CN202500710U - 生活废水水力发电装置 - Google Patents

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任家炜
刘彦君
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Abstract

一种生活废水水力发电装置,属于节能环保设备领域,包括有管件(6)、与管件(6)上部相连的上部管道(1)、与管件(6)下部相连的下部管道(8),上部管道(1)与旁管道(11)的进口连接相通,下部管道(8)与旁管道(11)的出口连接相通,管件(6)由管段(5)和置于管段(5)内的转轮(4)组成,管段(5)安装于建筑物内排水立管上;转轮(4)的轴(15)与发电机(16)连接;蓄电装置(17)和发电机(16)通过导线连接。用电器(18)和蓄电装置(17)通过导线连接。本装置的发电量大,有效将废水的能量转化为可以使用的能量,旁管道(11)可起到排气作用,可省掉一根专用通气立管,减少投资。易于更换,在更换装置时,不影响管道正常排水。

Description

生活废水水力发电装置
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及一种利用生活废水发电的装置,可被应用于建筑物生活废水管道中,属于节能环保设备领域。
背景技术
[0002] 如今,大型水力发电早已司空见惯,但目前针对建筑内水质较优的生活废水水流势能和动能利用的相关研究却相对空白。然而城市化高速发展的今天,对于这部分能量利用的忽视,必将造成相当程度的资源浪费。
[0003] 水力资源的大小取决于流量和落差两个要素,高层建筑生活废水因其排放落差大,势能高,水流下落至管底时速度快的特点,而具有显著的应用价值。因此完全可以通过 建立一种微小水力发电系统将高层废水的能量转化为电能,从而达到节能环保的目的。
[0004] 以单层楼高3米的20层(设置地下室)小区住宅楼为例,按每层2家住户,每户3. 5人计算,每户日产废水水量374L/d。其中位于20层楼内单根废水立管管底的微型发电装置日产能量约为1044582J/d,月产电量约7. 3kw • h,相当于可供楼内每层节能灯照明时间48.6h。
实用新型内容
[0005] 为了充分利用利用高层建筑生活废水中的能量,本实用新型提出了一种生活废水水力发电装置,把生活废水中的势能转化为电能,供楼道灯的正常使用,达到节能环保的目的。
[0006] 本发明采用如下设计方案:
[0007] 一种生活废水水力发电装置,包括有管件6、与管件6上部相连的上部管道I、与管件6下部相连的下部管道8,上部管道I与旁通管11的进口连接相通,下部管道8与旁通管11的出口连接相通,管件6由管段5和置于管段5内的转轮4组成,管段5安装于建筑物内排水立管上。转轮4的轴15与发电机16连接。蓄电装置17和发电机16通过导线连接。用电器18和蓄电装置17通过导线连接。
[0008] 管件6底板是一个用于排走废水,防止废水在转轮下部聚集的斜台。
[0009] 管段5的孔径大小大于其他管段的孔径大小。
[0010] 所述斜台的角度为30°。
[0011] 转轮4由有限片呈双半碗状中心对称连接的斗背22为迎水方向的斗叶19构成。斗叶19边缘处均具有一个缺口,承受绕流作用的凹面为斗叶19的工作面;凸起的外侧表面为斗叶19的侧面;位于斗叶19背部夹在双碗之间的表面为斗叶19的背面。双碗间的工作面的结合处为斗叶19的分水刃20。斗叶19进水边的横切面呈锐角。缺口工作面与背面结合处为斗叶19的切水刃。斗叶19工作面和侧面间的端面为斗叶19的出水边。
[0012] 转轮4偏心安装在管段5中,即管段中轴线和转轮轴不相交。
[0013] 上部管道I、下部管道8与管件6之间分别连接有阀门13和阀门117。[0014] 阀门13和阀门II 7分别通过法兰与两端连接。
[0015] 旁通管11平行于管件6和上部管道1,通过45°管19与上部管道I连通,通过45°管II 14与下部管道8连通.
[0016] 本生活废水小型发电装置工作原理为能量转换,首先建筑内排放的生活废水由排水支管道引流到废水立管中,水流在立管内下落过程中能量由势能转化为动能,跌落高度越高水流动能越大。当高速水流击中转轮时,由于水流的高速冲击作用使转轮带动发电机轴承转动,从而实现水流动能向电能的转化。由于此装置电能的产生具有间断性,因此可以利用蓄电设备进行电能储存,最终通过蓄电设备将电能输送到用电器,达到节省能耗的目的。
[0017] 当水流接触转轮后即被斗叶进水边分成等量的两股,它们对称地流向斗叶工作面,再次过程中水流速度和方向发生较大改变,从而对水斗产生作用力,并相对主轴形成转 动力矩,推动转轮旋转做功。此后水流以很小的流速离开水斗而流向下游,由于流速大大降低,所以能够有效防止水流在管道内形成水塞流。
[0018] 本实用新型可取得如下有益效果:
[0019] I.本装置的发电量大,有效将废水的能量转化为可以使用的能量。
[0020] 2.旁通管11可起到排气作用,可省掉一根专用通气立管,减少投资。
[0021] 3.易于更换,在更换装置时,不影响管道正常排水。
附图说明
[0022] 图I :生活废水水力发电装置工作图;
[0023] 图2 :转轮示意图;
[0024] 图3:生活废水微小水力发电装置结构图。
[0025] 图I〜图3中:1.上部管道,2.法兰盘,3.阀门,4.转轮,5.管段,6.管件,7.阀门,
8.下部管道,9. 45°管,10.法兰盘,11.旁通管,12.法兰盘,13.法兰盘,14. 45°管,15.转轮轴,16.发电机,17.蓄电装置,18.用电器,19.斗叶,20.分水刃,21.斜台,22.斗背。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和具体实施方式对于本发明作进一步的说明。
[0027] 如图I所示的一种生活废水水力发电装置,包括有管件6、与管件6上部相连的上部管道I、与管件6下部相连的下部管道8,上部管道I与旁通管11的进口连接相通,下部管道8与旁通管11的出口连接相通,管件6由管段5和置于管段5内的转轮4相连,管段5安装于建筑物内排水立管上,管段5的侧壁与内排水立管相连通。转轮4的轴15与发电机16连接。蓄电装置17和发电机16通过导线连接。用电器18和蓄电装置17通过导线连接。
[0028] 管件6底板是一个用于排走废水,防止废水在转轮下部聚集的斜台。
[0029] 所述斜台的角度为30°。
[0030] 转轮4由呈双碗状的斗叶19中心对称构成。斗叶19边缘处均具有一个缺口,承受绕流作用的凹面为斗叶19的工作面;凸起的外侧表面为斗叶19的侧面;位于斗叶19背部夹在双碗之间的表面为斗叶19的背面。双碗间的工作面的结合处为斗叶19的分水刃20。斗叶19进水边的横切面呈锐角。缺口工作面与背面结合处为斗叶19的切水刃。斗叶19工作面和侧面间的端面为斗叶19的出水边。
[0031] 转轮4偏心安装在管段5中,即管段中轴线和转轮轴不相交。
[0032] 上部管道I、下部管道8与管件6之间分别连接有阀门13和阀门117。
[0033] 阀门13和阀门117分别通过法兰2,10,12,13与两端连接。
[0034] 旁通管11平行于管件6和上部管道1,通过45°管19与上部管道I连通,通过45°管1114与下部管道8连通.
[0035] 本装置的工作过程如下
[0036] 装置正常工作:
[0037] 阀门13和阀门117开启,废水在重力作用下从上部废水管道1,经管件6,流到下部管道8。在管件6中,转轮4会在水流的冲刷下旋转起来,带动发电机16运转发电,发出的电储存在蓄电装置17中,在适当的时间供用电装置18使用。
[0038] 当本装置发生故障需要更换时:
[0039] 关闭阀门13和阀门117,生活废水将从上部管道1,经45°管19,旁通管11,45°管1114,流到下部管道8。因此更换装置时,不影响管道正常排水。

Claims (7)

1. 一种生活废水水力发电装置,其特征在于:包括有管件(6)、与管件(6)上部相连的上部管道(I)、与管件(6)下部相连的下部管道(8),上部管道(I)与旁通管(11)的进口连接相通,下部管道(8)与旁通管(11)的出口连接相通,管件(6)由管段(5)和置于管段(5)内的转轮(4)组成,管段(5)安装于建筑物内排水立管上,管段(5)的侧壁与内排水立管相连通;转轮(4)的轴(15)与发电机(16)连接;蓄电装置(17)和发电机(16)通过导线连接;用电器(18)和蓄电装置(17)通过导线连接。
2.根据权利要求I所述的水力发电装置,其特征在于:管件(6)底板是一个用于排走废水,防止废水在转轮下部聚集的斜台。
3.根据权利要求2所述的水力发电装置,其特征在于:所述斜台的角度为30°。
4.根据权利要求I所述的水力发电装置,其特征在于:转轮(4)偏心安装在管段(5) 中,即管段中轴线和转轮轴不相交。
5.根据权利要求I所述的水力发电装置,其特征在于:上部管道(I)、下部管道(8)与管件(6)之间分别连接有阀门I (3)和阀门II (7)。
6.根据权利要求5所述的水力发电装置,其特征在于:阀门I (3)和阀门II (7)分别通过法兰盘(2、10、12、13)与两端连接。
7.根据权利要求I所述的水力发电装置,其特征在于:旁通管(11)平行于管件(6)和上部管道(1),通过45°管I (9)与上部管道(I)连通,通过45°管II (14)与下部管道(8)连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105240191A (zh) * 2015-11-01 2016-01-13 厦门精图信息技术股份有限公司 一种高层建筑外的市政发电设施
CN106640486A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 天津大学 一种减压发电系统及其在高层建筑给水系统中的应用
CN110344990A (zh) * 2019-07-22 2019-10-18 嘉兴学院 一种生活废水水力发电装置

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