一种外接水龙头的水管发电装置的制作方法

本发明属于水管内自发电的技术领域，尤其涉及一种外接水龙头的水管发电装置。

背景技术：

微水力发电装置由于其结构简单、使用广泛等特点，市场需求大，其中基于自来水管等公共区域的水管发电更是成为当前研究的热点。现有的小型发电装置一般采用柴油机进行发电，这种方法不仅消耗资源，且容易造成污染。由于自来水是通过自来水管高压输送到城市的各个角落，水管中水流速度较大，能量未得到充分利用，造成能源浪费。同时压力较大的水流造成了水资源浪费。因而可以采用小型水管发电装置进行发电，实现水流动能向电能的转换。阿基米德螺线，亦称“等速螺线”，由于其具有省材、节约能量等作用，在工程中有着广泛的应用。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种阿基米德螺旋轮驱动的外接水龙头水管发电装置，其具有结构简单、安装方便、绿色节能等特点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种外接水龙头的阿基米德螺旋转轴水管发电装置，所述装置主体为一圆柱形管道，其管道一侧通过螺纹与水龙头等常用出水口相连，另一侧设有格栅板作为出水口；所述圆柱形管道内部设有带有转动轴的阿基米德旋转轮，旋转轴上端通过转动换向器连接，下端固定在管道中的轴承支座上；所述输入轴通过转动换向器与旋转轴连接；所述输入轴两侧通过带水密轴封的轴承安装在圆柱形管道中，带动发电机发电；所述圆柱形管道外为防水壳；所述发电机和蓄电池安装在防水壳内；所述发电机通过导线将电能储存到蓄电池中。

发电装置采用阿基米德螺旋转轴通过转动换向器带动输入轴，进而驱动发电机。所述阿基米德螺旋转轴的半径与管道半径相一致，从而充分提取水中动能；所述阿基米德螺旋转轴的长度可根据功率需求进行调节。

转动换向器一端连接转动轴，一端连接输入轴，将竖向转动转为横向转动。所述转动换向器通过固定架固定在圆柱形管道中。

输入轴通过带有水密轴封的轴承固定在管道上，一端固定在水管上，一端与发电机连接。

圆柱形管道外部通过螺栓固定一防水壳；所述发电机和蓄电池安装在防水壳内，防止其发电等部件进水。

水管一侧通过螺纹与水龙头等常用出水口连接，另一侧出水口安装有格栅板；所述格栅板能有效防止旋转轴旋转所带来的危险。

本发明有益效果：

1、本发明中利用公共区域水龙头等常用出水口具有较高的水流能量，通过将高速流动的水流促使转子转动，从而带动发电机发电，能够为小型电力设备进行供电，无需外接电源，实现了能源的充分利用。

2、本发明中通过放置在水管中的小型发电装置来提取水中的部分动能，对水龙头中的水流产生了减压的效果，避免了由于水压过大产生飞溅的现象。同时降低了流速，有效的改善了水资源浪费的问题。

3、本发明中采用阿基米德螺旋轮作为转子，相比于其他转轮，阿基米德转轮在不同水头和流量下均能平稳运行，其效率高于其他型式的混流式水轮机，并且阿基米德转轮的长度可根据实际需求进行调节，满足不同的需求。

4、本发明通过采用圆柱形管道发电装置外接在水龙头等常用出水口上，能同时将水流的势能和动能转化为电能，发电效率更高，使用更加方便。

5、本发明通过使用转动换向器改变转动轴的转动方向，将发电机安装在水管外的防水壳内，避免了发电机进水等隐患，提高了装置的安全性。

6、本发明具有结构简单、使用方便、便于安装与维修和操作人性化等特点，同时节能环保。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中整体结构的俯视图。

图3是本发明中阿基米德螺旋转轮示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1和图2所示，一种外接水龙头的阿基米德螺旋转轴水管发电装置，所述装置主体为一圆柱形管道(1)，其管道(1)一侧通过螺纹与水龙头等常用出水口相连，另一侧设有格栅板作为出水口；所述圆柱形管道内部设有带有转动轴(3)的阿基米德旋转轮(2)，转动轴(3)上端通过转动换向器(4)连接，下端固定在管道中的轴承支座上(5)；所述输入轴(6)通过转动换向器(4)与旋转轴(3)连接；所述输入轴(6)两侧通过带水密轴封的轴承(7)安装在圆柱形管道(1)中，带动发电机(8)发电；所述圆柱形管道外为防水壳(9)；所述发电机(8)和蓄电池(10)安装在防水壳(9)内；所述发电机通过导线(11)将电能储存到蓄电池(10)中。

如图1和图3所示，所述发电装置采用阿基米德螺旋转轮(2)通过转动换向器(4)带动输入轴(6)，进而驱动发电机(8)。所述阿基米德螺旋转轮(2)的半径与管道(1)半径相一致，从而充分提取水中动能；所述阿基米德螺旋转轮(2)的长度可根据功率需求进行调节。

本装置在使用过程中，将管道有螺纹一侧固定在水龙头等常用出水口上。打开出水口，水流在管道中流过带动阿基米德螺旋转轴转动，转动换向器将转轴的竖向转动转化为输入轴的横向转动，从而输入轴带动发电机发电，发电机将发出的电能通过导线储存在蓄电池内。水流流经阿基米德螺旋转轴后，经过格栅板流出后可被人们使用。在装置不需要使用时，只需将圆柱形管道与水龙头分离即可。

在实际应用中，本发明中各部件的设置方式均可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。需要指出的是，只要不脱离发明的设计宗旨，所有显而易见的改变及其相似设计，均包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种外接水龙头的水管发电装置，所述装置主体为一圆柱形管道，其管道一侧通过螺纹与水龙头等常用出水口相连，另一侧设有格栅板作为出水口；所述圆柱形管道内部设有带有转动轴的阿基米德旋转轮，旋转轴上端通过转动换向器连接，下端固定在管道中的轴承支座上；所述输入轴通过转动换向器与旋转轴连接；所述输入轴两侧通过带水密轴封的轴承安装在圆柱形管道中，带动发电机发电；所述圆柱形管道外为防水壳；所述发电机和蓄电池安装在防水壳内；所述发电机通过导线将电能储存到蓄电池中；其具有结构简单、安装方便、绿色节能等特点。

技术研发人员：林伟豪;汪曙光;张天明
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2017.10.21
技术公布日：2018.01.30