[發明專利]置于污水管道內部的液力透平發電裝置

在審

• 申請號: 201310436062.2
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103452740A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 楊軍虎;史廣泰
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F03B13/08
• 分類號: F03B13/08;F03B3/12
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

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。

附圖說明

圖1為本發明液力透平發電裝置示意圖，圖2為液力透平結構圖，圖3為過水部件結構圖，圖4為液力透平安裝圖，圖5為葉輪進出口速度三角形。

具體實施方式

?如圖1所示，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。

如圖1所示，利用液力透平12對污水進行循環利用，主要是將高層樓宇中產生的生活污水和地勢較高地區的污水和雨水收集到一起，利用這些液體的勢能來發電。

如圖2所示，本發明的液力透平12的旋轉軸27和電機19的旋轉軸通過法蘭22連接使其一起旋轉，且液力透平12與電機19一起安裝于污水管43內部。

如圖2所示，本發明的液力透平12主要用于地勢復雜的山區城市，揚程介于20m-40m之間，取液力透平12的葉輪級數為兩級，對于有更大揚程的情況，可增加葉輪級數進而達到增加揚程的目的；葉輪25為混流式葉輪。

如圖3所示，液力透平12的葉輪進口35的前蓋板40和后蓋板39的進口為圓形；導葉進口等于，導葉出口邊和葉輪進口邊平行。

如圖4所示，本發明的液力透平12安裝于污水管43內部，在液力透平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。

如圖5所示，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以下公式計算：

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其中V_m3表示葉輪出口處的軸面速度，

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