本实用新型专利技术公开了一种利用供水管压力差发电的发电装置，该装置通过自来水的压力变化驱动压力容器中的弹簧运动，进而驱动发电装置回转发电，不仅能够在水压波动时起到缓冲的作用，保护自来水管道，还能够使水泵站的水压相对稳定，节约了因用水量变化带来的水泵频繁的变速关闭启动带来的额外电能消耗，其结构简单小巧，安装方便，电能转化效率高，满足适应不同场景的需要。
A power generation device using the pressure difference of water supply pipe
【技术实现步骤摘要】
一种利用供水管压力差发电的发电装置
本技术涉及压力发电设备领域，尤其涉及一种利用供水管压力差发电的发电装置。
技术介绍
水力发电是目前最成熟的可再生能源发电技术，《水电可持续发展报告》中指出，截至2018年底我国水电装机容量已超过2亿kW，预计到2020年全国水电装机容量将达到3.9亿kW，位居重点可再生能源发展领域的第一位；水力发电的大规模增加，势必增大相关发电设备需求量；随着城市基础建设的完善与发展，管道式自来水供水系统已经广泛应用于农村、城市的各个地区；由于水在水管内流动会有能量的损失，而且居民的用水量在时刻改变着，导致了供水站供水压力很难保持稳定；定速水泵不会根据水流量调节功率，会消耗很多电能；而变频水泵在调节水流量的同时也会额外消耗很多电能，而且水塔供水现在已经逐渐淘汰；因此在整个自来水系统中有着很多能量损失，水泵站消耗了大量的电能，造成了很多不必要的能源浪费。为了改善这种情况，通过设计自来水压力差发电安全发电装置，应用于人流量大的公共场合的管道式自来水供水系统，例如：学校，火车站，商场购物中心等；可以很有效的回收被浪费的能源发电同时，储能系统可以带动公共场所的安全应急系统，达到安全应急并节能的作用。目前，常见的发电装置主要是依靠流动的水流进行发电，安装在水流经的水管上，通过水涡轮在水流经时转动带动发电机转动以产生电能，在发电的同时，可以降低出水口的水压，适合安装在较低楼层水压高的地方，其发电转化效率较低；授权公告号为CN102705153B的中国专利技术专利公开了一种自来水压力发动机，由两组水压缸、水压缸活塞、边齿连杆、传动齿轮、转向阀、杠杆锁、蓄力弹簧、滑动小车以及活节连杆组成，该专利技术与活塞抽水泵连接可用来收集生活废水二次利用，与发电机连接可用于发电，使空耗的自来水压力得到有效利用；其中用于发电的实施方式利用自来水的压力推动连杆带动曲轴旋转动而使发电，其本质上依然是利用水流产生的压力发电，适用于较大压力的水流且转换效率低。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种利用供水管压力差发电的发电装置，通过进水口和出水口将压力容器与自来水管道连接，通过压力容器根据波动的水流压力往复做功产生机械能，通过机械传动装置将产生的机械能传递给发电装置，通过发电装置将机械能转化为电能；同时，本技术依靠压力容器中弹簧的弹力和自来水的压力变化发电，利用了本应浪费的能量，还能在水压波动时起到缓冲的作用，保护自来水管道；同时使水泵站的水压相对稳定，节约了因用水量变化带来的水泵频繁的变速关闭启动带来的额外电能消耗，其结构简单小巧，安装方便，电能转化效率高，满足不同场景的需要。本技术是通过以下技术方案予以实现的。一种利用供水管压力差发电的发电装置，包括：用于连接自来水管道的进水口和出水口、用于容纳波动水流的压力容器和发电装置；所述进水口和出水口设置于压力容器筒体上，所述压力容器通过机械传动装置与发电装置连接。进一步的，所述压力容器包括筒体和设置在筒体内部的活塞，所述活塞与筒体密封连接，并在筒体内壁滑动；所述活塞一侧的中部与伸缩轴的一端连接，所述伸缩轴的另一端由筒体穿出，且伸缩轴与筒体贯穿处设置有密封件；所述伸缩轴与活塞连接的一侧的筒体内部设置有弹性部件，所述弹性部件通过所述进水口和出水口的压力差驱动所述伸缩轴往复运动。进一步的，所述弹性部件为弹簧，所述弹簧套在伸缩轴上，其两端分别固定在活塞和筒体上。进一步的，所述发电装置包括发电机，所述发电机为无铁芯低速发电机，所述发电机通过电机支架固定在外壳上。进一步的，所述机械传动装置包括：连接板、齿条和齿轮，所述齿条的一端通过连接板与伸缩轴连接，所述齿条的另一端与滑轨滑动连接；所述齿轮与发电机的电机轴键连接并与齿条啮合；所述滑轨的两端固定在外壳上。进一步的，所述电器控制部分包括取样电路、放大电路和调整元件；通过放大电路对电机输出的电压信号进行放大，通过取样电路对放大后的电压信号比较，并反馈给调整元件，通过调整元件调节输出电压使之稳定。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1.本技术的发电装置可以节约自来水系统中浪费的能源，为用户提供应急电能；本技术采用低速发电机，通过降低发电机转速来代替机械变速装置以优化结构并且提升能量转化效率；同时采用无铁芯发电机，避免了因磁铁转子与线圈定子上面的铁芯相互吸引产生磁阻而对发电机转动造成的影响，以及低水流速度时出现发电机转不动现象。2.本技术的发电装置依靠弹簧的弹力和自来水的压力变化发电，利用了本应浪费的能量，还能在水压波动时起到缓冲的作用，保护自来水管道；同时使水泵站的水压相对稳定，节约了因用水量变化带来的水泵频繁的变速关闭启动带来的额外电能消耗(电动机变速启动时产生峰值电流，耗电量大)。3.本技术的发电装置规模大小可灵活设计，满足适应不同场景的需要，电路控制系统也有存电和并网输电两种模式。4.本技术的发电装置安装简单方便，家用成本较低，不需要大量改装自来水路，且可应急使用。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一种利用供水管压力差发电的发电装置的结构示意图；图2为图1的俯视图。图中：1.进水口；2.出水口；3.压力容器；301.筒体；302.活塞；303.伸缩轴；304.密封件；305.弹簧；4.发电装置；401.发电机；402.电机支架；5.机械传动装置；501.连接板；502.齿条；503.齿轮；504.滑轨；6.外壳。具体实施方式以下将结合附图对本技术各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本技术所保护的范围。下面结合附图对本技术做进一步的详细描述。参照图1，一种利用供水管压力差发电的发电装置，包括：用于连接自来水管道的进水口1和出水口2、用于容纳波动水流的压力容器3和发电装置4；所述进水口1和出水口2设置于压力容器筒体301上，所述压力容器3通过机械传动装置5与发电装置4连接；所述进水口1和出水口2通过管接头将自来水管道与压力容器3连接，随着自来水管道内水压的波动，压力容器内的水会有流入流出的现象，通过压力容器3根据波动的水流压力往复做功产生机械能，并通过机械传动装置5传递给发电装置4，发电装置4将机械能转化为电能后经过电器控制组件进行相应的整流、稳压处理后由电池存储或转化为220V交流电用于应急设施供电。具体的，本技术的压力容器3包括筒体301和设置在筒体30本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用供水管压力差发电的发电装置，其特征在于，包括：用于连接自来水管道的进水口(1)和出水口(2)、用于容纳波动水流的压力容器(3)和发电装置(4)；所述进水口(1)和出水口(2)设置于压力容器筒体(301)上，所述压力容器(3)通过机械传动装置(5)与发电装置(4)连接。/n
【技术特征摘要】
20190827 CN 201921402263X1.一种利用供水管压力差发电的发电装置，其特征在于，包括：用于连接自来水管道的进水口(1)和出水口(2)、用于容纳波动水流的压力容器(3)和发电装置(4)；所述进水口(1)和出水口(2)设置于压力容器筒体(301)上，所述压力容器(3)通过机械传动装置(5)与发电装置(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用供水管压力差发电的发电装置，其特征在于，所述压力容器(3)包括筒体(301)和设置在筒体(301)内部的活塞(302)，所述活塞(302)与筒体(301)密封连接，并在筒体(301)内壁滑动；所述活塞(302)一侧的中部与伸缩轴(303)的一端连接，所述伸缩轴(303)的另一端由筒体(301)穿出，且伸缩轴(303)与筒体(301)贯穿处设置有密封件(304)；所述伸缩轴(303)与活塞(302)连接的一侧的筒体内部设置有弹性部件，所述弹性部件通过所述进水口(1)和出水口(2)的压力差驱动所述伸缩轴(303)往复运动。
3.根据权利要求2所述的一种利用供水管压力差发电的发电装置，其特征在于，所述弹性部件...
【专利技术属性】
技术研发人员：屈宇琛，张利强，戴薇，张慧玲，王宇峰，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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