本實用新型發(fā)電設備，特別是一種高壓廢水發(fā)電裝置。

背景技術：

隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，有大量工業(yè)廢水產(chǎn)生，許多COD含量高的工業(yè)廢水經(jīng)相應技術處理后，水中有機污染物的去除率可高達99%，但因COD含量低，經(jīng)減壓后直接排放，造成了資源浪費。例如經(jīng)WAO技術處理后產(chǎn)生的廢水，反應器出口的廢水壓力可高達4MPa，需要通過減壓閥減壓后方可排放。壓力能直接減壓排放會造成大量流體機械能的浪費。如果能夠充分利用這些流體中蘊含的能量，就可以取得明顯的節(jié)能降耗的作用。

水力發(fā)電是一種可觀可利用的能量形式，水力發(fā)電打破了一些因為獲得需要的能源而造成污染的弊端。水輪機發(fā)電是以水輪機為原動機將水能轉化為電能的發(fā)電機。即利用有速度流體的沖擊力推動水輪轉動，進而產(chǎn)生電能。水輪發(fā)電機對進入水輪機的流體速度有一定要求，若流體速度小，則不足以推動水輪機做功。普通河流的速度不足以用來發(fā)電。水利發(fā)電利用的水能主要是蘊藏于水體中的位能（高度差），如普通水利發(fā)電和潮汐發(fā)電。水輪發(fā)電機發(fā)電需要提供高速且較為清潔的流體；而高壓流體壓力能直接減壓排放又造成能源的浪費。

水斗式水輪機是目前沖擊式水輪機中應用最廣泛的一種機型，適合小流量，高水頭的水電站。水斗式水輪機內(nèi)部存在著不良流動干擾，對水輪機的安全穩(wěn)定運行有著很大的影響，可以導致水輪機效率下降，并引起機組不穩(wěn)定。

現(xiàn)有技術中，水斗式水輪機因高速水流的沖擊力大，容易出現(xiàn)水斗斷裂（斷斗）現(xiàn)象。水頭和水流量是發(fā)電的兩大要素，水頭高流量小或者水頭低流量大均發(fā)不出大量電。因此，在保證流量調控合理的前提下，高壓廢水的發(fā)電量非常可觀。但如何利用高壓廢水進行發(fā)電至今未見有公開的報導。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種高壓廢水發(fā)電裝置，可有效解決利用高壓廢水發(fā)電的問題。

本實用新型解決的技術方案是，本實施例高壓廢水發(fā)電裝置包括：包括轉動軸、轉盤、水斗和噴頭；轉盤2固定裝在轉動軸1上，轉盤2的周邊上均布有傾斜狀的多個水斗（圖中給出均布的12個）；水斗3外周邊置有均布的噴嘴口朝向水斗斗面的噴頭4，轉動軸1經(jīng)連軸器與發(fā)電機的轉子軸連接在一起，帶動發(fā)電機發(fā)電；

所述水斗的斗面為凹面，所述凹面的中心具有開口3-6，開口處置有用于打開或封閉開口的緩沖底板3-2。

如上所述的高壓廢水發(fā)電裝置，其中，所述的噴頭為2-4個，噴頭相對轉動軸的軸線中心對稱分布。

如上所述的高壓廢水發(fā)電裝置，其中，所述的噴頭為3個。

如上所述的高壓廢水發(fā)電裝置，其中，所述的水斗為容腔結構；所述容腔結構的一側面為斗面3-1，另一相對側為緩沖后蓋3-4。

如上所述的高壓廢水發(fā)電裝置，其中，所述緩沖底板3-2與緩沖后蓋3-4之間設置有壓力彈簧3-3，所述緩沖后蓋3-4外邊上開有均布的導流孔3-5。

如上所述的高壓廢水發(fā)電裝置，其中，所述的斗面3-1、緩沖底板3-2、緩沖后蓋3-4構成截面為月牙狀的空腔結構，緩沖底板3-2、壓力彈簧3-3構成斗面凹面中心開口的開閉結構。

如上所述的高壓廢水發(fā)電裝置，其中，所述的開口3-6為凹弧面圓形。

所述的緩沖底板3-2為與開口3-6相嵌合的圓形板。

本實用新型結構簡單，新穎獨特，易安裝使用，有效利用高壓廢水，節(jié)能環(huán)保，有顯著的經(jīng)濟和社會效益。由于采用緩沖底板，高壓水流不會直接作用于水斗主體結構，不易出現(xiàn)水斗斷裂的現(xiàn)象。另外，水斗在轉動的時候，由于緩沖了高速流體的沖擊，這也減少了反向的力矩，提高了沖擊式水輪機的效率。

附圖說明

圖1為本實用新型水輪機結構主視圖。

圖2為本實用新型的水斗主視圖。

圖3為本實用新型的水斗剖面?zhèn)纫晥D（緩沖底板開啟）。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式作詳細說明。

由圖1-2所示，本實用新型包括轉動軸、轉盤、水斗和噴頭，轉盤2固定裝在轉動軸1上，轉盤2的周邊上均布有傾斜狀的若干個水斗（圖中給出均布的12個），水斗3外周邊置有均布的噴嘴口朝向水斗凹面的噴頭4，轉動軸1經(jīng)連軸器與發(fā)電機的轉子軸連接在一起，帶動發(fā)電機發(fā)電。所述水斗的斗面為凹面，所述凹面的中心具有開口3-6，開口處置有用于打開或封閉開口的緩沖底板3-2。

進一步的，所述的噴頭為2-4個（圖中給出3個），噴頭相對轉動軸的軸線中心對稱分布。

所述的水斗為容腔結構；所述容腔結構的一側面為斗面3-1，另一相對側為緩沖后蓋3-4。也可以說，所述緩沖底板3-2與緩沖后蓋3-4之間設置有壓力彈簧3-3。

所述的水斗是由斗面3-1、緩沖底板3-2、壓力彈簧3-3、緩沖后蓋3-4和導流孔3-5構成，斗面3-1凹面的中心有開口3-6，開口處置有用于打開或封閉開口的緩沖底板3-2，緩沖底板的背面上裝有與緩沖后蓋3-4相連的壓力彈簧3-3，緩沖后蓋3-4外邊上開有均布的導流孔3-5。

所述的斗面3-1、緩沖底板3-2、壓力彈簧3-3、緩沖后蓋3-4構成截面為月牙狀的空腔結構；緩沖底板3-2、壓力彈簧3-3構成斗面凹面中心開口的開閉結構；所述的開口3-6為凹弧面圓形；所述的開口3-6為凹弧面圓形。所述的緩沖底板3-2為與開口3-6相嵌合的圓形板。

本實用新型的工作情況是，使用時，噴頭4與工業(yè)廢水排放管道相連通，轉動軸經(jīng)聯(lián)軸器與發(fā)電機的轉子軸連接在一起，經(jīng)過有機物去除的高壓廢水，蘊含能量大，且較為清潔，可以直接接觸水輪機的水輪，帶動發(fā)電機發(fā)電，高壓廢水進入管道，通過轉子流量計來調節(jié)流量，液體壓力表顯示其進口壓力；經(jīng)過減壓閥適當減壓后（如果壓力低可以不啟動減壓閥）進入常壓變徑管道（擴大管道內(nèi)徑），管道內(nèi)徑的擴大有利于輸送大流量液體，進而利于發(fā)電功率的提高；根據(jù)伯努利方程，在高壓差作用下的流體壓力能轉化為動能（因壓差大，產(chǎn)生的動能足夠推動水輪機發(fā)電），即在常壓變徑管道內(nèi)形成高速流體，而后直接進入水輪機，推動水輪轉動轉化為機械能，水輪機的轉軸又帶動發(fā)電機的轉子，將機械能轉換成電能而輸出。得到的電能通過蓄電設備儲存起來，作為供電來源。

由上述可以看出，本實用新型具有：

1、將高壓流體的壓力能通過水輪發(fā)電機間接轉化為電能，避免了壓力能浪費，同時又產(chǎn)生了一種品位更高的能源——電能，更方便工業(yè)應用（將流體壓力能轉化為動能，直接為水輪發(fā)電機提供動力來源）。

2、綜合衡量水量和不良流動干擾現(xiàn)象，通過調節(jié)噴嘴個數(shù)和角度來避免此問題帶來的嚴重后果。本實用新型中設置2-4個噴嘴來增大水流量（圖中給出3個）；每個噴嘴均勻分配在水輪機周圍，角度在90°-180°。這樣可以減小甚至避免兩噴嘴中的射流同時流入流出同一個水斗造成的負面影響。

3、將水斗改造成后端帶有大壓力彈簧的特殊結構，如圖3所示。水斗由兩部分組成，類似于兩個碗狀的嵌套（水斗前端設置有緩沖底板3-2），水斗的后蓋為緩沖后蓋3-4。緩沖底板3-2用來直接與高速水流接觸，后端的緩沖后蓋3-4帶有多個導流孔3-5。從正面看前端水斗由環(huán)形和中間的同心圓組成，中心圓的圓心后端安裝壓力彈簧3-3，當水的沖擊力過大時，推動一端的壓力彈簧3-3壓縮，小圓凹陷，水斗出現(xiàn)縫隙，部分高速水流從此縫隙穿過，通過緩沖后蓋3-4的導流孔以及此裂縫流出水斗，這樣可以緩解沖擊力，當水流沖擊力恢復正常狀態(tài)，壓縮的彈簧伸長，斗面3-1和緩沖底板3-2合二為一。

總之，本實用新型將高壓廢水中的壓力能轉化為動能，直接應用于水輪發(fā)電機進行發(fā)電。一方面避免了高壓流體壓力能的浪費；另一方面將壓力能轉化為更高品位的電能，可以直接應用到各個領域之中，有顯著的經(jīng)濟和社會效益。