CN112648130A - 一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤 - Google Patents

一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，包括坝体、电缆组件以及至少一个波浪能发电装置，坝体前侧设置为迎水面，坝体后侧设置为支撑部，坝体的迎水面一侧包括防浪缓冲坡、海浪回抛面以及承台，海浪回抛面呈弧形设置，电缆组件设置在迎水面一侧，各波浪能发电装置包括捕能装置和提能系统，各波浪能发电装置设置在防浪缓冲坡和海浪回抛面之间，且波浪能发电装置挂在电缆组件上，海浪打在防浪缓冲坡底部并顺着防浪缓冲坡向上流动，防浪缓冲坡有效转化了海浪的冲击力，波浪能发电装置的捕能装置吸收了海浪的部分能量，受到损耗后的海浪通过海浪回抛面折回海面，折回海面的海浪对正在前进的海浪造成了阻力，使后面海浪的力量得到减弱。

Description

一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤
技术领域
本发明涉及岛礁防护技术领域，特别涉及一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤。
背景技术
现有的海岸防浪堤虽然对岛礁具有一定的保护作用，但对于一些岛礁来说，现场施工是很困难的，例如对于一些较小的岛礁，大型器械难以在上面展开工作，对于距离较远的岛礁，施工所需要的器械和材料运输又成为一个难题，并且，对此类岛礁进行大量供电是一个比较麻烦的问题。在岛礁海滩地带，受潮汐影响大，水位的频繁变化对施工也会造成较大麻烦。在结构安全性和耐久性方面，钢筋混凝土长期浸泡在海水中，钢筋很容易受到海水的侵蚀，从而对结构的安全性和耐久性造成较大的影响。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，能够解决现有岛礁防浪堤制作工艺复杂，使用不便以及结构安全性和耐久性方面的问题，并同时为岛礁提供能源。
根据本发明的第一方面实施例，提供一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，包括：坝体、电缆组件以及至少一个波浪能发电装置，所述坝体前侧设置为迎水面，所述坝体后侧设置为支撑部，所述坝体的迎水面一侧包括防浪缓冲坡、海浪回抛面以及承台，所述防浪缓冲坡、海浪回抛面以及承台由下至上依次设置，所述海浪回抛面呈弧形设置，所述电缆组件设置在迎水面一侧，各所述波浪能发电装置包括捕能装置和提能系统，所述捕能装置用于发电，所述提能系统用于输出电能，各所述波浪能发电装置设置在所述防浪缓冲坡和所述海浪回抛面之间，且所述波浪能发电装置挂在所述电缆组件上。
有益效果：此用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，包括：坝体、电缆组件以及至少一个波浪能发电装置，坝体前侧设置为迎水面，坝体后侧设置为支撑部，坝体的迎水面一侧包括防浪缓冲坡、海浪回抛面以及承台，防浪缓冲坡、海浪回抛面以及承台由下至上依次设置，海浪回抛面呈弧形设置，电缆组件设置在迎水面一侧，各波浪能发电装置包括捕能装置和提能系统，捕能装置用于发电，提能系统用于输出电能，各波浪能发电装置设置在防浪缓冲坡和海浪回抛面之间，且波浪能发电装置挂在电缆组件上，海浪打在防浪缓冲坡底部并顺着防浪缓冲坡向上流动，防浪缓冲坡有效转化了海浪的冲击力，波浪能发电装置的捕能装置吸收了海浪的部分能量，受到损耗后的海浪通过海浪回抛面折回海面，折回海面的海浪对正在前进的海浪造成了阻力，使后面海浪的力量得到减弱。
根据本发明第一方面实施例所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，所述捕能装置包括浮筒组件和转换装置，所述浮筒组件包括浮子和文丘里管，所述浮筒组件用于实现势能收集，所述转换装置将所述浮筒组件收集的势能转化为电能。
根据本发明第一方面实施例所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，所述坝体的数量为多组，相邻所述坝体通过连接结构连接固定。
根据本发明第一方面实施例所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，所述坝体的左侧设置有连接件，所述坝体右侧设置有预留孔洞，相邻所述坝体的连接件和预留孔洞对应连接。
根据本发明第一方面实施例所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，所述预留孔洞内插接有灌浆套筒，所述灌浆套筒包括连接套筒、设置在所述连接套筒侧壁的灌浆口和出浆口，所述灌浆口和所述出浆口与所述连接套筒连通，所述连接件插接在所述连接套筒内且通过灌注混凝土固定。
根据本发明第一方面实施例所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，所述灌浆套筒和所述连接件均采用GFRP筋。
根据本发明第一方面实施例所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，所述防浪缓冲坡和所述海浪回抛面相切设置。
根据本发明第一方面实施例所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，所述坝体的材料为钙质砂混凝土材料。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为本发明实施例用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤主视图；
图2为本发明实施例用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤侧视图；
图3为本发明实施例捕能装置示意图；
图4为本发明实施例灌浆套筒示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图4，一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，包括：坝体100、电缆组件200以及至少一个波浪能发电装置300，坝体100前侧设置为迎水面，坝体100后侧设置为支撑部110，支撑部110设置为三角状可以增强构件的抗侧移能力，坝体100的迎水面一侧包括防浪缓冲坡120、海浪回抛面130以及承台 140。其中，防浪缓冲坡120、海浪回抛面130以及承台140由下至上依次设置，海浪回抛面130呈弧形设置，防浪缓冲坡120在坝体100一侧呈弧形向上倾斜，越靠近下方坡度越缓，防浪缓冲坡120和海浪回抛面130相切设置。其中，电缆组件200设置在迎水面一侧，各波浪能发电装置300包括捕能装置和提能系统，捕能装置用于发电，提能系统用于输出电能，各波浪能发电装置300设置在防浪缓冲坡120和海浪回抛面130之间，且波浪能发电装置300挂在电缆组件200 上，随着海浪的波动而波动，以此产生机械能，进而转化为电能。
可以理解地，捕能装置包括浮筒组件310和转换装置320，浮筒组件310包括浮子和文丘里管，浮筒组件310用于实现势能收集，转换装置320将浮筒组件 310收集的势能转化为电能。浮子带动文丘立管随着海浪波动，从而实现势能的收集。在这种情况当中，主要利用的是垂直方向的波浪能，因此需要计算垂直海浪的海浪力。优选地，将浮子设计为圆锥形吸收的海浪能最多。海浪表面存在浪高差异，会带动浮子和文丘里管加速模块上下浮动，从而实现波浪势能的高效利用。具体地，浮筒组件310顶部设置悬挂装置悬挂在电缆组件200上，浮筒组件 310底部设置转换装置320，转换装置320底部设置下部稳定装置。
此用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，海浪会先打在防浪缓冲坡120底部并顺着防浪缓冲坡120向上流动，在海浪流入防浪缓冲坡120时，防浪缓冲坡 120有效转化了海浪的冲击力，波浪能发电装置300的浮子受到海浪的冲击，带动文丘里管上下浮动，有效的吸收了海浪的部分能量，虽然海浪的动能只损耗了一部分，但受到损耗后的海浪通过海浪回抛面130折回海面，折回海面的海浪对正在前进的海浪造成了阻力，使后面的海浪的力量得到减弱。
在其中的一些实施例中，参照图1、图2和图4，坝体100的数量为多组，相邻坝体100通过连接结构连接固定。具体地，坝体100的左侧设置有连接件 150，坝体100右侧设置有预留孔洞，相邻坝体100的连接件150和预留孔洞对应连接。可以理解地，预留孔洞内插接有灌浆套筒160，灌浆套筒160包括连接套筒161、设置在连接套筒161侧壁的灌浆口162和出浆口163，灌浆口162和出浆口163与连接套筒161连通，连接件150插接在连接套筒161内且通过灌注混凝土固定。进一步地，灌浆套筒160和连接件150均采用GFRP筋，能够有效防止海水侵蚀。GFRP筋可以用来提高钙质砂混凝土的物理性质。具体地，GFRP 筋采用规范的绑扎方式，箍筋、纵筋采用GFRP筋，箍筋按照规范绑扎能够加固 GFRP筋骨架，既能够提高构件的整体稳定性，并且也能够承受海水的侵蚀。
可以理解地，此坝体100均采用环保材料预制。具体地，坝体100的材料为钙质砂混凝土材料，这些在南海都是常见的材料，原材料的获取非常便捷，成本较低，并且GFRP材料相对于钢筋来说能够更好地抵御海水的侵蚀，能够大大提高结构的耐久性。并且，坝体100通过预制，尺寸适中，方便运输，在工厂预制好之后，可以直接运输到目的地进行安装工作，极大地简化了繁琐的施工过程，也解决了施工过程中的各种问题，大大提高了岛礁防浪堤的建设效率。
此用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤作用过程如下：在海浪的冲击下，，首先海浪冲入防浪缓冲坡120，由于坡度较小，海浪的动能损失较小，当海浪动能过大时，海浪会经过坝体100中部，从上部的海浪回抛面130进入海中，在这个过程中，海浪会克服重力和防浪堤的阻挠作用损失一部分动能，还有一部分动能通过波浪能发电装置300转化为机械能，进而转化为电能，但还是有一部分动能经过海浪回抛面130折回海中，折回海面的海浪对正在前进的海浪造成了阻力，使后面海浪的力量得到减弱，这样就进一步的削弱了后面海浪的冲击力，能够延长防浪堤的使用寿命。在海浪冲击力过大时，防浪堤后面的三角支撑部能够提供足够的支撑力来保证防浪堤的整体稳定性。从总的作用过程来说，这是一个较为合理的结构，既能充分承受海浪的冲击力，也能利用预制和材料的优势提高其耐久性和使用寿命，并且海浪的波浪能是一种非常有潜力的能源，好好利用是能够充分满足岛礁上的用电需求的，这是一种非常环保的利用能源的方式，也能够达到保护南海岛礁的目的。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，其特征在于，包括：
坝体，所述坝体前侧设置为迎水面，所述坝体后侧设置为支撑部，所述坝体的迎水面一侧包括防浪缓冲坡、海浪回抛面以及承台，所述防浪缓冲坡、海浪回抛面以及承台由下至上依次设置，所述海浪回抛面呈弧形设置；
电缆组件，所述电缆组件设置在所述迎水面一侧；以及
至少一个波浪能发电装置，各所述波浪能发电装置包括捕能装置和提能系统，所述捕能装置用于发电，所述提能系统用于输出电能，各所述波浪能发电装置设置在所述防浪缓冲坡和所述海浪回抛面之间，且所述波浪能发电装置挂在所述电缆组件上。
2.根据权利要求1所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，其特征在于：所述捕能装置包括浮筒组件和转换装置，所述浮筒组件包括浮子和文丘里管，所述浮筒组件用于实现势能收集，所述转换装置将所述浮筒组件收集的势能转化为电能。
3.根据权利要求1所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，其特征在于：所述坝体的数量为多组，相邻所述坝体通过连接结构连接固定。
4.根据权利要求3所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，其特征在于：所述坝体的左侧设置有连接件，所述坝体右侧设置有预留孔洞，相邻所述坝体的所述连接件和所述预留孔洞对应连接。
5.根据权利要求4所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，其特征在于：所述预留孔洞内插接有灌浆套筒，所述灌浆套筒包括连接套筒、设置在所述连接套筒侧壁的灌浆口和出浆口，所述灌浆口和所述出浆口与所述连接套筒连通，所述连接件插接在所述连接套筒内且通过灌注混凝土固定。
6.根据权利要求5所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，其特征在于：所述灌浆套筒和所述连接件均采用GFRP筋。
7.根据权利要求1所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，其特征在于：所述防浪缓冲坡和所述海浪回抛面相切设置。
8.根据权利要求1所述的用于岛礁防护的发电预制环保防浪堤，其特征在于：所述坝体的材料为钙质砂混凝土材料。
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