CN116696642B - 一种建在防波堤上的越浪量发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种建在防波堤上的越浪量发电装置，包括防波堤，与外海对应，防波堤由下至上依次设置有若干进水发电件；内水隔墙，位于防波堤远离外海的一侧，且内水隔墙用于阻隔内水，内水隔墙底端设置有若干出水发电件，防波堤与内水隔墙配合形成一蓄水池，出水发电件的进水端高度低于进水发电件进水端高度；第一升降发电件，设置在蓄水池内，第一升降发电件的固定端固定在蓄水池内，第一升降发电件的升降端顶部漂浮在蓄水池内，且升降端跟随蓄水池内的池水升降并发电；第二升降发电件，固定在防波堤上，第一升降发电件的升降端升降用于驱动第二升降发电件发电。本发明能够实现在波能发电的稳定使用和就地利用的基础上，有利消纳波浪。

Description

一种建在防波堤上的越浪量发电装置

技术领域

本发明属于波浪能发电设备技术领域，尤其涉及一种建在防波堤上的越浪量发电装置。

背景技术

波浪能发电研究已进行百余年，但一直以来开发率较低，其存在的问题有：1.远离陆地，使用成本较高；2.开发条件恶劣，海况复杂；3.发电不稳定，并网难度大。正是因为上述原因，目前波浪能利用提倡海能海用、就地利用的原则。传统的冲击式发电装置由于波浪随机性较大生产电压稳定性低，或发电时断时续，不利于用电设备使用。

基于上述问题提出一种建在防波堤上的越浪量发电装置，在实现波能发电的稳定使用和就地利用的基础上，有利消纳波浪。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种建在防波堤上的越浪量发电装置，能够实现在波能发电的稳定使用和就地利用的基础上，有利消纳波浪。

为实现上述目的，本发明提供了一种建在防波堤上的越浪量发电装置，包括：

防波堤，与外海对应，所述防波堤由下至上依次设置有若干进水发电件；

内水隔墙，位于所述防波堤远离所述外海的一侧，且所述内水隔墙用于阻隔内水，所述内水隔墙底端设置有若干出水发电件，所述防波堤与所述内水隔墙配合形成一蓄水池，所述出水发电件的进水端高度低于所述进水发电件进水端高度；

第一升降发电件，设置在所述蓄水池内，所述第一升降发电件的固定端固定在所述蓄水池内，所述第一升降发电件的升降端顶部漂浮在所述蓄水池内，且所述升降端跟随所述蓄水池内的池水升降并发电；

第二升降发电件，固定在所述防波堤上，所述第一升降发电件的升降端升降用于驱动所述第二升降发电件发电。

进一步的，所述防波堤由下至上依次开设有若干进水通道，所述进水发电件包括固定在所述进水通道内的进水发电机。

进一步的，所述进水通道的海水出口高度低于海水进口高度，所述进水通道的海水出口截面积小于所述海水进口截面积。

进一步的，所述内水隔墙底端排列开设有若干出水通道，所述出水发电件包括固定在所述出水通道内的出水发电机，所述出水通道的进水端高度低于位于最下方的所述进水通道的进水端高度。

进一步的，所述第一升降发电件的固定端为固定在所述蓄水池底端内壁的滑柱，第一升降发电件的活动端为套设滑动在所述滑柱上的升降筒，所述升降筒顶部外壁套设固定有漂浮气囊，所述升降筒顶部内壁固接有第一发电机，所述升降筒侧壁设置有若干进出水器；

所述升降筒上升，所述蓄水池通过所述进出水器与所述升降筒内连通，所述升降筒下降，所述进出水器封堵所述升降筒与所述蓄水池连通的侧壁，所述升降筒内的水被所述滑柱挤压，且所述升降筒内的水通过所述第一发电机由所述升降筒顶端与所述蓄水池连通。

进一步的，所述升降筒由下至上依次开设有若干进出水口，所述进出水器包括穿设在所述进出水口内的连接杆，所述连接杆直径小于所述进出水口直径，所述连接杆一端部周向固接有若干卡杆，所述卡杆位于所述升降筒外，且所述卡杆与所述升降筒外壁接触对所述连接杆限位；

所述连接杆的另一端固接有堵头，所述堵头外壁与所述进出水口内壁适配，所述堵头远离所述连接杆的一端固接有封堵弧板，所述封堵弧板位于所述升降筒内，所述封堵弧板靠近所述升降筒内壁的侧壁与所述升降筒内壁贴合适配，且所述封堵弧板用于对所述连接杆限位。

进一步的，所述滑柱顶端固接有限位板，所述限位板外壁与所述升降筒内壁贴合滑动，所述升降筒底端内壁固接有阻隔环板，所述阻隔环板位于所述限位板下方，所述限位板通过所述阻隔环板对所述升降筒限位。

进一步的，所述第二升降发电件包括固定在所述防波堤远离外海一侧上的隔水支撑柱，所述隔水支撑柱用于支撑所述防波堤且内部中空，所述隔水支撑柱侧壁固接有第二发电机，所述第二发电机的旋转端与所述升降筒传动连接。

进一步的，所述隔水支撑柱顶端固接有两相对设置的架板，所述第二发电机的旋转端贯穿两所述架板，且所述第二发电机的旋转端上套设固定有旋转轮，所述隔水支撑柱靠近所述升降筒内的侧壁上通过连接架转动连接有支撑轮，所述漂浮气囊顶端固接有支撑架，所述支撑架上固接有链条，所述链条的另一端通过所述支撑轮伸入所述隔水支撑柱内，所述链条上的啮齿与所述旋转轮啮合。

进一步的，所述链条底端固接有增重块，所述增重块位于所述隔水支撑柱内。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

1.设置防波堤起到消浪作用，同时防波堤与内水隔墙配合，将波浪送入蓄水池内实现持续发电，同时，由于进水发电机设置在防波堤的不同高度，因此在不同海浪高度时，该发电装置仍然可实现有效发电。

2.在蓄水池内设置第一升降发电机和第二升降发电机，利用蓄水池内的池水高度升降，实现进一步的发电，提高发电效率，节省占地。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为发电装置的立体图；

图2为防波堤与进水发电件连接关系的剖视图；

图3为内水隔墙与出水发电件连接关系的剖视图；

图4为第一升降发电件与第二升降发电件连接关系的立体图；

图5为升降筒上升状态的剖视图；

图6为升降筒下降状态的剖视图；

图7为图6中A处的局部放大图；

图8为实施例2的立体图；

其中，1-防波堤，2-内水隔墙，3-蓄水池，4-进水通道，5-进水发电机，6-海水出口，7-海水进口，8-出水通道，9-出水发电机，10-滑柱，11-升降筒，12-漂浮气囊，13-第一发电机，14-进出水器，141-连接杆，142-卡杆，143-堵头，144-封堵弧板，15-进出水口，16-隔水支撑柱，17-第二发电机，18-架板，19-旋转轮，20-支撑轮，21-支撑架，22-链条，23-增重块，24-限位板，25-阻隔环板，26-连接架，27-垫高墙，28-挤压板，29-过口，30-顶层防水堤。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-8，本发明提供一种建在防波堤上的越浪量发电装置，包括：防波堤1，与外海对应，防波堤1由下至上依次设置有若干进水发电件；内水隔墙2，位于防波堤1远离外海的一侧，且内水隔墙2用于阻隔内水，内水隔墙2底端设置有若干出水发电件，防波堤1与内水隔墙2配合形成一蓄水池3，出水发电件的进水端高度低于进水发电件进水端高度；第一升降发电件，设置在蓄水池3内，第一升降发电件的固定端固定在蓄水池3内，第一升降发电件的升降端顶部漂浮在蓄水池3内，且升降端跟随蓄水池3内的池水升降并发电；第二升降发电件，固定在防波堤1上，第一升降发电件的升降端升降用于驱动第二升降发电件发电。

可以理解的，防波堤1上的进水发电机由下至上呈多层型式设置，可适用于不同潮位，保证各个潮位下装置的吸能及发电水平，海浪通过进水发电件进入蓄水池3内，在蓄水池3内被暂时存储，后续通过出水发电件排出蓄水池3，并在池水排出过程中实现进一步的发电。

在上述蓄水池3中的池水增多至减少的过程中，第一升降发电件在池水改变的作用下，第一发电件的升降端升降，实现进一步发电，同时，第一发电机的升降端升降可传动第二升降发电件，实现再次发电，对进入蓄水池3内的海水进行充分利用。

具体的，防波堤1和内水隔墙2的两端应当通过阻隔墙连接，防波堤1和内水隔墙2和两阻隔墙围绕形成一存储海水结构，即形成蓄水池3.

具体的，出水发电件的出水端应当位于最低处，以避免海水倒流，同时，由蓄水池3排出的内水可回流至海洋内。

本发明的一个实施例中，该装置可设置在允许越浪的防波堤1强浪段，使得捕获波能最大化，将海岸工程的被动消耗转化为主动吸能。

本发明的一个优选实施例中，第一升降件和第二升降件配套使用，且第一升降件和第二升降件在蓄水池内设置有多组，每组第一升降件和第二升降件位于进水发电件的一侧，其不阻挡海水进入蓄水池3。

本发明的一个具体实施方式中，该发电装置产生的电能可主要用于供周边路灯照明和管理使用，对电源要求较低，但需要保证电压稳定。相对应的，应当设置有变电站，用于对多个发电结构的发电进行并网并调压。

进一步优化方案，参照图1、图2，防波堤1由下至上依次开设有若干进水通道4，进水发电件包括固定在进水通道4内的进水发电机5。

进一步优化方案，参照图2，进水通道4的海水出口6高度低于海水进口7高度，进水通道4的海水出口6截面积小于海水进口7截面积。

可以理解的，进水通道4用于向蓄水池3内通入海水，同时，由于海水出口6的高度较高，减少海水导流的情况，同时，进水通道4的海水出口6截面积小于海水进口7截面积，在海水通入进水通道4内后，可利用进水通道4对海水进行加速。

其中，进水通道4采用平滑曲面设计，增大波浪的获取概率。

进一步优化方案，参照图1、图3，内水隔墙2底端排列开设有若干出水通道8，出水发电件包括固定在出水通道8内的出水发电机9，出水通道8的进水端高度低于位于最下方的进水通道4的进水端高度。

内水隔墙2用于阻隔蓄水池3内的海水和外侧海水，同时需要保证外侧海水不能倒流至蓄水池3内，在蓄水池3排出海水过程中，利用出水发电机9进行发电。

进一步的，内水隔墙2顶端固接有垫高墙27，垫高墙27的顶端高度高于防波堤1的顶端高度。该垫高墙27用于最后保护，即当蓄水池3内的海水满时，蓄水池3内的海水通过防波堤1回流至海洋，而不会进入内水。

进一步优化方案，参照图4，第一升降发电件的固定端为固定在蓄水池3底端内壁的滑柱10，第一升降发电件的活动端为套设滑动在滑柱10上的升降筒11，升降筒11顶部外壁套设固定有漂浮气囊12，升降筒11顶部内壁固接有第一发电机13，升降筒11侧壁设置有若干进出水器14；

升降筒11上升，蓄水池3通过进出水器14与升降筒11内连通，升降筒11下降，进出水器14封堵升降筒11与蓄水池3连通的侧壁，升降筒11内的水被滑柱10挤压，且升降筒11内的水通过第一发电机13由升降筒11顶端与蓄水池3连通。

其中，滑柱10用于对升降筒11限位，使得升降筒11仅能沿滑柱10升降，漂浮气囊12用于向升降筒11提供浮力，当蓄水池3内的海水增多，漂浮气囊12带动升降筒11上升，进出水器14打开，使得升降筒11内通过侧壁与蓄水池3连通，蓄水池3内的海水进入升降筒11内暂存。

当蓄水池3内的海水减少，升降筒11在自重作用下下降，进出水器14封闭升降筒11侧壁，在滑柱10的作用下，使得升降筒11内的海水由升降筒11顶端开口进入蓄水池3内，并在海水流动过程中驱动第一发电机13发电。

进一步优化方案，参照图5、图6、图7，升降筒11由下至上依次开设有若干进出水口15，进出水器14包括穿设在进出水口15内的连接杆141，连接杆141直径小于进出水口15直径，连接杆141一端部周向固接有若干卡杆142，卡杆142位于升降筒11外，且卡杆142与升降筒11外壁接触对连接杆141限位；

连接杆141的另一端固接有堵头143，堵头143外壁与进出水口15内壁适配，堵头143远离连接杆141的一端固接有封堵弧板144，封堵弧板144位于升降筒11内，封堵弧板144靠近升降筒11内壁的侧壁与升降筒11内壁贴合适配，且封堵弧板144用于对连接杆141限位。

可以理解的，由于连接杆141的直径较小，其可用于海水的通过，在升降筒11上升时，升降筒11内部的海水较少，升降筒11在内压力小于外压力，在压差的作用下，使得连接杆141向升降筒11内移动，在连接杆141移动时，外部海水通过进出水口15进入升降筒11，同时在连接杆141移动一段距离后，连接杆141被多个卡杆142限位，使得连接杆141无法移动的同时持续向升降筒11内进水。

当升降筒11上升，升降筒11内部海水较多，升降筒11在内压力大于外压力，在压差的作用下，海水具有通过进出水口15向外流动的趋势，在海水通过进出水口15向外流动时，海水挤压封堵弧板144移动，使得堵头143位于进出水口15内对进出水口15进行封堵，同时，封堵弧板144对连接杆141限位并对进出水口15进行再次封堵。使得升降筒11内的海水无法由进出水口15排出。

进一步的，参照图7，封堵弧板144远离堵头143的一端固接有挤压板28，挤压板28远离封堵弧板144的一端为倾斜面，挤压板28的底端厚度小于挤压板28的顶端厚度。该种设置下，当升降筒11下降，升降筒11内的海水上升时，海水通过挤压板28的倾斜面对挤压板28施加压力，驱动封堵弧板144与升降筒11内壁接触。

进一步优化方案，参照图5、图6、图7，滑柱10顶端固接有限位板24，限位板24外壁与升降筒11内壁贴合滑动，升降筒11底端内壁固接有阻隔环板25，阻隔环板25位于限位板24下方，限位板24通过阻隔环板25对升降筒11限位。

可以理解的，阻隔环板25的内环与滑柱10外壁贴合适配，防止海水由升降筒11底端排出，同时，阻隔环板25和限位板24配合可对升降筒11进行限位，防止升降筒11脱离滑柱10。

本发明的一个实施例中，限位板24顶端开设有供封堵弧板144通过的过口29。当升降筒11下降，封堵弧板144与升降筒11内壁贴合时，封堵弧板144可通过过口29升降，进而保证升降筒11的正常升降。

本发明的另一个实施例中，升降筒11内壁开设有用于容纳封堵弧板144的容纳槽(图中未示出)。当升降筒11下降，封堵弧板144位于容纳槽内且与升降筒11内壁齐平，封堵弧板144可升降，进而保证升降筒11的正常升降。

进一步优化方案，参照图1、图4，第二升降发电件包括固定在防波堤1远离外海一侧上的隔水支撑柱16，隔水支撑柱16用于支撑防波堤1且内部中空，隔水支撑柱16侧壁固接有第二发电机17，第二发电机17的旋转端与升降筒11传动连接。

进一步优化方案，参照图4，隔水支撑柱16顶端固接有两相对设置的架板18，第二发电机17的旋转端贯穿两架板18，且第二发电机17的旋转端上套设固定有旋转轮19，隔水支撑柱16靠近升降筒11内的侧壁上通过连接架26转动连接有支撑轮20，漂浮气囊12顶端固接有支撑架21，支撑架21上固接有链条22，链条22的另一端通过支撑轮20伸入隔水支撑柱16内，链条22上的啮齿与旋转轮19啮合。

可以理解的，隔水支撑柱16不但可对防波堤1进一步支撑，提高其支撑强度，同时，隔水支撑柱16用于安装第二发电机17且供链条22的移动，在升降筒11升降时，带动链条22移动，链条22移动驱动旋转轮19旋转，实现第二发电机17的发电。

具体的，第二发电机17对于旋转轮19的正转和反转均可实现发电。

或者，第二发电机17仅对旋转轮19的正转或反转实现发电。

进一步优化方案，参照图4，链条22底端固接有增重块23，增重块23位于隔水支撑柱16内。增重块23可为铁块或者混凝土块，其用于对链条22增重，同时，隔水支撑柱16内应当没有海水。

实施例2，参照图,8，在实施例1的基础上，防波堤1顶端固接有顶层防水堤30。该顶层防水堤30用于对海水的最后防护，避免海水由防波堤1的顶端进入蓄水池3内。

以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：包括，

防波堤(1)，与外海对应，所述防波堤(1)由下至上依次设置有若干进水发电件；

内水隔墙(2)，位于所述防波堤(1)远离所述外海的一侧，且所述内水隔墙(2)用于阻隔内水，所述内水隔墙(2)底端设置有若干出水发电件，所述防波堤(1)与所述内水隔墙(2)配合形成一蓄水池(3)，所述出水发电件的进水端高度低于所述进水发电件进水端高度；

第一升降发电件，设置在所述蓄水池(3)内，所述第一升降发电件的固定端固定在所述蓄水池(3)内，所述第一升降发电件的升降端顶部漂浮在所述蓄水池(3)内，且所述升降端跟随所述蓄水池(3)内的池水升降并发电；

第二升降发电件，固定在所述防波堤(1)上，所述第一升降发电件的升降端升降用于驱动所述第二升降发电件发电；

所述第一升降发电件的固定端为固定在所述蓄水池(3)底端内壁的滑柱(10)，第一升降发电件的活动端为套设滑动在所述滑柱(10)上的升降筒(11)，所述升降筒(11)顶部外壁套设固定有漂浮气囊(12)，所述升降筒(11)顶部内壁固接有第一发电机(13)，所述升降筒(11)侧壁设置有若干进出水器(14)；

所述升降筒(11)上升，所述蓄水池(3)通过所述进出水器(14)与所述升降筒(11)内连通，所述升降筒(11)下降，所述进出水器(14)封堵所述升降筒(11)与所述蓄水池(3)连通的侧壁，所述升降筒(11)内的水被所述滑柱(10)挤压，且所述升降筒(11)内的水通过所述第一发电机(13)由所述升降筒(11)顶端与所述蓄水池(3)连通。

2.根据权利要求1所述的建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：所述防波堤(1)由下至上依次开设有若干进水通道(4)，所述进水发电件包括固定在所述进水通道(4)内的进水发电机(5)。

3.根据权利要求2所述的建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：所述进水通道(4)的海水出口(6)高度低于海水进口(7)高度，所述进水通道(4)的海水出口(6)截面积小于所述海水进口(7)截面积。

4.根据权利要求2所述的建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：所述内水隔墙(2)底端排列开设有若干出水通道(8)，所述出水发电件包括固定在所述出水通道(8)内的出水发电机(9)，所述出水通道(8)的进水端高度低于位于最下方的所述进水通道(4)的进水端高度。

5.根据权利要求1所述的建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：所述升降筒(11)由下至上依次开设有若干进出水口(15)，所述进出水器(14)包括穿设在所述进出水口(15)内的连接杆(141)，所述连接杆(141)直径小于所述进出水口(15)直径，所述连接杆(141)一端部周向固接有若干卡杆(142)，所述卡杆(142)位于所述升降筒(11)外，且所述卡杆(142)与所述升降筒(11)外壁接触对所述连接杆(141)限位；

所述连接杆(141)的另一端固接有堵头(143)，所述堵头(143)外壁与所述进出水口(15)内壁适配，所述堵头(143)远离所述连接杆(141)的一端固接有封堵弧板(144)，所述封堵弧板(144)位于所述升降筒(11)内，所述封堵弧板(144)靠近所述升降筒(11)内壁的侧壁与所述升降筒(11)内壁贴合适配，且所述封堵弧板(144)用于对所述连接杆(141)限位。

6.根据权利要求1所述的建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：所述滑柱(10)顶端固接有限位板(24)，所述限位板(24)外壁与所述升降筒(11)内壁贴合滑动，所述升降筒(11)底端内壁固接有阻隔环板(25)，所述阻隔环板(25)位于所述限位板(24)下方，所述限位板(24)通过所述阻隔环板(25)对所述升降筒(11)限位。

7.根据权利要求1所述的建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：所述第二升降发电件包括固定在所述防波堤(1)远离外海一侧上的隔水支撑柱(16)，所述隔水支撑柱(16)用于支撑所述防波堤(1)且内部中空，所述隔水支撑柱(16)侧壁固接有第二发电机(17)，所述第二发电机(17)的旋转端与所述升降筒(11)传动连接。

8.根据权利要求7所述的建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：所述隔水支撑柱(16)顶端固接有两相对设置的架板(18)，所述第二发电机(17)的旋转端贯穿两所述架板(18)，且所述第二发电机(17)的旋转端上套设固定有旋转轮(19)，所述隔水支撑柱(16)靠近所述升降筒(11)内的侧壁上通过连接架(26)转动连接有支撑轮(20)，所述漂浮气囊(12)顶端固接有支撑架(21)，所述支撑架(21)上固接有链条(22)，所述链条(22)的另一端通过所述支撑轮(20)伸入所述隔水支撑柱(16)内，所述链条(22)上的啮齿与所述旋转轮(19)啮合。

9.根据权利要求8所述的建在防波堤上的越浪量发电装置，其特征在于：所述链条(22)底端固接有增重块(23)，所述增重块(23)位于所述隔水支撑柱(16)内。