一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤

1.本发明涉及一种浮式防波堤，尤其涉及一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤。


背景技术：

2.防波堤是一种能够阻断波浪冲击力，围护港池，维持水面平稳以保护港口或码头免受恶劣天气影响，以便于船舶安全停泊和作业的水中建筑物。同时，防波堤还可以起到防止港地淤积以及波浪冲蚀岸线的作用，是人工掩护沿海港口的重要结构。
3.在诸多可再生的海洋能源中，波浪能以机械能的形式存在，其能流密度较大，受时间限制相对较小，分布最为广泛。因此，世界各海洋大国均十分重视波浪能的研究利用。防波堤一般都建于海况较为恶劣的海域，波浪较大且频繁，而这对于利用波浪能发电而言却恰恰是一种良好的条件。因此，建立利用波浪能发电的防波堤，一方面考验对海洋能进行高效利用，另一方面海浪产生的剧烈摇晃、周期性的上下浮沉振动会对防波堤产生严重损害。
4.通过设计一种能够有效压浪减摇并且高效利用波浪能进行发电的浮式发电防波堤单元对于利用波浪能发电、提高防波堤抗损伤能力、促进港口水利工程发展具有重大意义。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明目的是提供一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，
6.技术方案：本发明包括多个基体，相邻两个基体的侧面之间通过第二连接件连接形成整体防波提，每个基体的底部均通过多个第一连接件与压浪板连接，所述的基体上设有发电机构，所述的第一连接件与第二连接件均具有发电功能。
7.所述的第一连接件为弹性连接件。
8.所述的弹性连接件包括底座，所述底座的底部与压浪板连接，顶部通过弹簧与基体连接，所述的弹簧内设有磁石振子，所述的磁石振子顶部与基体连接，当上方的防波堤基体发生震荡时，与其相连的磁石振子发生上下运动，线圈通过切割磁感线进行发电。
9.所述的底座内设有磁感应线圈，当上方的防波堤基体发生震荡时，与其相连的磁石振子发生上下运动，线圈通过切割磁感线进行发电。
10.所述的第二连接件采用转轴式连接件。
11.所述的转轴式连接件包括第三连接件和第四连接件，所述的第三连接件包括第一杆件和线圈转子，所述的第四连接件包括第二杆件和磁石定子，其中，第一杆件及第二杆件均与基体连接，所述的线圈转子与磁石定子转动连接，当转轴式连接件左右两边的防波堤基体随波浪发生升沉运动时，转轴结构中的线圈转子会与磁石定子发生相对旋转运动，线圈切割磁感线进行发电
12.所述的第一杆件及第二杆件均与基体焊接。
13.所述的发电机构采用波浪能发电机构，所述的波浪能发电机构包括过滤器和发电机，所述的过滤器边缘与基体固连，过滤器下方设有发电机。
14.所述的基体顶部设有太阳能板。
15.所述的基体内部设有储电器，储电器与防波提内部的其余具备发电功能的结构连接。
16.有益效果：本发明的防波堤底部采用可发电的弹性连接件与波浪形压浪板相连接的结构，有效减少了波浪引起的摇晃，提高结构稳性，减少发电结构因摇晃产生损伤的同时，进一步提高了波浪能发电的利用效率；采用单元化设计，实现模块化制造、组装，能根据具体的港口海岸线进行数量、位置、角度的调整，使得整体防波堤系统更加灵活；单元之间采用转轴式连接件进行连接，使整个浮式防波堤结构在纵向方向上具有活动自由度，防止因防波堤不同位置处海浪高度不一而导致防波堤基体产生断裂的同时，利用转动能量进行切割磁感线发电，提高结构的整体效率。
附图说明
17.图1为本发明的整体结构示意图；
18.图2为图1的侧面透视图；
19.图3为本发明的中纵剖面示意图；
20.图4为本发明弹性连接件的结构示意图；
21.图5为图4的剖视图；
22.图6为本发明的波浪能发电机构示意图；
23.图7为本发明的储电器结构示意图；
24.图8为本发明的转轴式连接件结构示意图；
25.图9为本发明的第一连接件示意图；
26.图10为本发明的第二连接件示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明作进一步说明。
28.如图1至图3所示，本发明包括基体1、波浪能发电机构2、弹性连接件3、压浪板4、转轴式连接件5和太阳能板6。基体1设有多个，相邻两个基体1的侧面之间通过具有发电功能的转轴式连接件5连接，多个基体1连接形成整体防波提，基体1由水平迎波面与竖直迎波面组成，呈“几”字型结构，其中，竖直迎波面顶部设有太阳能板6，太阳能板6两侧的基体1上均设有垂直孔洞，该垂直孔洞中安装有波浪能发电机构2。基体1内部设有储电器12，如图7所示，储电器12与防波提内部的其余具备发电功能的结构连接。
29.如图6所示，波浪能发电机构2包括网状过滤器21和轮机式防水发电机22，垂直孔洞在其入水口边缘处呈圆弧倒角状，形成聚水洼槽结构，起到汇聚水流的功能，网状过滤器21由等距三圆环结构以及三条承重梁组成，布置于垂直孔洞的入水口处，边缘与孔壁连接；轮机式防水发电机22置于网状过滤器21下方，并在下方开设出水口。网状过滤器21、轮机式防水发电机22均采用不锈钢材质，表面使用防海水腐蚀涂层进行保护，与周围构件均采用焊接方式连接。
30.每个基体1底部均通过多个弹性连接件3与压浪板4连接，其中，弹性连接件3具备发电功能，采用线圈切割弹簧振子磁感线的形式发电。如图4和图5所示，包括底座31、复位弹簧32、磁石振子33，底座31为圆筒形，起到支撑连接件的作用，其底部与压浪板4连接，顶部连接有复位弹簧32，复位弹簧32内设有磁石振子33，复位弹簧32与磁石振子33顶部均与基体1连接。底座31内设置有磁感应线圈，当上方的防波堤基体发生震荡时，与其相连的磁石振子33发生上下运动，线圈通过切割磁感线进行发电。其中磁石振子33采用磁性材料，复位弹簧32采用不锈钢材质制造，表面使用防海水腐蚀涂层进行保护。
31.压浪板4由多个中空半圆管结构组成，半圆管圆弧面垂直向下平行排列，水平铺开组成压浪板结构。半圆管采用防海水腐蚀材料，半圆管间通过焊接方式连接。
32.如图8至图10所示，转轴式连接件5具有发电功能，包括第三连接件51和第四连接件52，转轴式连接件5在上下方向上具有一定自由度，使得整个防波堤结构能够进行升沉运动，防止因不同位置处海浪情况不一产生结构损伤。第三连接件51由第一柱形杆件511和线圈转子512组成，第四连接件52由第二柱形杆件521和磁石定子522组成，第一柱形杆件511及第二柱形杆件521均与防波堤基体焊接，线圈转子512与磁石定子522转动连接。当转轴式连接件5左右两边的防波堤基体随波浪发生升沉运动时，转轴结构中的线圈转子512会与磁石定子522发生相对旋转运动，线圈切割磁感线进行发电。


技术特征：
1.一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，包括多个基体(1)，相邻两个基体(1)的侧面之间通过第二连接件连接形成整体防波提，每个基体(1)的底部均通过多个第一连接件与压浪板(4)连接，所述的基体(1)上设有发电机构，所述的第一连接件与第二连接件均具有发电功能。2.根据权利要求1所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的第一连接件为弹性连接件(3)。3.根据权利要求2所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的弹性连接件(3)包括底座(31)，所述底座(31)的底部与压浪板(4)连接，顶部通过弹簧与基体(1)连接，所述的弹簧内设有磁石振子(33)，所述的磁石振子(33)顶部与基体连接。4.根据权利要求3所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的底座(31)内设有磁感应线圈。5.根据权利要求1所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的第二连接件采用转轴式连接件(5)。6.根据权利要求5所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的转轴式连接件(5)包括第三连接件(51)和第四连接件(52)，所述的第三连接件(51)包括第一杆件和线圈转子(512)，所述的第四连接件(52)包括第二杆件和磁石定子(522)，其中，第一杆件及第二杆件均与基体连接，所述的线圈转子(512)与磁石定子(522)转动连接。7.根据权利要求6所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的第一杆件及第二杆件均与基体焊接。8.根据权利要求1所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的发电机构采用波浪能发电机构(2)，所述的波浪能发电机构(2)包括过滤器和发电机，所述的过滤器边缘与基体(1)固连，过滤器下方设有发电机。9.根据权利要求1所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的基体(1)顶部设有太阳能板(6)。10.根据权利要求1或9所述的一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，其特征在于，所述的基体(1)内部设有储电器(12)。

技术总结
本发明公开了一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤，包括多个基体，相邻两个基体的侧面之间通过第二连接件连接形成整体防波提，每个基体的底部均通过多个第一连接件与压浪板连接，基体上设有发电机构，第一连接件与第二连接件均具有发电功能。本发明的防波堤底部采用可发电的弹性连接件与压浪板相连接的结构，有效减少了波浪引起的摇晃，提高结构稳性，减少发电结构因摇晃产生损伤的同时，进一步提高了波浪能发电的利用效率；单元之间采用转轴式连接件进行连接，使整个浮式防波堤结构在纵向方向上具有活动自由度，防止因防波堤不同位置处海浪高度不一而导致防波堤基体产生断裂的同时，利用转动能量进行切割磁感线发电，提高整体效率。提高整体效率。提高整体效率。


技术研发人员：束元超 白旭 胡俊明 杨翔宇 孙萌
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2022/3/8