CN205117593U - 一种高层建筑外的市政发电设施 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高层建筑外的市政发电设施，主要包括：排水管路、液压缸、太能板、发电机、流量调节阀。高层建筑的废水通过排水管路排放，发电机安装在排水管路的下行竖直管段中，在下行竖直管段中的废水自上而下流动冲击时，发电机的转子旋转，发电机发电；液压缸安装在排水管路的上行竖直管段顶端，上行竖直管段中的废水与液压缸相通，驱使液压缸活塞杆运动；液压缸活塞杆的上端连接太阳能板；同时，一支撑物，固定在排水管路上，所述支撑物具有固定轴，太阳能板穿设在所述固定轴上，以所述固定轴作为支撑，在液压缸活塞杆的带动下绕所述固定轴旋转摆动。

Description

一种高层建筑外的市政发电设施

技术领域

本实用新型涉及一种发电设施，特别是涉及一种高层建筑外的市政发电设施。

背景技术

随着我国城市化进度的加快，城市里建筑越建越高，并且越来越密集，大量的工作人员汇集在建筑里面互相配合，为社会的发展贡献着自己的力量。由于这些高层建筑里面人口密集，工作人员会消耗大量的水资源，电资源，能源消耗和排放的生活污水量也越来越大。污水里蕴藏的能量巨大有待于再次开发利用，但是目前在高层建筑物中很难实现，其中很大一部分水资源未多加利用就直接通过排污管道进入下水道，例如洗漱用水，饮用废水等。

在高层建筑里排下的这些未多加利用的水资源有几个特点：下降行程长；重力效应导致下冲速度快；白天工作时间排水量多，晚上休息时间几乎无排水量。因为水资源来之不易，人们可以加以利用这些特点，在大力倡导节能减排的今天，实现用原本废弃的水资源再次为人们服务，非常必要并且具有重要意义。

发明内容

本实用新型针对高层建筑物中那些未多加利用的废水，提供一种高层建筑外的市政发电设施，它是将高层建筑物中使用的废弃的水资源再次利用，进行发电和辅助发电设备工作，原理简单，成本低廉。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，主要包括：排水管路、液压缸、太阳能板、发电机、流量调节阀；高层建筑的废水通过排水管路排放，发电机安装在排水管路的下行竖直管段上，下行竖直管段中的废水自上而下流动冲击，驱使发电机的转子旋转，发电机发电；液压缸安装在排水管路的上行竖直管段上，上行竖直管段中的废水与液压缸相通，驱使液压缸活塞杆上下运动；液压缸活塞杆的上端连接太阳能板；同时，一支撑物，固定在排水管路上，所述支撑物具有固定轴，太阳能板穿设在所述固定轴上，以所述固定轴作为支撑，在液压缸活塞杆的带动下绕所述固定轴旋转摆动；所述排水管路还包括排放管段。

进一步地，所述排水管路分为建筑物上排水管路、上游排水管路、下游排水管路、液压缸推动排水管路四部分；其中，建筑物上排水管路竖直设置，为所述下行竖直管段，连通于建筑物内各个楼层中各个房间的排水管道；建筑物上排水管路的出水端水平连接上游排水管路，上游排水管路在出水端被分支为两条管路，一条是下游排水管路，另一条是液压缸推动排水管路，下游排水管路作为所述排放管段，液压缸推动排水管路竖直设置，为所述上行竖直管段。

进一步地，所述上行竖直管段上和所述排放管段上，各设置有流量调节阀。

进一步地，所述支撑物，包括一通水横板和一立支撑；所述上行竖直管段通过通水横板和液压缸通水；立支撑包括立柱、固定轴支撑以及固定轴，立柱固定在通水横板上，固定轴支撑固定在立柱顶端，固定轴穿过太阳能板的中部通孔后固定在固定轴支撑上。

进一步地，所述太阳能板的底部沿垂直于所述固定轴的方向，开设一条长槽孔，液压缸活塞杆的顶端装配于所述长槽孔内，当液压缸活塞杆上升或者下降时，在所述长槽孔内滑动。

进一步地，所述发电机有多个，沿排水管路的下行竖直管段的长度方向隔段布置。

进一步地，所述发电机包括转子、定子、叶轮；转子连接叶轮，叶轮置于排水管路下行竖直管段中，转子被支撑且包裹在定子中，可相对于定子旋转，定子通过横支撑安装在排水管路上。

进一步地，所述叶轮有多片，环绕固定在转子轴的底端，每一片叶轮形状为四分之一球壳形，且各个叶轮的旋向一致。

本实用新型的工作原理是：这种高层建筑外的市政发电设施，将可重复利用的水收集于建筑物上排水管路里，由于建筑物上排水管路线程较长，水自上而下，由于自身重力作用，产生较强的冲击力，冲击安装在建筑物上排水管路里面的发电机，进行发电工作。

通过调节两处流量阀，白天调整好液压缸推动排水管路里的流量，液压缸里面的液压缸活塞杆被废水逐渐向上推起，推动太阳能板逐渐转动，使得太阳能板始终垂直于阳光，实现最大程度的利用太阳能发电，晚上由于建筑物里的工作人员减少巨大，液压缸推动排水管路里的水压降低，液压缸里面的液压缸活塞杆的自身重力会使得液压缸活塞杆向下运动，将太阳能板按原运动轨迹复原。

本实用新型提供了一种高层建筑外的市政发电设施，主要由排水管路、液压缸、太阳能板、发电机、流量调节阀组成，具有如下优点：

（1）可操作性强，利用现有技术手段容易实现；

（2）实现废物再次利用的目标；

（3）太阳能电板角度自动调节。

所以，这种高层建筑外的市政发电设施，充分利用高层建筑高度较高的特点，将工作人员产生的废水再次利用，并且利用白天和晚上的废水产生量的变化特征，对于整个社会资源的可持续性具有重要意义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的整体结构示意图。

图2是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的排水管道结构示意图。

图3是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的太阳能板上方视角图。

图4是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的太阳能板下方视角图。

图5是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的太阳能板前方结构示意图。

图6是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的太阳能板侧面结构示意图。

图7是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的液压缸与排水管道装配示意图。

图8是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的液压缸结构剖开图。

图9是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的发电机与排水管道装配示意图。

图10是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的发电机结构示意图。

图11是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的发电机结构剖视图。

图12是本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施的排水管道流量控制结构示意图。

图中标号：1-排水管路、1a-建筑物上排水管路、1b-上游排水管路、1c-下游排水管路、1d-液压缸推动排水管路、2-液压缸、2a-液压缸壳体、2b-液压缸活塞杆、3-太阳能板、4-发电机、4a-转子、4b-定子、4c-叶轮、5-流量调节阀、3a-通水横板、3b-立支撑、3c-立柱、3d-固定轴支撑、3e-固定轴。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型一种高层建筑外的市政发电设施作进一步的详细描述。

如图1所示，一种高层建筑外的市政发电设施，主要包括以下零部件：排水管路1、液压缸2、太阳能板3、发电机4、流量调节阀5。

如图2所示，其中排水管路1具体分为建筑物上排水管路1a、上游排水管路1b、下游排水管路1c、液压缸推动排水管路1d，建筑物上排水管路1a为水向下流的下行竖直管段，液压缸推动排水管路1d为水向上流的上行竖直管段。建筑物上排水管路1a是连通于建筑物内各个楼层甚至于各个房间排水管道的，总之是建筑物内污水排水的汇集管道。多个发电机4安装于建筑物上排水管路1a上。建筑物上排水管路1a的出水端连接上游排水管路1b；上游排水管路1b在出水端被分支为两条管路，一条是出下游排水管路1c，另一条是液压缸推动排水管路1d。在一实施例中，也可以是上游排水管路1b和下游排水管路1c为一根管路，只不过是因为在中间由液压缸推动排水管路1d引流分开而分别命名，如图2所示。所以说，上游排水管路1b实际上是被下游排水管路1c和液压缸推动排水管路1d分流了，所以若想控制分流量的大小，需在下游排水管路1c和液压缸推动排水管路1d上各自安装一个流量调节阀5，所以两个流量调节阀5，一个安装在下游排水管路1c上，一个安装于液压缸推动排水管路1d上。下游排水管路1c的下游端连接下水道。

液压缸推动排水管路1d属于向上引流管，其顶端通过一支撑物连通液压缸2，同时支撑太阳能板3。所述支撑物包括一通水横板3a和一立支撑3b。液压缸推动排水管路1d通过通水横板3a连通液压缸2，为液压缸提供液体压力。同时，在通水横板3a上固定安装立支撑3b，通过立支撑3b安装太阳能板3，见图3、图4所示，具体结构详见下述。

如图3、图8所示，液压缸2安装于液压缸推动排水管路1d顶端的通水横板3a上；液压缸2具体结构可分为液压缸壳体2a和液压缸活塞杆2b。液压缸推动排水管路1d和通水横板3a相通，所以通水横板3a内可以存水，通水横板3a和液压缸壳体2a底部也有通水口相通，所以液压缸壳体2a内也可进水。液压缸壳体2a与液压缸推动排水管路1d相连通，废水进入液压缸壳体2a内部推动液压缸活塞杆2b向上运动。

如图3-图5所示，立支撑3b固定于通水横板3a上，但是立支撑3b并不与通水横板3a通水，仅是固定在其上而已。太阳能板3安装于立支撑3b顶端。图7展示立支撑3b的结构更加清楚一些，它包括两根立柱3c、一根固定轴支撑3d以及一根固定轴3e。两根立柱3c固定于通水横板3a上；固定轴支撑3d水平固定于两根立柱的顶端；固定轴3e可固定在固定轴支撑3d上。

太阳能板3的中部开设通孔，固定轴3e穿过所述通孔后固定于固定轴支撑3d上，因此太阳能板3可绕固定轴3e旋转摆动，确切的说，由于固定轴支撑3d以及立柱3c的阻挡，太阳能板3不可能是360度旋转，只能是在一定角度范围内摆动。

太阳能板3旋转摆动的动力来源于液压缸2。液压缸的液压缸活塞杆2b顶在太阳能板3的底部，并且位于太阳能板中部通孔的一侧，因此当液压缸活塞杆2b上升或者下降时，都会驱使太阳能板绕着固定轴3e旋转。

进一步讲，如图4和图6所示，在太阳能板3的底部中部通孔的一侧开设一条长槽孔，长槽孔内部为圆形管道；如图7所示，液压缸活塞杆2b的顶端为球形，恰好装配于太阳能板3底部的这条长槽孔的圆形管道内且不会脱出。当液压缸活塞杆2b上、下移动时，液压缸活塞杆2b在长槽孔中滑动，以适应与太阳能板的位置变化，同时带动太阳能板3绕固定轴做旋转运动。

通过调节安装在液压缸推动排水管路1d上的流量调节阀5，调节液压缸推动排水管路1d内的流量；通过调节安装在下游排水管路1c上的流量调节阀5，调节整个排水管路1内的废水流量。白天人员制造废水量大时，废水经过调节液压缸推动排水管路1d向上逐渐流动，推动液压缸2内的液压缸活塞杆2b向上运动，带动太阳能板3旋转；晚上废水量减少后，液压缸活塞杆2b由于自身重力会下行，带动太阳能板3逆向旋转。本实用新型利用工作人员的上下班时间规律，在初始使用时，根据排水管路1内的废水量调节两个流量调节阀5，使得太阳能板3的旋转跟随阳光转动。所以本实用新型的核心目的就是利用废水的推动力为太阳能板3提供旋转动力，使其能够很好地捕捉阳光，极大限度地利用太阳能发电。当然，由于自然气象的变换，以及人为调节流量不可能精确度很高，又由于工作人员制造的废水量也是波动的，所以太阳能板3的旋转运动不可能完全精准的跟随于阳光，实现尽量利用更多的太阳能发电即是本实用新型的目的。本实用新型巧妙的利用了废水排放时的压力能，通过特殊的结构形式（如上所述），为太阳能板3提供运动动力，使其能够跟随阳光旋转，这在本领域内是不曾有人想到的；并且以往的太阳能设计一般仅是固定性安装，并没有考虑其追光性，经过本实用新型的构思，结合很好的结构设计，实现了太阳能的极大吸收率，提高了发电效率。在整个结构设计中，仅使用了简单的废水排放管路，两个流量阀，一个液压缸，一组简单的支撑结构，所以结构成本非常低。

进一步讲，两个流量调节阀5，可以采用手动调节阀，如图12所示，也可采用电磁控制阀，可以实现自动控制。

本实用新型不仅利用了废水的压力能，带动太阳能板3运动储能发电，还可利用废水的冲击势能带动发电机叶轮旋转发电。

如图9-11所示，发电机4安装在建筑物上排水管路1a中。发电机4可以沿建筑物上排水管路1a长度上尽可能多的布置，增加废水能量的利用率。发电机4优先选择安装在建筑物上排水管路1a中，优点是建筑物上排水管路1a为竖直安装管路，水在其中流动，能够产生强大的势能，可以更好地冲击发电机4叶轮旋转，增强发电能力。当然装在其他管路段也可以，只要能促使发电机发电也可行。

发电机4的具体结构是：包括转子4a、定子4b、叶轮4c。转子4a连接叶轮4c，叶轮4c裸露于建筑物上排水管路1a中，转子4a被支撑且包裹在定子4b中，可相对于定子旋转，定子4b通过横支撑安装在建筑物上排水管路1a上，以建筑物上排水管路1a为支撑将发电机置于管路内部。发电机4是利用废水由上而下的势能，冲击叶轮4c转动，叶轮4c再带动转子4a转动产生电能，电能通过线路储存进蓄电池中，线路通过定子4b及横支撑传导到外部。

进一步讲，发电机4的叶轮4c有多片，环绕固定在转子轴的底端，每一片叶轮形状为四分之一球壳形，且各个叶轮的旋向一致，优点是当废水自上而下冲刷接触到叶轮4c时，在第一时间就会产生较大的水平推力，推动叶轮4c旋转，最大程度上减小了液体与叶轮之间摩擦而耗费的势能。

所以，本实用新型应用高层建筑物废水自高而下流放时产生的势能的特点，两次应用到发电储能中，获得了极大的利用率。

为避免应用本实用新型时，出现废水堵塞排水管路1的问题，在建筑物铺设废水排放管路时，将管路分为可重复利用废水管路和非可重复利用废水管路，可重复利用废水管路用于排放洗漱用水，饮用废水等，非可重复利用废水管路用于排放马桶废水等，可重复利用废水管路和非可重复利用废水管路分开设置，本实用新型中的排水管路1是建立在可重复利用废水管路的基础之上。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，主要包括：排水管路（1）、液压缸（2）、太阳能板（3）、发电机（4）、流量调节阀（5）；

高层建筑的废水通过排水管路（1）排放，发电机（4）安装在排水管路（1）的下行竖直管段中，在下行竖直管段中的废水自上而下流动冲击时，发电机（4）的转子（4a）旋转，发电机发电；

液压缸（2）安装在排水管路（1）的上行竖直管段顶端，上行竖直管段中的废水与液压缸（2）相通，驱使液压缸活塞杆（2b）运动；

液压缸活塞杆（2b）的上端连接太阳能板（3）；同时，一支撑物，固定在排水管路（1）上，所述支撑物具有固定轴（3e），太阳能板（3）穿设在所述固定轴（3e）上，以所述固定轴（3e）作为支撑，在液压缸活塞杆（2b）的带动下绕所述固定轴（3e）旋转摆动；

所述排水管路（1）还包括排放管段。

2.根据权利要求1所述的高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，所述排水管路（1）分为建筑物上排水管路（1a）、上游排水管路（1b）、下游排水管路（1c）、液压缸推动排水管路（1d）四部分；其中，建筑物上排水管路（1a）竖直设置，为所述下行竖直管段，连通于建筑物内各个楼层中各个房间的排水管道；建筑物上排水管路（1a）的出水端水平连接上游排水管路（1b），上游排水管路（1b）在出水端被分支为两条管路，一条是下游排水管路（1c），另一条是液压缸推动排水管路（1d），下游排水管路（1c）作为所述排放管段，液压缸推动排水管路（1d）竖直设置，为所述上行竖直管段。

3.根据权利要求1或2所述的高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，所述上行竖直管段上和所述排放管段上，各设置有流量调节阀（5）。

4.根据权利要求1或2所述的高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，所述支撑物，包括一通水横板（3a）和一立支撑（3b）；所述上行竖直管段通过通水横板（3a）和液压缸（2）通水；立支撑（3b）包括立柱（3c）、固定轴支撑（3d）以及固定轴（3e），立柱（3c）固定在通水横板（3a）上，固定轴支撑（3d）固定在立柱（3c）顶端，固定轴（3e）穿过太阳能板（3）的中部通孔后固定在固定轴支撑（3d）上。

5.根据权利要求1或2所述的高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，所述太阳能板（3）的底部沿垂直于所述固定轴（3e）的方向，开设一条长槽孔，液压缸活塞杆（2b）的顶端装配于所述长槽孔内，当液压缸活塞杆（2b）上升或者下降时，在所述长槽孔内滑动。

6.根据权利要求1或2所述的高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，所述发电机（4）有多个，沿排水管路（1）的下行竖直管段的长度方向隔段布置。

7.根据权利要求1或2所述的高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，所述发电机（4）包括转子（4a）、定子（4b）、叶轮（4c）；转子（4a）连接叶轮（4c），叶轮（4c）置于排水管路（1）下行竖直管段中，转子（4a）被支撑且包裹在定子（4b）中，可相对于定子旋转，定子（4b）通过横支撑安装在排水管路（1）上。

8.根据权利要求7所述的高层建筑外的市政发电设施，其特征在于，所述叶轮（4c）有多片，环绕固定在转子轴的底端，每一片叶轮形状为四分之一球壳形，且各个叶轮的旋向一致。