CN103477947A - 氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，属于新能源节能环保技术领域。从氢燃料电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能，机械能用作为提水泵提升雨水收集池中的雨水所需要的能量，提水泵通过提水管从地下雨水收集池内提升雨水输入提水泵内加压，从提水泵输出的加压水流通过出水管和喷水龙头向乔木树和灌木树浇灌水流。从空中云层里降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽内，雨水流经漏水孔、漏水管流进地下雨水收集池内蓄水。无线水位传感器感知、转换、发送地下雨水收集池内的雨水的水位信息。

Description

氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置

技术领域

本发明涉及氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，属于节能环保技术领域。

背景技术

近年来，全球气候变化越来越明显。2013年夏天，中国、日本、美国、英国、德国等国家纷纷陷入‘高温包围圈’，到处遭受高温热浪袭击。地球上气候变暖导致北半球经向型环流增加，极端高温事件频繁发生。从2003年开始，中国雨带逐渐北移，出现了南方夏季高温久旱的局面，一些大、中城市绿化带中的绿化树木被连续高温烘烤得枝叶枯黄，绿化带土壤中储存的水分已不能满足绿化树木维持生命活动，保证正常生长发育的需要。

人类为了发展经济、增加财富和享受生活需要增加发电量，然而主要使用燃烧煤炭发电的方式，会向大气中排放大量的二氧化碳和有害气体，加上大量的汽车排放尾气，成为地球上气候变暖的一大原因。中国工程院院士、清华大学金涌教授在2013年8月8日无锡‘科技创新驱动与生态环境构造’科技论坛上指出：2012年，全球二氧化碳排放量达356亿吨。在地球上，二氧化碳有四个大库：第一，大气是个大碳库，大气中二氧化碳浓度已经从工业化社会前的280个ppm，增加到现在的近400个ppm；第二，地球表面的森林、土壤、人和动物是个大碳库；第三，海洋通过雨水冲刷吸收大气中的二氧化碳；第四，地层中有很多石灰石、煤和石油等也是个大碳库。这四大碳库是互动的，人在其中是“搬运工”。经济高速发展的过程中，人类应当尽量控制向大气中排放二氧化碳，应当努力发展低碳经济，降低大气中的二氧化碳浓度，不断改善和保护人类赖以生存的生态环境。

绿化树木通过光合作用能大量固定空气中的二氧化碳，减缓气候变化。绿化树木的生命活动需要大量的水分，给绿化树木浇灌水流需要用电，目前供电网中供应的电能中有70%以上源自燃烧煤炭发电，煤电用得越多，燃煤发电厂的烟囱里就要冒出更多的浓烟，向大气中排放更多的二氧化碳。目前人类社会消耗的能源大部分来自燃烧煤炭和石油，使用的是不清洁的化石能源，自工业革命以来向空气中排放了大量的二氧化碳，促进了经济发展、增加了就业机会，但也造成了空气污染、影响人类健康和许多地方的生态环境遭到破坏的现实问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置。

氢燃料电池是一种把氢燃料的化学能转换变为直流电能的高效、无环境污染的动力装置。只要连续不断地向氢燃料电池供给氢燃料和氧化剂，氢燃料电池就能连续输出电流。氢是理想的燃料，氢与氧燃烧结合生成水，是清洁的能源。氢燃料电池能量密度高，噪声小，无污染和适应性强。人们利用太阳能、风能、海洋能、地热能和生物能都能电解水制氢，氢能的扩大应用不会污染环境，有利于保持生态平衡，能保护地球上的生态环境，氢能的供热效率比煤高30%，使传统的热机工作效果更好。氢的来源广泛，氢能是人类社会最需要快速发展，最值得广泛应用的新能源，大力开发和应用氢能有利于人类社会的可持续发展。随着制氢技术的不断提高，制氢成本的不断下降，本发明人缪同春已在上海、无锡的展览会上看到数量越来越多的、深受广大人民群众欢迎的氢能汽车和氢能电动车。

氢燃料电池适合用作为移动电源，储存和运输氢燃料电池比较方便。将氢燃料电池安装在道路绿化带护栏基础上的供电杆的顶部，从氢燃料电池输出的连续的、稳定的电流输入控制器进行调整，从控制器输出的、经过调整后的更加稳定的电流通过导电线输入提水泵，提水泵依靠稳定的电流能持续、稳定的通过提水管提升地下雨水收集池中积蓄的雨水，将提升的雨水流输入提水泵中加压，加压后的雨水流通过出水管和喷水龙头向绿化带中的八角金盘、冬青、瓜子黄杨、杜鹃、紫丁香、榆叶梅、红花王子锦带、水蜡球、红花继木等灌木树和水杉、侧柏、垂柳、糖槭、元宝枫、悬铃木、银杏、水杉、泡桐、榉树、红叶李、广玉兰、五角枫、樱花、香椿、榆树、构树等乔木树浇灌水流。经过多年的技术改进，质子交换膜氢燃料电池的发电效率，最高可达80%，是一种高效氢燃料电池。氢燃料遇氧化剂燃烧产生的水没有污染，可用于浇灌绿化树木。高温久旱天气下的绿化树木多么需要保命的水分。2013年中国的江苏、浙江、上海两省一市遭遇了至少140年来最严重的热浪，最高气温达到40℃以上。由于国家电网通过特高压供电工程从富电省向缺电的江浙沪地区调度电量，才保证了江浙沪地区的电力供应。从富电省调出的电量主要源自燃烧煤炭发电，在发电的过程中会向大气中排放大量的二氧化碳。2013年夏，全国大范围持续高温增加了用电负荷，全国日发电量多次创出新高，8月6日全国发电量达175.19亿千瓦时，较去年同期最大值增长14.65%。必须大力发展不向空气中排放二氧化碳的新能源发电，特别是发电生成物为水的氢能发电，才能降低空气中的二氧化碳浓度，挡住地球上气温继续上升的势头。江浙沪眼光远大的企业家已投资设厂、规模生产氢燃料电池，这是发展节能减排产业的大趋势。植树造林是人类固定二氧化碳、改善生态环境的行之有效的好办法，近一百年来，世界上的森林被砍伐一半，对吸收并固定空气中大量的二氧化碳十分不利，所以，我们要认真培育好每一棵绿化树木，使绿色植物生长健壮，枝叶茂盛，用更大的叶面积来接受阳光照射进行光合作用，在光合作用中固定更多的二氧化碳，释放出更多的氧气。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

由氢燃料电池1、导电线2、控制器3、提水管4、提水泵5、出水管6、喷水龙头7、无线水位传感器8、凹形顶面集雨水护栏9、护栏支柱10、道路绿化带护栏基础11、漏水孔12、漏水管13、地下雨水收集池14共同组成氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带内种植有灌木树15、乔木树16；

在地下雨水收集池14上安装有提水管4，提水管4的下段伸进地下雨水收集池14的内部，提水管4的顶端安装有提水泵5、出水管6、喷水龙头7，在道路绿化带护栏基础11上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装有氢燃料电池1、导电线2、控制器3，在道路绿化带护栏基础11上按照一定的间距安装护栏支柱10，在护栏支柱10的上端安装凹形顶面集雨水护栏9，在凹形顶面集雨水护栏9的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距设置漏水孔12，在漏水孔12的下方连接有漏水管13，漏水管13穿过道路绿化带护栏基础11伸进地下雨水收集池14的内部，地下雨水收集池14建造在绿化带下方深度1米—3米的地方，地下雨水收集池14上安装有无线水位传感器8，无线水位传感器8的下段伸进地下雨水收集池14的内部，在绿化带中种植灌木树15和乔木树16；

氢燃料电池1通过导电线2与控制器3连接，控制器3通过导电线2与提水泵5连接。

氢燃料电池1是磷酸盐型氢燃料电池或熔融碳酸盐型氢燃料电池或固体氧化物型氢燃料电池或聚合物离子膜氢燃料电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：①节能。利用凹形顶面集雨水护栏、护栏支柱、道路绿化带护栏基础、漏水孔、漏水管、地下雨水收集池等设施就地收集和积蓄雨水，并由无污染的氢燃料电池提供动力提升地下雨水收集池中的雨水并向绿化树木浇灌雨水，避免使用以汽油机或柴油机为动力的运水车到远处河道里取水、运水和使用以汽油机或柴油机为动力的浇灌机械浇灌绿化树木时消耗大量的化石燃料，节省了石油能源，避免了环境污染。②减排。氢燃料电池在使用过程中不排放二氧化碳，是一种对环境无污染的清洁能源。氢燃料遇氧化剂燃烧结合的生成物是水，可用于浇灌绿化树木，有利于增加浇灌绿化树木的总用水量。③氢燃料电池的生产、储运、使用、装卸都十分方便。从供电柱的顶部可以很快卸下用完氢燃料的氢燃料电池送到生产基地去装入氢燃料，可以将装满氢燃料的氢燃料电池很快装上供电柱的顶部持续供电，以确保向提水泵连续不断的供应用电。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

从氢燃料电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能，机械能用作为提水泵提升雨水收集池中的雨水所需要的能量，提水泵通过提水管从地下雨水收集池内提升雨水输入提水泵内加压，从提水泵输出的加压水流通过出水管和喷水龙头向乔木树和灌木树浇灌水流。从空中云层里降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽内，雨水流经漏水孔、漏水管流进地下雨水收集池内蓄水。无线水位传感器感知、转换、发送地下雨水收集池内的雨水的水位信息。

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

由氢燃料电池1、导电线2、控制器3、提水管4、提水泵5、出水管6、喷水龙头7、无线水位传感器8、凹形顶面集雨水护栏9、护栏支柱10、道路绿化带护栏基础11、漏水孔12、漏水管13、地下雨水收集池14共同组成氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带内种植有灌木树15、乔木树16；

在地下雨水收集池14上安装有提水管4，提水管4的下段伸进地下雨水收集池14的内部，提水管4的顶端安装有提水泵5、出水管6、喷水龙头7，在道路绿化带护栏基础11上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装有氢燃料电池1、导电线2、控制器3，在道路绿化带护栏基础11上按照一定的间距安装护栏支柱10，在护栏支柱10的上端安装凹形顶面集雨水护栏9，在凹形顶面集雨水护栏9的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距设置漏水孔12，在漏水孔12的下方连接有漏水管13，漏水管13穿过道路绿化带护栏基础11伸进地下雨水收集池14的内部，地下雨水收集池14建造在绿化带下方深度1米—3米的地方，地下雨水收集池14上安装有无线水位传感器8，无线水位传感器8的下段伸进地下雨水收集池14的内部，在绿化带中种植灌木树15和乔木树16；

氢燃料电池1通过导电线2与控制器3连接，控制器3通过导电线2与提水泵5连接。

氢燃料电池1是磷酸盐型氢燃料电池或熔融碳酸盐型氢燃料电池或固体氧化物型氢燃料电池或聚合物离子膜氢燃料电池。

首先要解决给绿化树浇灌水流的水的来源问题。在绿化带的下方必须建造地下雨水收集池才能收集和积蓄水量。在条件适宜的地段，也可以少量建造低成本的地上雨水收集池。绿化带中的道路绿化带护栏基础上的平形顶面集雨水护栏或微凸形顶面集雨水护栏必须改装成凹形顶面集雨水护栏才能收集雨水。从天空云层中降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽内汇集成水流，雨水流经过漏水孔、漏水管流入地下雨水收集池，其蓄水量用作为浇灌绿化树木的水源。氢燃料与氧化剂发生化学反应生成的水量，也可以作为浇灌绿化树木的另一部分供水源。

氢是一种无污染的燃料，重量轻，能量大。获取氢燃料有多种途径：利用太阳能发电，电解水产生氢、然后加压制成液态氢燃料，这一途径称为‘太阳氢’，利用风力发电，电解水产生氢、然后加压制成液态氢燃料，这一途径称为‘风氢’，利用海洋能发电、地热能发电、生物能发电，同样能电解水产生氢、然后加压制成液态氢燃料。利用各种自然能电解水制氢，在生产过程中不排放二氧化碳，能保护地球上的生态环境，值得提倡。

用非化石燃料发电，电解水制得氢气，加压成液态氢。在生产基地里，将液态氢燃料装入氢燃料电池，体积不大的氢燃料电池作为移动电源被运到绿化带装上供电柱的顶端，从氢燃料电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整，经过调整的更加稳定的电流通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转化为机械能，机械能用作为提水泵通过提水管提升地下雨水收集池中的雨水输入提水泵加压，从提水泵输出的加压后的雨水流通过出水管和喷水龙头向绿化树木浇灌水流。

现举出实施例如下：

实施例一：

从固体氧化物型氢燃料电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能，机械能用作为提水泵提升水量所需要的能量，提水泵通过提水管从地下雨水收集池内提升雨水输入提水泵内加压，从提水泵输出的加压水流通过出水管和喷水龙头向乔木树和灌木树浇灌水流。从空中云层里降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽内汇集成雨水流，雨水流经过漏水孔、漏水管流进地下雨水收集池内储蓄水量。无线水位传感器感知、转换、发送地下雨水收集池内的雨水的水位信息。

实施例二：

从熔融碳酸盐型氢燃料电池输出的电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入提水泵，在提水泵内电能转换成机械能，机械能用作为提水泵提升水量所需要的能量，提水泵通过提水管从地下雨水收集池内提升雨水输入提水泵内加压，从提水泵输出的加压水流通过出水管和喷水龙头向乔木树和灌木树浇灌水流。从空中云层里降落的雨水落入凹形顶面集雨水护栏的凹形顶面集雨水槽内汇集成雨水流，雨水流经过漏水孔、漏水管流进地下雨水收集池内储蓄水量。无线水位传感器感知、转换、发送地下雨水收集池内的雨水的水位信息。

Claims (2)

1.氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，其特征是，由氢燃料电池（1）、导电线（2）、控制器（3）、提水管（4）、提水泵（5）、出水管（6）、喷水龙头（7）、无线水位传感器（8）、凹形顶面集雨水护栏（9）、护栏支柱（10）、道路绿化带护栏基础（11）、漏水孔（12）、漏水管（13）、地下雨水收集池（14）共同组成氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，在绿化带内种植有灌木树（15）、乔木树（16）；

在地下雨水收集池（14）上安装有提水管（4），提水管（4）的下段伸进地下雨水收集池（14）的内部，提水管（4）的顶端安装有提水泵（5）、出水管（6）、喷水龙头（7），在道路绿化带护栏基础（11）上安装一根粗的供电杆，在供电杆的上段自上向下依次安装有氢燃料电池（1）、导电线（2）、控制器（3），在道路绿化带护栏基础（11）上按照一定的间距安装护栏支柱（10），在护栏支柱（10）的上端安装凹形顶面集雨水护栏（9），在凹形顶面集雨水护栏（9）的凹形顶面集雨水槽的底部按照一定的间距设置漏水孔（12），在漏水孔（12）的下方连接有漏水管（13），漏水管（13）穿过道路绿化带护栏基础（11）伸进地下雨水收集池（14）的内部，地下雨水收集池（14）建造在绿化带下方深度1米—3米的地方，地下雨水收集池（14）上安装有无线水位传感器（8），无线水位传感器（8）的下段伸进地下雨水收集池（14）的内部，在绿化带中种植灌木树（15）和乔木树（16）；

氢燃料电池（1）通过导电线（2）与控制器（3）连接，控制器（3）通过导电线（2）与提水泵（5）连接。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池供电提水泵从雨水收集池提水浇灌树木的装置，其特征是，所述的氢燃料电池（1）是磷酸盐型氢燃料电池或熔融碳酸盐型氢燃料电池或固体氧化物型氢燃料电池或聚合物离子膜氢燃料电池。

Images