專利名稱：樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及利用樓宇排水管道中的污水及雨水進(jìn)行發(fā)電 的裝置。通過(guò)本系統(tǒng)產(chǎn)生的電能將用于諸如樓道的照明裝置或者電動(dòng)車蓄電池充電等小型 用電裝置的電力供應(yīng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，中高層建筑已經(jīng)占據(jù)城市建筑群的主要部分。目前，居民樓等 高層建筑的生活用水及自然雨水是通過(guò)排水管道流出的，這些廢水中包含的大量機(jī)械能白 白流失，沒(méi)有得到充分利用。據(jù)調(diào)查，已經(jīng)有人設(shè)計(jì)過(guò)類似裝置，以期達(dá)到與本系統(tǒng)同樣的效果。然而這些設(shè)計(jì) 存在著一些不足之處。為此在前人基礎(chǔ)上，我們充分考慮其可行性和實(shí)用性，并加以改進(jìn)。現(xiàn)有的排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，由設(shè)置在排水管道中的葉輪、葉輪軸和發(fā)電機(jī)組 成，這樣的裝置存在下列缺陷第一，易造成堵塞問(wèn)題，堵塞問(wèn)題作為一個(gè)重中之重的問(wèn)題， 不能不解決。第二將整個(gè)葉輪都置于管道中，由于管道中水會(huì)沿整個(gè)管道流下，所以會(huì)從不 同方向沖擊葉輪，更多的時(shí)候葉輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)法達(dá)到發(fā)電效果，更沒(méi)有效率可言。第三，直 接用軸將葉輪和發(fā)電機(jī)連接，這樣很難達(dá)到發(fā)電機(jī)發(fā)電的額定轉(zhuǎn)速，因而不具有可行性。第 四，發(fā)電裝置中有些并沒(méi)有儲(chǔ)電裝置，可能是沒(méi)有考慮到排水管道水流大小和多少的時(shí)段 性。發(fā)出的電無(wú)法集中使用，從而使效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種發(fā)電效率高、不會(huì)對(duì)排水 管道造成堵塞的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至 少一個(gè)發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置由排水管道、箱體A、葉輪、葉輪軸和發(fā)電機(jī)組成，葉輪軸帶 動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述箱體A采用直徑略大于排水管道的圓柱體形狀，箱體A和排水管道垂直 相嵌，所述葉輪置于箱體A和排水管相交處的空間內(nèi)，葉輪直徑略大于排水管道。本實(shí)用新型采取嵌入式橫向圓柱體的箱體，將葉輪設(shè)置在箱體A內(nèi)，很好的解決 了污物可能的堆積問(wèn)題，從而解決了堵塞的問(wèn)題。將葉輪偏置在排水管道內(nèi)，使沿管道流下 的水僅能打到一側(cè)葉輪完全解決了因污水的流動(dòng)不確定性而帶來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)不確定性。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述葉輪和發(fā)電機(jī)之間還設(shè)有齒輪組合傳動(dòng)裝 置。例如，齒輪組合傳動(dòng)裝置為一個(gè)二級(jí)齒輪組，在葉輪的葉輪軸上設(shè)置第一級(jí)齒輪，第一 級(jí)齒輪通過(guò)第二級(jí)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)聯(lián)動(dòng)。利用將葉輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行一定比例的擴(kuò)大，從 而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電的功能。齒輪組合傳動(dòng)裝置中優(yōu)選采用逐級(jí)傳動(dòng)的三個(gè) 二級(jí)齒輪組。齒輪與齒輪軸的連接裝配，方式采用膠粘法。由于本裝置的精密度并是很高， 溫度變化不是很大，在工程上，本系統(tǒng)并不影響建筑的質(zhì)量，并考慮到拆裝方便和成本因 素，也沒(méi)材料嚴(yán)格上的限制，膠粘法是最理想的方案，唯一值得考慮的是膠水長(zhǎng)期儲(chǔ)存后老化失效的問(wèn)題，該問(wèn)題尚在研究當(dāng)中，可以使用酚醛-縮醛膠作為抗老化劑。齒輪之間的嚙 合需要壓力(0. lmpa-0. 5mpa)和較高的溫度(150攝氏度-170攝氏度)并需要粘結(jié)較長(zhǎng)的 時(shí)間(lh-2h)才能滿足固接的要求，達(dá)到粘結(jié)效果。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述發(fā)電裝置還包括和發(fā)電機(jī)連接的儲(chǔ)能設(shè)備， 所述儲(chǔ)能設(shè)備包括整流裝置和蓄電池，發(fā)電裝置產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)整流后儲(chǔ)存在蓄電池中。 本實(shí)用新型將儲(chǔ)能設(shè)備與發(fā)電機(jī)連接，即可將電能儲(chǔ)存，用于供電。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述發(fā)電機(jī)和多級(jí)齒輪組合傳動(dòng)裝置設(shè)置在箱體 B中。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)包括若干并聯(lián)的 所述發(fā)電裝置，若干發(fā)電裝置從低到高分級(jí)設(shè)置在排水管上。本實(shí)用新型的有益效果在于箱體A采用直徑略大于排水管道的圓柱體形狀，這 樣即使水被打在箱體壁上也能順流下來(lái)。箱體A采取嵌入式接在排水管道的特定位置，葉 輪置于圓柱體箱體A中，葉輪直徑略大于排水管道，使得即使是順著管壁流下的水也能得 到充分的利用。利用齒輪組合傳動(dòng)裝置將葉輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行一定比例的擴(kuò)大，從而帶動(dòng)發(fā)電 機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電的功能。將儲(chǔ)能設(shè)備與發(fā)電機(jī)連接，即可將電能儲(chǔ)存，用于供電。本實(shí)用新型的有益效果還在于安裝方便。整個(gè)系統(tǒng)大體只有兩個(gè)箱體，可以方便的安裝在排水管道中，而不需要 改變其原有的結(jié)構(gòu)，也減少了改造所帶來(lái)的額外花費(fèi)。實(shí)用性高。該系統(tǒng)適合安裝在一切需要排水的中高層建筑，其水源不僅可以是居 民的生活用水，也可以是雨水。同時(shí)，用水量較大的工廠、浴室以及非高層建筑，只需要將本 系統(tǒng)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的改造，也能加以使用。應(yīng)用范圍廣泛。此系統(tǒng)可用于城市中所有的中高層建筑或者用水量較大的工廠 等。而比比皆是的居民樓就成為本實(shí)用新型最大，也是最廣泛的應(yīng)用對(duì)象。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例IC-C剖視圖圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例ID向剖視圖其中1.葉輪2.葉輪軸3.箱體A 4.排水管道5.箱體B 6.第一級(jí)大齒輪7.第 二級(jí)小齒輪8.發(fā)電機(jī)9.發(fā)電機(jī)聯(lián)動(dòng)10.發(fā)電裝置
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個(gè)如圖1所示的發(fā)電裝置10，發(fā)電裝置 由排水管道4、箱體A 3、葉輪1、齒輪組合傳動(dòng)裝置和發(fā)電機(jī)8組成。如圖2和3所示，箱體 A 3采用直徑略大于排水管道4的圓柱體形狀，箱體A 3和排水管道4垂直相嵌，葉輪1置 于箱體A 3和排水管道4相交處的空間內(nèi)，葉輪1直徑略大于排水管道4。如圖1和圖2所示，齒輪組合傳動(dòng)裝置和發(fā)電機(jī)設(shè)置在箱體B 5中。[0025]齒輪組合傳動(dòng)裝置包括一個(gè)二級(jí)齒輪組，在葉輪的葉輪軸2上設(shè)置第一級(jí)大齒輪 6，第一級(jí)齒輪通過(guò)第二級(jí)小齒輪7傳動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)聯(lián)動(dòng)9，利用將葉輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行一定比 例的擴(kuò)大，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)8高速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電的功能。齒輪與齒輪軸的連接裝配，方式 采用膠粘法。齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的功率損失主要有齒輪嚙合的摩擦，軸系之間的摩擦，攪油和風(fēng) 損(分損在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)影響較大，在低轉(zhuǎn)速時(shí)可以不用考慮。對(duì)于本系統(tǒng)，由于其轉(zhuǎn)速并不 是很高，分損的影響可以忽略)，振動(dòng)和噪聲所消耗的能源。其中。嚙合功率損失是其中的 主要部分，是影響效率的關(guān)鍵。當(dāng)負(fù)載值一定是，模數(shù)對(duì)效率的影響明顯，一般來(lái)說(shuō)，模數(shù)大 的齒輪副效率下降更加嚴(yán)重，其原因是在高載荷的情況下，齒輪嚙合功損主要是滑動(dòng)摩擦 功損，而本裝置的第一級(jí)和第二級(jí)齒輪的齒數(shù)設(shè)定為64和16，滑動(dòng)摩擦公損較小。此外， 直徑越小的齒輪，滑動(dòng)摩擦功損亦大，傳動(dòng)比越大，功損越大。考慮到箱體容積，成本及效率 上上的考慮，齒輪的大小設(shè)計(jì)為直徑12cm和3cm，采用3個(gè)二級(jí)齒輪組的組合，傳動(dòng)效果最 好?？傮w算來(lái)，齒輪的效率可達(dá)96%，屬于比較高的效率，見(jiàn)表1。
權(quán)利要求1.樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝 置由排水管道、箱體A、葉輪、葉輪軸和發(fā)電機(jī)組成，葉輪軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述箱體A采 用直徑略大于排水管道的圓柱體形狀，箱體A和排水管道垂直相嵌，所述葉輪置于箱體A和 排水管相交處的空間內(nèi)，葉輪直徑略大于排水管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，在所述葉輪軸和發(fā) 電機(jī)之間還設(shè)有多級(jí)齒輪組合傳動(dòng)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述發(fā)電裝置還包 括和發(fā)電機(jī)連接的儲(chǔ)能設(shè)備，所述儲(chǔ)能設(shè)備包括整流裝置和蓄電池，發(fā)電裝置產(chǎn)生的電流 經(jīng)過(guò)整流后儲(chǔ)存在蓄電池中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述樓宇排水管道 勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)包括若干并聯(lián)的所述發(fā)電裝置，若干發(fā)電裝置從低到高分級(jí)設(shè)置在排水管 上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述齒輪組合傳動(dòng) 裝置為一個(gè)二級(jí)齒輪組，在葉輪的葉輪軸上設(shè)有第一級(jí)齒輪，第一級(jí)齒輪通過(guò)第二級(jí)齒輪 傳動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)聯(lián)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述齒輪組合傳動(dòng) 裝置采用逐級(jí)傳動(dòng)的三個(gè)二級(jí)齒輪組。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述發(fā)電機(jī)和多級(jí) 齒輪組合傳動(dòng)裝置設(shè)置在箱體B中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述齒輪與齒輪 軸的連接裝配采用膠粘法。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述第一級(jí)和第二 級(jí)齒輪的齒數(shù)設(shè)定為64和16。
專利摘要本實(shí)用新型涉及樓宇排水管道勢(shì)能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置由排水管道、箱體A、葉輪、葉輪軸和發(fā)電機(jī)組成，葉輪軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述箱體A采用直徑略大于排水管道的圓柱體形狀，箱體A和排水管道垂直相嵌，所述葉輪置于箱體A和排水管相交處的空間內(nèi)，葉輪直徑略大于排水管道。
文檔編號(hào)F03B13/00GK201818418SQ201020175308
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者周杰, 夏良燕, 李奇賀, 殷瞻, 范迪, 趙澤平, 陳文 , 陳美玲 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)