本發(fā)明涉及一種利用多個(gè)高層建筑物儲(chǔ)能水管發(fā)電的系統(tǒng)，屬于能源回收利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的不斷提高，生活污水引起的環(huán)境污染日趨加重。目前，我國(guó)生活污水排放量不斷增加，生活污水的處理回收顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種利用多個(gè)高層建筑物儲(chǔ)能水管發(fā)電的系統(tǒng)，將多個(gè)高層建筑物的污水通過(guò)多個(gè)儲(chǔ)能水管的形式進(jìn)行保存，匯集到一起進(jìn)行集中發(fā)電處理，合理再利用水資源。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種利用多個(gè)高層建筑物儲(chǔ)能水管發(fā)電的系統(tǒng)，包括儲(chǔ)能水管裝置、和儲(chǔ)能水管裝置配套的下水管道裝置、地下連通引水管道、地下有壓力蓄水池、水輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)，每棟高層建筑物都配置一個(gè)儲(chǔ)能水管裝置和一個(gè)下水管道裝置；

所述儲(chǔ)能水管裝置設(shè)置在高層建筑物下水管道旁邊，儲(chǔ)能水管裝置包括雨水進(jìn)水管道、儲(chǔ)能污水引水管道、儲(chǔ)能水管、儲(chǔ)能污水排水管道，所述雨水進(jìn)水管道設(shè)置在樓層頂部，與儲(chǔ)能水管直接連通，將樓頂雨水從雨水進(jìn)水管道引入儲(chǔ)能水管中；所述雨水進(jìn)水管道在下水管道中有一個(gè)朝上的缺口；所述儲(chǔ)能污水引水管道從五樓開(kāi)始設(shè)置，與儲(chǔ)能水管通過(guò)閥門(mén)連接，所述儲(chǔ)能污水引水管道在下水管道中有一個(gè)朝上的缺口，當(dāng)儲(chǔ)能水管中水位在閥門(mén)下方則閥門(mén)打開(kāi)，隨著水位的逐漸升高，借助水壓力會(huì)將閥門(mén)關(guān)閉，此時(shí)污水從缺口流至下水管道；所述儲(chǔ)能水管內(nèi)設(shè)置三個(gè)水位，分別為停止水位H₀、發(fā)電水位H₁、最高水位H₂，通過(guò)液位信號(hào)器來(lái)感應(yīng)液面高度；當(dāng)儲(chǔ)能水管內(nèi)水位達(dá)到發(fā)電水位H₁時(shí)，水輪機(jī)開(kāi)始發(fā)電；當(dāng)水位下降到停止水位H₀時(shí)，停止發(fā)電；當(dāng)水位達(dá)到最高水位H₂時(shí)，多余污水由雨水進(jìn)水管道的朝上缺口流入下水管道；所述污水排水管道為在清洗儲(chǔ)能水管時(shí)將污水排至下水管網(wǎng)；

所述管道裝置包括備用雨水進(jìn)水管道、下水污水引水管道、下水管道、下水污水排水管道，所述雨水進(jìn)水管道設(shè)置在雨水進(jìn)水管道上面，備用雨水進(jìn)水管道與下水管道連通，當(dāng)積水多至備用雨水進(jìn)水管道高度時(shí)，積水由備用雨水進(jìn)水管道直接通過(guò)下水管道流下；所述下水污水引水管道從一樓開(kāi)始設(shè)置，一樓至四樓與下水管道直接相連，四樓以上樓層均與儲(chǔ)能水管裝置中的儲(chǔ)能污水引水管道相連；所述管道將污水通過(guò)下水污水排水管道直接排至下水管網(wǎng)中；

所述地下連通引水管道布置在地下，每個(gè)高層建筑物配置一條地下連通引水管道，每條地下連通引水管道將各自所屬高層建筑物儲(chǔ)能水管中的水引入到地下有壓力蓄水池；

所述地下有壓力蓄水池具有多個(gè)儲(chǔ)能水管進(jìn)水口和一個(gè)出水管道，每個(gè)高層建筑物的儲(chǔ)能水管對(duì)應(yīng)一個(gè)儲(chǔ)能水管進(jìn)水口，儲(chǔ)能水管的水匯集到一個(gè)容器，出水管道用于將容器內(nèi)的水引入水輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)；

所述水輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電進(jìn)水管道、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、積水池、積水池排水管道，所述發(fā)電進(jìn)水管道與地下有壓力蓄水池連通，將污水引至水輪機(jī)，使其轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，并將電能輸出并網(wǎng)或直接給高樓自來(lái)水增壓泵進(jìn)行供電運(yùn)行；所述積水池為蓄水裝置，多余積水通過(guò)積水池排水管道排至下水管網(wǎng)。

當(dāng)多個(gè)高層建筑物樓層高度一樣時(shí)，取停止水位H₀為整棟樓高的1/3，發(fā)電水位H₁為占整棟樓高的次頂層，最高水位H₂為整棟樓高；當(dāng)多個(gè)高層建筑物樓層高度不一樣時(shí)，取停止水位H₀為最低樓高的1/3，發(fā)電水位H₁為最低樓高的次頂層，最高水位H₂為最低樓高的樓高。

前述的儲(chǔ)能污水排水管道中設(shè)置常閉閥門(mén)k1，在進(jìn)行水管的除污清洗時(shí)打開(kāi)。

前述的每條地下連通引水管道中都有閥門(mén)k2，為常開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)檢修或者排污的時(shí)候關(guān)閉。

前述的儲(chǔ)能水管進(jìn)水口處設(shè)閥門(mén)k3，為常開(kāi)狀態(tài)，在進(jìn)行除污時(shí)關(guān)閉。

前述的發(fā)電進(jìn)水管道與水輪機(jī)之間通過(guò)常開(kāi)閥門(mén)k4連接，常開(kāi)閥門(mén)k4在進(jìn)行水管的除污清洗時(shí)關(guān)閉。

前述的地下有壓力蓄水池的容器的容積為1根儲(chǔ)能水管容積的50%。

前述的水輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)布置在地上，如果在地下則需要保證出水自流進(jìn)入城市污水管網(wǎng)。

前述的水輪機(jī)采用的沖擊式水輪機(jī)。

前述的高層建筑物為10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

本發(fā)明將多個(gè)高層建筑物的污水通過(guò)多個(gè)儲(chǔ)能水管的形式進(jìn)行保存，匯集到一起進(jìn)行集中發(fā)電處理，生產(chǎn)出來(lái)的電能進(jìn)行并網(wǎng)或是給增壓泵供電，極大的節(jié)省了能源，合理再利用水資源，改善了環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益明顯。

附圖說(shuō)明

圖1 為本發(fā)明的利用多個(gè)高層建筑物儲(chǔ)能水管發(fā)電的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明中儲(chǔ)能水管裝置布置圖；

圖3是本發(fā)明中下水管道裝置布置圖

圖4是本發(fā)明中地下有壓力蓄水池裝置布置圖；

圖5是本發(fā)明中水輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)布置圖；

圖中：

H₀為儲(chǔ)能水管的停止水位；H₁為儲(chǔ)能水管的發(fā)電水位；H₂為儲(chǔ)能水管的最高水位；

a₁為雨水進(jìn)水管道口；a₂為備用雨水進(jìn)水管道口；

b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆、b₇、b₈、b₉、b₁₀、b₁₁、b₁₂ 為各樓層的下水污水引水管道入口；

c₅、c₆、c₇、c₈、c₉、c₁₀、c₁₁、c₁₂為儲(chǔ)能污水引水管道在下水管道中朝上的缺口；

d₅、d₆、d₇、d₈、d₉、d₁₀、d₁₁、d₁₂為儲(chǔ)能污水引水管道與儲(chǔ)能水管相連的閥門(mén)；

e0為下水管道出口；e1為儲(chǔ)能水管進(jìn)入下水管網(wǎng)出口；e2為儲(chǔ)能水管進(jìn)入地下連通引水管道進(jìn)口； e3為發(fā)電進(jìn)水管道進(jìn)入積水池進(jìn)口；e4為積水池排水管道進(jìn)入下水管網(wǎng)出口；

k₁為常閉閥門(mén)；k₂為常開(kāi)閥門(mén)；k3為有壓力蓄水池進(jìn)口閥門(mén)，常開(kāi)閥門(mén)；k4為發(fā)電進(jìn)水水管閥門(mén)，發(fā)電打開(kāi)，不發(fā)電關(guān)閉。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的利用多個(gè)高層建筑物儲(chǔ)能水管發(fā)電的系統(tǒng)包括多個(gè)高層建筑物儲(chǔ)能水管裝置1、和儲(chǔ)能水管裝置配套的下水管道裝置2、地下連通引水管道4、地下有壓力蓄水池5、水輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)6。具體的，

如圖2所示，每棟高層建筑物都配置一個(gè)儲(chǔ)能水管裝置和一個(gè)下水管道裝置，儲(chǔ)能水管裝置1設(shè)置在靠近高層建筑物下水管道旁邊，儲(chǔ)能水管裝置1包括雨水進(jìn)水管道1-1、儲(chǔ)能污水引水管道1-2、儲(chǔ)能水管1-3、儲(chǔ)能污水排水管道1-4，其中，雨水進(jìn)水管道1-1設(shè)置在樓層頂部，與儲(chǔ)能水管1-3直接連通，將樓頂雨水從雨水進(jìn)水管道引入儲(chǔ)能水管1-3中，圖2中a1為雨水進(jìn)水管道口。雨水進(jìn)水管道1-1在下水管道2-3中有一個(gè)朝上的缺口，當(dāng)儲(chǔ)能水管1-3水面高度達(dá)到最高水位H2時(shí)，水溢出經(jīng)由該缺口流入下水管道2-3；當(dāng)有大規(guī)模雨水降臨時(shí)，樓頂積水可由備用雨水進(jìn)水管道2-1直接由下水管道2-3流下，圖2中a2為備用雨水進(jìn)水管道口。儲(chǔ)能污水引水管道1-2從五樓開(kāi)始設(shè)置，與儲(chǔ)能水管1-3通過(guò)閥門(mén)（d5—d12）連接，并在下水管道中有一個(gè)朝上的缺口（c5—c12）；當(dāng)儲(chǔ)能水管1-3中水位在閥門(mén)下方則閥門(mén)打開(kāi)，隨著水位的逐漸升高，借助水壓力會(huì)將閥門(mén)關(guān)閉，此時(shí)污水從缺口流至下水管道。儲(chǔ)能水管1-3內(nèi)設(shè)置三個(gè)水位，分別為停止水位H₀、發(fā)電水位H₁、最高水位H₂，通過(guò)液位信號(hào)器來(lái)感應(yīng)液面高度；當(dāng)多個(gè)高層建筑物樓層高度一樣時(shí)，取H₀為整棟樓高的1/3，H₁為占整棟樓高的次頂層，H₂為整棟樓高，當(dāng)多個(gè)高層建筑物樓層高度不一樣時(shí)，取H₀為最低樓高的1/3，H₁為最低樓高的次頂層，H₂為最低樓高樓高。由于地下連通引水管道的作用，每棟高層建筑物的儲(chǔ)能水管中的水位都是相同的，當(dāng)儲(chǔ)能水管1-3內(nèi)水位達(dá)到發(fā)電水位H₁時(shí)，水輪機(jī)開(kāi)始發(fā)電；當(dāng)水位下降到停止水位H₀時(shí)，停止發(fā)電；遇暴雨時(shí)節(jié)，水位達(dá)到最高水位H₂時(shí)，多余污水由雨水進(jìn)水管道1-1的朝上缺口流入下水管道，或由備用雨水進(jìn)水管道直接流入下水管道。儲(chǔ)能污水排水管道1-4為在清洗儲(chǔ)能水管1-3時(shí)將污水排至下水管網(wǎng)。儲(chǔ)能污水排水管道1-4中設(shè)置常閉閥門(mén)k1，在進(jìn)行水管的除污清洗時(shí)打開(kāi)，圖中e1為儲(chǔ)能水管進(jìn)入下水管網(wǎng)出口，常閉狀態(tài)，在進(jìn)行水管的除污清洗時(shí)打開(kāi)。

如圖3所示，下水管道裝置2包括備用雨水進(jìn)水管道2-1、下水污水引水管道2-2、下水管道2-3、下水污水排水管道2-4，其中，備用雨水進(jìn)水管道2-1設(shè)置在雨水進(jìn)水管道1-1上面，備用雨水進(jìn)水管道2-1與下水管道2-3連通，當(dāng)遇大規(guī)模雨水時(shí)，積水較多至備用雨水進(jìn)水管道2-1高度時(shí)，積水由備用雨水進(jìn)水管道直接通過(guò)下水管道2-3流下。下水污水引水管道2-2從一樓開(kāi)始設(shè)置，一樓至四樓與下水管道2-3直接相連，四樓以上樓層均與儲(chǔ)能水管裝置1中的儲(chǔ)能污水引水管道1-2相連，圖中，b1—b12為下水污水引水管道入口。下水管道2-3將污水通過(guò)下水污水排水管道2-4直接排至下水管網(wǎng)中。圖中，e0為下水管道出口。

由于每棟高層建筑物都配備儲(chǔ)能水管，多個(gè)儲(chǔ)能水管的水可以通過(guò)地下連通引水管道4相連通，地下連通引水管道4布置在地下，不影響小區(qū)內(nèi)的道路通行，每棟高層建筑物配置一條地下連通引水管道，如圖1中的4-1,4-2,4-3，每條地下連通引水管道將各自所屬高層建筑物儲(chǔ)能水管中的水引入到地下有壓力蓄水池5，通過(guò)地下有壓力儲(chǔ)水池5和地下連通引水管道的平衡左右將多個(gè)儲(chǔ)能水管內(nèi)的水聯(lián)通一起，這樣不同儲(chǔ)能水管內(nèi)的水位可以相互進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到平衡水位。在每條地下連通引水管道中都有閥門(mén)k2，為常開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)檢修或者排污的時(shí)候關(guān)閉，地下連通引水管道具有連通器的作用；圖中e2為儲(chǔ)能水管進(jìn)入地下連通引水管道進(jìn)口。

如圖4所示的地下有壓力蓄水池5，具有多個(gè)儲(chǔ)能水管進(jìn)水口和一個(gè)出水管道，每棟高層建筑物的儲(chǔ)能水管對(duì)應(yīng)一個(gè)儲(chǔ)能水管進(jìn)水口，如圖3中的5-1、5-2、5-3，儲(chǔ)能水管進(jìn)水口處設(shè)閥門(mén)k3，閥門(mén)k3平時(shí)處于常開(kāi)狀態(tài)，在進(jìn)行除污時(shí)關(guān)閉。5-4為有壓力蓄水池出水管道，5-5為多個(gè)儲(chǔ)能水管的水匯集的容器，該容器的容積不應(yīng)該太大，一般2~3m³即可，為1根儲(chǔ)能水管容積的50%，具有平衡多棟高層建筑物儲(chǔ)能水管中水位的作用。該容器應(yīng)該具備抗高壓的能力，（如樓高為100米，則須抗壓超過(guò)10個(gè)大氣壓，還需要保留一定抗高壓余量，取抗壓12個(gè)大氣壓為宜）。5-6為地下有壓力蓄水池的進(jìn)入門(mén)，為常閉狀態(tài)，當(dāng)需要排污時(shí)關(guān)閉三個(gè)閥門(mén)k3，打開(kāi)蓄水池進(jìn)入門(mén)，可以進(jìn)入有壓力蓄水池進(jìn)行除污。

如圖5所示的水輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)6包括發(fā)電進(jìn)水管道6-1、水輪機(jī)6-2、發(fā)電機(jī)6-3、積水池6-4、積水池排水管道6-5，其中，發(fā)電進(jìn)水管道6-1與水輪機(jī)6-2之間通過(guò)常開(kāi)閥門(mén)k4連接，常開(kāi)閥門(mén)k4在進(jìn)行水管的除污清洗時(shí)關(guān)閉。發(fā)電進(jìn)水管道6-1與地下有壓力蓄水池連通，將污水引至水輪機(jī)6-2，使其轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6-3工作，并將電能輸出并網(wǎng)或直接給高樓自來(lái)水增壓泵進(jìn)行供電運(yùn)行。積水池6-4為蓄水裝置，多余積水通過(guò)積水池排水管道6-5排至下水管網(wǎng)，圖中，e3為發(fā)電進(jìn)水管道進(jìn)入積水池進(jìn)口，e4為積水池排水管道進(jìn)入下水管網(wǎng)出口。

水輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)該布置在地上，如果在地下則需要保證出水自流進(jìn)入城市污水管網(wǎng)，本發(fā)明的水輪機(jī)6-2采用的沖擊式水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)出的電能可以并網(wǎng)，也可以直接給高樓自來(lái)水增壓泵供電運(yùn)行。采用沖擊式水輪機(jī)，具備小流量高揚(yáng)程寬效率區(qū)的特點(diǎn)，同時(shí)和單個(gè)儲(chǔ)能水管相比，水輪機(jī)的流量得到了增加，水輪發(fā)電系統(tǒng)的出力及穩(wěn)定性有了更大的提高。

本發(fā)明的高層建筑物最好為10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，這樣系統(tǒng)具有較好的適用性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。