[發明專利]一種具有發電功能的浮式消波堤

在審

• 申請號: 201711156816.3
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107781099A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 王世明;申玉;李澤宇;葛玲;于濤;駱銳東;田卡
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: F03B13/20
• 分類號: F03B13/20;F03B11/00;E02B3/06;E02B9/08;H02K7/18
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司31227
• 代理人: 王一琦

技術領域

本發明涉及防波堤工程和波浪發電技術領域，尤其是一種具有發電功能的浮式消波堤。

背景技術

我國漁業同整個大農業處于同一水平，是典型的粗放型生產，漁業現代化工業化發展是提升漁業生產水平的有效途徑。隨著工業智能化的提升，漁業生產進入到智能化階段，養殖水域環境的檢測、餌料的定時投放等對漁業的產量影響很大。而投餌機、檢測器等設備所需的電能難以補充，影響這些設備的長時間運行。

浮式消波堤是一種能適應不同水深的、可移動的防波堤。它具有施工簡易、造價低廉等優點，因而它被作為港口施工及海上水產養殖等臨時性防浪設施之用。浮式消波堤對于擴大和保護海水增養殖水域能起到積極的作用。浮式消波堤隨波浪起伏運動，而常用的浮式消波堤僅具有消波功能，不具備發電功能，波浪產生的能量沒有得到有效利用，造成極大浪費。

因此，有必要對這種浮式消波堤進行結構改進，以克服上述缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有發電功能的浮式消波堤，使浮式消波堤具備發電功能，為水中用電設備供應電力。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種具有發電功能的浮式消波堤，包括發電浮體，發電浮體包括漂浮組件、傳動組件、發電組件以及錨泊組件，傳動組件及發電組件裝設于漂浮組件中，錨泊組件與發電浮體相接，其中：

漂浮組件包括筒殼，筒殼一端封閉，另一端開口，開口處設有端板，傳動組件及發電組件包覆于筒殼內，由端板將其封閉；

筒殼上裝設有一組擺頁，筒殼外壁具有一組凸棱，凸棱沿筒殼的軸向延伸，并沿筒殼的周向均勻排布，凸棱中具有嵌口，擺頁裝設于嵌口內，嵌口兩端分別具有安裝孔，擺頁的安裝邊具有轉軸，轉軸兩端分別伸入安裝孔內，使擺頁可在嵌口中擺動，由波浪推動擺頁，帶動筒殼轉動；

傳動組件包括內齒圈、行星輪、行星架以及太陽輪，內齒圈與筒殼固接，隨筒殼一同轉動，太陽輪位于內齒圈內側，行星輪位于太陽輪與內齒圈之間，并分別與太陽輪及內齒圈嚙合，行星輪裝設于行星架上，行星架與發電組件固接，由內齒圈帶動行星輪及太陽輪運轉；

發電組件包括發電機，發電機兩端分別裝設有連接軸，其中一根連接軸固定于發電機一端，行星架固定于另一端，另一根連接軸位于行星架上，一根連接軸從筒殼封閉端伸出，另一根連接軸從端板伸出，連接軸與筒殼及端板之間裝設有防水軸承，發電機的轉子與太陽輪固接，由太陽輪帶動轉子運轉；

錨泊組件包括牽引繩與錨頭，牽引繩一端通過鉸節與連接軸末端相連，其另一端與錨頭相接，錨頭沉入水體中，其頂部向內凹陷，其底部向下凸出。

在本發明的一個實施例中，發電浮體設有若干個，各發電浮體沿其軸向順次排布，相鄰發電浮體之間通過連接軸相接。

具體地，筒殼的橫截面為多邊形，凸棱位于多邊形的夾角處，擺頁向迎浪面彎曲，其末邊的厚度逐漸減小，其最大擺動位沿筒殼的徑向延伸；行星架上具有一組芯軸，芯軸沿行星架的軸向延伸，并沿其周向均勻排布，行星輪裝設于芯軸上。

波浪的起伏帶動發電浮體旋轉，將波浪能轉換成發電浮體的機械能，發電浮體通過內部的行星輪傳動機構帶動發電機運轉，將旋轉式浮體的機械能轉化為電能；

當波浪升起時，帶動發電浮體前側的擺頁打開，擺頁打開后吸收更大的波浪能為發電浮體提供更大的扭矩，從而波浪通過擺頁驅動發電浮體旋轉，當擺頁旋轉到發電浮體后側時，因水體對擺頁的阻力而使擺頁閉合，進而減小發電浮體的旋轉阻尼；

錨泊組件通過銷釘在相鄰兩個單體旋轉式浮體的連接軸的連接處固定，不與海底連接，使得發電浮體可隨漲潮和退潮而上升下降，使得浮體始終穩定在海面上，錨泊系統最下方的錐形錨頭在發電浮體受波浪猛然頂沖時，發電浮體本應隨波浪迅速上升，但與浮體連接的纜繩迅速提升錨頭，錐形錨頭頂部向內凹陷，能提供較大阻尼，阻止發電浮體快速上升，波浪過后，由于錨頭下部呈凸出的錐形結構，又能迅速下沉，使發電浮體始終漂浮在海面，提高了系統的穩定性。

本發明的優點在于：

1.該浮式消波堤根據波浪的傳遞原理設計，兼具發電與消波的功能，發電效率高，消波效果好；

2.該浮式消波堤設置了錨泊組件，提高了整個裝置的穩定性，整體結構簡單，安裝方便，無需其他支撐基礎，不受地形環境的影響；

3.該浮式消波堤的發電機裝密封于發電浮體內部，連接軸與筒殼及端板之間通過防水軸承密封，發電機不與海水接觸，可避免腐蝕，從而提升使用壽命和穩定性；