專利名稱：瓦斯熱水器水力發電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種瓦斯熱水器水力發電裝置，更確切地說，是一種將流經熱水器的水流能量轉換為電能，以供應熱水器用電的水力發電裝置。
背景技術：
中國臺灣新型專利第90202944號揭示一種《微動型水力發電機》，該發電機乃利用水力驅動水輪機，再由水輪機帶動發電機產生直流電，供應熱水器用電。
然而，此一習知的水力發電機尚有些許缺失，即水流只能從唯一的進水口流入輪葉室推動輪葉轉動，其結果輪葉只能接收單方向水流的能量，使輪葉受力無法均勻，同時輪葉受到單方向的水流沖擊，會產生較大的噪音。
申請人創作的實用新型專利申請號200420001009.6《瓦斯熱水器水力發電裝置》因使輪葉能接收對等方向水流的能量，而一方面提高了輪葉運轉時的穩定性，以帶動發電機產生較大及更穩定的電壓，同時也大幅減少了水流沖擊輪葉所產生的噪音，可以有效解決臺灣專利案的缺失。
然而，所述的專利案都是利用磁極環(即具有磁性的環狀磁極)產生的磁場效應，使電樞隨輪葉同轉。由于磁極環為環狀的構形，兼之磁性強度相對較小，為獲得較大的磁場強度，磁極環的體積及重量亦較大，需要較大的水流能量才能推動輪葉旋轉，一旦水壓降低時，輪葉因水流能量減少，磁場轉動的速率變慢，結果發電機產生的電壓較小，亦不穩定。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種瓦斯熱水器水力發電裝置，該水力發電裝置只需較小的水流能量就能推動輪葉總成旋轉，使電樞在一靜止的磁場內轉動，因而在線圈上感應一電壓，以供應瓦斯熱水器用電。
為實現上述目的，本實用新型采取以下設計方案一種瓦斯熱水器水力發電裝置，包含一外殼，具有一第一及第二裝配室，并具有一進水端及一流出端與第二裝配室溝通；一發電機，安裝于外殼的第一裝配室，主要分成電樞、磁場構架及電樞驅動件三部分；一水輪機，配置于外殼的第二裝配室，包含一輪葉總成及一渦殼，該渦殼具有進水口及排水口；其特征在于輪葉總成具有一組磁錠，發電機的電樞驅動件亦有一組磁錠，兩組磁錠皆被一保持環保持于定位，而分別組成兩個以上的磁極。
本實用新型的優點是本實用新型瓦斯熱水器水力發電裝置，包含一具有進水端及流出端的外殼；一安裝于外殼內的水輪機；一配置于外殼內的發電機；其中，水輪機的輪葉總成接受水流的能量而旋轉，并具有一組磁錠；發電機的電樞驅動件亦有一組磁錠，兩組磁錠皆被一保持環保持于定位，而分別組成兩個以上的磁極，使電樞驅動件因磁場效應而隨輪葉轉動，并使電樞同轉，以割切靜止的磁場，因而在線圈上感應一電壓。由此可見，本實用新型瓦斯熱水器水力發電裝置，只需較小的水流能量就能推動輪葉總成旋轉，使電樞在一靜止的磁場內轉動，因而在線圈上感應一電壓，以供應瓦斯熱水器用電。
附圖簡明
圖1為本實用新型一實施例的瓦斯熱水器水力發電裝置剖面圖圖2為水力發電裝置的分解圖圖3為不含電樞驅動件的發電機剖面圖圖4為發電機的局部分解圖圖5為電樞驅動件的分解圖圖6為輸葉總成的分解圖圖7為水力發電裝置工作時的剖面圖，其中箭頭表示水流路徑圖8為圖7的A-A剖面圖圖9為與圖7近似的剖面圖，顯示限壓閥作動時情形
圖10為本實用新型另一實施例的瓦斯熱水器水力發電裝置剖面圖，顯示另一型式的限壓閥在閉閥位情形
圖11為與
圖10近似的剖面圖，顯示限壓閥作動成開閥位情形具體實施方式
如
圖1、圖2、
圖10、
圖11所示，一種瓦斯熱水器水力發電裝置，包含一外殼1，具有一第一及第二裝配室14、15，并具有一進水端16及一流出端17與第二裝配室15溝通；一發電機3，安裝于外殼1的第一裝配室14，主要分成電樞31、磁場構架32及電樞驅動件33三部分；一水輪機5，配置于外殼1的第二裝配室15，包含一輪葉總成51及一渦殼61，該渦殼61具有進水口62及排水口63；其特征在于輪葉總成51具有一組磁錠55，發電機3的電樞驅動件33亦有一組磁錠36，兩組磁錠皆被一保持環保持于定位，而分別組成兩個以上的磁極。
本實用新型還包含一限壓閥7，限壓閥7具有一支持于渦殼61的閥塞71，并有一壓力彈簧74，該彈簧74的一端支持于閥塞71，另一端支持于外殼1，將閥塞71保持在閉閥位。閥塞71由一富彈性的材料例如橡膠成型而成，該閥塞71支持于渦殼61的肩部65，并在第二殼體12和殼蓋13之間形成可靠的氣密，其具有一位于中央的排水孔72，該排水孔72正對著渦殼61的排水口63，流入渦殼61推動輪葉總成51轉動的水流便是從排水口63及排水孔72排出渦殼61。因為閥塞71材質較軟，故在其表面安裝一墊圈73，以支持壓力彈簧74，該彈簧74的另一端則支持于殼蓋13，以籍其彈性回復力使閥塞71經常與渦殼61緊密契合，只靠排水孔72排出渦殼61內的水流。
如
圖1、圖2所示，其中的外殼1，由一第一殼體11、一第二殼體12及一殼蓋13組合而成，彼此之間再利用螺絲鎖定一起。其中，第一殼體11界定出一第一裝配室14，以接納發電機3；第二殼體12和殼蓋13共同界定出一第二裝配室15，以安裝水輪機5及限壓閥7。進水端16設于第二殼體12，流出端17設于殼蓋13上，兩者均與第二裝配室15溝通，并分別以管接頭的型式呈現，便于連接熱水器的冷水管路(圖未示)，以籍水流的能量驅動水輪機5。
再如
圖1和圖2所示，在發電機3中，電樞驅動件33結合于電驅軸34，圓周部的復數等分位置上各有一孔洞35(如圖5所示)，以分別安裝一具有磁性的磁錠36，該等磁錠36并被一圈套在電樞驅動件33的保持環37保持于定位。由于保持環37可被磁性吸引，因此能與磁錠36組成兩個以上的磁極，此設計較習用的磁極環具有體積及重量更小的優點，并能獲得較強的磁場。在電樞31受電樞驅動件33帶動而于磁場構架32中旋轉時(如圖3所示)電樞31的線圈38就會割切靜止的磁場，因而在線圈38上感應一電壓。此處的磁場是由安裝在磁場構架32內面的磁極環39所產生。
如
圖1、圖2所示，在水輪機5中，輪葉總成51支持于一葉軸52旋轉，主要由一輪葉本體53、一保持環54及一組磁錠55組成，該輪葉本體53具有一環狀的裝配槽56(如圖6所示)，保持環54為可被磁性吸引的材料制造，而裝套于輪葉本體53的中心柱57，磁錠55被等間距安排在裝配槽56內，并由保持環54保持于定位，籍此組成兩個以上的磁極，此設計同樣較習用的磁極環具有體積及重量更小的優點，并能獲得較強的磁場。渦殼61的進水口62系間隔180度設于殼壁周圍，排水口63大體上為十字形，渦殼61具有豎立于排水口63周圍的復數柵欄64，此等柵欄64排列成環狀，以防止雜物逆流入渦殼61內。
據此組成的水力發電裝置10，如圖7及圖8所示，水流乃從進水口62流入渦殼61內推動輪葉總成51，再由排水口63排出渦殼61外，使輪葉總成51能接受水流的能量而轉動，于是電樞驅動件33因磁場效應而隨輪葉總成51轉動，并使電框31同轉，以割切靜止的磁場，因而在線圈38上感應一電壓。該電壓經由和電樞軸34一起轉動的滑動環40輸出至端蓋43的電極41向瓦斯熱水器供電。
在較佳的實施例中，如圖3、圖4所示，可于兩電極41上分別設一碳刷42，使滑動環40連續地和碳刷42作滑動接觸，確保電壓能穩定地輸出至電極41。
該限壓閥7具有一富彈性的材料，例如橡膠成型的閥塞71，該閥塞71支持于渦殼61的肩部65，并在第二殼體12和殼蓋13之間形成可靠的氣密，其具有一位于中央的排水孔72，該排水孔72正對著渦殼61的排水口63，流入渦殼61推動輪葉總成51轉動的水流便是從排水口63及排水孔72排出渦殼61。因為閥塞71材質較軟，故在其表面安裝一墊圈73，以支持一壓力彈簧74，該彈簧74的另一端則支持于殼蓋13，以籍其彈性回復力使閥塞71經常與渦殼61緊密契合，只靠排水孔72排出渦殼61內的水流。
限壓閥7用來執行部分排水功能。如圖9所示，在水力發電裝置10中的水壓超過限壓閥7預設的壓力(即彈簧74的回復力)時，閥塞71自動打開，將過量水流經由渦殼61與閥塞71間的間隙75排出，不使其流入渦殼61內。一旦水壓降到預設壓力時，閥塞71因彈簧74的回復力自動關閉(如圖7所示)，只允許水流從進水口62流入渦殼61內推動輪葉總成51轉動，并因磁場效應帶動發電機3的電樞驅動件33旋轉，使與電樞驅動件33同軸的電樞31于磁場構架32中旋轉而產生直流電。
如
圖10、
圖11所示，本實用新型另一實施例，其包含一安裝于外殼1的進水端16的限壓閥7a，
圖10顯示該限壓閥7a在水力發電裝置10a中的細部。外殼1的進水端16及流出端17乃同時形成于底蓋13，該進水端16以一孔道18溝通渦殼61的進水口62，與外殼1的流出端17之間并有一通路19，其由一閥座20界定而成；該限壓閥7a包含一斷面大致上成十字形的桿軸76，其前端以螺絲77固定一閥塞78，并有一壓力彈簧79支持于桿軸76的末端及閥座20的后面。藉其彈性回復力使閥塞78經常與閥座20的前面保持緊密契合，以封閉通路19，此時水流經由孔道18從進水口62流入渦殼61內推動輪葉總成51轉動。
圖11顯示水力發電裝置10a中的水壓超過限壓閥7a預設的壓力時，閥塞78自動打開，使過量水流從通路19經由流出端17排出的情形。在水壓降到預設壓力時，彈簧79的回復力可使閥塞78再度封閉通路19。由于
圖10和
圖11所示的水力發電裝置10a與上一實施例的發電原理相同，故進一步說明實無必要。
當然，上述實施例可在不脫離本創作的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的全部事項應視為例示性而非限制性。
權利要求1.一種瓦斯熱水器水力發電裝置，包含一外殼，具有一第一及第二裝配室，并具有一進水端及一流出端與第二裝配室溝通；一發電機，安裝于外殼的第一裝配室，主要分成電樞、磁場構架及電樞驅動件三部分；一水輪機，配置于外殼的第二裝配室，包含一輪葉總成及一渦殼，該渦殼具有進水口及排水口；其特征在于輪葉總成具有一組磁錠，發電機的電樞驅動件亦有一組磁錠，兩組磁錠皆被一保持環保持于定位，而分別組成兩個以上的磁極。
2.如權利要求1所述的瓦斯熱水器水力發電裝置，其特征在于包含一限壓閥，所述限壓閥具有一支持于渦殼的閥塞，并有一壓力彈簧，該彈簧的一端支持于閥塞，另一端支持于外殼，將閥塞保持在閉閥位。
3.如權利要求1所述的瓦斯熱水器水力發電裝置，其特征在于包含一安裝于外殼的進水端的限壓閥，該進水端以一孔道溝通渦殼的進水口，與外殼的流出端之間并有一通路，其由一閥座界定而成；該限壓閥包含一桿軸，其前端結合一閥塞，并有一壓力彈簧支持于桿軸的末端及閥座的后面。
4.如權利要求2所述的瓦斯熱水器水力發電裝置，其特征在于渦殼具有豎立于排水口周圍且排列成環狀的復數柵欄。
5.如權利要求1或2或3或4所述的瓦斯熱水器水力發電裝置，其特征在于發電機以一對設于輸出電極的碳刷和電樞軸的滑動環作滑動接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種瓦斯熱水器水力發電裝置，包含一外殼，具有一第一及第二裝配室，并具有一進水端及一流出端與第二裝配室溝通；一發電機，安裝于外殼的第一裝配室，主要分成電樞、磁場構架及電樞驅動件三部分；一水輪機，配置于第二裝配室，包含一輪葉總成及一渦殼，渦殼具有進水口及排水口；輪葉總成具有一組磁錠，發電機的電樞驅動件亦有一組磁錠，兩組磁錠皆被一保持環保持于定位，而分別組成兩個以上的磁極，本實用新型只需較小的水流能量就能推動輪葉總成旋轉，使電樞在一靜止的磁場內轉動，因而在線圈上感應一電壓，以供應瓦斯熱水器用電。
文檔編號F03B13/00GK2743570SQ200420096428
公開日2005年11月30日 申請日期2004年10月9日 優先權日2004年10月9日
發明者莊嘉信 申請人:莊嘉信