助冲管为切击式水管，所述助冲管上设置有电磁阀Ⅰ，所述出水三通管包括出水干管和两支平行设置的出水支管，其中一支出水支管上设置有电磁阀Ⅱ，所述叶片包括6扇扭转式叶片，所述扭转式叶片上设置有多个半月状的冲击槽，所述机盒上设置有自动控制显示装置和无线充电板并与蓄电池电性连接，所述自动控制显示装置包括压力传感器以及电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ的控制器，所述蓄电池上设置有USB 接口和市电接口。

作为优选，所述助冲管的输出端方向与主冲管的输出方向所呈角为60度，所述助冲管的输出端到轮轴的垂直距离等于助冲管的输出端到轮轴的垂直距离的2倍。

作为优选，所述主冲管的输出端和助冲管的输出端设置有加压喷头。

作为优选，所述扭转式叶片上设置有径向的挡水板。

作为优选，所述冲击槽的垂直截面为三角形，所述冲击槽的靠近轮轴中心的面与叶片表面所夹的角为锐角，所述冲击槽的远离轮轴中心的面与叶片表面所夹的角为钝角。

作为优选，所述轮轴与发电机输入轴同轴连接，所述轮轴的前端设置有止推轴承，所述轮轴的后端与水箱的连接处设置有滚子轴承，所述滚子轴承的滚子阵列分布在轮轴上。

作为优选，所述轮轴的前端设置有止推轴承，所述轮轴与发电机输入轴之间设置有二级加速器，所述二级加速器包括第一齿轮副和第二齿轮副。

作为优选，所述第一齿轮副为锥齿轮副，所述第二齿轮副为圆柱齿轮副。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明提供的自来水发电装置，利用设置有加压喷头主冲管和助冲管提高了水箱内的进水压力，而且切击式水管和主冲管的组合冲击提高了叶片旋转的效率，进而提高了发电机的发电效率。

2、本发明提供的自来水发电装置，利用扭转式叶片以及冲击槽提高了进水冲击到叶片上的作用力面积，从而有效提高了叶片的旋转速率，进而提高了发电机的发电效率。

3、本发明提供的自来水发电装置，利用自动控制显示器以及电磁阀实现了自动调压的功能，提高了整个装置的自动化程度，同时也有效保护了用户水龙头的使用寿命，而且自动控制显示装置能够收集发电量和蓄电池电量数据。

4、本发明提供的自来水发电装置，利用止推轴承以及与轮轴一体设置的的滚子轴承提高了叶轮输出转矩的稳定性，保证了发电机输入轴的有效输入转矩，进而提高了发电机的发电效率。

5、本发明提供的自来水发电装置，利用二级加速器提高了发电机输入轴的转动速率，进而提高了发电机的发电效率。

6、本发明提供的自来水发电装置，利用USB接口和无线充电板可供外部电器用电，利用市电接口可以为蓄电池充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1和实施例2提供的自来水发电装置的整体结构示意图；

图2为实施例1提供的自来水发电装置的内部结构示意图；

图3为实施例1和实施例2提供的进水三通管的工作简图；

图4为实施例2提供的自来水发电装置的内部结构示意图；

以上各图中，1、机盒；2、进水三通管；21、进水干管；22、主冲管； 23、助冲管；24、加压喷头；25、电磁阀Ⅰ；3、出水三通管；31、出水干管； 32、出水支管；33、电磁阀Ⅱ；4、叶轮；41、叶片；411、冲击槽；42、轮轴；43、水箱；44、挡水板；5、发电机；51、输入轴；6、整流器；7、蓄电池；71、USB接口；72、市电接口；8、自动控制显示装置；9、无线充电板；10、止推轴承；11、滚子；12、二级加速器；121、第一齿轮副；122、第二齿轮副。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构器限定作用。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1和图2所示，本发明提供的自来水发电装置，包括机盒1，所述机盒1内设置有叶轮4和发电机5，所述叶轮包括叶片41、轮轴42和水箱 43，所述轮轴42与发动机的输入轴51连接，所述发电机5的输出端连接有整流器6，所述整流器6的输出端连接有蓄电池7，整流器6可以将发电机的发电量转换成直流电储存在蓄电池7中，其中发电机5、整流器6和蓄电池7为现有技术中的成熟部件，因此本发明对于三者的具体结构以及连接方式就不再赘述。

本发明提供的机盒1上连接有进水三通管2和出水三通管3，所述进水三通管2包括进水干管21、主冲管22和助冲管23，所述助冲管23上设置有电磁阀Ⅰ25，所述出水三通管3包括出水干管31和两支平行设置的出水支管32，其中一支出水支管上设置有电磁阀Ⅱ33，所述机盒1上设置有自动控制显示装置8和无线充电板9并与蓄电池7电性连接，所述自动控制显示装置8的电量和无线充电板9的电量都来自蓄电池7，所述自动控制显示装置8包括压力传感器以及电磁阀Ⅰ和电磁阀Ⅱ的控制器(图中未画出)，所述压力传感器设置在水箱的外壁上用来检测水箱中的总体压力值，当压力传感器检测到的总体压力值小于预设的压力阈值，控制器控制两个电磁阀关闭，同时发电机5的输入轴变成输出轴也就是将发电机5作为电机带动叶轮旋转，进水三通管2和出水三通管3也分别只剩一支投入使用，进水的压力和水箱43中的压力同时联动上升，这样的话即便管路中水压较小仍然可以顺利供水，实现自动调压功能，自动化程度高；另外，所述蓄电池7上设置有USB接口71，利用USB接口71 和无线充电板9可供外部电器用电，为了避免蓄电池7电量不足，所述蓄电池 7上设置有市电接口72，这样便可在蓄电池电量不足时接入市电为蓄电池7充电。

为了提高发电机的发电效率，本发明提供的助冲管23为切击式水管，切击式水管的特点就是通过特定方向设置水管管路来提高输水的冲击力，所述主冲管22的输出端和助冲管23的输出端设置有加压喷头24进一步提高输水的压力；所述叶片41包括6扇扭转式叶片，所述6扇扭转式叶片以轮轴42中心为圆心呈阵列分布，所述扭转式叶片在单位宽度上的径向长度都相等，也就是说叶轮旋转形成一个立体的圆柱水流空间，同时，如图3所示，所述助冲管23 的输出端方向与主冲管22的输出方向所呈角为60度，所述助冲管23的输出端到轮轴42的垂直距离等于助冲管23的输出端到轮轴42的垂直距离的2倍，这样的话，主冲管22和助冲管23起初共同作用在同一扇叶片上直到下一扇叶片开始进入到助冲管23的输水射程范围，主冲管22的输水压力继续作用于之前的叶片，大大增加了水作用到叶片41上的压力(推动力)，促进叶轮4快速旋转，从而提高了发电机5的发电效率。

进一步地，本发明提供的扭转式叶片上设置有多个半月状的冲击槽411，冲击槽411的数量根据具体的叶片41的面积大小而定，所述每个冲击槽411 的垂直截面为三角形，所述每个冲击槽411的靠近轮轴中心的面与叶片表面所夹的角为锐角，所述冲击槽411的远离轮轴中心的面与叶片表面所夹的角为钝角，自然地，所述冲击槽411的底角就是一个锐角，这样的话，冲击槽可以起到应力集中的作用，进水冲击到叶片41上的冲击槽的压力(推动力)提高，促进叶轮4快速旋转，从而提高了发电机5的发电效率；另外，为了凝聚水箱43 中的水流，提高出水效率，本发明提供的每个扭转式叶片上设置有径向的挡水板44，减少了因水流飞溅而消耗的水压势能。

本发明提供的实施例1的轮轴42与发电机的输入轴51同轴连接，最佳的连接方式是轮轴42的输出端与发电机输入轴51用联轴器连接，可靠性高；所述轮轴51的前端与水箱上靠近叶片的位置设置有止推轴承10，所述轮轴的后端与水箱的连接处设置有滚子轴承，所述滚子轴承的滚子11阵列分布在轮轴 42上，滚子轴承的轴瓦套在轮轴上，所述轮轴42上设置有相应的滚子槽，滚子可以滚子槽中滚动，利用止推轴承10、与轮轴一体设置的滚子轴承、联轴器形成三点直线定位，减少了叶轮4和发电机5工作时的径向窜动，有效延长了发电机5和叶轮4的使用寿命，更重要的是提高了叶轮4输出转矩的稳定性，保证了发电机输入轴的有效输入转矩，进而提高了发电机的发电效率。

如图4所示，本发明提供的实施例2的轮轴与发电机输入轴之间设置有二级加速器12，所述二级加速器12包括第一齿轮副121和第二齿轮副122，利用二级加速器12提高了发电机输入轴的转动速率，降低了转矩，既保证了发电机的使用寿命还提高了发电机的发电效率；进一步地，本发明提供的第一齿轮副为锥齿轮副，所述第二齿轮副为圆柱齿轮副，两者同为增速齿轮副，而锥齿轮副的另一个作用就是能改变传动轴的布置方向，在发挥增速作用的同时还能尽量提高整个装置的集约程度，即内部结构布置的合理程度，减小了整个装置的体积。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。