CN106430671A - 一种净水器废水发电装置 - Google Patents

Abstract

一种净水器废水发电装置，所述净水器包括由低压反渗透膜构成的RO膜滤芯，RO膜滤芯的废水出水口处设有利用废水排水水流进行发电的水力发电装置，所述的水力发电装置的电力输出端与净水器上的用电模块相连接。通过在RO膜滤芯的废水出水口处设置水利发电装置，使得水利发电装置利用废水水流的出水水流压力产生电能，以为净水器工作时的用电模块提供电能，令净水器只需利用废水外排过程产生电能就可进行工作，进而使得净水器摆脱了火电需求，提高了净水器的安全可靠度、降低了能量损耗。本发明结构简单，安装牢固，适合推广使用。

Description

一种净水器废水发电装置

技术领域

本发明涉及一种净水器，具体地说，涉及了一种利用净水器排出的废水、废水进行发电的装置。

背景技术

现在市场上有一种低压无电反渗透净水器，由于机器采用的反渗透膜为低压膜，所以该机器不用增压水泵，因此机器不接入市电。不接入市电使用上更为方便，并且可以排除市电带来的安全隐患，但是会有一个比较大的缺陷。由于，没有增压水泵，导致净水器的制净水速率较低，使得净水出水流速较慢，造成用户使用等待时间变长。因此，如何令净水器不使用市电的前提下，令净水器可使用增压水泵就成为了急需解决的技术问题。

同时，传统净水器的废水排水管路上回设有一个电磁阀，当机器使用一段时间之后电磁阀会自动开启，增大废水的出水速度，实现对反渗透膜的冲洗，以此来达到增加反渗透膜寿命的目的。但是，现有电磁阀的开闭无法进行自动控制，更无法满足不采用市电进行工作的条件。

为解决上述问题，特提出本发明。

发明内容

本发明旨在提供一种净水器废水发电装置，以实现利用净水器排出的废水、废水进行发电的目的；第二目的在于提供一种净水器无电废水控制装置，以实现对净水器所排废水量进行精确检测，并进而达到对净水器进行精确定量自动冲洗的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种净水器废水发电装置，所述净水器包括由低压反渗透膜构成的RO膜滤芯，RO膜滤芯的废水出水口处设有利用废水排水水流进行发电的水力发电装置，所述的水力发电装置的电力输出端与净水器上的用电模块相连接。

进一步，RO膜滤芯的废水出水口与第一废水出水管相连，所述的水力发电装置包括穿设于第一废水出水管上的壳体，壳体内部设有随水流旋转的叶轮，所述叶轮的转轴穿出壳体、并与电机的动力输入端相啮合连接，以带动电机产生电力。

进一步，所述电机的电力输出端经变压器与净水器上的用电模块相电连接，以为用电模块提供工作电力。

进一步，所述的用电模块包括净水器上设置的信号指示灯、净水器的原水进水管路和/或净水出水管路上设置的TDS水质监测器、检测净水器进水量和/或出水量的流量计、净水器管路上所设控制通断的电磁阀中的任一或组合。

进一步，所述的RO膜滤芯的废水出水口连接有相并联的第一废水出水管和第二废水出水管，所述的第一废水出水管上设有水利发电装置，所述的第二废水出水管上设有控制管路通断的、为RO膜滤芯的冲洗水提供排水通道的电磁阀。

进一步，所述的第二废水出水管上还设有反冲洗进水腔，所述的反冲洗进水腔经管路与净水器进水相连接，以进反冲洗水对RO膜滤芯进行冲洗；所述的反冲洗进水腔设于电磁阀与RO膜滤芯的废水出水口之间。

进一步，所述的第一废水出水管和第二废水出水管上分别设有控制管路通断的电磁阀。

进一步，所述的净水器包括依次串连的原水进水管、前置预处理滤芯、RO膜滤芯和净水出水管，所述的原水进水管与净水器的进水相连通、净水出水管与净水器的净水出口相连通。

进一步，所述的RO膜滤芯的相对两端分别经管路与前置预处理滤芯和净水出水管相连通，所述RO膜滤芯的靠近净水出水管连接端设有废水出水口。

进一步，RO膜滤芯的废水出水口处设有相并联的第一废水出水管和第二废水出水管，所述的第一废水出水管上设有随出水流旋转的叶轮，所述第二废水出水管上设有控制管路通断的单向阀，所述单向阀的阀芯经转换装置与水轮的转轴相连接，令检测单元控制控制阀单元的状态，使第二废水出水管随第一废水出水管的流量进行周期性的开闭。

本发明的有益效果为：

通过在RO膜滤芯的废水出水口处设置水利发电装置，使得水利发电装置利用废水水流的出水水流压力产生电能，以为净水器工作时的用电模块提供电能，令净水器只需利用废水外排过程产生电能就可进行工作，进而使得净水器摆脱了火电需求，提高了净水器的安全可靠度、降低了能量损耗。

还有，通过在常开第一废水出水管上设置随水流旋转的叶轮，以实现随出废水量的递增而带动叶轮旋转累加，令叶轮转速总量经转换装置传递至单向阀的阀芯，以推动阀芯产生往复运动，实现对净水器RO膜滤芯的制水量进行精确测定，并对净水器自动冲洗节点的精确判定，进而达到对净水器的RO膜冲洗时的第二废水出水管自动控制开闭的目的。

同时，本发明结构简单，效果显著，适宜推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例中净水器的结构框图；

图2为本发明实施例中净水的废水出水管路的结构图；

图3为本发明实施例中的第一废水出水管的断面图；

图4和图5为本发明实施例中不同状态的第二废水出水管的断面图；

图6和图7为本发明另一实施例中不同状态的第二废水出水管的断面图；

图8为本发明另一实施例中的第一废水出水管的断面图；

图9为本发明另一实施例中净水器的结构框图。

图中主要部件说明：10—原水进口，20—原水进水管，30—前置预处理滤芯，40—RO膜滤芯，50—水力发电装置，60—用电模块，70—净水出水管，80—净水出口，90—废水出口，1—第一废水出水管，2—第二废水出水管，3—电磁阀，4—叶轮，5—齿轮箱，6—凸轮，7—单向阀，8—限位弹簧，9—齿轮组，11—第一齿轮，12—第二齿轮，13—第三齿轮，14—第四齿轮，15—第五齿轮，16—第六齿轮，21—装配腔，41—安装腔，42—转轴，51—电机，61—输出轴，62—棘轮，63—主动摆杆，71—阀塞，72—阀孔，100—无电废水控制装置。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1至图7所示，一种净水器，所述净水器包括自原水进口10依次连接的原水进水管20、前置预处理滤芯30、RO膜滤芯40和净水出水管70，直至净水出口80，以实现对原水依次经前置预处理滤芯和RO膜滤芯进行过滤后出净水的目的。同时，所述的RO膜滤芯40还设有废水出水口，所述的废水出水口经废水出水管路与外部相连通，以将RO膜滤芯过滤处理后的废水外排。

本发明实施例中，所述的前置预处理滤芯30可以为活性炭滤芯、PP棉滤芯、过滤膜滤芯等现有可对水进行过滤的滤芯中一种或组合，若未多种滤芯时，依据过滤精度自大至小依次串连连接。

本发明实施例中，所述的RO膜滤芯40为柱状结构；柱状RO膜滤芯40的相对两端分别经管路与前置预处理滤芯30和净水出水管70相连通，所述RO膜滤芯40的靠近净水出水管70连接端的侧壁上设有废水出水口，所述的废水出水口与废水出水管路相连通。

实施例一

如图1和图8所示，本实施例中介绍了一种净水器废水发电装置，所述净水器包括由低压反渗透膜构成的RO膜滤芯40，RO膜滤芯40的废水出水口处设有利用废水排水水流进行发电的水力发电装置50，所述的水力发电装置50的电力输出端与净水器上的用电模块60相连接。

通过在RO膜滤芯的废水出水口处设置水利发电装置，使得水利发电装置利用废水水流的出水水流压力产生电能，以为净水器工作时的用电模块提供电能，令净水器只需利用废水外排过程产生电能就可进行工作，进而使得净水器摆脱了火电需求，提高了净水器的安全可靠度、降低了能量损耗。

本实施例中，所述RO膜滤芯40的废水出水口与第一废水出水管1相连，所述的水力发电装置50包括穿设于第一废水出水管1上的安装腔41，安装腔41内部设有随水流旋转的叶轮4，所述叶轮4的转轴42穿出安装腔41，转轴42的穿出端与第一废水出水管1外部固定的电机51的动力输入端相啮合连接，以带动电机产生电力。

本实施例中，所述电机51的电力输出端经变压器与净水器上的用电模块60相电连接，以为用电模块提供工作电力。优选的，所述的电机51的电力输出端连接有蓄电池，所述蓄电池与净水器的用电模块60相电连接，以使得利用净水器废水外排发出的电力存储后再供净水器的用电模块用电，进而达到了对废水外排所发电力存储、令净水器随时可利用工作的目的；避免了净水器刚开始启动时，无废水外排，导致净水器无法进行工作情况的发生。

本实施例中，所述的用电模块60包括净水器上设置的信号指示灯、净水器的原水进水管路20和/或净水出水管路70上设置的TDS水质监测器、检测净水器进水量和/或出水量的流量计、净水器管路上所设控制通断的电磁阀3中的任一或组合。

实施例二

如图1和图8所示，本实施例中，所述的RO膜滤芯40的废水出水口连接有相并联的第一废水出水管1和第二废水出水管2，所述的第一废水出水管1上设有水利发电装置50，所述的第二废水出水管2上设有控制管路通断的、为RO膜滤芯40的冲洗水提供排水通道的电磁阀3。

净水器的RO膜滤芯40具有如下两个工作状态：

第一状态，净水器的RO膜滤芯进水量正常，净水器处于正常制水状态；此时，第一废水出水管开启、第二废水出水管关闭，制水后的废水自第一废水出水管外排；

第二状态，净水器的RO膜滤芯进水量最大，净水器处于冲洗自清洁状态；此时，第一废水出水管和第二废水出水管同时开启，冲洗RO膜滤芯后的大量水经第一废水出水管和第二废水出水口外排。

通过在RO膜滤芯的废水出水管设置为相并联的两条管路，令出水管的粗细可控的调节，以实现RO膜滤芯不同工作状态时打开对应废水出水管、进而达到调节适应净水器不同工作状态外排废水的目的。

本实施例中，第一废水出水管1的管径小于第二废水出水管2的管径，以避免净水器在第二状态时，废水出水流量过大，无法及时外排情况的发生。

本实施例中，所述的第二废水出水管2上还设有反冲洗进水腔，所述的反冲洗进水腔经管路与净水器原水进口10相连接，以进反冲洗水对RO膜滤芯进行冲洗；所述的反冲洗进水腔设于电磁阀3与RO膜滤芯40的废水出水口之间(未在附图中注明)。

通过在第二废水出水管上连接原水进口的反冲洗进水腔，使得净水器可自第二废水管向RO膜滤芯进反冲洗水，以利用反冲洗水对RO膜滤芯进行反向冲洗，进而实现对RO膜滤芯进行反冲洗自清洁的目的。

本实施例中，所述的第一废水出水管和第二废水出水管上分别设有控制管路通断的电磁阀(未在附图中注明)。通过在两个废水出水管上分别设置电磁阀，使得利用反冲洗水对RO膜滤芯进行冲洗时，可同时关闭两个废水出水管，令反向冲洗水仅流向RO膜滤芯，以实现对RO膜滤芯反向冲洗效果最大化。

实施例三

如图9所示，本实施例与上述实施例一和二的区别在于：控制第二废水出水管2管路通断的电磁阀3被无电废水控制装置100所替代，以使得采用纯机械式结构的控制阀控制管路通断，以实现随第一废水出水管持续排水，对第二废水出水管执行周期性开闭。

如图2至图5所示，本实施例中介绍了一种净水器无电废水控制装置，所述净水器包括由低压反渗透膜构成的RO膜滤芯40，RO膜滤芯40的废水出水口处设有相并联的第一废水出水管1和第二废水出水管2，所述的第一废水出水管1上设有检测水流量的检测单元，所述第二废水出水管2上设有控制管路通断的控制阀单元，所述检测单元1与控制阀单元经转换单元相连接，令检测单元控制控制阀单元的状态，使第二废水出水管2随第一废水出水管1的流量进行周期性的开闭。

本实施例中，所述的检测单元为设于第一废水出水管1上的、随废水出水水流转动的叶轮4；所述的检测单元为设于第二废水出水管2上的、控制管路通断的单向阀7；所述叶轮4的转轴与第二废水出水管2中的凸轮6相啮合，凸轮6的外周与单向阀7的阀体相接触，令随水流旋转的叶轮4经转轴42带动凸轮6旋转、使凸轮6推动单向阀7的阀体71移动，实现第二废水出水管2开闭的自动控制。

本实施例中，所述的转轴42经变速齿轮组9与凸轮6相啮合；所述变速齿轮组9设于变速齿轮箱5中，所述的变速齿轮箱5设于第一废水管1和第二废水管2之间；所述叶轮4的转轴42穿出第一废水出水管1并与变速齿轮组9的一端齿轮相啮合，变速齿轮组9的另一端齿轮与输出轴61相啮合，输出轴61穿入第二废水管2、并与凸轮6相啮合。

本实施例中，变速齿轮组9包括至少两个变速齿轮，所述的变速齿轮组9为减速齿轮组，叶轮4的转轴42连接端的齿轮转速小于输出轴61连接端的齿轮转速。本实施例中，所述的变速齿轮组包括自转轴42至输出轴61方向依次啮合的第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮13、第四齿轮14、第五齿轮15、第六齿轮16，所述的第一齿轮11与第二齿轮12相啮合，且传动比大于1；第二齿轮12与第三齿轮13同轴设置；第三齿轮13与第四齿轮14相啮合，且传动比大于1；第四齿轮14与第五齿轮15同轴设置；第五齿轮15与第六齿轮16相啮合，且传动比大于1。

本实施例中，所述的第一废水出水管1和第二废水出水管2相平行竖直设置；所述的叶轮4、变速齿轮箱5、凸轮6均设于相匹配的对应高度处。本实施例中，所述的第一废水出水管1上设有供叶轮安装的装配腔41，所述装配腔41的上下端分别与第一废水出水管1相连通，装配腔41的水平宽度大于第一废水出水管1的管径；第二废水出水管上设有供凸轮安装的安装腔21，所述的安装腔21的上下两端分别与第二废水出水管2相连通，安装腔21的水平宽度大于第二废水出水管2的管径。所述的齿轮箱5安装固定于第二废水出水管的外壁上；优选的，所述的齿轮箱5安装于安装腔21的外壁上；进一步优选的，齿轮箱5与安装腔21的上下端向平齐设置。

本实施例中，所述的单向阀7包括沿第二废水出水管2管路径向延伸的阀体71；所述阀体71的第一端与限位弹簧8相接触，所述的限位弹簧8张紧的安装于第二废水出水管2中；所述阀体71的第二端相配合插接于阀孔72中、且与凸轮6的外周相限位接触。本实施例中，所述限位弹簧8竖直延伸，限位弹簧8的上端与第二废水出水管8的管壁相固定、限位弹簧8的下端与阀体71相固定。

本实施例中，所述的第二废水出水管2上穿设有安装腔21；所述安装腔21的上端设有与第二废水出水管2相连通的阀孔72，所述的阀体71安装于阀孔72上方的第二废水出水管2中，所述阀体72的第二端相匹配额插接于阀孔71中；所述的凸轮6沿第二废水出水管2轴线平行方向安装于阀孔71下方的安装腔21中，凸轮6的外周的上端与阀体71的第二端相限位接触。

本实施例中，所述叶轮4的转轴42与第一废水出水管1的轴线相垂直设置，所述叶轮4包括套装于转轴42上的转筒，所述转筒上设有多片沿转筒径向延伸的叶片。

通过在第一废水出水管上设置上述结构的叶轮，令第一废水出水管中的废水水流带动叶轮旋转，以实现对叶轮转速检测变换得出废水外排水量，进而达到对净水器的RO膜制水量进行精确测定的目的。

本实施例中，所述叶轮4的转轴42还可以如上述实施例一所述，将转轴42一端穿出第一腔室41、并与电机51的动力输入端相啮合连接，以带动电机产生电力。从而，达到对净水器废水出水量进行精确检测、和利用废水出水进行发电二种工况同时进行的目的。

通过上述设置，令净水器按照如下工作方式进行工作：

如图4所示，净水器正常工作时，RO膜流出的废水只经第一废水出水管1外排，废水水流带动第一废水出水管1中的水轮4旋转，水轮4的转速经转轴42、变速齿轮9、输出轴61传递至凸轮6，凸轮6随着水轮不断旋转、而推动阀塞72缓慢向上移动；

直至凸轮6的最大直径处与阀塞72相接触，单向阀7打开；此时判定RO膜的废水出水量达到设定值，净水器自动开启冲洗自清洁模式，净水器的进水量变为最大；

如图5所示，净水器RO膜自清洁模式，RO膜流出的废水经第一废水出水管1和第二出水管2同时外排，废水水流带动第一废水出水管1中的水轮旋转，水轮4的转速经转轴42、变速齿轮9、输出轴61传递至凸轮6，凸轮6随着水轮不断旋转、而推动阀塞72缓慢向下移动；

直至凸轮6的非最大直径处与阀塞72相接触，单向阀7闭合；此时净水器自动回复至正常工作模式。

本实施例中，净水器按照上述工作方式进行工作，以实现对净水器RO膜滤芯的制水量进行精确测定，并对净水器自动冲洗节点的精确判定，进而达到对净水器的RO膜进行自动冲洗的控制。

实施例四

本实施例与上述实施例三的区别在于：如图6和图7所示，所述的检测单元为设于第一废水出水管1上的、随废水出水水流转动的叶轮4；所述的检测单元为设于第二废水出水管2上的、控制管路通断的单向阀7；所述叶轮4的转轴42与第二废水出水管2中的棘轮62相啮合，棘轮62啮合有可上下移动的主动摆杆63，所述的主动摆杆63与单向阀7的阀体71相接触，令随水流旋转的叶轮4经转轴带动棘轮62旋转、使棘轮62经主动摆杆63推动单向阀7的阀体71移动，实现第二废水出水管2开闭的自动控制。

本实施例中，所述的转轴42经变速齿轮组9与棘轮62相啮合。所述的棘轮62安装于第二废水出水管2上穿设的安装腔21中。所述的单向阀7包括沿第二废水出水管2管路径向延伸的阀体71；所述阀体71的第一端与限位弹簧8相接触，所述的限位弹簧8张紧的安装于第二废水出水管2中；所述阀体71的第二端相配合插接于阀孔72中、且经主动摆杆72与安装腔21相限位接触。

本实施例中，所述的第二废水出水管2上穿设有安装腔21；所述安装腔21的上端设有与第二废水出水管2相连通的阀孔72，所述的阀体71安装于阀孔72上方的第二废水出水管2中，所述阀体71的第二端相匹配额插接于阀孔72中；所述的棘轮62沿第二废水出水管2轴线平行方向安装于阀孔72下方的安装腔21中，棘轮62与竖直延伸的主动摆杆63下端相啮合，主动摆杆63的上端与阀体71的第二端相限位接触。

通过上述设置，令净水器按照如下工作方式进行工作：

如图6所示，净水器正常工作时，RO膜流出的废水只经第一废水出水管1外排，废水水流带动第一废水出水管1中的水轮4旋转，水轮4的转速经转轴42、变速齿轮9、输出轴61传递至棘轮62，棘轮62随着水轮不断旋转、而经主动摆杆63推动阀塞72缓慢向上移动；

直至棘轮62的齿顶处与阀塞72相接触，单向阀7打开；此时判定RO膜的废水出水量达到设定值，净水器自动开启冲洗自清洁模式，净水器的进水量变为最大；

如图7所示，净水器RO膜自清洁模式，RO膜流出的废水经第一废水出水管1和第二出水管2同时外排，废水水流带动第一废水出水管1中的水轮旋转，水轮4的转速经转轴42、变速齿轮9、输出轴61传递至棘轮62，棘轮62随着水轮不断旋转、而经主动摆杆63推动阀塞72缓慢向下移动；

直至棘轮62的非齿顶处与阀塞72相接触，单向阀7闭合；此时净水器自动回复至正常工作模式。

本实施例中，净水器按照上述工作方式进行工作，以实现对净水器RO膜滤芯的制水量进行精确测定，并对净水器自动冲洗节点的精确判定，进而达到对净水器的RO膜进行自动冲洗的控制。

实施例五

上述实施例三和四所述的净水器无电废水控制装置100还可以应用于任一具有反渗透膜滤芯的净水器，以对反渗透膜滤芯的废水出水管路进行控制。

实施例六

如图9所示，本实施例中，第一废水出水管1中设有叶轮4，所述叶轮4绕转轴42轴向旋转，转轴42的第一端与电机51相啮合，第二端与齿轮组啮合，使得上述实施例一和二任一所述的废水发电装置，与实施例三和四任一所述的无电废水控制装置集成安装于同一净水器上。

以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种净水器废水发电装置，所述净水器包括由低压反渗透膜构成的RO膜滤芯，其特征在于：RO膜滤芯的废水出水口处设有利用废水排水水流进行发电的水力发电装置，所述的水力发电装置的电力输出端与净水器上的用电模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于，RO膜滤芯的废水出水口与第一废水出水管相连，所述的水力发电装置包括穿设于第一废水出水管上的壳体，壳体内部设有随水流旋转的叶轮，所述叶轮的转轴穿出壳体、并与电机的动力输入端相啮合连接，以带动电机产生电力。

3.根据权利要求2所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于，所述电机的电力输出端经变压器与净水器上的用电模块相电连接，以为用电模块提供工作电力。

4.根据权利要求3所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于：所述的用电模块包括净水器上设置的信号指示灯、净水器的原水进水管路和/或净水出水管路上设置的TDS水质监测器、检测净水器进水量和/或出水量的流量计、净水器管路上所设控制通断的电磁阀中的任一或组合。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于，所述的RO膜滤芯的废水出水口连接有相并联的第一废水出水管和第二废水出水管，所述的第一废水出水管上设有水利发电装置，所述的第二废水出水管上设有控制管路通断的、为RO膜滤芯的冲洗水提供排水通道的电磁阀。

6.根据权利要求5所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于，所述的第二废水出水管上还设有反冲洗进水腔，所述的反冲洗进水腔经管路与净水器进水相连接，以进反冲洗水对RO膜滤芯进行冲洗；所述的反冲洗进水腔设于电磁阀与RO膜滤芯的废水出水口之间。

7.根据权利要求6所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于，所述的第一废水出水管和第二废水出水管上分别设有控制管路通断的电磁阀。

8.根据权利要求1至4任一所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于，所述的净水器包括依次串连的原水进水管、前置预处理滤芯、RO膜滤芯和净水出水管，所述的原水进水管与净水器的进水相连通、净水出水管与净水器的净水出口相连通。

9.根据权利要求8所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于，所述的RO膜滤芯的相对两端分别经管路与前置预处理滤芯和净水出水管相连通，所述RO膜滤芯的靠近净水出水管连接端设有废水出水口。

10.根据权利要求1所述的一种净水器废水发电装置，其特征在于，RO膜滤芯的废水出水口处设有相并联的第一废水出水管和第二废水出水管，所述的第一废水出水管上设有随出水流旋转的叶轮，所述第二废水出水管上设有控制管路通断的单向阀，所述单向阀的阀芯经转换装置与水轮的转轴相连接，令检测单元控制控制阀单元的状态，使第二废水出水管随第一废水出水管的流量进行周期性的开闭。