水上发电平台及其使用方法与流程

1.本发明属于水利发电技术领域，具体涉及一种水上发电平台及其使用方法。


背景技术：

2.目前，电力大量应用于工业生产及人们日常生活中，随着煤炭资源的日益枯竭及全社会对环境保护认知的提高，对绿色能源的利用越来越受到重视，采用风力及水利等无污染的自然能源进行发电已应用越来越广泛。采用水力发电是利用位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机的动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能，采用此方式常见的有水力发电站，但是水利发电站投资大，建设周期长，而且此种水利发电需要具备水落差的条件，因此受限于环境影响，其应用范围并不广泛。基于此，发明人研究了一种利用水流动的动能来带动发电机发电，以获得电能来解决生活、生产的需要。


技术实现要素：

3.为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种水上发电平台及其使用方法。该平台为一种发电量持续稳定、以自然水流为动能用于发电的水上发电平台。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.本技术方案提出了水上发电平台，包括：
6.至少一可漂浮于水面且能够进行吃水深度调节的水上平台；
7.至少一水轮轴，所述水轮轴与所述水上平台可旋转连接；所述水轮轴上固设有水轮浆；所述水轮轴与发电机的输入轴传动连接。
8.优选的，所述水上平台沿长度方向设置有水流通道；所述水轮浆设置于水流通道中。
9.优选的，还包括一进水闸门和一出水闸门，所述进水闸门和出水闸门分别设置于水上平台的两端，用以调控水流通道的水流量。
10.优选的，所述水上平台的截面形状为u型。
11.优选的，所述水上平台内部具有容纳腔，通过向容纳腔中填充重物实现吃水深度的调节。
12.优选的，所述水上平台连接有注水阀门，所述注水阀门与所述容纳腔相连通。
13.优选的，所述水上平台设置有排水泵，所述排水泵连接有抽水管和排水管，所述水上平台具有排水孔，所述抽水管插入所述排水孔中；所述注水阀门的位置设于水面以下。
14.优选的，还包括位于水中的桩体，所述桩体与所述水上平台之间通过钢丝绳相连。
15.优选的，所述水轮轴与所述发电机之间传动连接有增速机。
16.本发明还提出了水上发电平台的使用方法，包括如下步骤：
17.步骤一：将水上平台置于水流中，水上平台漂浮于水面；
18.步骤二：调整水上平台的整体吃水深度和平衡，直至水轮浆的桨叶面积调整至受水流冲击力最大处；
19.步骤三：开启进水闸门和出水闸门，水流冲击水轮浆，水轮浆转动；随着进水闸门和出水闸门的开启量增大，水流量增大，水轮浆转速增快，发电机的发电量增大，当发电率达到意定范围时，进水闸门停止不动，实现持续稳定发电。
20.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
21.1.水上平台能够漂浮于水面，并且能够进行吃水深度的调节，这样，可使得水轮浆的桨叶面积调整至受水流冲击力最大的位置，通过调整水上平台的吃水深度，可应对水流量大小的变化，使发电量始终保持稳定状态。
22.2.水上平台的截面形状为u型，方便加工制作，中部形成有水流通道，在水上平台的两端分别设置有进水闸门和出水闸门，通过调整进水闸门和出水闸门的开启程度，能更准确的调整水流量大小，使发电量始终保持稳定状态。
23.3.水上平台具有容纳腔，容纳腔中通过采用注水的方式来改变水上平台的重量，以达到方便调节水上平台吃水深度的目的，结构简单、操作方便。
24.4.水上平台安装范围广泛，河流、湖泊、洋流等水体均可适用，可顺水流连续增加安装，受环境因素限制相对较小，适用范围广。
附图说明
25.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1是水上发电平台结构主视图。
27.图2是水上平台结构侧视图。
28.图3是水上平台结构剖视图。
29.图4是进水闸门提升机构结构示意图。
30.图5是水上发电平台与桩体连接结构示意图(省略水轮浆)。
31.附图标记说明:
32.1-水上平台；101-容纳腔；102-排水孔；2-桩体；3-钢丝绳；4-水流通道；5-水轮轴；6-水轮浆；7-进水闸门；8-出水闸门；9-注水阀门；10-提升架；11-提升器；12-排水泵；121-抽水管；122-排水管。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，所述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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.实施例一
35.如图1-5所示，本实施例提出了水上发电平台，其主要结构包括水上平台1、水轮轴5以及水轮浆6等结构，下面详细阐述：
36.至少一可漂浮于水面且能够进行吃水深度调节的水上平台1；水上平台1可采用钢板结构加工制作；水上平台1可沿长度方向设置有水流通道4，水流通道4为开式结构，水体中的水流能够从水流通道4中流过。
37.至少一水轮轴5，水轮轴5的端部与水上平台1可旋转连接；水轮轴5能够自由旋转，
水轮轴5上固设有水轮浆6，水轮浆6设置于水流通道4中，水轮轴5与发电机的输入轴传动连接，当水流冲击水轮浆6转动时，水轮轴5能够跟随水轮浆6旋转，进而实现发电机的发电。
38.需要说明的是，同一水上平台上可连续设置多组水轮浆，水轮浆连续安装于水上平台，这样，就可以按照使用需求增加发电机的数量。
39.在本实施例中，水轮轴5可通过联轴器与发电机输入轴直连，当然，水轮轴5与发电机之间也可传动连接有增速机，增速机为齿轮箱结构，齿轮箱的输入轴于水轮轴5同轴相连；齿轮箱的输出轴于发电机的输入轴同轴相连。
40.水上发电平台的工作原理：
41.水上平台1能够漂浮于水面，并且能够进行吃水深度的调节，通过调整吃水深度，就可以调整水轮浆桨叶在水流中的作用面积即可以调整受水流冲击力的多少和水轮浆的转速；这样，可使得水轮浆6的桨叶面积调整至受水流冲击力最大的位置，通过调整水上平台1的吃水深度，可应对水流量大小的变化，使发电量始终保持稳定状态。
42.实施例二
43.在实施例一的基础上，水上发电平台还可以包括一进水闸门7和一出水闸门8，进水闸门7和出水闸门8分别设置于水上平台1的两端，用以调控水流通道4的水流量。水上平台1具有闸门槽，闸门槽中可滑动连接有上述的进水闸门7和出水闸门8，进水闸门7和出水闸门8选用电动闸门，进水闸门7和出水闸门8分别连接有用于实现闸门开合的提升器11，在本实施例中，提升器11可以为卷扬启闭机或螺杆启闭机或液压启闭机。
44.通过调整进水闸门7和出水闸门8的开启程度，能更准确的调整水流量大小，使发电量始终保持稳定状态。
45.实施例三
46.继续参考附图1-5，在实施例二的基础上，在本实施例中，水上平台1的截面形状为u型，方便加工制作，易于成型，中部形成有水流通道4，在水上平台1的两端分别设置有进水闸门7和出水闸门8，通过调整进水闸门7和出水闸门8的开启程度，应对水流量大小的变化，使发电量始终保持稳定状态。
47.水上平台1内部具有容纳腔101，通过向容纳腔101中填充重物实现吃水深度的调节，在本实施例中，为了方便调节，采用注水的方式实现调整，其相关具体结构为：
48.水上平台1连接有注水阀门9，注水阀门9与容纳腔101相连通，水流可通过注水闸门填充至容纳腔101内。
49.需要说明的是，注水阀门9的位置最好是设于水面以下，这样，可以通过水的自流进入到容纳腔101内。
50.当容纳腔101中的水太多时，需要排水时，可采用如下结构：
51.水上平台1设置有排水泵12，排水泵12连接有抽水管121和排水管122，水上平台1具有排水孔102，抽水管121插入排水孔102中，当需要排水时，启动排水泵12，排水泵12将容纳腔101中多余的水抽出，并经排水管122排出。
52.可以看出，水上平台1具有容纳腔101，容纳腔101中通过采用注水的方式来改变水上平台1的重量，以达到方便调节水上平台1吃水深度的目的，结构简单、操作方便。
53.整个装置还包括位于水中的桩体2，桩体2与水上平台1之间通过钢丝绳3相连。桩体2起到固定水上平台1的作用，在水体中提前合适位置提前打桩，形成桩体2，桩体2的数量
可设置有两根，水上平台1轴线两侧各设置一根，每根桩体2都通过钢丝绳3与水上平台1相连，起到稳固作用，为后续的稳定发电提供保障。
54.本发明还提出了水上发电平台的使用方法，包括如下步骤：
55.步骤一：将水上平台1置于水流中，水上平台1漂浮于水面；
56.步骤二：调整水上平台1的整体吃水深度和平衡，直至水轮浆6的桨叶面积调整受水流冲击力最大处；
57.步骤三：开启进水闸门7和出水闸门8，水流冲击水轮浆6，水轮浆6转动；随着进水闸门7和出水闸门8的开启量增大，水流量增大，水轮浆6转速增快，发电机的发电量增大，当发电率达到意定范围(100％为额定发电率，意定范围指的是想要达到的某一发电率范围，比如说85％-90％发电率)时，进水闸门7停止不动，实现持续稳定发电，这样就能够达到想要多少电就发多少电的目的。
58.在本实施例中，步骤二中，调整水上平台1吃水深度的方法是，采用上述的的注水调节方式，具体过程参考如上记载。
59.水上平台1安装范围广泛，河流、湖泊、洋流等水体均可适用，可顺水流连续增加安装，受环境因素限制相对较小，适用范围广。
60.对于本领域技术人员而言，满负荷、超负荷发电，都不利于发电设备的长期稳定运行，而采用本发明提出的水上发电平台，根据需来可随时调整进水闸门7的开合度，增大或减小发电量，最终达到稳定发电的状态，利于发电机的长期稳定运行。
61.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.水上发电平台，其特征在于，包括：至少一可漂浮于水面且能够进行吃水深度调节的水上平台；至少一水轮轴，所述水轮轴与所述水上平台可旋转连接；所述水轮轴上固设有水轮浆；所述水轮轴与发电机的输入轴传动连接。2.根据权利要求1所述的水上发电平台，其特征在于，所述水上平台沿长度方向设置有水流通道；所述水轮浆设置于水流通道中。3.根据权利要求1所述的水上发电平台，其特征在于，还包括一进水闸门和一出水闸门，所述进水闸门和出水闸门分别设置于水上平台的两端，用以调控水流通道的水流量。4.根据权利要求1所述的水上发电平台，其特征在于，所述水上平台的截面形状为u型。5.根据权利要求1所述的水上发电平台，其特征在于，所述水上平台内部具有容纳腔，通过向容纳腔中填充重物实现吃水深度的调节。6.根据权利要求5所述的水上发电平台，其特征在于，所述水上平台连接有注水阀门，所述注水阀门与所述容纳腔相连通。7.根据权利要求6所述的水上发电平台，其特征在于，所述水上平台设置有排水泵，所述排水泵连接有抽水管和排水管，所述水上平台具有排水孔，所述抽水管插入所述排水孔中；所述注水阀门的位置设于水面以下。8.根据权利要求1所述的水上发电平台，其特征在于，还包括位于水中的桩体，所述桩体与所述水上平台之间通过钢丝绳相连。9.根据权利要求1所述的水上发电平台，其特征在于，所述水轮轴与所述发电机之间传动连接有增速机。10.如权利要求1-9任一项所述的水上发电平台的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将水上平台置于水流中，水上平台漂浮于水面；步骤二：调整水上平台的整体吃水深度和平衡，直至水轮浆的桨叶面积调整至受水流冲击力最大处；步骤三：开启进水闸门和出水闸门，水流冲击水轮浆，水轮浆转动；随着进水闸门和出水闸门的开启量增大，水流量增大，水轮浆转速增快，发电机的发电量增大，当发电率达到意定范围时，进水闸门停止不动，实现持续稳定发电。

技术总结
本发明属于水利发电技术领域，具体提出了水上发电平台，包括一可漂浮于水面且能够进行吃水深度调节的水上平台；水上平台沿长度方向设置有水流通道；一水轮轴，水轮轴设置于水流通道中，水轮轴的两端与水上平台可旋转连接；水轮轴上固设有水轮浆；水轮轴与发电机的输入轴传动连接；一进水闸门和一出水闸门，进水闸门和出水闸门分别设置于水上平台的两端，用以调控水流通道的水流量。本发明为一种发电量持续稳定、以自然水流为动能用于发电的水上发电平台，通过调整水上平台的吃水深度以及进水闸门的开合度，可应对水流量大小的变化，使发电量始终保持稳定状态。量始终保持稳定状态。量始终保持稳定状态。


技术研发人员：管军
受保护的技术使用者：管军
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/6/27