一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置，涉及水力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。鎖緊螺母、葉輪、短固定支座、中心轉(zhuǎn)軸、軸承、同步永磁發(fā)電機(jī)、絕緣層、長固定支座均放置于殼體管道內(nèi)部，鎖緊螺母和葉輪安裝在中心轉(zhuǎn)軸上，同步永磁發(fā)電機(jī)、軸承、中心轉(zhuǎn)軸、放置于一體式殼狀絕緣層的內(nèi)部，絕緣層通過短固定支座和長固定支座固定于殼體管道內(nèi)，長固定支座的其中一個(gè)輻條與殼體管道的連接處外設(shè)置有并網(wǎng)變頻器、保護(hù)控制設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備。并網(wǎng)變頻器可使同步永磁發(fā)電機(jī)并網(wǎng)簡單，機(jī)組的轉(zhuǎn)速在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不受限制，可以取消調(diào)速設(shè)備，簡化發(fā)電輔助系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)采用同步永磁發(fā)電機(jī)，可使得發(fā)電機(jī)取消同步勵(lì)磁機(jī)控制裝置。

Small hydraulic power generation device utilizing sewage from sewer pipe to generate electricity

The invention discloses a small-sized hydraulic power generation device for generating electricity by utilizing sewage from a sewer pipe, relating to the technical field of hydraulic power generation. The locking nut, an impeller, a short fixed bearing, a central shaft, bearings, permanent magnet synchronous generator, an insulating layer, long fixed bearings are placed on the inside of the pipe shell, the lock nut and the impeller is arranged in the center of the rotating shaft, permanent magnet synchronous generator, a bearing, a central shaft, placed in a one-piece shell shaped insulating layer inside and the insulating layer through a short and long fixed support fixed support fixed on the casing pipe, the long fixed bearing connection a spokes and the shell pipe is arranged outside the grid connected inverter, protection and control equipment and storage equipment. The grid connected inverter makes the synchronous permanent magnet generator simple and simple. The speed of the unit is not limited in a certain speed range. It can cancel the speed regulating equipment and simplify the auxiliary power generation system. The invention adopts a synchronous permanent magnetic generator, which can cause the generator to cancel the synchronous exciter control device.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置
本專利技術(shù)涉及水力發(fā)電
，特別是涉及一種用于下水管道的利用下水管道污水的水流進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置。
技術(shù)介紹
水力發(fā)電是目前為止人類找到的最好的清潔可再生綠色能源之一，在當(dāng)今世界能源日益缺乏的情況下，如何節(jié)約能源、充分有效地利用能源、開發(fā)利用更多的清潔能源已經(jīng)成為當(dāng)前世界發(fā)展必須解決的一個(gè)重要問題。因此，世界各國都把開發(fā)水能發(fā)電放在了能源開發(fā)的優(yōu)先位置。水力發(fā)電為利用水力對(duì)水力發(fā)電裝置做功進(jìn)行發(fā)電，水力發(fā)電裝置的核心部件為裝有葉輪的轉(zhuǎn)子，利用具有一定落差的水沖擊在該葉片上，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子連接到發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)即成為發(fā)電機(jī)的動(dòng)力來源。而由于水資源的嚴(yán)重不足，開發(fā)一種能充分有效利用污水資源的水力發(fā)電方法，具有重要的意義。我國的國土面積很大，管道鋪設(shè)也很多。在各個(gè)角落里我們都可以看到各式的管道，如生活用水管道，污水排放管道，工業(yè)用水管道，河流的水泥輸水管道等。當(dāng)水流過這些管道時(shí)都具有很大的動(dòng)能。而這些能量的利用率卻不高。為了有效利用這些浪費(fèi)的水能，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種利用下水管道污水的水流進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種利用下水管道污水的水流進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，其目的在于充分有效地利用污水資源進(jìn)行水力發(fā)電，彌補(bǔ)污水資源能量的利用不足，并且可以節(jié)省大量的改建費(fèi)用及設(shè)備造價(jià)，便于市場上的普及與推廣。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置，包括殼體管道、鎖緊螺母、葉輪、短固定支座、轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)軸、軸承、同步永磁發(fā)電機(jī)、絕緣層、長固定支座、密閉安裝室；所述的鎖緊螺母、葉輪、短固定支座、中心轉(zhuǎn)軸、軸承、同步永磁發(fā)電機(jī)、絕緣層、長固定支座均放置于殼體管道內(nèi)部；所述的鎖緊螺母和葉輪安裝在中心轉(zhuǎn)軸上；所述的同步永磁發(fā)電機(jī)、軸承、中心轉(zhuǎn)軸、放置于殼狀絕緣層的內(nèi)部；所述絕緣層通過短固定支座和長固定支座固定于殼體管道內(nèi)；所述的長固定支座的其中一個(gè)輻條為中空，其與殼體管道的連接處外設(shè)置有并網(wǎng)變頻器、保護(hù)控制設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備。通過變頻后的低壓電源，通過線纜送出，或通過電力變壓器接入電力系統(tǒng)，或直接存入儲(chǔ)能設(shè)備。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，殼體管道的水流進(jìn)口設(shè)置為漸擴(kuò)漸縮式的水流進(jìn)口。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)軸處于豎直方向，水流垂直沖擊葉輪葉片。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，轉(zhuǎn)子為回轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)子的軸線與殼體管道的軸線相同，葉輪的寬度接近于該處殼體管道圓柱形空腔的寬度。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，葉輪的葉片數(shù)為八片，葉片為渦輪葉片，葉片的受力面為凹面。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，短固定支座的內(nèi)圈和外圈為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且內(nèi)圈和外圈之間帶有輻條；輻條數(shù)為六，周向呈等距離環(huán)形分布。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，長固定支座的內(nèi)圈和外圈為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且內(nèi)圈和外圈之間帶有輻條；輻條數(shù)為六，周向呈等距離環(huán)形分布，且其中一個(gè)輻條為中空，用于穿出同步永磁發(fā)電機(jī)線纜。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，葉輪的鎖緊螺母的外側(cè)表面為流線型。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，線纜穿出后，穿入密閉安裝室，并網(wǎng)變頻器、保護(hù)控制設(shè)備及儲(chǔ)能設(shè)備均放置于密閉安裝室內(nèi)。根據(jù)所述的水力發(fā)電裝置，殼體管道的水流出口設(shè)置為漸擴(kuò)漸縮式的水流出口。綜合來看，本專利技術(shù)的一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置除了常規(guī)水力發(fā)電裝置具有的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.與普通水力發(fā)電裝置相比，有效地利用了污水資源的能量，擴(kuò)寬了水力發(fā)電裝置的應(yīng)用范圍。2.本專利技術(shù)采用并網(wǎng)變頻器可使發(fā)電機(jī)并網(wǎng)簡單，機(jī)組的轉(zhuǎn)速在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不受限制，可以取消調(diào)速設(shè)備，簡化發(fā)電輔助系統(tǒng)。3.本專利技術(shù)采用同步永磁發(fā)電機(jī)，可使得發(fā)電機(jī)取消同步勵(lì)磁機(jī)控制裝置。因此使發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，防止堵塞，節(jié)省空間及造價(jià)的同時(shí)，便于市場推廣及普及。4.本專利技術(shù)的殼體管道的進(jìn)出口均采用漸擴(kuò)漸縮式的流道，使得在充分利用污水能量的同時(shí)，預(yù)防了管道的堵塞。5.本專利技術(shù)獲得的通過變頻后的低壓電源，可通過線纜送出，或通過電力變壓器接入電力系統(tǒng)，或直接存入儲(chǔ)能設(shè)備，應(yīng)用便捷、廣泛。附圖說明利用附圖對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本專利技術(shù)的任何限制。圖1為利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的一體化小型水力發(fā)電裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的一體化小型水力發(fā)電裝置局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖1所示短固定支座的結(jié)構(gòu)俯視圖。圖5為圖1所示長固定支座的結(jié)構(gòu)俯視圖。圖中：1-殼體管道，2-鎖緊螺母，3-葉輪，4-短固定支座，5-中心轉(zhuǎn)軸，6-軸承，7-同步永磁發(fā)電機(jī)，8-絕緣層，9-長固定支座，10-密閉安裝室。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不限于此。圖1為利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的一體化小型水力發(fā)電裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的一體化小型水力發(fā)電裝置，包括殼體管道(1)、鎖緊螺母(2)、葉輪(3)、短固定支座(4)、中心轉(zhuǎn)軸(5)、軸承(6)、同步永磁發(fā)電機(jī)(7)、絕緣層(8)、長固定支座(9)、密閉安裝室(10)。所述的鎖緊螺母(2)、葉輪(3)、短固定支座(4)、中心轉(zhuǎn)軸(5)、軸承(6)、同步永磁發(fā)電機(jī)(7)、絕緣層(8)、長固定支座(9)均放置于殼體管道(1)內(nèi)部，所述的鎖緊螺母(2)和葉輪(3)安裝在中心轉(zhuǎn)軸(5)上，所述的同步永磁發(fā)電機(jī)(7)、軸承(6)、中心轉(zhuǎn)軸(5)、放置于一體式殼狀絕緣層(8)的內(nèi)部，所述絕緣層(8)通過短固定支座(4)和長固定支座(9)固定于殼體管道(1)內(nèi)，所述的長固定支座(9)的其中一個(gè)輻條與殼體管道(1)的連接處外設(shè)置有并網(wǎng)變頻器、保護(hù)控制設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備。本專利技術(shù)的水力發(fā)電裝置采用集成式的結(jié)構(gòu)，便于生產(chǎn)加工、便于機(jī)組的組裝。本專利技術(shù)的殼體管道(1)的進(jìn)出口分別于上下端管道連接，且皆采用漸擴(kuò)漸縮型的流道，在預(yù)防了管道的堵塞的同時(shí)，充分收集利用了污水流下時(shí)的動(dòng)能。轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)軸(5)處于豎直方向，水流垂直沖擊葉輪(3)葉片。轉(zhuǎn)子為回轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)子的軸線與殼體管道(1)的軸線相同，葉輪(3)的寬度接近于該處殼體管道(1)圓柱形空腔的寬度。葉輪(3)的鎖緊螺母(2)的外側(cè)表面為流線型，減少了污水流下攜帶的能量的損失。本專利技術(shù)采用同步永磁發(fā)電機(jī)(7)，可使得發(fā)電機(jī)取消同步勵(lì)磁機(jī)控制裝置，由于使用了并網(wǎng)變頻器，可使同步永磁發(fā)電機(jī)并網(wǎng)簡單，機(jī)組的轉(zhuǎn)速在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不受限制，可以取消調(diào)速設(shè)備，簡化發(fā)電輔助系統(tǒng)，從而使發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省空間防止管道內(nèi)堵塞，節(jié)省大量的土建費(fèi)用及設(shè)備造價(jià)。圖2為利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的一體化小型水力發(fā)電裝置局部結(jié)構(gòu)示意圖。展示了內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。圖3為葉輪(3)的結(jié)構(gòu)示意圖。葉輪(3)的葉片數(shù)為八片，葉片為渦輪葉片，葉片的受力面為凹面。污水水流沖擊葉片，使得葉輪(3)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過中心轉(zhuǎn)軸(5)帶動(dòng)同步永磁發(fā)電機(jī)(7)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得同步永磁發(fā)電機(jī)(7)發(fā)電，最后將電能傳輸出去或進(jìn)行儲(chǔ)存。圖4為短固定支座(4)的結(jié)構(gòu)俯視圖。短固定支座(4)與殼體管道(1)和絕緣層(8)的接觸處為環(huán)狀，分別卡入卡槽中。短固定支座(4)的輻條數(shù)為六，周向呈等距離環(huán)形分布。圖5為長固定支座(9)的結(jié)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置，其特征在于：由殼體管道(1)、鎖緊螺母(2)、葉輪(3)、短固定支座(4)、轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)軸(5)、軸承(6)、同步永磁發(fā)電機(jī)(7)、絕緣層(8)、長固定支座(9)、密閉安裝室(10)組成；葉輪(3)通過中心轉(zhuǎn)軸(5)與同步永磁發(fā)電機(jī)(7)連接；同步永磁發(fā)電機(jī)(7)置于絕緣層(8)內(nèi)，絕緣層(8)通過短固定支座(4)和長固定支座(9)固定于殼體管道(1)內(nèi)，長固定支座(9)一端與絕緣層(8)連接，長固定支座(9)的另一端與殼體管道(1)的內(nèi)壁連接；其中長固定支座(9)的一個(gè)輻條與殼體管道(1)壁連接處開設(shè)有用于穿設(shè)同步永磁發(fā)電機(jī)(7)線纜的線纜穿出口，線纜穿出口外設(shè)置有并網(wǎng)變頻器、保護(hù)控制設(shè)備及儲(chǔ)能設(shè)備，線纜分別于并網(wǎng)變頻器、保護(hù)控制設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置，其特征在于：由殼體管道(1)、鎖緊螺母(2)、葉輪(3)、短固定支座(4)、轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)軸(5)、軸承(6)、同步永磁發(fā)電機(jī)(7)、絕緣層(8)、長固定支座(9)、密閉安裝室(10)組成；葉輪(3)通過中心轉(zhuǎn)軸(5)與同步永磁發(fā)電機(jī)(7)連接；同步永磁發(fā)電機(jī)(7)置于絕緣層(8)內(nèi)，絕緣層(8)通過短固定支座(4)和長固定支座(9)固定于殼體管道(1)內(nèi)，長固定支座(9)一端與絕緣層(8)連接，長固定支座(9)的另一端與殼體管道(1)的內(nèi)壁連接；其中長固定支座(9)的一個(gè)輻條與殼體管道(1)壁連接處開設(shè)有用于穿設(shè)同步永磁發(fā)電機(jī)(7)線纜的線纜穿出口，線纜穿出口外設(shè)置有并網(wǎng)變頻器、保護(hù)控制設(shè)備及儲(chǔ)能設(shè)備，線纜分別于并網(wǎng)變頻器、保護(hù)控制設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置，其特征在于：殼體管道(1)的水流進(jìn)口設(shè)置為漸擴(kuò)漸縮式的水流進(jìn)口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置，其特征在于：使轉(zhuǎn)子的中心轉(zhuǎn)軸(5)處于豎直方向，水流垂直沖擊葉輪(3)葉片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用下水管道污水進(jìn)行發(fā)電的小型水力發(fā)電裝置，其特征在于：轉(zhuǎn)子為回轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)子的軸...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣小平，王莉，王鑫偉，吳國橋，施衛(wèi)東，李偉，周嶺，王川，龐慶龍，朱嘉煒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32