一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供的一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其包括沉箱、蓄水倉(cāng)、集水倉(cāng)、遮攔板和發(fā)電機(jī)，所述沉箱迎浪側(cè)設(shè)置蓄水倉(cāng)和集水倉(cāng)，所述發(fā)電機(jī)安裝于蓄水倉(cāng)的下方，發(fā)電機(jī)的下方設(shè)置集水倉(cāng)，集水倉(cāng)迎浪側(cè)開(kāi)設(shè)有迎浪口，水流在波峰時(shí)經(jīng)遮攔板導(dǎo)流從迎浪口流入集水倉(cāng)并被壓縮，高速水流沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能之后進(jìn)入蓄水倉(cāng)中，在波谷時(shí)，蓄水倉(cāng)的水在自重作用下向下流動(dòng)亦沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能。另外在波浪越浪情況下，越浪波浪通過(guò)遮擋板疏導(dǎo)流入蓄水倉(cāng)中，亦可從蓄水倉(cāng)中向下沖擊發(fā)電機(jī)的渦輪使之運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及防波堤結(jié)構(gòu)，尤其涉及可發(fā)電的沉箱防波堤。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在港口和海岸工程中，波浪發(fā)電工程成為熱點(diǎn)之一，通過(guò)波浪的運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電裝置內(nèi)部發(fā)電機(jī)的發(fā)電是波浪能發(fā)電裝置工作的基本原理，將海洋中波浪的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。根據(jù)波浪能發(fā)電裝置的內(nèi)部關(guān)聯(lián)、外在特性、構(gòu)造與作用等方面的區(qū)別，可以把波浪能發(fā)電裝置分成多種不同的種類(lèi)，其中，按照裝置固定與安置的方式，可以分為固定式和漂浮式;按照裝置內(nèi)部間能量轉(zhuǎn)換的方式，可分為直接轉(zhuǎn)換式和間接轉(zhuǎn)換式;按照裝置中能量傳輸與保存的形式，可將其分為機(jī)械式、氣動(dòng)式和液壓式等。
[0003]現(xiàn)在常規(guī)的防波堤工程是通過(guò)波浪與防波堤護(hù)面的摩擦，或者波浪與結(jié)構(gòu)物的撞擊將波浪能量耗散掉。地球上海洋所具有波浪能的理論值約為109kw量級(jí)，是目前世界總發(fā)電量的數(shù)百倍，有著廣闊的商用前景和戰(zhàn)略?xún)r(jià)值。如何將防波堤與波浪能量發(fā)電相結(jié)合也是現(xiàn)在工程中研究的熱點(diǎn)。
[0004]沉箱式防波堤作為一種常規(guī)防波堤工程，在世界各地港口水工項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。將沉箱式防波堤與波浪發(fā)電技術(shù)結(jié)合具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、可防浪并利用波浪水流進(jìn)行發(fā)電的防波堤。
[0006]本發(fā)明提供了一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其包括沉箱、蓄水倉(cāng)、集水倉(cāng)、遮攔板和發(fā)電機(jī)，所述沉箱迎浪側(cè)設(shè)置蓄水倉(cāng)和集水倉(cāng)，所述發(fā)電機(jī)安裝于蓄水倉(cāng)的下方，發(fā)電機(jī)的下方設(shè)置集水倉(cāng)，集水倉(cāng)迎浪側(cè)開(kāi)設(shè)有迎浪口，水流在波峰時(shí)經(jīng)遮攔板導(dǎo)流從迎浪口流入集水倉(cāng)并被壓縮，高速水流沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能之后進(jìn)入蓄水倉(cāng)中，在波谷時(shí)，蓄水倉(cāng)的水在自重作用下向下流動(dòng)亦沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能。另外在波浪越浪情況下，越浪波浪通過(guò)遮擋板疏導(dǎo)流入蓄水倉(cāng)中，亦可從蓄水倉(cāng)中向下沖擊發(fā)電機(jī)的渦輪使之運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。
[0007]優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)安裝于蓄水倉(cāng)的開(kāi)口處，所述發(fā)電機(jī)為水力渦輪發(fā)電機(jī)。通過(guò)水流從上方或下方?jīng)_擊發(fā)電機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電能。
[0008]優(yōu)選地，所述蓄水倉(cāng)的前端向外伸出遮擋板，以使得水流在波峰時(shí)候經(jīng)遮擋板導(dǎo)流至集水倉(cāng)中壓縮體積，高速水流從集水倉(cāng)向上流動(dòng)沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能，越浪水流也可通過(guò)遮攔板疏導(dǎo)進(jìn)入蓄水倉(cāng)格，水流從蓄水倉(cāng)格從上至下流動(dòng)沖擊發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。遮擋板起到導(dǎo)流和允許越浪的作用。
[0009]優(yōu)選地，所述蓄水倉(cāng)呈倒置的圓錐形，便于疏導(dǎo)水流沖擊發(fā)電機(jī)。
[0010]優(yōu)選地，在發(fā)電機(jī)下方圍設(shè)有集水倉(cāng)，集水倉(cāng)下部呈圓柱形，至頂部過(guò)渡為圓錐形，水流由迎浪口導(dǎo)入集水倉(cāng)中并在波浪推進(jìn)作用下被集水倉(cāng)壓縮體積，增加流速。
[0011]優(yōu)選地，所述集水倉(cāng)的高度為沉箱高度的1/2?2/3，所述迎浪口的高度為沉箱高度的1/3?1/2。
[0012]優(yōu)選地，所述迎浪口為多組，多組迎浪口并列排布，可均勻地引導(dǎo)水流進(jìn)入集水倉(cāng)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，建造在港口，其在防波堤沉箱的前端設(shè)置蓄水倉(cāng)和集水倉(cāng)，蓄水倉(cāng)的下方安裝有發(fā)電機(jī)，沉箱前方設(shè)有遮擋板，集水倉(cāng)設(shè)置在蓄水倉(cāng)的下方，波峰時(shí)水流經(jīng)遮攔板由迎浪口導(dǎo)入集水倉(cāng)中并在波浪推進(jìn)作用下被集水倉(cāng)壓縮體積，增加流速，可從集水倉(cāng)中向上沖擊發(fā)電機(jī)的渦輪使之運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，之后水流進(jìn)入蓄水倉(cāng)中，在波谷時(shí)，蓄水倉(cāng)的水在自重作用下向下流動(dòng)亦沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能，因此，在防波堤的蓄水倉(cāng)和集水倉(cāng)之間安裝發(fā)電機(jī)，可有效利用水流產(chǎn)生的動(dòng)力，從上至下或從下至上地沖擊發(fā)電機(jī)的渦輪，使其產(chǎn)生動(dòng)力，并將動(dòng)力轉(zhuǎn)換為電能。另外，在沉箱的前端設(shè)置傾斜的遮擋板，一方面起到引流越浪的作用，另一方面，水流從傾斜的遮擋板向下沖擊并在波浪推進(jìn)作用下壓縮體積，也提高水流的速度，進(jìn)而提高水流沖擊發(fā)電機(jī)的速度，提尚沖擊的動(dòng)能，并且，通過(guò)海浪的引流和疏導(dǎo)，也減小海浪對(duì)堤岸的沖擊，對(duì)堤岸起到一定的保護(hù)作用，延長(zhǎng)其使用壽命。同時(shí)由于沉箱結(jié)構(gòu)可以在岸上整體預(yù)制保證質(zhì)量，海上浮運(yùn)安裝可以快速施工安裝。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤的側(cè)視圖；
[0015]圖2是本發(fā)明一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤的立體圖；
[0016]圖3是本發(fā)明一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤的附視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]參照?qǐng)D1-3所示，本發(fā)明提供的一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其包括沉箱1、蓄水倉(cāng)2，集水倉(cāng)4、發(fā)電機(jī)3和集水倉(cāng)4，所述蓄水倉(cāng)2和集水倉(cāng)4設(shè)置于沉箱防波堤前端的海側(cè)倉(cāng)格，所述發(fā)電機(jī)3安裝于蓄水倉(cāng)2的下方，發(fā)電機(jī)3的下方為集水倉(cāng)4，集水倉(cāng)4的海測(cè)開(kāi)設(shè)有迎浪口 30，水流從迎浪口 30流入集水倉(cāng)4中，在層層波浪的推進(jìn)下，水流壓縮體積而增速，高速水流沖擊發(fā)電機(jī)3而產(chǎn)生電能，之后水體進(jìn)入蓄水倉(cāng)2，波谷時(shí)蓄水倉(cāng)2的水流在自重作用下向下流動(dòng)亦沖擊發(fā)電機(jī)3而產(chǎn)生電能。
[0019]其中，在本實(shí)施例中，所述沉箱I設(shè)有兩排倉(cāng)格，相互并列排布，其高度與蓄水倉(cāng)2相互平齊，沉箱I由前后壁10、底板12圍閉而成，所述沉箱I中內(nèi)置回填料。
[0020]所述發(fā)電機(jī)3安裝于蓄水倉(cāng)2的開(kāi)口處，在蓄水倉(cāng)2的下方兩側(cè)壁上安裝有功能倉(cāng)4，所述功能倉(cāng)4內(nèi)置有發(fā)電機(jī)控制器，其與發(fā)電機(jī)3電連接，所述發(fā)電機(jī)3為水力渦輪發(fā)電機(jī)。所述發(fā)電機(jī)3夾持固定于兩個(gè)功能倉(cāng)4之間，通過(guò)水流從上方或下方?jīng)_擊發(fā)電機(jī)3，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)3的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電能。發(fā)電機(jī)3安裝于蓄水倉(cāng)2下方，有利于上下水流沖擊發(fā)電機(jī)渦輪而產(chǎn)生電能。所述蓄水倉(cāng)2呈倒置的圓錐形，便于疏導(dǎo)水流沖擊發(fā)電機(jī)3，水流順著蓄水倉(cāng)2的開(kāi)口向下沖擊發(fā)電機(jī)3，錐形的蓄水倉(cāng)2使得水流受重力作用聚集在開(kāi)口附近，加大沖擊發(fā)電機(jī)3的強(qiáng)度。所述功能倉(cāng)4作為發(fā)電機(jī)組控制室，增加了工作空間，節(jié)約了材料，也降低了結(jié)構(gòu)造價(jià)。[0021 ]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述防波堤還進(jìn)一步包括遮攔板5，其設(shè)置于蓄水倉(cāng)2的前端，以使得部分水流越過(guò)遮擋板5流入蓄水倉(cāng)2中，水流在波峰時(shí)經(jīng)遮攔板5從迎浪口 30流入集水倉(cāng)6并在波浪推進(jìn)作用下壓縮體積增加流速，高速水流沖擊發(fā)電機(jī)3而產(chǎn)生電能，之后水體進(jìn)入蓄水倉(cāng)2，波谷時(shí)蓄水倉(cāng)2的水流在自重作用下向下流動(dòng)亦沖擊發(fā)電機(jī)3而產(chǎn)生電能。另外，在波浪越浪情況下，越浪波浪通過(guò)遮擋板5疏導(dǎo)流入蓄水倉(cāng)2中，亦可從蓄水倉(cāng)2中向下沖擊發(fā)電機(jī)的渦輪使之運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。
[0022]遮擋板5起到導(dǎo)流和允許越浪的作用。所述遮擋板5呈梯形結(jié)構(gòu)，其端部與蓄水倉(cāng)2的側(cè)壁相互平齊，上表面向下傾斜，使得水流越過(guò)遮擋板5可流入蓄水倉(cāng)2中，下表面向上傾斜，在波峰時(shí)使得水流在波浪推力下經(jīng)遮攔板導(dǎo)流從迎浪口壓縮入集水倉(cāng)4中并被再次壓縮體積，提高流速，從集水倉(cāng)4向上流動(dòng)沖擊發(fā)電機(jī)3而產(chǎn)生電能?？梢岳斫猓趽醢?的形狀不受限制，只要能夠順利引流，使得水流能順著遮擋板5流入蓄水倉(cāng)2或集水倉(cāng)4中即可。
[0023]在發(fā)電機(jī)3下方圍設(shè)有集水倉(cāng)4，水流在波峰時(shí)經(jīng)遮攔板5導(dǎo)流從迎浪口60流入集水倉(cāng)4并被壓縮，高速水流沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能之后進(jìn)入蓄水倉(cāng)2中，集水倉(cāng)4集水倉(cāng)4所述集水倉(cāng)4的前端開(kāi)設(shè)有若干個(gè)迎浪口 60，多組迎浪口 60并列排布，可將壓縮了體積的水流引入集水倉(cāng)4。所述集水倉(cāng)4的高度為沉箱I高度的1/2?2/3，所述迎浪口 60的高度為沉箱I高度的1/3?1/2 ο由于波浪的能量主要集中在海水表層20 %?30 %附近，為了將該部分能量導(dǎo)入集水倉(cāng)4，并在集水倉(cāng)4中進(jìn)一步壓縮體積，提高水流流速，集水倉(cāng)的高度取為沉箱高度的1/2?2/3。迎浪口的高度為沉箱高度的1/3?1/2主要是由沉箱的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度決定。
[0024]波浪波峰作用下，當(dāng)水流沖擊防波堤，水流通過(guò)遮攔板的作用，經(jīng)集水倉(cāng)4前端的迎浪口 60導(dǎo)入集水倉(cāng)4中，由于集水倉(cāng)下大上下，使得水在集水倉(cāng)4中匯聚并逐步升高水位并被壓縮體積增加流速，海水上升過(guò)程中被壓縮，流速增大沖擊渦輪發(fā)電機(jī)開(kāi)始發(fā)電，并向上沖擊發(fā)電機(jī)3而產(chǎn)生電能之后進(jìn)入蓄水倉(cāng)2中；待波浪波峰退去，波谷來(lái)臨，水流再?gòu)男钏畟}(cāng)2中在重力作用下，向下沖擊發(fā)電機(jī)3產(chǎn)生電能，通過(guò)渦輪發(fā)電機(jī)繼續(xù)發(fā)電，具有雙向發(fā)電特點(diǎn)。同時(shí)部分波浪產(chǎn)生的越浪通過(guò)沉箱海測(cè)遮攔板5，導(dǎo)入蓄水倉(cāng)2中，在重力作用向下沖擊而發(fā)電，既起到防風(fēng)浪的作用，又可利用風(fēng)浪水流推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電能。這種沉箱防波堤可在干地條件預(yù)制好整體沉箱，浮運(yùn)安裝，提高工程效率。
[0025]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:包括沉箱、蓄水倉(cāng)、集水倉(cāng)、遮攔板和發(fā)電機(jī)，所述沉箱迎浪側(cè)設(shè)置蓄水倉(cāng)和集水倉(cāng)，所述發(fā)電機(jī)安裝于蓄水倉(cāng)的下方，發(fā)電機(jī)的下方設(shè)置集水倉(cāng)，集水倉(cāng)迎浪側(cè)開(kāi)設(shè)有迎浪口，水流在波峰時(shí)經(jīng)遮攔板導(dǎo)流從迎浪口流入集水倉(cāng)并被壓縮，高速水流沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能之后進(jìn)入蓄水倉(cāng)中，在波谷時(shí)，蓄水倉(cāng)的水在自重作用下向下流動(dòng)亦沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)安裝于蓄水倉(cāng)的開(kāi)口處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:所述蓄水倉(cāng)的前端向外伸出遮擋板，以使得水流在波峰時(shí)候經(jīng)遮擋板導(dǎo)流至集水倉(cāng)中壓縮體積，高速水流從集水倉(cāng)向上流動(dòng)沖擊發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電能，越浪水流也可通過(guò)遮攔板疏導(dǎo)進(jìn)入蓄水倉(cāng)格，水流從蓄水倉(cāng)格從上至下流動(dòng)沖擊發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:所述蓄水倉(cāng)呈倒置的圓錐形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)為水力渦輪發(fā)電機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:在發(fā)電機(jī)下方圍設(shè)有集水倉(cāng)，集水倉(cāng)下部呈圓柱形，至頂部過(guò)渡為圓錐形，水流由迎浪口導(dǎo)入集水倉(cāng)中并在波浪推進(jìn)作用下被集水倉(cāng)壓縮體積，增加流速。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:所述集水倉(cāng)的高度為沉箱高度的1/2?2/3。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:所述迎浪口為多組，多組迎浪口并列排布。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可消浪發(fā)電的沉箱防波堤，其特征在于:所述迎浪口的高度為沉箱高度的1/3?1/2。
【文檔編號(hào)】E02B3/06GK205557444SQ201620318453
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】錢(qián)原銘, 王福強(qiáng), 申昆倉(cāng), 陳良志, 薛瑞龍, 丁建軍, 徐少鯤, 楊彪, 王剛, 張勇坤, 樊亮亮, 盧金華, 李志剛
【申請(qǐng)人】中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司, 中交機(jī)場(chǎng)勘察設(shè)計(jì)院有限公司