[发明专利]雨水发电及土壤回灌照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市能源保护及利用领域，尤其是发明一种利用雨水发电及土壤回灌照明装置。

背景技术

目前，近年来，由于地面水源污染及人们大量开采地下水,因此使地下水资源急剧减少、地下水位逐年降低。区域性地下水位下降导致海水入侵、耕地盐碱化、植被干枯和荒漠化等自然灾害。另外城市区域硬地化，地表径流增加，参与自然循环地下水量大大减少。地下水不能及时得到补充，使得城市地质结构发生了显著变化，地下储水空间缺乏水体的支撑而萎缩，使土壤中的土石层在重力作用下往下沉，使地面建筑工程出现安全隐患；在雨季，由于降水储水漏斗的减少，致使地下水资源不断减少，直至枯竭。同时，由于城市路面硬化、不渗水，造成严重的洪涝灾害。雨水白白流走既增加了排洪排涝的压力，又使得大量水资源浪费。为了合理利用降水能源，我们应该居安思危，提出合理的集水、节水措施，保护城市地下水资源具有重要意义。

利用大气降水进行发电，将其电能供应路灯照明。其中国内的发电路灯多数是利用风能源及太阳光能源的，例如中国专利2016100086073“一种自发电路灯”是利用太阳能进行发电照明的。中国专利2014108194132“一种新型风力涡轮发电路灯”是利用风能进行发电。中国专利是利用2014106150801“一种基于风光一体发电路灯的供电电网并网发电的方法”是利用风能和太阳能两种能源进行发电。风能和太阳能是当前自动发电的主要能源，但是利用雨水进行发电的装置鲜有发现，因此，利用下雨的势能进行自发发电是本发明的重要特点。

关于土壤水分回灌装置的研究，国内专利多数是地下水的回灌装置，例如中国专利2014104654283“智能型地下水抽取及回灌装置”，该专利是利用地下水进行抽取和回灌的装置，研究对象是地下水，对于雨水的利用没有涉及。对于土壤的回灌装置研究较少，尤其是利用雨水向土壤中回灌装置鲜有发现。因此，利用发电后的雨水进行土壤回灌保护地下水资源是本发明的另外一重要特点。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种雨水发电及土壤回灌照明装置，该装置不仅节约水资源，还可以节约产电能，保护地下水资源，同时该发明本身是照明装置，不会影响占地面积，一举多得，该发明原理简单，实用性强。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种雨水发电及土壤回灌照明装置，包括固定于地面上的照明底座，照明底座上固定安装有竖直设置的支撑杆，支撑杆顶部设置有上部开口的圆弧形集水装置，集水装置外侧面上安装有照明装置，支撑杆内部为中空结构，中空结构中由上至下依次设置有雨水过滤器、水位传感器、U型排水管路、水力发电装置和控制及储电装置；支撑杆与照明底座连接处侧面设置有与支撑杆内部输水管路联通的灌溉装置，支撑杆中空结构底部联通至地面，支撑杆中空结构中的输水管路的末端与延伸至地面以下的土壤中的回灌装置连通。

所述集水装置为圆弧形槽沟，其底部有排水口，排水口处设置雨水过滤器。集水装置的形状是圆弧形，以增大其表面积，确保收集足够多的雨水，雨水在重力作用下流入雨水过滤装置。

所述雨水过滤器与U型排水管路上端口相连通，且连接处设置有输水开关。雨水过滤器主要过滤雨水中的泥沙颗粒等杂物。U型排水管路降低雨水的指向性，确保雨水能够准确流入水力发电装置，防止雨水流出水力发电装置，影响雨水正常发电。

所述U型排水管路的末端与水力发电装置相对应，且两者之间有间隔。水力发电装置水流经过发电机进行发电，将水流的动能转换成电能，确保所发的电能能够满足照明的需求。

所述水力发电装置和控制及储电装置通过导电线路连接。控制及储电装置根据传感器的变化发出信号，实现对其它装置的控制，同时对发电装置发的电能进行储存，供应照明装置所使用的电能。

所述控制及储电装置通过导电线路分别与照明装置、光感应传感器、水位传感器、输水开关、灌溉装置、回灌装置和湿度传感器相连。水位传感器主要根据雨水水位高低调节U形管道的开关，当水位高时，将两个U形管道都打开，调节U型管道的雨水量；当水位低时，关闭开关，减少管道内的水量。

所述地面下部土壤中的回灌装置的旁边设置有湿度传感器。土壤湿度传感器监测土壤中水分的变化，基于观测数据发出信号，调节回灌装置或者灌溉装置中水量大小，向土壤中进行灌溉或者回灌，保持土壤中水分的稳定性。

回灌装置到达地下0.4m以下土壤输水管路，根据深部土壤中水分的多少，调节水量，向深部土壤中进行灌溉，确保深部土壤含水量处于正常状态。