[发明专利]小型水力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用水通过水龙头的流动所产生水力的小型水力发电装置的改进。

技术背景

一直以来人们所熟知的自动阀栓装置是，当将手伸到水龙头下侧时传感器感应到、并由该传感器的感知为前提从水龙头流出水。

下面简单描述上述小型水力发电装置的构成。小型水力发电装置是在本体外壳上设有流入口与流出口，中央部装有分配环。从流入口流入的水由该圆筒状壁分配，并从开设于圆筒状壁上的射出口喷出。

喷出的水撞到被旋转自如地配置于壁内侧的水轮上，驱动水轮旋转，并从流出口流出。水轮的旋转轴上设有与水轮固定为一体的旋转体。该旋转体的外周面为磁化的旋转磁性体。在与旋转磁性体的外周面相对的位置，隔着不锈钢制隔壁而配置有定子。定子上设有发电用线圈，磁性体的磁通进入定子时，该磁通与线圈产生交链而发电。

图8为上述小型水力发电装置中所用的水轮及旋转体的构成例子(磁性体与旋转轴除外)，图8(A)、(B)及(C)分别为其主视图、俯视图及仰视图。在图8中，水轮3设有：穿过并固定在上述旋转轴上的旋转中心部33；内周端部与该旋转中心部33相连的多个叶片构件31；连接着叶片构件31的外周前端部分的圆筒状环部32。旋转体4与水轮3形成一体。

图10为上述小型水力发电装置所使用的水轮及旋转体的另外一种构成例子，图10(A)、(B)及(C)分别为其主视图、俯视图及仰视图。水轮3设有：穿过并固定在上述旋转轴上的旋转中心部33；内周端部与该旋转中心部33相连的多个叶片构件31。图10中的水轮3的结构是没有图8中的水轮3的环部32。

在上述小型水力发电装置中，如果流过流体通道的水的流量多，将特别发生下述问题：水轮3随着水的流过而旋转时，由于叶片构件31的外周前端部分瞬间堵塞一部分射出孔22，故会使从射出孔22喷至叶片构件31的水压无法保持稳定，出现紊乱。

也就是说，图10中的水轮3的叶片构件31，在俯视图中的外周前端部分的宽d1与仰视图中的外周前端部分的宽度d2分别为1mm。这样，如图11及其部分放大图所示，将水喷向在流入口12与流出口13间配置水轮3的水分配用的环状壁部2的内侧的部分射出孔22(由于较宽的一方流量多，水压低，发电能力小，所以，为得到适当的发电能力，该宽度d3设定为1.5mm)，在水轮3旋转时会部分地被叶片构件31的外周前端部分堵塞。其结果，带来水压变动，水轮3旋转失衡，整个水龙头振动，旋转噪声以及振动噪声增大。

上述问题在图8及图10中的水轮及旋转体中均会发生。图9为表示图8使用水轮及旋转体时流量(1/min(升/分钟))与噪声(dB(分贝))特性的曲线图。此时，在流量为6.0升/分钟左右时，产生超过35分贝的噪声。

同样，图12为表示图10使用的水轮及旋转体时流量(1/min(升/分钟))与噪声(dB(分贝))特性的曲线图。此时，表示相同构造的水轮及旋转体的样品A、B、C的有关特性，但均是在流量为6.0升/分钟左右时产生超过35分贝的噪声。

如上所述，如果小型水力发电装置所产生的噪声在流量6.0升/分钟左右时超过35分贝，则正在使用自动水龙头装置的人耳朵会产生不适感。

本发明的目的是，提供一种通过改进水轮构造来减轻噪声产生的小型水力发电装置。

发明的公开

鉴于上述目的，本发明的小型水力发电装置设有：带流体通道的本体外壳；配设于流体通道、随着规定流量的流体通过而旋转的水轮，作为使与水轮相连、并与水轮同时旋转的旋转体与定子部相对配置的转子部，随着流体的通过而使该转子相对定子部旋转，由此而产生电力。其特征是，在流体通道中，在水轮的旋转轨迹外侧，设有逐渐缩小流体通道、并将流体射出的多个射出孔，水轮设有：旋转中心部；内周端部连接于旋转中心部且外周前端部分延伸至射出孔旁边、并受从射出孔中射出的流体冲击的叶片构件。叶片构件外周前端部分为棱状。

这样，射出孔就不会被水轮叶片构件的前端部分堵住，水压稳定，同时，由于一般水是从多个射出孔射出，所以水轮旋转流畅，旋转噪声小。并且，由于水压及水流稳定，所以壳体的振动声及水流声也有所减小。

在上述小型水力发电装置中，作为叶片构件前端部形成棱状的部位的周向宽度也可设定在水轮旋转方向射出孔的宽度的30％以下。这样，水轮叶片构件前端部分对射出孔的堵塞与以往相比有所减小，可控制水压变化产生的振动与旋转噪声。