[發明專利]一種配置發電裝置的水箱式浮式防波堤

在審

• 申請號: 201811228588.0
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109183712A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 薛米安;陳奕超;苑曉麗;程林
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02B3/06
• 分類號: E02B3/06;F03B13/14;H02K7/18;H02N2/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種配置發電裝置的水箱式浮式防波堤，包括水箱，水箱通過分隔板分為上層箱體和下層箱體，上層箱體中填充有水。分隔板中轉動設置有擺板轉軸，擺板轉軸的端部均貫穿出水箱，且擺板轉軸伸出水箱的端部均安裝有一號齒輪，擺板轉軸上轉動安裝有擺板，擺板一端伸入上層箱體，另一端伸入下層箱體，擺板伸入下層箱體的端部安裝有質量塊。分隔板下部安裝有彈性梁，彈性梁上蓋設有壓電膜。下層箱體中安裝有電磁發電裝置，電磁發電裝置的發電機輸入軸的端部均貫穿出水箱，且發電機輸入軸伸出水箱的端部均安裝有二號齒輪，二號齒輪與一號齒輪相互齒合。本發明能有效地吸收并消除外界波浪能，而且將水箱內的晃蕩波能量轉換為生產所需的電能。

技術領域

本發明涉及防波堤技術領域，具體涉及一種配置發電裝置的水箱式浮式防波堤。

背景技術

防波堤是較為常用的海上防浪結構，用于吸收波浪能，阻斷波浪沖擊，圍護港池保持其水面平穩以保護港口碼頭免收惡劣天氣的影響。而其中的浮式防波堤因其不受水深限制，有利于海水交換，經濟性高等特點被廣泛采用，尤其是深水海域防波堤的優選。但是由錨鏈系泊于海底的浮式防波堤在海浪的沖擊下會有運動幅度過大的缺點，影響防波堤的正常使用。

隨時化石能源開發的日漸枯竭，可再生能源的開發是當今世界的研究熱點。而海洋中的波浪能是一種重要的可再生能源，如何高效地利用波浪能是波浪能發電普及的關鍵。目前波浪能的收集裝置相對較少，其中采用的主要有電磁發電和壓電發電兩種類型的裝置。電磁發電類型應用較多，當結構物受海浪作用上下或左右振動時,結構物內的傳動機構將振動的能量轉化為旋轉機械能并傳遞至永磁發電機，最終通過永磁發電機發電。由于海洋波浪振動頻率較低，永磁發電機內的輸入軸轉速較低，使得磁通量的變化率較小，從而影響了發電輸出效率。壓電式波浪能收集裝置通常設計成懸臂梁結構，最終將波浪的低頻振動轉化為懸臂梁的高頻振動，從而輸出電能。然而，如何提高裝置中將波浪的低頻振動向懸臂梁的高頻振動的轉化效率是壓電式波浪能收集裝置的一大難點。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供了一種配置發電裝置的水箱式浮式防波堤，能有效地吸收并消除外界波浪能，而且通過水箱內的晃蕩現象可以有效地減少防波堤在波浪沖擊下的擺動，并且在水箱內集成電磁發電裝置和壓電發電裝置將水箱內的晃蕩波能量轉換為生產所需的電能。

本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：

一種配置發電裝置的水箱式浮式防波堤，包括水箱，所述水箱通過分隔板分為上層箱體和下層箱體，所述上層箱體中填充有水，所述分隔板中轉動設置有擺板轉軸，所述擺板轉軸的端部均貫穿出水箱，且所述擺板轉軸伸出水箱的端部均安裝有一號齒輪，所述擺板轉軸上轉動安裝有擺板，所述擺板一端伸入上層箱體，所述擺板另一端伸入下層箱體，且所述擺板伸入下層箱體的端部安裝有質量塊；

所述分隔板下部位于擺板轉軸的兩側均安裝有供擺板撞擊的彈性梁，所述彈性梁垂直于分隔板，所述彈性梁處于下層箱體中，所述彈性梁上蓋設有壓電膜；

所述下層箱體中安裝有電磁發電裝置，所述電磁發電裝置包括發電機輸入軸，所述發電機輸入軸的端部均貫穿出水箱，且所述發電機輸入軸伸出水箱的端部均安裝有二號齒輪，所述二號齒輪與一號齒輪相互齒合。

進一步的，所述質量塊的截面為正三角形結構，且所述質量塊的邊角為弧形，所述質量塊的頂角連接擺板，且所述擺板與質量塊頂角的平分面處于同一個平面。

進一步的，所述擺板轉軸兩側的彈性梁至擺板轉軸的距離均相等，且所述彈性梁至擺板轉軸的距離小于位于下層箱體中的擺板的長度。

進一步的，所述質量塊撞擊在彈性梁上的高度小于壓電膜底端的高度。

進一步的，電磁發電裝置和壓電膜均連通橋式整流電路。

進一步的，所述一號齒輪的直徑大于二號齒輪的直徑。

進一步的，所述水箱外安裝有若干條錨鏈。