專利名稱：自來(lái)水發(fā)電方法和發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉一種自來(lái)水管水流發(fā)電方法，屬于節(jié)能改造的新思路。本發(fā)明還涉及實(shí)施上述方法的發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市大型化和農(nóng)村城鎮(zhèn)化越來(lái)越普遍，城市的用水、用電量也與日俱增。星羅棋布的供水網(wǎng)管或水搭水管，流動(dòng)著的自來(lái)水含有豐富的水力資源，因此，如何開發(fā)和利用這些水力資源緩解供電矛盾是一個(gè)很重要的研究課題，而傳統(tǒng)的水力資源開發(fā)的手段普遍囿于建設(shè)高水位大壩發(fā)電。建造高水位大壩，一能儲(chǔ)蓄更大的水源，保障發(fā)電所需要的水量，二能增高庫(kù)面水位，增大水流的動(dòng)量。為使水位提高，流速增大動(dòng)量，增高水庫(kù)大壩的確行之有效，但它導(dǎo)致水庫(kù)造價(jià)以幾何級(jí)數(shù)上升，建設(shè)周期也同步增長(zhǎng)，是一個(gè)見效緩慢的方法。而利用水塔水管或各式儲(chǔ)水器水管的水流的沖擊力，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電的技術(shù)，既避免了上述問題，也為各地開源節(jié)流，為民造福開辟了新途徑。中國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)CN1232924A公開了一種“自來(lái)水涵管發(fā)電裝置”，它是在自來(lái)水涵管或水塔水管等水的管道中，銜接一臺(tái)或數(shù)臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，利用水的沖擊力，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組，達(dá)到發(fā)電之目的。這種裝置在水力發(fā)電的過程中，水動(dòng)能的大部分被水輪機(jī)轉(zhuǎn)化機(jī)械能發(fā)電。造成涵管或水塔水管水壓嚴(yán)重下降，反過來(lái)影響正常生產(chǎn)生活供水，因此社會(huì)上至今還沒有利用該剩余水動(dòng)能的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用水塔水管之水力資源，達(dá)到發(fā)電的目的。本發(fā)明的另一目的是要提供一種實(shí)現(xiàn)水塔水管之水力資源發(fā)電，以最大限度地開發(fā)和利用水力資源，又不造成水塔水管水壓嚴(yán)重下降影響正常生產(chǎn)生活供水的水輪機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種自來(lái)水發(fā)電方法，它是利用在管道中流動(dòng)的水所具有的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)行水力發(fā)電的方法。其特征在于它將水輪發(fā)電機(jī)的水輪機(jī)串聯(lián)安裝在連接水塔或儲(chǔ)水器與用戶之間的主水管道上，在保證正常用出水壓力的條件下，利用用戶用水時(shí)在水輪機(jī)進(jìn)水口與出水口管道之間所產(chǎn)生的水壓力差(吸力)，來(lái)作用水輪機(jī)葉輪葉片獲取所具有的部分機(jī)械能進(jìn)行水力發(fā)電的方法。
為了實(shí)施上述發(fā)電方法，本發(fā)明還提出了一種發(fā)電裝置，包括水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，水輪機(jī)由外殼、葉輪、主軸、封水裝置和軸承組成，葉輪位于外殼內(nèi)，主軸一端通過銷軸及鎖緊螺帽連接葉輪，另一端通過封水裝置和軸承穿過外殼圓盤封蓋與發(fā)電機(jī)相連，所述的水輪機(jī)的外殼為一個(gè)側(cè)立有底封的圓筒殼體和一個(gè)圓盤封蓋構(gòu)成，圓盤封蓋和圓筒殼體用密封墊、螺栓連接，為了獲得水流的最佳利用效率，本發(fā)明在圓筒殼體軸中心以下部分的筒壁兩側(cè)位置，分別開有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)、出水口位于同一條軸線上，且圓筒殼體軸中心與進(jìn)、出水口的上管壁保持同高；發(fā)明人認(rèn)為經(jīng)這樣處理后水管內(nèi)的水流可以保持最佳角度作用于水輪機(jī)的葉片，使水輪機(jī)獲得最大的轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的水輪機(jī)葉輪上有六至十塊直葉片對(duì)稱于主軸呈輻射狀安裝，直葉片從葉輪的側(cè)方向看呈V形，發(fā)明人認(rèn)為呈V形的凸尖面朝背水方向，凹面朝迎水方向以便減少高速旋轉(zhuǎn)的葉片的運(yùn)行阻力，由于本發(fā)明主要是用于開發(fā)利用城市供水網(wǎng)管的水力資源，因此前提條件就是不能造成水管水壓嚴(yán)重下降影響正常生產(chǎn)生活供水。水輪機(jī)的葉輪直葉片設(shè)計(jì)成和外殼體的上部分呈動(dòng)密合，外殼體的下部分和葉片之間有10-100mm的間隙，該間隙可以針對(duì)具體施工條件進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)全國(guó)大、中、小城鎮(zhèn)各類儲(chǔ)水器或水塔數(shù)以萬(wàn)計(jì)，在用戶用水過程中主水管具有源源不斷的流動(dòng)著的水力資源，只要在該主水管的任意一處地根據(jù)需要可大可小安裝一臺(tái)本發(fā)明的水輪機(jī)便可進(jìn)行發(fā)電。該發(fā)明在原有的水管的基礎(chǔ)上，除添置水輪發(fā)電機(jī)外，一般不另添置其它設(shè)備和巨大的資金投入，不受地理位置影響，而且不影響用戶正常用水壓力。而且無(wú)污染、無(wú)噪音，使目前的能源危機(jī)得到一定的緩解，是一項(xiàng)投資小，見效快，產(chǎn)出高的永久性利用水力資源的新途徑。


圖1是本發(fā)明的發(fā)電方案示意圖；圖2是本發(fā)明的發(fā)電裝置的實(shí)施例的立面結(jié)構(gòu)局剖圖；圖3是本發(fā)明的發(fā)電裝置的實(shí)施例的俯視示意圖；圖4是本發(fā)明的發(fā)電裝置的實(shí)施例封蓋示意圖；圖5是本發(fā)明的發(fā)電裝置的實(shí)施例的葉輪示意圖；圖6是本發(fā)明的發(fā)電裝置的實(shí)施例的葉輪俯視示意圖。
在上述附圖中1水輪發(fā)電機(jī)；2水塔；3用戶；4水輪機(jī)外殼；41圓筒殼體；42圓盤封蓋；43螺栓；44進(jìn)水口；45出水口；5葉輪；51葉片；6主軸；61鎖緊螺帽；62封水裝置和軸承。
具體實(shí)施例方式
以下是參考附圖對(duì)本發(fā)明的發(fā)電裝置的較佳實(shí)施方案的某些解釋描述和參考資料，但必須知道，該實(shí)施方案不能用來(lái)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
附圖1描述的是本發(fā)明的發(fā)電方案示意圖；它將水輪發(fā)電機(jī)的水輪機(jī)1串聯(lián)安裝在連接水塔或儲(chǔ)水器2與用戶3之間的主水管道上，當(dāng)用戶3打開水龍頭用水時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)的原理就會(huì)在水輪機(jī)的進(jìn)水口44與出水口45管道之間所產(chǎn)生的水壓力差(吸力)，來(lái)作用水輪機(jī)葉輪葉片51獲取所具有的部分機(jī)械能進(jìn)行水力發(fā)電。
發(fā)電裝置較佳實(shí)施方案包括水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，附圖2、3中畫出的水輪機(jī)由外殼4、葉輪5、主軸6、封水裝置和軸承62組成，葉輪5位于外殼4內(nèi)，主軸6一端通過銷軸及鎖緊螺帽61連接葉輪5(見附圖5、6)，另一端通過封水裝置和軸承穿過外殼圓盤封蓋與發(fā)電機(jī)相連。水輪機(jī)的外殼4為一個(gè)側(cè)立有底封的圓筒殼體41和一個(gè)圓盤封蓋42構(gòu)成(參見附圖4)，圓盤封蓋和圓筒殼體用密封墊、螺栓43連接，在圓筒殼體軸中心以下部分的筒壁兩側(cè)，分別開有進(jìn)水口44和出水口45，進(jìn)、出水口位于同一條軸線上，且圓筒殼體軸中心與進(jìn)、出水口的上管壁保持同高；水輪機(jī)葉輪5上有六至直葉片51對(duì)稱于主軸6呈輻射狀安裝，直葉片從葉輪的側(cè)方向看呈V形，V形的凹面朝迎水方向，該葉輪5直葉片和外殼體的上部分呈動(dòng)密合，外殼體的下部分和葉片之間有20mm的間隙。
為了能穩(wěn)定地發(fā)出電能，本實(shí)施方案還可以在發(fā)電機(jī)的輸出端連接一臺(tái)儲(chǔ)能逆變裝置。
權(quán)利要求
1.一種自來(lái)水發(fā)電方法，它是利用在管道中流動(dòng)的水所具有的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)行水力發(fā)電的方法，其特征在于它將水輪發(fā)電機(jī)的水輪機(jī)(1)串聯(lián)安裝在連接水塔或儲(chǔ)水器(2)與用戶(3)之間的主水管道上，在保證正常用出水壓力的條件下，利用用戶用水時(shí)在水輪機(jī)進(jìn)水口與出水口管道之間所產(chǎn)生的水壓力差，來(lái)作用水輪機(jī)葉輪葉片獲取所具有的部分機(jī)械能進(jìn)行水力發(fā)電的方法。
2.實(shí)施權(quán)利要求1的發(fā)電裝置，包括水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，水輪機(jī)由外殼(4)、葉輪(5)、主軸(6)、封水裝置和軸承(62)組成，葉輪(5)位于外殼(4)內(nèi)，主軸(6)一端通過銷軸及鎖緊螺帽(61)連接葉輪(5)，另一端通過封水裝置和軸承穿過外殼圓盤封蓋與發(fā)電機(jī)相連，其特征在于水輪機(jī)的外殼(4)為一個(gè)側(cè)立有底封的圓筒殼體(41)和一個(gè)圓盤封蓋(42)構(gòu)成，圓盤封蓋和圓筒殼體用密封墊、螺栓(43)連接，在圓筒殼體軸中心以下部分的筒壁兩側(cè)，分別開有進(jìn)水口(44)和出水口(45)，進(jìn)、出水口位于同一條軸線上，且圓筒殼體軸中心與進(jìn)、出水口的上管壁保持同高；水輪機(jī)葉輪(5)上有六至十塊直葉片(51)對(duì)稱于主軸(6)呈輻射狀安裝，直葉片從葉輪的側(cè)方向看呈V形，V形的凹面朝迎水方向，該葉輪(5)直葉片和外殼體的上部分呈動(dòng)密合，外殼體的下部分和葉片之間有10-100mm的間隙。
全文摘要
本發(fā)明涉自來(lái)水發(fā)電方法和發(fā)電裝置，屬于節(jié)能改造技術(shù)。它是一種將水輪發(fā)電機(jī)串聯(lián)安裝在連接水塔與用戶之間的主水管道上，利用用戶用水時(shí)所產(chǎn)生的水壓力差(吸力)，來(lái)作用水輪機(jī)進(jìn)行水力發(fā)電的方法。本發(fā)明的發(fā)電裝置，包括水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，水輪機(jī)由外殼、葉輪、主軸、封水裝置和軸承組成，水輪機(jī)的外殼圓筒殼體軸中心以下部分的筒壁兩側(cè)，分別開有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)、出水口位于同一條軸線上，葉輪上有六至十塊V形直葉片。本發(fā)明主要用于水塔水管之水力發(fā)電，不受地理位置影響，不影響用戶正常用水壓力。是一項(xiàng)投資小，見效快，產(chǎn)出高的永久性利用水力資源的新途徑。
文檔編號(hào)F03B1/00GK1584324SQ20041005960
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者姚長(zhǎng)城 申請(qǐng)人:姚長(zhǎng)城