CN108953734B - 水流发电自动恒温控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水流发电自动恒温控制器，包括电动恒温混水阀，电动恒温混水阀包括阀芯(2)以及驱动阀芯(2)运动以调节水温的驱动电机(3)，电动恒温混水阀的混水出水口(13)及与外界出水装置连接的出水接头(83)之间设有水流发电装置(9)，水流发电装置(9)通过控制电路模块(7)给蓄电池(91)供电；它还包括可连通至水流发电装置(9)的辅助水管(85)，且辅助水管(85)可通过水流发电装置(9)连通至出水接头(83)。本发明提供一种能够水流发电并且给***自身供电，而且能够自动调节热水器的出水水温，并且在停电时也可以使用冷水或热水的水流发电自动恒温控制器。

Description

水流发电自动恒温控制器

技术领域

本发明涉及一种电热水器***。

背景技术

现在市场上所售的恒温热水器一般都是即热式的电热水器，储水式电热水器和供热水***没有恒温恒流的功能，储热式电热水器通常需要通过混水阀来调节出水温度，即将进入的冷水与胆内的热在混水阀里经过一定比例的组合调节出合适的出水温度。这个混水过程通常是手动调节的，这种调节方式存在一定的缺陷，热水器内胆中的热水在使用过程中会逐渐少，因此混合后的水的温度也相应逐渐降低，因此需要不断的手机动调节混水阀热水与冷水的开度，但手动调节过程精度很差，当手柄转动过多时混合后的水温度会偏高，当手柄转动过少时，混合后的出水温度又偏低，调温过程繁琐。

因此现今也出现了一些能够安装在热水器外侧，用于调节水流和水温的控制器，使得热水器输出的水流流量恒定以及温度恒定可调。但是这样的恒温控制器，当断电或者电源出现问题是无法直接通水，导致无法出水使用。

而且一般的恒温控制器，通常与热水器结合使用，为了方便调节温度，恒温控制器通常安装在浴室内或者厨房内靠近水龙头的位置，即比较接近出水位置，恒温控制器为了调节水温和流量，必须要用到电，如果使用干电池，则更换频率较高，而且长时间与水接触也会出现腐蚀漏电的现象，如果直接连接电源，使得使用更加不安全。因此现今，没有出现过使用安全、并且调节方便采用于储热式电热水器的恒温电热水器***。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够水流发电并且给***自身供电，而且能够自动调节热水器的出水水温，并且在停电时也可以使用冷水或热水的水流发电自动恒温控制器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水流发电自动恒温控制器，包括电动恒温混水阀，所述的电动恒温混水阀包括阀芯以及驱动阀芯运动以调节水温的驱动电机，所述的电动恒温混水阀的混水出水口及与外界出水装置连接的出水接头之间设有水流发电装置，所述水流发电装置通过控制电路模块给蓄电池供电，并且所述电动恒温混水阀也连接至所述控制电路模块通过所述蓄电池供电；它还包括可连通至所述水流发电装置的辅助水管，且所述的辅助水管可通过所述水流发电装置连通至出水接头；

当驱动电机没电或者控制电路模块出现问题故障时，无法调节电动恒温混水阀进行出水时，水流可以通过所述的辅助水管流至出水接头；

或者，当蓄电池没电而且电动恒温混水阀无法工作时，水流可以通过所述的辅助水管流过该水流发电装置，进而可以给蓄电池供电；

或者，当整个***断电，需重新上电时，只要通一次水，水流可以通过所述的辅助水管流过水流发电装置，通过所述水流发电装置触发电源控制电路重新开启电源。

为了便于控制，所述出水接头附近设有温度传感器，所述温度传感器也连接至所述控制电路模块。

优选地，所述控制电路模块包括整流电路，电源控制电路，降压电路，单片机和电机驱动电路，所述单片机与水流发电装置连接，所述水流发电装置向单片机输送流量采样信号；

所述水流发电装置通过整流电路连接至电源控制电路和蓄电池，并且蓄电池也连接至电源控制电路，电源控制电路将电源分为两路，一路直接连接至电机驱动电路进而驱动驱动电机的转动，另一路通过降压电路给单片机和温度传感器供电。

优选地，所述单片机内设有自动定时程序，当水流发电装置不通电时，即***停止使用时，单片机开启自动定时程序，利用定时器进行定时，

当短时间断电，***继续通过蓄电池供电进行工作；

当长时间断电，单片机会控制***电源控制电路断开电源，使得整个***断电。

为了便于控制，所述控制电路模块还包括与单片机连接的显示设备、蜂鸣器和触摸开关。

为了在不通电情况下还能通冷水并且同时触发水流发电装置，还包括辅助水管，所述辅助水管一端连通冷水接头和/或热水接头，另一端连通水流发电装置并且通过所述水流发电装置连通至出水接头，并且该辅助水管上设有手动开关用于控制该辅助水管的通断。

优选地，所述辅助水管为辅助冷水管。

与现有技术相比，本发明的优点在于该水流发电自动恒温控制器，不用外接电源即可通过水流发电装置给自身供电，完成水流温度的调节，提高了用水的安全性能，而且调节简单、电机转动角度小，水温能够逐渐变化，实现平稳调节，不会忽冷忽热，更加提高了使用的性能。而且在没有电或者驱动电机关闭的状态下，仍然可以使用冷水或热水，更加扩展了其使用范围和性能。另外能够自动发电和自动关闭电源，使用方便，不会出现无法使用的状况。

附图说明

附图说明

图1为本发明实施例的水流发电自动恒温控制器的示意图。

图2为本发明实施例的水流发电自动恒温控制器的原理示意图。

图3为本发明实施例的水流发电自动恒温控制器的电路原理示意图。

图4为本发明实施例的自动恒温控制器的立体示意图(除去外壳)。

图5为本发明实施例的自动恒温控制器的立体示意图(除去水流发电装置)。

图6为本发明实施例的阀芯和驱动电机的部件分解图。

图7为本发明实施例的阀芯的剖视图。

图8为本发明实施例的动瓷片的示意图。

图9为本发明实施例的定瓷片的示意图。

图10a为定瓷片与动瓷片的位置示意图(关水状态)；图10b为定瓷片与动瓷片的位置示意图(小流量冷水状态)；图10c为定瓷片与动瓷片的位置示意图(大流量冷水状态)；图10d为定瓷片与动瓷片的位置示意图(混水状态)；图10e为定瓷片与动瓷片的位置示意图(大流量热水状态)；图10f为定瓷片与动瓷片的位置示意图(小流量热水状态)。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1-2所述，本发明实施例的水流发电自动恒温控制器，包括外壳8，以及位于外壳8内的电动恒温混水阀，该电动恒温混水阀包括阀体1，位于阀体1内的阀芯2，以及与阀芯2连接的并且驱动阀芯2进行冷热水调节的驱动电机3。外壳8上分别设有冷水接头81，热水接头82，以及出水接头83，该冷水接头81连接至外界的冷水管，热水接头82连接至外界的热水管，即连通电热水器或者燃气热水器，该出水接头83连接至外界的出水设备，例如水龙头20、花洒30、顶喷40等。并且该出水接头83还可以连接二通或者三通等部件，同时连接多个出水设备。并且该外壳8上还设有控制面板101，用于控制电动恒温混水阀的出水温度等。

如图1、2、3所示，该阀体1包括冷水进水口11，热水进水口12以及混水出水口13，该冷水进水口11与冷水接头81连通，热水进水口12与热水接头82连通。混水出水口13与该出水接头83连通，该冷水进水口11、热水进水口12分别连通至阀芯2，并且通过阀芯2连通至混水出水口13。通过电动恒温混水阀调节出水接头82出水的水温的大小，该水流发电自动恒温控制器，还包括控制电路模块7，该控制电路模块7连接至驱动电机3用于调节阀芯2进而调节水温，另外还包括设于出水接头83附近的温度传感器84，该温度传感器84用于测量出水接头83附近的水温，并且该温度传感器84连接至控制电路模块7，用于自动调节驱动电机3和电动恒温混水阀。并且该还包括一辅助冷水管85，该辅助冷水管85连通该冷水接头81和出水接头83，并且该辅助冷水管85上还设有手动开关86控制该辅助冷水管84的通断。当驱动电机没电，或者控制电路模块7出现问题故障时，无法调节电动恒温混水阀进行出水时，就可以打开该手动开关86，使得冷水仍然可以通过该辅助冷水管85从冷水接头81流至出水接头83流出。该手动开关86伸出位于壳体外侧。

并且该水流发电自动恒温控制器还包括位于壳体8内的水流发电装置9，并且该水流发电装置9通过控制电路模块7连接至蓄电池91，该水流发电装置9连接位于电动恒温混水阀的混水出水口13、辅助冷水管85与出水接头83之间，即该水流发电装置9一端连通出水接头83，另一端分别连通混水出水口13和辅助冷水管85，在电动恒温混水阀工作时，混合的温水通过混水出水口13流出并且经过该水流发电装置9流至出水接头83，一边出水，一边发电，发出的电通过蓄电池91存储，该蓄电池91的电量用于给控制电路模块7供电，并且也同时给驱动电机3、温度传感器84等供电。即该自动恒温控制器不用外接电源，只要通过自身水流发电的电量就可以运作。因为一般该种控制器需要设于用水的位置，便于调节，因此这样更加提高了用水的安全性能，防止触电的发生。

并且当蓄电池91没电而且电动恒温混水阀无法工作时，打开手动开关86，即可以使外界的冷水经过辅助冷水管85流过该水流发电装置9，进而可以给蓄电池91供电，只要放掉一些冷水，即可使蓄电池91蓄满足够的电供电动恒温混水阀运作，到时关闭手动开关86，电动恒温混水阀即可一边出水一边蓄电。

具体地，阀芯2位于阀体1内，并且阀体1的一端具有阀芯固定螺丝4将阀芯2固定在阀体1内，阀芯2的一端具有一驱动轴21，该驱动轴21伸出位于所述阀体1外侧，与阀体1外侧的驱动电机3连接。并且该驱动轴21在驱动电机3的驱动下转动，进而带动阀芯2进行水量调节。该冷水进水口11、热水进水口12、混水出水口13和冷水出水口14均伸出位于该壳体8外侧，用于连接不同的水管。

该水流发电装置9由水流带动叶轮，切割磁感线，产生交流电，然后通过整流桥变成直流，串联成12V电压。整流桥的输出又并联蓄电池91，该蓄电池为锂电池，当水流发电装置9工作时，向蓄电池内充电，因为其充电电流较小恰能满足锂电池充电和***供电的需求，为涓流充电。即所述控制电路模块7应当包括整流电路以及变压电路以及充电电路，将交流电转换成直流电，并且给蓄电池充电91即可。

该控制电路模块7如图3所示，包括整流电路、电源控制电路、降压电路、以及单片机和电机驱动电路。所述单片机与水流发电装置9连接，向单片机同时提供流量采样信号以供单片机判断水流发电装置是否工作，该水流发电装置9通过整流电路连接至电源控制电路和蓄电池91，并且蓄电池91也连接至电源控制电路，即该水流发电装置9在有水流通进行发电时，同时给蓄电池91充电，并且同时通过电源控制电路为整个***需要电源的部件供电，当水流发电机停止运转时，蓄电池可以通过电源控制电路给整个***需要电源的部件供电。电源控制电路将电源分为两路，一路连接至降压电路，然后通过降压电路后降为较小的电压，给单片机，以及温度传感器，以及其他的触摸开关、显示设备和蜂鸣器供电。温度传感器、触摸开关、显示设备和蜂鸣器都连接至单片机，与单片机之间进行信号的传递，受单片机控制或者将信号传递至单片机。另一路直接连接至驱动电机驱动电路，以驱动驱动电机3的运转进而调节水温的大小，并且该电机驱动电路连接至单片机，受单片机的控制调节水温和水流的大小。该触摸开关和显示屏可以设于外壳8上，例如设于控制面板101上，也可以设于其他部件，例如水龙头20或者花洒30的表面上。用于控制调节水温以及显示水温给使用者。

当通水时，水流发电装置使用产生电流，因此，各个部件始终具有持续的电源，而当水流发电装置不通电时，即一旦该***停止使用时，单片机会开启一个自动定时程序，利用定时器进行定时，如果时间较短，则不会产生其他信号，该段时间内，***的工作仍然可以通过蓄电池进行供电，如果时间太长，可能蓄电池电量也会不够，所以一旦达到预定的时间，例如7天，单片机会控制***电源控制电路断开电源，使得整个***断电。重新上电的方法，只要通一次水，水流发电装置9可以触发电源控制电路重新开启电源。该蓄电池一般选择锂电池，其作用有两个：第一个作用为在水流发电装置不工作时提供单片机等微功耗器件的供电；第二个作用是在水流或水温调节过程中作为驱动电机的供电，因为驱动电机的耗电电流大于水流发电装置的发电电流，故只能通过电池组供电，同时驱动电机调节的时间很短，频次较少，所以蓄电池的耗电量小于水流发电装置的发电量，能够保证电池不耗尽。

如图6、7所示，该阀芯2包括壳体22和阀盖23，该壳体22和阀盖23之间形成容置空间。该容置空间内从阀盖23的一端向着另一端依次设有定瓷片5、动瓷片6和驱动轴21，驱动轴21的内侧端与动瓷片6固定连接，该驱动轴21的外侧端从壳体22伸出与驱动电机3的输出轴固定连接，进而驱动电机3可以通过驱动轴21带动该动瓷片6绕其自身的轴转动，该动瓷片6与定瓷片5以及驱动轴21同轴设置。阀盖23、动瓷片6和定瓷片5互相紧贴设置，通过动瓷片6与定瓷片5上的不同的孔对准进而调整热水和冷水的量。该阀盖23上设有三个孔，分别为冷水进水孔231，热水进水孔232和混水出水孔233。所述热水进水孔232与阀体1的热水进水口12连通，冷水进水孔231与阀体1的冷水进水口11连通，混水出水孔233与阀体1的混水出水口13连通。

如图8所示，该动瓷片6为一圆形片状结构，并且动瓷片6向着定瓷片5一面上设有一凹槽61，该凹槽61沿动瓷片6的径向延伸，该凹槽61的第一端位于动瓷片6的中心，第二端位于动瓷片6的周边。如图9所示，为该定瓷片5的示意图，该定瓷片5为与动瓷片6相匹配的圆形片状结构，该定瓷片5的中心具有出水孔53，沿定瓷片5的周向间隔设有沿其周向延伸的冷水孔51和热水孔52，该冷水孔51与阀盖23上的冷水进水孔231对准并且连通，该热水孔52与阀盖23上的热水进水孔232对准并且连通，该出水孔53与阀盖23上的混水出水孔233对准并且连通。

该出水孔53与动瓷片6上的凹槽61的位于动瓷片6中心的第一端始终连通，随着动瓷片6的转动，动瓷片6上的凹槽61位于动瓷片6周边的第二端在冷水孔51与热水孔52以及冷、热水孔之间的其他位置之间转动，所述动瓷片6转动时所述凹槽61的第二端在冷水孔51和热水孔52之间转动切换连通，使得该凹槽61的位于动瓷片6周边的第二端与冷水孔51、热水孔52分别连通，或者同时连通，进而实现冷水、热水和混水的切换。因此，外界的冷水和热水分别通过阀盖上的冷水进水孔和热水进水孔分别进入定瓷片5上的冷水孔51和热水孔52，然后当冷水孔51与凹槽61的第二端对准时，冷水通过凹槽61的第二端流入凹槽61内并且从凹槽61的第一端流出，即从所述出水孔53流出，即得到冷水。如图10b、10c所示；同理，当热水孔52与凹槽61的第二端对准时，热水通过凹槽61的第二端流入凹槽61内并且从凹槽61的第一端流出，即从所述出水孔53流出，即得到热水，如图10e、10f所示；当凹槽61的第二端对准部分冷水孔51和部分热水孔52时，冷水和热水同时进入凹槽61的第二端，并且从凹槽61的第一端流出，进而得到混水，如图10d所示。当凹槽61的第二端与冷水孔51、热水孔52之间的定瓷片5对准时，此时没有水进入凹槽61的第二端，即起到关水的作用，如图10a所示。

优选地，如图8所示，该定瓷片5上的冷水孔51沿定瓷片5的周向延伸，并且其中间具有隔板511将冷水孔51分成沿周向间隔的两端，并且其中远离热水孔52的一端从中间向端部逐渐缩小，使得起到冷水水流逐渐减小的作用。并且热水孔52从其中间向着靠近冷水孔51的一端也逐渐缩小，使得从冷水向混水状态转换并且向热水转换时，热水能够逐渐加入，起到水温逐渐升温的作用。而且该隔板511起到冷水向温水转换时的关水的作用，而且该混水阀关水时，动瓷片6的凹槽61的第二端也可以与该隔板511位置重叠，如图10a所示，该虚线部分为动瓷片6的凹槽61，凹槽61第二端在隔板511位置时关水，动瓷片6向右边转动，如图10b所示，此时为冷水小流量，动瓷片6再继续向右边转动，如图10c所示，为冷水大流量；如图10d所示，该动瓷片6向左转动，使得凹槽61的第二端部分与冷水孔51重叠部分与热水孔52重叠，如图10e所示，动瓷片6继续向左转动，凹槽61的第二端与热水孔52全部重叠，为热水大流量，动瓷片6再继续向左转动，凹槽61的第二端的部分与热水孔52重叠，凹槽61的第二端的另一部分与定瓷片5重叠，为热水小流量。

这样，只要调节动瓷片6相对于定瓷片5的转动角度，即可实现不同的水流量和水温的调节。为了防止漏水，该阀盖23与定瓷片5之间设有内瓷片胶垫25，阀盖23的外侧设有外瓷片胶垫26，该内瓷片胶垫25与该定瓷片5上的冷水孔、热水孔、还有出水孔相对应设有孔，并且沿着该些孔的边沿设置，该外瓷片胶垫26上也设有与阀盖23上的热水进水孔、冷水进水孔和混水出水孔相对应的孔，并且沿这些孔的边沿设置。

并且为了便于安装结合，该阀盖23上设有向着壳体22的周面延伸的定位块235，壳体22的周面端部设有与该定位块235相对应的定位凹槽222，所述阀盖23还设有向着壳体22的周面突出延伸的卡块234，所述壳体22的周面上设有与该卡块234相对应的卡槽221。所述驱动轴21的前侧，即向着动瓷片6的一端设有一与动瓷片6相对应的连接盘24，该连接盘24的周边设有向着动瓷片6突出的定位块241，该动瓷片6与该定位块241相对应的位置设有定位槽62，该定位块241和定位槽62分别沿连接盘24和动瓷片6的周边均匀设置有至少两个，使得连接盘24与动瓷片6相连接并且同向转动。

并且，上述的电动恒温混水阀，也不一定要采用上述实施例的结构，只要其能够将冷水热水混合并且输出需要温度的温水即可。并且该温度传感器84也可以不设于出水接头83的附近，可以设于混水出水口13与水流发电装置9的入口之间，如图2中虚线所示。

该水流发电自动恒温控制器，不用外接电源即可通过水流发电装置给自身供电，完成水流温度的调节，提高了用水的安全性能，而且调节简单、电机转动角度小，水温能够逐渐变化，实现平稳调节，不会忽冷忽热，更加提高了使用的性能。而且在没有电或者驱动电机关闭的状态下，仍然可以使用冷水，更加扩展了其使用范围和性能。另外能够自动发电和自动关闭电源，使用方便，不会出现无法使用的状况。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水流发电自动恒温控制器，包括电动恒温混水阀，所述的电动恒温混水阀包括阀芯(2)以及驱动阀芯(2)运动以调节水温的驱动电机(3)，所述的电动恒温混水阀的混水出水口(13)及与外界出水装置连接的出水接头(83)之间设有水流发电装置(9)，所述水流发电装置(9)通过控制电路模块(7)给蓄电池(91)供电，并且所述电动恒温混水阀也连接至所述控制电路模块(7)通过所述蓄电池(91)供电；它还包括可连通至所述水流发电装置(9)的辅助水管(85)，且所述的辅助水管(85)可通过所述水流发电装置(9)连通至出水接头(83)；

当驱动电机(3)没电或者控制电路模块(7)出现问题故障时，无法调节电动恒温混水阀进行出水时，水流可以通过所述的辅助水管(85)流至出水接头(83)；

或者，当蓄电池(91)没电而且电动恒温混水阀无法工作时，水流可以通过所述的辅助水管(85)流过该水流发电装置(9)，进而可以给蓄电池(91)供电；

或者，当整个***断电，需重新上电时，只要通一次水，水流可以通过所述的辅助水管(85)流过水流发电装置(9)，通过所述水流发电装置(9)触发电源控制电路重新开启电源。

2.根据权利要求1所述的水流发电自动恒温控制器，其特征在于：所述出水接头(83)附近设有温度传感器(84)，所述温度传感器(84)也连接至所述控制电路模块(7)。

3.根据权利要求1所述的水流发电自动恒温控制器，其特征在于：所述控制电路模块(7)包括整流电路，电源控制电路，降压电路，单片机和电机驱动电路，所述单片机与水流发电装置(9)连接，所述水流发电装置(9)向单片机输送流量采样信号。

4.根据权利要求3所述的水流发电自动恒温控制器，其特征在于：所述水流发电装置(9)通过整流电路连接至电源控制电路和蓄电池(91)，并且蓄电池(91)也连接至电源控制电路，电源控制电路将电源分为两路，一路直接连接至电机驱动电路进而驱动驱动电机的转动，另一路通过降压电路给单片机和温度传感器供电。

5.根据权利要求3所述的水流发电自动恒温控制器，其特征在于：所述单片机内设有自动定时程序，当水流发电装置不通电时，即***停止使用时，单片机开启自动定时程序，利用定时器进行定时，

当短时间断电，***继续通过蓄电池供电进行工作；

当长时间断电，单片机会控制***电源控制电路断开电源，使得整个***断电。

6.如权利要求3所述的水流发电自动恒温控制器，其特征在于：所述控制电路模块(7)还包括与单片机连接的显示设备、蜂鸣器和触摸开关。

7.根据权利要求1所述的水流发电自动恒温控制器，其特征在于：所述辅助水管(85)上设有手动开关(86)用于控制该辅助水管(85)的通断。

8.根据权利要求1所述的水流发电自动恒温控制器，其特征在于：所述辅助水管(85)为辅助冷水管。