[發明專利]一種兼具消浪、發電的水上施工防護裝置

在審

• 申請號: 201710024077.6
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106759088A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 陳杰;曾思益;彭浩;何飛;段自豪;蔣昌波
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: E02B3/06
• 分類號: E02B3/06;E02B9/08;F03B13/18;B63B35/00
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及一種水上施工防護裝置，尤其涉及一種兼具消浪、發電的水上施工防護裝置。

背景技術

進入21世紀以后，化石能源消耗加劇、不可再生能源出現短缺，對海洋資源進行進一步探索、大力開發和利用新能源，對社會經濟的迅速和持續發展具有重要的意義。為了實現對海洋資源的開發和利用，海洋工程逐漸興起。但由于波浪具有巨大的破壞力，在海上施工的過程中，波浪的沖擊作用不僅極易對海上建筑物造成破壞，而且會對施工過程中運輸材料的船只的通行造成不利影響，從而增加施工難度，延誤工期。因此采取一定措施削弱波浪能對施工水域的影響，以保證工程順利進行顯得尤為必要。

此外，海上施工所需要的電力通常由傳統的化石能源轉化得到或者由內陸鋪設電纜直接供給，化石能源的轉化會產生大量的污染，并且燃料有限，需要轉運更換，造價較高；鋪設電纜則會耗費大量的人力物力，增加工期。而從波浪巨大的破壞力可知，波浪攜帶了巨大的能量，是海洋資源中極具潛力的一種能源，且其與太陽能、風能一樣屬于用之不竭的清潔能源，不會對環境造成影響。若能對波能加以利用，可大大降低發電成本。而海上施工區域通常處于深海，其波能尤為豐富，若能將海上施工區域的波能加以利用，將其轉化成電能，則在施工區域可形成獨立的供電系統，滿足用電需求，從而避免工期延誤的風險，減少鋪設電纜及燃燒化石能源等的費用。

本發明的提出有效地解決了上述問題，通過將波浪發電和海上施工防護結合起來，在減弱波浪影響、為海上工程提供有利的施工環境的同時，利用波能發電，為工程提供電力支持，節約成本；同時，該施工防護裝置可攔截部分施工廢棄物，減少工程對海洋生態環境的影響，具有很大的經濟效益和社會意義。

發明內容

本發明設計開發了一種兼具消浪、發電的水上施工防護裝置，該裝置在加強施工防護消浪效果的同時，可利用波能發電降低施工成本。

本發明的技術方案為：一種兼具消浪、發電的水上施工防護裝置，包括多個浮體單元，每個浮體單元包括：浮體、透平式發電機、通氣管道、壓力傳感器、通氣開關等。其特征在于，波浪從導流孔進入浮體內部，壓迫氣囊產生明顯變形，引起囊內氣體進行往復運動，驅動發電機發電。由外部水囊和內部氣囊組成的浮體，通過氣流通道與發電機相連，發電機安裝在單元體連接處上方。

所述兼具消浪、發電的水上施工防護裝置，其特征在于，外部水囊迎浪側開有導流孔，呈“一”字型排列，波浪可通過導流孔進入浮體內部，壓迫內部氣囊，經內壁反射回來后通過導流孔流出。

所述兼具消浪、發電的水上施工防護裝置，其特征在于，未安裝發電裝置的單元體作為裝有發電裝置的單元體的備用囊體，備用囊體的氣流通道上裝有壓力傳感器和通氣開關，開關的開閉受壓力傳感器控制。當波浪較小時，氣流通道內氣壓較低，壓力傳感器控制通氣開關打開，兩囊體共同驅動發電機發電，反之，開關關閉，備用囊體不參與發電，只起消浪和防護作用。

所述兼具消浪、發電的水上施工防護裝置，其特征在于，單元體之間通過連接構件連接固定，各個單元體緊密連接成為一個整體；該裝置配有錨固系統，錨固系統的錨鏈與浮體連接的一端套一彈簧，彈簧與錨鏈一起固定在浮體上，處于彈簧內部的錨鏈的長度小于彈簧能達到的極限彈性形變。

所述兼具消浪、發電的施工防護裝置，其特征在于，在發電方裝置上方安裝有指示燈，可為施工區域提供照明，同時可警示附近船舶，防止船舶誤入施工區域。

本發明的有益效果為：(1)本發明所采用的兼具消浪和發電的施工防護裝置，在為施工水域提供平穩環境的同時利用波能發電，為施工提供電力支持，節約成本；(2)波浪的一部分在外部水囊外表面反射消能，另一部分則通過導流孔進入水囊內部，經內部空腔后在外部囊體內壁和內部氣囊表面反射，使波浪發生疊加、紊動作用加強，有效增強了消能效果；(3)備用囊體的存在，使得在水域較為平穩、波浪不大的時段，裝置內的氣流運動強度仍足以驅動發電機發電，提高了發電的穩定性，采用一對二發電機并排布置的形式，一次波浪沖擊可帶動兩臺發電機發電，增加了發電的效率；(4)本發明由多個浮體單元組合使用發揮作用，適用性好，可視水域條件和施工范圍自由調節,能適應各種不同類型的開敞水域，因其單元體之間連接方式簡單，可快速拆卸；(5)本發明可阻擋一部分施工垃圾進入外部水域，工程結束后便于清理，減少了工程施工對水體產生的污染。

附圖說明

圖1為本發明所述的兼具消浪、發電的水上施工防護裝置示意圖。

圖2為本發明所述的兼具消浪、發電的水上施工防護裝置浮體的正視圖。