申请日2013.09.24
公开(公告)日2013.12.18
IPC分类号F03B3/12; F03B13/08
摘要
置于污水管道内部的液力透平发电装置，涉及污水利用,它主要包括：电机(19)、法兰(22)、引流壳(23)、叶轮(25)、进水室(26)、旋转轴(27)、电缆(28)、导叶(37)、圆柱环(41)、密封圈(42)、污水管道(43)等，该液力透平利用输送到总污水管的高层建筑的居民生活污水和雨水，以及地势较高地区的污水和雨水具有的势能来工作，进而带动发电机发电，将发电机产生的电能输送到控制箱，经过稳压后可供路灯用电及照明使用。该装置适合于有较多高层建筑且地势复杂的城市使用。
权利要求书
1.置于污水管道内部的液力透平发电装置，有一个液力透平(12)，其特征在于楼层污水管(5)与第一高层建筑污水管(4)相接，第一高层建筑污水管(4)、第二高层建筑污水管(6)和路面下水道(2)以及泄流管(13)与总污水管(1)相接，过滤器(3)置于第一高层建筑污水管(4)与楼层的交界处，且其相接处分别为液力透平(12)的进出口，在液力透平(12)的进口处安装控制阀(9)，在泄流管(13)的中部安装调节阀(11)，在液力透平(12)的进出口处分别安装第一压力表(10)、第二压力表(14)，控制箱(7)通过电缆(8)与液力透平(12)中的电机(19)相连，液力透平(12)通过圆柱环(41)和密封圈(42)将其固定于污水管(43)之中，前盖板(40)和后盖板(39)为叶轮(25)的前后盖板，叶轮(25)和导叶(37)一起构成过流部件，旋转轴(27)和电机的旋转轴通过法兰(22)连接在一起。
2.根据权利要求1所述的置于污水管道内部的液力透平发电装置，其特征在于所述的液力透平(12)的进口通过螺柱和螺母使其与污水管(43)相连，且螺柱和液力透平(12)的进口为一整体，而在液力透平(12)的出口处通过一有螺纹的圆柱环(41)将液力透平(12)的出口部分固定，且在圆柱环(41)和液力透平(12)之间安装一密封圈(42)。
3.根据权利要求1所述的置于污水管道内部的液力透平发电装置，其特征在于所述的液力透平(12)的叶轮进口的前盖板(40)和后盖板(39)的进口为圆形;导叶进口等于90°
，导叶(37)的出口边和叶轮(25)的进口边平行，叶轮(25)的叶片进口安放角β2=90°，叶轮(25)的叶片出口安放角由下式计算：
，
其中Vm3表示叶轮出口处的轴面速度，
，
QT表示通过叶轮的流量，F03表示叶轮出口处的过水断面面积，Ψ3表示排挤系数;u3表示叶轮出口处的圆周速度，
，D3表示叶轮出口处的直径;V3表示叶轮出口处的绝对速度，α3表示叶轮出口处的圆周速度和绝对速度的夹角。
4.根据权利要求1所述的置于污水管道内部的液力透平发电装置，其特征在于所述的液力透平(12)与电机(19)一起安装于污水管(43)的内部，扬程介于20m-40m之间，取液力透平(12)的叶轮级数为两级，叶轮(25)为混流式叶轮。
说明书
置于污水管道内部的液力透平发电装置
技术领域
本发明涉及污水及雨水势能的利用和透平的技术领域，特别是适合高层建筑和地势复杂的山区城市的污水和雨水本身具有的势能利用。
背景技术
随着经济的发展，社会的进步，城市中的高层建筑越来越多，因此，居民生活产生的污水也越来越多，且这些污水从高处流下时具有势能。特别是在一些山区城市，由于地势复杂，产生的污水和雨水从高处流下时也具有势能，而这些能量都被浪费掉，目前关于这些能量利用的文献极少，更无实际利用。
发明内容
本发明的目的是利用液力透平来高效利用高层建筑和地势复杂的山区城市产生的污水和雨水的势能，将势能转换成电能。
本发明是置于污水管道内部的液力透平发电装置，有一个液力透平12，楼层污水管5与第一高层建筑污水管4相接，第一高层建筑污水管4、第二高层建筑污水管6和路面下水道2以及泄流管13与总污水管1相接，过滤器3置于第一高层建筑污水管4与楼层的交界处，且其相接处分别为液力透平12的进出口，在液力透平12的进口处安装控制阀9，在泄流管13的中部安装调节阀11，在液力透平12的进出口分别安装第一压力表10、第二压力表14，控制箱7通过电缆8与液力透平12中的电机19相连，液力透平12通过圆柱环41和密封圈42将其固定于污水管43之中，前盖板40和后盖板39为叶轮25的前后盖板，叶轮25和导叶37一起构成过流部件，旋转轴27和电机的旋转轴通过法兰22连接在一起。
本发明的有益效果是：
1、对污水和雨水具有的势能加以利用，实现了能量的有效利用，且可解决居民一部分的用电需求;
2、由于液力透平12安装于污水管内，无需建立专门的机房;
3、液力透平12与电机一起在液体之中工作，视觉效果好;
4、本发明的导叶出口边和叶轮进口边平行，且叶轮为混流式叶轮，对导叶流道的弯曲程度要求小，易于制造;
5、由于叶轮进口安放角较大，所以叶轮的摩擦损失小，效率高。