高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，包括轿厢、滑轮组件、拽引机、限速器和拉绳，以及厢内设置开关、厢外限位开关和安全钳，在楼顶设置集雨功能的上水池，在楼底设置储水功能的下水池；上水池与下水池之间分别设置上水管和下水管；在下水池设置有机械式水泵，机械式水泵与拽引机转轴传动连接；下水管上同时安装有水轮发电机。本发明运用到了高层建筑电梯日常运行中，可以节省了能量的损耗，从而开发一种清洁能源，降低了节能电梯的造价。屋面雨水收集系统可以大大的缓解供水紧张及城市内涝压力等问题。雨水收集发电，可以在极端天气情况下，提供临时电源，为人员转移逃生等提供条件。本发明应用蓄水池设置还可对高层建筑的消防安全起到一定的作用。
【专利说明】高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及城市高层建筑物能源利用技术，具体涉及一种利用高层建筑物储存雨水进行发电供电梯使用的自然能源回收利用系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的日新月异，新技术、新方法以其高效、节能、环保的优点逐步受到大众的喜爱。但是，在电梯领域，国内电梯大多采用传统式电梯，随着城镇化速度的加快，电梯的数量势必将继续增加，巨大的电梯能耗已经引起社会和政府职能部门的密切得关注，这将对我国能源的现状提出新的挑战。而目前国内外对这种抽水蓄能式电梯的研究尚处于起步阶段，并且现有技术中将水资源利用到电梯领域尚处于空白。
[0003]城市雨水利用是将城市行政区范围内天然降水有目的地采用各种措施加以收集、存蓄和利用。城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术，可实现水资源涵养、保护与开发，控制城市水土流失和水涝灾害，减轻城市排水处理系统的负荷、减少水污染和改善城市生态环境等目标。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种利用高层建筑物储存雨水进行发电和利用电梯下行发达的自然能源再利用系统，达到全部提供或补充提供给电梯上行供电的作用。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，包括轿厢、滑轮组件、拽引机、限速器和拉绳，以及厢内设置开关、厢外限位开关和安全钳，在楼顶设置集雨功能的上水池，在楼底设置储水功能的下水池；上水池与下水池之间分别设置上水管和下水管；在下水池设置有机械式水泵，所述机械式水泵包括支架和泵体，支架上通过轴承安装有绳轮，与轿厢连接的拉绳经过滑轮组件后与缠绕在机械式水泵的绳轮上；绳轮的转轴一端通过单向轮一与拽引机转轴传动连接，绳轮的转轴另一端通过单向轮二与泵体转轴的传动连接；所述机械式水泵的出水口与所述上水管连通；所述下水管上安装有放水电磁阀，下水管上同时安装有水轮发电机；所述水轮发电机的电源输出端通过稳压器后与拽引机电源输入端连接；所述厢内设置开关与控制柜内的控制器的一个输入端连接，厢外限位开关与控制器的另一个输入端连接，控制器的一个输出端与放水电磁阀连接，控制器的另一个输出端与拽引机的控制端连接。
[0006]所述机械式水泵包括支架和泵体，支架上通过轴承安装有绳轮，所述拉绳规则缠绕在绳轮上，绳轮的转轴一端通过单向轮二与泵体转轴传动连接。还可以在所述绳轮转轴与泵体转轴之间设置有变速器。
[0007]在轿厢外设置有强迫减速开关，该强迫减速开关与控制器输入端连接。
[0008]所述限速器设置在其中一个滑轮的转轴上。
[0009]所述水轮发电机的电源输出端通过充电器与蓄电池连接。在拽引机的电源输入端上还设置有与市电切换的开关或控制单元。[0010]在所述上水池上方设置有防蒸发集雨罩，该防蒸发集雨罩的四周边缘高度大于其中心高度，并在最低点设置有进水孔。在所述下水管口设置有过滤器。
[0011]本发明的有益效果是:
1.本发明将雨水供能、抽水蓄能等功能方式运用到电梯节能领域，建立模型实验对该种新的节能方式的可行性、前景和推广进行综合分析，效果显著。将本发明运用到了高层建筑电梯日常运行中，可以节省了能量的损耗，从而开发一种清洁能源，降低了节能电梯的造价。
[0012]2.屋面雨水收集系统可以大大的缓解供水紧张及城市内涝压力等问题。
[0013]3.雨水收集发电，可以在极端天气情况下，提供临时电源，为人员转移逃生等提供条件。
[0014]4.此装置应用蓄水池设置还可对高层建筑的消防安全起到一定的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中的机械式水泵的结构示意图之一；
图3是图1中的机械式水泵的结构示意图之二；
图4是本发明电路连接框图；
图5是限速器的一种结构示意图。
[0016]图中标号I为楼体,2为轿厢，3为滑轮组件,4为拉绳,5为上水池,6为下水池,7为机械式水泵，71为支架，72为泵体，73为绳轮，74为轴承，75为变速器，76为转轴，77为单向轮一，78为单向轮二，8为上水管，9为下水管，10为水轮发电机，11为防蒸发集雨罩，12放水电磁阀，13为安全钳，14为厢内设置开关，15为厢外限位开关，16为拽引机，17为限速器，18为限速器转轴，19为蓄电池。
[0017]【具体实施方式】:
下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0018]实施例1:高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，参见图1，在楼体I的顶部设置集雨功能的上水池5，在楼体I的底部设置储水功能的下水池6 ;上水池5与下水池6之间分别设置上水管8和下水管9。在下水池6设置有机械式水泵7，参见图2，机械式水泵7包括支架71和泵体72，支架71上通过轴承74安装有绳轮73，所述拉绳4规则缠绕在绳轮73上，绳轮73的转轴一端通过单向轮一 77与拽引机16的转轴传动连接，绳轮73的转轴另一端通过单向轮二 78与泵体72的转轴的传动连接。所述机械式水泵7的出水口与上水管8连通。
[0019]所述下水管9上安装有放水电磁阀12，下水管9上同时安装有水轮发电机10。
[0020]轿厢2上部连接有拉绳4，拉绳4通过滑轮组3改变方向。拉绳4的末端缠绕在机械式水泵的绳轮73上。拉绳4中部设置有安全钳13。限速器17设置在其中一个滑轮的转轴上。
[0021]参见图4，水轮发电机的电源输出端通过稳压器后与拽引机电源输入端连接；所述厢内设置开关与控制柜内的控制器的一个输入端连接，厢外限位开关与控制器的另一个输入端连接，控制器的一个输出端与放水电磁阀连接，控制器的另一个输出端与拽引机的控制端连接。还可以在轿厢外设置有强迫减速开关，该强迫减速开关与控制器输入端连接。
[0022]当轿厢上升时，厢内人员触动厢内设置开关14使放水电磁阀12打开，水轮机发电机10提供给拽弓I机16工作，拽弓I机16通过单向轮一 78驱动绳轮73旋转，从而使轿厢2上移。单向轮二 78的作用可使拽引机16工作时只驱动绳轮73而不驱动泵体72。控制器和图5所示限速器17，以及厢外限位开关15和强迫减速开关可以确保轿厢2匀速平稳移动，安全钳13提高安全系数。当轿厢2下降时，厢内人员触动厢内设置开关14仍然使放水电磁阀12打开，轿厢2的重力势能驱动绳轮73转动，绳轮73转动时通过单向轮二 78驱动泵体72工作，使下水池6内的储水被抬升至上水池5内。单向轮一 77可使绳轮73主动旋转时不带动拽引机16旋转，避免能量浪费。
[0023]可见，上水池5内收集的雨水可以将其重力势能转换给水轮发电机10变为电能，轿厢2下降过程可以将其重力势能转换为机械式水泵7的旋转动能，从而使下水池内5的储水上升至上水池6中。本发明不仅能充分利用雨水的势能，也能利用轿厢的势能，做出能源充分回收利用的目的。
[0024]屋面及住宅区建设集雨池，通过抽水蓄能的运行方式为电梯提供电能，既开发一种城市清洁能源，降低高层电梯运行用电量，又能够减轻城市排水处理系统的负荷、减少水污染，削减城市洪峰流量，减轻城市内涝压力，在极端天气为居民提供临时供电电源、消防保洁水源，蓄水池。因此，开展城市雨水抽水蓄能发电在电梯供能中的应用研究，开发城市雨水利用新方法，对降低城市运作能耗，减轻城市内涝压力有着非常积极的作用。
[0025]另外，在所述上水池5上方设置有防蒸发集雨罩11，该防蒸发集雨罩11的四周边缘高度大于其中心高度，并在最低点设置有进水孔。还可以在下水管9的上口设置有过滤器。
[0026]实施例2:参见图1、图3、图4和图5，在实施例1基础上，在机械式水泵7的绳轮73与泵体72之间，还可以设置有变速器75。
[0027]实施例3:参见图1，在实施例1基础上，在水轮发电机12的电源输出端通过充电器与蓄电池19连接，从而可以将多余电能暂时储存起来，适合雨水充沛季节实用。同时，还可以在拽引机16的电源输入端上还设置有与市电切换的开关或控制单元，适合雨水稀少季节使用。
【权利要求】
1.一种高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，包括轿厢、滑轮组件、拽引机、限速器和拉绳，以及厢内设置开关、厢外限位开关和安全钳，其特征是:在楼顶设置集雨功能的上水池，在楼底设置储水功能的下水池；上水池与下水池之间分别设置上水管和下水管；在下水池设置有机械式水泵，所述机械式水泵包括支架和泵体，支架上通过轴承安装有绳轮，与轿厢连接的拉绳经过滑轮组件后与缠绕在机械式水泵的绳轮上；绳轮的转轴一端通过单向轮一与拽引机转轴传动连接，绳轮的转轴另一端通过单向轮二与泵体转轴的传动连接；所述机械式水泵的出水口与所述上水管连通；所述下水管上安装有放水电磁阀，下水管上同时安装有水轮发电机；所述水轮发电机的电源输出端通过稳压器后与拽引机电源输入端连接；所述厢内设置开关与控制柜内的控制器的一个输入端连接，厢外限位开关与控制器的另一个输入端连接，控制器的一个输出端与放水电磁阀连接，控制器的另一个输出端与拽引机的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，其特征是:所述绳轮转轴与泵体转轴之间设置有变速器。
3.根据权利要求1所述的高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，其特征是:在轿厢外设置有强迫减速开关，该强迫减速开关与控制器输入端连接。
4.根据权利要求1所述的高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，其特征是:所述限速器设置在其中一个滑轮的转轴上。
5.根据权利要求1所述的高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，其特征是:所述水轮发电机的电源输出端通过充电器与蓄电池连接。
6.根据权利要求1所述的高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，其特征是:在拽引机的电源输入端上还设置有与市电切换的开关或控制单元。
7.根据权利要求1所述的高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，其特征是:在所述上水池上方设置有防蒸发集雨罩，该防蒸发集雨罩的四周边缘高度大于其中心高度，并在最低点设置有进水孔。
8.根据权利要求1所述的高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统，其特征是:在所述下水管口设置有过滤器。
【文档编号】F03B13/00GK103670889SQ201310747433
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】丁泽霖, 王婧, 马建琴, 张振伟, 张宏洋, 郝秀平, 武天皓, 张鲁顺, 辛萌, 李强, 秦鑫 申请人:华北水利水电大学