CN111439342A - 潮流监控浮标 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种潮流监控浮标，属于海洋监测技术领域，包括浮体、警示灯、风向标、检测装置和潮流发电装置，潮流发电装置由多级转动装置、外壳一、进水口筒体、柔性压力机构一、圆筒体、柔性压力机构二、出水口筒体及回流装置组成，由各对应的阀及导向叶轮装置进行水流调节和空间转换，可采集天然环保的潮流能为内部控制板、蓄电池和相关电器件提供长久续航，并对潮流等进行监测。本发明解决了潮流能间歇或不规律发电的局限情况，使发电装置能够利用潮流产生规则且连续的能量，无噪音、无污染、结构紧凑、抗倾覆且发电量大，能同时供给更多耗电装置，续航持久可靠、清洁维护方便、成本低。

Description

潮流监控浮标

技术领域

本发明属于海洋监测技术领域，具体涉及潮流监控浮标。

背景技术

潮流发电的主要原理是利用天体引潮力导致海水发生水平流动的动能来制造电能或利用潮水的涨落产生的水位差所具有的势能来发电。潮流能是一种不消耗燃料、没有污染、不受气候条件影响、用之不竭的再生能源。在海洋各种能源中，潮流能的开发利用最为现实、简便且环保。但因潮汐有周期性间歇或波浪运动不规律的情况，在其余时间持续消耗电能，难以产生来自其的规则且连续的能量，并且也难以通过不增大潮流水流捕获量来优化发电设备，使发电能量有限，难以供给更多耗电装置。

专利CN106593744B中提出一种布置了潮流能转轮的竖井贯流式水轮机，包括过水流道，过水流道的中心轴线上沿水流方向依次设置有混凝土竖井、贯流式转轮活动导叶、贯流式转轮及至少两组潮流能转轮b，潮流能转轮b的主轴上连接有发电机b，混凝土竖井的相对两侧分别对称布置有至少两组潮流能转轮a，潮流能转轮a的主轴上连接有发电机a，贯流式转轮活动导叶和贯流式转轮的主轴上连接有发电机c。该现有技术采用多个发电机带动转动发电，在增加电站的发电量同时也不利于减少成本，且因环境因素影响，不能进行稳定连续的发电。

专利CN209241258U一种采用风能与潮流能耦合的自适应型海洋能发电浮标，将上、下两种不同的输入转速集成到同一根输出轴并传递给发电机进行潮流能与风能耦合发电。结构电路设计复杂，且一般潮流能与风能相辅相成，出现时间大部分相同，不能保证产生持续发电。

发明内容

本发明的目的在于提供潮流监控浮标，解决潮流间歇发电的局限情况，使潮流发电装置能够利用潮流产生来自其的规则且连续的能量，并且不需要传统的通过增大潮流水流捕获量增加发电。本发明不仅可以通过潮流驱动发电设备发电，且能够同时利用潮流为发电设备内部补充水流增大水压完成潮流退却后的内部驱动发电，该内部驱动发电同样利用水流压力产生的动能进行能量转换，无噪音无污染，并通过对潮流发电装置进行结构优化，将各转轮集成形成多级转轮驱动发电提高资源利用率、降低成本，结构更加紧凑、发电量大且环保，能同时供给更多耗电装置，续航持久可靠、清洁维护方便。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：潮流监控浮标，包括浮体、警示灯和风向标，浮体上表面靠近中间位置并排固定有警示灯和风向标，浮体为具有上浮力的中空腔体，其腔室内下表面安装有与水域接触的检测装置；浮体下表面中间固定有潮流发电装置，潮流发电装置包括多级转动装置，多级转动装置外部从上至下依次安装有外壳一、进水口筒体、柔性压力机构一、环状或锥状的圆筒体、柔性压力机构二和出水口筒体，且各部分之间相互封闭连接，并与多级转动装置同轴或基本同轴；检测装置沿潮流发电装置的外壳一外侧环向分布，不少于一个。该潮流监控浮标的浮体形状为柱形腔体，上下表面为平面，便于安装其他装置，并能够保证潮流发电装置在水域中漂浮，始终处于固定深度处。浮体上表面安装的警示灯和风向标可以为往来船只提供照明警示，防止撞坏浮标，并能够提供基本的风向航向等信息作参照。检测装置可用于对潮流规律、水质等进行检测，根据需求安装对应的检测仪器，沿外壳一外侧环向分布与水域接触进行检测，并位于潮流发电装置和浮体之间的空隙中，不容易受碰撞损坏。且潮流发电装置固定于浮体下表面中部，大大降低重心，防止浮标随风浪倾倒，并可采集天然规律的潮流能为内部控制板、蓄电池和相关电器件提供长久续航。本发明的潮流发电装置采用类似水轮机原理发电，同时利用多级转动装置与对应的各外部结构配合进行工作，即既可以利用潮流能带动转轮发电，又可利用无污染零噪音的柔性压力机构的水流输出带动转轮转动来发电，结构简单、发电量更大且环保，续航更可靠持久，并能进行潮流、水质、海流及气象等监测。该浮标可以在锚体的作用下固定于海底，使其在一定浮移范围内复位，防止漂移；也可以不进行锚固，用作漂移检测采样需求。

作为优选，外壳一为环形腔室，上方不封闭，且与浮体下表面连接，下方留有主轴贯穿的孔位。外壳一可与浮体及主轴之间形成密封结构，保护内部装置不受水的影响而产生损坏，提供安全可靠的工作环境。

作为优选，进水口筒体包括环形外壳，环形外壳的外侧中上部连接有截面形状为多边形环状或圆环状的喇叭口，不少于一个；喇叭口靠近环形外壳处具有较小的平均外周长，喇叭口大端面固定有滤网；环形外壳与喇叭口连接处的孔位中安装有数量等同的单向阀，单向阀能够响应于潮流水流从喇叭口大端流入而打开，并阻止水流逆向输送；环形外壳的外侧中下部的孔位中分别安装有数量等同的单向限流阀，单向限流阀可控制水流大小及流向；环形外壳的外侧中下部还包括溢流口，不少于一个，溢流口中安装有溢流阀，溢流阀能够响应于环形外壳中的水流压力而打开，并将多余水流排出至水域中。喇叭口不少于一个，分布多个有利于捕捉潮流能，使潮流能不管从何方向涌入均可进入，且喇叭口大端面为进水口。在喇叭口大端面固定有滤网可防止大的异物随水流进入对潮流发电装置产生破坏，用以保护潮流发电装置整体内部结构。单向阀能够响应于潮流水流从喇叭口大端流入而打开，使水流推动多级转动装置转动发电，在潮流退却时关闭可阻止水流逆向输出，保持环形外壳内部水压。而单向限流阀可控制水流大小及流向。环形外壳的外侧中下部的溢流口及溢流阀能够响应于环形外壳中的水流压力而打开，并将多余水流排出至水域中，防止柔性压力机构一由于过大水压产生破坏。

作为优选，柔性压力机构一包括环状柔性膜体，柔性膜体中部固定有环状管架，管架不少于一个，直径从上至下依次增大，位于最下方的管架上通过缆绳连接有若干浮球，浮球具有上浮力。柔性膜体由环状管架支撑定形，且管架可采用一个或多个，直径从上至下依次增大，便于连接在最下方管架上的浮球上浮。

作为优选，柔性膜体为不透水、耐蚀的柔性材料，截面形状为上小下大的环体；柔性膜体内部可存储水，并在浮球带动管架的作用下完成内部水流的排出，浮球的浮力小于潮流每次带来的水流冲力。柔性膜体为不透水、耐蚀的柔性材料，截面形状为上小下大的环体，便于固定于管架支撑定形及储水，且保证在恶劣的海水环境中的使用寿命。浮球的浮力小于潮流每次带来的水流冲力，使水流涌入柔性膜体内并使其容积不断增大直至溢出。且工作时，浮球带动管架对内部水流进行挤压完成内部水流排入下方。

作为优选，柔性压力机构二与柔性压力机构一形状相似或等同，柔性压力机构二的整体外径小于或等于柔性压力机构一，柔性压力机构二的浮球整体浮力小于或等于柔性压力机构一的浮球整体浮力；柔性压力机构二与柔性压力机构一交替工作时，保持其中一个为相对空的状态即没有水的状态。柔性压力机构二与柔性压力机构一形状相似或等同，有助于加工及维修替换。柔性压力机构二的整体外径小于或等于柔性压力机构一，且浮球整体浮力小于或等于柔性压力机构一的浮球整体浮力，能够保证在浮球浮力产生的水压及水流自身重力下使水流快速流入下方，并在此过程中对多级转动装置进行冲击旋转发电。柔性压力机构二与柔性压力机构一交替工作，保持其中一个为相对空的状态即没有水的状态，便于水流的交替驱动多级转动装置工作发电。

作为优选，出水口筒体为漏斗状腔体，上部为圆环体，下部为锥体，锥体部的下端连接有可开合的盖板。出水口筒体为漏斗状腔体，便于污物沉淀于锥体处，在锥体部下端连接的盖板打开时流出至水域，且在潮流发电装置各活动部均呈开启状态时，在潮流作用下可对内部进行冲洗清洁处理，并在回收时便于泄水打捞起来。

作为优选，多级转动装置从上至下依次由电缆、励磁装置、转轮一、转轮二、转轮三、转轮四组成，并由主轴贯穿各部分，各部分与主轴同轴；转轮一、转轮二、转轮三及转轮四固定于主轴上，并可随主轴绕轴心进行转动发电。多级转轮固定于同一根主轴上，每一级转轮工作均可带动发电，结构简单紧凑，利用率高，发电效率高。

作为优选，电缆位于浮体腔室内，并与腔室内的蓄电池和控制装置相连；励磁装置位于外壳一、浮体及主轴组成的密闭空间中；转轮一位于环形外壳内部并对应于喇叭口水平位置；转轮二位于环形外壳内部并处于单向限流阀以下位置；转轮三始终位于圆筒体腔室内；转轮四位于出水口筒体上腔内；圆筒体内部且位于转轮三上方有可通过调节叶片角度从而调节水流大小及开闭的导向叶轮装置一，出水口筒体内部且位于转轮四上方有可通过调节叶片角度从而调节水流大小及开闭的导向叶轮装置二；导向叶轮装置一和导向叶轮装置二与对应筒体及主轴连接处密封。电缆和励磁装置位于密闭空间中进行防水防潮保护。转轮一对应于喇叭口水平位置，便于潮流水流进入推动转轮一转动工作发电。转轮二处于单向限流阀下方，在单向限流阀打开时，柔性压力机构二中的水流在压力的作用下沿回流装置流出驱动转轮二转动工作发电；转轮三位于圆筒体腔室内，在导向叶轮装置一打开时柔性压力机构一中的水流流出冲击转轮三转动工作发电，导向叶轮装置一可通过调节叶片角度从而调节水流大小改变转轮三的转速提高发电效率；转轮四位于出水口筒体上腔内，在导向叶轮装置二打开时柔性压力机构二中的水流流出冲击转轮四转动工作发电，导向导向叶轮装置二可通过调节叶片角度调节水流大小改变转轮四的转速提高发电效率；导向叶轮装置一和导向叶轮装置二结构相同或相似，并与对应筒体及主轴连接处密封，形成各独立腔室进行水流的循环驱动发电。

作为优选，潮流发电装置还包括回流装置，不少于一个，回流装置为弧形腔室结构，上端口与进水口筒体对应于单向限流阀的孔位外壁相连，下端口与出水口筒体外壁上的对应孔位相连并位于转轮四位置以下，回流装置相对于更靠近上端口的腔室，更靠近下端口的腔室具有较大的平均外周长。回流装置为弧形腔室结构，腔室截面平均外周长为上小下大，小端口对应于单向限流阀，在单向限流阀开启时通过截面的不断减小改变水流喷射冲击力驱动转轮二转动工作发电，完成内部水流循环利用发电，大大提高发电效率，且回流装置的连接也使得浮标整体结构更加稳定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明浮标除包括浮体、警示灯和风向标外，还增加有检测装置和潮流发电装置，该潮流发电装置由多级转动装置、外壳一、进水口筒体、柔性压力机构一、圆筒体、柔性压力机构二、出水口筒体及回流装置组成，由各对应的阀及导向叶轮装置进行水流调节和空间转换，并可采集天然的潮流能为内部控制板、蓄电池和相关电器件提供长久续航。该浮标能够保证潮流发电装置始终处于水域固定深度处进行潮流能收集；警示灯和风向标可为往来船只提供警示防撞，并能够提供基本的风向航向等信息参照；检测装置可根据需求安装对应的检测仪器用于对潮流规律、水质、海流及气象等进行检测，且不易受损；潮流发电装置不仅可以通过潮流驱动发电设备发电，且能够同时利用潮流为发电设备内部补充水流增大水压完成潮流退却后的内部驱动发电，该内部驱动发电同样利用水流压力产生的动能进行能量转换，无噪音无污染，并通过对潮流发电装置进行结构优化，将各转轮集成形成多级转轮驱动发电提高资源利用率、降低成本，结构更加紧凑、抗倾覆、发电量大且环保，能同时供给更多耗电装置，续航持久可靠、清洁维护方便，并可选择锚固于海底或用作漂移检测采样需求。解决了天然的潮流能间歇发电的局限情况，使潮流发电装置能够利用潮流产生规则且连续的能量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的潮流发电装置的内部结构示意图；

图3为本发明的多级转动装置的结构示意图；

图4为本发明的进水口筒体的内部结构示意图；

图5为本发明的柔性压力机构一或柔性压力机构二的结构示意图。

附图标记说明：潮流发电装置1；浮体2；检测装置3；警示灯4；风向标5；多级转动装置11；外壳一12；进水口筒体13；柔性压力机构一14；圆筒体15；柔性压力机构二16；出水口筒体17；回流装置18；电缆111；励磁装置112；转轮一113；转轮二114；转轮三115；转轮四116；主轴117；环形外壳131；单向阀132；喇叭口133；滤网134；单向限流阀135；溢流阀136；溢流口137；柔性膜体141；管架142；浮球143；缆绳144；导向叶轮装置一151；导向叶轮装置二161；盖板171。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

如图1-5所示，潮流监控浮标，包括浮体2、警示灯4和风向标5，浮体2上表面靠近中间位置并排固定有警示灯4和风向标5，浮体2为具有上浮力的中空腔体，其腔室内下表面安装有与水域接触的检测装置3；浮体2下表面中间固定有潮流发电装置1，潮流发电装置1包括多级转动装置11，多级转动装置11外部从上至下依次安装有外壳一12、进水口筒体13、柔性压力机构一14、环状或锥状的圆筒体15、柔性压力机构二16和出水口筒体17，且各部分之间相互封闭连接，并与多级转动装置11同轴或基本同轴；检测装置3沿潮流发电装置1的外壳一12外侧环向分布有潮流检测仪和水质检测仪。该潮流监控浮标的浮体2形状为柱形腔体，能够保证潮流发电装置1在水域中始终漂浮于固定深度处。浮体2上表面安装的警示灯4和风向标5可以为往来船只提供照明警示防撞，并能够提供基本的风向航向等信息参照。检测装置3与水域接触可用于对潮流规律、水质进行检测，沿外壳一12外侧环向分布并位于潮流发电装置1和浮体2之间的空隙中，不容易受碰撞损坏。且潮流发电装置1固定于浮体2下表面中部，大大降低重心，防倾倒，可采集天然规律的潮流能为内部控制板、蓄电池和相关电器件提供长久续航。本发明的潮流发电装置1采用类似水轮机原理发电，同时利用多级转动装置11与对应的各外部结构配合进行工作，既可以利用潮流能带动转轮发电，又可利用无污染零噪音的柔性压力机构的水流输出带动转轮转动来发电，结构简单、发电量更大且环保、续航更可靠持久，且可携带检测装置进行采样。该浮标可利用锚体锚固于近海岸的海底，更容易安装和维护。

外壳一12为环形腔室，上方不封闭，且与浮体2下表面连接，下方留有主轴117贯穿的孔位。外壳一12可与浮体2及主轴117之间形成密封结构，保护内部装置不受水的影响而产生损坏，提供安全可靠的环境。

进水口筒体13包括环形外壳131，环形外壳131的外侧中上部连接有两个圆锥腔体状的喇叭口133；喇叭口133靠近环形外壳131处为小端口，喇叭口133大端口固定有滤网134；环形外壳131与喇叭口133连接处的两各孔位中各安装有一个单向阀132，单向阀132能够响应于潮流水流从喇叭口133大端流入而打开，并阻止水流逆向输送；环形外壳131的外侧中下部的两个孔位中各安装有一个单向限流阀135，单向限流阀135可控制水流大小及流向；环形外壳131的外侧中下部还包括一个溢流口137，溢流口137中安装有一个溢流阀136，溢流阀136能够响应于环形外壳131中的水流压力而打开，并将多余水流排出至水域中。浮标在水中位置不断变化着，多个喇叭口133的设置有利于捕捉各方向涌来的潮流能，使潮流能不管从何方向涌入均可进入，且喇叭口133大端面为进水口，箭头指示方向为水流方向。在喇叭口133大端面固定有滤网134可防止大的异物随水流进入对潮流发电装置1内部产生破坏。单向阀132能够响应于潮流水流从喇叭口133大端流入而打开，使水流推动多级转动装置11转动发电，在潮流退却时关闭可阻止水流逆向输出，保持环形外壳131内部水压。而单向限流阀135可控制水流大小及流向。环形外壳131的外侧中下部的溢流口137及溢流阀136能够响应于环形外壳131中的水流压力而打开，并将多余水流排出至水域中，防止柔性压力机构一14由于过大水压产生破坏。

柔性压力机构一14包括环状柔性膜体141，柔性膜体141中部固定有两个环状管架142，直径从上至下依次增大，位于最下方的管架142上通过缆绳145连接有若干浮球144，浮球144具有上浮力。柔性膜体141由环状管架142支撑定形，且采用多个直径从上至下依次增大的管架142，便于连接在最下方管架142上的浮球144上浮。

柔性膜体141为不透水、耐蚀的柔性材料，截面形状为上小下大的环体；柔性膜体141内部可存储水，并在浮球144带动管架142的作用下完成内部水流的排出，浮球144的浮力小于潮流每次带来的水流冲力。柔性膜体141为不透水、耐蚀的柔性材料，截面形状为上小下大的环体，便于固定于管架142支撑定形及储水，且保证在恶劣的海水环境中的使用寿命。浮球144的浮力小于潮流每次带来的水流冲力，使水流涌入柔性膜体141内并使其容积不断增大直至溢出。且工作时，浮球144带动管架142对内部水流进行挤压完成内部水流排入下方。

柔性压力机构二16与柔性压力机构一14形状相同，但柔性压力机构二16的浮球144整体浮力小于柔性压力机构一14的浮球144整体浮力；柔性压力机构二16与柔性压力机构一14交替工作时，保持其中一个为相对空的状态即没有水的状态。形状等同有助于加工及维修替换，且浮球144整体浮力小于柔性压力机构一14的浮球144整体浮力，能够保证在浮球144浮力产生的水压及水流自身重力下使水流快速流入下方，并在此过程中对多级转动装置11进行冲击旋转发电。柔性压力机构交替工作，保持其中一个为没有水的状态，便于水流的交替驱动多级转动装置11工作发电。

出水口筒体17为漏斗状腔体，上部为圆环体，下部为锥体，锥体部的下端连接有可开合的盖板171。出水口筒体17为漏斗状腔体，便于污物沉淀于锥体处，在锥体部下端连接的盖板171打开时流出至水域，且在潮流发电装置1各活动部均呈开启状态时，在潮流作用下可对内部进行冲洗清洁处理，并在回收时便于泄水打捞起来。

多级转动装置11从上至下依次由电缆111、励磁装置112、转轮一113、转轮二114、转轮三115、转轮四116组成，并由主轴117贯穿各部分，各部分与主轴117同轴；转轮一113、转轮二114、转轮三115及转轮四116固定于主轴117上，并可随主轴117绕轴心进行转动发电。多级转轮固定于同一根主轴117上，每一级转轮工作均可带动发电，结构简单紧凑，利用率高，发电效率高。

电缆111位于浮体2腔室内，并与腔室内的蓄电池和控制装置相连；励磁装置112位于外壳一12、浮体2及主轴117组成的密闭空间中；转轮一113位于环形外壳131内部并对应于喇叭口133水平位置；转轮二114位于环形外壳131内部并处于单向限流阀135以下位置；转轮三115始终位于圆筒体15腔室内；转轮四116位于出水口筒体17上腔内；圆筒体15内部且位于转轮三115上方有可通过调节叶片角度从而调节水流大小及开闭的导向叶轮装置一151，出水口筒体17内部且位于转轮四116上方有可通过调节叶片角度从而调节水流大小及开闭的导向叶轮装置二161；导向叶轮装置一151和导向叶轮装置二161与对应筒体及主轴117连接处密封。电缆111和励磁装置112位于密闭空间中进行防水防潮保护。转轮一113对应于喇叭口133水平位置，便于潮流水流进入推动转轮一113转动工作发电。转轮二114处于单向限流阀135下方，在单向限流阀135打开时，柔性压力机构二16中的水流在压力的作用下沿回流装置18流出驱动转轮二114转动工作发电；转轮三115位于圆筒体15腔室内，在导向叶轮装置一151打开时柔性压力机构一14中的水流流出冲击转轮三115转动工作发电，导向叶轮装置一151可通过调节叶片角度从而调节水流大小改变转轮三115的转速提高发电效率；转轮四116位于出水口筒体17上腔内，在导向叶轮装置二161打开时柔性压力机构二16中的水流流出冲击转轮四116转动工作发电，导向叶轮装置二161可通过调节叶片角度调节水流大小改变转轮四116的转速提高发电效率；导向叶轮装置一151和导向叶轮装置二161结构相同，并与对应筒体及主轴117连接处密封，形成各独立腔室进行水流的循环驱动发电。

潮流发电装置1还包括两个回流装置18，为弧形腔室结构，上端口与进水口筒体13对应于单向限流阀135的孔位外壁相连，下端口与出水口筒体17外壁上的对应孔位相连并位于转轮四116位置以下，回流装置18相对于更靠近上端口的腔室，更靠近下端口的腔室具有较大的平均外周长。回流装置18为弧形腔室结构，腔室截面平均外周长为上小下大，小端口对应于单向限流阀135，在单向限流阀135开启时通过截面的不断减小改变水流喷射冲击力驱动转轮二114转动工作发电，完成内部水流循环利用发电，大大提高发电效率。

实施例2：

本发明的潮流监控浮标实际使用时，将该浮标投入近海岸海水中，当潮流涌来时，水流从喇叭口133大端面即箭头指示方向进入，此时仅单向阀132能够响应于水流从喇叭口133大端流入而打开，使水流推动转轮一113带动多级转动装置11转动发电；同时柔性压力机构一14在水流冲击作用下鼓胀并储存大量水；其他阀及导向叶轮装置不工作时为闭合状态；而海水可能带来的大的异物被喇叭口133大端面固定的滤网134阻拦，防止随水流进入潮流发电装置1内部产生破坏；环形外壳131中下部的溢流口137及溢流阀136能够响应于环形外壳131中的水流压力而打开，并将多余水流排出至水域中，防止柔性压力机构一14由于过大水压产生破坏，在此过程中依靠潮流能间歇发电。在潮流退却时，关闭单向阀132可阻止水流逆向输出，保持环形外壳131及柔性压力机构一14内部水压；此时导向叶轮装置一151打开，使柔性压力机构一14自身由浮球144带动管架142对内部水流进行挤压，且浮球144整体浮力小于柔性压力机构一14的浮球144整体浮力，能够保证在浮球144浮力产生的水压及水流自身重力下使水流快速流入柔性压力机构二16，在此过程中水流流出冲击转轮三115转动工作发电直至水流不再流出导向叶轮装置一151关闭，导向叶轮装置一151可通过调节叶片角度从而调节水流大小改变转轮三115的转速提高发电效率；在导向叶轮装置一151关闭，导向叶轮装置二161打开使柔性压力机构二16中的水流流出冲击转轮四116转动工作发电直至水流不再流出导向叶轮装置二161关闭，导向叶轮装置二161可通过调节叶片角度调节水流大小改变转轮四116的转速提高发电效率；柔性压力机构交替工作，保持其中一个为没有水的状态，便于水流的交替驱动多级转动装置11工作发电；当导向叶轮装置二161关闭，单向限流阀135打开时，柔性压力机构二16中的水流在压力的作用下沿回流装置18流出驱动转轮二114转动工作发电，单向限流阀135可控制水流大小调节转轮二114转速；在此过程中由发电装置内部利用潮流能蓄积的水流压力产生动能驱动发电，由于在此过程中水流不断循环往复，内部能量不断消耗，规律的潮流可不断为其补充能量使其持续快速工作发电，能够保证长久续航。出水口筒体17为漏斗状腔体，便于工作过程中水流带来的污物沉淀于锥体处，在锥体部下端连接的盖板171打开时流出至水域，且在潮流发电装置1各活动部均呈开启状态时，在潮流作用下对内部进行冲洗清洁处理，并在回收时盖板171打开便于泄水打捞起来。该发明结构紧凑、抗倾覆、发电量大且环保，能同时供给更多耗电装置，续航持久可靠、清洁维护方便。

上述实施例中的常规技术如导向叶轮装置为若干叶片组合结构，可通过调节叶片角度调节水流大小及开闭，各转轮也为多叶片组成结构，均为水轮机发电常规技术，即为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，如串联多个柔性压力机构、转轮及导向叶轮装置形成多级工作空间等。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.潮流监控浮标，包括浮体（2）、警示灯（4）和风向标（5），所述浮体（2）上表面靠近中间位置并排固定有警示灯（4）和风向标（5），其特征在于：所述浮体（2）为具有上浮力的中空腔体，其腔室内下表面安装有与水域接触的检测装置（3）；所述浮体（2）下表面中间固定有潮流发电装置（1），所述潮流发电装置（1）包括多级转动装置（11），所述多级转动装置（11）外部从上至下依次安装有外壳一（12）、进水口筒体（13）、柔性压力机构一（14）、环状或锥状的圆筒体（15）、柔性压力机构二（16）和出水口筒体（17），且各部分之间相互封闭连接，并与所述多级转动装置（11）同轴或基本同轴；所述检测装置（3）沿所述潮流发电装置（1）的外壳一（12）外侧环向分布，不少于一个。

2.根据权利要求1所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述外壳一（12）为环形腔室，上方不封闭，且与所述浮体（2）下表面连接，下方留有所述主轴（117）贯穿的孔位。

3.根据权利要求1所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述进水口筒体（13）包括环形外壳（131），所述环形外壳（131）的外侧中上部连接有截面形状为多边形环状或圆环状的喇叭口（133），不少于一个；所述喇叭口（133）靠近所述环形外壳（131）处具有较小的平均外周长，所述喇叭口（133）大端面固定有滤网（134）；所述环形外壳（131）与所述喇叭口（133）连接处的孔位中安装有数量等同的单向阀（132），所述单向阀（132）能够响应于潮流从所述喇叭口（133）大端流入而打开，并阻止水流逆向输送；所述环形外壳（131）的外侧中下部的孔位中分别安装有数量等同的单向限流阀（135），所述单向限流阀（135）可控制水流大小及流向；所述环形外壳（131）的外侧中下部还包括溢流口（137），不少于一个，所述溢流口（137）中安装有溢流阀（136），所述溢流阀（136）能够响应于环形外壳（131）中的水流压力而打开，并将多余水流排出至水域中。

4.根据权利要求1所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述柔性压力机构一（14）包括环状柔性膜体（141），所述柔性膜体（141）中部固定有环状管架（142），所述管架（142）不少于一个，直径从上至下依次增大，位于最下方的管架（142）上通过缆绳（145）连接有若干浮球（144），所述浮球（144）具有上浮力。

5.根据权利要求4所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述柔性膜体（141）为不透水、耐蚀的柔性材料，截面形状为上小下大的环体；所述柔性膜体（141）内部可存储水，并在所述浮球（144）带动所述管架（142）的作用下完成内部水流的排出，所述浮球（144）的浮力小于潮汐每次带来的水流冲力。

6.根据权利要求1或4所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述柔性压力机构二（16）与所述柔性压力机构一（14）形状相似或等同，所述柔性压力机构二（16）的整体外径小于或等于所述柔性压力机构一（14），所述柔性压力机构二（16）的浮球（144）整体浮力小于或等于所述柔性压力机构一（14）的浮球（144）整体浮力；所述柔性压力机构二（16）与所述柔性压力机构一（14）交替工作时，保持其中一个为相对空的状态即没有水的状态。

7.根据权利要求1所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述出水口筒体（17）为漏斗状腔体，上部为圆环体，下部为锥体，锥体部的下端连接有可开合的盖板（171）。

8.根据权利要求1所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述多级转动装置（11）从上至下依次由电缆（111）、励磁装置（112）、转轮一（113）、转轮二（114）、转轮三（115）、转轮四（116）组成，并由主轴（117）贯穿各部分，各部分与所述主轴（117）同轴；所述转轮一（113）、转轮二（114）、转轮三（115）及转轮四（116）固定于所述主轴（117）上，并可随所述主轴（117）绕轴心进行转动发电。

9.根据权利要求8所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述电缆（111）位于所述浮体（2）腔室内，并与腔室内的蓄电池和控制装置相连；所述励磁装置（112）位于所述外壳一（12）、所述浮体（2）及所述主轴（117）组成的密闭空间中；所述转轮一（113）位于所述环形外壳（131）内部并对应于喇叭口（133）水平位置；所述转轮二（114）位于所述环形外壳（131）内部并处于所述单向限流阀（135）以下位置；所述转轮三（115）始终位于所述圆筒体（15）腔室内；所述转轮四（116）位于所述出水口筒体（17）上腔内；所述圆筒体（15）内部且位于转轮三（115）上方有可通过调节叶片角度从而调节水流大小及开闭的导向叶轮装置一（151），所述出水口筒体（17）内部且位于转轮四（116）上方有可通过调节叶片角度从而调节水流大小及开闭的导向叶轮装置二（161）；所述导向叶轮装置一（151）和导向叶轮装置二（161）与对应筒体及主轴（117）连接处密封。

10.根据权利要求1所述的潮流监控浮标，其特征在于：所述潮流发电装置（1）还包括回流装置（18），不少于一个，所述回流装置（18）为弧形腔室结构，上端口与所述进水口筒体（13）对应于单向限流阀（135）的孔位外壁相连，下端口与所述出水口筒体（17）外壁上的对应孔位相连并位于所述转轮四（116）位置以下，所述回流装置（18）相对于更靠近上端口的腔室，更靠近下端口的腔室具有较大的平均外周长。

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