[發明專利]水龍頭用水力發電機

有效

• 申請號: 201010502176.9
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102032091A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 黑石正宏;小野寺尚幸;佐藤知子
• 申請（專利權）人: TOTO株式會社
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B1/00;F03B1/04
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 李雪春;武玉琴

技術領域

本發明的形態一般地說涉及一種水龍頭用水力發電機，具體地說涉及一種利用給水的流動而進行發電的水龍頭用水力發電機。

背景技術

近年來，已出現在水龍頭裝置上配置電氣系統的技術。例如，已公知的水龍頭裝置，該裝置配置有對伸至水龍頭下方的手進行感應的傳感器、根據來自傳感器的信號對給水路進行開閉的電磁閥。另外，其他還有在吐水口附近配置LED(Light?Emitting?Diode)照明，根據吐水溫度改變照射到吐水上的光的顏色的技術。

在水龍頭裝置中配置這樣的電氣系統時，需要提供使電氣系統工作的電源。此時，雖然可以使用工業電源，但是，在設置水龍頭裝置時還需要另外進行電氣配線施工。而且，由于是在水龍頭裝置的外部進行配線，因此有損于美觀，并且布線會礙事。另一方面，如果使用電池作為電源，則在設置水龍頭裝置時無需進行電氣配線施工。而且也無需在水龍頭裝置的外部進行配線。但是，如果使用電池作為電源，則會產生需要更換電池且保養費事的新問題。此外，無論使用工業電源還是電池，從節約資源、節能的觀點考慮都會產生問題。

為此，為了獲得必要的電力以使配置在水龍頭裝置中的電氣系統工作，出現了在水龍頭裝置的流路上配置小型水龍頭用水力發電機的技術。

作為這樣的水龍頭用水力發電機，已公知如下技術，即水從動葉部的徑外方向流入，流入的水在動葉部的軸向上流出(例如參照專利文獻1)。

專利文獻1(日本特開2009-47162號公報)中公開的水龍頭用水力發電機使與動葉部的軸向大致平行的水流方向發生變化，配備有從動葉片的徑外方向向動葉片噴出水的噴嘴。而且，向動葉片噴出的水在動葉部的中心附近在動葉部的軸向上流出。另外，在動葉片的上游側端面設置有頂部15d(相當于本發明中的蓋部)(例如，參照專利文獻1(日本特開2009-47162號公報)的[0074]、[0080]、圖14～圖20等)。

根據專利文獻1(日本特開2009-47162號公報)所公開的水龍頭用水力發電機，可以縮小徑向的尺寸。而且，由于可以抑制進入分路的流出量，因此，能夠抑制噴射到各動葉片上的噴流不均。

在此，配設在水龍頭裝置流路上的水龍頭用水力發電機一般都設想流量較小的情況。因此，專利文獻1(日本特開2009-47162號公報)公開的水龍頭用水力發電機也是在流量較小的情況下可以毫無問題地發揮非常高的性能。但是，已判明當流量增大后，軸承部分等的磨損也有可能增大。

根據本發明者們的銳意研究的結果，發現軸承部分等的磨損増大的原因是由于作用在動葉部上的軸向力增大造成的。

圖30是用于說明作用于動葉部的軸向力的模式圖。另外，圖中所示的箭頭表示流水的方向。

如圖30所示，在水龍頭用水力發電機60上設置有筒部67、噴嘴部63、轉子64、磁鐵65。另外，雖然省略圖示，但是在筒部67的外側設置有與磁鐵65的外周面相對的定子。而且，在轉子64上設置有蓋部61(相當于專利文獻1(日本特開2009-47162號公報)的頂部15d)、動葉部62、軸63。蓋部61設置在動葉片部62a的上游側的端部。軸63的下游側的端部由軸承部66支撐，上游側的端部由未圖示的軸承支撐。因此，作用于動葉部62的軸向力方向的作用力由軸承部66承受。

如此，如果在動葉片部62a上游側的端部設置蓋部61，則可以消除從動葉片部62a向上游側流出的水。因此，可以增加流過動葉流路的水，可提高發電效率。

在此，雖然在蓋部61與筒部67的頂部67a之間，由于轉子64的旋轉，水流產生旋轉運動，但是，因為水不易從蓋部61與頂部67a之間流出，所以壓力會出現憋壓。因此，蓋部61與頂部67a之間的水壓增高，會產生將蓋部61推向下游側的作用力，即產生作用在動葉部62上的軸向力110。而且，如果產生軸向力110，則支撐軸向力110的軸承部66、軸63的端部磨損有可能增大。

根據本發明者們得到的見解，在專利文獻1(日本特開2009-47162號公報)公開的水龍頭用水力發電機所適合使用的流量下，例如，1.8升/分鐘左右(例如參照專利文獻1(日本特開2009-47162號公報)的[0061]、[0063]、[0065]等)時，產生的軸向力110變小，因此，可以說軸承部66等不會異常磨損。

但是，由于隨著流量的增加，產生的軸向力110也會增加，因此，對于也使用于流量比較大的場合(例如8升/分鐘左右以上場合)的水龍頭用水力發電機來說，人們希望對其加以改良。即，希望改良為即使在以比較大的流量發電時也可以高效地發電，并且也能夠抑制軸承部等的磨損。