小型水力發(fā)電裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術提供一種小型水力發(fā)電裝置，所述裝置不必采用多個分型模及沖模等的復雜加工方法，而是采用了可有效向水輪噴水的噴射孔結構。所述小型水力發(fā)電裝置具有流體通道的主箱體和設置于上述流體通道、伴隨所定流量的流體通過而回轉的水輪（３），同時，所述水力發(fā)電裝置將連結于所述水輪（３）且與水輪同步旋轉的回轉體（４）作為與定子部（６）對向而置的轉子部，使所述轉子部伴隨上述流體的通過，相對定子部旋轉，由此而發(fā)生電力；其特征在于：主箱體（１）上設有支承水輪（３）旋轉的支承軸（７）一端的支承部（１１ｂ），同時，所述流體通道上設有注水部（２），該注水部具有集中流量將流體噴向水輪（３）葉片部分（３１）的噴射孔（２２ａ），至少部分注水部與上述主箱體作一體設置。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種利用通過水龍頭的水流產生的水力的小型水力發(fā)電裝置。
技術介紹
以前，已知有這樣一種自動水栓裝置，將手放到水龍頭下，感應器會感應到，所述裝置根據該感應原理使水龍頭流出水來。近年來，有人提出了一個提案在上述自動水栓裝置的流體通道上設置小型發(fā)電裝置，儲存小型發(fā)電裝置產生的電力，以補充感應器等電路電力的消耗。(參照日本專利公開公報，實開平2-65775號)以下簡單闡述一下上述小型發(fā)電裝置的構造。在流水通路的流體通道上安裝水輪，水輪受到流水水力沖擊而旋轉。水輪旋轉軸上裝有固定在一起的回轉體。該回轉體表面為磁化的轉子磁鐵，該轉子磁鐵利用非磁性材質壁隔離，與定子部的節(jié)齒狀極齒對向而置。該定子部上設有與通過極齒的磁通定子線圈交鏈的通過定子部的磁通。并且，通過水輪在流水沖力下旋轉，轉子磁鐵相對定子部作相對旋轉。由于葉片多極磁化，所以流過定子部的磁通流有所變化。其結果，定子線圈在妨礙磁通流變化方向發(fā)生電動勢，該電動勢經整流后儲存于蓄電池。上述小型水力發(fā)電裝置的結構是通過水輪接受流水水力，與水輪同時多極磁化的轉子磁鐵也旋轉。在轉子磁鐵與對置于其外側的極齒間發(fā)生止動扭矩。該止動扭矩阻止水輪旋轉。因此，發(fā)生水輪無法順利旋轉，或流水水量減少時水輪會完全不動的問題。且，如果擴大轉子磁鐵與極齒間的間隙，則止動扭矩減小，可避免上述問題，但發(fā)電所必需的有效磁通也同時減少。因此，如果擴大間隙過大，則無法高效發(fā)電。基于此種理由，這種小型水力發(fā)電裝置無法解決以往由于流水量少而無法高效發(fā)電的課題。鑒于上述問題，本專利技術的第1目的是提供一種以少量流水也可高效發(fā)電，通過控制轉子磁鐵與極齒間的止動扭矩，同時減少發(fā)電有效磁通消耗的小型水力發(fā)電裝置。上述小型發(fā)電裝置的結構系用壁將水輪圍繞起來，且壁上有將水噴射到水輪葉片的噴射孔。該噴射孔通過適當集中從進路進入的水流量，使水輪高效旋轉。提高水輪旋轉效率對于提高發(fā)電裝置的發(fā)電效率至關重要。為進一步提高水的噴射效率，必須更精密地計算噴射孔與水輪轉子部分的位置精度、相對水輪的角度、孔徑以及噴射孔所在壁的形狀、壁外周側流路的形狀等，并精密加工。考慮到水輪的旋轉效率，噴射孔最好為3個或4個乃至更多。并且，噴射孔相對水輪的葉片成直角也有助于提高水輪的旋轉效率。但是，如果噴射孔數(shù)在3個以上，噴射孔不對準中心軸向，要使其與葉片成直角，加工起非常復雜且代價巨大。也就是說，根據噴射孔的數(shù)目及方向(角度)，需在壁加工時增加成形用模具，或在沖模出時旋轉沖壓。因此，以前，與水輪的旋轉效率相比，人們更注重成本低廉的成形水輪。即為藉由二開模且單純的雙向沖模形成成形水輪，將噴射孔數(shù)設定為2個或1個，且各噴射孔相對水輪的角度也藉由單純的雙向沖模進行加工。也就是說，以前的小型發(fā)電裝置，一般水輪周圍壁上的噴射孔數(shù)為2個左右，且其相對水輪的角度也不精確。因此，水輪的旋轉效率低，發(fā)電效率也低。鑒于上述問題，本專利技術的第2個目的在于提供一種小型水力發(fā)電裝置，上述小型水力發(fā)電裝置未采用多個分型模及沖模等的復雜加工方法，而是采用了可有效向水輪噴水的噴射孔構造，提高水輪的旋轉效率，也提高了發(fā)電效率。本專利技術系這樣一種小型水力發(fā)電裝置，所述裝置包括具有流體通道的主箱體，配設于流體通道上、隨著規(guī)定流量的流體通過而旋轉的水輪，同時還將連結于水輪與水輪同時旋轉的回轉體作為與定子部相向而置的轉子部，通過轉子部隨著流體通過與定子部相對旋轉而產生電力，其特征在于定子部有節(jié)齒狀極齒，該極齒成周向等距分布于轉子部的轉子磁鐵的外周面的對面，相鄰極齒間在周向上的間隙為各極齒與轉子磁鐵徑向間隙的1.5倍以下。如上所述，由于通過將極齒間間隙設定在各極齒與轉子磁鐵間隙的1.5倍以下，比以前極大地縮小極齒間的間隙，減小了止動扭矩，即使少量流水，水輪與回轉體也可順利旋轉，可有效發(fā)電。并且，利用上述結構，在不擴大各極齒與轉子磁鐵間徑向間隙的情況下也可減小止動扭矩，所以不會減少旋轉葉片的有效磁通，可大扭矩旋轉葉片。此外，本專利技術的其他方面的特征在于，在上述小型水力發(fā)電裝置中，定子部由相位偏移的2層定子部構成。因此，止可進一步減小動扭矩，水輪及回轉體可更加順利地旋轉。本專利技術的其他方面的特征在于，在上述小型水力發(fā)電裝置中，2層定子部相鄰的定子鐵心間磁性絕緣。因此，各相的定子部相互消除止動扭矩，同時止動扭矩接近正弦波形，并進一步減小。所以，水輪及回轉體可更加順利旋轉。本專利技術的其他方面的特征在于，在上述小型水力發(fā)電裝置中，設有分別覆蓋2層定子部的2個定子箱，這2個定子箱磁性相接。因此，絕緣的各定子鐵心間的止動扭矩的相互消除進一步加強，可進一步減小止動扭矩。本專利技術的其他方面的特征在于，所述裝置包括具有流體通道的主箱體，配設于流體通道上、隨著規(guī)定流量的流體通過而旋轉的水輪，同時還將連結于水輪與水輪同時旋轉的回轉體作為與定子部相向而置的轉子部，通過轉子部隨著流體通過與定子部相對旋轉而產生電力，其特征在于主箱體上有支承水輪旋轉支承軸一端的支承部，流體通道上有集中流量將流體噴射到水輪葉片的噴射孔，部分注水部安裝在主箱體上。根據上述專利技術，將流體噴至水輪葉片且環(huán)繞水輪四周的注水部安裝在主箱體上，主箱體上設有支承水輪旋轉軸一端的支承部。這樣，環(huán)繞水輪四周的注水部及注水部上的噴射孔與水輪旋轉軸周端與注水壁內壁的距離(間隙)。其結果，可使噴射孔噴射出的流體更有效地沖擊水輪，使水輪高效旋轉。此外，本專利技術的其他方面的特征在于，所述小型水力發(fā)電裝置的結構包括設有流體通道的主箱體，設置于流體通道中、且隨規(guī)定流量流體通過而旋轉的水輪，將連接于水輪與水輪同時旋轉的回轉體作為與定子部對置的轉子部，使所述轉子部隨流體通過，葉片與定子部相對旋轉，由此產生電力。其特征在于，有集中流量將流體噴到水輪葉片的噴射孔的注水部，其結構是，噴射孔朝軸向開放，利用其它部件將該開放部分關閉。根據上述專利技術，開放注水部噴射孔的軸向一側，從另一側按入該開放部分，由此，可利用單純的雙向分型模制造這樣的結構所述結構的注水部噴射孔可作成3個或4個以上，且可使噴射孔與水輪葉片成直角，提高水輪的旋轉效率。因此，便可利用廉價的成本制造，且擁有可有效將流體噴至水輪葉片的注水部的小型水發(fā)電裝置。并且，注水部也可與主箱體成為一體，也可用其他材料制造并嵌入主箱體。又，本專利技術的其他方面系在上述各小型水力發(fā)電裝置中，注水部由與主箱體一體形成的多個壁及覆蓋該壁前端側的蓋所構成，同時，噴射孔在蓋側開放，并用蓋覆蓋。這樣，便可利用廉價的成本制得具有提高水輪旋轉效率的注水部的小型水力發(fā)電裝置，該注水部有3個或4個以上噴射孔，且噴射孔相對水輪轉子部成直角。又，本專利技術的其他方面系在上述各小型水力發(fā)電裝置中，噴射孔成周向等距設置，且在注水部的外周側部分形成有可將經由流體通道進路側流至各噴射孔的流體流量作適當分配的坡度。這樣，各噴射孔噴到水輪葉片的水便均等且適量，可進一步提高水輪的旋轉效率。又，本專利技術的其他方面系在上述各小型水力發(fā)電裝置中，通過將杯狀箱體嵌入主箱體而形成內部空間，并將回轉體放在內部空間內，同時隔開該內部空間與定子部。主箱體容納杯狀箱體的嵌合部設有凹部，杯狀箱體與主箱體嵌合的嵌入部設有與凹部內壁對向而置的對置壁，在按壓杯狀箱體使其嵌入主箱體時，在相對嵌入方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種小型水力發(fā)電裝置，所述小型水力發(fā)電裝置具有流體通道的主箱體和設置于上述流體通道、伴隨所定流量的流體通過而回轉的水輪，同時，所述水力發(fā)電裝置將連結于所述水輪且與水輪同步旋轉的回轉體作為與定子部對向而置的轉子部，使所述轉子部伴隨上述流體的通過，相對定子部旋轉，由此而發(fā)生電力；其特征在于：所述定子部具有節(jié)齒狀極齒，所述節(jié)齒狀極齒等間隔地配置于圓周方向上，以與上述轉子部轉子磁鐵的外周面對向，相鄰極齒間在周向的間隙設定為各極齒與上述轉子磁鐵的徑向間隙的１．５倍以下。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：弓田行宣，鶴田稔史，
申請(專利權)人：日本電產三協(xié)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]