CN215213753U - 家庭低能耗梯级用水发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及家庭节水系统领域，公开了一种家庭低能耗梯级用水发电装置，包括至少两级通过水管连通的且安装位置依次降低的水箱，最后一级水箱通过管道与位置更低的储水箱连通；各级水箱中均包括过滤区和临时存水区，至少一级水箱中包括发电区，各发电区内均包括发电水轮，至少一个发电区内还安装有集水杠杆；各发电水轮的转轴分别连接发电机的输入端，发电机的输出端连接蓄电箱的输入端；各发电水轮从上至下依次转动安装在引流倾斜面上，且各发电水轮的转轴与引流倾斜面平行设置；在本实用新型对生活污水分级收集后，进行发电和多次使用，能够有效利用水资源，节约人力、财力和物力。

Description

家庭低能耗梯级用水发电装置

技术领域

本实用新型涉及家庭节水系统领域，特别涉及一种家庭低能耗梯级用水发电装置。

背景技术

随着现在的人民生活水平提高以及居住条件的改善，现代城乡居民生活水平不断提高，生活用水量激增，如今节约水资源已经成为焦点话题，尤其是一水多用的理念实现的不好。现在的居民用水大多是二次加压供水，尤其是在住宅人口较多时，每户每天都要耗费大量的水，在家庭中用水一般只使用一次，然后就排放到下水道里，无法构成二次利用。这些用水大多不经过二次利用直接排放，利用效率低，造成了严重的水资源浪费，增加了污水的排放量。

目前市场中出现了关于相对问题的解决方法，上市了的些节水的机器，但是这些机器由于制造成本高，能耗大，人们很少去安装。因此，本实用新型提出相关的解决方案我们尝试创新，从家庭各梯级用水角度，提出梯级用水的理念，最大程度的完成二次甚至多次用水，层层递进，并最大程度的加大水流的动能和势能使用率，配合水轮进行发电，储存再利用。并且设计液压系统利用二次加压居民用水进行能量输入，把多次使用后的水来冲马桶，把每一滴水都运用到极致。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种家庭低能耗梯级用水发电装置，以解决目前的家庭生活中无法实现水资源的多级利用，浪费严重的现象。

技术方案：本实用新型涉及一种家庭低能耗梯级用水发电装置，包括至少两级通过水管连通的且安装位置依次降低的水箱，最后一级水箱通过管道与位置更低的储水箱连通；各级所述水箱中均包括过滤区和临时存水区，至少一级所述水箱中包括发电区，各所述发电区内均包括发电水轮，至少一个所述发电区内还安装有集水杠杆；各所述发电水轮的转轴分别连接发电机的输入端，所述发电机的输出端连接蓄电箱的输入端；所述集水杠杆的中部转动连接在水箱内壁，其重量较轻的漏斗端位于所述水箱的入水口正下方，重量较重的一端下方安装有托杆；各所述发电水轮从上至下依次转动安装在引流倾斜面上，且各所述发电水轮的转轴与所述引流倾斜面平行设置；所述引流倾斜面以上为所述发电区，所述引流倾斜面下方或末端为所述过滤区，经所述过滤区过滤后的水进入所述临时存水区。

进一步地，该用水发电装置中包括位置依次降低的一级水箱、二级水箱、三级水箱和所述储水箱，其中，所述一级水箱、二级水箱和三级水箱中均包括所述发电区，所述一级水箱和三级水箱的发电区中包括发电水轮和集水杠杆，所述二级水箱的发电区中包括发电水轮。

进一步地，所述一级水箱和所述三级水箱的过滤区为水平安装在所述引流倾斜面下方的第一过滤板，所述临时存水区位于所述第一过滤板的下方；所述二级水箱的过滤区为竖直安装在所述引流倾斜面底端的第二过滤板，所述临时存水区为位于所述第二过滤板一侧的涮洗槽。

优选地，所述涮洗槽的底部通过竖直安装的第二水管与下方的所述三级水箱的入水口连通。

进一步地，所述第二水管内同轴安装有至少一个具有弧形叶片的发电叶轮，且各所述发电叶轮的转轴与所述第二水管平行设置，所述转轴连接所述发电机的输入端，所述发电机的输出端连接所述蓄电箱。

进一步地，所述一级水箱的临时存水区的第一出水口通过第一水管与所述二级水箱的发电区连通，所述第一水管上安装有第一阀门；所述一级水箱的临时存水区的位于所述第一出水口下方的第二出水口通过备用水管与所述二级水箱的临时存水区连通，所述备用水管上安装有第二阀门。

进一步地，所述储水箱的底部连通有溢流管，所述溢流管上安装有溢流阀。当储水箱内的水压力过大时，打开溢流阀，水经溢流管流出，能够防止储水箱内的水压过高。溢流管溢流管溢流阀

进一步地，所述三级水箱通过第三水管与所述储水箱连通，所述第三水管上安装有第三阀门。

进一步地，各级所述水箱的顶面和侧面还分别开设有检修口，各所述检修口上安装有端盖。

进一步地，各级所述水箱均配置一个所述发电机，各所述发电机的输出端分别连接所述蓄电箱的输入端。

有益效果：本实用新型中的家庭低能耗梯级用水发电装置，可以通过各级水箱收集洗澡水、洗手池水、厨房用水、洗衣机排水等二次水资源，然后根据水的能量守恒原理和质量守恒原理（

），当收集的二次水经各级水箱的入水口流入到入水口正下方的集水杠杆的漏斗端内积攒到一定量时，集水杠杆发生旋转，漏斗端下移，倒出其中的二次水，二次水顺着引流倾斜面流下后，利用水的势能带动发电水轮转动，发电水轮带动发电机的输入端旋转发电，发电机发的电被蓄电箱收集；从第一级水箱的发电区流出的水经过滤区过滤后存储在临时存水区；第一级水箱的临时存水区的水也可以通过水管流出进入位置更低的第二级水箱的发电区，在第二级水箱的发电区水流带动发电水轮以上述同样的方式发电并收集，从第二级水箱的发电区流出的水经过滤区过滤后流入临时存水区，在该临时存水区中的水可以用来洗拖把等不需要太干净的水就可以完成的涮洗工作，然后依次类推，第二级水箱的临时存水区的水也可以通过水管进入到位置更低的第三级水箱，另外还可以将其它生活二次用水引入第三级水箱，然后经过同样的发电、过滤过程，最终的水可以被引流到储水箱中，供冲马桶使用。

本装置实现了水的多元利用和梯级用水，使得平时的生活用水能够得到合理的二次利用，节省水资源的同时还能发电，绿色环保。

附图说明

图1为家庭低能耗梯级用水发电装置的整体结构剖视图；

图2为一级水箱细节图；

图3为集水杠杆非工作状态图；

图4 为集水杠杆工作状态图；

图5为二级水箱细节图；

图6为发电叶轮在第二水管内的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的介绍。

本实施方式提供了一种家庭低能耗梯级用水发电装置，如图1所示，包括位置依次降低的一级水箱1、二级水箱5、三级水箱8和储水箱13。

如图2，一级水箱1中包括发电区、过滤区和临时存水区，引流倾斜面7安装在一级水箱1中，引流倾斜面7以上为发电区，以下为过滤区，过滤区水平安装有第一过滤板16，第一过滤板16上可以涂抹起过滤作用的化学物质。第一过滤板16以下为临时存水区。发电区中包括集水杠杆2和两个发电水轮3，集水杠杆2的中部转动连接在一级水箱1内壁，其重量较轻的漏斗端201位于一级水箱1顶部开设的入水口正下方，重量较重的一端下方安装有托杆4，无水流流入漏斗端201内时，重量较重的一端由托杆4支撑，即漏斗端201在上，较重的另一端搭在托杆4上，如图3；挡漏斗端201内的水收集到一定重量后，集水杠杆2绕转轴旋转，漏斗端201下降，另一端向上脱离托杆4的支撑，如图4。各发电水轮3从上至下依次转动安装在引流倾斜面7上，且各发电水轮3的转轴与引流倾斜面7平行设置；各发电水轮3的转轴分别连接发电机的输入端，发电机的输出端连接蓄电箱104的输入端，发电机和蓄电箱104均固定在一级水箱1的外壁；在一级水箱1的顶部和侧壁还分别开设有检修口，检修口上安装端盖102，需要检修一级水箱1内部出现的问题时，打开端盖102即可方便检修。

如图5，二级水箱5中包括发电区、过滤区和临时存水区，引流倾斜面7安装在二级水箱5中，引流倾斜面7以上为发电区，引流倾斜面7的底端为过滤区，过滤区竖直安装有第二过滤板17，第二过滤板17上可以涂抹起过滤作用的化学物质。第二过滤板17右侧为临时存水区，该临时存水区位于二级水箱5外部，可以当做涮洗拖把的涮洗槽501。发电区中包括的两个发电水轮3从上至下依次转动安装在引流倾斜面7上，且各发电水轮3的转轴与引流倾斜面7平行设置；各发电水轮3的转轴分别连接发电机的输入端，发电机的输出端连接蓄电箱104的输入端，发电机固定在二级水箱5的外壁；在二级水箱5的顶部开设有检修口，检修口上安装端盖102，需要检修二级水箱5内部出现的问题时，打开端盖102即可方便检修。

如图5，三级水箱8与一级水箱1的结构基本相同，不同点仅在于，三级水箱8的顶面还可以开设一个备用入水口25，用于收集一级水箱1不便收集的其它二次废水，其余均与一级水箱1的结构相同，此处不做赘述。

如图2，一级水箱1的临时存水区具有上下高低两个出水口，位于上方的第一出水口103通过第一水管19与二级水箱5的发电区连通，第一水管19上安装有第一阀门6；位于下方的第二出水口105通过备用水管20与二级水箱5的临时存水区连通，备用水管20上安装有第二阀门21。二级水箱5的涮洗槽501的底部通过竖直安装的第二水管502与下方的三级水箱8的发电区的入水口连通。第二水管502内安装有一个具有弧形叶片的发电叶轮18，且该发电叶轮18的转轴与第二水管502平行设置，如图6；其转轴连接固定在二级水箱5外壁的发电机的输入端，二级水箱5外壁的发电机的输出端也连接蓄电箱104的输入端。三级水箱8通过第三水管801与位置更低的储水箱13连通，第三水管801上安装有第三阀门24。储水箱13的底部连通有溢流管22，溢流管22上安装有溢流阀15。

上述家庭低能耗梯级用水发电装置的工作原理如下：

将洗澡水、洗手池水、厨房用水、洗衣机排水等二次废水通过一级水箱1的入水口流入到该入水口101正下方的集水杠杆2的漏斗端201内，当漏斗端201内的水积攒到一定量时，集水杠杆2发生逆时针旋转，漏斗端201下移，其中的二次废水会顺着引流倾斜面7流下，利用水的势能带动发电水轮3转动，发电水轮3带动发电机的输入端旋转发电，发电机发的电被蓄电箱104收集；从一级水箱1的发电区流出的水经过滤区的第一过滤板16过滤后存储在下方的临时存水区；第一水管19上的第一阀门6通常都是打开状态，则一级水箱1临时存水区内的水就会经第一水管19流入到二级水箱5的发电区，经二级水箱5的引流倾斜面7下流带动发电水轮3，发电水轮3的转动会带动发电机发电，发电机发的电被蓄电箱104收集；经二级水箱5发电区的水经竖直的第二过滤板17过滤后进入到涮洗槽501。若一级水箱1的临时存水区内经上方第一出水口103排出的水不够二级水箱5的涮洗槽501使用，则可以打开备用水管20上的第二阀门21，使得一级水箱1的临时存水区内下方存储的水可以经过下方第二出水口105排入二级水箱5，直接经二级水箱5的第二过滤板17过滤后至二级水箱5的涮洗槽501，供紧急涮洗拖把等使用。通常，二级水箱5的发电区入水口要稍微低于一级水箱1临时存水区的第一出水口103，二级水箱5的临时存水区的入水口要稍微低于一级水箱1临时存水区的第二出水口105。

涮洗槽501内涮洗拖把后的水经涮洗槽501底部的第二水管502流入三级水箱8的发电区，在三级水箱8的发电区内的水流过程及发电过程与在一级水箱1中基本相同，唯一不同的是，经三级水箱8顶面的备用入水口25还可以收集其它房间不便于通过一级水箱1收集的二次废水，其余与一级水箱1完全相同，此处不做赘述。

当涮洗槽501内的水经第二水管502流入三级水箱8时，第二水管502内的发电叶轮18会被水的流动带动旋转，发电叶轮18的转轴带动固定在二级水箱5外壁的发电机的输入轴旋转，则该发电机发的电再输出给蓄电箱104。

当第三水管801上的第三阀门24打开时，存储在三级水箱8的临时存水区的水经第三水管801流入储水箱13，储水箱13内的水则用于冲马桶等三次利用。当储水箱13内的水压压力超过预设值时，可以通过打开溢流阀15经溢流管22放出部分水，以防止储水箱13内的水压过高导致回流。

上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，包括至少两级通过水管连通的且安装位置依次降低的水箱，最后一级水箱通过管道与位置更低的储水箱（13）连通；各级所述水箱中均包括过滤区和临时存水区，至少一级所述水箱中包括发电区，各所述发电区均包括发电水轮（3），至少一个所述发电区还安装有集水杠杆（2）；各所述发电水轮（3）的转轴分别连接发电机的输入端，所述发电机的输出端连接蓄电箱（104）的输入端；

所述集水杠杆（2）的中部转动连接在水箱内壁，其重量较轻的漏斗端（201）位于所述水箱的入水口（101）正下方，重量较重的一端下方安装有托杆（4）；各所述发电水轮（3）从上至下依次转动安装在引流倾斜面（7）上，且各所述发电水轮（3）的转轴与所述引流倾斜面（7）平行设置；

所述引流倾斜面（7）以上为所述发电区，所述引流倾斜面（7）下方或末端为所述过滤区，经所述过滤区过滤后的水进入所述临时存水区。

2.根据权利要求1所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，该用水发电装置中包括位置依次降低的一级水箱（1）、二级水箱（5）、三级水箱（8）和所述储水箱（13），其中，所述一级水箱（1）、二级水箱（5）和三级水箱（8）中均包括所述发电区，所述一级水箱（1）和三级水箱（8）的发电区中包括所述发电水轮（3）和所述集水杠杆（2），所述二级水箱（5）的发电区中包括发电水轮（3）。

3.根据权利要求2所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，所述一级水箱（1）和所述三级水箱（8）的过滤区为水平安装在所述引流倾斜面（7）下方的第一过滤板（16），所述临时存水区位于所述第一过滤板（16）的下方；

所述二级水箱（5）的过滤区为竖直安装在所述引流倾斜面（7）底端的第二过滤板（17），所述临时存水区为位于所述第二过滤板（17）一侧的涮洗槽（501）。

4.根据权利要求3所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，所述涮洗槽（501）的底部通过竖直安装的第二水管（502）与下方的所述三级水箱（8）的入水口连通。

5.根据权利要求4所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，所述第二水管（502）内同轴安装有至少一个具有弧形叶片的发电叶轮（18），且各所述发电叶轮（18）的转轴与所述第二水管（502）平行设置，该转轴连接所述发电机的输入端，所述发电机的输出端连接所述蓄电箱（104）。

6.根据权利要求2所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，所述一级水箱（1）的临时存水区的第一出水口（103）通过第一水管（19）与所述二级水箱（5）的发电区连通，所述第一水管（19）上安装有第一阀门（6）；

所述一级水箱（1）的临时存水区的位于所述第一出水口（103）下方的第二出水口（105）通过备用水管（20）与所述二级水箱（5）的临时存水区连通，所述备用水管（20）上安装有第二阀门（21）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，所述储水箱（13）的底部连通有溢流管（22），所述溢流管（22）上安装有溢流阀（15）。

8.根据权利要求2至6中任一项所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，所述三级水箱（8）临时存水区通过第三水管（801）与所述储水箱（13）连通，所述第三水管（801）上安装有第三阀门（24）。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，各级所述水箱的顶面和侧面还分别开设有检修口，各所述检修口上安装有端盖（102）。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的家庭低能耗梯级用水发电装置，其特征在于，各级所述水箱均配置一个所述发电机，各所述发电机的输出端分别连接所述蓄电箱（104）的输入端。

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