[发明专利]基于定向水流管道的直线变旋转发电系统的方法

权利要求书

1.一种基于定向水流管道的直线变旋转发电系统，其特征在于：

从上向下依次包括顶盖、随动管(4)、柔性半支撑管、刚性连接管(13)、固定底座(12)；

上述随动管(4)内安装第一发电模块，第一发电模块由若干永久磁铁(1)、线圈(2)、固定杆(3)组成；其中永久磁铁(1)通过杆件水平固定安装于随动管(4)腔体内，线圈(2)布置于每个永久磁铁周围，通过固定杆(3)固定安装于固定底盘(12)；随动管(4)侧壁外表面具有不规则凹槽(5)；

上述刚性连接管(13)内安装第二发电模块，第二发电模块由过摆动杆(6)、导线组(7)、C形永久磁铁(8)、集电环(9)、旋转轴固定杆(15)组成；上述摆动杆(6)呈倒置的T型结构，其上部与顶盖固定连接，下部为水平延伸臂；C形永久磁铁(8)嵌于刚性连接管(13)侧壁内圈；导线组(7)呈环形，两侧由摆动杆(6)的水平延伸臂卡箍固定；导线组(7)通过旋转轴固定杆(15)和摆动杆(6)安装于刚性连接管(13)内部，并与C形永久磁铁位于同一水平位置；导线组(7)与集电环(9)连接；

上述柔性半支撑管由弹簧结构(10)和柔性防水密封套(11)组成；柔性半支撑管一端连接随动管(4)，一端连接刚性连接管(13)。

2.根据权利要求1所述的基于定向水流管道的直线变旋转发电系统，其特征在于：

上述弹簧结构(10)的弹簧倔强系数的选择，以及随动管(4)上的不规则凹槽(5)所占面积或凹槽数目的选择，根据管道内水流速度而定，以调整发电系统摆动频率，与涡脱频率达到共振。

3.根据权利要求1所述的基于定向水流管道的直线变旋转发电系统，其特征在于：

上述集电环(9)布置时为一个或两个；

当为一个集电环时，集电环的一圈分两部分导电体，两部分导电体之间以绝缘体隔断，两部分导电体分别与导线组两端的碳刷(17)接触；

当为两个集电环时，两集电环之间以绝缘连接固定杆(18)固定，不接触，两集电环分别与导线组两端的碳刷(17)接触。

4.根据权利要求1~3所述的基于定向水流管道的直线变旋转发电系统的方法，其特征在于以下过程：

随动管(4)由于流体流经障碍物，在障碍物后形成涡流，涡的扰动导致其随着下部的弹簧结构(10)发生水平摆动；

第一部分发电模块，由于随动管(4)的摆动带动固定于其内壁的永久磁铁(1)也发生水平摆动，线圈(2)通过固定杆(3)固定安装于固定底盘(12)保持静止，利用线圈定向往复切割磁感线的原理进行发电；

第二部分发电模块，导线组(7)通过摆动杆(6)与随动管(4)顶盖的连接，由于随动管(4)的摆动带动其发生一定角度的往复旋转，利用导线旋转往复切割磁感线的原理进行发电；

发出的交流电经整流器转换为直流电，输入蓄电池蓄电或者直接给用电器供电。

5.根据权利要求1所述的基于定向水流管道的直线变旋转发电系统的方法，其特征在于：

将系统应用于管道中使用时，其顶部远离相对管壁的低能流区域，即要求第一部分发电模块顶部与相对管壁的距离大于10mm，且第一部分发电模块底部与弹簧结构(10)顶部的水平高度间距应大于2mm。