本发明专利技术公开了便携式自调温调压喷水与照明装置，包括进水管道、外壳、第一水密容置腔，其中第一水密容置腔设有温差发电模块、电控阀门、水温量测模块、水压量测模块、电机、照明模块等；第一水密容置腔中有蓄电池、充电管理模块、设定模块、电压变换模块、连接切换阵列、电压/电流量测模块和控制模块；其特征在于，温差发电模块通过一个充电管理模块与蓄电池相连，照明模块通过照明开关同蓄电池连接，控制模块从蓄电池取电，通过控制电控阀门的开度来控制出水温度，并且通过控制连接切换阵列和电压变换模块来调节电机的工作方式，达到控制水压的目的。本发明专利技术可以利用温差发电，并根据需要自行调节水温水压，高效节能，便捷环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用温差和/或水压发电，又能用电能增压，同时还能自动调节 水温并提供照明的便携式自调温调压喷水与照明装置，属于冷热水混合输出的供水应用领 域。
技术介绍
在无自来水管网供水的农村地区，或野外临时工作点、极地科考站等处，虽然普及 较广的太阳能热水器能提供热水，但由于水箱高度一般不高，无法提供足够的水位落差，从 而使得供水水压不足，而且水压也常由于供水水位变化和多点用水的相互影响而导致出水 水压波动太大，使得这些场合无法获得类似城市自来水管网供水的稳定出水。另一方面，偏 远地区的供电稳定性也较差，如果能将一部分太阳能热水储蓄的能量转换为照明使用，也 将为这些地区的生活提供便利，这对于夏天更特别有用，因为夏天太阳能热水器的热水往 往用不完，热能不能充分利用。 本专利技术正是针对这些地区的能源供应特点，利用温差发电将热能转化成电能储存 在蓄电池中，并将储蓄的电能用于带动电机旋转来增大出水水压和驱动LED照明模块。在 此基础上，为了扩大本专利技术装置的适用范围，通过控制模块对电机工作模式进行控制，使得 在城市供水水塔或增压栗附近等常出现夏季供水水压过高的区域，能利用水力发电而抵消 过高水压的不良影响，从而使得出水水压自动保持恒定，这对于水压敏感的应用如淋浴等 有非常高的应用价值。为了进一步提高本专利技术的价值，本专利技术装置还利用构造特点，通过控 制模块对水温进行控制，使得出水温度保持恒定。 已公布的中国专利技术专利CN200810141871.X通过微型水力发电供LED发光，用温度 传感器探测水温并据此改变LED发光颜色来显示水温范围，从而提升淋浴的舒适性和趣味 性。但这种装置仅仅起到了显示水温的作用，而无法满足上述自动调节水温水压的应用需 求。
技术实现思路
本专利技术利用水力及温差发电，并用蓄电池储存电能，在不发电时蓄电池可提供电 能供LED发光，能控制水压水温恒定，并能有效利用残余热能，达到高效节能的效果，本发 明通过以下技术方案实现： 便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，该装置包括进水管道1，外壳2， 第一水密容置腔3,还包括： -个温差发电模块4和蓄电池5,温差发电模块4的电压输出端负端与蓄电池5负 极相连，其电压输出端正端则经过一个充电管理模快6后再与蓄电池5正极相连，蓄电池5 通过手动开关37给本专利技术装置中除照明模块10外其他用电模块的供电； -个电机7和一个电压变换模块8,电压变换模块8两侧通过一个连接切换阵列9 与蓄电池5和电机7中电机7的电枢绕组分别电连接，其中该电机7为电动/发电两用电 机，电压变换模块8为升压/降压模块且通过控制其内部有源开关的触发角来调节两端电 压比值； 蓄电池5由手动开关37控制电能输出；一个照明模块10和一个照明开关11，照 明模块10嵌装在第一水密容置腔3中，照明开关11串接在照明模块10与蓄电池5之间， 照明模块10可直接通过照明开关11向蓄电池5取电； -个混水腔12,其入水侧分别与冷水出口 13和热水出口 14相连通，而出水侧则与 过水通道15连通； 两个用来调节水温的电控阀门16分别位于混水腔12前面入水口中的冷水出口 13 和热水出口 14中； 两个电压/电流量测模块17,分别检测蓄电池5和电机7的电枢绕组的电压和电 流； -个控制模块18,从蓄电池5取电， 其通过控制电控阀门16的开度来控制装置的出水： 当出水水温高于设定温度时，通过控制两个电控阀门16,使得冷水入水增加而热 水入水减少；反之，当出水水温低于设定温度时，通过控制两个电控阀门16,使得热水入水 增加而冷水入水减少； 并且，通过控制连接切换阵列9和电压变换模块8来调节电机7的工作方式： 当需要增大水压时，控制连接切换阵列9,使得电压变换模块8输入端与蓄电池5 相连，输出端则与电机7相连，同时通过输出信号控制电压变换模块8的输出电压而使得电 机7以电动模式运行；即根据由电压/电流量测模块17测到并输入控制模块的蓄电池电压 和电机电枢绕组的目标电压，计算升压/降压模块的有源开关触发脉冲的占空比，从而调 节所述有源开关的触发角，使得控制电压变换模块8的输出电压高于电机7的电枢绕组的 电压；所述电机电枢绕组的目标电压与当前水压及目标水压间的差值相关，且使得蓄电池 放电电流小于一最大阈值； 当需要减小水压时，控制连接切换阵列9,使得电压变换模块8输入端与电机7相 连，输出端则与蓄电池5相连，同时通过输出信号控制电压变换模块8的输出电压而使得电 机7以发电模式运行；根据电机电枢绕组电压和蓄电池充电电压，计算升压/降压模块的有 源开关触发脉冲的占空比，从而调节所述有源开关的触发角； 当不需要改变水压时，控制连接切换阵列9,使得电压变换模块8断开两侧的电连 接； 过水通道15中有一个与电机7同轴连接的叶轮20,冷热水混合后形成的温水经过 过水通道15中的叶轮20后从前盖21喷出； -个水压量测模块22和一个水温量测模块23均位于过水通道15中，且水压量测 模块22和一个水温量测模块23的输出端均连接到控制模块18的信号输入端。 所述的便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，其还有一个连接到控制 模块18信号输入端的设定模块24,设定模块包括水温设定和水压设定，通过它对混水后出 水的水温、水压进行设定。 所述的便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，所述热水入水口 14的管 径比冷水入水口 13的管径小，热水入水口采用金属管道，且所述热水入水口金属管道从冷 水入水口水管中贯穿，穿入处的热水和冷水水管用螺纹连接且进行水密密封，所述温差发 电模块4采用防水封装，其吸热面嵌入地紧贴在热水入水口金属管道外表面，散热面外贴 有石墨散热膜，连接导线从冷水入水口 13水管表面的一个小孔中穿出。 所述的便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，所述热水入水口 14金属 管道外表面及与其相贴的温差发电模块4表面均有深度为0. 2至1毫米的图形化刻槽，可 放置多片温差发电片。 所述的便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，其还有一个用来调节水 量的手动阀门25,位于混水腔12与过水通道15之间，可根据人为需要手动调节出水量。 所述的便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，其还有一个电阻性负载， 通过有源开关连接到电机电枢绕组两端。 所述的便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，所述连接切换阵列9由 有源开关构成。 所述的便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，所述照明模块10包括嵌 在铝基板26上的白光LED灯珠串27、混光透镜28、灯罩29、一颗RGB三通道LED灯珠30及 涂有反光材料的反光罩31，连接导线从第二水密容置腔7中经插栓36内孔穿出。所述的便 携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，所述电机7为永磁直流电机，磁铁位于转子 33上，线圈则位于定子34上，电机7放置在第二水密容置腔19中，连接导线从第二水密容 置腔19中经插栓36内孔穿出，所述的第二水密容置腔19通过插栓36固定在外壳2上。 所述的便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，所述外壳2采用分离结 构，包括一个手柄32和前盖21，所述前盖21透明，其上有一组出水孔，所述照明开关11和 设定模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
便携式自调温调压喷水与照明装置，其特征在于，该装置包括进水管道(1)，外壳(2)，第一水密容置腔(3)，还包括：一个温差发电模块(4)和蓄电池(5)，温差发电模块(4)的电压输出端负端与蓄电池(5)负极相连，其电压输出端正端则经过一个充电管理模快(6)后再与蓄电池(5)正极相连，蓄电池(5)由手动开关(37)控制电能输出；一个电机(7)和一个电压变换模块(8)，电压变换模块(8)两侧通过一个连接切换阵列(9)与蓄电池(5)和电机(7)的电枢绕组分别电连接，其中该电机为电动/发电两用电机，电压变换模块(8)为升压/降压模块且通过控制其内部有源开关的触发角来调节两端电压比值；一个照明模块(10)和一个照明开关(11)，照明开关(11)串接在照明模块(10)与蓄电池(5)之间；一个混水腔(12)，其入水侧分别与冷水出口(13)和热水出口(14)相连通，而出水侧则与过水通道(15)连通；两个用来调节水温的电控阀门(16)分别位于混水腔(12)前面入水口中的冷水出口(13)和热水出口(14)中；两个电压/电流量测模块(17)，分别检测蓄电池(5)和电机的电枢绕组的电压和电流；一个控制模块(18)，从蓄电池(5)取电，其通过控制电控阀门(16)的开度来控制装置的出水：当出水水温高于设定温度时，通过控制两个电控阀门(16)，使得冷水入水增加而热水入水减少；反之，当出水水温低于设定温度时，通过控制两个电控阀门(16)，使得热水入水增加而冷水入水减少；并且，通过控制连接切换阵列(9)和电压变换模块(8)来调节电机(7)的工作方式：当需要增大水压时，控制连接切换阵列(9)，使得电压变换模块(8)输入端与蓄电池(5)相连，输出端则与电机(7)相连，同时通过输出信号控制电压变换模块(8)的输出电压而使得电机(7)以电动模式运行；即根据由电压/电流量测模块(17)测到并输入控制模块的蓄电池电压和电机电枢绕组的目标电压，计算升压/降压模块的有源开关触发脉冲的占空比，从而调节所述有源开关的触发角，使得控制电压变换模块(8)的输出电压高于电机(7)的电枢绕组的电压；且使得蓄电池放电电流小于一最大阈值；当需要减小水压时，控制连接切换阵列(9)，使得电压变换模块(8)输入端与电机(7)相连，输出端则与蓄电池(5)相连，同时通过输出信号控制电压变换模块(8)的输出电压而使得电机(7)以发电模式运行；根据电机电枢绕组电压和蓄电池充电电压，计算升压/降压模块的有源开关触发脉冲的占空比，从而调节所述有源开关的触发角；当不需要改变水压时，控制连接切换阵列(9)，使得电压变换模块(8)断开两侧的电连接；过水通道(15)中有一个与电机(7)同轴连接的叶轮(20)，冷热水混合后形成的温水经过过水通道(15)的中的叶轮(20)后从前盖(21)喷出；一个水压量测模块(22)和一个水温量测模块(23)均位于过水通道(15)中，且水压量测模块(22)和一个水温量测模块(23)的输出端均连接到控制模块(18)的信号输入端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邹细勇，余梦露，穆成银，王磊，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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