CN213360295U - 一种流体无障碍管道发电结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种流体无障碍管道发电结构，安装在有流体经过的流体管道上，包括固定管和转动管，固定管的两端分别套接在流体管道上并与流体管道间通过端盖密封固定，固定管的外壁均匀固定有间隔且环形布置的若干组感应线圈，每组感应线圈内均设置有铁芯；转动管转动安装在固定管内，转动管的外壁周面上均匀固定有与感应线圈正对且间隔、环形布置的若干个永磁体，转动管的内壁圆周阵列排布有若干呈弧形的导流体，流体经过导流体会驱动导流体带动转动管沿一个方向转动。本实用新型采用无障碍转动方式进行发电，可显著减少管道内流体堵塞情况发生，提高流体的通过性，发电效果好。

Description

一种流体无障碍管道发电结构

技术领域

本实用新型涉及自发电技术领域，具体涉及一种流体无障碍管道发电结构。

背景技术

面对能源紧缺、环境污染的现状，节能环保成为当今科技发展的一大主题。其中，利用排水管道、输油管道等各类管道流体发电，便是其中的一种。长输送管道用来输送流体介质，必然存在管道异物阻塞，出现裂纹等现象，由于管道一般为埋地敷设，只能在管道内部装设自行清理、检查的装置，并要求此装置具有持续的电能供应，于是，管道流体自发电技术应运而生。同时，在提倡发展多种能源的今天，也可以作为一种分布式电源，为供电紧缺地区提供一定的电能。

目前常见的管道流体发电结构通常在管道内设置涡轮或叶轮结构，其虽然与流体可以大面积接触，利于流体推动进行转动发电，但是由于叶轮或涡轮均有转轴，流体通过时存在一定的阻碍，这样使得流体容易在叶轮或涡轮处发生堵塞，尤其在流体中含有一些固体颗粒或其他杂物时，非常容易造成管道堵塞，一旦发生堵塞，维修成本高，且维修十分不便。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种流体无障碍管道发电结构，发电结构的转动管无轴转动，流体可无障碍通过转动管并将大部分的动能驱动转动管转动通过电磁感应方式在感应线圈内产生电能，在实现稳定发电的同时可有效减少管道内堵塞情况发生。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

提供一种流体无障碍管道发电结构，安装在有流体经过的流体管道上，包括固定管和转动管，

固定管的两端分别套接在流体管道上并与流体管道间通过端盖密封固定，固定管的外壁均匀固定有间隔且环形布置的若干组感应线圈，感应线圈之间串联连接且每组感应线圈内均设置有铁芯；

转动管转动安装在固定管内，转动管的外壁周面上均匀固定有与感应线圈正对且间隔、环形布置的若干个永磁体，转动管的内壁圆周阵列排布有若干呈弧形的导流体，流体经过导流体会驱动导流体带动转动管沿一个方向转动。

本方案中通过转动管上设置永磁体，固定管上设置感应线圈，在流体经过管道时，流体冲击转动管内壁的导流片，并带动转动管在固定管内无轴转动，进而使磁场绕感应线圈转动，实现线圈切割磁感线，将流体的动能通过电磁感应的方式在线圈上产生电能，流体经过导流体受到阻碍作用小，通过性高，减少了管道内堵塞情况的发生。

进一步的，转动管设有流体进口端和流体出口端，导流体在流体进口端设有斜切面，斜切面与流体速度方向呈钝角。

导流体在流体进口端设置斜切面，可减少导流体对流体的阻碍作用，提高流体的通过性，有助于减少流体的能量损失，提高发电效率。

进一步的，导流体的弧度与流体管道内的流体流速成反比。

作为本实用新型的一种实施方式，导流体为导流片。

在转动管内壁采用弧形的导流片结构，适用于大部分的流速较慢的液体或气体，可有效提高液体能量的利用率，将液体的动能充分利用，减少能量损失，提高发电效率。

作为本实用新型的第二种实施方式，导流体为导流凸起。

导流凸起适用于流速比较高的液体流场。

作为本实用新型的第三种实施方式，导流体为凹设在转动管的内壁的导流槽。

转动管内壁的导流槽结构适合于存在高速流动气体的管道上安装。

更进一步的，导流槽在转动管的外壁形成凸起。

进一步的，转动管的轴线、流体管道的轴线和固定管的轴线重合。

转动管、流体管道、固定管三管同轴设置，可保证流体流动的平顺性，减少流体动能损失。

进一步的，转动管与固定管之间通过两个球轴承转动连接。

作为优选，永磁体呈弧形且其弯曲弧度与转动管外壁相配。

永磁体成弧形，且与转动管的外壁匹配，可方便将永磁体与弧形管壁进行固定安装，不仅实现美观安装，而且可以增大线圈的磁通量。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的发电结构适用场景广泛，可适用于高楼雨水管道、山区高落差发电站的输水管、给排水管的排水口管道、一般清洁的生活污水管道等，用于各种液体重力势能、动能未被利用的情况。另外，还适用于高速气体流场，如发动机排气管等。

本实用新型中可根据管道内流体的性质，选择相适应的导流体，能够充分利用流体势能或动能能量进行发电，做到节能减排。且本实用新型能够实现较小的直径，便于与管道结构相连接，具有结构紧凑、小巧灵活、安装更方便的优点，具有很高的实用价值。

另外，由于转动管导流体无轴转动，对流体的阻碍小，可显著避免管道堵塞，整体运行可靠，不需要增加驱动动力系统，具有成本低、发电稳定、清洁环保等显著优势。

附图说明

图1为本实用新型安装结构示意图；

图2为本实用新型中固定管的结构示意图；

图3为实施例1中转动管的结构示意图；

图4为图3的立体图；

图5为实施例1采用导流片的整体安装结构剖视图；

图6为实施例2中使用导流凸起的转动管的结构示意图；

图7为实施例3中使用导流槽的转动管的结构示意图。

图中所示：

1、流体管道，2、端盖，3、固定管，4、铁芯，5、感应线圈，6、转动管，7、导流片，8、斜切面，9、流体进口端，10、流体出口端，11、导流凸起，12、球轴承，13、永磁体，14、导流槽，15、凸起。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种流体无障碍管道发电结构，安装在有流体经过的流体管道1上，包括固定管3和转动管6。转动管6的轴线、流体管道1的轴线和固定管3的轴线重合。

固定管3的两端分别套接在流体管道1上并与流体管道1间通过端盖2密封固定，固定管3的外壁均匀固定有间隔且环形布置的若干组感应线圈5，感应线圈5之间串联连接且每组感应线圈5内均设置有铁芯4。

转动管6与固定管3之间通过两个球轴承转动连接，转动管6的外壁周面上均匀固定有与感应线圈5正对且间隔、环形布置的若干个永磁体13，永磁体13呈弧形且其弯曲弧度与转动管6外壁相配。转动管6的内壁圆周阵列排布有若干呈弧形的导流体，流体经过导流体会驱动导流体带动转动管6沿一个方向转动。转动管6通常选用轻质材料且管壁设计轻薄，更好的方便流体推动其转动。

转动管6设有流体进口端9和流体出口端10，导流体在流体进口端9设有斜切面8，斜切面8与流体速度方向呈钝角。如图6所示，箭头表示流体的流动方向，斜切面8与流体流动方向呈钝角夹角，该夹角可根据实际情况进行设计，以满足不同工况下使用需求。

本实用新型与流体管道1连接后，当流体管道1内的流体流过时，流体会对导流体产生作用力，并由导流体驱动转动管6在固定管3内做旋转运动，转动管6外壁的永磁体13也一起做旋转运动，固定管3外壁的感应线圈5位置不变，进而感应线圈5在做“被”切割磁感线运动，这样就会产生感应电动势，经过整流、滤波和稳压等环节，就可以得到平稳的电源，可外接用电器满足相关用电器的需求或连接蓄电池进行电量存储。其中：对于感应电动势的整流、滤波和稳压等环节均为现有技术，与发电机上的结构类似，本专利不再赘述。另外，需要说明的是：本实用新型中，导流体的弧度、数量和大小，永磁体13的大小和长度，外部磁感应线圈5的匝数、数量都可以根据需要场景特定设置，以满足相关液体流场和气体流场的需求。

实施例1：

本实施中，如图1所示，导流体为导流片7，弧形的导流片7圆周阵列在转动管6的内壁，适用于大部分的流速较慢的液体或气体，如应用于一般清洁的生活污水管道。

实施例2：

在本实施例中，如图6所示，导流体为导流凸起11。导流凸起11适用于流速比较高的液体流场。如应用在雨水比较充足的地方，装在房屋落水管道，高楼雨水管道、山区高落差发电站的输水管、给排水管的排水口管道。

实施例3：

在本实施例中，如图7所示，导流体为凹设在转动管6的内壁的导流槽14，由于转动管比较轻薄，所以导流槽14以转动管6管壁弯折的形式形成，即导流槽14在转动管6的外壁形成有凸起15。其主要适用于流速较高的气体流场，可安装在汽车的发电机排气管上，通过排气管上排出的高速废气进入导流槽内并推动转动管在固定管内转动，进而产生感应电动势，实现废气发电。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种流体无障碍管道发电结构，安装在有流体经过的流体管道上，其特征在于：包括固定管和转动管，

固定管的两端分别套接在流体管道上并与流体管道间通过端盖密封固定，固定管的外壁均匀固定有间隔且环形布置的若干组感应线圈，感应线圈之间串联连接且每组感应线圈内均设置有铁芯；

转动管转动安装在固定管内，转动管的外壁周面上均匀固定有与感应线圈正对且间隔、环形布置的若干个永磁体，转动管的内壁圆周阵列排布有若干呈弧形的导流体，流体经过导流体会驱动导流体带动转动管沿一个方向转动。

2.根据权利要求1所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：转动管设有流体进口端和流体出口端，导流体在流体进口端设有斜切面，斜切面与流体速度方向呈钝角。

3.根据权利要求2所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：导流体的弧度与流体管道内的流体流速成反比。

4.根据权利要求2所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：导流体为导流片。

5.根据权利要求2所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：导流体为导流凸起。

6.根据权利要求2所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：导流体为凹设在转动管的内壁的导流槽。

7.根据权利要求6所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：导流槽在转动管的外壁形成凸起。

8.根据权利要求1所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：转动管的轴线、流体管道的轴线和固定管的轴线重合。

9.根据权利要求1所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：转动管与固定管之间通过两个球轴承转动连接。

10.根据权利要求1所述的流体无障碍管道发电结构，其特征在于：永磁体呈弧形且其弯曲弧度与转动管外壁相配。

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