CN205823532U - 高压废水发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高压废水发电系统，可有效解决利用高压废水发电的问题，包括水轮机、发电机、储电设备、高压废水管道、电子流量计和变径管道；高压废水管道与电子流量计相连通，电子流量计与变径管道相连通；电子流量计与变径管道之间的管道上分别装有液体压力表和减压阀；变径管道同水轮机相连，水轮机同发电机相连，发电机与储电设备相连；本实用新型结构简单，新颖独特，易安装使用，有效利用高压废水，节能环保，有显著的经济和社会效益。由于采用缓冲底板，高压水流不会直接作用于水斗主体结构，不易出现水斗断裂的现象。另外，水斗在转动的时候，由于缓冲了高速流体的冲击，这也减少了反向的力矩，提高了冲击式水轮机的效率。
Description
技术领域
本实用新型发电设备，特别是一种高压废水发电系统。
背景技术
工业生产过程中，许多COD含量高的工业废水经相应技术处理后，水中有机污染物的去除率可高达99%，但因COD含量低，经减压后直接排放，造成了资源浪费。例如经WAO技术处理后产生的废水，反应器出口的废水压力可高达4MPa，需要通过减压阀减压后方可排放。压力能直接减压排放会造成大量流体机械能的浪费。如果能够充分利用这些流体中蕴含的能量，就可以取得明显的节能降耗的作用。
水轮机发电是以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。即利用有速度流体的冲击力推动水轮转动，进而产生电能。水斗式水轮机是目前冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型，适合小流量，高水头的水电站。水斗式水轮机内部存在着不良流动干扰，对水轮机的安全稳定运行有着很大的影响，可以导致水轮机效率下降，并引起机组不稳定。
现有技术中，水斗式水轮机因高速水流的冲击力大，容易出现水斗断裂（断斗）现象。另一种不良流动干扰是背面打水现象，即转轮在转动的时候，水斗背面也会受到高速流体的冲击，此时水斗背面会产生一个反向的作用力，使得转轮产生一个反向的力矩，这个力矩会很大的影响冲击式水轮机的效率。
在工业生产的实践中，高压废水压力能高，转化的动能大，水速可高达几十甚至上百米每秒，水头高，适合选择水斗式水轮机，实现动能与电能的转化，进而达到节能发电的目的。水头和水流量是发电的两大要素，水头高流量小或者水头低流量大均发不出大量电。因此，在保证流量调控合理的前提下，高压废水的发电量非常可观。但如何利用高压废水进行发电至今未见有公开的报导。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种高压废水发电系统，可有效解决利用高压废水发电的问题。
本实用新型解决的技术方案是，本实施例的高压废水发电系统，包括水轮机、发电机、储电设备、高压废水管道、电子流量计和变径管道；高压废水管道与电子流量计1相连通，电子流量计1与变径管道4相连通；电子流量计与变径管道之间的管道上分别装有液体压力表2和减压阀3；变径管道同水轮机5相连，水轮机5同发电机6相连，发电机6与储电设备7相连；
所述的水轮机5是由转动轴8、转盘9、多个水斗10和多个喷头11构成；转盘9固定装在转动轴8上，转盘9的周边上均布有倾斜状的多个水斗，水斗外周边置有均布的喷嘴口朝向水斗斗面的喷头11，喷头与变径管道相连通，转动轴8经连轴器与发电机6的转子轴连接在一起；
所述水斗的斗面为凹面，所述凹面的中心具有开口10-6，开口处置有用于打开或封闭开口的缓冲底板10-2。
如上所述的高压废水发电系统，其中，所述的喷头为2-4个。
如上所述的高压废水发电系统，其中，所述的喷头为3个。
如上所述的高压废水发电系统，其中，所述的水斗为容腔结构；所述容腔结构的一侧面为斗面10-1，另一相对侧为缓冲后盖10-4。
如上所述的高压废水发电系统，其中，所述缓冲底板10-2与缓冲后盖10-4之间设置有压力弹簧10-3，所述缓冲后盖10-4外边上开有均布的导流孔10-5。
如上所述的高压废水发电系统，其中，所述的斗面10-1、缓冲底板10-2、缓冲后盖10-4构成截面为月牙状的空腔结构，缓冲底板10-2、压力弹簧10-3构成斗面凹面中心开口的开闭结构。
如上所述的高压废水发电系统，其中，所述的开口10-6为凹弧面圆形。
如上所述的高压废水发电系统，其中，所述的缓冲底板10-2为与开口10-6相嵌合的圆形板。
本实用新型结构简单，新颖独特，易安装使用，有效利用高压废水，节能环保，有显著的经济和社会效益。由于采用缓冲底板，高压水流不会直接作用于水斗主体结构，不易出现水斗断裂的现象。另外，水斗在转动的时候，由于缓冲了高速流体的冲击，这也减少了反向的力矩，提高了冲击式水轮机的效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构框示图。
图2为本实用新型水轮机结构主视图。
图3为本实用新型的水斗主视图。
图4为本实用新型的水斗剖面侧视图（缓冲底板开启）。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
由图1-2所示，本实用新型包括高压废水管道、电子流量计1、变径管道4、水轮机5、发电机6和储电设备7。高压废水管道与电子流量计1相连通，电子流量计1与变径管道4相连通，电子流量计与变径管道之间的管道上分别装有液体压力表2、减压阀3，变径管道同水轮机5相连，水轮机5同发电机6相连，发电机6与储电设备7相连；变径管道4、减压阀3、水轮机5、发电机6和储电设备7构成了高压废水发电系统。
为了保证使用效果，所述的水轮机5是由转动轴8、转盘9、水斗10和喷头11构成，转盘9固定装在转动轴8上，转盘9的周边上均布有倾斜状的若干个水斗（图中给出均布的12个），水斗外周边置有均布的喷嘴口朝向水斗凹面的喷头11，喷头与变径管道相连通，转动轴8经连轴器与发电机6的转子轴连接在一起，带动发电机发电，所述的喷头为2-4个（图中给出3个）；
所述的水斗为容腔结构；所述容腔结构的一侧面为斗面（10-1），另一相对侧为缓冲后盖（10-4）。也可以说，所述的水斗是由斗面10-1、缓冲底板10-2、压力弹簧10-3、缓冲后盖10-4和导流孔10-5构成。斗面10-1凹面的中心有开口10-6，开口处置有用于打开或封闭开口的缓冲底板10-2，缓冲底板的背面上装有与缓冲后盖10-4相连的压力弹簧10-3，缓冲后盖10-4外边上开有均布的导流孔10-5。也可以说，所述缓冲底板（10-2）与缓冲后盖（10-4）之间设置有压力弹簧（10-3）。
所述的斗面10-1、缓冲底板10-2、压力弹簧10-3、缓冲后盖10-4构成截面为月牙状的空腔结构，缓冲底板10-2、压力弹簧10-3构成斗面凹面中心开口的开闭结构；所述的开口10-6为凹弧面圆形；所述的缓冲底板10-2为与开口10-6相嵌合的圆形板。
本实用新型的工作情况是，经过有机物去除的高压废水，蕴含能量大，且较为清洁，可以直接接触水轮机的水轮，带动发电机发电，具体图1所示，高压废水进入管道，通过转子流量计1来调节流量，液体压力表2显示其进口压力；经过减压阀3适当减压后（如果压力低可以不启动减压阀）进入常压变径管道4（扩大管道内径），管道内径的扩大有利于输送大流量液体，进而利于发电功率的提高；根据伯努利方程，在高压差作用下的流体压力能转化为动能（因压差大，产生的动能足够推动水轮机发电），即在常压变径管道4内形成高速流体，而后直接进入水轮机5，推动水轮转动转化为机械能，水轮机5的转轴又带动发电机6的转子，将机械能转换成电能而输出。得到的电能通过蓄电设备7储存起来，作为供电来源。
由上述可以看出，本实用新型具有：
1、将高压流体的压力能通过水轮发电机间接转化为电能，避免了压力能浪费，同时又产生了一种品位更高的能源——电能，更方便工业应用（将流体压力能转化为动能，直接为水轮发电机提供动力来源）。
2、综合衡量水量和不良流动干扰现象，通过调节喷嘴个数和角度来避免此问题带来的严重后果。本实用新型中设置2-4个喷嘴来增大水流量（图中给出3个）；每个喷嘴均匀分配在水轮机周围，角度在90°-180°。这样可以减小甚至避免两喷嘴中的射流同时流入流出同一个水斗造成的负面影响。
3、将水斗改造成后端带有大压力弹簧的特殊结构，如图4所示。水斗由两部分组成，类似于两个碗状的嵌套（水斗前端设置有缓冲底板10-2），水斗的后盖为缓冲后盖10-4。缓冲底板10-2用来直接与高速水流接触，后端的缓冲后盖10-4带有多个导流孔10-5。从正面看前端水斗由环形和中间的同心圆组成，中心圆的圆心后端安装压力弹簧10-3，当水的冲击力过大时，推动一端的压力弹簧10-3压缩，小圆凹陷，水斗出现缝隙，部分高速水流从此缝隙穿过，通过缓冲后盖10-4的导流孔以及此裂缝流出水斗，这样可以缓解冲击力，当水流冲击力恢复正常状态，压缩的弹簧伸长，斗面10-1和缓冲底板10-2合二为一。
总之，本实用新型将高压废水中的压力能转化为动能，直接应用于水轮发电机进行发电。一方面避免了高压流体压力能的浪费；另一方面将压力能转化为更高品位的电能，可以直接应用到各个领域之中，有显著的经济和社会效益。
Claims (8)
1.一种高压废水发电系统，其特征在于，包括水轮机、发电机、储电设备、高压废水管道、电子流量计和变径管道；高压废水管道与电子流量计（1）相连通，电子流量计（1）与变径管道（4）相连通；电子流量计与变径管道之间的管道上分别装有液体压力表（2）和减压阀（3）；变径管道同水轮机（5）相连，水轮机（5）同发电机（6）相连，发电机（6）与储电设备（7）相连；
所述的水轮机（5）是由转动轴（8）、转盘（9）、多个水斗（10）和多个喷头（11）构成；转盘（9）固定装在转动轴（8）上，转盘（9）的周边上均布有倾斜状的多个水斗，水斗外周边置有均布的喷嘴口朝向水斗斗面的喷头（11），喷头与变径管道相连通，转动轴（8）经连轴器与发电机（6）的转子轴连接在一起；
所述水斗的斗面为凹面，所述凹面的中心具有开口（10-6），开口处置有用于打开或封闭开口的缓冲底板（10-2）。
2.根据权利要求1所述的高压废水发电系统，其特征在于，所述的喷头为2-4个。
3.根据权利要求2所述的高压废水发电系统，其特征在于，所述的喷头为3个。
4.根据权利要求1所述的高压废水发电系统，其特征在于，所述的水斗为容腔结构；所述容腔结构的一侧面为斗面（10-1），另一相对侧为缓冲后盖（10-4）。
5.根据权利要求4所述的高压废水发电系统，其特征在于，所述缓冲底板（10-2）与缓冲后盖（10-4）之间设置有压力弹簧（10-3），所述缓冲后盖（10-4）外边上开有均布的导流孔（10-5）。
6.根据权利要求5所述的高压废水发电系统，其特征在于，所述的斗面（10-1）、缓冲底板（10-2）、缓冲后盖（10-4）构成截面为月牙状的空腔结构，缓冲底板（10-2）、压力弹簧（10-3）构成斗面凹面中心开口的开闭结构。
7.根据权利要求6所述的高压废水发电系统，其特征在于，所述的开口（10-6）为凹弧面圆形。
8.根据权利要求6所述的高压废水发电系统，其特征在于，所述的缓冲底板（10-2）为与开口（10-6）相嵌合的圆形板。
Priority Applications (1)
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| CN201620778306.4U CN205823532U (zh) | 2016-07-23 | 2016-07-23 | 高压废水发电系统 |
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| CN201620778306.4U Active CN205823532U (zh) | 2016-07-23 | 2016-07-23 | 高压废水发电系统 |
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| CN (1) | CN205823532U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107812733A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-03-20 | 惠州市铼汇清洁设备有限公司 | 一种水动力光伏电池板清洗刷 |
| CN108999641A (zh) * | 2017-06-06 | 2018-12-14 | 邹年发 | 具有环保动力驱动装置 |
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2016
- 2016-07-23 CN CN201620778306.4U patent/CN205823532U/zh active Active
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| CN107812733A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-03-20 | 惠州市铼汇清洁设备有限公司 | 一种水动力光伏电池板清洗刷 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: 456400 south section of Huaxian civilization Road, Anyang, Henan Patentee after: Henan Watson Ultrasonic Technology Co.,Ltd. Address before: 456400 south section of Huaxian civilization Road, Anyang, Henan Patentee before: ANYANG HUASEN PAPER CO.,LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200110 Address after: 456400 Intersection of Civilization Road and Huazhou Road at Huaxian Road Crossing, Anyang City, Henan Province Patentee after: Henan Jinshan Yinshan Biomass Technology Co.,Ltd. Address before: 456400 south section of Huaxian civilization Road, Anyang, Henan Patentee before: Henan Watson Ultrasonic Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200409 Address after: 341300 guantian Industrial Park, guantian Town, Chongyi County, Ganzhou City, Jiangxi Province Patentee after: Jiangxi Zhongzhu Biomass Technology Co.,Ltd. Address before: 456400 Intersection of Civilization Road and Huazhou Road at Huaxian Road Crossing, Anyang City, Henan Province Patentee before: Henan Jinshan Yinshan Biomass Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |