CN109026495A - 一种组合式便携水力发电装置 - Google Patents

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许伦
张潮
顾思
孙晓
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明一种组合式便携水力发电装置，提供一种设计合理、造价低廉、维护方便的发电装置，可以将自然界河流中水流的势能转变为电能，采用模块化设计，可以自由更换组合模块，并且创造性的加入一种导流网模块，用于消除液流的旋转运动；所述发电装置除必要部分的组件外，都采用由PE等质量较轻、制造工艺简单的材质组成。本发明采用模块化设计，可以自由组合和更换组件，维护简单，可以在自然环境恶劣的情况下最大程度上保证发电装置的有效性。

Description

一种组合式便携水力发电装置
技术领域
本发明涉及一种野外便携式水力发电装置，尤其是涉及组合式便携水力发电装置。
背景技术
现在随着生活质量的提高，越来越多的人喜欢徒步旅行和野外探险，而野外环境中，最难获得的就是电能，传统的发电设备由于体积和重量问题不易携带，近几年的新发明的可携带的发电设备往往采用一体化设计，一旦发电装置中某一部分发生损坏就会导致整个设备无法运行，而在野外设备维修存在困难，设备只能报废。
发明内容
本发明提供了一种组合式便携水力发电装置，各个组件采用模块化设计，各个组件构成简单，非专业人员也可完成组件替换，即使缺少部分组件，发电装置也可继续运行，用以解决野外发电装置易损坏，难携带等问题。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种组合式便携水力发电装置，可以将自然界河流中水流的势能转变为电能，采用模块化设计，可以自由更换组合模块，并且创造性的加入一种导流网模块，用于消除液流的旋转运动；发电装置除必要部分的组件外，都采用由PE等质量较轻、制造工艺简单的材质组成，具体包括：防护罩、若干段组合式外壳和电池底座，所述防护罩、组合式外壳和电池底座分别通过螺纹连接；所述组合式外壳呈空心圆柱状，内部分别固定有发电机模块和导流网模块。
进一步的，所述发电机模块由发电机、整流器、稳压模块和防水充电插头依次相连组成。所述组合式外壳均采用pp材质制作，外壳呈两端开口并且均有螺纹，携带时可以将所有组件组装在一起，形成圆柱状物体便于携带，使用时可以自由组合组件模块以获得不同等级的电能。
进一步的，所述的组合式外壳上设有固定环和个重物环，用于控制发电装置的在水中深度以及固定位置，防止被湍急水流冲走。
进一步的，所述导流网模块由导流网外壳和锥形导流罩组成，所述锥形导流罩上设有导流孔，所述导流网外壳与发电机模块通过螺纹连接。导流孔呈圆形孔状，锥形导流罩的三面或者四面均呈内凹的流线型曲面，其边沿和导流孔边沿重合，从导流罩顶点到边沿呈45度左右；通过导流罩与导流孔的配合，使得经过水力发电机叶片的水流顺着螺旋式的运动轨迹通过锥形导流罩进去导流孔，通过在导流孔中水流的撞击作用，使得原来螺旋式运动在切线方向的惯性减少，改善经过上层发电机模块流过的水流的旋转运动，平衡扭矩，减少水流动能的损失。
进一步的，所述电池底座由锂电池、USB充电接口、电量显示灯和防水充电插头组成；所述防水插头附近设有固定钮，防止锂电池被湍急水流冲入水中发生损坏。电池底座质量轻，便于携带，电量显示灯为各个二极管组成，各代表25%电能储量，防水充电插头用于接受发电机模块产生的电能，USB充电接口用于将存储的电点释放给其他设备。
再进一步的，所述防护罩前端呈锥形，呈条状间隙，可以防止水流中的藻类等的物体损坏电机。
与现有技术相比较，本发明的有益处在于：
本发明采用组合式外壳相连，模块化设计，在野外恶劣的环境下可以降低装置维护难度，市面上目前还未有相关产品存在，具有极大的市场价值；装置除了必要部分，其他均采用PP材质，电池采用锂电池，整个装置体积小，重量轻，便于携带；创造性的采用了导流网设计，可以减少水流的旋转运动，平衡扭矩，减少水流动能的损失；通过接口环设计极大的拓展了装置的用途，基本达到只要有水流便可发电的目标。
附图说明
图1为本发明发电装置的装配示意图（以两级发电机为例）。
图2为本发明发电装置的整体示意图（以四级发电机为例）。
图3为发电机模块剖视图。
图4为组合式外壳的结构示意图。
图5为发电机模块在水中的运行示意图。
图6为导流网模块剖视图。
图7为导流网模块的结构示意图。
图8为电池底座的剖视图。
图9为电池底座的结构示意图。
图10为防护罩的结构示意图。
图11为本发明发电装置在水中的运行示意图（以两级发电机为例）。
图中：1-组合式外壳，3-组件拼装样品图，6-电池底座，7-防护罩，9-固定环，10-重物环，11-导流网外壳，12-导流孔，13-锥形导流罩，14-锂电池部分，15-USB充电接口，16-电量显示灯，17-防水充电插头，18-固定钮，21-发电机，22-整流器，23-稳压模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-11所示，一种组合式便携水力发电装置，依次包括防护罩7、若干段组合式外壳1和电池底座6，防护罩、组合式外壳和电池底座分别通过螺纹连接；组合式外壳呈空心圆柱状，内部分别固定有发电机模块、导流网模块。其中发电机模块由发电机21、整流器22、稳压模块23和防水充电插头17依次相连，并通过螺栓结构固定在组合式外壳1的内部。导流网模块由导流网外壳11和锥形导流罩13组成，锥形导流罩上设有导流孔12，导流网外壳与发电机模块通过螺纹连接。
电池底座6由锂电池14、USB充电接口15、电量显示灯16和防水充电插头17组成，防水插头附近设有固定钮18。
上述组合式外壳1上设有固定环9和重物环10，用于控制发电装置的在水中深度以及固定位置。
上述防护罩7前端呈锥形，呈条状间隙，可以防止水流中的藻类等的物体损坏电机。
如图11所示，组合式便携水力发电装置主要放置在河流沿岸，将发电装置沿水流反方向放置，导流网模块安装在发电机模块后侧，用以改善经过上层发电机模块流过的水流的旋转运动，平衡扭矩，减少水流动能的损失。最前端组合式外壳上的固定环9通过绳索固定在下端尖锐的树枝上，将树枝钉牢于河底，保证发电装置的首端方向固定，以及发电机位置固定。每个发电机模块需要通过组合式外壳的下方的重物环10系于同一重物，通过控制重物上的绳索长度即可控制发电装置在水中的深度，并且通过发固定环9和重物环10的共同作用保证了发电装置的位置相对固定，不会随着水流湍急程度变化而变换。水流通过首个发电机模块经过导流网模块的作用一定程度上弥补了动能损失，提高了后续发电机模块的效率。由于每个发电机模块均装备了整流器22、稳压模块23，既可以直接使用发电装置产生的电能，也可以将发电装置产生的电能存储在电池底座6中。电池底座通过防水充电插头17与发电机模块相连，通过固定钮18固定在岸上，防止锂电池被湍急水流冲入水中发生损坏，电池底座模6均安装了USB充电接口15用于常规设备的充电。

Claims (6)

1.一种组合式便携水力发电装置，其特征在于：依次包括防护罩（7）、若干段组合式外壳（1）和电池底座（6），所述防护罩、组合式外壳和电池底座分别通过螺纹连接；所述组合式外壳呈空心圆柱状，内部分别固定有发电机模块、导流网模块。
2.根据权利要求1所述的组合式便携水力发电装置，其特征在于：所述发电机模块由发电机（21）、整流器（22）、稳压模块（23）和防水充电插头（17）依次相连组成。
3.根据权利要求1所述的组合式便携水力发电装置，其特征在于：所述组合式外壳（1）上设有固定环（9）和重物环（10），用于控制发电装置的在水中深度以及固定位置。
4.根据权利要求1所述的组合式便携水力发电装置，其特征在于：所述导流网模块由导流网外壳（11）和锥形导流罩（13）组成，所述锥形导流罩上设有导流孔（12），所述导流网外壳与发电机模块通过螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的组合式便携水力发电装置，其特征在于：所述电池底座（6）由锂电池（14）、USB充电接口（15）、电量显示灯（16）和防水充电插头（17）组成，所述防水充电插头附近设有固定钮（18）。
6.根据权利要求1所述的组合式便携水力发电装置，其特征在于：所述防护罩（7）前端呈锥形。
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