一種雨水管道集水發(fā)電系統(tǒng)及其發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種可對(duì)雨水排水管中雨水處理發(fā)電的裝置，具體涉及一種雨水管道集水發(fā)電系統(tǒng)及其發(fā)電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了發(fā)展綠色能源，現(xiàn)有技術(shù)中，存在部分在雨水排水管道中，收集雨水動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)，能夠提高降雨能源利用效率。
[0003]例如CN200910197567.1公開的一種雨水回收發(fā)電裝置，包括雨水收集儲(chǔ)存部分、雨水過(guò)濾部分、雨水流通管道、發(fā)電部分以及雨水回收存儲(chǔ)部分；其中:雨水收集儲(chǔ)存部分設(shè)置在屋頂，雨水收集儲(chǔ)存部分的出口連接雨水流通管道，雨水流通管道的位置比雨水收集儲(chǔ)存部分的位置低；在雨水收集儲(chǔ)存部分和雨水流通管道連接處設(shè)置雨水過(guò)濾部分，雨水流通管道的正下方設(shè)置發(fā)電部分，發(fā)電部分的下方設(shè)置雨水回收存儲(chǔ)部分。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，收集利用自然界的雨水發(fā)電，并將發(fā)電后的雨水進(jìn)一步用于日常的城市綠化等用水，充分利用了雨水資源，節(jié)省了水資源。
[0004]再例如CN201120276267.5公開的雨水管發(fā)電系統(tǒng)，包括蓄水池，蓄水池的下方垂直設(shè)置有立柱、主雨水管和副雨水管，蓄水池、主雨水管和副雨水管內(nèi)設(shè)置有用于控制主雨水管和副雨水管工作的控制模塊，主雨水管和副雨水管內(nèi)從上至下依次設(shè)置有擋板及雨輪傳動(dòng)系統(tǒng)，雨輪傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)鏈條與外部發(fā)電機(jī)相連接，擋板上和雨輪傳動(dòng)系統(tǒng)一扇雨輪位置對(duì)應(yīng)開有下水孔。該實(shí)用新型雨水管發(fā)電系統(tǒng)，利用建筑物的高度及其占城市極大的面積作載體，利用降雨時(shí)，水由高的低流動(dòng)所具有的能量發(fā)電，并將電能匯總，從而節(jié)約能源。
[0005]但上述現(xiàn)有的雨水管道發(fā)電技術(shù)，均僅僅是簡(jiǎn)單地利用雨水管道中水流的沖擊力帶動(dòng)發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電。但每次下雨雨量情況均不相同，水流大小不一，當(dāng)雨水管道中水流過(guò)小時(shí)，難以帶動(dòng)發(fā)電裝置高效工作，會(huì)導(dǎo)致發(fā)電效率低下，當(dāng)雨水管道中水流過(guò)大時(shí)，又容易沖壞損毀發(fā)電裝置。同時(shí)水流大小沒(méi)有控制，時(shí)大時(shí)小會(huì)導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)耗損較快，使用壽命較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:怎樣提供一種能夠收集雨水，整理水流，提高發(fā)電效率，延長(zhǎng)發(fā)電裝置壽命的雨水管道集水發(fā)電系統(tǒng)及其發(fā)電方法。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種雨水管道集水發(fā)電系統(tǒng)，包括豎向設(shè)置的雨水管道和發(fā)電裝置，發(fā)電裝置包括可轉(zhuǎn)動(dòng)橫向貫穿設(shè)置在雨水管道下部的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸位于雨水管道內(nèi)的一端豎向固定設(shè)置有葉輪，轉(zhuǎn)軸位于雨水管道外的一端和發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入端連接，其特征在于，所述雨水管道內(nèi)位于葉輪上方靠底板隔斷形成有用于蓄水的蓄水腔室，底板上具有一個(gè)正對(duì)葉輪一側(cè)葉片設(shè)置的出水口，蓄水腔室內(nèi)設(shè)置有浮子開關(guān)機(jī)構(gòu)，浮子開關(guān)機(jī)構(gòu)能夠控制蓄水腔室蓄水后打開出水口出水。
[0008]這樣，本發(fā)明中，設(shè)置了蓄水腔室進(jìn)行蓄水，然后蓄水到一定程度時(shí)靠浮子開關(guān)打開出水口出水沖擊葉輪進(jìn)行發(fā)電，能夠起到收集雨水整理水流的效果，提高發(fā)電效率。
[0009]作為優(yōu)化，所述浮子開關(guān)機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)橫向設(shè)置在雨水管道中的隔板，隔板上設(shè)置有過(guò)水孔，過(guò)水孔上匹配地承托設(shè)置有一個(gè)下浮球，下浮球上方的雨水管道中還橫向固定設(shè)置有下浮球限位欄，下浮球上端通過(guò)向上穿過(guò)下浮球限位欄的拉線連接有上浮球，下浮球表面為光滑表面且能夠和過(guò)水孔上端的光滑錐形面配合實(shí)現(xiàn)密封配合，且密封配合狀態(tài)時(shí)下浮球浸沒(méi)于水中受水整體壓力和下浮球自重的合力為向下方向且該合力小于上浮球最大浮力，下浮球懸浮狀態(tài)時(shí)受水浮力大于自重。
[0010]這樣是因?yàn)橐话愕母∏蜷_關(guān)為單浮球結(jié)構(gòu)，其特性使得用于控制出水時(shí)會(huì)造成出水在開和閉之間來(lái)回跳動(dòng)，造成間隔式出水，不利于穩(wěn)定發(fā)電。故優(yōu)化為上述雙浮子開關(guān)后，使用時(shí)隔板上方進(jìn)水后下浮球會(huì)先處于受水壓壓住在過(guò)水孔上的狀態(tài)，直到水位漲至上浮球后，借上浮球浮力將下浮球拉起再實(shí)現(xiàn)過(guò)水孔出水，出水完畢后下浮球才落回到過(guò)水孔上，這樣能夠更好地形成一段蓄水過(guò)程且使得出水能夠維持較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)出水，保證穩(wěn)定出水以利于發(fā)電。
[0011 ] 作為優(yōu)化，所述浮子開關(guān)機(jī)構(gòu)中，隔板和底板各自為單獨(dú)構(gòu)件(兩者為同一構(gòu)件時(shí)過(guò)水孔即為所述出水口)，隔板位于底板上方且二者之間形成有過(guò)水空間，所述出水口為尖端向下的錐臺(tái)形且出水口上配合有一個(gè)錐體形的出水塞，出水塞上豎向設(shè)置有出水孔，出水孔小于過(guò)水孔，出水塞上端設(shè)置有連接線和下浮球相連，連接線長(zhǎng)度大于出水口到過(guò)水孔距離同時(shí)大于過(guò)水孔到下浮球限位欄距離但小于出水口到下浮球限位欄距離，出水塞和下浮球二者自重之和大于二者最大浮力之和，出水塞和下浮球以及上浮球三者自重之和小于二者最大浮力之和。
[0012]這樣，使得使用時(shí)，雨水進(jìn)入雨水管道后，先積蓄于隔板上方，逐漸將下浮球淹沒(méi)并靠水壓將下浮球壓住在隔板的過(guò)水孔上，雨水逐漸累積上漲，水位超過(guò)下浮球限位欄后逐漸淹沒(méi)上浮球，上浮球浮起后拉動(dòng)下浮球，使得下浮球脫離過(guò)水孔浮到水中，此時(shí)水從過(guò)水孔流入到過(guò)水空間中并從出水塞上的出水孔流出并沖擊葉輪開始發(fā)電，同時(shí)過(guò)水空間內(nèi)開始逐漸蓄水；此時(shí)如果進(jìn)入雨水管道的進(jìn)水流量大于出水孔流量，則蓄水腔室中繼續(xù)蓄水，水位上漲一段距離后帶動(dòng)上浮球和下浮球?qū)⒊鏊?，此時(shí)通過(guò)出水口出水加大了出水量；此時(shí)如果進(jìn)水流量仍然大于出水口流量，則蓄水腔室內(nèi)水位繼續(xù)上漲蓄水；當(dāng)進(jìn)水流量小于出水口流量后，蓄水腔室內(nèi)水位逐漸降低，水位下降一段距離后出水塞落回到出水口 ；當(dāng)進(jìn)水流量小于出水塞上的出水孔流量時(shí)，水位繼續(xù)下降使得下浮球落回到過(guò)水孔并將其堵住，蓄水腔室中隔板下方的過(guò)水空間內(nèi)的水繼續(xù)從出水塞上的出水孔流出并沖擊葉輪開始發(fā)電，同時(shí)隔板上方繼續(xù)蓄水到上浮球浮起后拉動(dòng)下浮球使得隔板上方蓄水再次進(jìn)入到隔板下方并從出水孔流出實(shí)現(xiàn)發(fā)電，以此循環(huán)直至進(jìn)水截止。從上述過(guò)程可以看出，本浮子開關(guān)機(jī)構(gòu)可以更好地實(shí)現(xiàn)蓄水和保持穩(wěn)定出水。特別是出水塞和出水口的錐臺(tái)形設(shè)計(jì)，能夠使得當(dāng)雨水管道的進(jìn)水流量恰好處于出水口流量和出水孔流量之間的大小時(shí)，此時(shí)出水塞會(huì)自動(dòng)調(diào)整落入一定程度到出水口中，使得從出水塞中間的出水孔出水流量和出水塞外面間隙的出水流量之和與進(jìn)水流量匹配，就恰好能夠保證整體出水恰好和整體進(jìn)水一致的穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)間隔性波動(dòng)，并且保證了沖擊葉輪發(fā)電的水量能夠穩(wěn)定控制在出水孔流量和出水口流量之間的范圍，極大地提高了出水的穩(wěn)定性。故極大地保證了發(fā)電過(guò)程的穩(wěn)定性，提供了發(fā)電效率并提高對(duì)發(fā)電裝置保護(hù)效果。實(shí)施時(shí)，更好的選擇是出水口也小于過(guò)水孔，使得上述過(guò)程能夠更加順暢進(jìn)行。
[0013]作為優(yōu)化，所述過(guò)水孔和出水口正對(duì)設(shè)置且兩者之間設(shè)置有整體呈豎向橄欖球形的出水塞保持架，出水塞保持架用于退水時(shí)引導(dǎo)出水塞落入出水口內(nèi)。這樣能夠保證退水時(shí)出水塞落入出水口，利于下次循環(huán)出水的正常進(jìn)行。
[0014]作為優(yōu)化，所述雨水管道為多段管道可拆卸式對(duì)接得到。這樣，可以方便安裝，以及利于雨水管道內(nèi)部檢修維護(hù)。
[0015]作為優(yōu)化，所述浮子開關(guān)機(jī)構(gòu)上方的雨水