專利名稱：小型水力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用水通過水龍頭的流動(dòng)所產(chǎn)生水力的小型水力發(fā)電裝置的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
一直以來人們所熟知的自動(dòng)閥栓裝置是，當(dāng)將手伸到水龍頭下側(cè)時(shí)傳感器感應(yīng)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(fā)電裝置的構(gòu)成。小型水力發(fā)電裝置是在本體外殼上設(shè)有流入口與流出口，中央部裝有分配環(huán)。從流入口流入的水由該圓筒狀壁分配，并從開設(shè)于圓筒狀壁上的射出口噴出。
噴出的水撞到被旋轉(zhuǎn)自如地配置于壁內(nèi)側(cè)的水輪上，驅(qū)動(dòng)水輪旋轉(zhuǎn)，并從流出口流出。水輪的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有與水輪固定為一體的旋轉(zhuǎn)體。該旋轉(zhuǎn)體的外周面為磁化的旋轉(zhuǎn)磁性體。在與旋轉(zhuǎn)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(shè)有發(fā)電用線圈，磁性體的磁通進(jìn)入定子時(shí)，該磁通與線圈產(chǎn)生交鏈而發(fā)電。
圖8為上述小型水力發(fā)電裝置中所用的水輪及旋轉(zhuǎn)體的構(gòu)成例子(磁性體與旋轉(zhuǎn)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(shè)有穿過并固定在上述旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)中心部33；內(nèi)周端部與該旋轉(zhuǎn)中心部33相連的多個(gè)葉片構(gòu)件31；連接著葉片構(gòu)件31的外周前端部分的圓筒狀環(huán)部32。旋轉(zhuǎn)體4與水輪3形成一體。


圖10為上述小型水力發(fā)電裝置所使用的水輪及旋轉(zhuǎn)體的另外一種構(gòu)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(shè)有穿過并固定在上述旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)中心部33；內(nèi)周端部與該旋轉(zhuǎn)中心部33相連的多個(gè)葉片構(gòu)件31。圖10中的水輪3的結(jié)構(gòu)是沒有圖8中的水輪3的環(huán)部32。
在上述小型水力發(fā)電裝置中，如果流過流體通道的水的流量多，將特別發(fā)生下述問題水輪3隨著水的流過而旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于葉片構(gòu)件31的外周前端部分瞬間堵塞一部分射出孔22，故會(huì)使從射出孔22噴至葉片構(gòu)件31的水壓無法保持穩(wěn)定，出現(xiàn)紊亂。
也就是說，圖10中的水輪3的葉片構(gòu)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(huán)狀壁部2的內(nèi)側(cè)的部分射出孔22(由于較寬的一方流量多，水壓低，發(fā)電能力小，所以，為得到適當(dāng)?shù)陌l(fā)電能力，該寬度d3設(shè)定為1.5mm)，在水輪3旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)部分地被葉片構(gòu)件31的外周前端部分堵塞。其結(jié)果，帶來水壓變動(dòng)，水輪3旋轉(zhuǎn)失衡，整個(gè)水龍頭振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)噪聲以及振動(dòng)噪聲增大。
上述問題在圖8及圖10中的水輪及旋轉(zhuǎn)體中均會(huì)發(fā)生。圖9為表示圖8使用水輪及旋轉(zhuǎn)體時(shí)流量(1/min(升/分鐘))與噪聲(dB(分貝))特性的曲線圖。此時(shí)，在流量為6.0升/分鐘左右時(shí)，產(chǎn)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(zhuǎn)體時(shí)流量(1/min(升/分鐘))與噪聲(dB(分貝))特性的曲線圖。此時(shí)，表示相同構(gòu)造的水輪及旋轉(zhuǎn)體的樣品A、B、C的有關(guān)特性，但均是在流量為6.0升/分鐘左右時(shí)產(chǎn)生超過35分貝的噪聲。
如上所述，如果小型水力發(fā)電裝置所產(chǎn)生的噪聲在流量6.0升/分鐘左右時(shí)超過35分貝，則正在使用自動(dòng)水龍頭裝置的人耳朵會(huì)產(chǎn)生不適感。
本發(fā)明的目的是，提供一種通過改進(jìn)水輪構(gòu)造來減輕噪聲產(chǎn)生的小型水力發(fā)電裝置。
發(fā)明的公開鑒于上述目的，本發(fā)明的小型水力發(fā)電裝置設(shè)有帶流體通道的本體外殼；配設(shè)于流體通道、隨著規(guī)定流量的流體通過而旋轉(zhuǎn)的水輪，作為使與水輪相連、并與水輪同時(shí)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體與定子部相對配置的轉(zhuǎn)子部，隨著流體的通過而使該轉(zhuǎn)子相對定子部旋轉(zhuǎn)，由此而產(chǎn)生電力。其特征是，在流體通道中，在水輪的旋轉(zhuǎn)軌跡外側(cè)，設(shè)有逐漸縮小流體通道、并將流體射出的多個(gè)射出孔，水輪設(shè)有旋轉(zhuǎn)中心部；內(nèi)周端部連接于旋轉(zhuǎn)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(gòu)件。葉片構(gòu)件外周前端部分為棱狀。
這樣，射出孔就不會(huì)被水輪葉片構(gòu)件的前端部分堵住，水壓穩(wěn)定，同時(shí)，由于一般水是從多個(gè)射出孔射出，所以水輪旋轉(zhuǎn)流暢，旋轉(zhuǎn)噪聲小。并且，由于水壓及水流穩(wěn)定，所以殼體的振動(dòng)聲及水流聲也有所減小。
在上述小型水力發(fā)電裝置中，作為葉片構(gòu)件前端部形成棱狀的部位的周向?qū)挾纫部稍O(shè)定在水輪旋轉(zhuǎn)方向射出孔的寬度的30％以下。這樣，水輪葉片構(gòu)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(chǎn)生的振動(dòng)與旋轉(zhuǎn)噪聲。
在上述小型水力發(fā)電裝置中，與葉片構(gòu)件承受流體沖擊的面相反側(cè)的面設(shè)成中央部從內(nèi)周端部至外周前端部凸起的弓型。這樣，由于弓型面在旋轉(zhuǎn)時(shí)成為前方的面，所以，葉片構(gòu)件可在不必遭受那么大的水阻力而旋轉(zhuǎn)。水輪可順暢地旋轉(zhuǎn)。因此，可進(jìn)一步減小旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲。
在上述各小型水力發(fā)電裝置中，葉片構(gòu)件旋轉(zhuǎn)中心部具有向與流體從射出孔射出的方向正交的方向延伸的軸狀，同時(shí)設(shè)有從外周前端部分向圓周方向延伸、并與形成軸狀的旋轉(zhuǎn)中心部平行且不會(huì)堵塞射出孔的旋轉(zhuǎn)翼部。因此，不會(huì)堵塞射出孔，可提高水輪的旋轉(zhuǎn)力。
附圖的簡單說明圖1為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)小型水力發(fā)電裝置的縱剖視圖。
圖2為從圖1箭頭II方向所見圖1的小型水力發(fā)電裝置的側(cè)視圖。
圖3為從圖1箭頭III方向所見的俯視圖。
圖4為圖1中小型水力發(fā)電裝置所用的水輪及旋轉(zhuǎn)體的構(gòu)造圖，圖4(A)為主視圖，圖4(B)為從箭頭B方向所見(A)的俯視圖，圖4(C)為從箭頭C方向所見圖4(A)的仰視圖。
圖5為圖1小型水力發(fā)電裝置中水輪的葉片構(gòu)件與射出孔位置關(guān)系的說明圖。
圖6表示圖4中說明的水輪及旋轉(zhuǎn)體中設(shè)有棱狀部時(shí)、以及在與承受流體沖擊側(cè)相反側(cè)的面及端部上未設(shè)R形圓角時(shí)流量與噪聲的特性。
圖7是表示圖4中說明的水輪及旋轉(zhuǎn)體中設(shè)有棱狀部時(shí)、以及在與承受流體沖擊側(cè)相反側(cè)的面及端部上設(shè)有R形圓角時(shí)流量與噪聲的特性。
圖8表示現(xiàn)有小型水力發(fā)電裝置所用的水輪及旋轉(zhuǎn)體的構(gòu)成例子，圖8(A)、(B)、(C)分別為主視圖、俯視圖和仰視圖。
圖9是表示圖8使用水輪及旋轉(zhuǎn)體時(shí)流量與噪聲的特性曲線圖。
圖10表示現(xiàn)有小型水力發(fā)電裝置所用的水輪及旋轉(zhuǎn)體的其他構(gòu)成例子，圖10(A)、(B)、(C)分別為主視圖、俯視圖、仰視圖。
圖11為圖10中小型水力發(fā)電裝置水輪葉片構(gòu)件與射出孔位置關(guān)系說明圖。
圖12為表示圖10使用的水輪及旋轉(zhuǎn)體時(shí)流量與噪聲的特性曲線圖。
發(fā)明的實(shí)施形態(tài)下面，根據(jù)附圖，說明本發(fā)明小型水力發(fā)電裝置的實(shí)施形態(tài)。
圖1為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)小型水力發(fā)電裝置的縱剖視圖。圖2為從圖1的箭頭II方向所見的圖1小型水力發(fā)電裝置的側(cè)視圖。圖3為從圖1的箭頭III方向所見的圖1小型水力發(fā)電裝置的俯視圖。圖4為水輪3與旋轉(zhuǎn)體4的構(gòu)造圖，其中(A)為主視圖，(B)為從箭頭B方向所見(A)的俯視圖，(C)為從箭頭C方向所見(A)的仰視圖。
首先說明一下小型水力發(fā)電裝置的基本構(gòu)成。
如圖1至圖3所示，本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的小型水力發(fā)電裝置設(shè)有有流體通道的流入口12及流出口13的本體外殼1；設(shè)于本體外殼1內(nèi)、構(gòu)成一部分流體通道的注水用環(huán)狀壁部2；配置于環(huán)狀壁部2內(nèi)周側(cè)、隨規(guī)定流量的流體通過而旋轉(zhuǎn)的水輪3；連接在水輪3上、與水輪3同時(shí)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體4；配置于旋轉(zhuǎn)體4外周側(cè)、并嵌入本體外殼1內(nèi)而與本體外殼1聯(lián)動(dòng)、形成內(nèi)部空間的不銹鋼制的杯狀殼體5；配置于該杯狀殼體5外側(cè)的定子部6。
本體外殼1設(shè)有本體部11；突出至本體部11外側(cè)的筒狀的流入口12和流出口13。本體部11設(shè)有圍繞于水輪3的外側(cè)、并形成水分配部的環(huán)狀壁部2；嵌入、并保持支承旋轉(zhuǎn)體4的軸7一端的軸承孔11b。
環(huán)狀壁部2將從流入口12進(jìn)入的水的通道縮小，增加水壓以沖擊水輪3的葉片構(gòu)件31，并將沖擊葉片構(gòu)件31后的水導(dǎo)向流出口13。該環(huán)狀壁部2設(shè)有與本體外殼1一體形成的多個(gè)壁(未圖示)；用蓋15覆蓋這些壁的前端側(cè)、設(shè)在四周壁上將通道被縮小的流體噴向水輪3的葉片構(gòu)件31的多個(gè)射出孔22。
本體外殼1設(shè)有杯狀殼體5；嵌入密封固定于杯狀殼體5的外側(cè)的定子部5的軸向一端的凹部。凹部的底面成為用于載放配置于本體外殼1與杯狀殼體5之間的環(huán)狀蓋12的平面部15a的部位。該底面的中心部位設(shè)有連通本體外殼1側(cè)的流體通道與杯狀殼體5內(nèi)部空間的孔，通過該孔，杯狀殼體5的內(nèi)部空間與流體通道的流入口12以及流出口13連通。
杯狀殼體5由非磁性的不銹鋼制的構(gòu)件構(gòu)成，設(shè)有經(jīng)拉深加工而成為最外周部的凸緣部5b；連續(xù)形成在凸緣部5b內(nèi)側(cè)的外側(cè)圓筒部5a；配置于該外側(cè)圓筒部5a內(nèi)側(cè)、對水進(jìn)入的內(nèi)部空間與定子部6進(jìn)行隔斷的隔壁部5c；連接外側(cè)圓筒部5a與隔壁部5c的連接面部5d；以及底部5e。
采用上述構(gòu)造的杯狀殼體5一邊夾持蓋15的平面部15a、一邊嵌入上述本體外殼1的凹部內(nèi)。在外側(cè)圓筒部5a的外側(cè)配置O形環(huán)8。O形環(huán)8在徑向外側(cè)受到該外側(cè)圓筒部5a的按壓，并由該外側(cè)圓筒部5a與凹部的內(nèi)壁夾持。底部5e上設(shè)有嵌入水輪3支承與旋轉(zhuǎn)體4的軸7的另一端的軸承孔5f。杯狀殼體5將定子部6與通過本體外殼1內(nèi)的水隔斷，防止水流至本體外殼1外。
設(shè)于本體外殼1上的流入口12、流出口13以及連接二者的本體部11配設(shè)于由水龍頭與閥門等構(gòu)成的閥栓裝置(未圖示)的流體通道的一部分，從流體源進(jìn)入流入口12的流體通過配置于本體部11內(nèi)部的環(huán)壁部2而從流出口13流出。流體在通過時(shí)給予水輪3旋轉(zhuǎn)力。
如上所述，將杯狀殼體5嵌入本體外殼1，在其外側(cè)配置定子部6后，覆蓋樹脂殼體9，以覆蓋杯狀殼體5與定子部6。樹脂殼體9設(shè)有覆蓋從定子部6向半徑方向側(cè)突出的端子部6a的蓋9b，且蓋9b上設(shè)有將一端連接于端子部6a的導(dǎo)線6b的另一端引至外部的引出部9c。該引出部9c上充填將外部與定子部6予以密封的密封劑(未圖示)，防止水從外部通過引出部9c進(jìn)入定子部6。樹脂殼體9通過螺釘10固定在本體外殼1上。此種構(gòu)造可防止杯狀殼體5與定子部6從本體外殼1上脫落以及從固定狀態(tài)產(chǎn)生的位置偏離等。
上述的配置于注水用環(huán)狀壁部2內(nèi)側(cè)的水輪3隨著規(guī)定流量的流體的通過而旋轉(zhuǎn)。如圖4所示，水輪3設(shè)有穿過上述軸7、與射出孔22垂直配置的旋轉(zhuǎn)中心部33；內(nèi)周端部連接于該旋轉(zhuǎn)中心部33上的葉片構(gòu)件31。
進(jìn)入流入口12，經(jīng)各射出孔22擠壓后壓力增高的流體強(qiáng)力沖擊葉片構(gòu)件31，水輪3在該水力作用下以軸7為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。沖擊到葉片構(gòu)件31的水如上所述，在空間內(nèi)循環(huán)后，向流出口13側(cè)移動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)中心部33設(shè)有在軸7上滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)的圓筒狀的小筒部33a；比該小筒部33a直徑大的大筒部33b，在軸向兩端部分別連結(jié)小筒部33a與大筒部33b的多個(gè)骨架部33c。
另外，小筒部33a及大筒部33b間為軸向貫通的中空構(gòu)造的貫通空部33d，水輪3側(cè)的各骨架部33c間的空隙作為入口，旋轉(zhuǎn)體4側(cè)的各骨架部33c間的空隙作為出口。該貫通空部33d通過將射向水輪3的水從上述入口進(jìn)入，從出口排出，從而使水在水輪3以及連結(jié)在水輪3上的旋轉(zhuǎn)體4所配置的空間內(nèi)循環(huán)，并使水輪3與旋轉(zhuǎn)體4順利旋轉(zhuǎn)。水輪3在水力作用下旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)體4以軸7為中心與水輪3一起旋轉(zhuǎn)。
連結(jié)于水輪3上、并與水輪3同時(shí)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體4成為與定子部6相對配置的轉(zhuǎn)子部，其面上嵌有圓筒狀的磁性體Mg。該磁性體Mg的外周面被多極勵(lì)磁。并且，其外周面通過杯狀殼體5的隔壁部5c而與定子部6相對配置。這樣，在旋轉(zhuǎn)體4與水輪3一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，就相對定子部6旋轉(zhuǎn)。
定子部6由軸向重且相位錯(cuò)開配置的2個(gè)層6c、6d構(gòu)成。由于定子部6采用雙層構(gòu)造，所以各層6c、6d可相互抵消止動(dòng)扭矩，從而整體上減少旋轉(zhuǎn)磁性體Mg與定子部6間產(chǎn)生的止動(dòng)扭矩。各層6c、6d分別設(shè)有外定子鐵心(重疊狀態(tài)下配置于外側(cè))61；內(nèi)定子鐵心(重疊狀態(tài)下配置于內(nèi)側(cè))62；卷繞在線圈骨架上的線圈63。
在本實(shí)施形態(tài)中，各層6c、6d相鄰配置的內(nèi)定子鐵心62、62間被磁性絕緣。各層6c、6d的各外定子鐵心61、61均為大致杯狀，外側(cè)的端部間相連并成為磁性連接的狀態(tài)。這些結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步引出將各層6c、6d間產(chǎn)生的止動(dòng)扭矩互相抵消的力，起到降低止動(dòng)扭矩的效果。并且，線圈63的卷繞開始部分與卷繞結(jié)束部分是從設(shè)于外定子鐵心61、61的連接部位的窗(未圖示)引至外定子鐵心61、61的外側(cè)，并分別連接在端子部6a上。
外定子鐵心61設(shè)有，對經(jīng)拉深加工而成的杯狀構(gòu)件中心部分進(jìn)行沖切翻起而形成的多個(gè)極齒61a。這些極齒61a為大致梯形，并形成周向等間隔配置的梳齒狀，并與旋轉(zhuǎn)磁性Mg的外周面相對。內(nèi)定子鐵心62也同樣設(shè)有多個(gè)極齒62a，這些極齒62a也形成周向等間隔配置的梳齒狀，并與旋轉(zhuǎn)磁性體Mg的外周面相對。如果將兩個(gè)定子鐵心61、62重疊配置，設(shè)于各定子鐵心61、62上的各極齒61a、62a將鋸齒狀地交替地配置在周向。
采用此種構(gòu)造的定子部6被嵌入杯狀殼體5的隔壁部5c的外側(cè)部分。由此，定子部6的各極齒61a、62a與旋轉(zhuǎn)體4的磁化部之間流過磁通。如上所述，如果旋轉(zhuǎn)體4與水輪3同時(shí)旋轉(zhuǎn)，該磁通流動(dòng)將發(fā)生變化，在防止其流動(dòng)變化的方向上，線圈63產(chǎn)生感應(yīng)電壓。以此種形式獲得的感應(yīng)電壓通過電路轉(zhuǎn)換為直流電，并通過規(guī)定電路(未圖示)整流而對電池進(jìn)行充電。
下面再利用圖4說明一下作為本發(fā)明的特點(diǎn)的水輪3的具體構(gòu)造。
在圖4(B)的俯視圖中，水輪3的葉片構(gòu)件31，與承受流體沖擊側(cè)相反側(cè)的面31b彎曲成從內(nèi)周端部至外周前端部分間中央突出的弓型，外周前端部分形成棱形。該棱形部31a與圖10中水輪3的外周前端部分寬度d1＝1mm相比，其寬度為0.2mm以下。
在本實(shí)施形態(tài)中，設(shè)有從葉片構(gòu)件31的外周前端部分即棱形部31a向圓周方向延伸的旋轉(zhuǎn)翼部31d。該旋轉(zhuǎn)翼部31d設(shè)成平行于垂直從射出孔22射出水的方向形成的軸狀旋轉(zhuǎn)中心部33且不堵塞射出孔22。也就是說，旋轉(zhuǎn)翼部31d設(shè)在不與葉片構(gòu)件31的軸向的射出孔22相對的區(qū)域內(nèi)。
具體來說，所謂與設(shè)于葉片構(gòu)件31的外周前端部分的軸向的射出孔22相對的部位是指，從另一側(cè)的端部至葉片構(gòu)件31的軸向中間位置附近形成，不形成在與射出孔22相對的部位。這樣，旋轉(zhuǎn)翼部31d就不會(huì)堵住射出孔22，還可提高水輪3的旋轉(zhuǎn)力。根據(jù)不同方法，如果不采用旋轉(zhuǎn)翼部31d能夠產(chǎn)生足夠的水輪3的旋轉(zhuǎn)力的話，也可不設(shè)置旋轉(zhuǎn)翼部31d。
在圖4(C)的俯視圖中，水輪3的葉片構(gòu)件31同樣彎曲成從內(nèi)周端部向外周前端部分中央突出的弓型，與承受流體沖擊側(cè)相反側(cè)的面31b上設(shè)有R形狀的圓角，不形成角和棱。
在圖4(A)的主視圖中，在水輪3的葉片構(gòu)件31的軸向接近射出孔22相對側(cè)的端部31c處也設(shè)有R形圓角，不形成角和棱。
使用具有上述構(gòu)造的水輪3時(shí)，從射出孔22噴出的水沖擊水輪3的葉片構(gòu)件31的正面?zhèn)?，在水的?dòng)能的作用下，水輪3旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，水輪3的葉片構(gòu)件31更接近水的射出孔22，并且沖擊角度約接近90度，沖擊到葉片構(gòu)件31的水的動(dòng)能就越大，水輪旋轉(zhuǎn)得越快。
如果從射出孔22至葉片構(gòu)件31的距離較遠(yuǎn)，則由于傳至水輪3的動(dòng)能變小，所以在距離遠(yuǎn)時(shí)，現(xiàn)行的方法是，用水輪3的外周部堵住，使水流向其他部位，使其他部位的水量增加，從而提高水輪的旋轉(zhuǎn)。但在流過閥栓的流量較大時(shí)，如果用水輪3的外周堵住射出孔22，則會(huì)產(chǎn)生上面所述的問題。
在本發(fā)明中，如上所述，水輪3的葉片構(gòu)件31的外周前端部分形成寬度0.2mm以下的棱狀。這樣，如圖5以及其部分放大圖所示，射出孔22的寬度d3(本例中，設(shè)定為約1.5mm)不會(huì)被水輪3的葉片構(gòu)件31的棱狀部31a堵住。
因此，可消除水壓與水流的紊亂，也可正常地從4個(gè)射出孔22中射出水，水輪3順暢地旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)噪聲也有所減小。并且，由于水壓與水流穩(wěn)定，本體外殼1的振動(dòng)聲與水流聲也有所減小。
水輪3旋轉(zhuǎn)時(shí)，為使從射出孔22噴出的水沖擊葉片構(gòu)件31的背面?zhèn)?彎曲成弓型的外側(cè))，該背面?zhèn)?包括承受流體沖擊側(cè)的相反側(cè)的面31b與端部31c)沒有角和棱，而是形成R形圓角，有效地防止了逆扭矩的產(chǎn)生，使水流流暢，降低了噪聲。
本實(shí)施形態(tài)的葉片構(gòu)件31的正面?zhèn)鹊拿嫘螤畹母扛浇鼮镽形狀(圓角形狀)。這樣，沖擊到葉片構(gòu)件31后的水的以后的移動(dòng)變得流暢，從而使水輪3更順利地旋轉(zhuǎn)。
圖6為下述情況下流量1/min(升/分鐘)噪聲dB的特性曲線圖，即圖4中說明的水輪3與旋轉(zhuǎn)體4的上述棱狀部31a形狀與圖4相同，在與承受流體沖擊側(cè)相反側(cè)的面31b及端部31c上未設(shè)置R形狀的圓角。此時(shí)雖顯示了同一構(gòu)造的水輪及旋轉(zhuǎn)體的樣品A、B、C的有關(guān)特性，但其中的2個(gè)樣品在流量6升/分鐘左右時(shí)產(chǎn)生的噪聲已降至35分貝以下。
也就是說，在上述實(shí)施形態(tài)中，在將葉片構(gòu)件31的外周前端部分形成棱狀的同時(shí)，在與承受流體側(cè)相反側(cè)的面31b與端部31c上設(shè)有R形的圓角，但即使不設(shè)置R形圓角而只設(shè)置棱狀部31a，也可一定程度地控制振動(dòng)和噪聲。因此，根據(jù)不同方法，在承受流體沖擊側(cè)的另一側(cè)的面31b及端部31c上也可不設(shè)置R形圓角。
圖7為下述情況下流量1/min(升/分鐘)噪聲dB的特性曲線圖，即水輪3與旋轉(zhuǎn)體4上設(shè)有圖4中所述的上述棱狀部31a，在與承受流體沖擊側(cè)相反側(cè)的面31b及端部31c上設(shè)有R形狀圓角。此時(shí)雖顯示了同一構(gòu)造的水輪及旋轉(zhuǎn)體的樣品A、B、C的有關(guān)特性，但其中的2個(gè)樣品在流量6升/分鐘左右時(shí)產(chǎn)生的噪聲已降至35分貝以下。因此，如圖7所示，在承受流體沖擊側(cè)的另一側(cè)的面31b及端部31c上設(shè)有R形圓角時(shí)，與不設(shè)置時(shí)相比，可更有效地控制振動(dòng)與噪聲。
上面對本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)作了說明，但并不僅限于本說明，可有各種各樣的變形和應(yīng)用。如在上述實(shí)施形態(tài)中，水輪3未設(shè)置圖8中的環(huán)部32，但也可對圖4的構(gòu)造進(jìn)行補(bǔ)充，設(shè)置與圖8中環(huán)部32相同的環(huán)部。
在上述形態(tài)中，水輪3配設(shè)成旋轉(zhuǎn)中心部33與射出孔22垂直，但作為其他實(shí)施形態(tài)，也可配置成旋轉(zhuǎn)中心部33與射出孔22平行。
在上述實(shí)施形態(tài)中，相對射出孔22的寬度d3＝1.5mm，將水輪3的葉片構(gòu)件31的外周前端部分設(shè)成寬度d1＝0.2mm以下的棱狀部31a。但射出孔22的寬度d3與棱狀況31a的寬度d1的大小并不僅限于此，目前已發(fā)現(xiàn)，通過將棱狀部31a的寬度d1的尺寸設(shè)定為射出孔22寬度d3的30％以下，可減小產(chǎn)生的噪聲。
利用本發(fā)明的小型水力發(fā)電裝置，由于與射出孔相對部分的水輪外周部的形狀作成棱狀，所以不會(huì)堵住射出孔，水壓穩(wěn)定，同時(shí)由于一般水是從多個(gè)射出孔射出，所以，水輪旋轉(zhuǎn)順利，減小了旋轉(zhuǎn)噪聲。并且，由于水壓與水流穩(wěn)定，所以殼體的振動(dòng)聲及水流聲有所減小。此外，由于葉片構(gòu)件背面?zhèn)葻o角及棱，而是R形圓角，所以可防止產(chǎn)生逆扭矩，使水流順暢，并可減小噪聲。
權(quán)利要求
1.一種小型水力發(fā)電裝置，具有設(shè)有流體通道的本體外殼；配設(shè)于所述流體通道、隨著規(guī)定流量的流體通過而旋轉(zhuǎn)的水輪，將與該水輪相連并與水輪同時(shí)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體作為與定子部相對配置的轉(zhuǎn)子部，隨著所述流體的通過使該轉(zhuǎn)子部相對定子部旋轉(zhuǎn)而發(fā)電，其特征是，在所述流體通道中，在水輪旋轉(zhuǎn)軌跡的外側(cè)，設(shè)有逐漸縮小所述流體通道并將流體射出的多個(gè)射出孔，所述水輪設(shè)有旋轉(zhuǎn)中心部；內(nèi)周端部連接于所述旋轉(zhuǎn)中心部、外周前端部分延伸至所述射出孔旁邊、并受從射出孔中射出的流體沖擊的葉片構(gòu)件，所述葉片構(gòu)件的外周前端部分形成棱狀。
2.如權(quán)利要求項(xiàng)1所述的小型水力發(fā)電裝置，其特征是，所述葉片構(gòu)件前端部分、即形成棱狀部位的周向?qū)挾炔坏剿錾涑隹椎乃鏊πD(zhuǎn)方向的寬度的30％。
3.如權(quán)利要求項(xiàng)1所述的小型水力發(fā)電裝置，其特征是，所述葉片構(gòu)件的與承受流體沖擊側(cè)相反側(cè)的面，形成從內(nèi)周端部向外周前端部分中央突出的弓型。
全文摘要
一種小型水力發(fā)電裝置,在流體通道中設(shè)有逐漸縮小流體通道、并向葉片構(gòu)件(31)射出水的多個(gè)射出孔(22)。水輪(3)設(shè)有旋轉(zhuǎn)中心部(33),內(nèi)周端部連接于旋轉(zhuǎn)中心部、外周前端部分延伸至射出孔(22)旁邊并承受從射出孔(22)中射出的流體沖擊的葉片構(gòu)件(33),葉片構(gòu)件(33)旋轉(zhuǎn)方向的背面?zhèn)刃纬蓮膬?nèi)周端部至外周前端部分中央突出的弓型,同時(shí),外周前端部分形成棱狀(31a)。采用本發(fā)明,可減輕噪聲。
文檔編號F03B3/12GK1369634SQ02103080
公開日2002年9月18日 申請日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月9日
發(fā)明者弓田行宣 申請人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所