CN217176783U - 一种水动力回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水动力回收系统，涉及水力发电技术领域。包括水轮装置、发电装置和天台水缸，水轮装置和发电装置均设置于天台水缸顶部，天台水缸顶部设置进水口，水轮装置包括水轮箱、水轮、高压喷嘴和水轮旋转轴，水轮箱设置于所述进水口上方，水轮箱底部设置出水口，水轮设置于水轮箱内部，水轮旋转轴贯穿水轮箱，水轮旋转轴位于水轮箱内的部分与水轮连接，伸出水轮箱外的一端与发电装置的输入轴传动连接，高压喷嘴固定设置于水轮箱侧壁上。本实用新型提供的水动力回收系统，投放资源小，安装调试时间短，对环境影响轻微，回收原来必须使用的能量，将回收的能量集腋成裘供应大厦使用或售卖给电网，提供绿色能源，减少碳排放。

Description

一种水动力回收系统

技术领域

本实用新型涉及水力发电技术领域，具体涉及一种水动力回收系统。

背景技术

现有技术中的水力发电的技术，绝大部份都是应用在大型堤坝或储能水力发电范畴领域。这些项目，需要地理环境和大量水源配合，以及数以十亿或百亿的资金投放，而且兴建时间较长，对周边环境影响较大，其目标是要解决省级城市的供电需要，并不适用于城市的水力发电。

大部份城市有着无数的高楼大厦，大厦内居住了大量人口，每年、每月、每日，都有大量食水、海水被输送到大厦内的住宅以供应居民使用：例如冲厕所水、洗澡、食水、煮食等等。在住宅住户用水的运输过程中，由于大部份城市居民都是住在高楼大厦，通常会先将食用水及冲厕水运输到位于大厦的地下水缸，当大厦高于8层时，就需要用上水泵将水送到大厦天台水缸，再从天台水缸由上而下将水送到不同楼层，一般高楼大厦，都会在于指定楼层再加装减压缸，原因是当水一直往下运送时，到达较低楼层时水压会一直增加，如没有减压会出现水压过大，引致爆水管等情况。现时城市的高楼大厦，都没有能量回收装置，直接将水送到天台然后分送到各楼层居民，造成了极大的位能浪费。

实用新型内容

本实用新型主要目的是提供一种水动力回收系统，以解决现有技术存在的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案：

一种水动力回收系统，包括水轮装置、发电装置和天台水缸，所述水轮装置和发电装置均设置于所述天台水缸顶部，所述天台水缸顶部设置进水口，

所述水轮装置包括水轮箱、水轮、高压喷嘴和水轮旋转轴，所述水轮箱设置于所述进水口上方，所述水轮箱底部设置出水口，所述出水口与所述进水口连通，所述水轮设置于所述水轮箱内部，所述水轮旋转轴贯穿所述水轮箱，所述水轮旋转轴位于水轮箱内的部分与水轮连接，伸出水轮箱外的一端与发电装置的输入轴传动连接，所述高压喷嘴固定设置于所述水轮箱侧壁上，一端与外界的进水管连通，另一端贯穿水轮箱侧壁延伸至水轮箱内部并对准所述水轮。

进一步的，所述水轮包括水轮本体和水轮扇叶，所述水轮扇叶沿周向均匀布置于所述水轮本体外侧，所述水轮本体中心部位设置圆孔，所述水轮旋转轴与所述圆孔过盈配合。

进一步的，所述高压喷嘴数量为两个，分别为第一高压喷嘴和第二高压喷嘴，所述第一高压喷嘴和第二高压喷嘴相对设置于所述水轮箱两侧。

进一步的，所述第一高压喷嘴设置于所述水轮箱底部，用于对准喷射所述水轮扇叶的底部，所述第二高压喷嘴设置于所述水轮箱顶部，用于对准喷射所述水轮扇叶的顶部。

进一步的，还包括水管装置，所述水管装置包括第一水管、第二水管和第三水管，所述第二水管设置于所述第一水管和第三水管之间，所述第二水管与所述第一水管之间设置第一水阀，所述第二水管与所述第三水管之间设置第二水阀，所述第二水管与进水管连通，所述第一水管的出水端与所述第一高压喷嘴连通，所述第三水管的出水端与所述第二高压喷嘴连通。

进一步的，还包括安全水流装置，所述安全水流装置包括第四水管和第三水阀，所述第四水管一端通过进水管与第二水管连通，一端与所述天台水缸连通，所述第三水阀设置于所述第四水管与所述第二水管之间。

进一步的，所述第一水管和第三水管为加压水管，所述第二水管和第四水管为标准水管。

进一步的，所述发电装置为发电机，所述天台水缸顶部设置固定块，所述发电机设置于所述固定块上。

进一步的，所述天台水缸数量为一个或两个，所述水轮装置和发电装置的数量与所述天台水缸的数量相匹配。

进一步的，所述天台水缸数量为两个，两个天台水缸并列设置。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种水动力回收系统具有以下有益效果：

通过在天台水缸上设置水轮装置，对位能进行回收，整体结构简单，投放资源细小，安装调试至正式使用只需数星期时间或数月时间，对环境影响轻微，不会影响原有的大厦供水设施，回收了原来必须使用的能量，将回收的能量集腋成裘供应大厦使用或售卖给电网，提供绿色能源，减少碳排放，产生了社会效果和经济效果。

社会效果：将必须使用及被遗忘的能量回收，生产绿色能源，减低碳排放，为达致碳中和出一分力；

经济效果：大厦安装水动力回收系统，可为大厦带来可观收益，无论所回收的电力是大厦自用或是售出电网，都可为大厦减省开支及带来回报，而且回报是恒久及能长时间持续的。

附图说明

图1为高楼大厦的供水方式示意图。

图2是本实用新型整体结构示意图。

图3为本实用新型整体结构另一角度示意图。

图4是本实用新型水轮装置结构示意图。

图5是本实用新型水轮和高压喷嘴结构示意图。

图6是本实用新型单个天台水缸结构示意图。

图7是本实用新型单个天台水缸后视图。

图8是实用新型天台水缸内部结构示意图

其中，1-发电机，2-天台水缸，21-进水口，3-水轮箱，31-外罩盖板，4-水轮旋转轴，5-水轮，51-水轮本体，52-水轮扇叶，6-高压喷嘴，7-第一水管，71-第二水管，72-第三水管，73-第一水阀，74-第二水阀，75-第四水管，76-第三水阀，8-水轮轴承，9-进水管。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

结合图1至图8，本实用新型提供一种水动力回收系统，包括水轮装置、发电装置和天台水缸2，所述水轮装置和发电装置均设置于所述天台水缸2顶部，所述水轮装置与所述发电装置通过水轮旋转轴4连接，所述天台水缸2顶部设置进水口21，发电装置为发电机，所述水轮装置包括水轮箱3、水轮5和高压喷嘴6，所述水轮箱3设置于所述进水口21上方，所述水轮箱3底部设置出水口，所述出水口与所述进水口21连通，所述水轮5设置于所述水轮箱3内部，所述水轮旋转轴4贯穿所述水轮箱3，所述水轮5固定套设于水轮旋转轴4外侧，所述高压喷嘴6固定设置于所述水轮箱3侧壁上，一端与外界的进水管连通，另一端贯穿水轮箱3侧壁延伸至水轮箱3内部并对准所述水轮5。

本实施例中，通过水泵将食水或冲厕水由地下水缸，运送到天台水缸2，天台水缸2内设置浮球装置，浮球装置为水位浮球，当水位到达所需的水位上限，浮球装置会发讯号停止水泵供水运作；当天台水缸2中的水被送到住户家中，被使用至指定水位下限，浮球装置会发讯号开启水泵供水运作。水轮5为Pelton水轮或Francis水轮，加装在天台水缸2的进水口21位置，使所有水流，在进入天台水缸2前，必须经过预设的水轮路径以用作推动水轮5。

优选的，所述水轮5包括水轮本体51和水轮扇叶52，所述水轮扇叶52沿周向均匀布置于所述水轮本体51外侧，所述水轮本体51中心部位设置圆孔，所述水轮旋转轴4与所述圆孔过盈配合。当高压喷嘴6对水轮扇叶52喷射水流时，水轮扇叶52转动带动水轮本体51转动，水轮本体51带动水轮旋转轴4转动，水轮旋转轴4带动发电机1转动，从而进行发电。

优选的，所述高压喷嘴6数量为两个，分别为第一高压喷嘴和第二高压喷嘴，所述第一高压喷嘴和第二高压喷嘴相对设置。所述第一高压喷嘴设置于所述水轮箱3底部，用于对准喷射所述水轮扇叶52的底部，所述第二高压喷嘴设置于所述水轮箱3顶部，用于对准喷射所述水轮扇叶52的顶部。使用时，可以对高压喷嘴6的位置进行调节，使出水的角度，水流速度及压力，更适合有效地推动水轮转动。水轮箱3只有底部设置出水口，其余部分是全罩密封的，规管所有通过水轮5的水，保证其全部落入天台水缸2内。本实施例中，水轮箱3由外罩盖板31组成，外罩盖板31上设置圆孔，在圆孔内设置水轮轴承8，水轮旋转轴4穿过外罩盖板31上的水轮轴承8与外部的发电机1连接。

优选的，还包括水管装置和安全水流装置，所述水管装置包括第一水管7、第二水管71和第三水管72，所述第二水管71设置于所述第一水管7和第三水管72之间，所述第二水管71与所述第一水管7之间设置第一水阀73，所述第二水管71与所述第三水管72之间设置第二水阀74，所述第二水管71与进水管9连通，所述第一水管7的出水端与所述第一高压喷嘴连通，所述第三水管72的出水端与所述第二高压喷嘴连通。

所述安全水流装置包括第四水管75和第三水阀76，所述第四水管75一端通过进水管9与第二水管71连通，一端与所述天台水缸2连通，所述第三水阀76设置于所述第四水管75与所述第二水管71之间。

需要发电使用时，将第一水阀73和第二水阀74调节至打开状态，第三水阀76调节至关闭状态，水泵将水从地下引至天台进入进水管9之后，流经第二水管71，从第一水阀73处进入，随后水流向下经第一水管7流至第一高压喷嘴处，对水轮扇叶52底部进行喷射驱动；进水管9水流同时会通过第二水阀74流至第三水管72，第三水管72的水流至第二高压喷嘴，对水轮扇叶52的顶部进行喷射驱动。

需要对水轮装置进行维护时，将第三水阀76调节至打开状态，将第一水阀73与第二水阀74调节至关闭状态，此时水流不会通过水轮箱3，水流会通过第三水阀76直接从第四水管75流入天台水缸2，不会影响供水和正常使用。

本实施例中，所述第一水管7和第三水管72为加压水管，所述第二水管71和第四水管75为标准水管。第一水阀73、第二水阀74和第三水阀76均是手动水阀，在另一实施例中，可以采用电动水阀，且全部由系统计算机控制。

优选的，所述天台水缸2顶部设置固定块，所述发电机1设置于所述固定块上。发电机1一般功率20kW为起始要求，发电机1可直接连接水轮，亦可接上齿轮箱，放大水轮5的转速，使用时，分析水流能给予水轮5的转速和力量，随后决定连接发电机1的方法，以达致最高效益的发电能力。

本实施例中，所述天台水缸2数量为一个或两个，所述水轮装置和发电装置的数量与所述天台水缸2的数量相匹配。采用双水缸设计时，两个天台水缸2并列设置。在双水缸设计的案例上，水轮箱3包括水轮箱A和水轮箱B，发电机1包括发电机A和发电机B，在不影响供水的情况下，控制进水压力、水流速度及水流量，以达致最有效地推动水轮5，从而提高回收能量效率，以使水轮能尽量运转最长时效。还可以配备及开发智能控制系统，利用计算机智能控制所需水流量及压力，提升发电效率。

由发电机1生产所得到的直流电力，会经由控制器处理后送到预设的储能电池，亦可逆变成交流电使用，或通过电表进入电网。控制者可透过互联网从手机或计算机，收到控制器的产电数据，分析及警报，亦可透过互联网，实时发出指令到控制器，应付突发需要。

工作流程原理：利用由地下水泵输送到天台水缸的流动水力，在进入天台水缸前，需先通过水轮装置，水流经水管装置进入水轮箱内部，从高压喷嘴处对水轮扇叶喷射水流，水流处于加压状态，高压喷嘴正对着水轮，水流驱动水轮扇叶转动带动水轮本体转动，水轮本体带动水轮旋转轴转动，水轮旋转轴带动发电机转动，进行发电产生电能，从而将运送到天台水缸的水动能在进入水缸前得以回收，电能可以通过控制器并储存到储能电池或通过电表及安全系统后输出电网。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种水动力回收系统，其特征在于，包括水轮装置、发电装置和天台水缸，所述水轮装置和发电装置均设置于所述天台水缸顶部，所述天台水缸顶部设置进水口，

所述水轮装置包括水轮箱、水轮、高压喷嘴和水轮旋转轴，所述水轮箱设置于所述进水口上方，所述水轮箱底部设置出水口，所述出水口与所述进水口连通，所述水轮设置于所述水轮箱内部，所述水轮旋转轴贯穿所述水轮箱，所述水轮旋转轴位于水轮箱内的部分与水轮连接，伸出水轮箱外的一端与发电装置的输入轴传动连接，所述高压喷嘴固定设置于所述水轮箱侧壁上，一端与外界的进水管连通，另一端贯穿水轮箱侧壁延伸至水轮箱内部并对准所述水轮。

2.如权利要求1所述的一种水动力回收系统，其特征在于，所述水轮包括水轮本体和水轮扇叶，所述水轮扇叶沿周向均匀布置于所述水轮本体外侧，所述水轮本体中心部位设置圆孔，所述水轮旋转轴与所述圆孔过盈配合。

3.如权利要求2所述的一种水动力回收系统，其特征在于，所述高压喷嘴数量为两个，分别为第一高压喷嘴和第二高压喷嘴，所述第一高压喷嘴和第二高压喷嘴相对设置于所述水轮箱两侧。

4.如权利要求3所述的一种水动力回收系统，其特征在于，所述第一高压喷嘴设置于所述水轮箱底部，用于对准喷射所述水轮扇叶的底部，所述第二高压喷嘴设置于所述水轮箱顶部，用于对准喷射所述水轮扇叶的顶部。

5.如权利要求3所述的一种水动力回收系统，其特征在于，还包括水管装置，所述水管装置包括第一水管、第二水管和第三水管，所述第二水管设置于所述第一水管和第三水管之间，所述第二水管与所述第一水管之间设置第一水阀，所述第二水管与所述第三水管之间设置第二水阀，所述第二水管与进水管连通，所述第一水管的出水端与所述第一高压喷嘴连通，所述第三水管的出水端与所述第二高压喷嘴连通。

6.如权利要求5所述的一种水动力回收系统，其特征在于，还包括安全水流装置，所述安全水流装置包括第四水管和第三水阀，所述第四水管一端通过进水管与第二水管连通，一端与所述天台水缸连通，所述第三水阀设置于所述第四水管与所述第二水管之间。

7.如权利要求6所述的一种水动力回收系统，其特征在于，所述第一水管和第三水管为加压水管，所述第二水管和第四水管为标准水管。

8.如权利要求1所述的一种水动力回收系统，其特征在于，所述发电装置为发电机，所述天台水缸顶部设置固定块，所述发电机设置于所述固定块上。

9.如权利要求1所述的一种水动力回收系统，其特征在于，所述天台水缸数量为一个或两个，所述水轮装置和发电装置的数量与所述天台水缸的数量相匹配。

10.如权利要求9所述的一种水动力回收系统，其特征在于，所述天台水缸数量为两个，两个天台水缸并列设置。

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