CN109594522B - 一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，包括空心圆筒，空心圆筒通过空心横梁连接，空心圆筒上方均设有弧型防浪翼，空心圆筒与弧形防浪翼之间通过支撑体进行连接，空心圆筒中心设有第一转轴，第一转轴两端均贯穿出空心圆筒且第一转轴两端设有第一齿轮，第一转轴上设有可绕轴自由转动的摆板；空心横梁下方设有防浪网，空心横梁上方设有顶板，顶板和空心横梁之间分隔出一个密闭的发电舱，发电舱内设有电磁发电装置，电磁发电装置连接第二转轴。本发明能有效地吸收并消除外界波浪能，尤其是波高较大的波浪，可有效地减小浮式防波堤的运动响应，同时通过空心圆筒内部的晃荡现象进行发电。

Description

一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤
技术领域
本发明涉及防波堤技术领域，具体涉及一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤。
背景技术
在常见的港口、近海工程建设中，防波堤是一种常见的海上防浪结构。防波堤可以阻断外海破浪冲击，有效地吸收波浪冲击而维护港池内水面平稳，保护船只的进出、停泊以及装卸的安全。而相较于传统的坐底式防波堤，浮式防波堤有着不淤积泥沙，不受水深限制，有利于海水交换，经济性高等优势，因而具有十分广阔的前景。
但是浮式防波堤还并未十分广泛地应用与工程问题中，其主要原因是浮式防波堤不能有效地应对波高较高的波浪，大波高的波浪容易从浮式防波堤的上方越过，浮式防波堤起不到防浪的作用。在海况较为恶劣的时候，浮式防波堤容易发生较大的运动响应，影响防波堤的防浪性能和系泊系统的稳定性，甚至会导致系泊缆断裂，严重影响到浮式防波堤使用的稳定性和安全性。随着化石能源开发的日渐枯竭，海洋中的波浪能开发利用也成为研究热点，而防波堤一般处于波能较为密集的区域，如何将发电装置集成到防波堤上进而完成高效而稳定的发电也是目前亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，解决了浮式防波堤不能有效地应对波高较高的波浪的问题，同时还解决了发电装置不能集成到防波堤上进而完成高效而稳定的发电问题。
技术方案：本发明一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，包括空心圆筒，所述空心圆筒通过空心横梁连接，空心圆筒上方均设有弧型防浪翼，所述空心圆筒与弧形防浪翼之间通过支撑体进行连接，所述空心圆筒中心设有第一转轴，所述第一转轴两端均贯穿出空心圆筒且第一转轴两端设有第一齿轮，第一转轴上设有可绕轴自由转动的摆板；
所述空心横梁下方设有防浪网，空心横梁上方设有顶板，所述顶板和空心横梁之间分隔出一个密闭的发电舱，所述发电舱内设有电磁发电装置，所述电磁发电装置连接第二转轴，所述第二转轴两端均贯穿出发电舱且第二转轴两端设有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮相互啮合。
进一步的，所述防浪网包括网笼骨架、网衣、轻质小球和质量块，所述网笼骨架的宽度略小于空心横梁且网笼骨架被划分为若干个小网笼，每个所述小网笼内均设有一个可自由移动的轻质小球，所述网笼骨架外设有网衣，所述网衣四周通过绳索与质量块连接，其通过防浪网及小网笼内部轻质小球的在波浪下的摆动高效耗散水下的波浪能。
进一步的，所述空心圆筒侧上方端设有注水口，空心圆筒侧面设有透明刻度条，所述空心圆筒通过锚链与水底连接，使水可以通过注水口进入空心圆筒中并通过透明刻度条使其水位相同来保持浮式防波堤的平衡。
进一步的，所述支撑体一侧与弧形防浪翼和空心圆筒均相切，另外两侧分别与弧形防浪翼和空心圆筒贴合；所述弧形防浪翼之间通过支撑梁连接，所述支撑梁平行于水平面，其目的在是支撑弧形防浪翼，减小其在波浪冲击下的变形，同时保持美观。
进一步的，所述弧形防浪翼一端以相同曲率与空心圆筒贴合，另一端与水平面呈45°。
进一步的，所述网笼骨架为不锈钢材料，网衣为柔性材料。
进一步的，所述轻质小球的重力与其在水中受到的浮力相同，其作用是在利用波浪作用下，轻质小球的摆动来耗散水下的波浪能；所述质量块的质量大于防浪网的质量，，保持防浪网处于拉直状态。
进一步的，所述第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径。
进一步的，所述第一转轴与摆板垂直且第一转轴与第二转轴相互平行。
有益效果：本发明通过空心圆筒内填充的水来抵消波浪能，水的晃荡可以有效的减少浮式防波提在波浪冲击下的运动响应；同时空心圆筒上方安装弧形防浪翼，使波高较大的波浪在冲击防波堤时，沿弧形防浪翼爬升后转变方向，不仅可使浮式防波堤在受到较小的冲击力的情况下抵消波浪能，还可使转变方向后的波浪回冲，进而抵消一部分随后的波浪冲击；防波堤上的电磁发电装置可在吸收波浪能的同时进行高效而稳定的发电；而且空心横梁下方的防浪网及小网笼内部轻质小球，能在波浪下摆动高效耗散水下的波浪能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的俯视图。
具体实施例
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
如图1至图3所示，本发明一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，包括空心圆筒1，空心圆筒1通过空心横梁2连接，空心圆筒1保持密闭且侧上方端设有注水口3，空心圆筒1侧面设有透明刻度条4，使水可以通过注水口3进入两个空心圆筒1中并通过透明刻度条4使其水位相同来保持防波堤的平衡，两个空心圆筒1两端分别通过锚链20与水底连接；同时保证整体质量满足将空心圆筒1上半部分浮于水面上。空心圆筒1上方均设有弧型防浪翼5，弧形防浪翼5一端以相同曲率与空心圆筒1贴合，另一端与水平面呈45°，空心圆筒1与弧形防浪翼5之间通过支撑体6进行连接，支撑体6一侧与弧形防浪翼5和空心圆筒1均相切，另外两侧分别与弧形防浪翼5和空心圆筒1贴合，其目的在是支撑弧形防浪翼5，防止其受冲击过大而发生变形，同时保持美观，弧形防浪翼5之间通过支撑梁12连接，支撑梁12平行于水平面。
空心圆筒1中心设有第一转轴8，第一转轴8两端均贯穿出空心圆筒1且第一转轴8两端设有第一齿轮10，第一转轴8上设有可绕轴自由转动的摆板7，其目的是让空心圆筒1内晃荡的水带动摆板7摆动，进而带动第一齿轮10转动；空心横梁2上方设有顶板13，顶板13和空心横梁2之间分隔出一个密闭的发电舱，发电舱内设有电磁发电装置14，电磁发电装置14连接第二转轴9，第二转轴9两端均贯穿出发电舱且第二转轴9两端设有第二齿轮11，第二齿轮11与第一齿轮10相互啮合，且第一齿轮10的直径大于第二齿轮11的直径；第一转轴8与摆板7垂直且第一转轴8与第二转轴9相互平行。以上为本发明处于水面之上的结构。
空心横梁2下方设有防浪网15，防浪网15包括网笼骨架16、网衣17、轻质小球18和质量块19，网笼骨架16为不锈钢材料，网笼骨架16的宽度略小于空心横梁2且网笼骨架16被划分为若干个小网笼，每个小网笼内均设有一个可自由移动的轻质小球18，轻质小球18的重力与其在水中受到的浮力相同，其作用是在利用波浪作用下，轻质小球9的摆动来耗散水下的波浪能；网笼骨架16外设有网衣17，网衣17为渔网等柔性材料，并且在网笼骨架16上的每个节点上进行固定；网衣17四周通过绳索与质量块19连接，质量块19的质量大于防浪网15的质量，来保持防浪网15处于拉直状态，从而达到较好的防浪效果，以上为本发明处于水面之下的结构。
本发明通过注水口3和透明刻度条4注入适量的水，保证整体质量满足将空心圆筒1上半部分浮于水面上，两个空心圆筒1两端分别通过锚链20系泊于水底，在抵挡波浪时，空心圆筒1内的水发生晃荡现象，通过内部晃荡得到对浮式防波堤的冲击水动力来抵消波浪的冲击，使浮式防波堤在波浪冲击下的运动响应大大减小；空心圆筒1内的晃荡会带动摆板7的摆动，摆动通过第一齿轮10和第二齿轮11传递至电磁发电装置14的输入轴进行发电；而波浪冲击到空心圆筒1上后，将顺着空心圆筒1和弧形防浪翼5进行爬升后转变方向，不仅可使浮式防波堤在受到较小的冲击力的情况下抵消波浪能，还可使转变方向后的波浪回冲进而抵消一部分随后的波浪冲击；水下的波浪在通过水下防浪网15时，会带动轻质小球18在网笼骨架16内的小网笼进行自由运动，进而对水下传递的波浪能达到较好的吸收效果。

Claims (5)

1.一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，其特征在于：包括空心圆筒（1），所述空心圆筒（1）通过空心横梁（2）连接，空心圆筒（1）上方均设有弧形防浪翼（5），所述空心圆筒（1）与弧形防浪翼（5）之间通过支撑体（6）进行连接，所述空心圆筒（1）中心设有第一转轴（8），所述第一转轴（8）两端均贯穿出空心圆筒（1）且第一转轴（8）两端设有第一齿轮（10），第一转轴（8）上设有可绕轴自由转动的摆板（7）；
所述空心横梁（2）下方设有防浪网（15），空心横梁（2）上方设有顶板（13），所述顶板（13）和空心横梁（2）之间分隔出一个密闭的发电舱，所述发电舱内设有电磁发电装置（14），所述电磁发电装置（14）连接第二转轴（9），所述第二转轴（9）两端均贯穿出发电舱且第二转轴（9）两端设有第二齿轮（11），所述第二齿轮（11）与第一齿轮（10）相互啮合；
所述防浪网（15）包括网笼骨架（16）、网衣（17）、轻质小球（18）和质量块（19），所述网笼骨架（16）的宽度略小于空心横梁（2）且网笼骨架（16）被划分为若干个小网笼，每个所述小网笼内均设有一个可自由移动的轻质小球（18），所述网笼骨架（16）外设有网衣（17），所述网衣（17）四周通过绳索与质量块（19）连接；
所述支撑体（6）一侧与弧形防浪翼（5）和空心圆筒（1）均相切，另外两侧分别与弧形防浪翼（5）和空心圆筒（1）贴合；所述弧形防浪翼（5）之间通过支撑梁（12）连接，所述支撑梁（12）平行于水平面；
所述弧形防浪翼（5）一端以相同曲率与空心圆筒（1）贴合，另一端与水平面呈45°；
所述空心圆筒（1）侧上方端设有注水口（3），空心圆筒（1）侧面设有透明刻度条（4），所述空心圆筒（1）通过锚链（20）与水底连接。
2.根据权利要求1所述的一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，其特征在于：所述网笼骨架（16）为不锈钢材料，网衣（17）为柔性材料。
3.根据权利要求1所述的一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，其特征在于：所述轻质小球（18）的重力与其在水中受到的浮力相同，所述质量块（19）的质量大于防浪网（15）的质量。
4.根据权利要求1所述的一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，其特征在于：所述第一齿轮（10）的直径大于第二齿轮（11）的直径。
5.根据权利要求1所述的一种配置弧形防浪翼及发电装置的浮式防波堤，其特征在于：所述第一转轴（8）与摆板（7）垂直且第一转轴（8）与第二转轴（9）相互平行。
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