水位差发电装置的制作方法

本实用新型涉及一种发电装置，特别是涉及一种利用水位的高低差来发电的水位差发电装置。

背景技术：

近年来，开发低成本无污染的发电系统逐渐受到重视，例如风力发电、太阳能发电、水力发电等，上述发电方式是利用天然资源来进行发电，相对于石油、煤碳、火力等发电方式，较为环保且低污染。本实用新型的目的在于提供一种结构新颖并利用水位高低差来发电的水位差发电装置以供使用者购买或选择使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构新颖的水位差发电装置。

本实用新型的水位差发电装置，适用于利用一个水域的水来发电，并包含一个水坝、至少一个驱动单元，及至少一个发电单元。该水坝设置于该水域，而将该水域区隔成彼此间隔的一个高水位区域及一个低水位区域。该至少一个驱动单元包括一个贯穿该水坝且供水由该高水位区域往该低水位区域流动的水流通道，及一个位于该水流通道内的叶片模块，该水流通道具有两个分别连通该高水位区域与该低水位区域的开口，该叶片模块由所述开口的其中一个延伸至所述开口的其中另一个，并能被由该高水位区域往该低水位区域流动的水推动而绕一条沿该水流通道延伸的轴线转动。该至少一个发电单元与该至少一个驱动单元的数量相对应，并能被该至少一个驱动单元带动而产生电能。

本实用新型的水位差发电装置，该叶片模块具有一支沿该轴线长向延伸的轴杆，及至少一个绕着该轴杆螺旋延伸的叶片。

本实用新型的水位差发电装置，该叶片模块具有数个彼此角度间隔地围绕连接该轴杆的叶片。

本实用新型的水位差发电装置，该叶片模块具有一支沿该轴线长向延伸的轴杆、一个能绕该轴线转动地枢设于该轴杆外的外转轴，及至少一个绕着该外转轴螺旋延伸的叶片。

本实用新型的水位差发电装置，该至少一个发电单元包括安装在该外转轴与该轴杆间的至少一个转子及至少一个定子，该至少一个转子安装于该外转轴，该至少一个定子安装于该轴杆，在该至少一个转子被该外转轴带动而相对旋转通过该至少一个定子时，该至少一个发电单元会产生电能。

本实用新型的水位差发电装置，该至少一个发电单元包括一个设置于该水坝的顶部的发电模块，及一个连接于该叶片模块与该发电模块间的传动模块。

本实用新型的水位差发电装置，该水坝包括一个坝本体，至少一个设置于该坝本体的埋管，该至少一个埋管由该坝本体往该高水位区域与该低水位区域的其中一个延伸，该水流通道贯穿该埋管与该坝本体。

本实用新型的水位差发电装置，还包含一个用于过滤水中杂物的拦截单元，该拦截单元具有一个位于该高水位区域并罩盖该驱动单元的拦截网。

本实用新型的有益效果在于：通过该水坝来区隔出该高水位区域与该低水位区域，再通过该高水位区域的水会流向该低水位区域的特性，来带动该叶片模块转动，且由于该叶片模块是由其中一个开口延伸至另一个开口，因此更能完整地受到该水流通道中的水流推动，来带动该发电单元产生电能。

附图说明

本实用新型的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一个不完整的剖视侧视图，说明本实用新型水位差发电装置的第一实施例安装于河川；

图2是一个不完整的剖视侧视图，说明该第一实施例安装于海洋，并表示海洋涨潮时的情况；

图3是一个不完整的剖视侧视图，说明该第一实施例安装于海洋，并表示海洋退潮时的情况；

图4是一个局部立体图，说明该第一实施例的一个叶片模块的另一实施态样；

图5是一个不完整的剖视侧视图，说明本实用新型水位差发电装置的第二实施例安装于河川；

图6是一个不完整的剖视侧视图，说明本实用新型水位差发电装置的第三实施例安装于河川；

图7是一个不完整的剖视侧视图，说明本实用新型水位差发电装置的第四实施例安装于河川；

图8是一个不完整的局部剖视侧视图，说明该第四实施例的一个叶片模块。

具体实施方式

在本实用新型被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图1，本实用新型水位差发电装置的一个实施例，适用于利用一个例如河川或海洋的水域900的水来发电。该水位差发电装置包含一个水坝1、数个沿该水坝1彼此间隔排列的驱动单元2(图1中仅显示其中一个驱动单元2，其余的驱动单元2排列于后侧，以下仅以一个驱动单元2来进行说明)、数个数量与所述驱动单元2的数量相对应的发电单元3(图1中仅显示其中一个发电单元3，其余的发电单元3排列于后侧，以下仅以一个发电单元3来进行说明)，及一个拦截单元4。

该水坝1设置于该水域900，而将该水域900区隔成彼此间隔的一个高水位区域901及一个低水位区域902，该高水位区域901中的水的水位高于该低水位区域902中的水的水位。实施上，该水坝1能为混凝土墙、中间泥土外包混凝土墙、水泥卵石墙、抛石加泥土等各种方式组合，只要能用来阻隔围篱该水域900即可。

每一个驱动单元2包括一个贯穿该水坝1且连通该高水位区域901与该低水位区域902的水流通道21、一个位于该水流通道21内的叶片模块22，及两个用于支撑该叶片模块22的支撑基座222。该水流通道21由该高水位区域901直线延伸至该低水位区域902，并具有两个分别连通该高水位区域901与该低水位区域902的开口211，所述开口211能供水由该高水位区域901进入水流通道21，并流往该低水位区域902。

该叶片模块22具有一支轴杆221，及一个绕着该轴杆221螺旋延伸的叶片223。该轴杆221由其中一个开口211沿着一条沿该水流通道21延伸的轴线L长向延伸至其中另一个开口211。该叶片223能被该水流通道21中由该高水位区域901往该低水位区域902流动的水推动，而带动该轴杆221绕着该轴线L转动。在本实施例中，该叶片223为空心结构，以降低该叶片223的整体比重，较佳地，该叶片223的比重趋近于1，能较轻易地被水流推动，以提高发电效率，此外，该叶片223的表面能为粗糙结构，能够增加水流对该叶片223的作用力，进而提高水流对该叶片223的推力，但实施上，不以本实施例为限。所述支撑基座222设置于该水域900的海床或河床，并分别支撑于该轴杆221的两相反端。

每一个发电单元3包括一个发电模块31，及一个传动模块32。该发电模块31能将转动的动能转换成电能，实施上能利用轴向磁场发电机或径向磁场发电机等发电机来转换电能，由于该发电模块31的类型众多且为现有技术，并非本实用新型的重点，所以在此不再详述。

为了避免漏水至该发电模块31的内部线圈绕组，本实施例将该发电模块31设置于该水坝1的顶部，并通过连接于该叶片模块22与该发电模块31间的该传动模块32来传递动能，该传动模块32具有一个安装于该轴杆221并能随该叶片模块22转动的第一齿轮321、一个安装于该发电模块31的第二齿轮322，及一个连动安装于该第一齿轮321与该第二齿轮322间的链条323。当该叶片模块22转动时会带动该链条323，而传动该发电模块31运转发电。当然，实施上该传动模块32也能利用皮带来进行传动，或者将该发电模块31设计成防水功能，并放置于水中来直接连接该驱动单元2，以省略该传动模块32，不以本实施例为限。

该拦截单元4用于过滤水中的杂物，该拦截单元4具有一个位于该高水位区域901并罩盖该驱动单元2的拦截网41，通过该拦截网41能避免石砾、树枝、垃圾、动物死尸进入该水流通道21，来保护所述驱动单元2，当然实施上，该拦截单元4还能具有一个为栅栏的形式的拦污栅(图未示)，以达到较强的强度，能在坡度较陡或防汛期较易泛滥的河川抵挡大型石块的撞击，不以本实施例为限。

本实用新型水位差发电装置实施时，能应用于河川或海洋等水域900，而通过该高水位区域901与该低水位区域902的水位高度差异，造成该水流通道21两端的压力不同，而使该高水位区域901的水经由该水流通道21往该低水位区域902流动，当水流经该水流通道21时，会推动该水流通道21内的叶片模块22转动，就能带动该发电单元3产生电能。

首先具体说明本实用新型应用于河川的情况：由于河川是由上往下流动，因此该水坝1拦阻该水域900时，会于上游侧形成该高水位区域901，也就是说图1的左侧水域900；并于下游处形成该低水位区域902，也就是说图1的右侧水域900，由于河川上游的水会持续流入该高水位区域901，而该低水位区域902的水会继续往下游流动，使得该高水位区域901的水位会恒高于该低水位区域902的水位，因此该水位差发电装置就能持续不断的发电。

参阅图2与图3，接下来具体说明本实用新型应用于海洋的情况：由于海洋会有潮汐现象，因此在海洋涨潮时，该高水位区域901的水位上涨，也就是说图2的左侧水域900，而该水坝1会围篱区隔出该低水位区域902，也就是说图2的右侧水域900，此时，该高水位区域901的水会因自然界的重力作用不断流入该低水位区域902，带动该水位差发电装置产生电能，由低水位区域902也会不断累积水量而提高水位，直到该高水位区域901与该低水位区域902的水位趋近于等高。

当海洋退潮时，左侧水域900的水位会如图3所示地下降，而右侧水域900的水位则如图3所示地维持不动，使得左侧水域900的水位较低于右侧水域900的水位，而成为该低水位区域902，右侧水域900成为该高水位区域901，接着，该高水位区域901的水会因自然界的重力作用不断流入该低水位区域902，而带动该水位差发电装置产生电能。因此不管是涨潮或退潮，该水位差发电装置都能进行发电，相当地实用。

补充说明的是，由于海洋会有潮汐现象，使得该高水位区域901与该低水位区域902相隔一固定时间会互换，造成水流入该水流通道21的方向不同，因此实施上能如图2与图3所示地于该高水位区域901与该低水位区域902皆设置该拦截网41，让本实用新型不管是涨潮或退潮，皆能完整地保护该驱动单元2。

在本实施例中，所述驱动单元2与该发电单元3的数量能为二、三或四以上，当然实施上，该水位差发电装置也能仅包含一个驱动单元2，及一个发电单元3即可，不以本实施例为限。

参阅图4，补充说明该叶片模块22的另一个实施态样，该叶片模块22能具有数个彼此角度间隔地围绕连接该轴杆221的叶片223，每一个叶片223绕着该轴杆221螺旋延伸，在本实施态样中，所述叶片223的数量为三，且绕着该轴杆221螺旋120度，但实施上，所述叶片223的数量也能为二或四以上，不以本实施例为限。

参阅图1、图2与图3，综上所述，本实用新型水位差发电装置，通过该水坝1来区隔出该高水位区域901与该低水位区域902，再通过该高水位区域901的水会流向该低水位区域902的特性，来带动该叶片模块22转动，且由于该叶片模块22是由该高水位区域901延伸至该低水位区域902，因此更能完整地受到该水流通道21中的水流推动来带动该发电单元3产生电能，值得一提的是，本实用新型应用于海洋时，不管在涨潮或退潮都能进行发电，相当地实用，所以确实能达成本实用新型的目的。

参阅图5，本实用新型水位差发电装置的第二实施例，与该第一实施例不同处在于：本实施例的水坝1包括一个坝本体11，两个设置于该坝本体11的埋管12，其中一个埋管12由该坝本体11往该高水位区域901延伸，其中另一个埋管12由该坝本体11往该低水位区域902延伸。该水流通道21贯穿所述埋管12与该坝本体11。

当本实用新型应用于河川等深度较浅的水域900时，该水域900的水压并不高，所以能减少该水坝1的厚度来节省材料成本，但设计上又必须维持该叶片模块22的延伸长度，因此本实用新型通过所述埋管12来维持该水流通道21与该叶片模块22的长度。当然实施上该水坝1也能仅包括一个埋管12即可，不以本实施例为限。

参阅图6，本实用新型水位差发电装置的第三实施例，与该第一实施例不同处在于：本实施例的水坝1为空心，该传动模块32位于该水坝1内。该叶片223分成两段，其中一段由其中一个开口211往该轴杆221的中间螺旋延伸，其中另一段由其中另一个开口211往该轴杆221的中间螺旋延伸，该轴杆221中间则供该传动模块32的第一齿轮321安装，该链条323上下延伸于该水坝1中。

参阅图7与图8，本实用新型水位差发电装置的第四实施例，与该第一实施例不同处在于：该叶片模块22还具有一个能绕该轴线L转动地枢设于该轴杆221外的外转轴224，该叶片223绕着该外转轴224螺旋延伸。该发电单元3不包括该发电模块与该传动模块，而包括安装在该外转轴224与该轴杆221间的数个转子33及数个定子34。所述转子33沿该轴线L间隔排列安装于该外转轴224的内周面，所述定子34沿该轴线L间隔排列安装于该轴杆221的周面且分别与所述转子33相对应，在所述转子33被该外转轴224带动而相对旋转通过所述定子34时，该发电单元3会产生电能。

在本实施例中，每一个转子33具有数组环绕该轴线L的磁极对331，每一个定子34具有数组环绕该轴线L的电枢绕组341。所述磁极对331能利用外激式、串激式、分激式或复激式的方式来产生磁场。当每一个转子33的磁极对331相对旋转通过每一个定子34的电枢绕组341而切割磁力线时，所述电枢绕组341就能产生感应电流。

实施上，每一个转子33的磁极对331与每一个定子34的电枢绕组341的组数能依所需发电机的规格增减，例如该转子33具有三组磁极对331，该定子34仅具有一组电枢绕组341，则形成三相二极的发电机，或者该转子33仅具有一组磁极对331，该定子34具有三组电枢绕组341，则形成单相六极的发电机，或者该转子33具有三组磁极对331，该定子34具有六组电枢绕组341，则形成三相十二极的发电机，因此设计上不以本实施例为限。

补充说明的是，该发电单元3也能仅包括一个转子33及一个定子34，而所述磁极对331与所述电枢绕组341也能相反设置，也就是说每一个转子33具有所述磁极对331以产生磁场，每一个定子34具有所述电枢绕组341以产生感应电流，并利用数个滑环(图未示)分别将感应电流接出，不以本实施例的形式为限。

以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。