[发明专利]超高层楼房雨水微型发电系统

说明书

本发明公开了一种超高层楼房雨水微型发电系统，旨在利用低成本设备，实现高势能雨水的高效率发电。该系统包括依次连通的雨水收集箱、雨水流通管道、发电装置，雨水收集箱固定在楼房顶部，雨水流通管道竖向设置在楼体侧壁，并延伸至楼房底部，雨水流通管道的出水口设有用以控制水流速度的喷嘴；发电装置包括耦合配置的发电机和微型涡轮机，微型涡轮机的涡室为螺旋形，微型涡轮机上设有竖直方向的进水管和出水管，进水管远离微型涡轮机中轴线方向设置，出水管沿微型涡轮机中轴线方向设置；进水管与喷嘴连通，出水管连通有出水导管。本发明可明显降低涡轮机对水流的阻力，提高水轮机的运转效果和发电量，具有显著的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及清洁能源利用技术领域，具体涉及一种超高层楼房雨水微型发电系统，该系统可以明显的减少雨水发电过程中的能量损失，获取更大的发电量。

背景技术

随着我国经济社会的发展和现代化城市的建设，城市超高层建筑的数量在迅速增长，不但高度在向更高空间伸延，规模也在不断扩大。在区域分布上，超高层建筑的建设不断从经济发达的沿海地区向内地城市转移，从北京、上海、广州等一线大城市转移至二、三线城市。据不完全统计，我国现有己建、在建或规划中的超高层建筑1100多座，高度从100米跃升至近600米。超高层建筑的建设一方面加快了城市现代建设的进程，另一方面，改变了原来的下垫面条件，增加了极端水文事件发生的概率。近年来，城市洪涝灾害事件不断发生，城市生态环境不断恶化。因此，为了改善城市生态环境，提高城市自然资源利用率，需要一个有效的雨水资源开发利用新途径。

此外，随着城市楼房数量的增加，城市用水量也急剧增加，本就匮乏的水资源供应更为紧张。同时，伴随着楼层高度的增加，其下水管道排出的雨水的重力势能也随之增大，由于缺乏必要的节能环保措施，导致这些可利用的重力势能消失殆尽，而其中可利用的水资源也白白的浪费掉了。而目前现有的技术中，雨水发电的效率低，成本高，难以推广普及。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、能量转换效率高的超高层楼房雨水微型发电系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种超高层楼房雨水微型发电系统，包括依次连通的雨水收集箱、雨水流通管道、发电装置，所述雨水收集箱用于安装在超高层楼房顶部，所述雨水流通管道竖向设置在楼体侧壁，并延伸至楼房底部，所述雨水流通管道的出水口设有用以控制水流速度的喷嘴；所述发电装置包括耦合配置的发电机和微型涡轮机，所述微型涡轮机包括螺旋形涡室，微型涡轮机自上而下分别设有竖直方向连通蜗室的进水管和出水管，所述进水管远离所述微型涡轮机中轴线方向设置，所述出水管沿所述微型涡轮机中轴线方向设置；所述进水管与所述喷嘴连通，所述出水管连通有出水导管并安装有水流控制阀。

优选的，所述微型涡轮机为斜击式涡轮机或培尔顿式涡轮机。

优选的，所述微型涡轮机的涡轮直径为150～160mm。

优选的，所述进水管的直径为13mm，所述出水管的直径为30mm。

优选的，所述微型涡轮机的转速不低于500RPM。

优选的，所述喷嘴的末端设有收敛口。

优选的，所述雨水流通管道的管径为0.25m。

优选的，所述雨水流通管道的长度≥150m。

优选的，基于下式，根据设计确定的喷嘴处水流速度v₂，确定雨水流通管道直径D：

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