专利名称：涡漩式流体喷撒装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体喷撒装置，尤其是指一种具有涡漩流道设计以及可以提供照明的 涡漩式流体喷撒装置。
背景技术：
通常建筑物发生火灾时，因为灾害发生时机通常为夜晚或者是建筑物全面断电的 情形，因此导致受困于火场的群众在漆黑的环境下不易逃生而容易产生伤亡的悲剧。现行对于建筑物逃生安全的法规，仅有规范在逃生路线上，例如各楼层出口或者 是楼梯间，设置可以于电力中断的情况下，提供照明的照明设备以及提供指引逃生方向的 指示灯具，如图1所示。因为这些照明设备或者是指引逃生方向的指示灯具仅被要求设置 于重要出入口或者是特定的位置，因此在配置的数量上仍有不足的缺陷。因为火势一但发 生时，由于浓烟急速扩散，容易阻碍逃生者的视线；此外，火场火势的蔓延也会将相关的照 明设备或指示灯具予以烧毁，这些都将影响逃生者逃生的机会。另一方面，设置在建筑物内重要出入口以及逃生路线特定位置的照明设备或指示 灯具，由于都是利用电池作为电力储存元件，因此如果没有定期的对这些电池进行检查或 者是定期更换的话，将会产生电池故障或电力不足的问题而影响照明设备或指示灯具的功 能。为了解决前述的问题，现有技术中，如中国台湾专利公告号1269850，其是利用流 体驱动发电元件产生转动，而产生电力以驱动照明设备。根据该技术，可以在消防撒水头内 设置发电元件，当火灾发生而启动撒水头动作时，水流可以驱动发电元件转动而产生电力， 以供应设置于撒水头上的照明设备发光产生照明。由于撒水头可以数组分布设置于天花 板，再由天花板上投射光线指引逃生者顺利逃生。另外，如美国专利us. Pat. No. 4，616，298 也揭露了一种利用水流推动具有轴向式以及径向叶片的发电元件转动而产生提供照明设 备产生照明的电力的撒水装置。如图2所示，该图为现有的流体作用于发电元件上的叶片角度示意图。由于现有 的喷撒装置的水流90为直线流动，因此作用于叶片91表面时，无法以最有效率的推力推动 叶片91，使叶片带动发电元件转动，而降低发电元件的发电效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种涡漩式流体喷撒装置，其在流体入口的一侧设置具有涡 漩流道的导引体。当流体通过该导引元件时可以产生多道涡旋流体，而产生有效的作用力 于发电元件上的叶片，以提高发电元件的转速，提升发电元件的发电效率。本发明提供的一种涡漩式流体喷撒装置，其通过导流的方式将最少的液体流转变 成最大的动能，在不提高源头液体压力的前提下，能够有效率的带动发电元件转动，使得发 电元件在既有的液压下产生最大的电力输出。为达到上述目的，本发明的技术解决方案是
一种涡漩式流体喷撒装置，包括一撒水本体，其具有一流体入口以及一流体出 口 ；一导引体，其设置于该流体入口内，该导引体具有多个涡漩流道，以提供一流体经由该 多个涡漩流道而形成多道涡漩流体；以及一发电部，其设置于该本体内与该导引体相对应， 该发电部上具有多个叶片结构，每一个叶片结构具有一倾角，每一叶片结构与导引体对应 的表面是与冲击该表面的涡漩流体成一角度关系，使该发电部进行转动而产生一电力。本发明的优点在于本发明的一种涡漩式流体喷撒装置，其多道涡旋流体，可产生有效的作用力于发 电元件上的叶片，提高了发电元件的转速，及发电效率，使得发电元件在既有的液压下产生 最大的电力输出。
图1为现有的照明装置以及指示灯具示意图；图2为现有的流体作用于发电元件上的叶片角度示意图；图3为本发明的涡漩式流体喷撒装置局部剖面示意图；图4A为本发明的导引体第一实施例立体示意图；图4B为图4A的AA剖面示意图；图4C为涡漩流道示意图；图5A至图5E为本发明的涡漩流道截面形状示意图；图6为本发明的涡漩流道另一实施例示意图；图7A与图7B分别为本发明的导引体另一实施例示意图；图8A与图8B为本发明的叶片结构示意图；图9为本发明的螺旋流体冲击叶片结构示意图；图IOA与图IOB为本发明的涡漩式流体喷撒装置整合该照明模块实施例示意图；图11为本发明的涡漩式流体喷撒装置另一实施例示意图；图12A与图12B为本发明的导引体又一实施例示意图。附图标记2-涡漩式流体喷撒装置20-撒水本体200-流体入 口201-流体出口202-容置空间203-磁性元件21、21a、21b、21c-导引体210、21 Ia-涡漩流道210a-螺旋凸柱210b-螺旋凹槽210c-第一涡漩流道211c-第二涡漩流道2100-入口端
2101-出口端2103-流体入口2104-流体出口211-管路22-发电部220、220a-叶片结构2200-表面23-照明模块230-发光二极管模块231-激光模块232-字幕屏蔽24-喷撒元件240-檔板90-水流91-叶片92-轴线93-子流体94-涡漩流体95-液体雾幕
具体实施例方式为能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，下文特将本发明的 装置的相关细部结构以及设计的理念缘由进行说明，以了解本发明的特点，详细说明陈述 如下请参阅图3所示，该图为本发明的涡漩式流体喷撒装置局部剖面示意图。该涡漩 式流体喷撒装置2包括有一撒水本体20，其具有一流体入口 200以及一流体出口 201，该撒 水本体20内开设有一容置空间202。该撒水本体20的流体入口 200位置内设置有一导引 体21。如图4A与图4B所示，其中图4A为本发明的导引体第一实施例立体示意图；而图4B 为图4A的AA剖面示意图。该导引体21内部具有多个涡漩流道210。本实施例的涡漩流道 210有七个，但不以此数量为限，涡漩流道210的数量根据空间而定，并无一定的限制。再 回到图3所示，导引体21内的每一个涡漩流道21更可以通过管路211涡漩延伸至该导引 体21外一特定距离。如图4C所示，该图为涡漩流道示意图。本实施例中的每一个涡漩流 道210以特定轴线92进行自旋，以导引进入该涡漩流道210的流体产生涡漩运动。当流体 经由该流体入口 2100进入到导引体21时，流体可以被分成多道子流体93分别进入该多个 涡漩流道210内，通过涡漩流道210的结构，使子流体93形成多道涡漩流体94。在本实施 例中，该液体为水，但不以此为限。请参阅图5A至图5E所示，该图为本发明的涡漩流道截面形状示意图。在图5A中， 该涡漩流道的截面形状可为圆形。图5B则为椭圆形的涡漩流道截面。图5C为多边形的涡 漩流道截面形状。而图5D则为曲线所形成的几何截面形状。图5E则为曲线与直线组合所形成的几何截面形状。如图6所示，该图为本发明的涡漩流道另一实施例示意图。在本实 施例中，涡漩流道210的截面积随着流道的位置改变而逐渐缩小。根据图6所示，在靠近流 体入口 2103侧的截面积为最大，然后逐渐向流体出口 2104侧收缩，通过渐缩的截面口径以 增加涡漩流体94的流速，进而增加涡漩流体94的冲击推力。请参阅图7A与图7B所示，该图分别为本发明的导引体另一实施例示意图。在图7A 与图7B的实施例中，涡漩流道并非如图4A—样形成于导引体的本体内，而是形成于导引体 的外壁上。其中，在图7A的实施例中，该导引体21a的本体外围形成有多个螺旋凸柱210a， 使得相邻的螺旋凸柱210a间形成涡漩流道211a，以提供流体通过而形成涡漩流体94。在 图7B中，该导引体21b的本体外围形成有多个螺旋凹槽210b以作为流道，将流入的流体导 引成涡漩流体94。再回到图3所示，该撒水本体20内的容置空间202还容置有一发电部22，其设置 于与该导引体21相对应的位置上，该发电部22上表面具有多个叶片结构220，每一个叶片 结构220具有一倾角θ。该叶片结构220的表面可为平面(如图8Α所示)或者是如图8Β 所示具有表面构形为曲面结构的叶片结构220a。再回到图3所示，每一叶片结构220与导 引体21对应的表面2200与冲击该表面的涡漩流体成一角度关系，使该发电部22进行转动 而产生一电力。在本实施例中，撒水本体20对应该发电部22的壁面上具有磁性元件203， 而发电部22内具有线圈的结构，因此当涡漩流体冲击叶片结构时，其冲击力可以推动发电 部22转动。当发电部22转动时，可以切割磁性元件203所产生的磁场，进而产生电力。发 电部22的线圈配置属于现有的技术，在此不作赘述。请参阅图9所示，该图为本发明的螺旋流体冲击叶片结构示意图。请参阅图4C与 图9所示，根据白努力(Bernoulli)定理，涡漩流道210的入口端2100以及出口端2101的 液体总压相同，因此当液体在涡漩流道210内流动时，进入涡漩流道210前的静压因为涡漩 流道210的构造而上升，而在涡漩流道210的流动过程中，液体的动压也随之上升，因此当 液体经由涡漩流道210流出而形成涡漩流体94时，由于涡漩流体94与叶片结构220的表 面为正交的关系，因此涡漩流体94可以将所有的压力，在无损失(相较于图2的状态)的 情况下直接冲击叶片结构，产生最大的推力。而在图2中，由于流体直流的方向相对于叶片 结构而言，会有一定的推力分量损失。至于涡漩流道210的旋转角度根据叶片结构的倾角 而定，只要能够得知叶片结构的倾角，自然可以使涡漩流道210自旋特定角度，使得经由涡 漩流道210流出的涡漩流体94正向冲击叶片结构220。再回到图3所示，在该撒水本体20的流体出口 201侧更设置有一照明模块23，其 与该发电部22电性连接，以接收由该发电部22转动所产生的电力，而产生照明。该照明模 块在本实施例中，为一发光二极管模块，但不以此为限。在另一实施例中，如图IOA与图IOB 所示，该照明模块23更可以整合发光二极管模块230以及激光模块231。其中激光模231 组由于光强度高，因此可以通过在激光模块231的发光侧设置字幕屏蔽232，使得激光模块 231所产生的激光经过该屏蔽之后，产生辅助指示的字幕投射到墙壁上，使得逃生者可以更 容易找到逃生方向。如图11所示，该图为本发明的涡漩式流体喷撒装置另一实施例示意图。在本实施 例中，该涡漩式流体喷撒装置2的流体出口 201侧更偶接有一喷撒元件24，以产生液体雾 幕。在本实施例中，该喷撒元件24具有一文件板240，由于本发明的流体经过了导引体的涡漩流道之后，形成了涡漩流体，涡漩流体经过了叶片结构之后再经过撒水元件24的文件板 240之后，可以产生更细的液体雾幕95，以增加灭火的效果。由于喷撒元件24的种类与型 式相当多，例如多孔片的结构等，其是属于现有的技术，在此不作赘述。如图12A与图12B所示，该图为本发明的导引体又一实施例示意图。在本实施例 中，主要针对表面构形为曲面的叶片结构所设置的涡漩流道示意图。该导引体21c上具有 两种以上的涡漩流道210c以及211c。其中涡漩流道210c与211c的自旋角度不相同，因此 所形成的涡漩流体的冲击在叶片结构时的作用角度也不同。由于当叶片结构为曲面时(如 图8B所示)，叶片结构的表面具有曲度，因此如果只利用单一涡漩流体冲击叶片时，效率会 降低。所以，对于具有曲度的叶片结构可以利用图12A的多种涡漩流道的设计，可以分别产 生以不同冲击角度推动叶片结构转动的流体，以增加叶片所受的作用力，进而增加发电部 的转速。以上所述，仅为本发明的实施例，不能以之限制本发明范围。即大凡依本发明权利 要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围， 故都应视为本发明的进一步实施状况。
权利要求
一种涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，包括一撒水本体，其具有一流体入口以及一流体出口；一导引体，其设置于该流体入口内，该导引体具有多个涡漩流道，以将一流体分成多道涡漩流体；以及一发电部，其设置于该本体内与该导引体相对应，该发电部上具有多个叶片结构，每一个叶片结构具有一倾角，每一叶片结构与导引体对应的表面与冲击该表面的涡漩流体成一角度关系，使该发电部进行转动而产生一电力。
2.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述导引体的表面具有多 个凸部，其呈螺旋状排列，使相邻的凸部间形成该涡漩流道。
3.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述导引体的表面具有多 个凹槽，其呈螺旋状排列，使相邻的凹槽间形成该涡漩流道。
4.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述涡漩流道形成于该导 引体内。
5.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述涡漩流道的截面形状 选择为圆形、椭圆形、多边形、曲线所形成的几何形状或者是曲线与直线组合所形成的几何 形状其中之一。
6.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述涡漩流道的截面积由 入口侧向出口侧逐渐收缩。
7.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述每一叶片结构与导引 体对应的表面与冲击该表面的涡漩流体成一正交角度关系。
8.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述每一个涡漩流道以特 定轴线进行自旋，以导引进入该涡漩流道的流体产生涡漩运动。
9.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，还具有一喷撒元件，该喷撒 元件设置于该流体出口侧，该多道涡漩流体经过该发电部，再经由该喷撒元件而形成液体 雾。
10.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述叶片结构为曲面。
11.如权利要求1或10所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述多个涡漩流道还 包括有至少两种以上的不同自旋角度的涡漩流道，每一个具有该曲面的叶片结构的表面与 该至少两种以上的不同自旋角度的涡漩流道相对应。
12.如权利要求1所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，还包括有一照明模块，该 照明模块与该发电部电性连接，以接收该电力产生照明。
13.如权利要求12所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述照明模块为至少一 发光二极管模块所构成。
14.如权利要求12所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述照明模块为至少一 发光二极管模块以及至少一激光模块所构成。
15.如权利要求14所述的涡漩式流体喷撒装置，其特征在于，所述激光模块上还设置 有字幕屏蔽，以投射出字幕。
全文摘要
本发明提供一种涡漩式流体喷撒装置，包括一撒水本体、导引体以及一发电部。该导引体，其设置于该撒水本体的流体入口内，该导引体具有多个涡漩流道，以将一流体分成多道涡漩流体。该发电部，其设置于该本体内与该导引体相对应，该发电部上具有多个叶片结构，每一个叶片结构具有一倾角，每一叶片结构与导引体对应的表面与冲击该表面的涡漩流体成一角度关系，以提供最大的推力使该发电部进行转动而产生电力。在另一实施例中，该涡漩式流体喷撒装置更与照明模块相结合，以于喷撒液体时提供照明。
文档编号F03B3/12GK101961691SQ20091016463
公开日2011年2月2日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者廖荣皇, 詹嘉维, 郑景亮, 魏增武, 黄一德 申请人:财团法人工业技术研究院