一种高层建筑小区冲水发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高层建筑小区冲水发电系统，包括过滤集水系统、势能转换系统和发电系统，在过滤集水系统时充分的利用高层和低层水源，尽可能的降低势能损失，提高了高层水势能的利用率，降低了能量的损耗，在势能转换阶段，本发明专利技术利用存储在集水总管内的势能产生，并通过控制上层腔室和下层腔室的进水和排水，实现活塞的往复上下运动，将动能传递给推拉杆，在推拉杆的端部设置滑块，从而实现活塞内部往复运动转移至外部，并在外部设置动能转换部件实现，平移到转动的动作转换，活塞在缸体内往复运动时，每次往复运动，耗水量小，从而能有效的利用高层收集水，势能利用率高，能源利用高，为人们提供了一种发电效率高的高层建筑小区冲水发电系统。小区冲水发电系统。小区冲水发电系统。

【技术实现步骤摘要】
一种高层建筑小区冲水发电系统


[0001]本专利技术属于水利水电
，具体涉及一种高层建筑小区冲水发电系统。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，兴建了越来越多的高层建筑物。一些利用高层建筑物下水道微型水流的发电系统应运而生，这种系统可将高层建筑污水（包括雨水）排下时的动能转换为电能。
[0003]目前我国平均民建工程可达26
‑
33层，平均高度大约为78
‑
100米，居住在高层的用户，每天会产生大量的废水，这些废水存在于高楼建筑物，其具有很大的势能，利用高楼中可过滤净化的废水所具有的高势能进行发电，将带来可观的经济效益。
[0004]该装置不仅能够应用于普通的居民建筑，小型的办公企业同样能够利用，因此该装置有着广阔的适应范围，现有的结构中多利用水轮机进行发电，冲击式水轮机的工作原理是利用特殊导水喷管引出具有动能的自由射流，使转轮水斗受到冲击力，带动转轮转动，实现水能转换成机械能的目的，这种水轮机在高水头小流量环境下的效果尤为突出，利用水体下落后产生的冲击力，对水轮机的叶轮产生作用力，以此来实现水轮机的转动；这种结构所需水量大，且只能利用高层的水源，将其下落产生的势能转化为水轮机的动能。
[0005]现有针对于高层的水量特征，实现难度高，需要大量的用水才能实现有效的发电，而高层水量有限，往往在雨季才能有效的发电，因此，其发电效率低，同时在过滤集水方面，现有的结构中针对低层水无法做到有效的利用，致使高层中生活无法得到有效的利用，基于此，研究一种高层建筑小区冲水发电系统是必要的。

技术实现思路

[0006]针对现有设备存在的缺陷和问题，本专利技术提供一种高层建筑小区冲水发电系统，有效的解决了现有设备中存在的高层发电效需水量大，率低，且低层水源无法得到有效利用的问题。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：一种高层建筑小区冲水发电系统，包括过滤集水系统、势能转换系统和发电系统；所述过滤集水系统包括进水通道、过滤层、过滤水通道、排污通道、排污总管和集水总管；进水通道与各层的排水管连通，并在进水通道的底部设置有过滤层，过滤后的杂质进入排污通道，并进入排污总管；过滤层的下部与过滤水通道连通，过滤水通道与集水总管连通，所述集水总管的上端细、下端粗的结构；所述势能转换系统包括进水管组、排水管组、活塞、缸体、上限位板和下限位板；所述活塞设置在缸体内，将缸体分为上层腔室和下层腔室；所述进水管组的上部进水侧与集水总管的底部连通，并设置有总进水阀，其下部分别经分进水阀与上层腔室和下层腔室连通；所述排水管组分别经分排水阀与上层腔室和下层腔室连通；所述上限位板和下限位板分别设置在上层腔室和下层腔室内，用于限制活塞的活动区域；所述发电系统包括推拉杆、滑块、滑道、动能转换部件和转盘，推拉杆通过密封滑套安装在缸体上，其两端分别与活塞和滑块连接，所述滑块
匹配套装在滑道内，所述动能转换部件用于将滑块的水平往复运动转换为转盘的转动。
[0008]进一步的，所述集水总管包括低层集水管和高层集水管；所述低层集水管和高层集水管分别用于收集标准高度以下和以上楼层的水源，所述高层集水管和低层集水管之间设置有能够开启的隔层。
[0009]进一步的，所述隔层为电磁阀门。
[0010]进一步的，在所述高层集水管和低层集水管内均设置有水位计。
[0011]进一步的，所述集水总管包括低层集水管和高层集水管；所述低层集水管和高层集水管分别用于收集标准高度以下和以上楼层的水源，所述高层集水管和低层集水管之间提水泵，所述提水泵在用电低峰时期将低层集水管内水源提升至高处集水管的高处。
[0012]进一步的，所述过滤层包括由上至下倾斜向下设置的拦污栅层、初级过滤层、高级过滤层，经过拦污、初级过滤和高级过滤后的水源进入过滤水通道，过滤出的污泥进入排污通道。
[0013]进一步的，所述上层腔室和下层腔室均设置有分进水阀和分排水阀，所述分进水阀和分排水阀为异步启闭的阀组，进一步的，所述上限位板和下限位板上设置有接近开关，接近开关用于获取活塞的上下极限位置，并将活塞的位置信息传递给控制器，控制器进而对分进水阀和分排水阀进行对应的控制，使活塞在缸体内上下运动。
[0014]进一步的，所述动能转换部件包括导向槽、曲柄和驱动杆，所述曲柄固定在转盘上的中心转轴上，其端部设置有导向杆，在滑块上设置有导向槽，导向杆套装台导向槽内。
[0015]进一步的，所述动能转换部件包括转轴、轴架、导向板、驱动杆和传动杆，所述驱动杆的两端分别铰接在滑块和传动杆上，传动杆的端部设置在转轴上，转轴转动设置在轴架上，转轴与转盘传动连接。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术主要利用高层废水的势能进行发电，废水如雨水、洗澡水、冲厕水等，首先利用过滤集水系统将废水收集，并进行一定的过滤后形成符合要求的过滤净水，并将过滤集水统一收集在集水总管内，利用集水总管的高度和容量，使收集的水具有一定的势能，使集水总管底部具有一定的水压，利用此处的水压，并借助于势能转换系统来进行发电。
[0017]本专利技术着重于利用集水总管底部的水压，通过进水管组、排水管组及其上设置的进水阀和排水阀来切换控制进入缸体上层腔室和下层腔室的进水和排水，使上层腔室和下层腔室交替与集水总管的底部连通，利用水压向上或向下驱动活塞在缸体内运动，并对应的是上层腔室或下层腔室的水从排水管组处压出；由此，本专利技术中利用势能转换系统将水压转换为活塞的往复运动，每次排水量的小，不大于上层腔室和下层腔室的容量，从而能充分的利用高层过滤水，资源利用高，只需确保集水总管内的水压即可。
[0018]同时本专利技术为了充分的利用高层水，将集水总管设置为低层集水管和高层集水管，并分别用于收集低层和高层水，并在两者之间设置隔层，避免高层水自由下落导致势能的损失，当然在具体实施时，可以在高层集水管处在增设隔层，来确保集水总管的势能。
[0019]再或者，本专利技术可以将低层集水管和高层集水管设置两个独立的单元，并分别用于收集低层和高层水，然后利用提水泵在用电低峰区将低层过滤水提升至高处，合理的调配了能源，满足集水总管的势能要求。
[0020]在发电系统方面，本专利技术通过动能转换部件实现水平往复运动转变为转动动能的转换，具体的可以通过无死点曲柄机构实现，在滑块上设置有导向槽，导向槽内设置有导向杆，滑块往复平移，能驱使导向杆在其中滑动，并使曲柄驱动转盘转动，此结构所需空间小，结构灵巧，所需驱动行程小；或者采用偏心机构实现，利用偏心机构的反向利用实现，将往复平移转换为转动。
[0021]由此，本专利技术在过滤集水系统时充分的利用高层和低层水源，尽可能的降低势能损失，提高了高层水势能的利用率，降低了能量的损耗，在势能转换阶段，本专利技术利用存储在集水总管内的势能产生，并通过控制上层腔室和下层腔室的进水和排水，实现活塞的往复上下运动，将动能传递给推拉杆，在推拉杆的端部设置滑块，从而实现活塞内部往复运动转移至外部，并在外部设置动能转换部件实现，平移到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高层建筑小区冲水发电系统，包括过滤集水系统、势能转换系统和发电系统；其特征在于：所述过滤集水系统包括进水通道、过滤层、过滤水通道、排污通道、排污总管和集水总管；进水通道与各层的排水管连通，并在进水通道的底部设置有过滤层，过滤后的杂质进入排污通道，并进入排污总管；过滤层的下部与过滤水通道连通，过滤水通道与集水总管连通，所述集水总管的上端细、下端粗的结构；所述势能转换系统包括进水管组、排水管组、活塞、缸体、上限位板和下限位板；所述活塞设置在缸体内，将缸体分为上层腔室和下层腔室；所述进水管组的上部进水侧与集水总管的底部连通，并设置有总进水阀，其下部分别经分进水阀与上层腔室和下层腔室连通；所述排水管组分别经分排水阀与上层腔室和下层腔室连通；所述上限位板和下限位板分别设置在上层腔室和下层腔室内，用于限制活塞的活动区域；所述发电系统包括推拉杆、滑块、滑道、动能转换部件和转盘，推拉杆通过密封滑套安装在缸体上，其两端分别与活塞和滑块连接，所述滑块匹配套装在滑道内，所述动能转换部件用于将滑块的水平往复运动转换为转盘的转动。2.根据权利要求1所述的高层建筑小区冲水发电系统，其特征在于：所述集水总管包括低层集水管和高层集水管；所述低层集水管和高层集水管分别用于收集标准高度以下和以上楼层的水源，所述高层集水管和低层集水管之间设置有能够开启的隔层。3.根据权利要求2所述的高层建筑小区冲水发电系统，其特征在于：所述隔层为电磁阀门。4.根据权利要求2所述的高层建筑小区冲水发电系统，其特征在于：在所述高层集水管和低层集水管内均设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：范玉，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：