CN209818198U - 一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，包括浮式防波堤、发电系统和锚泊系统；所述发电系统设置在浮式防波堤内部，所述锚泊系统与浮式防波堤底部连接，所述浮式防波堤底部设置有剖面形状为三角形的加挡板。本实用新型装置将浮式防波堤和波浪能发电装置的功能结合，设置底部形状为特殊的三角加挡板型，提高了装置的波能转换效率和防波性能，降低了波浪对浮式防波堤的作用，节约了生产建造成本。本实用新型装置的发电系统安装在振荡浮子内部，使发电系统有效地避免了海水的腐蚀，提高了系统的可靠性，一体式结构便于海上和陆上的安装维护。作为一个可移动的发电装置，该发明装置可与防波堤、平台结合在一起使用，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种防波堤，尤其涉及一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，属于波浪能发电和防波堤工程技术领域。
背景技术
能源是保障人类社会发展的动力。随着人类社会的不断发展，人类对能源的需求量快速增长，导致传统化石燃料的使用量急剧增大，从而引发了一系列严重的生态环境问题，且随着化石燃料储量的减少，能源危机也成为一个严峻的问题，因此寻找新的可再生的清洁能源已经变得迫在眉睫。在众多新型能源中，波浪能以其能量储备多、能量密度高、分布广泛等原因，已经成为各国争相研究开发的热点。与此同时，浮式防波堤由于其建造成本相对较低、受海底地质条件影响小灵活方便等优点得到了较广泛的应用。
由于波浪能量密度高，其破坏力也大，能对浮式防波堤产生巨大的环境应力荷载，因此，如何提高浮式防波堤的水动力性能，减弱波浪对平台的破坏作用至关重要。而波浪能转换装置的建造研发成本较高，也阻碍了波浪能装置的研发与利用，因此降低研发成本成为急需解决的问题。考虑到波浪能转换装置在吸收波浪能的同时起到了一定的消波作用，因此将浮式防波堤和波浪能转换装置的功能结合是一个切实可行的选择，既能降低生产建造成本，又能对防波堤起到保护的作用。
目前的大部分研究中都存在转换效率和装置建造成本不能兼顾的问题，如大连理工大学的团队通过实验研究了一个浮式防波堤(振荡浮子)型波能转换装置与垂直桩固定型浮式防波堤结合的装置的水动力学性能，该装置浮子为方箱，虽然加工制造简单，但其转换效率较低，最高仅达40％左右；美国加州大学伯克利分校Ronald W.Yeung等人研究了一个同时具有高波能转换效率和防波性能的Berkeley-Wedge型装置，其转换效率达到90％以上，但其浮子形状形复杂，加工制造难度大。
专利号为CN 107917039 A的一种兼具波浪能发电功能的翘板浮式防波堤，该发明的装置通过防波堤本体与浮体转动连接，将波能直接转换为永磁体往复运动的动能，永磁体切割磁感线进行发电，该装置技能转换波浪能，又能消减波浪，发电单元密封，避免了海水的腐蚀，提高了环境适应能力，但其发电装置由一组圆柱形、方体的波能转换单元构成，与本实用新型所公开的可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤在结构上是完全不同的。
专利号为CN108411846A的一种兼顾水力透平式波能转化功能的浮式防波堤，该发明利用浮体内水体振荡，水流往复运动带动涡轮单向转动进行波能转化，建造成本低，工程投产优势明显，适用工况广泛耐久性好，兼具消波和波能转换功能，但该发明波能转换装置为水力透平式，且在结构上与本实用新型所公开的可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤完全不同。
发明内容
本实用新型的目的是为了提供一种效率高且便于加工的可兼作波浪能转换装置的浮式防波堤装置。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，包括浮式防波堤、发电系统和锚泊系统；所述发电系统设置在浮式防波堤内部，所述锚泊系统与浮式防波堤底部连接，所述浮式防波堤底部设置有剖面形状为三角形的加挡板。
本实用新型还包括这样一些特征：
1.所述发电系统包括动子系统、定子系统、弹簧系统和发电机外壳，所述定子系统固定在发电机外壳上，所述动子系统通过弹簧系统纵向设置在定子系统内，所述弹簧系统一端与发电机外壳连接，另一端与定子系统连接；
2.所述锚泊系统包括锚链和锚块，所述锚链的一端与浮式防波堤连接，另一端与锚块连接；
3.所述动子包括钕铁硼磁铁、夹板和支撑杆；所述支撑杆固定在发电机外壳内，所述钕铁硼磁铁由夹板固定，夹板与支撑杆滑动连接；
4.所述定子由导线绕制而成的线圈和硅钢片组成，所述硅钢片设置在线圈的外侧；
5.所述夹板通过直线滑动轴承与支撑杆滑动连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型装置将浮式防波堤和波浪能发电装置的功能结合，设置底部形状为特殊的三角加挡板型，提高了装置的波能转换效率和防波性能，降低了波浪对浮式防波堤的作用，节约了生产建造成本。本实用新型装置的发电系统安装在振荡浮子内部，使发电系统有效地避免了海水的腐蚀，提高了系统的可靠性，一体式结构便于海上和陆上的安装维护。作为一个可移动的发电装置，该发明装置可与防波堤、平台结合在一起使用，具有广阔的应用前景。
本实用新型可兼作波浪能转换装置的浮式防波堤装置，将防波堤的防波功能和波能转换装置的结合到一起，有效地降低建造成本，增加装置的实用性和耐用性，有利于装置的进一步推广。
附图说明
图1是本实用新型兼作波浪能转换装置的浮式防波堤装置的剖面图；
图2是本实用新型兼作波浪能转换装置的浮式防波堤装置的俯视图；
图3是发电系统剖面图；
图4是发电系统俯视图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
本实用新型提出一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，通过底部的特殊形状设计，实现了加工制造简单，且发电效率和防波性能与Berkerley-Wedge型波能发电装置近似的集成装置设计。
本实用新型主要包括浮式防波堤(振荡浮子)101、发电系统201以及锚泊系统301；浮式防波堤101兼作振荡浮子，能够做多自由度运动，主要做垂荡运动，下端与锚链302相连，锚链302另一端与重力锚块303相连；发电系统201安装在浮式防波堤(振荡浮子)101内部，其动子202与浮式防波堤(振荡浮子)101做相对运动进行发电；浮式防波堤(振荡浮子)101的剖面形状为三角形加挡板的形状，内部安装有发电系统201；发电系统201有动子系统202、定子系统203、弹簧系统204、支撑杆205和发电机外壳207组成，发电系统201 安装在浮式防波堤(振荡浮子)101内部，动子系统202与弹簧系统204相连接，沿着支撑杆205相对浮式防波堤(振荡浮子)101做相对运动进行发电，定子系统203固定在发电机外壳207上；锚泊系统301由多根锚链302和重力锚链303组成，锚链302一端固定在浮式防波堤(振荡浮子)101挡板下端，另一端固定在重力锚链303上；动子系统202由钕铁硼磁铁213、夹板208、直线滑动轴承206和支撑杆205组成；定子系统203由导线绕制而成的线圈212和硅钢片211组成，固定在发电装置外壳207上；弹簧系统204由起悬挂支撑作用的弹簧209和限制动子系统202位移过大的弹簧210组成。
一种可兼作波浪能转换装置的浮式防波堤装置，包括浮式防波堤(振荡浮子)101、发电系统201以及锚泊系统301。浮式防波堤(振荡浮子)101可做多自由度运动，主要做垂荡运动，同时发电系统201安装在浮式防波堤(振荡浮子)101内部，其动子系统202与浮式防波堤(振荡浮子)101做相对运动进行发电。
所述浮式防波堤(振荡浮子)101，其剖面形状为三角形加挡板的形状，可做多自由度运动，主要做垂荡运动，内部安装有发电系统201，其底部与锚链302连接。所述发电系统201，包括动子系统202、定子系统203、弹簧系统204和发电机外壳207，发电系统201安装在浮式防波堤(振荡浮子)101内部，动子系统202与弹簧系统204相连接，沿着支撑杆205相对浮式防波堤(振荡浮子)101做相对运动进行发电，定子系统203固定在发电系统外壳207上。
所述锚泊系统301，由多根锚链302和多个重力锚块303组成，锚链302一端固定在浮式防波堤(振荡浮子)101底部，另一端固定在重力锚块303上。
所述动子系统202，由钕铁硼磁铁213、夹板208、直线滑动轴承206和支撑杆205组成，夹板208用来固定钕铁硼磁铁213。
所述定子系统203，由导线绕制而成的线圈212和硅钢片211组成，固定在外壳207上。
所述弹簧系统204，由起悬挂支撑作用的弹簧209和限制动子系统202位移过大的弹簧 210组成。
如图1所示，本实用新型可兼作波浪能转换装置的浮式防波堤装置主要包括浮式防波堤 (振荡浮子)101、发电系统201以及锚泊系统301。浮式防波堤(振荡浮子)101的剖面形状为三角形加挡板的形状，此形状的浮子的转换效率较高，同时便于加工，浮式防波堤(振荡浮子)101通过锚泊系统301固定，锚泊系统301包含多根锚链302和多个重力锚块303，锚链302一端固定浮式防波堤(振荡浮子)101下端，另一端固定在重力锚块303上，实现浮式防波堤(振荡浮子)101的固定，使其能够做多自由度的运动，降低了建造成本，同时在恶劣海况下，方便装置的转移。
发电系统201固定安装在浮式防波堤(振荡浮子)101内部，这样可以保护发电系统201 免于受到海水的腐蚀，延长装置的使用寿命，同时便于装置的安装和维护。发电系统201由动子系统202、定子系统203、弹簧系统204和发电机外壳207组成，如图3所示。动子系统 202由钕铁硼磁铁213、夹板208、直线滑动轴承206和支撑杆205组成，钕铁硼磁铁213由两块夹板208固定，每块夹板12084两端各安装一个直线滑动轴承206，夹板208与起悬挂支撑作用的弹簧209的一端相连接，该弹簧的另一端安装在发电机外壳207上。两根支撑杆205固定安装在发电机外壳207上，并分别穿过两块夹板208两端安装的直线滑动轴承206，使夹板208和钕铁硼磁铁213能够沿其相对浮式防波堤(振荡浮子)101做相对运动进行发电。定子系统203由导线绕制而成，固定在外壳207上，其中产生的电流通过导线传输到电能收集装置中。弹簧系统204由起悬挂支撑作用的弹簧209和限制动子系统101位移过大的弹簧210组成。
必需注意的是，本实用新型所公开的技术手段不仅限于上述实施方式中的技术手段，还包括根据以上技术特征进行简单修改、等同变化的技术方案，也属于本实用新型保护范围。
综上所述：本实用新型公开了一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，主要包括浮式防波堤(振荡浮子)、发电系统以及锚泊装置。将浮式防波堤作为波能浮子，通过在浮式防波堤内部安装发电系统，将浮式防波堤与内部发电系统动子相对垂荡的机械能转换成电能，实现波浪能发电。本实用新型装置将浮式防波堤和波浪能发电装置的功能结合，设置底部形状为特殊的三角加挡板型，提高了装置的波能转换效率和防波性能，降低了波浪对浮式防波堤的作用，节约了生产建造成本。本实用新型装置的发电系统安装在振荡浮子内部，使发电系统有效地避免了海水的腐蚀，提高了系统的可靠性，一体式结构便于海上和陆上的安装维护。作为一个可移动的发电装置，该发明装置可与防波堤、平台结合在一起使用，具有广阔的应用前景。
Claims (7)
1.一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征是，包括浮式防波堤、发电系统和锚泊系统；所述发电系统设置在浮式防波堤内部，所述锚泊系统与浮式防波堤底部连接，所述浮式防波堤底部设置有剖面形状为三角形的加挡板。
2.根据权利要求1所述的可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征是，所述发电系统包括动子系统、定子系统、弹簧系统和发电机外壳，所述定子系统固定在发电机外壳上，所述动子系统通过弹簧系统纵向设置在定子系统内，所述弹簧系统一端与发电机外壳连接，另一端与定子系统连接。
3.根据权利要求2所述的可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征是，所述动子包括钕铁硼磁铁、夹板和支撑杆；所述支撑杆固定在发电机外壳内，所述钕铁硼磁铁由夹板固定，夹板与支撑杆滑动连接。
4.根据权利要求2或3所述的可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征是，所述定子由导线绕制而成的线圈和硅钢片组成，所述硅钢片设置在线圈的外侧。
5.根据权利要求3所述的可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征是，所述夹板通过直线滑动轴承与支撑杆滑动连接。
6.根据权利要求1、2、3、5中任意一项所述的可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征是，所述锚泊系统包括锚链和锚块，所述锚链的一端与浮式防波堤连接，另一端与锚块连接。
7.根据权利要求4所述的可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征是，所述锚泊系统包括锚链和锚块，所述锚链的一端与浮式防波堤连接，另一端与锚块连接。
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| CN201920045960.8U CN209818198U (zh) | 2019-01-11 | 2019-01-11 | 一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤 |
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| CN109519321A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-03-26 | 哈尔滨工程大学 | 一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤 |
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- 2019-01-11 CN CN201920045960.8U patent/CN209818198U/zh active Active
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| CN109519321A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-03-26 | 哈尔滨工程大学 | 一种可兼作波浪能发电装置的浮式防波堤 |
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