一种具有聚水功能的水流发电系统的制作方法

本实用新型水流发电技术领域，具体为一种具有聚水功能的水流发电系统。

背景技术：

在现代社会，随着科技的快速发展，人们对能源的需求也日趋增加，随着对能源需求的压力不断的增加，人们对于能源的开发也随之增多；而随着能源的日益枯竭，传统利用煤炭等进行发电的模式面临着严峻的考验，为了缓解这一现状，目前国家大力倡导可再生能源和绿色能源的利用，如火力发电、水力发电、风力发电等。

作为一种绿色能源的发电方式，水力发电得到了广泛的应用与发展，而现代水利发电大都利用是在江、河、海边修筑圈水池，利用修筑的圈水池将水流引入，当圈水池内引入到一定的水流后，再缓慢的放出水来发电，这导致了每天需要人工进行关放闸门，很费时费力，增加了水力发电的成本。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型需要解决的技术问题是：如何提供一种可直接利用水流进行发电，从而不需要每天人工进行关放闸门，减少水流发电成本的具有聚水功能的水流发电系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种具有聚水功能的水流发电系统，包括沿水流方向依次设置的聚水机构和发电机构，所述聚水机构包括设置在水流底部的多个混泥土墙，相邻两个所述混泥土墙的相对两个面之间沿水流方向呈开口减小的锥形结构，所述发电机构位于所述锥形结构的小端开口处，在每个所述锥形结构的小端开口处均设有一个所述发电机构，所述发电机构包括旋转轴和套设在旋转轴上周向均布的多个拨水片，所述拨水片与所述锥形结构的小端开口处相对，所述旋转轴的一端设有连接罩，所述连接罩内设有容纳腔室，所述旋转轴与所述连接罩连接并伸入到所述容纳腔室内，所述容纳腔室内还设有发电机，所述发电机包括发电机本体和发电机转轴，所述发电机转轴与所述旋转轴连接并能够随所述旋转轴一起旋转，还包括设置在所述旋转轴两端的安装机构，所述安装机构包括固定在水流底部的基座和下端固定在所述基座上的支架，所述连接罩侧的所述支架上端与所述连接罩连接，所述连接罩另一侧的所述支架上端与所述旋转轴连接。

这样，利用安装机构将发电机构进行固定，当水流经过聚水机构时，由于相邻两个混泥土墙的相对两个面之间沿水流方向呈开口减小的锥形结构，则当水流以一定的速度经过该锥形结构时，达到锥形结构小端处的水流的速度将大于锥形结构大端处的水流速度，即水流经过该锥形结构后速度得到了提高。

经过聚水机构后的水流将以较高的速度冲击在拨水片上，拨水片在水流的冲击作用下旋转，拨水片旋转的同时将带动旋转轴旋转，旋转轴旋转再进一步带动发电机转轴旋转，发电机转轴旋转从而使得发电机工作输出电能，从而实现利用水流进行发电的目的。

同时，通过设置连接罩，将发电机封闭在容纳腔室内，防止水流进入到发电机内对发电机造成的损坏，有效提高了发电机的使用寿命。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的水流发电系统通过聚水机构使得水流以较高速度冲击拨水片，从而可以直接利用水流冲击拨水片即可实现发电的目的，与传统的水力发电方式相比，不需要每天进行人工关放闸门，有效降低了水流发电的成本。

优选的，所述旋转轴伸入所述容纳腔室的部分设有磁体安装架，所述磁体安装架呈开口朝向所述发电机侧的筒形状，所述磁体安装架的内表面同一圆周上均布有若干的连接孔，在每个所述连接孔处朝向所述磁体安装架外表面的一侧均开设有与所述连接孔相连通的安装槽，所述连接孔的水平宽度小于所述安装槽的水平宽度，在每个所述安装槽内均设有拉簧和电磁铁，所述拉簧一端与所述安装槽靠近所述连接孔的端面相连接，所述拉簧另一端与所述电磁铁相连接并使所述电磁铁与所述安装槽的槽底分离，所述电磁铁包括铁芯和感应线圈，所述安装槽的槽底还设有开关，所述感应线圈与所述开关电连接，同一圆周上相邻的两个所述电磁铁的感应线圈在所述铁芯上的缠绕方向相反，所述旋转轴伸入所述容纳腔室的部分还设有电源，所有所述安装槽内的所述感应线圈并联连接后再与所述电源串联，所述发电机转轴伸入到所述磁体安装架的u型开口内并与所述旋转轴同轴无接触设置，所述发电机转轴上与所述电磁铁对应的位置均设有永磁体，所述永磁体的极性与对应位置的所述电磁铁的极性相反。

这样，当拨水片带动旋转轴旋转时，安装槽内的电磁铁将在离心力的作用下克服拉簧的作用力向安装槽的槽底方向移动，当电磁铁移动到安装槽的槽底时将触碰到安装槽槽底的开关使其关闭，此时，电源将对电磁铁内的感应线圈进行供电，从而使得电磁铁具有磁性，由于发电机转轴上与电磁铁对应位置设置的永磁体的极性与电磁铁的极性相反，故两者之间是相互吸引的作用力，而相邻两个电磁铁的感应线圈缠绕方向相反，故相邻两个电磁铁在通电后将具有不同的极性，因此当旋转轴旋转时，与发电机转轴上的永磁体对应的电磁铁的极性发生变化，两者之间产生相互排斥的作用力，而相邻位置的电磁铁对该永磁体产生相互吸引的作用力，在两个作用力的共同作用下，发电机转轴将随着旋转轴一起旋转，进而实现发电机的发电；当旋转轴停止旋转时，拉簧拉动电磁铁与开关分离，发电机转轴也将停止旋转，发电机停止发电。这种方式使得旋转轴与发电机转轴之间无直接的机械连接，这样，当水流较大使得旋转轴和发电机转轴的转速都较高时，不会带来机械连接导致的连接处断裂等问题，有效提高了整个水流发电系统的使用寿命，减少故障维修率，进一步降低了发电成本。

优选的，设置在水流底部的所述混泥土墙共三个，三个混凝土墙形成两个所述锥形结构，两个所述锥形结构的小端开口处分别设有一个发电机构，两个所述发电机构的所述第二连接罩通过螺钉进行连接，两个所述支架分别连接在两个所述发电机构的旋转轴上。

这样，两个发电机构进行发电，增加了发电量，同时将两个发电机构通过第二连接罩进行连接，则两个发电机构只需要分别在两个旋转轴的一端各设置一个安装机构就可实现对两个发电机构的安装固定，从而进一步减少了整个水流发电系统的使用成本。

优选的，相邻两个所述混泥土墙的相对两个面之间的夹角为10-20°。

这样，使得水流经过两个混泥土墙之间速度能有较大的提升，从而以较大的速度冲击拨水轮，提高发电量。

优选的，同一周向均布的相邻两个所述拨水片之间的角度为10-15°。

这样，可以使得水流对拨水片的冲击力度较大，从而使得拨水片带动旋转轴以较高速度旋转，提高发电量。

优选的，所述安装机构还包括导筒和浮子，所述导筒的下端伸入所述基座并与所述基座固定连接，所述导筒伸出所述基座的部分开设有竖向的移动孔，所述浮子穿过所述移动孔并能够在水流作用下沿所述移动孔上下移动，所述导筒开设所述移动孔的上侧还开设有竖向的导向孔，所述导向孔的下端与所述移动孔相连通，所述支架的下端穿过所述导向孔并伸入到所述移动孔内与所述浮子固定连接。

这样，浮子能根据水流的高度变化沿移动孔上下移动，从而带动与浮子连接的支架沿导向孔上下移动，支架沿导向孔上下移动的同时再带动发电机构上下移动，这样使得发电机构能根据水流的高度对位置进行调节，保证了水流始终能有效的冲击在拨水片上，保证了发电效率。

优选的，所述旋转轴上设有第一齿轮，所述发电机转轴上设有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮的齿数比大于5。

这样，将旋转轴与发电机转轴通过齿轮进行连接，并且第一齿轮和第二齿轮的齿数比大于5，这样，发电机转轴与旋转轴的转速比将大于5，从而发电机转轴能以较高的速度旋转，进一步带动发电机发出较大的电量。

附图说明

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型具体实施方式的俯视图；

图2为实施例一中一个发电机构和安装机构的结构示意图；

图3为图2中a处的放大图；

图4为实施例一中两个发电机和安装机构的结构示意图。

附图标记说明：混泥土墙1、安装机构2、支架21、导筒22、浮子23、基座24、发电机构3、旋转轴31、拨水片32、连接罩33、磁体安装架34、电磁铁35、拉簧36、发电机本体37、发电机转轴38、永磁体39。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例一：如附图1到附图3所示，一种具有聚水功能的水流发电系统，包括沿水流方向依次设置的聚水机构和发电机构3，聚水机构包括设置在水流底部的多个混泥土墙1，相邻两个混泥土墙1的相对两个面之间沿水流方向呈开口减小的锥形结构，发电机构3位于锥形结构的小端开口处，在每个锥形结构的小端开口处均设有一个发电机构3，发电机构3包括旋转轴31和套设在旋转轴31上周向均布的多个拨水片32，拨水片32与锥形结构的小端开口处相对，旋转轴31的一端设有连接罩33，连接罩33内设有容纳腔室，旋转轴31与连接罩33连接并伸入到容纳腔室内，容纳腔室内还设有发电机，发电机包括发电机本体37和发电机转轴38，发电机转轴38与旋转轴31连接并能够随旋转轴31一起旋转，还包括设置在旋转轴31两端的安装机构2，安装机构2包括固定在水流底部的基座24和下端固定在基座24上的支架21，连接罩33侧的支架21上端与连接罩33连接，连接罩33另一侧的支架21上端与旋转轴31连接。

这样，利用安装机构2将发电机构3进行固定，当水流经过聚水机构时，由于相邻两个混泥土墙1的相对两个面之间沿水流方向呈开口减小的锥形结构，则当水流以一定的速度经过该锥形结构时，达到锥形结构小端处的水流的速度将大于锥形结构大端处的水流速度，即水流经过该锥形结构后速度得到了提高。

经过聚水机构后的水流将以较高的速度冲击在拨水片32上，拨水片32在水流的冲击作用下旋转，拨水片32旋转的同时将带动旋转轴31旋转，旋转轴31旋转再进一步带动发电机转轴38旋转，发电机转轴38旋转从而使得发电机工作输出电能，从而实现利用水流进行发电的目的。

同时，通过设置连接罩，将发电机封闭在容纳腔室内，防止水流进入到发电机内对发电机造成的损坏，有效提高了发电机的使用寿命。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的水流发电系统直接利用水流冲击拨水片32即可实现发电的目的，与传统的水力发电方式相比，不需要每天进行人工关放闸门，有效降低了水流发电的成本。

本实施例中，旋转轴31伸入容纳腔室的部分设有磁体安装架34，磁体安装架34呈开口朝向发电机侧的筒形状，磁体安装架34的内表面同一圆周上均布有若干的连接孔，在每个连接孔处朝向磁体安装架34外表面的一侧均开设有与连接孔相连通的安装槽，连接孔的水平宽度小于安装槽的水平宽度，在每个安装槽内均设有拉簧36和电磁铁35，拉簧36一端与安装槽靠近连接孔的端面相连接，拉簧36另一端与电磁铁35相连接并使电磁铁35与安装槽的槽底分离，电磁铁35包括铁芯和感应线圈，安装槽的槽底还设有开关，感应线圈与开关电连接，同一圆周上相邻的两个电磁铁35的感应线圈在铁芯上的缠绕方向相反，旋转轴31伸入容纳腔室的部分还设有电源，所有安装槽内的感应线圈并联连接后再与电源串联，发电机转轴38伸入到磁体安装架34的u型开口内并与旋转轴31同轴无接触设置，发电机转轴38上与电磁铁对应的位置均设有永磁体39，永磁体39的极性与对应位置的电磁铁35的极性相反。

这样，当拨水片32带动旋转轴31旋转时，安装槽内的电磁铁35将在离心力的作用下克服拉簧36的作用力向安装槽的槽底方向移动，当电磁铁35移动到安装槽的槽底时将触碰到安装槽槽底的开关使其关闭，此时，电源将对电磁铁35内的感应线圈进行供电，从而使得电磁铁35具有磁性，由于发电机转轴38上与电磁铁35对应位置设置的永磁体39的极性与电磁铁35的极性相反，故两者之间是相互吸引的作用力，而相邻两个电磁铁35的感应线圈缠绕方向相反，故相邻两个电磁铁35在通电后将具有不同的极性，因此当旋转轴31旋转时，与发电机转轴38上的永磁体39对应的电磁铁35的极性发生变化，两者之间产生相互排斥的作用力，而相邻位置的电磁铁35对该永磁体39产生相互吸引的作用力，在两个作用力的共同作用下，发电机转轴38将随着旋转轴31一起旋转，进而实现发电机的发电；当旋转轴31停止旋转时，拉簧36拉动电磁铁35与开关分离，发电机转轴38也将停止旋转，发电机停止发电。这种方式使得旋转轴31与发电机转轴38之间无直接的机械连接，这样，当水流较大使得旋转轴31和发电机转轴38的转速都较高时，不会带来机械连接导致的连接处断裂等问题，有效提高了整个水流发电系统的使用寿命，减少故障维修率，进一步降低了发电成本。

本实施例中，设置在水流底部的混泥土墙1共三个，三个混凝土墙形成两个锥形结构，两个锥形结构的小端开口处分别设有一个发电机构3，两个发电机构3的连接罩通过螺钉进行连接，两个支架21分别连接在两个发电机构3的旋转轴31上，具体结构如附图4所示。

这样，两个发电机构3进行发电，增加了发电量，同时将两个发电机构3通过连接罩进行连接，则两个发电机构3只需要分别在两个旋转轴31的一端各设置一个安装机构2就可实现对两个发电机构3的安装固定，从而进一步减少了整个水流发电系统的使用成本。

本实施例中，相邻两个混泥土墙1的相对两个面之间的夹角为10-20°。

这样，使得水流经过两个混泥土墙1之间速度能有较大的提升，从而以较大的速度冲击拨水轮，提高发电量。

本实施例中，同一周向均布的相邻两个拨水片32之间的角度为10-15°。

这样，可以使得水流对拨水片32的冲击力度较大，从而使得拨水片32带动旋转轴31以较高速度旋转，提高发电量。

本实施例中，安装机构2还包括导筒22和浮子23，导筒22的下端伸入基座24并与基座24固定连接，导筒22伸出基座24的部分开设有竖向的移动孔，浮子23穿过移动孔并能够在水流作用下沿移动孔上下移动，导筒22开设移动孔的上侧还开设有竖向的导向孔，导向孔的下端与移动孔相连通，支架21的下端穿过导向孔并伸入到移动孔内与浮子23固定连接。

这样，浮子23能根据水流的高度变化沿移动孔上下移动，从而带动与浮子23连接的支架21沿导向孔上下移动，支架21沿导向孔上下移动的同时再带动发电机构3上下移动，这样使得发电机构3能根据水流的高度对位置进行调节，保证了水流始终能有效的冲击在拨水片32上，保证了发电效率。

实施例二：与实施例一的不同之处在于，旋转轴31与发电机转轴38通过齿轮进行连接，旋转轴31上设有第一齿轮，发电机转轴38上设有与第一齿轮啮合的第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮的齿数比大于5。由于齿轮连接方式是一种常见的连接方式，本领域技术人员对其连接十分清楚，故本实施例中未对该种连接方式进行附图说明。

这样，将旋转轴31与发电机转轴38通过齿轮进行连接，并且第一齿轮和第二齿轮的齿数比大于5，这样，发电机转轴38与旋转轴31的转速比将大于5，从而发电机转轴38能以较高的速度旋转，进一步带动发电机发出较大的电量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照优选实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。