申请日2018.03.05
公开(公告)日2018.06.29
IPC分类号F03B3/12; F03B11/00; F03B13/00; E03F3/04
摘要
雨污水重力势能收集装置，包括水轮机，屋顶排水管，二楼排水管和一楼排水管，以水轮机主轴中心轴线为中心由内向外依次套装水轮机主轴，屋顶排水管，二楼排水管和一楼排水管，水轮机沿主轴自上向下依次布置上中下叶轮，上中下叶轮最高点位置分别低于上中一楼排水管底面距离均为10mm～20mm，一楼污水导流管中心轴线与一楼排水管外壁面交点和中叶轮最高点在同一水平面上，二楼污水导流管中心轴线与二楼排水管外壁面交点和上叶轮最高点在同一水平面上。农村城镇节能减排资源回收利用领域收集零散分布、不定时不连续排放雨污水重力势能，小功率分布式能源站等可使用本发明。本发明投资少，安装方便，布置紧凑，重力势能转化转动能效率>75%。
权利要求书
1.雨污水重力势能收集装置，主要包括水轮机，屋顶排水管，二楼排水管和一楼排水管，一楼排水管，二楼排水管，屋顶排水管和水轮机主轴四者中心轴线重合，以水轮机主轴中心轴线为中心由内向外依次套装水轮机主轴，屋顶排水管，二楼排水管和一楼排水管，水平地平面以上发电机和水轮机同主轴，水轮机主轴竖直布置，其特征在于：水轮机沿自身主轴自上向下依次布置上叶轮，中叶轮和下叶轮，水轮机各叶轮在地平面以上，各叶轮离主轴中心轴线最近点均在主轴外壁面上，主轴顶端连接上叶轮且不超出上叶轮，下叶轮最低点在地平面上，下叶轮离主轴中心轴线最远点在一楼排水管内壁向下延伸圆筒面上，下叶轮最高点位置低于一楼排水管底面10mm～20mm，中叶轮离主轴中心轴线最远点在二楼排水管内壁向下延伸圆筒面上，中叶轮最高点位置低于二楼排水管底面10mm～20mm，一楼污水导流管中心轴线与一楼排水管外壁面交点和中叶轮最高点在同一水平面上，上叶轮离主轴中心轴线最远点在屋顶排水管内壁向下延伸圆筒面上，上叶轮最高点位置低于屋顶排水管底面10mm～20mm，二楼污水导流管中心轴线与二楼排水管外壁面交点和上叶轮最高点在同一水平面上。
说明书
雨污水重力势能收集装置
技术领域
本发明属于农村城镇节能减排资源回收综合利用领域，尤其涉及一种适合于雨污水重力势能高效转化为转动动能的雨污水重力势能收集装置。
背景技术
全民节能减排资源回收利用与低碳生活，已成为人们关注的课题。
众多雨水污水 通常聚集后被直接排入污水管道，污水先流到竖直管道，再流入水平污水管道排走。污水从高处下落时蕴藏着丰富的势能。污水从污水管道上端进入作加速下落运动到底端，有不小的动能，但是在目前的排水系统中没有被进一步利用，造成能源浪费问题。
雨污水发电是雨污水能源回收利用有效途径。目前公开的污水发电装置以单台单级水轮机居多，这些装置普遍存在运行时间短，水离开水轮机速度大，重力势能转化效率低，污水发电量小，使用价值低等缺点。如CN201520273780公开一种生活污水利用装置，该装置包括水轮机和抽水机。CN201410610057公开一种下水道污水发电装置。CN201220668834公开一种高楼污水发电机，高楼生活污水竖直下冲水能机。CN200920254486公开一种楼道绿色公共照明装置，该装置包括水轮机、大变速齿轮、小变速齿轮和微小型发电机，水轮机水轮机带动大变速齿轮转动，大变速齿轮和小变速齿轮啮合，小变速齿轮带动微小型发电机主轴转动。CN201310376624公开一种节能型液体重力发电系统，该系统基于杠杆原理，设置两个重力贮液箱。
污水管道中设置多台发电机，可以产生更多的电能，提高污水发电效率，但普遍存在设备多，系统复杂，因一楼排水管空间狭小而难以安装多台发电机。CN201420841429公开一种冲击水斗式污水发电照明系统，该系统包括多个小型水力发电装置单元，引水管为分段式结构，相邻两段之间为小型水力发电装置单元，每一段引水管末端设置喷嘴，喷嘴喷出污水流入位于喷嘴正下方的水轮机水斗内。CN201320793265公开一种高楼污水发电装置，该装置包括两台以上发电机，置于污水管道内的相邻发电机之间高度差1.5m～3m。CN201320217083公开一种分离型污水发电泵，排污管中段纵向排列多个水能发电装置，通过组合变速箱带动发电机发电。
开发设备少、系统简单、安装方便，离开水轮机时水流动速度小、运行时间长、能量转化量大、能量转化率高的雨污水重力势能收集装置，可以部分补充人们生活中所需要的高品质能源问题。
发明内容
为了克服用单级水轮机存在运行时间短、废弃雨污水速度大、发电量小、使用价值低及发电效率低，单级水轮机并联使用存在设备多、系统复杂及不便安装等诸多问题，本发明提供一种“单台水轮机，同轴多级叶轮，上小下大阶梯状布置叶轮”等结构特点，“重力势能多级转化、重力势能串联转化、重力势能冲击式转化、各层雨污水独立使用”等技术特点，“设备少、系统简单、安装方便，废弃雨污水流速小，势能转化率高、转化量大、使用价值高”等技术优势的雨污水重力势能收集装置。
雨污水重力势能收集装置，主要包括水轮机，屋顶排水管，二楼排水管和一楼排水管，一楼排水管，二楼排水管，屋顶排水管和水轮机主轴四者中心轴线重合，以水轮机主轴中心轴线为中心由内向外依次套装水轮机主轴，屋顶排水管，二楼排水管和一楼排水管，水平地平面以上发电机和水轮机同主轴，水轮机主轴竖直布置，水轮机沿自身主轴自上向下依次布置上叶轮，中叶轮和下叶轮，水轮机各叶轮在地平面以上，各叶轮离主轴中心轴线最近点均在主轴外壁面上，主轴顶端连接上叶轮且不超出上叶轮，下叶轮最低点在地平面上，下叶轮离主轴中心轴线最远点在一楼排水管内壁向下延伸圆筒面上，下叶轮最高点位置低于一楼排水管底面10mm～20mm，中叶轮离主轴中心轴线最远点在二楼排水管内壁向下延伸圆筒面上，中叶轮最高点位置低于二楼排水管底面10mm～20mm，一楼污水导流管中心轴线与一楼排水管外壁面交点和中叶轮最高点在同一水平面上，上叶轮离主轴中心轴线最远点在屋顶排水管内壁向下延伸圆筒面上，上叶轮最高点位置低于屋顶排水管底面10mm～20mm，二楼污水导流管中心轴线与二楼排水管外壁面交点和上叶轮最高点在同一水平面上。
农村城镇节能减排资源回收利用领域，回收雨污水重力势能回收转化为转动动能并发电等场所，都可以使用本发明。
本发明经济性好，节能环保效益显著。应用表明：本发明投资少，安装方便，布置紧凑，安全性高;本发明启动无需外界能量补充;雨污水重力势能转化率高达75%以上、转化量大，使用价值高。