水压发电系统的制作方法

本发明涉及发电系统，更具体地说，涉及一种水压发电系统。

背景技术：

随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强，清洁能源的推广应用已成必然趋势。现今，已有很多成熟的清洁发电技术被开发并投入商业应用，例如水力发电、风力发电、太阳能发电等技术，都早已投入商业应用。海上清洁能源也是发展的一个方向，例如潮汐发电、海流发电、波浪发电等技术都已发展了很长时间，而且也取得了一些成果，但由于在海上发电比在陆地发电存在更多的限制，须要更多特别条件才能配合发电。例如，潮汐发电需要在海湾修建水坝以拦截，而且潮汐水位差需要达到一定高度才能储存一定水量供发电用；波浪发电则需要较大波浪作为动力，需要在有持续波浪的区域才能持续稳定的产生电力；海流发电需要海流驱动放在水中的车叶然后转动发电，需要特定的海流条件才能进行发电。总的来说，以上各类海上发电技术虽然有一些试验装置在运行，但未能广泛推广，原因在于上述海上发电技术依赖于一些特定海流或海浪条件才能实施，在大部份国家及地区不容易找到适宜的地点进行发电，这阻碍了上述海上发电技术的发展和推广。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水压发电系统，利用水压进行发电。

本发明的水压发电系统包括设置在水下的水力发电机、旋转接驳器、以及至少两个排水单元，所述排水单元围绕所述水力发电机设置；

所述水力发电机具有入水口和出水口；

所述排水单元包括集水容器和压缩容器，所述集水容器到水面的距离小于所述压缩容器到水面的距离；

所述集水容器底部设有第一排水口和第一排水阀，所述集水容器上还设有进气口和进气阀，以及排气口和排气阀，所述排气口位于所述集水容器的顶部，所述集水容器上还设有用于和旋转接驳器连接的进水管，所述进水管上设有第一进水阀；

所述压缩容器包括壳体以及设置在壳体内的气囊，所述壳体的底部设有进水口和第二进水阀，所述气囊通过管路分别与所述集水容器的所述排气口和进气口相连；

所述水压发电系统还包括气体压缩机，所述气体压缩机通过管路与所述压缩容器相连通；

所述旋转接驳器具有用于和所述水力发电机的出水口相连的第一接驳口，以及用于和所述集水容器的进水管相连的第二接驳口，所述第一接驳口和第二接驳口相连通。

在本发明所述的水压发电系统中，所述集水容器空置时，所述水力发电机的入水口与所述集水容器之间存在压力差，当所述第一进水阀开启时，所述压力差将水由所述入水口压入所述水力发电机并驱动所述水力发电机发电，由所述出水口出来的水经过所述旋转接驳器的第一接驳口、第二接驳口以及与所述第二接驳口相连的进水管进入到所述集水容器中，所述集水容器中的气体由排气口经管路压入到所述气囊中以及其他排水单元的集水容器中。

在本发明所述的水压发电系统中，所述旋转接驳器包括用于驱动所述旋转接驳器转动的驱动电机，当与所述第二接驳口相连的集水容器停止进水后，所述驱动电机驱动所述旋转接驳器转动，以使所述第二接驳口转向下一个排水单元并与下一个排水单元的集水容器的进水管相连接。

在本发明所述的水压发电系统中，所述集水容器排水时，所述集水容器的第一进水阀关闭，所述集水容器的进气阀开启，与所述集水容器相连的压缩容器的第二进水阀开启，水在压力的驱使下由进水口进入到所述压缩容器中并压缩所述气囊，将所述气囊内的气体通过管路压入到所述集水容器中以将所述集 水容器中的水由所述第一排水口排出。

在本发明所述的水压发电系统中，所述压缩容器连接有排水管，所述排水管上设有第二排水口和第二排水阀，所述压缩容器排水时，所述压缩容器的第二进水阀关闭，所述气体压缩机将气体压入到所述压缩容器内，所述压缩容器内的水由排水管排出。

在本发明所述的水压发电系统中，所述排水管向上延伸至设置在水面上的浮筒上并伸出水面，所述排水管的上端设置有第三排水阀。

在本发明所述的水压发电系统中，所述气体压缩机还通过管路与所述集水容器相连接。

在本发明所述的水压发电系统中，所述水压发电系统包括多个所述排水单元，多个所述排水单元围绕所述水力发电机均匀分布。

在本发明所述的水压发电系统中，所述水压发电系统还包括一平台，所述平台上设有风力发电装置和/或太阳能发电装置。

在本发明所述的水压发电系统中，所述平台上还设有控制室和用于将输送电力的送电站。

实施本发明的水压发电系统，具有以下有益效果：本发明的水压发电系统利用水压进行发电，只要具有用于设置水压发电系统的水深即可利用水压进行发电，可以应用在海洋、湖泊以及人工湖等水域中。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明水压发电系统的一实施例的结构示意图；

图2是本发明水压发电系统中旋转接驳器的原理示意图；

图3是本发明水压发电系统中旋转接驳器与多个集水容器配合的示意图；

图4是本发明水压发电系统中压缩容器的原理示意图；

图5是具有两个排水单元的水压发电系统的示意图；

图6是具有三个排水单元的水压发电系统的示意图；

图7是具有四个排水单元的水压发电系统的示意图；

图8是具有八个排水单元的水压发电系统的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

下面详细描述本发明的水压发电系统的实施例，这些实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的水压发电系统的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“上端”、“下端”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所以，为本发明的水压发电系统的一个实施例的示意图。在该实施例中，水压发电系统包括一个平台100，平台100通过支架10固定水面或海面上，支架10的底部固定在水底或海底，平台100也可以是浮台的形式，浮于水面或海面上，并通过锚链固定在水底或海底，平台100上设置有风力发电装置101和太阳能发电装置102，或者只设有风力发电装置101或太阳能发电装置102，风力发电装置101和太阳能发电装置102可以采用现有风力发电机组和太阳能光电板，用于为水压发电系统提供辅助的电力的供应，维持水压发电系统的运行。平台100上还设有控制室103和用于将输送电力的送电站，在本实施例中，控制室和送电站是设置在一起的，即控制室103同时也是送电站。

参看图1，水压发电系统还包括设置在水下的水力发电机1、旋转接驳器2、以及至少两个排水单元300。水力发电机1、旋转接驳器2和排水单元300都设置在水下，可以设置在建造在水中的固定支架10上，两个或两个以上的 排水单元300围绕水力发电机1设置。水力发电机1用于发电，其可以是常规的涡轮机，在水流的驱动下发电，水力发电机1具有入水口A和出水口，用于水流的进出，在入水口A还设有阀门11，可以通过控制阀门11关闭或开启入水口A。

排水单元300包括集水容器3和压缩容器4，集水容器3和压缩容器4通过管路连接，集水容器3到水面的距离小于压缩容器4到水面的距离。集水容器3底部设有第一排水口B和控制第一排水口B开闭的第一排水阀31，集水容器3上还设有进气口和控制进气口开闭的进气阀32，以及排气口和控制排气口开闭的排气阀33，排气口位于集水容器3的顶部，集水容器3上还设有用于和旋转接驳器2连接的进水管34，进水管34上设有第一进水阀341。压缩容器4包括壳体以及设置在壳体内的气囊41，壳体的底部设有进水口C和控制进水口C开闭的第二进水阀42，气囊41通过管路411、412分别与集水容器3的排气口和进气口相连。压缩容器4连接有排水管43，排水管43上设有第二排水口E和控制第二排水口E开闭的第二排水阀432，进一步，排水管43可以向上延伸至设置在水面上的浮筒6上并伸出水面，排水管43的上端设置有第三排水阀433。水压发电系统还包括气体压缩机5，气体压缩机5通过管路413与压缩容器4相连通，用于压缩容器4的排水。

参看图2和图3，旋转接驳器2具有用于和水力发电机1的出水口相连的第一接驳口21，以及用于和集水容器3的进水管34相连的第二接驳口22，第一接驳口21和第二接驳口22相连通。旋转接驳器2包括用于驱动旋转接驳器2转动的驱动电机23，驱动电机23可以驱动旋转接驳器2转动，以使旋转接驳器2的第二接驳口22可以转向不同的排水单元300，并与不同的排水单元300的集水容器3的进水管34相连接。

以上结合附图详细介绍了本发明的水压发电系统的构成，下面将结合附图详细介绍本发明的水压发电系统是如何发电的。

参看图1至图4，当集水容器3空置时，即集水容器3处于排空状态，此时，水力发电机1的入水口A与集水容器3之间存在压力差，开启入水口A处的阀门11，并打开集水容器3的进水管34上的第一进水阀341，由于压力 差的存在，会将水由入水口A压入水力发电机1并驱动水力发电机1发电，由出水口出来的水经过旋转接驳器2的第一接驳口21、第二接驳口22以及与第二接驳口22相连的进水管34进入到集水容器3中，集水容器3中的气体由排气口经管路411压入到气囊41中，也可以同时压入到其他排水单元的集水容器中，此时集水容器3的排气阀33是开启状态。当集水容器3中的水量达到一定程度时，驱动电机23驱动旋转接驳器2转动，以使第二接驳口22转向下一个排水单元300并与下一个排水单元300的集水容器3的进水管34相连接，向下一个集水容器3排水，并由此继续发电，集水容器3停止进水，此时关闭第一进水阀341和排气阀33，集水容器3停止储水任务。

被水填充的集水容器3则进入排水程序，集水容器3排水时，集水容器3的第一进水阀341和排气阀33关闭，集水容器3的进气阀32开启，第一排水口B处的第一排水阀31开启，与集水容器3相连的压缩容器4的第二进水阀42开启，水在压力的驱使下由进水口C进入到压缩容器4中并压缩气囊41，将气囊41内的气体通过管路412压入到集水容器3中以将集水容器3中的水由第一排水口B排出。当集水容器3中的水排空时，立即关闭第一排水口B处的第一排水阀31，以及关闭进气阀32和压缩容器4的第二进水阀42。此时，集水容器3处于排空状态，等待旋转接驳器2的第二接驳口22下次转向该集水容器3时接收由水力发电机1排出的水。集水容器3排水程序完成后，压缩容器4则进入排水程序，压缩容器4的第二进水阀42关闭，气体压缩机5将气体压入到压缩容器4内，压缩容器4内的水则由排水管43排出，第二排水阀432和第三排水阀433都开启，水可以由排水口E以及上端排水口D排出，当压缩容器4中的水排出后，则关闭第二排水阀432和第三排水阀433，以及关闭气设置在连接气体压缩机5和压缩容器4的管路413上的气阀51。

为了防止气囊41故障时集水容器3无法排水，气体压缩机5还通过管路与集水容器3相连接，也可以利用气体压缩机5对集水容器3进行充气排水，连接气体压缩机5与集水容器3的管路上设置有气阀52。压缩容器4还可以通过管路411与其他排水单元300种的集水容器相连，管路411上还设有气阀53，用于利用其他集水容器3进水时排出的气体对气囊41充气。气体压缩机 5还可以增设储气罐50，用于储存压缩气体，在需要时通过储气罐50进行供气。

在本发明的水压发电系统中，可以包括多个排水单元300，多个排水单元围300绕水力发电机1均匀分布，由旋转接驳器2轮流连通排水单元300的集水容器3和水力发电机1，以此不断的进行发电，产生电力。图5至图8依次示出了具有两个、三个、四个和八个排水单元300的水压发电系统的示意图。

本发明的水压发电系统利用水压进行发电，只要具有用于设置水压发电系统的水深即可利用水压进行发电，可以应用在海洋、湖泊以及人工湖等水域中。本发明的水压发电系统的发电过程中不会造成任何污染，也不会对周围的生态造成影响，是一种完全清洁环保的发电系统。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。