阅读说明：本技术 一种下水道水流动能发电装置 (Sewer water kinetic energy power generation device ) 是由 王杰 于 2020-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开的一种下水道水流动能发电装置,包括地基,所述地基内设有水能发电腔,所述水能发电腔内设有蓄水发电装置,所述水能发电腔内设有位于所述蓄水发电装置下侧的水位检测发电装置,所述水位检测发电装置能检测所述蓄水腔内的水位,且所述水位检测发电装置能将所述蓄水发电装置水位增高产生的势能直接转化为电能,所述水能发电腔内设有位于所述水位检测发电装置左下侧的波浪能转化清洁装置,所述水能发电腔内设有位于所述波浪能转化清洁装置上侧的过滤刮除装置,本发明能实现对水能进行多次利用,提高污水水流总机械能利用率,能提高水轮机水能转化效率,延长水轮机使用寿命。(The invention discloses a sewer water kinetic energy power generation device, which comprises a foundation, wherein a water energy power generation cavity is arranged in the foundation, a water storage power generation device is arranged in the water energy power generation cavity, a water level detection power generation device positioned on the lower side of the water storage power generation device is arranged in the water energy power generation cavity, the water level detection power generation device can detect the water level in the water storage cavity, the water level detection power generation device can directly convert potential energy generated by increasing the water level of the water storage power generation device into electric energy, a wave energy conversion cleaning device positioned on the left lower side of the water level detection power generation device is arranged in the water energy power generation cavity, and a filtering and scraping device positioned on the upper side of the wave energy conversion cleaning device is arranged in the water energy power generation cavity. The service life of the water turbine is prolonged.)

一种下水道水流动能发电装置

技术领域

本发明涉及水能发电技术领域，具体为一种下水道水流动能发电装置。

背景技术

下水道是一种城市公共设施，指建筑物排放污水和雨水的管道；也指城市、厂区或村庄排除污水和雨水的地下通道，污水流经下水道时的动能能用于发电，目前下水道水流发电装置大多直接采用水轮机直接发电，但由于流经下水道的污水带有固体垃圾，直接流经水轮机会冲蚀水轮机叶片，使水轮机寿命较短，且污水流量变化较大，使得水轮机无法工作在工作转速范围内，从而使水流动能转化为电能效率较低，且只能对水流机械能进行单次利用，使得水流总机械能利用率较低，本发明阐明的一种能解决上述问题的设备。

发明内容

技术问题：目前的下水道水流发电装置，由于污水中的固体冲蚀水轮机叶片，使水轮机寿命较短，水流总机械能利用率较低。

为解决上述问题，本例设计了一种下水道水流动能发电装置，本例的一种下水道水流动能发电装置，包括地基，所述地基内设有水能发电腔，所述水能发电腔内设有蓄水发电装置，所述蓄水发电装置通过蓄水达到定量水位后放水，从而保证一段时间内的设定流量的连续水流能带动水轮发电机构发电，从而提高下水道水流利用发电效率，同时所述蓄水发电装置能利用蓄水时的势能进行直接发电，从而提高对下水道水流总机械能的利用率，所述蓄水发电装置包括固定连接于所述水能发电腔后侧内壁上的蓄水箱，所述蓄水箱内设有蓄水腔，所述蓄水腔与地面上的排水管之间相通连接有污水管，所述蓄水腔内壁上固定连接有过滤网，所述蓄水腔上滑动连接有位于所述过滤网下侧的箱门，所述箱门与所述蓄水腔下侧内壁之间连接有第二压缩弹簧，所述箱门下侧端面上固定连接有能向下延伸至所述蓄水腔端面外的第二活塞杆，所述水能发电腔内设有位于所述蓄水发电装置下侧的水位检测发电装置，所述水位检测发电装置能检测所述蓄水腔内的水位，且所述水位检测发电装置能将所述蓄水发电装置水位增高产生的势能直接转化为电能，所述水能发电腔内设有位于所述水位检测发电装置左下侧的波浪能转化清洁装置，所述波浪能转化清洁装置能将水流的波浪能转化为压缩空气能，并能对所述蓄水发电装置进行清洗运动，所述水能发电腔内设有位于所述波浪能转化清洁装置上侧的过滤刮除装置，所述过滤刮除装置能刮除所述过滤网上过滤下的固体垃圾。

可优选地，所述第二活塞杆下侧端面上固定连接有位于所述蓄水箱下侧的齿条，所述蓄水箱左侧端面上相通连接有输入管，所述输入管与所述蓄水腔相通口位于所述过滤网左下侧，所述输入管与所述蓄水腔相通口处转动连接有水密箱门，所述水密箱门转动连接处设有副扭转弹簧，所述水密箱门内设有开口朝下的限位孔，所述输入管下侧端面上设有叶轮箱，所述叶轮箱内设有与所述输入管相通的叶轮腔，所述叶轮腔左侧内壁上转动连接有向右延伸的副发电机轴，所述副发电机轴上固定连接有叶轮，所述副发电机轴上动力连接有固定连接于叶轮腔左侧内壁上的副发电机，所述水能发电腔下侧内壁上设有下水道，所述下水道与所述叶轮腔之间相通连接有输水管。

可优选地，所述水位检测发电装置包括固定连接与所述蓄水箱下侧端面上的活塞缸，所述活塞缸内设有开口朝下的活塞腔，所述活塞腔内滑动连接有第三活塞，所述第三活塞上侧端面上固定连接有上下延伸的第三活塞杆，所述第三活塞杆向上延伸至所述蓄水腔内，所述第三活塞杆能与所述第二活塞抵接，所述第三活塞杆向下延伸至所述水能发电腔内，所述第三活塞与所述活塞腔下侧内壁之间连接有第三压缩弹簧，所述第三活塞与所述活塞腔之间的滑动阻尼较大，所述第三活塞杆上固定连接有位于所述活塞缸下侧的固定板，所述固定板上侧端面上固定连接有限位杆，所述限位杆能延伸至所述限位孔内，从而锁定水密箱门，所述水能发电腔后侧内壁上固定连接有位于所述齿条左侧的固定台，所述固定台上转动连接有左右延伸的齿轮轴，所述齿轮轴上固定连接有位于所述固定台左侧的第四齿轮，所述齿轮轴上固定连接有与所述齿条啮合连接的第三齿轮，所述水能发电腔后侧内壁上固定连接有位于所述齿条右侧的副活塞缸，所述副活塞缸内设有开口朝右的副活塞腔，所述副活塞腔与所述活塞腔之间相通连接有气管，所述副活塞腔内滑动连接有第四活塞，所述第四活塞左侧端面上固定连接有向左延伸至所述水能发电腔内的第四活塞杆，所述第四活塞杆上固定连接有转盘，所述转盘左侧端面上转动连接有第二齿轮，所述第二齿轮能与所述第四齿轮啮合连接，所述第二齿轮能与所述齿条啮合连接，且所述第二齿轮位于所述第三齿轮下侧，所述水能发电腔后侧内壁上固定连接有位于所述副活塞缸右侧地电机座，所述电机座左侧端面上转动连接有向左延伸的发电机轴，所述发电机轴上动力连接有固定连接于所述电机座上的发电机，所述发电机轴贯穿所述转盘和所述第二齿轮，且所述发电机轴与所述第二齿轮平键连接。

可优选地，所述波浪能转化清洁装置包括固定连接于所述水能发电腔后侧内壁上的气泵，所述气泵内设有向右延伸至所述水能发电腔内的第一转轴，所述第一转轴上设有单向离合器，所述单向离合器上设有第一齿轮，所述水能发电腔前侧内壁上滑动连接有向下延伸至所述下水道内的升降齿条，所述升降齿条与所述第一齿轮啮合连接，所述升降齿条上固定连接有位于所述下水道内的浮力板，所述水能发电腔后侧内壁上固定连接有位于所述气泵上侧的储气箱，所述储气箱与所述气泵之间相通连接有废料箱，所述储气箱右侧端面上相通连接有进气管，所述进气管上设有三位五通阀，所述三位五通阀左侧端面上设有两个上下对称的排气管，所述叶轮箱左侧端面上固定连接有位于所述副发电机下侧的叶轮机，所述叶轮机内设有向右延伸至所述叶轮腔内的第二转轴，所述第二转轴上固定连接有位于所述叶轮下侧的毛刷，所述毛刷能清洁所述叶轮叶片上的杂质，所述叶轮机与所述三位五通阀之间相通连接有气路管。

可优选地，所述过滤刮除装置包括固定连接于所述水能发电腔后侧内壁上且位于所述储气箱上侧的气缸，所述气缸内设有开口朝右的气腔，所述气腔与所述三位五通阀之间相通连接有输气管，所述气腔内滑动连接有活塞，所述活塞右侧端面上固定连接有向右延伸至所述蓄水腔内的活塞杆，所述活塞与所述气腔右侧内壁之间连接有第一压缩弹簧，所述活塞杆上固定连接有位于所述蓄水腔内的刮板，所述刮板左侧端面上固定连接有向左延伸至所述蓄水腔端面外的挡板，所述蓄水箱右侧端面上固定连接有废料箱，所述废料箱内设有与所述蓄水腔相通且开口朝上的废料储存腔，所述废料储存腔用于储存从污水中过滤出的固体垃圾，所述废料储存腔与所述蓄水腔相通处转动连接有箱门，所述箱门转动连接处设有扭转弹簧，所述废料储存腔上侧开口处转动连接有副箱门。

本发明的有益效果是：本发明的蓄水发电装置能通过积蓄污水，实现向水轮机发电机构输送定量水流，从而保证水轮机能工作在工作转速范围内，从而提高水轮机水能转化效率，提高水流动能利用率，蓄水发电装置通过滤网能过滤去除污水中的固体垃圾，从而延长水轮机使用寿命，蓄水发电装置能利用蓄水时水的势能变化发电，波浪能转化清洁装置能利用下水道中的污水的波浪能对滤网进行清洗处理，从而能对水能进行多次利用，提高污水水流总机械能利用率，因此本发明能实现对水能进行多次利用，提高污水水流总机械能利用率，能提高水轮机水能转化效率，延长水轮机使用寿命。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的一种下水道水流动能发电装置的整体结构示意图；

图2为图1的“A”处的结构放大示意图；

图3为图1的“B”处的结构放大示意图；

图4为图1的“C”处的结构放大示意图；

图5为图1的“D”处的结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

本发明涉及一种下水道水流动能发电装置，主要应用于水能发电，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：

本发明所述的一种下水道水流动能发电装置，包括地基11，所述地基11内设有水能发电腔12，所述水能发电腔12内设有蓄水发电装置101，所述蓄水发电装置101通过蓄水达到定量水位后放水，从而保证一段时间内的设定流量的连续水流能带动水轮发电机构发电，从而提高下水道水流利用发电效率，同时所述蓄水发电装置101能利用蓄水时的势能进行直接发电，从而提高对下水道水流总机械能的利用率，所述蓄水发电装置101包括固定连接于所述水能发电腔12后侧内壁上的蓄水箱32，所述蓄水箱32内设有蓄水腔33，所述蓄水腔33与地面上的排水管之间相通连接有污水管34，所述蓄水腔33内壁上固定连接有过滤网35，所述蓄水腔33上滑动连接有位于所述过滤网35下侧的箱门36，所述箱门36与所述蓄水腔33下侧内壁之间连接有第二压缩弹簧60，所述箱门36下侧端面上固定连接有能向下延伸至所述蓄水腔33端面外的第二活塞杆39，所述水能发电腔12内设有位于所述蓄水发电装置101下侧的水位检测发电装置102，所述水位检测发电装置102能检测所述蓄水腔33内的水位，且所述水位检测发电装置102能将所述蓄水发电装置101水位增高产生的势能直接转化为电能，所述水能发电腔12内设有位于所述水位检测发电装置102左下侧的波浪能转化清洁装置103，所述波浪能转化清洁装置103能将水流的波浪能转化为压缩空气能，并能对所述蓄水发电装置101进行清洗运动，所述水能发电腔12内设有位于所述波浪能转化清洁装置103上侧的过滤刮除装置104，所述过滤刮除装置104能刮除所述过滤网35上过滤下的固体垃圾。

有益地，所述第二活塞杆39下侧端面上固定连接有位于所述蓄水箱32下侧的齿条40，所述蓄水箱32左侧端面上相通连接有输入管31，所述输入管31与所述蓄水腔33相通口位于所述过滤网35左下侧，所述输入管31与所述蓄水腔33相通口处转动连接有水密箱门71，所述水密箱门71转动连接处设有副扭转弹簧72，所述水密箱门71内设有开口朝下的限位孔70，所述输入管31下侧端面上设有叶轮箱24，所述叶轮箱24内设有与所述输入管31相通的叶轮腔48，所述叶轮腔48左侧内壁上转动连接有向右延伸的副发电机轴49，所述副发电机轴49上固定连接有叶轮47，所述副发电机轴49上动力连接有固定连接于叶轮腔48左侧内壁上的副发电机23，所述水能发电腔12下侧内壁上设有下水道16，所述下水道16与所述叶轮腔48之间相通连接有输水管17。

有益地，所述水位检测发电装置102包括固定连接与所述蓄水箱32下侧端面上的活塞缸63，所述活塞缸63内设有开口朝下的活塞腔65，所述活塞腔65内滑动连接有第三活塞64，所述第三活塞64上侧端面上固定连接有上下延伸的第三活塞杆67，所述第三活塞杆67向上延伸至所述蓄水腔33内，所述第三活塞杆67能与所述第二活塞56抵接，所述第三活塞杆67向下延伸至所述水能发电腔12内，所述第三活塞64与所述活塞腔65下侧内壁之间连接有第三压缩弹簧66，所述第三活塞64与所述活塞腔65之间的滑动阻尼较大，所述第三活塞杆67上固定连接有位于所述活塞缸63下侧的固定板68，所述固定板68上侧端面上固定连接有限位杆69，所述限位杆69能延伸至所述限位孔70内，从而锁定水密箱门71，所述水能发电腔12后侧内壁上固定连接有位于所述齿条40左侧的固定台77，所述固定台77上转动连接有左右延伸的齿轮轴78，所述齿轮轴78上固定连接有位于所述固定台77左侧的第四齿轮79，所述齿轮轴78上固定连接有与所述齿条40啮合连接的第三齿轮76，所述水能发电腔12后侧内壁上固定连接有位于所述齿条40右侧的副活塞缸73，所述副活塞缸73内设有开口朝右的副活塞腔82，所述副活塞腔82与所述活塞腔65之间相通连接有气管62，所述副活塞腔82内滑动连接有第四活塞83，所述第四活塞83左侧端面上固定连接有向左延伸至所述水能发电腔12内的第四活塞杆80，所述第四活塞杆80上固定连接有转盘74，所述转盘74左侧端面上转动连接有第二齿轮75，所述第二齿轮75能与所述第四齿轮79啮合连接，所述第二齿轮75能与所述齿条40啮合连接，且所述第二齿轮75位于所述第三齿轮76下侧，所述水能发电腔12后侧内壁上固定连接有位于所述副活塞缸73右侧地电机座13，所述电机座13左侧端面上转动连接有向左延伸的发电机轴15，所述发电机轴15上动力连接有固定连接于所述电机座13上的发电机14，所述发电机轴15贯穿所述转盘74和所述第二齿轮75，且所述发电机轴15与所述第二齿轮75平键连接。

有益地，所述波浪能转化清洁装置103包括固定连接于所述水能发电腔12后侧内壁上的气泵21，所述气泵21内设有向右延伸至所述水能发电腔12内的第一转轴41，所述第一转轴41上设有单向离合器42，所述单向离合器42上设有第一齿轮43，所述水能发电腔12前侧内壁上滑动连接有向下延伸至所述下水道16内的升降齿条20，所述升降齿条20与所述第一齿轮43啮合连接，所述升降齿条20上固定连接有位于所述下水道16内的浮力板19，所述水能发电腔12后侧内壁上固定连接有位于所述气泵21上侧的储气箱22，所述储气箱22与所述气泵21之间相通连接有废料箱54，所述储气箱22右侧端面上相通连接有进气管53，所述进气管53上设有三位五通阀51，所述三位五通阀51左侧端面上设有两个上下对称的排气管52，所述叶轮箱24左侧端面上固定连接有位于所述副发电机23下侧的叶轮机45，所述叶轮机45内设有向右延伸至所述叶轮腔48内的第二转轴46，所述第二转轴46上固定连接有位于所述叶轮47下侧的毛刷18，所述毛刷18能清洁所述叶轮47叶片上的杂质，所述叶轮机45与所述三位五通阀51之间相通连接有气路管44。

有益地，所述过滤刮除装置104包括固定连接于所述水能发电腔12后侧内壁上且位于所述储气箱22上侧的气缸26，所述气缸26内设有开口朝右的气腔28，所述气腔28与所述三位五通阀51之间相通连接有输气管25，所述气腔28内滑动连接有活塞27，所述活塞27右侧端面上固定连接有向右延伸至所述蓄水腔33内的活塞杆30，所述活塞27与所述气腔28右侧内壁之间连接有第一压缩弹簧29，所述活塞杆30上固定连接有位于所述蓄水腔33内的刮板58，所述刮板58左侧端面上固定连接有向左延伸至所述蓄水腔33端面外的挡板50，所述蓄水箱32右侧端面上固定连接有废料箱54，所述废料箱54内设有与所述蓄水腔33相通且开口朝上的废料储存腔38，所述废料储存腔38用于储存从污水中过滤出的固体垃圾，所述废料储存腔38与所述蓄水腔33相通处转动连接有箱门36，所述箱门36转动连接处设有扭转弹簧55，所述废料储存腔38上侧开口处转动连接有副箱门37。

以下结合图1至图5对本文中的一种下水道水流动能发电装置的使用步骤进行详细说明：初始状态：在第一压缩弹簧29作用下，活塞27、活塞杆30、刮板58位于左限位处，在第二压缩弹簧60作用下，第二活塞56、齿条40位于上限位处，在第三压缩弹簧66作用下，第三活塞64、第三活塞杆67、限位杆69位于上限位处，限位杆69延伸至限位孔70内，从而锁定水密箱门71，在扭转弹簧55作用下，箱门36处于关闭状态，在副扭转弹簧72作用下，水密箱门71处于关闭状态，第四活塞83、第四活塞杆80、转盘74、第二齿轮75位于右限位处，第二齿轮75与齿条40啮合连接，三位五通阀51使进气管53与输气管25、气路管44均不相通；工作时，地面上的排水管内的污水流经污水管34输送到蓄水腔33内，污水通过过滤网35过滤使固体垃圾留在过滤网35上侧，蓄水腔33内的污水量逐渐增多，在污水重力作用下，第二活塞56下移，且随着污水量增多，第二活塞56下移量增多，第二活塞56带动第二活塞杆39、齿条40下移，齿条40下移通过啮合连接带动第二齿轮75转动，第二齿轮75通过平键连接带动发电机轴15转动，发电机轴15带动发电机14转动发电；当蓄水腔33内蓄水达到设定量后，第二活塞56下移与第三活塞杆67抵接并推动第三活塞杆67下移，第三活塞杆67带动第三活塞64、固定板68、限位杆69下移，第三活塞64下移产生的负压通过气管62输送到副活塞腔82内，从而使第四活塞83、转盘74、第二齿轮75左移，从而使第二齿轮75与齿条40脱离接触，第二齿轮75与第四齿轮79啮合连接，同时限位杆69与限位孔70脱离接触，在蓄水腔33内的水压作用下，水密箱门71向左转动开启，使蓄水腔33内的污水通过输入管31输送到叶轮腔48内并带动叶轮47转动，叶轮47带动副发电机轴49转动，从而使副发电机23发电，由于蓄水腔33蓄水后通过输入管31流入叶轮腔48内的水流量能使叶轮47达到正常工作转速，从而能提高水流动能转化为电能的效率，之后污水流入下水道16内，下水道16内污水形成的波浪能得到浮力板19、升降齿条20上下移动，升降齿条20移动时通过啮合连接带动第一齿轮43转动，且升降齿条20上移时，第一齿轮43转动能带动单向离合器42、第一转轴41转动，从而使气泵21产生气流，气流通过废料箱54输送到储气箱22内储存，当升降齿条20下移时，第一齿轮43无法通过单向离合器42带动第一转轴41转动；蓄水腔33内水排出后，在第二压缩弹簧60作用下，第二活塞56上移复位，在副扭转弹簧72作用下，水密箱门71右转复位，在第三压缩弹簧66作用下，第三活塞64上移复位，且由于第三活塞64与活塞腔65内壁的阻尼力较大，使限位杆69上移速度小于水密箱门71右转复位速度，从而使水密箱门71复位后，限位杆69上移延伸至限位孔70内，同时限位杆69上移速度远小于第二活塞56上移复位速度，使得第二活塞56上移复位后，第四活塞83才能带动第二齿轮75右移与第二齿轮75脱离接触，齿条40上移通过啮合连接带动第三齿轮76转动，第三齿轮76带动齿轮轴78、第四齿轮79转动，第四齿轮79通过啮合连接带动第二齿轮75转动，第二齿轮75通过平键连接带动发电机轴15转动，从而使发电机14同向转动发电，避免发电机14逆转转动损耗发电机14内转子原本的动能，第三活塞64上移复位，第三活塞64上移产生的气流通过气管62输送到副活塞腔82内，从而使第四活塞83、第四活塞杆80、转盘74、第二齿轮75右移复位；经过设定的时间后，三位五通阀51使进气管53与气路管44相通，储气箱22内的部分压缩空气通过进气管53、三位五通阀51、气路管44输送到叶轮机45内，带动第二转轴46、毛刷18转动，对叶轮47上的叶片进行清洁，之后三位五通阀51使进气管53与输气管25相通，储气箱22内的压缩空气通过进气管53、三位五通阀51、输气管25输送到气腔28内，并推动活塞27、活塞杆30、刮板58右移，从而将过滤网35上的固体垃圾向右输送，固体垃圾推动箱门36开启，之后固体垃圾被推入到废料储存腔38内储存，从而实现自动过滤废水中的固体垃圾，避免固体垃圾冲击叶轮47，从而能延长发电设备使用寿命。

本发明的有益效果是：本发明的蓄水发电装置能通过积蓄污水，实现向水轮机发电机构输送定量水流，从而保证水轮机能工作在工作转速范围内，从而提高水轮机水能转化效率，提高水流动能利用率，蓄水发电装置通过滤网能过滤去除污水中的固体垃圾，从而延长水轮机使用寿命，蓄水发电装置能利用蓄水时水的势能变化发电，波浪能转化清洁装置能利用下水道中的污水的波浪能对滤网进行清洗处理，从而能对水能进行多次利用，提高污水水流总机械能利用率，因此本发明能实现对水能进行多次利用，提高污水水流总机械能利用率，能提高水轮机水能转化效率，延长水轮机使用寿命。

通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。