CN206092275U - 一种家庭水力发电系统及家庭发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种家庭水力发电系统及家庭发电系统，涉及发电技术领域。其中，家庭水力发电系统包括发电机、水轮机、蓄电池、输水管道、第一蓄水池以及第二蓄水池。输水管道连接在第一蓄水池的出水口与第二蓄水池的进水口之间，水轮机设置于输水管道靠近第二蓄水池的一端，水轮机与发电机的输入端连接，发电机的输出端与蓄电池连接。第一蓄水池的水平位置高于第二蓄水池的水平位置，输水管道的横截面积从靠近第一蓄水池一端至靠近第二蓄水池的一端依次减小。通过设置横截面积逐渐减小的输水管道，水流从所述输水管道横截面积较大一端流向横截面积较小的一端，可以提高水流对水轮机的冲击力，进而提高发电机的发电效率。

Description

一种家庭水力发电系统及家庭发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，具体而言，涉及一种家庭水力发电系统及家庭发电系统。

背景技术

随着社会经济的不断发展，工业化程度的加深。能源枯竭问题和环境保护问题，受到人们越来越多的关注。传统的发电技术中，大多采用化石燃料燃烧为发电设备提供动力进行发电。一方面，因为化石燃料作为不可再生资源，过度的使用会导致能源枯竭的问题；另一方面，化石燃料在燃烧时会产生大量的有毒、有害气体，比如二氧化硫、二氧化碳，从而造成酸雨、温室效应等环境问题。

针对上述问题，清洁、环保的发电技术被大力研发和使用。目前，技术研发程度最高、应用范围最广的发电技术是水力发电。为了提高水力发电的应用，解决能源枯竭问题，家庭水力发电系统被广泛应用。

发明人经研究发现，在目前被广泛的应用的家庭水力发电系统中，存在着发电效率低下的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种家庭水力发电系统，通过设置横截面积逐渐减小的输水管道，水流从所述输水管道横截面积较大一端流向横截面积较小的一端，可以提高水流对水轮机的冲击力，进而提高发电机的发电效率。

本实用新型的另一目的在于提供一种家庭发电系统，通过设置横截面积逐渐减小的输水管道，水流从所述输水管道横截面积较大一端流向横截面积较小的一端，可以提高水流对水轮机的冲击力，进而提高发电机的发电效率。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：

一种家庭水力发电系统，包括发电机、水轮机、蓄电池、输水管道、第一蓄水池以及第二蓄水池。

所述输水管道连接在所述第一蓄水池的出水口与所述第二蓄水池的进水口之间，所述水轮机设置于所述输水管道靠近所述第二蓄水池的一端，所述水轮机与所述发电机的输入端连接，所述发电机的输出端与所述蓄电池连接。

所述第一蓄水池的水平位置高于所述第二蓄水池的水平位置，所述输水管道的横截面积从靠近所述第一蓄水池一端至靠近所述第二蓄水池的一端依次减小。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述家庭水力发电系统中，所述输水管道为螺旋状结构。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述家庭水力发电系统中，所述家庭水力发电系统还包括水流加速装置和转动装置，所述水流加速装置设置于所述输水管道中并位于所述水轮机与所述第一蓄水池之间，所述水流加速装置通过所述转动装置与所述输水管道连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述家庭水力发电系统中，所述输水管道的横截面为圆形，所述水流加速装置包括水流加速装置本体和叶片，所述水流加速装置本体为圆锥体结构，所述水流加速装置本体的底面靠近所述第一蓄水池、尖端靠近所述第二蓄水池，所述叶片沿所述水流加速装置本体的侧面设置。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述家庭水力发电系统中，所述家庭水力发电系统还包括水轮机蜗壳，所述水轮机蜗壳设置于所述输水管道靠近所述第二蓄水池的一端，所述水轮机设置于所述水轮机蜗壳的出水口。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述家庭水力发电系统中，所述第一蓄水池的进水口与家庭自来水管道连接，所述第一蓄水池的进水口的水平位置高于所述第一蓄水池的出水口的水平位置。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述家庭水力发电系统中，所述家庭水力发电系统还包括整流装置，所述整流装置设置于所述发电机的输出端与所述蓄电池之间。

在上述基础上，本实用新型实施例还提供了一种家庭发电系统，包括用于收集雨水的第三蓄水池和所述家庭水力发电系统，所述第三蓄水池的出水口与所述第一蓄水池的进水口连接。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述家庭发电系统中，所述第三蓄水池设置于家庭房间外部，所述第三蓄水池的出水口设置有过滤装置。

在本实用新型实施例较佳的选择中，在上述家庭发电系统中，所述第三蓄水池的水平位置低于所述第一蓄水池，所述家庭发电系统还包括太阳能发电装置和与所述太阳能发电装置电性连接的电动机，所述太阳能发电装置能够带动所述电动机将所述第三蓄水池的水送至所述第一蓄水池。

本实用新型提供一种家庭水力发电系统及家庭发电系统，通过设置横截面积逐渐减小的输水管道，水流从所述输水管道横截面积较大一端流向横截面积较小的一端，可以有效地提高水流的流速，从而提高对水轮机的冲击力，进而提高发电机的发电效率。

进一步地，通过将输水管道设置为螺旋状结构，在保证输水管道的长度足以提高水流的流速时，还能有效节约输水管道的空间占用资源，有效地提高了家庭水力发电系统的实用性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的家庭水力发电系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的水流加速装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的水轮机蜗壳的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的家庭发电系统的结构示意图。

图标：10-家庭发电系统；100-家庭水力发电系统；110-输水管道；120-第一蓄水池；130-第二蓄水池；140-第三蓄水池；150-水轮机；160-发电机；170-蓄电池；180-水流加速装置；182-水流加速装置本体；184-叶片；190-水轮机蜗壳；200-整流装置；300-家庭自来水管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的上述描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种家庭水力发电系统100。所述家庭水力发电系统100包括输水管道110、第一蓄水池120、第二蓄水池130、水轮机150、发电机160以及蓄电池170。

进一步地，在本实施例中，所述输水管道110连接在所述第一蓄水池120的出水口与所述第二蓄水池130的进水口之间，所述水轮机150设置于所述输水管道110靠近所述第二蓄水池130的一端，所述水轮机150与所述发电机160的输入端连接，所述发电机160的输出端与所述蓄电池170连接。

进一步地，在本实施例中，所述第一蓄水池120的水平位置高于所述第二蓄水池130的水平位置，以使所述第一蓄水池120中的水可以通过所述输水管道110自动流入所述第二蓄水池130。

通过上述设计，可实现:所述第一蓄水池120中的水经过所述输水管道110后，水的部分重力势能转变为动力势能，并通过对所述水轮机150进行冲击从而带动所述发电机160进行发电工作，所述发电机160产生的电能可以通过所述蓄电池170储存起来，为家庭供电系统提供电能。对所述水轮机150进行冲击后的水，可以进入所述第二蓄水池130存储起来，可以作为家庭日常生活的水源，有效提高了水资源的利用率。

进一步地，在本实施例中，所述第一蓄水池120的进水口与家庭自来水管道300连接。通过所述家庭自来水管道300，可以为所述第一蓄水池120提供充足的水源，保证所述家庭水力发电系统100持续、正常的工作。

可选地，所述第一蓄水池120的进水口与出水口的具体位置关系可以是多种，不受限制。在本实施例中，所述第一蓄水池120的进水口的水平位置高于所述第一蓄水池120的出水口的水平位置。

进一步地，在本实施例中，所述输水管道110为螺旋状结构。通过将所述输水管道110设置为螺旋状结构，在保证输水管道110的长度足以提高水流的流速时，还能有效节约输水管道110的空间占用资源，有效地提高了家庭水力发电系统100的实用性。

进一步地，在本实施例中，所述输水管道110的横截面积从靠近所述第一蓄水池120一端至靠近所述第二蓄水池130的一端依次减小。通过设置横截面积逐渐减小的输水管道110，水流从所述输水管道110横截面积较大一端流向横截面积较小的一端，可以提高水流对水轮机150的冲击力，进而提高发电机160的发电效率。

可选地，所述输水管道110的横截面的形状不受限制，既可以是圆形，也可以是方形，还可以是不规则的图形。在本实施例中，所述输水管道110的横截面为圆形。

结合图2，在本实施例中，所述家庭水力发电系统100还包括水流加速装置180和转动装置。所述水流加速装置180设置于所述输水管道110中并位于所述水轮机150与所述第一蓄水池120之间，所述水流加速装置180通过所述转动装置与所述输水管道110连接。

可选地，所述转动装置与所述输水管道110的具体连接方式不受限制，满足所述转动装置可以相对于所述输水管道110旋转即可。在本实施中，所述转动装置与所述输水管道110通过转轴连接。

可选地，所述水流加速装置180与所述转动装置的具体连接方式不受限制，既可以是转动连接，也可以是固定连接。在本实施例中，所述水流加速装置180和所述转动装置转动连接。

进一步地，在本实施例中，所述水流加速装置180包括水流加速装置本体182和叶片184。所述叶片184设置于所述水流加速装置本体182的侧面。

可选地，所述水流加速装置本体182的具体形状不受限制，既可以是圆锥体结构，也可以是圆柱体结构。在本实施例中，所述水流加速装置本体182为圆锥体结构。

可选地，所述水流加速装置本体182在所述输水管道110中的具体设置方式可以是多种，不受限制。在本实施例中所述水流加速装置本体182的底面靠近所述第一蓄水池120、尖端靠近所述第二蓄水池130。

结合图3，在本实施例中，所述输水管道110靠近所述第二蓄水池130的一端设置有水轮机蜗壳190。

可选地，所述水轮机蜗壳190的具体设置方式可以是多种，不受限制。在本实施例中，所述水轮机蜗壳190的进水口与所述输水管道110连接、出水口设置有所述水轮机150。

通过上述设计，可以实现：经过所述水轮机蜗壳190的水流，该水流的速度可以进一步提高，从而提高了对所述水轮机150的冲击力，进一步地提高了所述发电机160的发电效率。

进一步地，在本实施例中，所述发电机160与所述蓄电池170之间设置有整流装置200。在目前的储能技术中，特别是蓄电池170储能技术中，以直流储能为主。由于所述发电机160产生的电能为交流电，所以在所述发电机160的输出端和所述蓄电池170的输入端之间设置整流装置200，以实现所述蓄电池170的安全储能。

结合图4，本实施例还提供一种家庭发电系统10，包括上述的家庭水力发电系统100和用于收集雨水的第三蓄水池140。所述第三蓄水池140的出水口与所述第一蓄水池120的进水口连接，用于将收集的雨水输送到所述第一蓄水池120。

进一步地，在本实施例中，所述第三蓄水池140设置于家庭房间外部，所述第三蓄水池140的出水口设置有过滤装置。通过所述过滤装置可以，避免所述第三蓄水池140中的固体状杂物进入所述第一蓄水池120，从而造成所述输水管道110和所述水轮机蜗壳190的堵塞，造成所述家庭发电系统10发电不持续的问题。

进一步地，在本实施例中，所述家庭发电系统10还包括太阳能发电装置和与所述太阳能发电装置电性连接的电动机。当所述第三蓄水池140的水平位置低于所述第一蓄水池120时，所述太阳能发电装置能够带动所述电动机将所述第三蓄水池140的水送至所述第一蓄水池120。

综上所述，本实用新型提供的一种家庭水力发电系统100及家庭发电系统10，通过设置横截面积逐渐减小的输水管道110，水流从输水管道110横截面积较大一端流向横截面积较小的一端，可以有效地提高水流的流速，从而提高对水轮机150的冲击力，进而提高发电机160的发电效率。其次，通过将输水管道110设置为螺旋状结构，在保证输水管道110的长度足以提高水流的流速时，还能有效节约输水管道110的空间占用资源，有效地提高了家庭水力发电系统100的实用性。最后，通过设置水轮机蜗壳190，水流经过水轮机蜗壳190后，该水流的速度可以进一步提高，从而提高了对水轮机150的冲击力，进一步地提高了发电机160的发电效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家庭水力发电系统，其特征在于，包括发电机、水轮机、蓄电池、输水管道、第一蓄水池以及第二蓄水池；

所述输水管道连接在所述第一蓄水池的出水口与所述第二蓄水池的进水口之间，所述水轮机设置于所述输水管道靠近所述第二蓄水池的一端，所述水轮机与所述发电机的输入端连接，所述发电机的输出端与所述蓄电池连接；

所述第一蓄水池的水平位置高于所述第二蓄水池的水平位置，所述输水管道的横截面积从靠近所述第一蓄水池一端至靠近所述第二蓄水池的一端依次减小。

2.根据权利要求1所述的家庭水力发电系统，其特征在于，所述输水管道为螺旋状结构。

3.根据权利要求1所述的家庭水力发电系统，其特征在于，所述家庭水力发电系统还包括水流加速装置和转动装置，所述水流加速装置设置于所述输水管道中并位于所述水轮机与所述第一蓄水池之间，所述水流加速装置通过所述转动装置与所述输水管道连接。

4.根据权利要求3所述的家庭水力发电系统，其特征在于，所述输水管道的横截面为圆形，所述水流加速装置包括水流加速装置本体和叶片，所述水流加速装置本体为圆锥体结构，所述水流加速装置本体的底面靠近所述第一蓄水池、尖端靠近所述第二蓄水池，所述叶片沿所述水流加速装置本体的侧面设置。

5.根据权利要求1所述的家庭水力发电系统，其特征在于，所述家庭水力发电系统还包括水轮机蜗壳，所述水轮机蜗壳设置于所述输水管道靠近所述第二蓄水池的一端，所述水轮机设置于所述水轮机蜗壳的出水口。

6.根据权利要求5所述的家庭水力发电系统，其特征在于，所述第一蓄水池的进水口与家庭自来水管道连接，所述第一蓄水池的进水口的水平位置高于所述第一蓄水池的出水口的水平位置。

7.根据权利要求1所述的家庭水力发电系统，其特征在于，所述家庭水力发电系统还包括整流装置，所述整流装置设置于所述发电机的输出端与所述蓄电池之间。

8.一种家庭发电系统，其特征在于，包括用于收集雨水的第三蓄水池和权利要求1-7任意一项所述的家庭水力发电系统，所述第三蓄水池的出水口与所述第一蓄水池的进水口连接。

9.根据权利要求8所述的家庭发电系统，其特征在于，所述第三蓄水池设置于家庭房间外部，所述第三蓄水池的出水口设置有过滤装置。

10.根据权利要求8所述的家庭发电系统，其特征在于，所述第三蓄水池的水平位置低于所述第一蓄水池，所述家庭发电系统还包括太阳能发电装置和与所述太阳能发电装置电性连接的电动机，所述太阳能发电装置能够带动所述电动机将所述第三蓄水池的水送至所述第一蓄水池。