水能利用系統及其水能轉換裝置的制作方法

本實用新型涉及新能源利用領域中的水能利用系統及其水能轉換裝置。

背景技術：

隨著石油資源的日益緊張，可再生能源的利用開發顯得尤為重要，海洋、河流的水能資源作為一種可再生能源，其蘊藏量是十分巨大的。目前大多數的海洋漁船、海上平臺等海上作業單元的電力供應都是依靠柴油發電機來實現的，這種發電方式不僅經濟成本高，而且還會對水域環境造成污染。

為了實現對水流能源的利用，中國專利CN102588192A公開了“一種海洋能發電裝置”，該發電裝置包括通過收放繩與海上作業單元相連的浮子和使用時置于水中的水能轉換裝置，水能轉換裝置包括通過懸掛纜繩懸掛于浮子上的發電單元，發電單元包括艇殼及設置于艇殼內的水下水輪機和與水下水輪機傳動連接的發電機。水能轉換裝置還包括使用時位于水中的傘錨，傘錨通過傘錨繩與海上作業單元相連，傘錨的出水口通過出水管道與水下水輪機的進水口相連。當需要裝置發電時，工作人員將該發電裝置的發電單元和傘錨置于水中，浮子在豎直方向上抵消發電單元的重力，浮子的位置被收放繩控制。傘錨對海水具有匯集作用，當傘錨在海水中展開后，傘錨出水口會產生高速流動的海水，這股水流被導向水下水輪機，水下水輪機帶動發電機做功發電，經水下水輪機后的水流經艇殼上出水口排走，發電機發出的電能輸送至海上作業單元之上。

現有的這種海洋能發電裝置存在的問題在于：傘錨由單層柔性材質制成，不具有剛性支撐能力，因此只能將水能轉換裝置通過一根獨立的懸掛纜繩連接于浮子上，而傘錨則通過一根獨立的傘錨繩與海上作業單元相連，整個裝置的結構比較復雜，且占用空間較大，不利于發電裝置的高密度布置；此外，當水流流速變大時，水下水輪機的轉速也會隨之提高，導致發電機的輸出功率不穩定。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種水能轉換裝置，以解決現有水能轉換裝置中的傘錨與水下水輪機需要各自獨立的繩纜連接而導致水能轉換裝置結構復雜的問題；本實用新型的目的還在于提供一種使用該水能轉換裝置的水能利用系統。

為了解決上述問題，本實用新型中水能轉換裝置的技術方案為：

水能轉換裝置，包括水下水輪機，水下水輪機的外圍設置有具有囊腔的環狀囊，環狀囊圍成沿前后方向延伸的水流導流通道，水下水輪機通過水輪機支架與水流導流通道的通道壁相連。

所述囊腔中填充有水、發泡材料或者氣體。

水流導流通道的前端具有由前至后口徑逐漸變小的漸縮段，所述水下水輪機設置于所述漸縮段的喉部位置處。

環狀囊上于所述水流導流通道的外圍設置有多個沿環狀囊周向順序布置的沿前后方向延伸的沖壓水室，各沖壓水室均具有位于所述環狀囊前端的水室進水口和位于所述渦輪機的渦輪葉片旁的水室出水口。

各沖壓水室以環狀囊的中心線同趨勢扭轉偏斜以使得水室出水口的朝向與渦輪葉片的轉動方向一致。

環狀囊的內部設置有剛性的支撐骨架。

環狀囊上設置有沿左右方向延伸的平衡翼，在垂直于左右方向的截面上平衡翼的上、下表面均為外凸的弧形結構，上表面的截面周長小于下表面的截面周長。

供所述水輪機支架連接的所述水流導流通道壁處設置有筒形的剛性支撐結構。

本實用新型中水能利用系統的技術方案為：

水能利用系統，包括水能轉換裝置和用于將水能轉換裝置限位于水中的限位裝置，水能轉換裝置包括水下水輪機，水下水輪機的外圍設置有具有囊腔的環狀囊，環狀囊圍成沿前后方向延伸的水流導流通道，水下水輪機通過水輪機支架與水流導流通道的通道壁相連。

水流導流通道的前端具有由前至后口徑逐漸變小的漸縮段，所述水下水輪機設置于所述漸縮段的喉部位置處，環狀囊上于所述水流導流通道的外圍設置有多個沿環狀囊周向順序布置的沿前后方向延伸的沖壓水室，各沖壓水室均具有位于所述環狀囊前端的水室進水口和位于所述渦輪機的渦輪葉片旁的水室出水口。

各沖壓水室以環狀囊的中心線同趨勢扭轉偏斜以使得水室出水口的朝向與渦輪葉片的轉動方向一致。

限位裝置包括用于設置于水面或者水面以上的工作臺，工作臺上設置有卷揚裝置，水能轉換裝置的環狀囊通過纜繩與卷揚裝置相連，環狀囊上設置有沿左右方向延伸的平衡翼，在垂直于左右方向的截面上平衡翼的上、下表面均為外凸的弧形結構，上表面的截面周長小于下表面的截面周長，纜繩上串設有彈簧，或者纜繩上串設有力傳感器，限位裝置還包括與所述力傳感器采樣連接并與所述卷揚裝置控制連接的控制器。

限位裝置包括用于漂浮于水面的漂流浮體和作業浮體，漂流浮體與水底錨相連，作業浮體與漂流浮體可拆連接，水能轉換裝置連接于作業浮體上。

限位裝置包括漂浮于水面上的作業浮體，作業浮體通過錨纜繩與水底錨相連，水能轉換裝置通過漂浮纜繩與錨纜繩相連。

限位裝置包括漂浮于水面上的作業浮體，作業浮體通過錨纜繩與水底錨相連，錨纜繩上串設有至少一個所述的水能轉換裝置。

限位裝置包括用于漂浮于水面上的作業浮體，作業浮體通過錨纜繩與水底錨相連，作業浮體上還連接有漂浮纜繩，漂浮纜繩遠離作業浮體的一端設置有用于浮于水面上的平衡浮體，漂浮纜繩上連接有至少一個所述水能轉換裝置。

各水能轉換裝置的高低均不同。

限位裝置包括漂浮于水面上的作業浮體，作業浮體通過錨纜繩與水底錨相連，作業浮體上連接有至少一個沿左右方向延伸的橫向剛性桿，在橫向剛性桿上連接有至少兩個沿左右方向間隔布置的漂浮纜繩，各漂浮纜繩上均順次設置有至少兩個所述的水能轉換裝置。

限位裝置包括漂浮于水面上的作業浮體，作業浮體通過錨纜繩與水底錨相連，作業浮體或者所述錨纜繩上連接有多個所述的水能轉換裝置，各水能轉換裝置的水下水輪機上均同軸連接有水泵，作業浮體上設置有通過水管與各水泵的出水口相連的水上水輪機。

限位裝置包括漂浮于水面上的作業浮體，作業浮體通過錨纜繩與水底錨相連，水能轉換裝置設置于所述作業浮體的底部。

本實用新型的有益效果為：使用時，可以向環狀囊內填充水、發泡材料或氣體等填充介質來對環狀囊提供一定的支撐力，從而為水輪機提供可靠支撐，可以將水輪機連接于環狀囊的內壁上，水流經環狀囊圍成的水流導流通道來向驅動水輪機動作，這樣一方面可以減小產品的整體尺寸，同時僅需對環狀囊限位就可以實現對水能轉化裝置的限位，有利于簡化水能轉換裝置的結構，環狀囊也有利于減小產品的重量，降低產品的成本。

附圖說明

圖1是本實用新型中水能利用系統的實施例1的結構示意圖；

圖2是圖1中當水流速度較大時，卷揚裝置放繩前、后的狀態示意圖；

圖3是本實用新型中水能利用系統的實施例2的結構示意圖；

圖4是本實用新型中水能利用系統的實施例3的結構示意圖；

圖5是本實用新型中水能利用系統的實施例4的結構示意圖；

圖6是本實用新型中水能利用系統的實施例5的結構示意圖；

圖7是本實用新型中水能利用系統的實施例6的結構示意圖；

圖8是本實用新型中水能利用系統的實施例7中水能轉換裝置的結構示意圖；

圖9是圖8中沖壓水室的結構示意圖；

圖10是本實用新型中水能利用系統的實施例8中的沖壓水室的結構示意圖；

圖11是本實用新型中水能利用系統的實施例9中的水能轉換裝置的結構示意圖；

圖12是本實用新型中水能利用系統的實施例10中的水能轉換裝置的結構示意圖；

圖13是本實用新型中水能利用系統的實施例11的結構示意圖；

圖14是本實用新型中水能利用系統的實施例12的結構示意圖；

圖15是實施例12中投切機構的結構示意圖；

圖16是實施例12中投切機構切斷對應發電時的狀態示意圖；

圖17是本實用新型中水能利用系統的實施例13的結構示意圖；

圖18是本實用新型中水能利用系統的實施例14的結構示意圖；

圖19是本實用新型中水能利用系統的實施例15的結構示意圖；

圖20是圖19中各發電機間的電路連接圖；

圖21是本實用新型中水能利用系統的實施例16的結構示意圖；

圖22是本實用新型中水能利用系統的實施例17的結構示意圖；

圖23是本實用新型中水能利用系統的實施例18的結構示意圖；

圖24是圖23的俯視圖；

圖25是本實用新型中水能利用系統的實施例19的結構示意圖；

圖26是圖25的俯視圖；

圖27是本實用新型中水能利用系統的實施例20的結構示意圖；

圖28是圖27的俯視圖；

圖29是本實用新型中水能利用系統的實施例21的結構示意圖；

圖30是本實用新型中水能利用系統的實施例22的結構示意圖；

圖31是圖30的A-A向剖視圖；

圖32是圖30中水輪機與環狀囊的配合示意圖。

具體實施方式

水能利用系統的實施例1如圖1~2所示：包括水能轉換裝置22和用于將水能轉換裝置限位于水中的限位裝置，限位裝置包括用于漂浮于水面4上的作業浮體3，作業浮體3通過錨纜繩19與水底21的水底錨20相連，錨纜繩19連接于作業浮體3上設置的卷揚裝置2上，錨纜繩19上串設有力傳感器，水能轉換裝置還包括與力傳感器采樣連接并與卷揚裝置控制連接的控制器1。錨纜繩上連接有漂浮纜繩10，定義水流的流向為由前至后方向，水能轉換裝置通過傘繩11連接于漂浮纜繩10的后端，傘繩的直徑小于漂流纜繩的直徑。水能轉換裝置包括環狀囊15，環狀囊具有用于充水的內腔，環狀囊圍成沿前后方向延伸的水流導流通道，圖中項9表示水流導流通道的進口，項13表示水流導流通道的出口。水流導流通道的前端為由前至后口徑逐漸變小的漸縮段，漸縮形式為曲線形漸縮，漸縮段的喉部的通道壁上設置有筒形的剛性支撐結構12，漸縮段的后端設置有由前至后口徑逐漸變大的漸擴段。本實施例中漸縮段的入水口口徑10米，喉部的口徑8米，漸擴段的出水口口徑12米。

本實施例中，剛性支撐結構優選的采用輕質高強度的碳纖維材料制成。水能轉換裝置還包括水下水輪機16，水下水輪機通過水輪機支架8與剛性支撐結構相連，水下水輪機的機軸上同軸固設有發電機17。圖1中箭頭表示水流方向；項14表示水下水輪機的葉片。

環狀囊的前緣所要承受的水流壓力較高，因此環狀囊的前緣設置有前緣剛性支撐18，傘繩11連接于前緣剛性支撐上。環狀囊的縱向剖面呈機翼狀，各傘繩中，位于上側的傘繩的長度短于位于下側的三繩的長度。

環狀囊的上側靠后部經纜繩6連接一個平衡浮體5，平衡浮體5采用充填發泡材料的充水水囊結構，用于輔助保持環狀囊的運行姿態。平衡浮體具有機翼形狀的外形，在水流的作用下產生升力。環狀囊上還設置有垂直尾翼7和用于沿左右方向延伸的平衡翼（圖中未示出），在垂直于左右方向的截面上平衡翼的上、下表面均為外凸的弧形結構，上表面的截面周長小于下表面的截面周長，也就是說平衡翼與常規的機翼形狀一致，只不過和常規的機翼的安裝方向相反，在水流作用下可以產生向下的升力，從而使得本水能轉換裝置具有負攻角特性。

如圖2所示：通過及平衡翼的設置，在水流流速增加時，水流對平衡翼產生向下方向的作用力，該力值反映到力傳感器上，當該力值大于設定值時，控制器1控制卷揚裝置2放繩，環狀囊15的位置降低，低位置的水流流速相比高位置的水流流速要小，從而可以保證發電機的恒定功率輸出；當力傳感器上的力值過小時，說明該高度的水流速度過小，此時卷揚裝置可以收繩，環狀囊的位置升高來滿足發電機的恒定功率輸出。

在本實用新型的其它實施例中：力傳感器和控制器還可以不設，此時可以在錨纜繩上串設彈簧，當水流流速過大時，水能轉換裝置克服彈簧作用力而拉伸彈簧，此時水能轉換裝置可以下降到較低的位置；當水流流速減小時，彈簧復位而將水能轉換裝置拉至位置較高區域；也可以向環狀囊中填充發泡材料，發泡材料可以是顆粒裝，和水進行混合填充。此時可以在環狀囊的表面設置拉鏈等可打開結構，能夠將成型的發泡材料裝入或取出。用發泡材料做填充介質能夠夠增加環狀囊的浮力，增加抵抗水壓的能力，較好地保持環狀囊的外形，此外采用發泡材料填充或者水作為介質填充時，環狀囊的內外壓強基本一致，環狀囊的透水性要求可以低一點；當環狀囊只是在淺水區域工作時，外部壓強較小，也可以選擇向環狀囊中填充氣體；平衡浮體也可以不設；漸縮段的漸縮形式還可以是拋物線形、直線形等；水底錨也可以是固定錨結構。當然也可以采用其它控制形式來實現控制卷揚裝置2放繩，比如說根據發電機的輸出功率進行控制，例如發電機的額定輸出功率為200kw，當發電機輸出功率超過200kw，控制器控制卷揚裝置2放繩，水能轉換裝置下降到更深水域中，當發電機輸出功率不足180kw，控制器控制卷揚裝置2收繩，將水能轉換裝置拉至更淺水域中，發電機的額定輸出功率可以為10kw~200kw。

水能利用系統的實施例2如圖3所示：實施例2與實施例1不同的是，環狀囊15內設置有剛性的支撐骨架25，支撐骨架支撐于環狀囊15的前后端，環狀囊上與支撐骨架配合的位置設置有加強結構，加強結構指的是設置于環狀囊上的前剛性支撐26和后剛性支撐27，支撐骨架可以輔助保持環狀囊在水壓作用下的外形。此外與實施例不同的還有，水流導流通道屬于漸擴式通道。

水能利用系統的實施例3如圖4所示：實施例3與實施例1不同的是，環狀囊15的外周面上均設置有用于抵抗水壓的剛性支撐28。

水能利用系統的實施例4如圖5所示：實施例4與實施例1不同的是，水能轉換裝置22有兩個，兩個水能轉換裝置22左右間隔設置，其二者通過翼形的剛性連接件30連接，剛性連接件30的尾端設置有用于充水的囊狀翼身32，漂浮纜繩10通過分支纜繩29與剛性連接件30相連。在本實用新型的其它實施例中，水能轉換裝置的個數還可以是三個、四個或更多，各水能轉換裝置均通過剛性連接件連接。

水能利用系統的實施例5如圖6所示：實施例5與實施例1不同的是，漂浮纜繩10并沒有連接于錨纜繩19上，錨纜繩19與作業浮體上的錨纜卷揚裝置2相連，漂浮纜繩10與作業浮體上的漂浮纜繩卷揚裝置32相連。圖中項22表示水能轉換裝置。

水能利用系統的實施例6如圖7所示：實施例6與實施例1不同的是，本實用新型中除了作業浮體3之外，還設置有漂流浮體34，作業浮體3與漂流浮體34之間通過纜繩33可拆連接，漂流浮體34通過錨纜繩19與水底錨相連，水能轉換裝置22通過漂浮纜繩10與作業浮體3相連。圖7中的A表示作業浮體與漂流浮體未分離時的狀態圖，在遇到大風、大雨天氣時，拆掉作業浮體與漂流浮體之間的纜繩，如圖7中的B所示，利用作業浮體將水能轉換裝置拖拽到避風場所，避免水能轉換裝置損壞，當然需要對水能轉換裝置維修時，也可以將水能轉換裝置拖拽至維修場所，還可以將備用的水能轉換裝置和作業浮體連接到漂浮浮體上，不影響系統發電。漂浮浮體的體積相對較小，和作業浮體解開后，能夠被水底錨拖住漂浮在水面上。圖7中項32表示與漂流纜繩對應的漂流纜繩卷揚裝置；項1表示與錨纜繩對應的錨纜繩卷揚裝置。

水能利用系統的實施例7如圖8~9所示：實施例7與實施例1不同的是，環狀囊內設置有多個沿前后方向延伸的沖壓水室35，沖壓水室的壁39由不透水的柔性材料制成，各沖壓水室沿環狀囊的周向順序布置，沖壓水室具有位于環狀囊前端的水室進水口36和位于環狀囊后端的水室出水口37，出水口設置于水輪機的葉片14旁并位于水輪機的葉片后側，各沖壓水室也呈由前至后口徑逐漸變小的縮口結構。整個環狀囊被連續分布的沖壓水室分隔成兩個空間，沖壓水室外側的環狀囊15中填充發泡材料，沖壓水室內側的環狀囊38中填充水。水在經過沖壓水室時被加速，加速后的水流經葉片后側排出，在葉片后側形成一個負壓區，增加葉片前后側的壓差，從而有利于進一步的提高葉片的轉速。圖中項10表示漂流纜繩；項11表示傘繩。

在本實用新型的其它實施例中，沖壓水室內側、外側的環狀囊中也可以填充同樣的介質；沖壓水室的出水口也可以位于葉片的前側。

水能利用系統的實施例8如圖10所示：實施例8與實施例7不同的是，沖壓水室35并非是標準的沿前后方向直線延伸的水道結構，各沖壓水室以環狀囊的中心線同趨勢扭轉偏斜以使沖壓水室的水室出水口37的朝向與渦輪葉片的轉動方向一致。各沖壓水室扭轉方向與水輪機的葉片轉動方向相同，這樣設置的目的是通過沖壓水室切向排水的作用，增加水輪機旋轉方向上的水的擴散作用。圖中項36表示沖壓水室的水室進水口。

水能利用系統的實施例9如圖11所示：實施例9與實施例7不同的是，沖壓水室35布置于環狀囊15的外側。

水能利用系統的實施例10如圖12所示：實施例10與實施例7不同的是，沖壓水室35布置于環狀囊15的內側，同時水輪機包括前后間隔設置的前葉片41和后葉片42，前葉片處于水流導流通道中，沖壓水室的出水口朝向后葉片，前、后葉片的共同配合來增加水輪機的轉速。

水能利用系統的實施例11如圖13所示：實施例11與實施例1不同的是，沒有設置漂浮纜繩，水能轉換裝置22串設于錨纜纜繩19上，錨纜纜繩19包括位于水能轉換裝置上側的上段錨纜纜繩和位于水能轉換裝置下側的下段錨纜纜繩，上段錨纜纜繩通過傘繩45與環狀囊的上端連接，環狀囊的下端設置由柔性材料制成的傘形聚能器46（類似于背景技術中的傘錨），下段錨纜纜繩通過傘繩與傘形聚能器相連。圖中項3表示作業浮體。

水能利用系統的實施例12如圖14~16所示：實施例12與實施例1不同的是，水能轉換裝置22有多個，各水能轉換裝置分別通過各自對應的漂浮纜繩10連接于錨纜纜繩19上，各水能轉換裝置的發電機17通過電纜串聯。為了保證單個發電機故障時，不會影響到整個電纜的使用，在發電機和傳輸電纜連接處設置發電機投切機構51，當單個發電機出現故障時，保持傳輸電纜的導通。投切機構在接到發電機故障切除或停運切除指令的情況下，傳輸電纜上的串接端口短接導通，發電機出口和傳輸電纜間的端口斷開連接。優選地，發電機出口間的端口經電阻后接通，用于發電機的電氣制動，避免發電機停運后水輪機超速。圖15中項50表示開關；項54表示電阻；項53表示投切機構控制線；項52表示傳輸電纜的負極導線。

在本實用新型的其它實施例中，也可以在水輪機上設置機械剎車裝置，來避免發電機斷開后，水輪機超速運行。

水能利用系統的實施例13如圖17所示：實施例13與實施例11不同的是，水能轉換裝置22有多個，各水能轉換裝置22依次串設在錨纜纜繩19上。

水能利用系統的實施例14如圖18所示：實施例14與實施例1不同的是，漂浮纜繩10有兩根，每根漂浮纜繩10上均連接有多個水能轉換裝置22。

水能利用系統的實施例15如圖19~20所示：實施例15與實施例14不同的是，各水能轉換裝置22分別串設于對應的漂浮纜繩10上。圖20中項17表示發電機；項51表示投切機構；項55表示傳輸電纜；項56表示船舶上的電力分配裝置。

水能利用系統的實施例16如圖21所示：實施例16與實施例1不同的是，漂浮纜繩10遠離作業浮體的一端設置有用于浮于水面上的平衡浮體5，漂浮纜繩10上連接有多個水能轉換裝置22，各水能轉換裝置的高低均不同。在本實用新型的其它實施例中，水能轉換裝置的個數也可以是一個、兩個或其它個數。

水能利用系統的實施例17如圖22所示：實施例17與實施例5不同的是，水能轉換裝置22有多個，各水能轉換裝置22均串設于同一漂浮纜繩10上。

水能利用系統的實施例18如圖23~24所示：實施例18與實施例17不同的是，在作業浮體3上通過纜繩61連接有沿左右方向延伸的一級剛性連接橫桿55，在一級剛性連接橫桿的后端通過纜繩連接有兩個二級剛性連接橫桿56，各二級剛性連接橫桿上均連接有三根漂浮纜繩10，各漂浮纜繩上均連接有多個水能轉換裝置22。圖中項62表示挽具纜繩；項60表示與纜繩61相連的卷揚裝置。

水能利用系統的實施例19如圖25~26所示，實施例19與實施例18不同的是，作業浮體3的左右兩側固設有多根沿前后方向間隔布置的剛性橫桿65，各剛性橫桿65上均通過漂浮纜繩連接有水能轉換裝置22，作業浮體3優選地選擇船舶。剛性橫桿通過鉸鏈66與作業浮體鉸接相連，作業浮體上設置有拉拽剛性橫桿的拉繩68，拉繩連接在拉繩卷揚裝置67上，在不使用時，剛性橫桿65可收于船舶兩側，不同剛性橫桿處于不同高度，這樣收起時各剛性橫桿之間可以互不干涉。

水能利用系統的實施例20如圖27~28所示：實施例20與實施例19不同的是，剛性橫桿65有兩個，各剛性橫桿65上均連接有三個漂浮纜繩10，各漂浮纜繩10上均連接有多個水能轉換裝置22。在本實用新型的其它實施例中，各漂浮纜繩的長度還可以不一致，這樣不同剛性橫桿上接的水能轉換裝置所處的水深不一樣，從而可以充分利用不同深度的水能。圖中項20表示固定錨，項19表示連接于固定錨與作業浮體之間的錨纜繩。

水能利用系統的實施例21如圖29所示：實施例21與20不同的是，各水能轉換裝置22均不包括發電機，在各水能轉換裝置的水下水輪機上均連接有水泵70，水泵的進水口位于對應水下水輪機的葉片之后，作業浮體上設置有通過水管71與各水泵的出水口相連的水上水輪機74，水管上串設有介質集中器73。水泵70在水下水輪機的驅動下將介質送入到介質集中器，泵送至水上水輪機74，驅動發電機75（或其它機械做功裝置）做功。多個水下水輪機的動力集成最終經一個水上水輪機輸出，這樣的優點在于：發電機75不必布置于水下的密閉容器中，不存在水中的密封問題，沒有浸沒在水中的電氣接線的絕緣問題；可以用一個較大型的發電機取代每個水能轉換裝置上的小型發電機，可以提高發電機的效率；通過流量調節閥72，機械制動容易實現；主要做功部件在水面上，檢修維護方便，對于一個水上作業平臺，可以布置若干個作業浮體，每個作業浮體對應一個集中渦輪發電機，對應若干個水流發電裝置。圖29中為開式循環，水流對渦輪發電機做功后直接經排水口77排放到船體以外，排水口距離水面之上，提高排水的擴散速度。在本實用新型的其它實施例中，也可以采用閉式循環，即對渦輪發電機做功后的水重新流回至水管中；圖中項78表示變速箱，項76表示傳動連接于變速箱與發電機75之間的傳動軸。

水能利用系統的實施例22如圖30~32所示：實施例22與實施例1不同的是，水能轉換裝置22有兩個，兩個水能轉換裝置直接設置于作業浮體即船舶的船艙82處，水能轉換裝置在水面下運行。兩個水能轉換裝置水平并列連接布置，兩個水能轉換裝置的水輪機的葉片轉動方向相反，這樣兩個水輪機動作產生的扭矩可以基本平衡。圖中項81表示甲板；項80表示甲板護欄；項19表示錨纜繩；項83表示挽具纜繩；項84表示與挽具纜繩相連的挽具纜繩卷揚裝置；項15表示環狀囊；項16表示水下水輪機。可以在水底布置尾翼，尾翼可以是水平尾翼、向下的垂直尾翼，或者向下的V型尾翼，以保持水流發電裝置的流向適應性。

本實用新型中，提出利用水面船舶作為作業浮體，同時船舶是一個海上利用電能的工廠（或另設船舶），直接利用水能利用系統發出的電供應船體上的用電裝置，自成發電用電系統，自身發電用電可以平衡，無須外接電網。比如說可以就近取材，取海水進行淡化（如采用反滲透法生產淡水）取得淡水，濃鹽水可以用于氯堿化工，消耗電能進行電解作業，或用于濃差發電；所產淡水可以作為產品，還可以用所產電能進行電解生產氫氣氧氣，氫氣氧氣得以壓縮或液化存儲。所產液氫、液氧供陸地上使用。整個使用過程是循環的、無污染物排放的。進行電解作業的話，發電機的輸出優選地選用直流電方式。

通過調整裝置的生產，調整對電能的需求，容易實現發電和用電之間的平衡。如，海水淡化、電解水均可以是部分或全部可中斷的生產過程，電力負荷調節速度快，調節范圍寬。還可以調節發電機功率，實現發用電之間的平衡、穩定運行。

所述海上工廠遠離陸地，水、海風的擴散作用強，不會對環境、人類活動造成明顯影響。為減少對海中生物的影響，可以在進水口處設置攔魚網，避免大型魚類誤入。

還有其它用途，如，用電能或機械能壓縮液化分離空氣，用于制液氧制液氮等。如，為蓄電池充電，做航標燈電源燈，為過往船舶等交通工具提供充電電力、充氫氣服務、充淡水服務等。

水能轉換裝置的實施例如圖1~32所示，水能轉換裝置的具體結構與上述各水能利用系統實施例中所述的水能轉換裝置相同，在此不再詳述。