申請日2013.09.24
公開(公告)日2013.12.18
IPC分類號F03B3/12; F03B13/08
摘要
置于污水管道內部的液力透平發電裝置，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)、旋轉軸(27)、電纜(28)、導葉(37)、圓柱環(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，以及地勢較高地區的污水和雨水具有的勢能來工作，進而帶動發電機發電，將發電機產生的電能輸送到控制箱，經過穩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。
權利要求書
1.置于污水管道內部的液力透平發電裝置，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)的中部安裝調節閥(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(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)一起構成過流部件，旋轉軸(27)和電機的旋轉軸通過法蘭(22)連接在一起。
2.根據權利要求1所述的置于污水管道內部的液力透平發電裝置，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(41)將液力透平(12)的出口部分固定，且在圓柱環(41)和液力透平(12)之間安裝一密封圈(42)。
3.根據權利要求1所述的置于污水管道內部的液力透平發電裝置，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，F03表示葉輪出口處的過水斷面面積，Ψ3表示排擠系數;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.根據權利要求1所述的置于污水管道內部的液力透平發電裝置，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)的內部，揚程介于20m-40m之間，取液力透平(12)的葉輪級數為兩級，葉輪(25)為混流式葉輪。
說明書
置于污水管道內部的液力透平發電裝置
技術領域
本發明涉及污水及雨水勢能的利用和透平的技術領域，特別是適合高層建筑和地勢復雜的山區城市的污水和雨水本身具有的勢能利用。
背景技術
隨著經濟的發展，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。特別是在一些山區城市，由于地勢復雜，產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，目前關于這些能量利用的文獻極少，更無實際利用。
發明內容
本發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城市產生的污水和雨水的勢能，將勢能轉換成電能。
本發明是置于污水管道內部的液力透平發電裝置，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的中部安裝調節閥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37一起構成過流部件，旋轉軸27和電機的旋轉軸通過法蘭22連接在一起。
本發明的有益效果是：
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，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。
