内联发电机的制作方法_3

文档序号:8402923阅读:来源:国知局
2可为螺丝型构造即为螺旋形的,且包括多个附连其上的磁体28。叶轮包括主体30和以螺丝状或螺旋形方式环绕主体30的连续鳍32。本实施例的装置10包括在管道之外的多个线圈22。根据装置的需要,多个线圈22为串联或并联。
[0067]旋转叶轮12从而反复地在具有绕芯杆的多匝绕组的定子芯内产生和中断磁滞回线。叶轮的边缘和定子芯的相应端被成形,以使得当彼此邻近放置时提供该和与磁耦合。由于呈现给流路的大的横截面区域(其不将流动流体的能量转换成叶轮的旋转)以及流体退出倾向于是高度湍流的,因此该螺旋缠绕的鳍不是优选的。
[0068]在如图4所示的另一实施方式中,线圈22附连到围绕管道16的支架46。轴24固定地附连到叶轮12并能旋转地啮合两个支撑架26。如图5中进一步所示,磁体28位于叶轮12的相反端。
[0069]支撑架26可固定到流体管道16的内壁42,或摩擦地啮合内壁42。
[0070]仍在另一实施方式中,如图5所示,支架46延伸到管道16的一侧。
[0071]图6和7示出轴24、叶轮12和支撑架26的一种可能的构造。在本实施方式中,轴24的相反端48呈锥形并配置成啮合相应支撑架26内的轴承面50。当安装在管道16内时,轴24以这种方式能旋转地啮合支撑架26。应理解,这种啮合方式提供了非常低的摩擦轴承并尤其适合于低流量环境。典型地,轴梢48可为硬化金属而塑造成倒锥形凹陷的轴承面可由较软的适应性的金属制成且这些金属的选择为制造和供应轴承领域的技术人员所熟知。优选地,金属为非磁性的。还应当理解的是,由于在轴的横截面尺寸上的液压轴承不工作以使叶轮旋转,因此该轴相当薄,而这又有助于低流量环境,此外,它意味着叶轮的重量保持下降以便促进旋转的启动。
[0072]支撑架优选由塑料制成且支撑架轴承优选由金属制成。如能最好地在图6中看出,支撑架轴承从而插入到支撑架内。
[0073]如图8进一步所示,叶轮12包括翼52、54。翼外端包括用于在其中容纳相应磁体的孔56。
[0074]装置10可包括飞轮(未示出)以积累旋转的叶轮12的动能。这提供了更稳定的旋转速度,结果是提供更稳定的来自线圈的输出电压。由于这提高了用于启动叶轮旋转的阈值,因此这可能不都是期望的,特别是在低流量环境下。
[0075]多匝线圈可具有许多匝数和线厚度,其将提供最有效的输出电压和电流以用于电力的使用和储存。
[0076]本发明的第五个实施例尤其在图8、9和10中示出。该实施例以这样一种方式,即可将联接器60通过第一螺钉端61拧在位于管道末端的配件(如连接到家用网状供水器的水龙头)上。流路14从水龙头通过联接器继续并在另一端结束。
[0077]在图11和12最好看出,叶轮12包括多个叶片62,每个叶片径向地从轴24延伸。每个叶片包括位于自由端的磁体载体,合适极性的磁体能固定到磁体载体。下文将更详细描述叶片。当磁体附连时,它们保持接近联接器的内表面。磁体朝向外的表面优选为弯曲的以补充联接器的内表面。轴与流体流对准的方式被支撑并径向地为通常圆柱形的联接器的中心。
[0078]联接器在接近联接器第一端的叶轮的上游具有固定轴支撑架63。固定轴支撑架与联接器一体地形成。固定支撑架包括两个交叉撑条64、65,其沿直径交叉穿过流路,形成第一中心轴承定位中心66。轴的第一端由固定轴支撑架支撑以旋转。轴的第二端由可装配支撑架67支撑以旋转。可装配支撑架包括三个从第二中心轴承定位中心71延伸的径向构件68、69和70。圆周法兰72卡扣装配到联接器的第二端内。所示三个径向构件为直的,然而可理解的,优选地它们具有一些弯曲以允许圆周法兰的挠曲从而辅助卡扣装配。
[0079]轴的轴承布置的细节与图6所示相似。金属支撑架轴承50装配到固定轴支撑架和可装配支撑架内。
[0080]或许在图10可最好看出四个相对流路成角度并弯曲的挡板73、74、75和76,以赋予其上的旋转以促进叶轮的旋转。
[0081]图11示出用于本发明第五实施例的叶轮的第一形式。叶轮包括六个从轴的中心80径向延伸的叶片62。该六个叶片可看作是三对相对且平衡的叶片,以便当共同考虑时,叶片组被平衡以使得叶轮的旋转被平衡,并因此使振动最小。每个叶片的自由端81包括磁体载体82。磁体可附接到所有的载体上,或可替换地仅附接到两个相对载体上,或附接到两对相对载体上,再次提供叶轮内的平衡。运载的磁体的数目将取决于联接器外部的定子构造以及这将取决于包括流速在内的若干参数和电输出的用途。
[0082]图12示出可用在本发明第五实施例中的叶轮的第二形式。除了提供两组叶片83和84以外,该叶轮的第二形式基本上与第一形式相同。可能尤其重要的是要将更多的流体流的能量转换成叶轮的旋转能量。
[0083]图13和14示出定子能装配到管道12外部的方法。可理解的,通常期望将定子固定到管道,并在本发明包含诸如如图8、9和10所示的联接器处,优选联接器包括以快速和精确的方式将定子46附加到联接器的构件。
[0084]本实施例示出包括两个线圈22的C形定子电枢46。联接器具有夹片90,该夹片包括整体地模制到联接器顶部的两个翅片91。这两个翅片限定位于其之间的槽且两个翅片包括位于翅片自由端的伸长突出物92,提供卡扣装配以俘获定子顶端。联接器的侧面提供套准器93用于线圈中相应的一个。两个套准器都包括位于联接器壁内的平面93a,且可以看出壁变薄,使得线圈靠近叶轮的磁体。在套准器的平面的底部是棱(land)94。在图14中棱朝向上示出。在图13中可看出该平面为凹口的底部,因此凹口的侧面95、96紧密地装配到线圈22的侧面。
[0085]因此应理解,当定子被装配时线圈接触棱,同时翅片内定子上部的卡扣装配保持定子稳固地在适当位置。
[0086]该装置可集成到控制系统内,该控制系统包括用于收集可测量的信息的传感器和换能器(如温度或湿度传感器、盐度或光度计等),用于执行如浇水、电池充电、照明和加热等动作的至少一个处理单元和设备(诸如,但不限于开关、阀门、泵以及塞子)。数据可从装置收集并传递到用于显示和监控的中央处理单元。可执行的指令可被发送回装置。信息的转移可使用带有不同协议的无线传送器。因此系统可包括数据处理、传送系统和遥测控制。本领域技术人员将理解此种系统的操作,因此将不进一步详细讨论它们。
[0087]发电装置10可配置成匹配不同的管线直径尺寸、构造和型号。不同的叶轮形状和不同的定子有效线圈构造可用于不同液体密度、粘度、流速和比率以及其它装满管线的可变参量。
[0088]装置可包括若干组合在单一的联合发电系统中的模块。模块能单独工作或组合功能联合系统内的多个基站工作。每个基站可具有单独的电子控制系统或服从于中央控制单
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[0089]由装置10产生的电力具有很多家庭和/商业应用,包括但不限于,促进“使
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