专利名称：流体驱动式微型发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关一种流体驱动式微型发电装置，尤指一种结构简易且具极佳 发电效率的发电装置。
背景技术：
现有的流体驱动式的发电装置，有如中国台湾发明公开公报第200538638号《自 来水发电装置系统」发明专利案所揭示，于自来水的水流管路中设置一可枢转的叶 片，并于叶片的前方设有一导流板，且该叶片的轴心向外连动一发电机本体的转子， 利用该导流板可将管路中的水流导向一旁侧，以推动该叶片转动，而该转动的叶片 则可经由其轴心连动该发电机本体的转子转动，以达到发电的功能；然而，上述的 结构其于实际应用上有下列缺失
1. 由于该叶片的轴心是向外连动发电机本体的转子，其必须经由转轴或齿轮的 传动，且转轴或齿轮亦需通过该水流管路壁面，因此其不但于动能的传输有极大的 损耗(转轴或齿轮摩擦)，影响其整体的发电效率，同时，其水流管路也因钻孔而 易有渗漏及污染的缺点。
2. 由于该叶片与水流管路内壁之间具有极大的间隙，致使有部份水流经由该间 隙通过时，并未对该叶片作功，而直接排出，如此未完全利用水流能量的结构，也 影响其发电效率。
3. 由于该导流板仅是将水流管路中的水流导引偏移至叶片一旁侧，并无实际有 效增加水流速度的功效，难以充分利用水流的能量。
4. 整个扇叶置于水中，虽有顺向水流流动提供扇叶转动的力矩，但扇叶另一侧 仍置于水中，水的阻力使扇叶仅能以极低的转速缓慢转动，大部分的功并非用于切 割磁力线，发电效率低。
有鉴于现有的发电装置有上述的缺点，发明人针对这些缺点研究改进之道，终 于有本实用新型的产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种流体驱动式微型发电装置，其具有直接的驱动 方式，且可集中加强该流体，充分利用流体的动能，因此可产生较佳发电效率；其 由于流体管路上无需钻孔，因此可有效避免流体渗漏及污染的情形；其将永久磁铁 与叶片结合为一体，以增加该叶片组的重量，充当飞轮作用，进而有效增加叶片组 转动的惯性，以提升其转动的稳定度。
为达成上述目的及功效，其所实行的技术手段包括
一内筒，其一端衔接一流体管路；
一叶片组，枢设于该内筒内部；
一永久磁铁，结合于该叶片组上，使其可随叶片组的转动而同步枢转，并使周 围产生一变化的磁场； 一线圈，缠绕于该内筒外周缘对应于叶片组的部位，使其可
因永久磁铁的转动在线圈内部产生一随时间变化的磁通量，以感应一交流电压； 一外筒，套合于该内筒的外部以形成保护；
一电路板，设于该内筒外周缘与该外筒内周缘之间，并与该线圈输出端部相连 接；及
一喷嘴，设于该内筒内部的流体入口与叶片组之间，以增加水流速度并将该喷 嘴出口水流集中导向叶片组的外边侧；
借此，当该叶片受流体驱动而转动，该永久磁铁即同步转动并使周围产生一变 化的磁场，使该线圈产生一感应电压输出至该电路板。
本实用新型中，所述的叶片组是由一叶片上盖及一叶片下盖相对组合而成，以 设置该永久磁铁。
所述的叶片组是一体成型于永久磁铁外部。
本实用新型中，所述的电路板设有复数二极管，以将该线圈输出的交流电源整 流为直流电源。
所述的复数二极管整流后的直流电源可供一充电电池充电。 所述的电路板设有光源体，该复数二极管整流后的直流电源可供应该光源体发
光所需的电能，该光源体是发光二极管。
本实用新型中，在所述的电路板上另设有一开关，且该开关与设于外筒的开关
按键连动，以控制该光源体与直流电源间的导通。本实用新型中，所述的内筒于流体入口设有外凸缘，且该外筒具有可固定于该 外凸缘的凹槽，以结合该内、外筒，该内筒的流体出口端的截面积大于该流体管入 口端的截面积。
本实用新型的装置，进一步包括一具有镂空部的上盖，该上盖螺合于外筒上， 并将一弹性接合件夹合固定于内筒的外凸缘上，该弹性接合件设有弹性束口，可供 流体管路端部套合。
所述的内筒是由二半内筒相对结合而成，该外筒也是由二半外筒相对结合而成。
所述的内筒于线圈缠绕部位设有线架凸缘。
所述的内筒为一体成型。
所述的外筒为一体成型。
所述的上盖、弹性接合件、喷嘴为一体形成。
所述的弹性接合件与喷嘴为一体成形，而该上盖与该弹性接合件则为分离设置。
所述的外筒是由二半外筒相对结合而成，而与一体成形内管相结合。 所述的内管是由二半内管相对结合而成，而与一体成形外筒相结合。 所述的线圈与具永久磁铁的叶片组间之空间关系做成多极性配置。 为使本实用新型的上述目的、功效及特征可获得更具体的了解，依下列附图说 明如下
图l是本实用新型第一实施例的构造分解图； 图2是本实用新型第一实施例的整体组合示意图3是本实用新型第一实施例的组合立体剖面图； 图4是本实用新型第一实施例的组合侧视剖面图； 图5是本实用新型第一实施例的组合前视剖面图； 图6是本实用新型第一实施例的实施动作示意图； 图7是本实用新型第二实施例的整体组合示意图； 图8是本实用新型第二实施例的构造分解图；图9是本实用新型第二实施例的组合侧视剖面图10是本实用新型第三实施例的构造分解图ll是本实用新型第三实施例的组合侧视剖面图。
具体实施方式
请参阅图1至图6所示，为关于本实用新型第一实施例的图式，第一实施例主要 包括内筒1、外筒2、线圈3、永久磁铁4、叶片组5、喷嘴6、电路板7及弹性接合 件8等部份；其中，该内筒1由二个半内筒11、 12利用边缘对应的纵边凸缘116、纵 边凹槽126结合而成一筒状体，其一端为衔接流体来源的流体入口且分别设有外凸 缘111、 121，而该半内筒11、 12各于内侧设有一轴孔115、 125及凹槽114、 124， 于该半内筒11、 12外侧另设有线架凸缘112、 122及定位凹槽113、 123;外筒2由 二个半外筒21、 22利用边缘对应的纵边凸缘215、纵边凹槽225结合而成一筒状体， 且其一端的内缘设有凹槽213、 223，可固定于该内筒1的外凸缘111、 121，且于该 端的外缘设有外螺纹214、 224;而该半外筒21、 22的另一端内缘则设有内凸缘212、 222可供该内筒i的定位凹槽113、 123定位，另于该半外筒21上设有一开关按键 216;该线圈3缠绕于该内筒1的线架凸缘112、 122之间，并连接一电路板7;该叶 片组5由一叶片上盖51及一叶片下盖52组合而成，具有复数叶片512、 522，于该叶 片上、下盖51、 52之间设置该永久磁铁4，且于该叶片上、下盖51、 52的轴心部位 设有枢轴511、 521，以枢设于该内筒1的轴孔125、 115;该喷嘴6具有一凸缘61、 入口62及出口63，该凸缘61可嵌入于该内筒1的环凹槽114、 124内而定位，且该 入口62的断面积大于出口63，该出口63并偏离该喷嘴6的中心轴线，借以增加水流 速度并将水流集中导向叶片组5的一侧边；该电路板7可嵌入于该内筒1外周的定位 凹槽113、 123内而定位，且至少设有复数二极管71，并可依需要设置充电座以结 合充电电池72，且于电路板7底侧也可设置复数发光二极管73，而该电路板7上另设 有一开关74与该外筒2的开关按键216对应配合，使该开关74可受该开关按键216的操作而控制该电路板7的照明功能；一具有镂空部821及内螺纹的上盖82可螺合于该 外筒2的外螺纹214、 224，借以夹合固定该弹性接合件8于内筒1的外凸缘111、 121 上，该弹性接合件8设有弹性束口81，可供流体导入的管路端部(如水龙头9)套合。
使用时，如图6所示，管路端部(水龙头9)导引流体进入，该流体可经由喷嘴6 集中、导引并以偏斜位置加速冲击该叶片512、 522的外侧边，增加力及力臂使其具 有最佳的力矩驱动该叶片组5转动，则叶片组5内的永久磁铁4将在周围产生一磁场 的变化，此时，位于其外周缘的线圈3则因该变化磁场在线圈内部产生一随时间变 化的磁通量，以感应一交流电压，此交流感应电压可经由电路板7上的复数二极管 71所组成的桥氏整流器整流为直流电压，以供充电该充电电池72或是提供各发光二 极管73发光所需的照明电能(以照明下方的空间)，而按压该开关按键216，则可连 动该开关74而控制该直流电压对发光二极管73的输出与否。
第一实施例的结构中，其借由叶片组5包覆永久磁铁4的结构，不但可增加该叶 片组5的重量(具较大的转动惯量)，提高其转动的稳定度；同时，可有效避免永久磁 铁4与流体接触而造成污染；而该叶片组5、永久磁铁4直接设于流体的通道内，而 其感应的线圈3则紧邻设置于该永久磁铁4(叶片组5)的外周缘，因此其不但可有效降 低转动的摩擦及传动的损耗，提高其发电效率，且无需于流体通道的壁面钻孔，可 完全避免流体渗漏及污染的顾虑；该叶片组5也可一体成型于永久磁铁4的外部。
第一实施例的结构中，其由于该喷嘴6、电路板7都是利用嵌卡的方式组合，具 有组装上的便利性；且该内筒1的长度大于该外筒2，因此其当流体由内筒1下方流 出时，并不会向上溅至内凸缘212、 222的部位，因此可有效确保电路板7的使用安 全及寿命。
第一实施例的上述结构，其于实际应用时，如图6所示，可置于液态流体管路 的末端出口，使液态流体朝下(垂直配置)或朝非垂直配置的其它方向流出，而该内 筒1的液态流体出口端的截面积AO以大于该液态流体管路入口端的截面积AI为佳， 使空气可经由内筒1下方(或另一方)空隙54进入，于该叶片组5周围形成一 「空气室」50、 51、 53，使该叶片组5于旋转时没有液态流体的阻力，且可消除液态流体逆流 所造成的反向作用力，以使叶片组5的旋转速度增加，进而增加发电效益。
第一实施例的上述结构若应用于气态的流体时，其情形也与液态流体相仿，有 关说明从略。
为使第一实施例装置内筒1的叶片组5周围所形成的空气室，对叶片组5注入流 体侧的另一侧没有流体阻扰其转动，第一实施例的内筒1出口端截面积AO宜大于弹 性接合件8导入的流体导管入口端截面积AI为佳，兹依创作人多次实验结果证实， 内筒1出口端截面积A0大于流体导管入口端截面积AI时，可使叶片组5达到较高工 作效率。
请参阅图7至图9所示，为关于本实用新型第二实施例的图式，本实施例与第一 实施例属为相同基础的技术手段者，惟不同之处在于本实施例的内筒1A、外筒2A、 喷嘴6A与弹性接合件8A皆为一体成型者，而线圈3、永久磁铁4、叶片组5、电路板 7等部份则同与第一实施例，其相同部份标相同参考号，以资相互对照，其相关说 明从略；其中，该内筒1A内缘设有与叶片组5枢轴511、 521对应的定位沟15A，该 内筒1A外侧设有供线圈3架设的外凸缘11A，及供电路板7架设的定位凹槽13A，且 外凸缘11A上预留至少一供线圈3连接于电路板7的缺口121A;外筒2A上端口设有 一环沟24A，弹性接合件8A外缘设有与环沟24A配合的扣盖83A，当扣盖83A扣合于 环沟24A时，喷嘴6A会插入内筒1A内缘顶部的端口，以使内筒1A获得定位而产生 与上述第一实施例相同的功效。
请参阅图10、图11所示，为本实用新型第三实施例的图式，本实施例与第二实 施例属为相同基础的技术手段者，惟所不同之处在于喷嘴6B与弹性接合件8B是以 同一软质材质整合为一体，但与硬质材质的上盖82B则采分离设置，其组装方式是 使喷嘴6B与弹性接合件8B的整体单元先插设于内筒1A内缘顶部的端口，再将分离 的上盖82B扣合于环沟24A，再将喷嘴6B与弹性接合件8B的整体单元顶部压合固定 于内筒1A内缘顶部的端口上；另内筒1A的外侧设置多数环状排列的定位凸肋11B的方式以供线圈3架设，并以定位凸肋11B与定位凸肋11B之间距所产生的缺口121A 供线圈3连接于电路板7上，以使内筒1A获得定位因而产生与上述第一实施例相同的 功效。
此间应予说明者，乃本实用新型流体驱动式微型发电装置的上述应用是以发光 二极管为发电装置的照明说明实施例，然本实用新型的应用尚可延伸至其它相关领 域上，例如，供作充电器、收音机、微型电器等电源使用。
权利要求1. 一种流体驱动式微型发电装置，其特征在于，该装置包括一内筒，其一端衔接一流体管路；一叶片组，枢设于该内筒内部；一永久磁铁，结合于该叶片组上，使其可随叶片组的转动而同步枢转，并在其周围产生一变化的磁场；一线圈，缠绕于该内筒外周缘对应于该叶片组的部位，使其可因永久磁铁的转动在线圈内部产生一随时间变化的磁通量，以感应一交流电压；一外筒，套合于该内筒的外部以形成保护；一电路板，设于该内筒外周缘与该外筒内周缘之间，并与该线圈输出端部相连接；及一喷嘴，设于该内筒内部的流体入口与叶片组之间，以增加水流速度并将该喷嘴出口水流集中导向叶片组的外边侧；借此，当该叶片受流体驱动而转动，该永久磁铁即同步转动并使周围产生一变化的磁场，使该线圈产生一感应电压输出至该电路板。
2. 根据权利要求1所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该叶片组是由 一叶片上盖及一叶片下盖相对组合而成，以设置该永久磁铁。
3. 根据权利要求1所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该叶片组是一 体成型于永久磁铁外部。
4. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该电路 板设有复数二极管，以将该线圈输出的交流电源整流为直流电源。
5. 根据权利要求4所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该复数二极管 整流后的直流电源可供一充电电池充电。
6. 根据权利要求4所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该电路板设 有光源体，该复数二极管整流后的直流电源可供应该光源体发光所需的电能，该光 源体为发光二极管。
7. 根据权利要求6所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该电路板上另 设有一开关，且该开关与设于外筒的开关按键连动，以控制该光源体与直流电源间 的导通。
8. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该内筒 于流体入口设有外凸缘，且该外筒具有可固定于该外凸缘的凹槽，以结合该内、外 筒，该内筒的流体出口端的截面积大于该流体管入口端的截面积。
9. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于进一步 包括一具有镂空部的上盖，该上盖螺合于外筒上，并将一弹性接合件夹合固定于内 筒的外凸缘上，该弹性接合件设有弹性束口，可供流体管路端部套合。
10. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该内 筒是由二半内筒相对结合而成，该外筒也是由二半外筒相对结合而成。
11. 根据权利要求l、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该内 筒于线圈缠绕部位设有线架凸缘。
12. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该内筒为一体成型。
13. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该外筒为一体成型。
14. 根据权利要求9所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该上盖、弹性接合件、喷嘴为一体形成。
15. 根据权利要求9所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该弹性接合件与喷嘴为一体成形，而该上盖与该弹性接合件则为分离设置。
16. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该外筒是由二半外筒相对结合而成，而与一体成形内管相结合。
17. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型发电装置，其特征在于该内管是由二半内管相对结合而成，而与一体成形外筒相结合。
18. 根据权利要求1、 2、 3所述的流体驱动式微型电装置，其特征在于该线圈与具永久磁铁的叶片组间之空间关系做成多极性配置。
专利摘要一种流体驱动式微型发电装置，主要是于一内筒的一端设有流体入口，以衔接于流体的来源，一叶片组枢设于该内筒内部中段，一喷嘴设于内筒内部的流体入口与叶片组之间，其可加速水流并导引水流冲击该叶片组外边缘，以驱动该叶片组转动，一永久磁铁结合于该叶片组上，使其可随叶片组的转动使周围产生一变化磁场，一线圈缠绕于该内筒外周缘中段对应于叶片组的部位，使其可因该永久磁铁的转动在线圈内部产生一随时间变化的磁通量，以感应一交流电压，一外筒套合于该内筒与线圈的外周缘，借以形成一保护。
文档编号F03B13/00GK201262129SQ200820133079
公开日2009年6月24日 申请日期2008年7月31日 优先权日2007年8月1日
发明者凃婉瑜, 凃晟达 申请人:凃晟达;凃婉瑜