一種海上半潛浮體發(fā)電式消波墻的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于海洋工程或海洋能利用領(lǐng)域，特別是一種海上半潛浮體發(fā)電式消波墻，包括風(fēng)力發(fā)電裝置、指示燈、浮箱、浮箱填充體、波浪發(fā)電裝置、錨泊系統(tǒng)、排水組件、纜線以及蓄電池。其特征在于，浮箱迎海面斜坡與水平面之間的夾角為30°～35°之間，其原理是波浪在坡面涌水爬升，將波浪能轉(zhuǎn)化為位能，通過波浪發(fā)電裝置將位能轉(zhuǎn)化為電能，起到良好的消波作用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，此外風(fēng)力發(fā)電裝置也產(chǎn)生電能，通過纜線最終儲(chǔ)存于蓄電池中，同時(shí)，信號(hào)燈具有指示和預(yù)警作用。消波浮箱整體漂浮于水面，并使用錨泊系統(tǒng)固定于海底。本實(shí)用新型易于安裝和移動(dòng)，既減輕海浪災(zāi)害又充分利用海浪能源，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【專利說明】
一種海上半潛浮體發(fā)電式消波墻
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電式消波裝置，屬于海洋工程或海洋能利用領(lǐng)域，具體的說，是一種海上半潛浮體發(fā)電式消波墻。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類科技的發(fā)展與進(jìn)步，人類對(duì)資源的需求量日益增加，陸上資源已經(jīng)難以滿足人類發(fā)展的需要，海洋成為人類發(fā)展的第二空間，海洋中蘊(yùn)藏著十分豐富的能源，這些能源主要包括波浪能、潮汐能、溫度差等，這些能源使海浪中蘊(yùn)含著無窮的能量，這些能量在帶給人類機(jī)遇的同時(shí)，也給人類提出一個(gè)難題，那便是海浪帶來的災(zāi)害。人們正在逐漸認(rèn)識(shí)和了解海浪，并且不斷探索利用海浪能源和減輕海浪災(zāi)害的方法。
[0003]目前，防波堤是一種常用的消浪裝置，能夠保證港口有足夠的水深維持水面平穩(wěn)便于船舶停泊和作業(yè)的水工建筑物。這些傳統(tǒng)的水工建筑物是重力式的，建造費(fèi)用會(huì)隨著工程水域深度的增加而劇增，造價(jià)高，耗費(fèi)材料多；施工過程中都需要大型專門機(jī)械，施工復(fù)雜且一旦發(fā)生破壞，修復(fù)特別困難;混凝土等材料易受其波浪侵蝕，且對(duì)海底地形要求高;對(duì)環(huán)境影響大等等一系列問題，為此設(shè)計(jì)出一種海上半潛浮體發(fā)電式消波墻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)目前傳統(tǒng)防波堤造價(jià)高，耗費(fèi)材料多；施工過程中都需要大型專門機(jī)械，施工復(fù)雜且一旦發(fā)生破壞，修復(fù)特別困難;混凝土等材料易受其波浪侵蝕，且對(duì)海底地形要求高;對(duì)環(huán)境影響大等等一系列問題以及人類對(duì)電能需求增高的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)出一種將消波裝置、波浪發(fā)電裝置以及風(fēng)力發(fā)電裝置有效結(jié)合的海上半潛浮體發(fā)電式消波墻，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，適用廣泛，易維護(hù)，易于安裝和移動(dòng)，具有較高的可靠性，同時(shí)該裝置對(duì)岸線的美觀影響較小等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0005]—種海上半潛浮體發(fā)電式消波墻包括風(fēng)力發(fā)電裝置、指示燈、浮箱、浮箱填充體、波浪發(fā)電裝置、錨泊系統(tǒng)、排水組件、纜線以及蓄電池，其特征在于，浮箱迎海面斜坡與水平面之間的夾角為30°?35°之間，其原理是波浪在坡面涌水爬升，將波浪能轉(zhuǎn)化為位能，通過波浪發(fā)電裝置將位能轉(zhuǎn)化為電能，起到良好的消波作用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，此外風(fēng)力發(fā)電裝置也產(chǎn)生電能，通過纜線最終儲(chǔ)存于蓄電池中，同時(shí)，迎海面斜坡上包含五排波浪發(fā)電裝置交叉排列，其中第一排波浪發(fā)電裝置、第二排波浪發(fā)電裝置、第三排波浪發(fā)電裝置以及第四排波浪發(fā)電裝置電能輸送至蓄電池，而第五排波浪發(fā)電裝置電能輸送至紅色指示燈。
[0006]所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括風(fēng)輪、第一發(fā)電機(jī)、機(jī)尾、回轉(zhuǎn)體、外殼，通過支撐桿固定于浮箱上部平臺(tái)上方?；剞D(zhuǎn)體可360°任意旋轉(zhuǎn)，機(jī)尾可根據(jù)風(fēng)向調(diào)整角度，通過回轉(zhuǎn)體使裝置始終處在最佳角度，保證發(fā)電工作的高效率。
[0007]所述波浪發(fā)電裝置包括收波器、導(dǎo)流管、匯水管、沖擊管、渦輪發(fā)電機(jī)組成。其特征在于，收波器成半弧形，由土豆刨絲器原理設(shè)計(jì)而來，能很好的接收波浪環(huán)形導(dǎo)入導(dǎo)流管中；每一排導(dǎo)流管將水流導(dǎo)入?yún)R水管中，匯水管再導(dǎo)入到?jīng)_擊管中，在沖擊管中裝有多個(gè)渦輪發(fā)電機(jī)，在有效阻擋波浪的的同時(shí)將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，能源利用率高;收波器采用鋁合金材料，鋁合金材料具有密度低、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高且抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；導(dǎo)流管、匯水管、沖擊管由硬PVC(聚氯乙烯)制成，具有較好的抗拉、抗壓、抗彎、抗沖擊能力和抗腐蝕性能力。
[0008]所述錨泊系統(tǒng)由錨環(huán)、錨鏈和配重塊組成。在浮箱四角設(shè)置用于連接錨鏈的錨環(huán)；錨鏈的長(zhǎng)度根據(jù)海域深度確定具體長(zhǎng)度;配重塊由混凝土構(gòu)成，置于海底。
[0009]所述浮箱包括迎海面斜坡、上部平臺(tái)、下部殼體組成，其特征在于，其材料由纖維玻璃制成，具有浮性大、強(qiáng)度高以及抗腐蝕強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0010]所述浮箱填充體可以是泡沫板或回收塑料瓶，也可以是其他輕型漂浮物。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、節(jié)約環(huán)保等特點(diǎn)。
[0011]所述信號(hào)燈由綠色信號(hào)燈紅色信號(hào)燈組成。綠色信號(hào)燈常亮，由蓄電池供電，其作為海上燈標(biāo)，起指示作用；紅色信號(hào)燈內(nèi)安裝信號(hào)發(fā)射器，由第五排波浪發(fā)電裝置供電，當(dāng)海浪很大具有破壞性時(shí)，會(huì)帶動(dòng)第五排的波浪發(fā)電裝置產(chǎn)生電能，觸發(fā)紅燈以及信號(hào)發(fā)射器，信號(hào)發(fā)射器會(huì)向陸上基地人員發(fā)射預(yù)警信號(hào)，提醒基地人員做好應(yīng)急預(yù)案。
[0012]所述排水組件包括旋轉(zhuǎn)環(huán)和尾水管。尾水管由硬PVC材料制成;旋轉(zhuǎn)環(huán)包括上部環(huán)形蓋、鋼珠、下部殼體。此組件可根據(jù)水流方向旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整尾水管水流排出方向，保證水流流暢性，提高電能轉(zhuǎn)化率。
[0013]在本實(shí)用新型中，所有發(fā)電機(jī)皆為直流發(fā)電機(jī)，蓄電池安放于浮箱內(nèi)部后上側(cè)，設(shè)置開關(guān)門可開啟閉合取放蓄電池，并增加防水措施。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015](I)本實(shí)用新型一方面具有削減波浪的作用，為周圍海域提供了平穩(wěn)的水域環(huán)境，減弱波浪對(duì)岸基以及各種水工建筑物的侵蝕;另一方面，將部分波浪能轉(zhuǎn)化為電能，供人們使用。
[0016](2)將該裝置運(yùn)用于深海中可作為海上指示浮標(biāo)亦可為過往船只解決電力供應(yīng)問題。
[0017](3)本裝置浮箱填充體可以是泡沫板或回收塑料瓶，也可以是其他輕型漂浮物。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、節(jié)約環(huán)保等特點(diǎn)。
[0018](4)在沖擊管中裝有多個(gè)渦輪發(fā)電機(jī)，在有效阻擋波浪的的同時(shí)將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，能源利用率高，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0019](5)信號(hào)燈不僅具有指示作用還具有預(yù)警作用，信號(hào)發(fā)射器向陸上基地人員發(fā)射預(yù)警信號(hào)，提醒基地人員做好應(yīng)急預(yù)案。
[0020](6)浮箱斜坡使波浪爬高，收波器使水流環(huán)形導(dǎo)入。能最大程度地利用波浪能轉(zhuǎn)化為電能，此裝置既減輕海浪災(zāi)害又充分利用海浪能源。
【附圖說明】
[0021 ]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明:
[0022]圖1是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型的主視圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型的側(cè)視圖；
[0025]圖4是本實(shí)用新型的俯視圖；
[0026]圖5是本實(shí)用新型的渦輪發(fā)電機(jī)安裝位置示意圖；
[0027]圖6是本實(shí)用新型的排列布放示意圖；
[0028]圖7是本實(shí)用新型的排水組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8是本實(shí)用新型的斜坡上部收波器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖中:1-波浪發(fā)電裝置，2-收波器，3-匯水管，4-沖擊管，5-排水組件，6_導(dǎo)流管，7_旋轉(zhuǎn)環(huán)，8-尾水管，9-蓄電池，10-纜線，11-綠色指示燈，12-紅色指示燈，13-指示燈，14-信號(hào)發(fā)射器，15-錨環(huán)，16-錨鏈，17-配重塊，18-錨泊系統(tǒng)，19-下部殼體，20-浮箱，21-支撐桿，22-第一排波浪發(fā)電裝置，23-第二排波浪發(fā)電裝置，24-第三排波浪發(fā)電裝置，25-第四排波浪發(fā)電裝置，26-第五排波浪發(fā)電裝置，27-風(fēng)力發(fā)電裝置，28-風(fēng)輪，29-第一發(fā)電機(jī)，30-外殼，31-機(jī)尾，32-回轉(zhuǎn)體，33-渦輪發(fā)電機(jī)，34-下部殼體，35-上部環(huán)形蓋，36-鋼珠，37-迎海面斜坡，38-上部平臺(tái)，39-浮箱填充體。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0032]如圖1?5所示，一種海上半潛浮體發(fā)電式消波墻包括風(fēng)力發(fā)電裝置27、指示燈13、浮箱20、浮箱填充體39、波浪發(fā)電裝置1、錨泊系統(tǒng)18、排水組件5、纜線10以及蓄電池9。其中風(fēng)力發(fā)電裝置27位于浮箱上部平臺(tái)38，海風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)輪28轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)輪28帶動(dòng)第一發(fā)電機(jī)29發(fā)電，通過纜線10輸送到蓄電池9。所述浮箱20包括迎海面斜坡37、上部平臺(tái)38、下部殼體34組成，其特征在于，迎海面斜坡37與水平面之間的夾角為30°?35°之間，其原理是波浪在坡面涌水爬升，將波浪能轉(zhuǎn)化為位能，通過波浪發(fā)電裝置I將位能轉(zhuǎn)化為電能，起到良好的消波作用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，最終儲(chǔ)存于蓄電池9中。同時(shí)，迎海面斜坡37上包含五排波浪發(fā)電裝置I交叉排列，每一排的高度根據(jù)域的波高情況而定，其中第一排波浪發(fā)電裝置22、第二排波浪發(fā)電裝置23、第三排波浪發(fā)電裝置24以及第四排波浪發(fā)電裝置25電能輸送至蓄電池9，而第五排波浪發(fā)電裝置26電能輸送至紅色指示燈12。所述波浪發(fā)電裝置I包括收波器2、導(dǎo)流管6、匯水管3、沖擊管4、渦輪發(fā)電機(jī)33組成。收波器2能很好的接收波浪導(dǎo)入導(dǎo)流管6中；每一排導(dǎo)流管6將水流導(dǎo)入?yún)R水管3中，匯水管3再導(dǎo)入到?jīng)_擊管4中，在沖擊管4中裝有多個(gè)渦輪發(fā)電機(jī)33，在有效阻擋波浪的的同時(shí)將波浪能轉(zhuǎn)化為電能。所述信號(hào)燈13由綠色信號(hào)燈11和紅色信號(hào)燈12組成。綠色信號(hào)燈11常亮，由蓄電池9供電，其作為海上燈標(biāo)，起指示作用;紅色信號(hào)燈12內(nèi)安裝信號(hào)發(fā)射器14，由第五排波浪發(fā)電裝置26供電，當(dāng)海浪很大具有破壞性時(shí)，會(huì)帶動(dòng)第五排波浪發(fā)電裝置26產(chǎn)生電能，觸發(fā)紅色指示燈12以及信號(hào)發(fā)射器14，信號(hào)發(fā)射器會(huì)向陸上基地人員發(fā)射預(yù)警信號(hào)，提醒基地人員做好應(yīng)急預(yù)案。
[0033]如圖6所示，本實(shí)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，保護(hù)岸基和各種水工建筑物。若一排并列可能會(huì)導(dǎo)致涌水過高，易損壞部件。
[0034]如圖7所示，本實(shí)用新型中的排水組件5，此組件可根據(jù)水流方向旋轉(zhuǎn)環(huán)7轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整尾水管8水流排出方向，保證水流流暢性，提高電能轉(zhuǎn)化率。
[0035]如圖8所示，本實(shí)用新型中的收波器2，使水流環(huán)形導(dǎo)入到導(dǎo)流管6中，保證水流的流暢性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海上半潛浮體發(fā)電式消波墻包括風(fēng)力發(fā)電裝置(27)、指示燈(13)、浮箱(20)、浮箱填充體(39)、波浪發(fā)電裝置(1)、錨泊系統(tǒng)(18)、排水組件(5)、纜線(10)以及蓄電池(9)，其特征在于，浮箱迎海面斜坡(37)與水平面之間的夾角為30°?35°之間，其原理是波浪在坡面涌水爬升，將波浪能轉(zhuǎn)化為位能，通過波浪發(fā)電裝置(I)將位能轉(zhuǎn)化為電能，起到良好的消波作用的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，此外風(fēng)力發(fā)電裝置(27)也產(chǎn)生電能，通過纜線(10)最終儲(chǔ)存于蓄電池(9)中，同時(shí)，迎海面斜坡(37)上包含五排波浪發(fā)電裝置(I)交叉排列，其中第一排波浪發(fā)電裝置(22)、第二排波浪發(fā)電裝置(23)、第三排波浪發(fā)電裝置(24)以及第四排波浪發(fā)電裝置(25)電能輸送至蓄電池(9)，而第五排波浪發(fā)電裝置(26)電能輸送至紅色指示燈(12)。
【文檔編號(hào)】E02B3/04GK205636634SQ201620279261
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】梁金輝, 劉文沛, 拾兵
【申請(qǐng)人】中國海洋大學(xué)