[發明專利]小型水力發電裝置

有效

• 申請號: 02103080.4
• 申請日: 2002-02-08
• 公開（公告）號: CN1369634A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 弓田行宣
• 申請（專利權）人: 株式會社三協精機制作所
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 王宏祥

技術領域

本發明涉及利用水通過水龍頭的流動所產生水力的小型水力發電裝置的改進。

技術背景

一直以來人們所熟知的自動閥栓裝置是，當將手伸到水龍頭下側時傳感器感應到、并由該傳感器的感知為前提從水龍頭流出水。

下面簡單描述上述小型水力發電裝置的構成。小型水力發電裝置是在本體外殼上設有流入口與流出口，中央部裝有分配環。從流入口流入的水由該圓筒狀壁分配，并從開設于圓筒狀壁上的射出口噴出。

噴出的水撞到被旋轉自如地配置于壁內側的水輪上，驅動水輪旋轉，并從流出口流出。水輪的旋轉軸上設有與水輪固定為一體的旋轉體。該旋轉體的外周面為磁化的旋轉磁性體。在與旋轉磁性體的外周面相對的位置，隔著不銹鋼制隔壁而配置有定子。定子上設有發電用線圈，磁性體的磁通進入定子時，該磁通與線圈產生交鏈而發電。

圖8為上述小型水力發電裝置中所用的水輪及旋轉體的構成例子(磁性體與旋轉軸除外)，圖8(A)、(B)及(C)分別為其主視圖、俯視圖及仰視圖。在圖8中，水輪3設有：穿過并固定在上述旋轉軸上的旋轉中心部33；內周端部與該旋轉中心部33相連的多個葉片構件31；連接著葉片構件31的外周前端部分的圓筒狀環部32。旋轉體4與水輪3形成一體。

圖10為上述小型水力發電裝置所使用的水輪及旋轉體的另外一種構成例子，圖10(A)、(B)及(C)分別為其主視圖、俯視圖及仰視圖。水輪3設有：穿過并固定在上述旋轉軸上的旋轉中心部33；內周端部與該旋轉中心部33相連的多個葉片構件31。圖10中的水輪3的結構是沒有圖8中的水輪3的環部32。

在上述小型水力發電裝置中，如果流過流體通道的水的流量多，將特別發生下述問題：水輪3隨著水的流過而旋轉時，由于葉片構件31的外周前端部分瞬間堵塞一部分射出孔22，故會使從射出孔22噴至葉片構件31的水壓無法保持穩定，出現紊亂。

也就是說，圖10中的水輪3的葉片構件31，在俯視圖中的外周前端部分的寬d1與仰視圖中的外周前端部分的寬度d2分別為1mm。這樣，如圖11及其部分放大圖所示，將水噴向在流入口12與流出口13間配置水輪3的水分配用的環狀壁部2的內側的部分射出孔22(由于較寬的一方流量多，水壓低，發電能力小，所以，為得到適當的發電能力，該寬度d3設定為1.5mm)，在水輪3旋轉時會部分地被葉片構件31的外周前端部分堵塞。其結果，帶來水壓變動，水輪3旋轉失衡，整個水龍頭振動，旋轉噪聲以及振動噪聲增大。

上述問題在圖8及圖10中的水輪及旋轉體中均會發生。圖9為表示圖8使用水輪及旋轉體時流量(1/min(升/分鐘))與噪聲(dB(分貝))特性的曲線圖。此時，在流量為6.0升/分鐘左右時，產生超過35分貝的噪聲。

同樣，圖12為表示圖10使用的水輪及旋轉體時流量(1/min(升/分鐘))與噪聲(dB(分貝))特性的曲線圖。此時，表示相同構造的水輪及旋轉體的樣品A、B、C的有關特性，但均是在流量為6.0升/分鐘左右時產生超過35分貝的噪聲。

如上所述，如果小型水力發電裝置所產生的噪聲在流量6.0升/分鐘左右時超過35分貝，則正在使用自動水龍頭裝置的人耳朵會產生不適感。

本發明的目的是，提供一種通過改進水輪構造來減輕噪聲產生的小型水力發電裝置。

發明的公開

鑒于上述目的，本發明的小型水力發電裝置設有：帶流體通道的本體外殼；配設于流體通道、隨著規定流量的流體通過而旋轉的水輪，作為使與水輪相連、并與水輪同時旋轉的旋轉體與定子部相對配置的轉子部，隨著流體的通過而使該轉子相對定子部旋轉，由此而產生電力。其特征是，在流體通道中，在水輪的旋轉軌跡外側，設有逐漸縮小流體通道、并將流體射出的多個射出孔，水輪設有：旋轉中心部；內周端部連接于旋轉中心部且外周前端部分延伸至射出孔旁邊、并受從射出孔中射出的流體沖擊的葉片構件。葉片構件外周前端部分為棱狀。

這樣，射出孔就不會被水輪葉片構件的前端部分堵住，水壓穩定，同時，由于一般水是從多個射出孔射出，所以水輪旋轉流暢，旋轉噪聲小。并且，由于水壓及水流穩定，所以殼體的振動聲及水流聲也有所減小。

在上述小型水力發電裝置中，作為葉片構件前端部形成棱狀的部位的周向寬度也可設定在水輪旋轉方向射出孔的寬度的30％以下。這樣，水輪葉片構件前端部分對射出孔的堵塞與以往相比有所減小，可控制水壓變化產生的振動與旋轉噪聲。