[发明专利]一种水轮发电机

说明书

技术领域

本发明涉及节能装置，具体涉及一种利用自来水发电的水轮发电机。

背景技术

水轮发电机大体分为冲击式和反击式两种,冲击式由于尾水流速尽失等原因在现有利用自来水发电的技术方案中很少被采用,反击式虽然被采用，但是，由于家庭用水流量小，持续时间短，不适合反击式水轮发电机，所以，这些方案并没有被实际应用。中国专利公开号CN 101825051 A公开的的自来水管发电装置及利用自来水管发电装置发电的收音机，提供了一种可以接入自来水管道中的、不同于经典冲击式的水轮发电机方案，该方案把线圈作为定子，设置在位于转轮中间的、与水轮室一体的圆形槽内，把磁铁设在转轮的内侧，环绕上述圆形槽。该方案的缺点是：由于线圈设置在转轮的内侧，使转轮半径不能做的太小，限制了比转速的提高；由于通常入户自来水管道的内径最大只有20mm，使缩小流道以提升冲击转轮的水流流速，与保证线圈必要的有效切割面积相冲突。另外，该方案转轮上的叶片太小，与流道内壁之间的空隙太大，降低了水流动能的利用率和转轮的带载能力。

  

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺点和不足,提供一种可接入自来水管道的水轮发电机。本发明的技术方案是：一种水轮发电机，包括水轮室和发电室，所述的水轮室设有口径相等、轴线重合、方向相反的进水口和出水口，水轮室内设有转轮，所述的转轮由轮盘和水斗或叶片构成，还包括与所述进水口连接的渐缩管和与所述出水口连接的渐扩管，所述水轮室的内壁与转轮旋转扫掠的空间之间采用均匀小间隙设计，所述的发电室设在上述水轮室的外侧。

优选的，所述渐缩管的收缩角为15~30°。

优选的，所述的渐缩管轴向长度大于大口内径。

所述水轮室的内壁与转轮旋转扫掠的空间之间的间隙以≤1mm为宜,最好是≤0.5mm。

与现有技术相比本发明具有大幅度提高冲击转轮叶片的水流流速，提高转轮的比转速和带载能力，进而提高发电效率的有益效果，同时，还具有保持尾水流速，满足供水的流速和压力要求，以及便于安装等有益效果。

附图说明

图1是实施例1的立体结构示意图

图2是图1的左视图

图3是图1的拆解图

图4是图3中转轮的立体结构图

图5是图3中水轮室沿左右中心线剖视图

图6是图3中渐缩管的主视图及沿轴线水平剖视图

图7是实施例2的立体结构示意图

图中:1为转轮，1.1为轮盘，1.2为水斗或叶片，2为水轮室，2.1为进水口，2.2为出水口，2.3为容纳水斗的环形腔体，3为发电室，4为导水管，4.1为渐缩管，4.2为大口接头，4.3为小口接头，5为尾水管，D为渐缩管大口内径，d为渐缩管小口内径，L为渐缩管轴向长度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

参见附图1-6，本实施例包括水轮室2、发电室3，还包括导水管4和尾水管5，水轮室2内安装有转轮1，转轮1由轮盘1.1和水斗1.2构成，水轮室2设有进水口2.1和出水口2.2，进水口2.1与出水口2.2口径相等，轴线重合，方向相反，导水管4与进水口2.1连接，尾水管5与出水2.2口连接，导水管4由渐缩管4.1、大口接头4.2和小口接头4.3构成，渐缩管4.1的收缩角16°、轴向长度约35mm,本实施例入户自来水管道采用比较常用的DN20即6分管，因此，渐缩管4.1的大口内径等于20mm,小口内径设为10mm，与之对应的水轮室进水口2.1、出水口2.2的内径以及水轮室1包围水斗1.2部分的环形腔体2.3的内径均为10mm,渐缩管4.1的轴向长度L约为大口内径D的1.75倍；由于同一时间流入、流出渐缩管4.1的流量相等，即大口面积与大口处的流速的乘积等于小口面积与小口处流速的乘积，所以，代入大、小口内径数值可求得小口处流速为大口处流速的4倍。所述的出水口2.2与进水口2.1口径相等、轴线重合、方向相反，所述的尾水管5与导水管4轴线重合，位置对称，结构、尺寸对应相同。所述水轮室1的内壁与转轮1旋转扫掠的空间之间采用均匀小间隙设计，设计间隙0.5mm，因此，所述的水斗1.2的外径为10mm-0.5mm-0.5mm=9mm，为解决提升转速，除了提高水流的流速，还可以缩小转轮1的直径，本实施例转轮1的设计直径为55mm。本实施例提供的技术方案，可以在相同用水条件下，使发电机转速提升10倍左右，并且，使尾水流速达到用户的使用需求。

实施例2