CN1068869A - 卫生设备 - Google Patents

Abstract

不需人体接触即可作动的卫生设备，它具有出水 口与引水管连接，装在引水管内的混合阀，由传感器 控制和由控制器作动的止逆阀，该控制器由引水管中 的带发电机的涡轮供电，发电机最好与蓄电池连接， 装在引水管中的涡轮转子设有永磁铁，而电磁线圈设 在引水管上，与永磁铁相互作用，形成发电机。本设 备由发电机直接供电，可无故障和基本无损耗地向控 制器及蓄电池供电。发电机可高速运转，有效利用水 的动力能。

Description

本发明与一种卫生设备有关，作动时不需人体接触，有出水口与引水管连接，一个混合阀安装在这引水管中，其下游安装止逆阀，用近距感应传感器控制，该阀由控制器作动，控制器受传感器所供给的信号和为此安装在引水管中的涡轮所供电能的支配，涡轮设有发电机，它最好与蓄电池连接。

这种卫生设备从专利DE-Cl-3，905，759号已了解，引水管作环形导管围绕涡轮机安排，涡轮叶片伸入其中。发电机，安装涡轮叶片的主轴和变速齿轮箱安排在另一分开的壳体中，它们也都放在环形导管内。

这卫生设备的运作不需接外接电源，其性能已被证明，但由于发电机布置在引水管内，必须利用摩擦接触输出电流，并引导到引水管外。由于能够将水流转换为电能的能量很小，故有很大的损耗，同时，常常难于将发电机有效密封，这意味着不能保证长期无故障、不需保养地运转。

因此本发明的目的，是设计一种上述类型的卫生设备，作动时不用人体接触，将发电机产生的电流向控制器或蓄电池输送时，不会发生故障，基本没有损耗，发电机或其他部件不需任何特殊的密封。首要的是，发电机应能高速运转，面不需变速齿轮箱，及与之相关的损耗，保证可良好利用水的动力，并有相应的高效率。由此引起的生产费用应为最低，安装在引水管中的部件都必须设计简单，尺寸小，以保证在长时间中作无故障、不需保养地运转，从而可将卫生设备几乎在任何地方安装，也可以作改型翻新。

按照本发明，上述类型的卫生设备是通过将涡轮转子直接在引水管中的导槽中，安装在与水流方向一致的轴上，转子可在轴上旋转并被带动。这个转子上设有若干永磁铁，围绕圆周等距设置。有两个或多个电磁线圈放在引水管壳体中，或在永磁铁上方放在该壳体上，与该引水管的轴线一致，它们与涡轮转子上的永磁铁一同工作，形成发电机。

这里适宜在引水管中安装第一及第二隔壁，水可通过该两壁，两壁之间放置涡轮转子，该转子用定中尖和定中孔装在两壁之间，使该转子可以旋转。

为了用简单方式使涡轮得以高速度旋转，应在涡轮转子上游安装的第一隔壁的最外区域中，设有一个或多个喷嘴孔，喷嘴孔最好与水流方向一致，转子应在与第一隔壁上的喷嘴孔相同的直径上设置叶片，最好与这些孔垂直，应使叶片数目与第一隔壁上的喷嘴孔的数目一致。

本实例的另一特征，是涡轮转子上可设轴向突出的肩台，插入引水管中的凹槽中，发电机的永磁铁安装在该处，发电机最好安排为同步发电机。

在另一种实施例中，涡轮转子可装设有在永磁铁中径向安装的叶片，其位置使之可由液体介质驱动。

为降低水动阻力水平，两个隔壁的外表面，和或涡轮转子的远离第一隔壁的一侧上，可做有锥形的突伸部，其形状做成利于增大介质的流速。

两隔壁和安装其间的涡轮转子，可按实际可行的方式，布置在引水管的锥形延长部中。

为保护生态环境，并为节约空间，可安排用电容器储蓄能量。

假如将卫生设备按本发明安装，不仅产生一种几乎可在任何地方安装或改装的紧凑组件，它可不接电源运作，而且当发电机向控制器或储能器（蓄电池）输电时，不会发生故障或大的功率损失。这种设备不需摩擦接触，也不需在引水管中布置电缆，安装在这些引水管中的电磁线圈为永久安装，极易与控制器或蓄电池连接。并且，由于水通过喷嘴孔抽出，流速非常快，故涡轮转子叶片高速旋转。这意味着总是有适量的电流供给卫生设备。尺管结构简单而价廉，该设备可利用水力动能的极高比例，而且可长期作无故障、无保养运转，且不需装换电池。

附图表示了按本发明的工作时不需人体接触的卫生设备的一种样式，下面将详细叙述。附图如下：

图1为卫生设备的概略示意图，

图2为装设有涡轮及发电机的引水管的纵向剖视图，

图3至5为分别沿图2中线Ⅲ-Ⅲ，Ⅳ-Ⅳ及Ⅴ-Ⅴ的剖视图，

图6为涡轮及发电机的另一实施例的类似图2的视图。

图1所示卫生设备1，它有一个混合阀6和一个在其下游安装的受传感器10控制的止逆阀8。将从冷水管2和从热水管3抽来的水，通过引水支管4及5，引入混合阀6，在阀6中按要求的比例（在水龙头上调定）混合，然后，一旦止逆阀8从传感器10接受脉冲而开放时，混合水便立刻通过引水管7，流出出水口9。

用一个控制器11，藉传感器10发出的脉冲，激励安装在止逆阀8上的电枢线圈，该控制器用信号引线12连接传感器10，并用另一信号引线13连接止逆阀8。此外，安排一个可用作储能器14的可充电的蓄电池或电容器，与控制器11连接对其进行供电，并通过引线15向止逆阀8的电枢线圈供电。控制器也可以不用储能器14运转。

控制器11用来控制出口9的水流，传感器10将控制器11作动后，立刻将按混合阀6调定比例的冷热水的混合水引至出水口9。

为不用外电源将蓄电池14充电，将一个发电机引用电源线34与蓄电池14连接。发电机31与涡轮21牢固连接，可用引水管7中的水流，将涡轮21绕着按管子纵向主置的轴A驱动旋转。

涡轮21及发电机31，如图2清晰地显示那样，安装在形式为接头的管段16中，有锥形延伸段18，另于用螺纹17拧入引入管中。为使涡轮21的转子22可在其安装中旋转，管段16设有第一隔壁23和第二隔壁24，转子22在二者之间安装在支持点上。此外，转子22有一个芯棒段41，其一端有定中尖42，另一端有定中孔43，孔43中可插入布置在第一隔壁23上的定中尖44。此外，芯棒段41的定中尖42插入第二隔壁24上的芯棒45的定中孔46中，第二壁24设有流槽24″，使水流易于通过。

此外，在第一隔壁23的外直径区中有若干喷嘴孔25，涡轮21的转子22上设叶片26，相对于各孔设置，由通过这些喷嘴孔25喷出的高速水流驱动，于是使涡轮21的转子22高速旋转。

在转子22的插入管段16的凹槽20中的轴向突伸的肩台27中，有永磁铁32安排在轴向伸展的槽28中，它与安装在管段16的壳体16′中的电磁圈33一起工作，该电磁圈通过电源线34与蓄电池14连接，从而当涡轮21的转子22在电磁圈33中旋转时产生电流。因此可将从引水管7中的水流中取得的能量，向蓄电池14输送而没有显著的损耗。

第一隔壁23的朝向水流冲击的一侧设有一个突伸件29，其形状有利于水动力学运转，其上形成了环形导管19，导管19将水引入喷嘴孔25。并且，由于涡轮21的转子22有向第二隔壁23突伸的突出部30，便可保证将围绕涡轮21及发电机31的水动力损失保持在非常低的水平。

在图6所示的实施例中，将涡轮21′安排在发电机31′的径向内侧。此外，涡轮21′的转子22′设有叶片26′，并且在壁23′和24′之间可旋转地安装在两定中尖42′，44′上，转子外周支承着发电机31′的永磁铁32′，转子22′旋转时，永磁铁与布置在管段16的壳体16′中的电磁线圈33′相互作用，产生电流，电流通过动力线34传递到蓄电池14，或直接供给控制器11。

附图标号对照表（图1至5）

1    卫生设备                                7    引水管

2    冷水引水管                            8    止逆阀

3    热水引水管                            9    出水口

4    引水支管                                10    传感器

5    引水支管                                11    控制器

6    混合阀                                    12    信号导线

13    信号导线                                25    喷嘴孔

14    蓄能器                                    26    叶片

15    导线                                        27    肩台

16    管段                                        28    槽

16＇壳体                                        29    突伸部

17    螺纹                                        30    突伸部

18    延长部                                    31    发电机

19    环形管道                                32    永磁铁

20    凹槽                                        33    电磁线圈

A        轴                                          34    动力线

21    涡轮                                        41    芯棒段

22    转子                                        42    定中尖

23    第一隔壁                                43    定中孔

24    第二隔壁                                44    定中尖

24＂流道                                        45    芯棒

                                                        46    定中孔

附图标号补充对照表（图6）

21＇涡轮

22＇转子

23＇隔壁

24＇隔壁

25＇叶片

31＇发电机

32＇永磁铁

33＇电磁线圈

42＇定中尖

44＇定中尖

Claims (11)

1、一种不需人体接触即可作动的卫生设备(1)，它具有出水口(9)与引水管(7)连接，一个混合阀(6)安装在该引水管中，上述阀的下游安装有止逆阀(8)，用一个近距感应传感器(10)控制，该阀由一个控制器(11)作动，控制器(11)取决于从传感器(10)接收的控制信号，并依赖于为此安装在引水管(7)中并配备有发电机(31)的涡轮所供应的电能，发电机最好与蓄电池(14)连接，其特征在于，涡轮(21)上的转子(22)以可旋转的方式，在引水管(7)的导槽(环形通道19)中，随水的流向安装在轴(A)上，转子可在轴上旋转并被驱动，该转子上装设若干永磁铁(32)，在圆周上等距布置，有两个或更多个电磁线圈(33)，布置在引水管(7)或管段(16)的壳体(16′)中，或在该永磁铁(32)上方的该壳体上，方向与该引水管轴线一致，它与安装在涡轮(21)的转子(22)上的永磁铁(32)相互作用，形成一个发电机(31)。

2、如权利要求1所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，在引水管（7，管段16）中布置有第一及第二隔壁（23，24），水可从壁中通过，在两壁间安置涡轮（21）的转子（22）。

3、如权利要求2所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，涡轮（21）的转子（22）可旋转地安装在隔壁（23，24）之间，由固定在设备（1）和/或隔壁（23，24）上的定中尖（42，44）及定中孔（43，46）支持。

4、如权利要求1至3中一项或多项所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，第一隔壁（23），亦即在涡轮（21）的转子（22）上游安装的隔壁的最外面的区域，应设一个或多个喷嘴孔（25），方向最好与水流向一致。

5、如权利要求1至4中一项或多项所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，涡轮（21）的转子（22）装有叶片（26），与第一隔壁上的喷嘴孔（25）在相同的直径上安排，最好垂直于这些孔进行布置。

6、如权利要求4或5所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，涡轮（21）的转子（22）上的叶片（26）数目，与布置在第一隔壁（23）上的喷嘴孔（25）的数目一致。

7、如权利要求1至6中一项或多项所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，涡轮（21）的定子（22）设有一在径向上突出的肩台（27），它与引水管（7，管段16）上的凹槽（20）嵌接;其中安装发电机（31）的永磁铁（32），该发电机最好是同步发电机。

8、如权利要求1至7中一项或多项所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，涡轮（21′）的转子（22′）设有叶片（26′），叶片径向安装在发电机（31′）的永磁铁（32′）内，其位置使叶片可被液体介质推动。

9、如权利要求1至8中一项或多项所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，两隔壁（23，24）的外表面，和/或涡轮（21）的转子（22）的远离第一隔壁（23）的一端上，有锥形的突出部（29，30），其形状可提高介质的流速。

10、如权利要求1至7中一项或多项所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，两隔壁（23，24）及放置在两壁间的涡轮21的转子（22），安排在引水管（7，管段16）的锥形延长段（18）中。

11、如权利要求1至10中一项或多项所述之不需人体接触即可作动的卫生设备，其特征在于，将蓄电池（14）安排为电容器。

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