一种管道型中水发电机

技术领域

本发明涉及绿色环保发电技术领域，具体涉及一种管道型中水发电机。

背景技术

目前，水利发电技术作为一种环保发电技术在满足其发电条件的地区得以较广泛应用，且已具备一定规模。但是要满足其发电设计，普遍存在：水轮机需要较高的工作水头，因而需要建造较高的水坝，设施建设投资过大；采用低水头发电的小型水电站，往往需要部署在水利资源丰富的山区地带，发电效益不高，经济效益不明显；因此，大城市用户供电主要依赖于大型水电站远程输电；此外，大城市对于水的消耗量也与日俱增；城市回收用水的中水，也称再生水，是城市为了解决水资源短缺问题，对城市污水进行再生利用产生的；水质介于污水和自来水之间，是城市污水、废水经净化处理后达到国家标准，能在一定范围内使用的非饮用水，可用于城市景观和百姓生活的诸多方面；中水主要由污水处理厂产生，中水在输送过程中，有的高层或超高层建筑还会因为楼层落差太大，还需要减压减速设施，才能达到安全排放到地面层。导致目前中水存储的水力势能难以得到有效利用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种管道型中水发电机，能够部署在城市建筑中，利用中水势能进行高效发电。

本发明采用的技术方案是：一种管道型中水发电机，包括定子组件和转子组件；所述定子组件包括垂直布置的垂直筒，所述垂直筒内设有固定绕组；所述转子组件包括与垂直筒同轴布置的转动筒，所述转动筒外设有转子绕组，所述转动筒内设有水流通道，所述水流通道内壁设有自上而下布置的螺旋叶片，所述螺旋叶片上下交错布置；所述水流垂直流入水流通道时，能够驱动转动筒周向转动，所述垂直筒上下两端设有保持转动筒垂直转动的保持机构。

本技术方案中；垂直筒内同轴安装的转动筒能够周向转动，当转动筒转动时，转子的绕组切割磁感线即可实现发电，转动筒内设置的水流通道供中水垂直流下，中水流动过程中撞击各个交错布置的螺旋叶片，从而推动转动筒周向转动；在转动过程中可通过保持机构保持转动筒稳定转动；从而实现稳定发电。

进一步地，所述保持机构包括环周设于垂直筒内壁对应固定绕组下方的下保持台，所述转动筒外周对应下保持台上方设有环周布置的下支撑台，所述下支撑台与下保持台之间设有环绕转动筒布置的滚动球体。

进一步地，所述下支撑台下表面设有安装滚动球体的安装架，所述下保持台上表面设有与滚动球体滚动配合的滚动支架。

进一步地，所述下保持台对应滚动支架两侧设有凸台，所述凸台之间形成润滑槽，所述润滑槽内设有浸没滚动支架的润滑液，所述润滑槽内设有下循环泵，所述下循环泵通过管路连接有冷却油箱。

进一步地，所述保持机构还包括设于垂直筒上端并环绕转动筒布置的上保持台，转动筒对应上保持台上方设有上支撑台，所述上支撑台与上保持台之间设有推力轴承。

进一步地，所述上保持台对应推力轴承外侧设有防护台，所述防护台与转动筒外周之间形成润滑空间，所述润滑空间内注有润滑液，所述润滑空间内设有若干朝推力轴承布置的润滑液喷头。

进一步地，所述垂直筒上方设有与转动筒相对的集流筒，所述集流筒内设有上宽下窄的锥形中水通道，所述中水通道内壁设有螺旋布置的螺旋流道，所述集流筒两侧设有与垂直筒上端固定的安装架。

进一步地，所述垂直筒下方设有下水筒，所述下水筒内设有上大下小的下水口，所述下水口底部设有回用连接端。

进一步地，所述转动筒内壁设有叶片安装块，所述叶片安装块与螺旋叶片相连，所述叶片安装块上设有调节螺旋叶片角度的转动调节部。

进一步地，所述转动调节部包括相对布置的安装盘，其中一安装盘与叶片安装块相连、另一安装盘与螺旋叶片固定连接，两安装盘相对表面设有相互啮合的卡齿，叶片安装块上设有锁紧两安装盘上的锁紧螺杆。

本发明的有益效果在于：本发明提供的垂直筒内同轴安装的转动筒能够周向转动，中水流动过程中撞击各个交错布置的螺旋叶片，从而推动转动筒周向转动；在转动过程中可通过保持机构保持转动筒稳定转动；从而实现稳定发电；达到高效利用城市中水进行发电储能的目的；具有较高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例提供的管道型中水发电机结构图。

附图标记；垂直筒100、固定绕组200、转动筒300、转子绕组400、水流通道310、螺旋叶片500、下保持台600、下支撑台700、滚动球体800、球体架900、滚动支架1000、润滑槽1100、上保持台1200、上支撑台1300、推力轴承1400、防护台1500、集流筒1600、安装架1700、下水筒1800、叶片安装块1900。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本实施例提供一种管道型中水发电机，该管道型中水发电机能够布置在城市建筑中，利用中水重力势能进行发电；主要包括定子组件和转子组件；所述定子组件包括垂直布置的垂直筒100，所述垂直筒100内设有固定绕组200；所述转子组件包括与垂直筒100同轴布置的转动筒300，所述转动筒300外设有转子绕组400，所述转动筒300内设有水流通道310，所述水流通道310内壁设有自上而下布置的螺旋叶片500，所述螺旋叶片500上下交错布置；所述水流垂直流入水流通道310时，能够驱动转动筒300周向转动，所述垂直筒100上下两端设有保持转动筒300垂直转动的保持机构。

本实施例中，垂直筒100内同轴安装的转动筒300能够周向转动，当转动筒300转动时，转子的绕组切割磁感线即可实现发电，转动筒300内设置的水流通道310供中水垂直流下，位于水流通道310内的螺旋叶片500上下交错布置，使得中水流动过程中能够冲击各个交错布置的螺旋叶片500，从而推动转动筒300周向转动；在转动过程中可通过保持机构保持转动筒300稳定转动；从而实现稳定发电。

如前所述，保持机构用于确保转动筒300稳定转动，防止转动筒300偏移；本实施例中的保持机构包括环周设于垂直筒100内壁对应固定绕组200下方的下保持台600，所述转动筒300外周对应下保持台600上方设有环周布置的下支撑台700，所述下支撑台700与下保持台600之间设有环绕转动筒300布置的滚动球体800。下保持台600与下支撑台700之间设置滚动球体800能够减小转动筒300转动的摩擦力，并使转动筒300下端得到稳定支撑；此外，下支撑台700下表面设有安装滚动球体800的球体架900，所述下保持台600上表面设有与滚动球体800滚动配合的滚动支架1000。这样，当转动筒300在螺旋叶片500驱动下周向转动时，滚动球体800能够环绕滚动支架1000转动，一方面，转动筒300下端得到稳定支撑，并且具有较小的专利摩擦力；另一方面，滚动支架1000起到限位作用，避免转动筒300倾斜。

如图1所示，为了减小转动筒300下端的下保持台600和下支撑台700之间的摩擦力，本实施例在下保持台600对应滚动支架1000两侧设有凸台，所述凸台之间形成润滑槽1100，所述润滑槽1100内设有浸没滚动支架1000的润滑液。位于滚动支架1000两侧的凸台形成注入润滑油的槽位，使得滚动支架1000能够被浸没，一方面减少转动筒300转动的摩擦力，另一方面能够避免滚动支架1000转动发热；转动筒300连续转动时，滚动支架1000和滚动球体800摩擦产生热量，为了快速散热，本实施例在润滑槽1100内设有循环泵，循环泵通过管路连接有冷却油箱，这样，润滑槽1100内的润滑油能够在循环泵的作用下循环流动至冷却油箱内。经过冷却后即实现快速散热；在实际应用中，循环泵通过电路连接设于润滑槽1100内的温度传感器，通过温度传感器实时检测槽内温度，温度过高时，循环泵运行促使润滑液循环流入冷却油箱得到冷却。

如图1所示，为了确保转动筒300上端保持稳定转动，本实施例只的保持机构还包括设于垂直筒100上端并环绕转动筒300布置的上保持台1200，转动筒300对应上保持台1200上方设有上支撑台1300，所述上支撑台1300与上保持台1200之间设有推力轴承1400。这样，推力轴承1400是用来专门承受轴向力的专用轴承,就是轴平行的方向的力的轴承；可在轴向稳定支撑转动筒300周向转动；此外，为了减少摩擦力，上保持台1200对应推力轴承1400外侧设有防护台1500，所述防护台1500与转动筒300外周之间形成润滑空间，所述润滑空间内注有润滑液。所述润滑空间内设有若干朝推力轴承1400布置的润滑液喷头。各个润滑液喷头能够向推力轴承1400喷射润滑油，避免轴承发热的同时减少转动摩擦力。

如图1所示，为了确保中水水流稳定冲击螺旋叶片500，促使转动筒300稳定转动，本实施例在垂直筒100上方设有与转动筒300相对的集流筒1600，所述集流筒1600内设有上宽下窄的锥形中水通道，所述中水通道内壁设有螺旋布置的螺旋流道，所述集流筒1600两侧设有与垂直筒100上端固定的安装架1700。这样，中水能够从螺旋通道螺旋传输后均匀输送至转动筒300内，从而推动螺旋叶片500转动。本实施例还在垂直筒100下方设有下水筒1800，所述下水筒1800内设有上大下小的下水口，所述下水口底部设有回用连接端。流出转动筒300的水能够从下水口流出，经过回用连接端实现回收存储。

如图1所示，在实际应用中，由于水流强度大小不均匀，为了确保水流与螺旋叶片500保持最佳接触，本实施例在转动筒300内壁设有叶片安装块1900，所述叶片安装块1900与螺旋叶片500相连，所述叶片安装块1900上设有调节螺旋叶片500角度的转动调节部。这样，叶片安装块1900能够转动安装螺旋叶片500，螺旋叶片500通过转动调节部调节安装角度，确保螺旋叶片500与水流接触角度最佳。实现角度调节的转动调节部包括相对布置的安装盘，其中一安装盘与叶片安装块1900相连、另一安装盘与螺旋叶片500固定连接，两安装盘相对表面设有相互啮合的卡齿，叶片安装块1900上设有锁紧两安装盘上的锁紧螺杆。通过转动安装盘实现对螺旋叶片500的安装，并通过锁紧螺杆固定，不仅安装调节方便，并且稳定性高。

在实际应用中，本设备可作为为城市高层建筑辅助能源设备出现的，是基于当前城市高层(百米以上)越来越多，弱电(LED电源)使用场景越来越广的前提下展开的。商业模式在高层和超高层商业高楼，其内部用水管道复杂，每日中水处理量巨大，理想状态应是平均日处理时间10小时以上，每日发电能力达到5度以上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。