专利名称：燃气热水器用水力发电及流量检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于燃气热水器技术领域，具体涉及一种安装于燃气热水器中为其供电和提供流量检测的装置。
技术背景现有的燃气热水器普遍采用配备干电池供电，由于大量的电器广泛使用干电池，废弃的干电池对环境污染，已经成为一种严重的灾害。发掘利用环保能源减少干电池的使用，是利国利民好事。目前，也有利用燃气热水器自身的水流来提供电能的技术出现。例如中国专利98200869.4公开了“一种新型的热水器的点火供电装置”，和中国专利01204478.4公开了一种“精确调节流量的热水器自供电装置”，二者都能利用燃气热水器工作时的水流能量发电，取代干电池为燃气热水器提供电源。但是，它们的结构较复杂，力矩传递环节太多，不能高效的利用水能。前者其传动轴穿出水道，带动发电机，在水道的开口处必须用密封材料阻挡漏水，密封材料的摩擦系数较大，要达到水密性要求，就要对其施加压力，这就使摩擦力矩加大，在流量小于4L/h时(以10L燃气热水器为例，下同)，水能主要在克服摩擦力矩，发电量弱，不能可靠工作；若减小摩擦力矩，其密封性又不可靠，这是一对矛盾，导致，小水流启动困难。但当水流在10L/h时，转速可达8000转/分，高速转动密封材料容易磨损漏水。后者利用内外磁环进行力矩传递，改善了摩擦力产生力矩损耗，并使水轮与发电机之间完全隔离，消除了漏水隐患。但内外磁环的力矩是非刚性传递，力矩的传输效率随转速的升高而下降，当转速超过4000转/分时，水轮的力矩无法传递到外磁环。此时，发电机不发电。为弥补上述不足，两个专利都只有采用泄流机构，限定转速，以牺牲能量转换效率保证工作可靠，因此，水能的利用上效率不高，其发电量仅相当于一节干电池，只能用于热水器点火，若要用于高档的控温型热水器就无法提供充足的能量。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的上述不足，提供一种高效利用水能的燃气热水器用水力发电及流量检测装置，将发电机同水轮机统一设计，转子与水轮设计成一体放在水中，使力矩的损耗减到最�。浞掷盟埽涑龅哪芰靠晌匚滦腿计娜人鞯慊�、气阀调节、温度控制，安全保护提供足够的能源。同时，一机多用，既是发电机，又是较精确的流量检测器，且结构紧凑，体积小巧，安装方便，成本低廉。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现本燃气热水器用水力发电及流量检测装置具有壳体、进水口和出水口，在进水口和出水口之间的壳体内腔安装由水轮、永磁体、轴组成的转子，壳体外部与永磁体相对应的位置，装有采用软磁材料叠合的铁芯和嵌入铁芯内的线圈组成定子。当水流由进水口进入，经水轮从出水口流出时，水流的动能对水轮做功，推动水轮旋转。同时，水轮通过轴带动转子一起转动。转子上的永磁体的磁极按N、S交替有规律排列，转子在转动时其磁场也跟随转动。装在壳体外部与永磁体相对应的铁芯因磁场旋转而获得交变磁�。度胩局械南呷υ诮槐浯懦≈胁猩缍疲缍凭枷呦蛲獠扛涸靥峁┑缌�。当水流停止时，水轮失去了水流提供的动能，停止转动。因此，铁芯上没有交变磁�。呷兔挥懈猩缍�。此时，本装置不向外部提供电源。
在水质较差的水流中含有泥沙杂质，特别是杂质中的导磁物质吸附在永磁体上，会改变转子的转动贯量，影响转子转速的稳定。这些物质若大量的聚集在转子上，还会导致转子被卡滞。为了解决这一问题，本实用新型可以在水轮与永磁体之间设有隔板，隔板选用非导磁材料，其主要作用是将杂质与永磁体隔开让水流将其冲走。当然，在某些时候，隔板也可以取消。
本实用新型是突出优点是将发电机同水轮机统一设计，转子与水轮设计成一体放在水中，使力矩的损耗减到最�。浞掷盟埽涑龅哪芰靠晌匚滦腿计娜人鞯慊�、气阀调节、温度控制，安全保护提供足够的能源，直接驱动燃气热水器的电控系统工作，使环保型(无需电池)燃气热水器成为可能。同时，本实用新型还可用于流量检测部件，当进水管径一旦确定，水流量的大小取决与流速，而本实用新型输出电压的大小也取决与流速。所以因此，根据输出电压的大小可精确测量出流量。而流量的检测是快速燃气恒温燃气热水器必不可少的关键参数。
本实用新型的应用，不仅使燃气热水器在功能和性能方面均有所改善，同时对它的工艺水平，自动化和智能化、节能和环保、安全使用等方面亦有较大的改善。它的面世将在燃气热水器产品更新换代，提升技术含量中起到推陈出新的作用。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的侧视图；图3是本实用新型另一种形式的结构示意图；图4是图3的侧视图。
具体实施方式
参见图1和图2，本装置由进水口1、壳体2、水轮3、出水口4、铁芯5、线圈6、永磁体7、轴8、转子9、导线10和隔板11组成。壳体2中空，在下部的进水口1和上部的出水口4之间有一空腔，腔内装有由水轮3、永磁体7、轴8组成的转子9。转子被密封在壳体内，与外部无机械联接。壳体2外部与永磁体7相对应的位置，装有采用软磁材料叠合的铁芯5和嵌入铁芯内的线圈6组成定子。在水轮3与永磁体7之间设有隔板11，隔板11选用非导磁材料。
图3和图4显示的装置与图1的结构基本一样，只是进水口1在侧面。
权利要求1.燃气热水器用水力发电及流量检测装置，包括壳体、进水口和出水口，其特征在于在进水口和出水口之间的壳体内腔装有由水轮、永磁体、轴组成的转子，壳体外部与永磁体相对应的位置，装有铁芯和嵌入铁芯内的线圈组成定子。
2.根据权利要求1所述的燃气热水器用水力发电及流量检测装置，其特征在于铁芯采用软磁材料叠合而成。
3.根据权利要求1或2所述的燃气热水器用水力发电及流量检测装置，其特征在于在水轮与永磁体之间设有隔板。
4.根据权利要求3所述的燃气热水器用水力发电及流量检测装置，其特征在于隔板选用非导磁材料。
专利摘要燃气热水器用水力发电及流量检测装置，具有壳体、进水口和出水口，在进水口和出水口之间的壳体内腔安装由水轮、永磁体、轴组成的转子，壳体外部与永磁体相对应的位置，装有采用软磁材料叠合的铁芯和嵌入铁芯内的线圈组成定子。本实用新型是突出优点是将发电机同水轮机统一设计为一体放在水中，使力矩的损耗减到最�。浞掷盟埽涑龅哪芰靠晌匚滦腿计娜人鞯慊�、气阀调节、温度控制，安全保护提供足够的能源，直接驱动燃气热水器的电控系统工作，使环保型(无需电池)燃气热水器成为可能。还可用于流量检测部件，一机多用。
文档编号G01F1/56GK2623897SQ0323495
公开日2004年7月7日 申请日期2003年6月13日 优先权日2003年6月13日
发明者叶为民, 王升学 申请人:重庆市江北区兴海机电有限责任公司
专业数控铣床产品供应商
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