CN205636634U - 一种海上半潜浮体发电式消波墙 - Google Patents

一种海上半潜浮体发电式消波墙 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于海洋工程或海洋能利用领域，特别是一种海上半潜浮体发电式消波墙，包括风力发电装置、指示灯、浮箱、浮箱填充体、波浪发电装置、锚泊系统、排水组件、缆线以及蓄电池。其特征在于，浮箱迎海面斜坡与水平面之间的夹角为30°～35°之间，其原理是波浪在坡面涌水爬升，将波浪能转化为位能，通过波浪发电装置将位能转化为电能，起到良好的消波作用的同时实现能量转换，此外风力发电装置也产生电能，通过缆线最终储存于蓄电池中，同时，信号灯具有指示和预警作用。消波浮箱整体漂浮于水面，并使用锚泊系统固定于海底。本实用新型易于安装和移动，既减轻海浪灾害又充分利用海浪能源，具有广阔的市场前景。

Description

一种海上半潜浮体发电式消波墙
技术领域
本实用新型涉及一种发电式消波装置，属于海洋工程或海洋能利用领域，具体的说，是一种海上半潜浮体发电式消波墙。
背景技术
随着人类科技的发展与进步，人类对资源的需求量日益增加，陆上资源已经难以满足人类发展的需要，海洋成为人类发展的第二空间，海洋中蕴藏着十分丰富的能源，这些能源主要包括波浪能、潮汐能、温度差等，这些能源使海浪中蕴含着无穷的能量，这些能量在带给人类机遇的同时，也给人类提出一个难题，那便是海浪带来的灾害。人们正在逐渐认识和了解海浪，并且不断探索利用海浪能源和减轻海浪灾害的方法。
目前，防波堤是一种常用的消浪装置，能够保证港口有足够的水深维持水面平稳便于船舶停泊和作业的水工建筑物。这些传统的水工建筑物是重力式的，建造费用会随着工程水域深度的增加而剧增，造价高，耗费材料多；施工过程中都需要大型专门机械，施工复杂且一旦发生破坏，修复特别困难；混凝土等材料易受其波浪侵蚀，且对海底地形要求高；对环境影响大等等一系列问题，为此设计出一种海上半潜浮体发电式消波墙。
发明内容
本发明针对目前传统防波堤造价高，耗费材料多；施工过程中都需要大型专门机械，施工复杂且一旦发生破坏，修复特别困难；混凝土等材料易受其波浪侵蚀，且对海底地形要求高；对环境影响大等等一系列问题以及人类对电能需求增高的趋势，设计出一种将消波装置、波浪发电装置以及风力发电装置有效结合的海上半潜浮体发电式消波墙，其结构简单，造价低，适用广泛，易维护，易于安装和移动，具有较高的可靠性，同时该装置对岸线的美观影响较小等优点，具有广阔的市场前景。
一种海上半潜浮体发电式消波墙包括风力发电装置、指示灯、浮箱、浮箱填充体、波浪发电装置、锚泊系统、排水组件、缆线以及蓄电池，其特征在于，浮箱迎海面斜坡与水平面之间的夹角为30°～35°之间，其原理是波浪在坡面涌水爬升，将波浪能转化为位能，通过波浪发电装置将位能转化为电能，起到良好的消波作用的同时实现能量转换，此外风力发电装置也产生电能，通过缆线最终储存于蓄电池中，同时，迎海面斜坡上包含五排波浪发电装置交叉排列，其中第一排波浪发电装置、第二排波浪发电装置、第三排波浪发电装置以及第四排波浪发电装置电能输送至蓄电池，而第五排波浪发电装置电能输送至红色指示灯。
所述风力发电装置包括风轮、第一发电机、机尾、回转体、外壳,通过支撑杆固定于浮箱上部平台上方。回转体可360°任意旋转，机尾可根据风向调整角度，通过回转体使装置始终处在最佳角度，保证发电工作的高效率。
所述波浪发电装置包括收波器、导流管、汇水管、冲击管、涡轮发电机组成。其特征在于，收波器成半弧形，由土豆刨丝器原理设计而来，能很好的接收波浪环形导入导流管中；每一排导流管将水流导入汇水管中，汇水管再导入到冲击管中，在冲击管中装有多个涡轮发电机，在有效阻挡波浪的的同时将波浪能转化为电能，能源利用率高；收波器采用铝合金材料，铝合金材料具有密度低、质量轻、强度高且抗腐蚀性强等优点；导流管、汇水管、冲击管由硬PVC(聚氯乙烯)制成，具有较好的抗拉、抗压、抗弯、抗冲击能力和抗腐蚀性能力。
所述锚泊系统由锚环、锚链和配重块组成。在浮箱四角设置用于连接锚链的锚环；锚链的长度根据海域深度确定具体长度；配重块由混凝土构成，置于海底。
所述浮箱包括迎海面斜坡、上部平台、下部壳体组成，其特征在于，其材料由纤维玻璃制成，具有浮性大、强度高以及抗腐蚀强等优点。
所述浮箱填充体可以是泡沫板或回收塑料瓶，也可以是其他轻型漂浮物。具有结构简单、造价低、节约环保等特点。
所述信号灯由绿色信号灯红色信号灯组成。绿色信号灯常亮，由蓄电池供电，其作为海上灯标，起指示作用；红色信号灯内安装信号发射器，由第五排波浪发电装置供电，当海浪很大具有破坏性时，会带动第五排的波浪发电装置产生电能，触发红灯以及信号发射器，信号发射器会向陆上基地人员发射预警信号，提醒基地人员做好应急预案。
所述排水组件包括旋转环和尾水管。尾水管由硬PVC材料制成；旋转环包括上部环形盖、钢珠、下部壳体。此组件可根据水流方向旋转环转动调整尾水管水流排出方向，保证水流流畅性，提高电能转化率。
在本实用新型中，所有发电机皆为直流发电机，蓄电池安放于浮箱内部后上侧，设置开关门可开启闭合取放蓄电池，并增加防水措施。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型一方面具有削减波浪的作用，为周围海域提供了平稳的水域环境，减弱波浪对岸基以及各种水工建筑物的侵蚀；另一方面，将部分波浪能转化为电能，供人们使用。
(2)将该装置运用于深海中可作为海上指示浮标亦可为过往船只解决电力供应问题。
(3)本装置浮箱填充体可以是泡沫板或回收塑料瓶，也可以是其他轻型漂浮物。具有结构简单、造价低、节约环保等特点。
(4)在冲击管中装有多个涡轮发电机，在有效阻挡波浪的的同时将波浪能转化为电能，能源利用率高，具有广阔的市场前景。
(5)信号灯不仅具有指示作用还具有预警作用，信号发射器向陆上基地人员发射预警信号，提醒基地人员做好应急预案。
(6)浮箱斜坡使波浪爬高，收波器使水流环形导入。能最大程度地利用波浪能转化为电能，此装置既减轻海浪灾害又充分利用海浪能源。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明：
图1是本实用新型的内部结构示意图；
图2是本实用新型的主视图；
图3是本实用新型的侧视图；
图4是本实用新型的俯视图；
图5是本实用新型的涡轮发电机安装位置示意图；
图6是本实用新型的排列布放示意图；
图7是本实用新型的排水组件结构示意图；
图8是本实用新型的斜坡上部收波器结构示意图；
图中：1-波浪发电装置，2-收波器，3-汇水管，4-冲击管，5-排水组件，6-导流管，7-旋转环，8-尾水管，9-蓄电池，10-缆线，11-绿色指示灯，12-红色指示灯，13-指示灯，14-信号发射器，15-锚环，16-锚链，17-配重块，18-锚泊系统，19-下部壳体，20-浮箱，21-支撑杆，22-第一排波浪发电装置，23-第二排波浪发电装置，24-第三排波浪发电装置，25-第四排波浪发电装置，26-第五排波浪发电装置，27-风力发电装置，28-风轮，29-第一发电机，30-外壳，31-机尾，32-回转体，33-涡轮发电机，34-下部壳体，35-上部环形盖，36-钢珠，37-迎海面斜坡，38-上部平台，39-浮箱填充体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。
如图1～5所示，一种海上半潜浮体发电式消波墙包括风力发电装置27、指示灯13、浮箱20、浮箱填充体39、波浪发电装置1、锚泊系统18、排水组件5、缆线10以及蓄电池9。其中风力发电装置27位于浮箱上部平台38，海风吹动风轮28转动，使风轮28带动第一发电机29发电，通过缆线10输送到蓄电池9。所述浮箱20包括迎海面斜坡37、上部平台38、下部壳体34组成，其特征在于，迎海面斜坡37与水平面之间的夹角为30°～35°之间，其原理是波浪在坡面涌水爬升，将波浪能转化为位能，通过波浪发电装置1将位能转化为电能，起到良好的消波作用的同时实现能量转换，最终储存于蓄电池9中。同时，迎海面斜坡37上包含五排波浪发电装置1交叉排列，每一排的高度根据域的波高情况而定，其中第一排波浪发电装置22、第二排波浪发电装置23、第三排波浪发电装置24以及第四排波浪发电装置25电能输送至蓄电池9，而第五排波浪发电装置26电能输送至红色指示灯12。所述波浪发电装置1包括收波器2、导流管6、汇水管3、冲击管4、涡轮发电机33组成。收波器2能很好的接收波浪导入导流管6中；每一排导流管6将水流导入汇水管3中，汇水管3再导入到冲击管4中，在冲击管4中装有多个涡轮发电机33，在有效阻挡波浪的的同时将波浪能转化为电能。所述信号灯13由绿色信号灯11和红色信号灯12组成。绿色信号灯11常亮，由蓄电池9供电，其作为海上灯标，起指示作用；红色信号灯12内安装信号发射器14，由第五排波浪发电装置26供电，当海浪很大具有破坏性时，会带动第五排波浪发电装置26产生电能，触发红色指示灯12以及信号发射器14，信号发射器会向陆上基地人员发射预警信号，提醒基地人员做好应急预案。
如图6所示，本实用新型的排列布放方式，在近海按照此方式排列能起到很好的消波作用，保护岸基和各种水工建筑物。若一排并列可能会导致涌水过高，易损坏部件。
如图7所示，本实用新型中的排水组件5，此组件可根据水流方向旋转环7转动调整尾水管8水流排出方向，保证水流流畅性，提高电能转化率。
如图8所示，本实用新型中的收波器2，使水流环形导入到导流管6中，保证水流的流畅性能。

Claims (1)

1.一种海上半潜浮体发电式消波墙包括风力发电装置(27)、指示灯(13)、浮箱(20)、浮箱填充体(39)、波浪发电装置(1)、锚泊系统(18)、排水组件(5)、缆线(10)以及蓄电池(9)，其特征在于，浮箱迎海面斜坡(37)与水平面之间的夹角为30°～35°之间，其原理是波浪在坡面涌水爬升，将波浪能转化为位能，通过波浪发电装置(1)将位能转化为电能，起到良好的消波作用的同时实现能量转换，此外风力发电装置(27)也产生电能，通过缆线(10)最终储存于蓄电池(9)中，同时，迎海面斜坡(37)上包含五排波浪发电装置(1)交叉排列，其中第一排波浪发电装置(22)、第二排波浪发电装置(23)、第三排波浪发电装置(24)以及第四排波浪发电装置(25)电能输送至蓄电池(9)，而第五排波浪发电装置(26)电能输送至红色指示灯(12)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111172940A (zh) * 2019-12-30 2020-05-19 浙江大学 一种可利用波浪能的海岸防护潜堤
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