一种水流发电装置及其工作原理的制作方法

本发明涉及一种发电装置，特别是涉及一种水流发电装置。

背景技术：

随着环境的恶化，清洁能源日益受到国家的重视，水力发电就是其中一种，水力发电是利用水流冲击叶片使转子旋转，转子使线圈内部的磁场发生变化进行产生电流。现有的大型水力发电机通常建在水位落差大的河段上，利用水势的落差来驱动叶片旋转，但是工程量大，占用空间大，造价高等缺陷，对于水能资源丰富但不宜修建水电站的区域，通常采用漂浮式的小型水流发电装置，利用水流来驱动发电叶片旋转，对于水深比较大的区域，不同水深处的水流流速均不相同，进而采用漂浮式的水流发电机不能高效的利用水能，综上所述，如何研发一种能够高效的利用水能发电的浮潜式的水流发电机是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水流发电装置及其工作原理，解决了现有的大型水力发电装置工程量大、成本高及漂浮式发电装置仅能利用水面层的水流进行发电、水能利用率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种水流发电装置，包括：

固定在水底的固定机构；

水底压力传感器，所述水底压力传感器固定机构；

导杆，所述导杆固定设置在所述固定机构上，且所述导杆的上端伸出水面；

浮筒，所述浮筒活动套设在所述导杆上；

浮潜发电组件，所述浮潜发电组件活动设置在所述导杆上，且所述浮潜发电组件位于所述浮筒与所述固定机构之间，其中，所述浮潜发电组件包括固定连接在一起的发电机构、浮力机构、水流导向装置和浮动压力传感器，所述发电机构上设有转速传感器；

信号及电源传输线缆，所述信号及电源传输线缆穿过所述导杆的通心孔与所述发电机构、浮力机构、浮动压力传感器、转速传感器、水底压力传感器电连接。

进一步地，还包括位于岸上的控制机构、电源蓄电机构，所述信号及电源传输线缆与所述控制机构电连接，所述电源蓄电机构与所述控制机构、信号及电源传输线缆电连接。

进一步地，所述浮潜发电组件滑动设置在所述导杆上，且所述导杆的横截面呈多边形。

进一步地，所述发电机构包括发电叶片及与所述发电叶片电连接的发电存储装置，所述发电叶片的外周设有防护网。

本申请的另一目的是公开一种水流发电装置的工作原理，采用上述水流发电装置，工作原理流程如下：

step1：开始；

step2：在控制机构的操作面板上设定工作模式，手动或自动；

step3：判断是否为手动模式，若是，执行step4；若否，执行step5；

step4：在操作面板上设定发电水深，浮潜发电组件的发电机构下沉至对应深度，进行发电，工作时间为t1；

step5：是否切换为自动模式，若是，执行step6；若否，执行step10；

step6：进行初始定位，浮潜发电组件上浮至水面；

step7：浮潜发电组件的浮力机构带动浮潜发电组件的发电机构下沉至不同深度，并进行测量发电机构的发电叶片的转速ri；

step8：选定ri最大时的水面深度作为发电机构的下沉深度；

step9：利用浮力机构将发电机构移至发电深度进行发电，工作时间为t2；

step10：是否结束，若是，执行step11；若否，执行step3；

step11：结束。

进一步地，步骤step7中，发电机构每次下沉的单位深度为x，且x为0.2～3m。

进一步地，发电机构的下沉深度通过浮潜发电组件的浮动压力传感器检测到的数据进行计算。

由上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

由于设有浮力机构，因而能够将发电机构沉至水流流速最大的深度进行发电，实现高效发电；

由于设有转速传感器和浮动压力传感器，因而方便记录不同水深时的发电叶片的转速，能够准确定位；

由于设有水流导向装置，因而任意流动方向的水流都能够有效的驱动叶片旋转，发电效率高；

由于设有浮筒，对导杆的顶端进行固定，避免导杆弯曲倾斜，且方便寻找浮潜发电组件的位置进行维护，使用方便；

本申请工作时先设定工作模式，使用方便，自动模式下先测量不同深度下的叶片转速，进而快速寻找出最佳的发电深度，并使发电机构直接移至最佳的发电深度，使用方便，且发电效率高。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的控制原理示意图。

图4为本发明的工作流程示意图。

附图标记说明：

1固定机构

11水底压力传感器

2导杆

3浮筒

4发电机构

41发电叶片

42发电存储装置

5浮力机构

6防护网

7水流导向装置

8浮动压力传感器

9信号及电源传输线缆

10转速传感器

100控制机构

200电源蓄电机构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

下面参考图1至图4对本申请作进一步说明，如图1、图2和图3所示的一种水流发电装置，包括固定在水底的固定机构1，所述固定机构1内设有一水底压力传感器11，所述水底压力传感器11用于测量水底压力来计算水深，方便实时监测水深深度，所述固定机构1上设有一可伸出水面的导杆2，所述导杆2上滑动设有浮筒3和浮潜发电组件，所述浮潜发电组件位于所述浮筒3与所述固定机构1之间，其中，所述浮潜发电组件包括固定连接在一起的发电机构4、浮力机构5、水流导向装置7和浮动压力传感器8，所述浮力机构5用于调整所述浮潜发电组件的浮潜深度，所述水流导向装置7用于使水流驱动发电机构4的发电叶片41仅向一个方向旋转，避免电量损失，所述发电机构4上设有转速传感器10，所述转速传感器10用于测量发电叶片41的转速，信号及电源传输线缆9穿过所述导杆2的通心孔与所述发电机构4、浮力机构5、浮动压力传感器8、转速传感器10、水底压力传感器11电连接，其中，所述浮潜发电组件滑动设置在所述导杆2上，且所述导杆2的横截面呈多边形，避免所述浮潜发电组件绕导杆2旋转对信号及电源传输线缆9造成拉扯，所述浮力机构5为螺旋桨机构或其他可浮潜的机构。

所述发电机构4还包括与所述发电叶片41电连接的发电存储装置42，所述发电叶片41的外周设有防护网6，所述防护网6的设置降低发电叶片41对水生动物、下潜工作人员的损伤。

如图3所示，水流发电装置还包括位于岸上的控制机构100、电源蓄电机构200，所述信号及电源传输线缆9与所述控制机构100电连接，所述电源蓄电机构200与所述控制机构100、信号及电源传输线缆9电连接，其中，所述控制机构100包括操作面板，用于工作模式的选择、水深的设定、水深的显示、发电深度的显示等。

如图4所示，一种水流发电装置的工作原理，上述水流发电装置，工作原理流程如下：

step1：开始，打开控制机构100的操作面板上的开关按钮；

step2：在控制机构100的操作面板上设定工作模式，手动或自动；

step3：判断是否为手动模式，若是，执行step4；若否，执行step5；

step4：在操作面板上设定发电水深，浮潜发电组件的发电机构4下沉至对应深度，进行发电，工作时间为t1；

step5：是否切换为自动模式，若是，执行step6；若否，执行step10；

step6：进行初始定位，浮潜发电组件上浮至水面；

step7：浮潜发电组件的浮力机构5带动浮潜发电组件的发电机构4下沉至不同深度，并利用转速传感器10进行测量发电机构4的发电叶片41的转速ri，其中，发电机构4每次下沉的单位深度为x，且x为0.2～3m；

step8：选定ri最大时的水面深度作为发电机构4的下沉深度；

step9：利用浮力机构5将发电机构4移至发电深度进行发电，工作时间为t2；

step10：是否结束，若是，执行step11；若否，执行step3；

step11：结束。

本申请工作过程中的发电机构4的下沉深度通过浮潜发电组件的浮动压力传感器8检测到的数据进行计算。

采用本申请的工作原理，能够根据每轮检测到的发电叶片41的转速ri及时调整发电机构4的发电深度，使发电机构4能够一直处于水流速度最大的流层内进行发电，发电功率高效，能够充分的利用水能，且调节过程简单方便，适用范围广，能够更好的利用水资源。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。