CN209293101U - 一种复合式发电兼雨水收集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合式发电兼雨水收集装置，属于水利工程领域。本实用新型包括固定在楼顶的雨水收集箱、水箱、水轮机、发电机、风力发电机、太阳能电池板和蓄电池，雨水收集箱和水轮机均通过支架固定在楼顶，水箱直接放置在楼顶；所述雨水收集箱通过压力管道与水轮机相连，压力管道伸入雨水收集箱的一端设有拦污栅，压力管道内还设有PP棉过滤装置，水轮机通过排水管道与水箱相连，水箱与楼房冲厕输水管道相连通；水轮机还与发电机相连，发电机与蓄电池相连，蓄电池分别与风力发电机和太阳能电池板相连，蓄电池还与楼房公共照明线路相连接。本装置可广泛应用在建筑物上，风、光、水互补发电，发电后的尾水用于冲厕，高效利用雨水，节约资源。
Description
技术领域
本实用新型属于水利工程领域，具体涉及一种复合式发电兼雨水收集装置。
背景技术
每年有大量的雨水落下流入江河湖海。大量的水资源都白白浪费，水从高处落下具有势能，城市的大楼建造得很高，我们可以充分利用这部分势能，况且太阳能，风能这些能源目前也得到了广泛的应用。而现有的相关装置还不能将有效的将雨水、太阳能、风能等自然能源应用在高楼中。
发明内容
本实用新型要解决的问题是：本实用新型提供一种复合式发电兼雨水收集装置，用于解决楼房屋顶雨水不能有效利用的问题。
本实用新型技术方案是：一种复合式发电兼雨水收集装置，包括固定在楼顶的雨水收集箱2、水箱9、水轮机7、发电机8、风力发电机11、太阳能电池板12和蓄电池13，所述雨水收集箱2和水轮机7均通过支架固定在楼顶，水箱9直接放置在楼顶，雨水收集箱2的位置高于水轮机7和水箱9；所述雨水收集箱2通过压力管道6与水轮机7相连，压力管道6伸入雨水收集箱2的一端设有拦污栅4，压力管道6内还设有PP棉过滤装置5，水轮机7通过排水管道与水箱9相连，水箱9与楼房冲厕输水管道相连通；所述水轮机7还与发电机8相连，发电机8与蓄电池13相连，蓄电池13分别与风力发电机11和太阳能电池板12相连，蓄电池13还与楼房公共照明线路相连接。
所述雨水收集箱2为敞口式，其开口罩设有钢丝网罩1，底部设置沉沙池3，沉沙池3为在雨水收集箱2底面向外延伸出的凸起部。
所述拦污栅4为不锈钢材质制成的过滤网。
所述水箱9底部出水口处设置有逆止阀10。
本实用新型的工作原理：下雨初期，雨水经钢丝网罩1落下，收集到雨水收集箱2中，因为落雨上有污垢，在雨水收集箱2中沉淀一段时间。雨水收集箱2中上部较清洁的水通过拦污栅4溢到压力管道6中，较清洁的雨水在通过PP棉过滤装置5后，过滤掉泥沙、铁锈等大颗粒杂质，直接流向水轮机7，冲击水轮机7，发电机8连接水轮机7进行发电，发电后尾水收集到水箱9中，通过逆止阀10控制，排入楼房冲厕管道。发电机8所发电能存入到蓄电池13中用于楼道公共照明。太阳能电池板12以半导体材料为主，利用光电材料吸收光能后发生光电转换，使它产生电流，而后产生电能储藏于蓄电池13中。风力发电机11利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，而后产生电能储藏于蓄电池13中。
本实用新型的有益效果：本装置将水利发电、风力发电，太阳能发电有机结合在一起，适用于具有一定高差的地面和房屋上使用，能够收集到较为清洁的雨水，可以用作浇灌绿化、冲洗地面及冲厕等日常生活所用；另一方面，利用雨水落下时所具有的势能可冲击水轮机，发出的电能主要用于楼房公共照明，此装置收集雨水的效率高，装置自动性能高，节约了成本。
附图说明
图1是本实用新型结构布置示意图；
图中：1、钢丝网罩；2、雨水收集箱；3、沉沙池；4、拦污栅；5、PP棉过滤装置；6、压力管道；7、水轮机；8、发电机；9、水箱；10、逆止阀；11、风力发电机；12、太阳能电池板；13、蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1：如图1所示，一种复合式发电兼雨水收集装置，包括固定在楼顶的雨水收集箱2、水箱9、水轮机7、发电机8、风力发电机11、太阳能电池板12和蓄电池13，所述雨水收集箱2和水轮机7均通过支架固定在楼顶，水箱9直接放置在楼顶，雨水收集箱2的位置高于水轮机7和水箱9；所述雨水收集箱2通过压力管道6与水轮机7相连，压力管道6伸入雨水收集箱2的一端设有拦污栅4，压力管道6内还设有PP棉过滤装置5，水轮机7通过排水管道与水箱9相连，水箱9与楼房冲厕输水管道相连通；所述水轮机7还与发电机8相连，发电机8与蓄电池13相连，蓄电池13分别与风力发电机11和太阳能电池板12相连，蓄电池13还与楼房公共照明线路相连接。
其中雨水收集箱2为敞口式，其开口罩设有钢丝网罩1，底部设置沉沙池3，沉沙池3为在雨水收集箱2底面向外延伸出的凸起部；拦污栅4为不锈钢材质制成的过滤网；水箱9底部出水口处设置有逆止阀10。
本装置适用于具有一定高差的地面和房屋上使用，能够收集到较为清洁的雨水，可以用作浇灌绿化、冲洗地面及冲厕等日常生活所用；另一方面，利用雨水落下时所具有的势能可冲击水轮机，发出的电能主要用于楼房公共照明，少部分电能收集起来支持该装置的正常运行。本装置不需要外界提供其他能量，即可自动完成雨水的收集、沉淀、除杂、发电。在少雨季节，利用楼顶上的空余面积在上面架设太阳能电池板，可以利用太阳能进行发电。楼顶之上架设风力发电机，使在有风时发出电量储存于蓄电池中，用于阴天少雨时电量的供应。
实施例2：本实例中各部件的具体设置如下：
钢丝网罩1：采用镀锌钢丝编织而成，网眼小，编织牢固，网面平整，表面镀锌防锈处理，具有耐腐蚀，防生锈的作用，网眼达到5mmx5mm左右，可以防止杂物掉落进集水箱，同时防止老鼠等小动物进入集水箱。
雨水收集箱2采用进口聚乙烯塑胶原料一次性成型，具有抗酸碱、耐高温、不易老化的优点，尺寸为1960*1430*1135mm,壁厚为20mm，其作用为初步积累雨水，沉淀杂质。
水箱9采用进口聚乙烯塑胶原料一次性成型，具有抗酸碱、耐高温、不易老化的优点，尺寸为2000*1520*1580mm, 壁厚为2mm，其作用是收集水轮机7发电后的尾水，底部与冲厕管道接通排出尾水用于冲厕。
污水栅4：采用不锈钢材质，主要用于去除雨水中一些细小的颗粒及悬浮物，起到保护压力管道6和水轮机7的作用。
PP棉过滤装置5：采用聚酯纤维PP材料制成，其作用是过滤雨水中直径大于5mm的胶体杂质，微泥，铁锈，有机污染矿物质杂物等。
压力管道6：采用螺旋焊接钢管，即将低碳素结构钢按一定的螺旋线角度卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成的。其具有防寒抗冻抗老化，环保抗压无毒性，不变形的优点。
水轮机7：采用斜击式水轮机，进水口为200mm，设计流量为0.06m3/s，设计水头为20m, 具有体积小、重量轻、结构简单、运行可靠、安装使用方便等特点。其作用是水流经过水轮机7时，将水能转换成机械能，水轮机7的转轴又带动发电机8的转子，将机械能转换成电能而输出。
发电机8：它由水轮机7驱动。将水流产生的能量转化为机械能传给发电机8，再由发电机8转换为电能。为了给负载提供稳定、高质量的电能和满足交流负载用电，需要在发电机和负载之间加入电力变换装置，这种电力变换装置主要由整流器、逆变器、控制器、蓄电池(13)组成。
逆止阀10：防止尾水回流到大水箱9中。
风力发电机11：采用额定功率为100W，风轮直径为0.8m，风轮高度为0.6m,叶片数量为5，叶片材质为尼龙纤维的小型风力发电机。利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
太阳能电池板12：采用单晶硅电池片，铝合金边框，PPF防老化背板，高透光钢化玻璃为主要材质的小型太阳能电池板。将电池板于地面呈30度朝南正对太阳光安装。能有效抗击雨雪、冰雹，抗氧化、耐腐蚀，有效抵御自然的侵蚀。利用光电材料吸收光能后发生光电转换，使它产生电流，而后产生电能储藏于蓄电池中。
蓄电池13：它的工作原理就是把化学能转化为电能。采用新型复合硅盐电解质蓄电池。具有绿色环保、寿命长、耐高温、安全性高等特点。适用于太阳能、风能发电系统储能，以及小型水力发电系统储能。
通常情况下，由风力发电机11和太阳能电池板12对蓄电池13充电，在无风无光的阴雨天气，两者输出的电能不足以对蓄电池13充电，水力发电正好弥补蓄电池13的欠压，从而为负载供电。不论是什么季节、什么天气都可以发电，所发电能用于楼房的公共照明用电上。本装置能够将下雨初期房顶的污水自动沉淀，较为洁净的雨水进入压力管道6，污水不会流过水轮机7，以保证水轮机7工作正常。所发电能中的一部分电量可供应此装置的正常运行用电。此装置收集雨水的效率高，装置自动性能高，节约了成本。将雨水从高处流下所具有的势能转化成电能，高效利用楼房顶上的雨水。本装置可以广泛的应用在各种建筑物上，风、光、水互补发电，以保证负载正常运行；其次发电后的尾水用于冲厕达到了高效利用雨水的目的，节约资源。装置自动性能高。安装简单、费用低。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种复合式发电兼雨水收集装置，其特征在于：包括固定在楼顶的雨水收集箱（2）、水箱（9）、水轮机（7）、发电机（8）、风力发电机（11）、太阳能电池板（12）和蓄电池（13），所述雨水收集箱（2）和水轮机（7）均通过支架固定在楼顶，水箱（9）直接放置在楼顶，雨水收集箱（2）的位置高于水轮机（7）和水箱（9）；所述雨水收集箱（2）通过压力管道（6）与水轮机（7）相连，压力管道（6）伸入雨水收集箱（2）的一端设有拦污栅（4），压力管道（6）内还设有PP棉过滤装置（5），水轮机（7）通过排水管道与水箱（9）相连，水箱（9）与楼房冲厕输水管道相连通；所述水轮机（7）还与发电机（8）相连，发电机（8）与蓄电池（13）相连，蓄电池（13）分别与风力发电机（11）和太阳能电池板（12）相连，蓄电池（13）还与楼房公共照明线路相连接。
2.根据权利要求1所述的复合式发电兼雨水收集装置，其特征在于：所述雨水收集箱（2）为敞口式，其开口设有钢丝网罩（1），底部设置沉沙池（3），沉沙池（3）为在雨水收集箱（2）底面向外延伸出的凸起部。
3.根据权利要求1所述的复合式发电兼雨水收集装置，其特征在于：所述拦污栅（4）为不锈钢材质制成的过滤网。
4.根据权利要求1所述的复合式发电兼雨水收集装置，其特征在于：所述水箱（9）底部出水口处设置有逆止阀（10）。
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