TWI762163B

TWI762163B - 消波發電堤防系統

Info

Publication number: TWI762163B
Application number: TW110102817A
Authority: TW
Inventors: 熊明德
Original assignee: 熊明德
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2022-04-21
Also published as: TW202229719A

Abstract

一種消波發電堤防系統，包含消波發電單元。每一消波發電單元包括：載浮基座，具數個流道空間，每一流道空間由拖浪底板及兩橫樑界定；串聯傳動軸；數個單向傳動鏈輪，與該串聯傳動軸同步轉動；數個搖擺受浪鎚，每一搖擺受浪鎚樞接於該兩個橫樑間；數條鏈條；數條繩索；數條彈性件；驅動齒輪，與該串聯傳動軸同步轉動；及發電模組，具被動齒輪及發電機。當海浪推動搖擺受浪鎚搖擺時，搖擺受浪鎚分別帶動繩索及鏈條位移，鏈條再帶動單向傳動鏈輪轉動，使該串聯傳動軸單向轉動，且該驅動齒輪同步轉動而驅動該被動齒輪轉動，故發電機可發電。

Description

消波發電堤防系統

本發明是有關於一種海浪發電系統，特別是指一種消波發電堤防系統。

消波塊又稱為防護塊或弱波石，是在海岸或堤岸邊放置的大型水泥塊，用來吸收海浪或大水拍打的衝擊以保護海岸或河。然而，現有消波塊會導致地質流失下陷，故會伴隨高昂的維護成本。再者，當颱風期高潮來臨時，消波塊之消波效率降低，亦即，巨浪會從消波塊上方越過而對沿岸及堤防本體造成威脅。

另外，近些年來因大量使用火力發電，故造成排放大量熱、二氧化碳及空汙，因而導致嚴重的全球暖化問題。故。有必要尋求解決一種既可利用海浪發電又能消波之堤防系統。

因此，本發明的目的，即在提供一種消波發電堤防系統。

於是，本發明消波發電堤防系統，適用於做為消波塊及利用海浪發電，並包含至少一消波發電單元，該消波發電單元是沿著一延伸方向延伸，該延伸方向是與海岸線夾一預定夾角，該消波發電單元包括：一載浮基座，可載浮於海面上，且具有數個沿著該延伸方向排列且相間隔之流道空間，每一流道空間是面對海浪行進方向且由兩個相間隔且沿著該海浪行進方向延伸的橫樑及一連接該等橫樑的拖浪底板所界定，該拖浪底板是由該海面至該海岸線朝上傾斜；一釘樁支架，連接於該載浮基座及海床之間；一安裝架，設置於該載浮基座之該等橫樑上；一串聯傳動軸，可相對於該安裝架單向轉動地設置於該安裝架上；數個單向傳動鏈輪，設置於該串聯傳動軸，且可與該串聯傳動軸同步單向轉動，並且分別位於該載浮基座之該等流道空間上方；數個搖擺受浪鎚，分別設置於該載浮基座之該等流道空間內，每一搖擺受浪鎚是樞接於該載浮基座之對應的該兩個橫樑間，且可被海浪推動而搖擺浮動；數條鏈條，分別與該等單向傳動鏈輪嚙合；數條繩索，分別對應於該等鏈條，每一條繩索之上端連接至對應的鏈條之一端，每一條繩索之下端連接至對應的搖擺受浪鎚；數條彈性件，分別對應於該等鏈條，每一條彈性件之上端連接至對應的鏈條之另一端，每一條彈性件之下端連接至該載浮基座之對應的拖浪底板；一驅動齒輪，設置於該串聯傳動軸，且會與該串聯傳動軸同步單向轉動；及一發電模組，設置於該安裝架上，且具有一與該驅動齒輪嚙合的被動齒輪，及一發電機，當海浪依序推動該等搖擺受浪鎚搖擺時，該等搖擺受浪鎚分別依序帶動該等繩索及該等鏈條產生位移，因而該等鏈條分別帶動該等單向傳動鏈輪轉動，繼而該串聯傳動軸單向轉動，以使該驅動齒輪同步轉動而驅動該被動齒輪轉動，因而令該發電機持續產生電力。

本發明的功效在於：(1)消波發電單元具有消波塊之作用，故具有可預防巨大海浪對沿岸威脅之防災水土保持效果；(2)利用浪能發電，可解決火力發電的熱與二氧化碳排放空汙之全球暖化問題。

參閱圖1、8，本發明消波發電堤防系統之實施例，適用於做為消波塊及利用海浪91發電，並包含至少一消波發電單元1，例如，如圖1所示，本發明消波發電堤防系統可包含數個大致排列成鋸齒狀的消波發電單元1，其中，任兩個相鄰消波發電單元1之排列方式概呈V字形。

參閱圖1、2、8，在本實施例中，每一消波發電單元1是沿著一延伸方向E延伸，該延伸方向E是與海岸線8夾一預定夾角θ。

參閱圖1至8，在本實施例中，每一消波發電單元1包括一載浮基座10、一釘樁支架191、一安裝架11、一串聯傳動軸12、數個單向傳動鏈輪131、數個搖擺受浪鎚14、數條鏈條15、數條繩索(例如鋼索或布索等…)16、數條彈性件17、一驅動齒輪181，及一發電模組182。

該載浮基座10可載浮於海面9上，且具有數個沿著該延伸方向E排列且相間隔的流道空間101、數個前載浮件105，及數個後載浮件106。在本實施例中，每一流道空間101是面對海浪行進方向92(如圖1所示)並且由兩個相間隔且沿著該海浪行進方向92延伸的橫樑102以及一連接該等橫樑102的拖浪底板103所界定，其中，該拖浪底板103是由該海面9下至該海岸線8朝上傾斜，且是位於該海面9下方。在本實施例中，每一塊拖浪底板103上設置有一擋止件104。

如圖2、3所示，在本實施例中，該等前載浮件105是分別設置於該等橫樑102的其中數個之下方且是位於該等搖擺受浪鎚14之受浪測。如圖2、8所示，該等後載浮件106是分別設置於該等拖浪底板103之下方且是位於該等搖擺受浪鎚14之背浪測。該等前載浮件105及該等後載浮件106使得該載浮基座10可載浮於該海面9上。

該釘樁支架191連接於該載浮基座10及海床之間。如圖7、8所示，在本實施例中，該釘樁支架191具有一概呈Y字形之連接件1911、兩管件1912，及兩分別穿過該等管件1912且釘設於海床之釘樁1913，該連接件1911之三端是分別與該載浮基座10以及該等管件1912樞接，使得整座消波發電單元1可原地上下活動地載浮於海面9。

如圖2、4、5、6、8所示，在本實施例中，該安裝架11固設於該載浮載浮基座10之該等橫樑102上。

在本實施例中，該串聯傳動軸12可相對於該安裝架11單向轉動地設置於該安裝架11上。

該等單向傳動鏈輪131設置於該串聯傳動軸12上，且可與該串聯傳動軸12同步單向轉動，並且分別位於該載浮基座10之該等流道空間101上方。

該等搖擺受浪鎚14分別設置於該載浮基座10之該等流道空間101內，其中，每一搖擺受浪鎚14是樞接於該載浮基座10之對應的該兩個橫樑102間，且可被海浪91推動而前後搖擺浮動。在本實施例中，每一搖擺受浪鎚14具有一樞接於對應的該兩個橫樑102間之樞接桿140，及一具有一引導該繩索16位移的溝槽142的傳動支架143。

在本實施例中，該等繩索16分別對應於該等鏈條15，其中，每一條繩索16之上端161連接至對應的鏈條15之一端151，每一條繩索16之下端162連接至對應的搖擺受浪鎚14之傳動支架143。

在本實施例中，該等彈性件17分別對應於該等鏈條16，其中，每一條彈性件17之上端171連接至對應的鏈條15之另一端152，而每一條彈性件17之下端172連接至該拖浪底板103。當海浪91推動該搖擺受浪鎚14向後上方擺動一預定擺動角度α時，該彈性件17的彈性回復力可使該搖擺受浪鎚14逆向擺回，直到被該拖浪底板103之該擋止件104擋住為止。

該驅動齒輪181設置於該串聯傳動軸12，且會與該串聯傳動軸12同步單向轉動。

在本實施例中，該發電模組182設置於該安裝架11上，且具有一與該驅動齒輪181嚙合的被動齒輪1821，及一發電機1822。

當海浪91依序推動該等搖擺受浪鎚14旋轉搖擺時，該等搖擺受浪鎚14分別依序帶動該等繩索16及該等鏈條15產生位移，因而該等鏈條15分別帶動該等單向傳動鏈輪131，使該串聯傳動軸12呈單向轉動。如圖1所示，當以長條狀行進的海浪91通過以該預定夾角θ設置的消波發電單元1時，將產生間距的時差，會有如骨牌效應，連續驅動單向傳動鏈輪131及串聯傳動軸12，以使該驅動齒輪181同步轉動因而驅動該被動齒輪1821轉動，故可令該發電機1822持續產生電力。

綜上所述，本發明消波發電堤防系統至少具有以下優點與功效：(1)消波發電單元1具有消波塊之作用，故具有可預防巨大海浪91對沿岸威脅之防災水土保持效果；(2)利用浪能發電，可解決火力發電的熱與二氧化碳排放空汙之全球暖化問題；所以確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:消波發電單元 10:載浮基座 101:流道空間 102:橫樑 103:拖浪底板 104:擋止件 105:前載浮件 106:後載浮件 11:安裝架 12:串聯傳動軸 131:單向傳動鏈輪 14:搖擺受浪鎚 140:樞接桿 142:溝槽 143:傳動支架 15:鏈條 151:一端 152:另一端 16:繩索 161:上端 162:下端 17:彈性件 171:上端 172:下端 181:驅動齒輪 182:發電模組 1821:被動齒輪 1822:發電機 191:釘樁支架 1911:連接件 1912:管件 1913:釘樁 8:海岸線 9:海面 91:海浪 92:海浪行進方向 α:預定擺動角度 θ:預定夾角 E:延伸方向

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一俯視示意圖，說明本發明消波發電堤防系統之實施例；圖2是一局部放大俯視圖，說明該實施例中的其中一個消波發電單元；圖3是一局部放大側視圖，說明該實施例中的該消波發電單元；圖4是一局部放大立體圖，說明該消波發電單元包括載浮基座、安裝架、串聯傳動軸、單向傳動鏈輪、搖擺受浪鎚、鏈條、繩索、彈性件等元件；圖5是一局部放大立體圖，說明該消波發電單元還包括擋止件；圖6是一局部放大俯視圖，說明該消波發電單元還包括驅動齒輪，及發電模組；圖7是一局部放大立體圖，說明該消波發電單元還包括釘樁支架；及圖8是一剖視示意圖，說明該搖擺受浪鎚可被海浪推動而向上擺動。

1:消波發電單元

8:海岸線

91:海浪

92:海浪行進方向

θ:預定夾角

E:延伸方向

Claims

一種消波發電堤防系統，適用於做為消波塊及利用海浪發電，並包含至少一消波發電單元，該消波發電單元是沿著一延伸方向延伸，該延伸方向是與海岸線夾一預定夾角，該消波發電單元包括：一載浮基座，可載浮於海面上，且具有數個沿著該延伸方向排列且相間隔之流道空間，每一流道空間是面對海浪行進方向且由兩個相間隔且沿著該海浪行進方向延伸的橫樑及一連接該等橫樑的拖浪底板所界定，該拖浪底板是由該海面下至該海岸線朝上傾斜，且是位於該海面下方；一釘樁支架，連接於該載浮基座及海床之間；一安裝架，設置於該載浮基座之該等橫樑上；一串聯傳動軸，可相對於該安裝架單向轉動地設置於該安裝架上；數個單向傳動鏈輪，設置於該串聯傳動軸上，且可與該串聯傳動軸同步單向轉動，並且分別位於該載浮基座之該等流道空間上方；數個搖擺受浪鎚，分別設置於該載浮基座之該等流道空間內，每一搖擺受浪鎚是樞接於該載浮基座之對應的該兩個橫樑間，且可被海浪推動而搖擺浮動；數條鏈條，分別與該等單向傳動鏈輪嚙合；數條繩索，分別對應於該等鏈條，每一條繩索之上端連接至對應的鏈條之一端，每一條繩索之下端連接至對應的搖擺受浪鎚；數條彈性件，分別對應於該等鏈條，每一條彈性件之上端連接至對應的鏈條之另一端，每一條彈性件之下端連接至該載浮基座之對應的拖浪底板；一驅動齒輪，設置於該串聯傳動軸，且會與該串聯傳動軸同步單向轉動；及一發電模組，設置於該安裝架上，且具有一與該驅動齒輪嚙合的被動齒輪，及一發電機，當海浪依序推動該等搖擺受浪鎚旋轉搖擺時，該等搖擺受浪鎚分別依序帶動該等繩索及該等鏈條產生位移，因而該等鏈條分別帶動該等單向傳動鏈輪轉動，繼而該串聯傳動軸單向轉動，以使該驅動齒輪同步轉動而驅動該被動齒輪轉動，因而令該發電機持續產生電力；其中，每一搖擺受浪鎚具有一樞接於該載浮基座之對應的該兩個橫樑間之樞接桿，及一設有一引導該繩索位移的溝槽的傳動支架，該繩索之該下端是連接至該搖擺受浪鎚之該傳動支架。
如請求項1所述的消波發電堤防系統，其中，該拖浪底板上設置有一擋止件，當海浪推動該搖擺受浪鎚向上擺動一預定擺動角度時，該彈性件的彈性回復力使該搖擺受浪鎚逆向擺回，直到被該擋止件擋住為止。
如請求項1所述的消波發電堤防系統，包含數個大致排列成鋸齒狀的消波發電單元，其中，任兩個相鄰消波發電單元之排列方式概呈V字形。
如請求項1所述的消波發電堤防系統，其中，該釘樁支架具有一概呈Y字形之連接件、兩管件，及兩分別穿過該等管件且釘設於海床之釘樁，該連接件之三端是分別與該載浮基座以及該等管件樞接，使得該載浮基座可原地上下活動地載浮於海面上。
如請求項1所述的消波發電堤防系統，其中，每一條繩索為鋼索。
如請求項1所述的消波發電堤防系統，其中，每一條繩索為布索。
如請求項1所述的消波發電堤防系統，其中，該載浮基座還具有數個前載浮件及數個後載浮件，該等前載浮件分別設置於該等橫樑的其中數個之下方且位於該等搖擺受浪鎚之受浪測，該等後載浮件分別設置於該等拖浪底板之下方且位於該等搖擺受浪鎚之背浪測，該等前載浮件及該等後載浮件使得該載浮基座可載浮於該海面上。