申請日2013.09.24

　　公開(公告)日2013.12.18

　　IPC分類號F03B3/12; F03B13/08

　　摘要

　　置于污水管道內(nèi)部的液力透平發(fā)電裝置，涉及污水利用,它主要包括：電機(19)、法蘭(22)、引流殼(23)、葉輪(25)、進水室(26)、旋轉(zhuǎn)軸(27)、電纜(28)、導葉(37)、圓柱環(huán)(41)、密封圈(42)、污水管道(43)等，該液力透平利用輸送到總污水管的高層建筑的居民生活污水和雨水，以及地勢較高地區(qū)的污水和雨水具有的勢能來工作，進而帶動發(fā)電機發(fā)電，將發(fā)電機產(chǎn)生的電能輸送到控制箱，經(jīng)過穩(wěn)壓后可供路燈用電及照明使用。該裝置適合于有較多高層建筑且地勢復雜的城市使用。

　　權(quán)利要求書

　　1.置于污水管道內(nèi)部的液力透平發(fā)電裝置，有一個液力透平(12)，其特征在于樓層污水管(5)與第一高層建筑污水管(4)相接，第一高層建筑污水管(4)、第二高層建筑污水管(6)和路面下水道(2)以及泄流管(13)與總污水管(1)相接，過濾器(3)置于第一高層建筑污水管(4)與樓層的交界處，且其相接處分別為液力透平(12)的進出口，在液力透平(12)的進口處安裝控制閥(9)，在泄流管(13)的中部安裝調(diào)節(jié)閥(11)，在液力透平(12)的進出口處分別安裝第一壓力表(10)、第二壓力表(14)，控制箱(7)通過電纜(8)與液力透平(12)中的電機(19)相連，液力透平(12)通過圓柱環(huán)(41)和密封圈(42)將其固定于污水管(43)之中，前蓋板(40)和后蓋板(39)為葉輪(25)的前后蓋板，葉輪(25)和導葉(37)一起構(gòu)成過流部件，旋轉(zhuǎn)軸(27)和電機的旋轉(zhuǎn)軸通過法蘭(22)連接在一起。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的置于污水管道內(nèi)部的液力透平發(fā)電裝置，其特征在于所述的液力透平(12)的進口通過螺柱和螺母使其與污水管(43)相連，且螺柱和液力透平(12)的進口為一整體，而在液力透平(12)的出口處通過一有螺紋的圓柱環(huán)(41)將液力透平(12)的出口部分固定，且在圓柱環(huán)(41)和液力透平(12)之間安裝一密封圈(42)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的置于污水管道內(nèi)部的液力透平發(fā)電裝置，其特征在于所述的液力透平(12)的葉輪進口的前蓋板(40)和后蓋板(39)的進口為圓形;導葉進口等于90°

　　，導葉(37)的出口邊和葉輪(25)的進口邊平行，葉輪(25)的葉片進口安放角β2=90°，葉輪(25)的葉片出口安放角由下式計算：

　　，

　　其中Vm3表示葉輪出口處的軸面速度，

　　，

　　QT表示通過葉輪的流量，F(xiàn)03表示葉輪出口處的過水斷面面積，Ψ3表示排擠系數(shù);u3表示葉輪出口處的圓周速度，

　　，D3表示葉輪出口處的直徑;V3表示葉輪出口處的絕對速度，α3表示葉輪出口處的圓周速度和絕對速度的夾角。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的置于污水管道內(nèi)部的液力透平發(fā)電裝置，其特征在于所述的液力透平(12)與電機(19)一起安裝于污水管(43)的內(nèi)部，揚程介于20m-40m之間，取液力透平(12)的葉輪級數(shù)為兩級，葉輪(25)為混流式葉輪。

　　說明書

　　置于污水管道內(nèi)部的液力透平發(fā)電裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水及雨水勢能的利用和透平的技術(shù)領(lǐng)域，特別是適合高層建筑和地勢復雜的山區(qū)城市的污水和雨水本身具有的勢能利用。

　　背景技術(shù)

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步，城市中的高層建筑越來越多，因此，居民生活產(chǎn)生的污水也越來越多，且這些污水從高處流下時具有勢能。特別是在一些山區(qū)城市，由于地勢復雜，產(chǎn)生的污水和雨水從高處流下時也具有勢能，而這些能量都被浪費掉，目前關(guān)于這些能量利用的文獻極少，更無實際利用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是利用液力透平來高效利用高層建筑和地勢復雜的山區(qū)城市產(chǎn)生的污水和雨水的勢能，將勢能轉(zhuǎn)換成電能。

　　本發(fā)明是置于污水管道內(nèi)部的液力透平發(fā)電裝置，有一個液力透平12，樓層污水管5與第一高層建筑污水管4相接，第一高層建筑污水管4、第二高層建筑污水管6和路面下水道2以及泄流管13與總污水管1相接，過濾器3置于第一高層建筑污水管4與樓層的交界處，且其相接處分別為液力透平12的進出口，在液力透平12的進口處安裝控制閥9，在泄流管13的中部安裝調(diào)節(jié)閥11，在液力透平12的進出口分別安裝第一壓力表10、第二壓力表14，控制箱7通過電纜8與液力透平12中的電機19相連，液力透平12通過圓柱環(huán)41和密封圈42將其固定于污水管43之中，前蓋板40和后蓋板39為葉輪25的前后蓋板，葉輪25和導葉37一起構(gòu)成過流部件，旋轉(zhuǎn)軸27和電機的旋轉(zhuǎn)軸通過法蘭22連接在一起。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　1、對污水和雨水具有的勢能加以利用，實現(xiàn)了能量的有效利用，且可解決居民一部分的用電需求;

　　2、由于液力透平12安裝于污水管內(nèi)，無需建立專門的機房;

　　3、液力透平12與電機一起在液體之中工作，視覺效果好;

　　4、本發(fā)明的導葉出口邊和葉輪進口邊平行，且葉輪為混流式葉輪，對導葉流道的彎曲程度要求小，易于制造;

　　5、由于葉輪進口安放角較大，所以葉輪的摩擦損失小，效率高。