[實(shí)用新型]一種適用于浮式防波堤的減壓發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921879000.8
• 申請(qǐng)日: 2019-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN210578306U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭建廷;倪歆韻;嵇春艷;孟小峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué);中國船舶重工集團(tuán)公司第七0二研究所
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18;H02J7/32;F03B13/14;E02B3/06;E02B9/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

本實(shí)用新型公開了一種適用于浮式防波堤的減壓發(fā)電裝置，包括外框架、減壓機(jī)構(gòu)、電能轉(zhuǎn)換裝置和電能儲(chǔ)存裝置，外框架一端深入設(shè)置于浮式防波堤內(nèi)部，另一端露在浮式防波堤外部，減壓機(jī)構(gòu)設(shè)置于外框架露在浮式防波堤外部的一端，用于將波浪能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，電能轉(zhuǎn)換裝置和電能儲(chǔ)存裝置設(shè)置于外框架深入浮式防波堤內(nèi)部的一端，其中電能轉(zhuǎn)換裝置與減壓機(jī)構(gòu)連接，并將減壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能存儲(chǔ)至電能儲(chǔ)存裝置中。該裝置巧妙地利用波浪對(duì)防波堤的砰擊，將波浪砰擊力轉(zhuǎn)化為電能，既減少了波浪對(duì)防波堤結(jié)構(gòu)的損傷，提高了防波堤的安全性與使用周期，并對(duì)消波、旅游兩用的浮式防波堤以及附近島嶼提供電能的來源，具有無污染、易組裝、批量化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于浮式防波堤的減壓發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

世界上擁有廣闊的海岸線，島嶼眾多，大部分島嶼與陸地之間距離較遠(yuǎn)，依靠大陸鋪設(shè)海纜輸送電力成本太高，依靠自身資源以及一些浮式結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)電，可以最有效的解決用電問題。

流體與結(jié)構(gòu)在短時(shí)間大幅相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相互作用產(chǎn)生砰擊現(xiàn)象，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)破壞力相當(dāng)驚人的沖擊載荷，砰擊時(shí)，波浪對(duì)結(jié)構(gòu)物的沖擊可能引起強(qiáng)度的破壞。浮式防波堤作為消波防浪的海洋工程結(jié)構(gòu)物，受到砰擊的頻率更加頻繁。在這種情況下，研究在浮式防波堤受到波浪砰擊時(shí)如何保護(hù)浮式防波堤是非重要的，與此同時(shí)，研究如何將大量砰擊產(chǎn)生的大量機(jī)械能利用起來也是很有意義的。

1880年，法國物理學(xué)家皮埃爾·居里(Jacques Curie)和雅克·居里(PierreCurie)發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)：當(dāng)晶受到外力作用時(shí),內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象，在兩個(gè)表面產(chǎn)生相反的電荷；撤去外力，電荷隨之消失；改變力的作用方向，電荷的極性相應(yīng)改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比，此稱為正壓電效應(yīng)。相反的，對(duì)晶體施加一個(gè)電場，晶體會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生一個(gè)形變，當(dāng)電場撤去后，形變同時(shí)消失，此稱為逆壓電效應(yīng)。

1984年，德國物理學(xué)家沃德馬·沃伊特研究發(fā)現(xiàn)，只有無對(duì)稱中心20中點(diǎn)群晶體才具有壓電效應(yīng)，壓電材料就是由此種壓電晶體制作而成。

國內(nèi)外的學(xué)者對(duì)浮式防波堤水動(dòng)力性能及其消波效果進(jìn)行了大量的研究，同時(shí)，針對(duì)壓電效應(yīng)的研究也越來越深入，但是壓電效應(yīng)與浮式防波堤的結(jié)合卻鮮有研究。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：為解決現(xiàn)有技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供一種適用于浮式防波堤的減壓發(fā)電裝置，既可以減少砰擊對(duì)浮式防波堤的影響，又能夠?qū)⑴閾舢a(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種適用于浮式防波堤的減壓發(fā)電裝置，包括外框架、減壓機(jī)構(gòu)、電能轉(zhuǎn)換裝置和電能儲(chǔ)存裝置，外框架一端深入設(shè)置于浮式防波堤內(nèi)部，另一端露在浮式防波堤外部，減壓機(jī)構(gòu)設(shè)置于外框架露在浮式防波堤外部的一端，用于將波浪能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，電能轉(zhuǎn)換裝置和電能儲(chǔ)存裝置設(shè)置于外框架深入浮式防波堤內(nèi)部的一端，其中電能轉(zhuǎn)換裝置與減壓機(jī)構(gòu)連接，并將減壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能存儲(chǔ)至電能儲(chǔ)存裝置中。

可選的，減壓機(jī)構(gòu)包括第一鋼板、滑桿機(jī)構(gòu)、減振彈簧、密封橡膠墊和第二鋼板，由外框架露在浮式防波堤外部的一端向內(nèi)依次設(shè)有第一鋼板、密封橡膠墊和第二鋼板；滑竿機(jī)構(gòu)一端露在外部，另一端依次穿過第一鋼板、密封橡膠墊和第二鋼板固定在浮式防波堤上；減振彈簧一端固定在第一鋼板上，另一端穿過密封橡膠墊固定在第二鋼板上，第一鋼板可沿滑桿機(jī)構(gòu)滑動(dòng)，其滑動(dòng)的動(dòng)能壓縮減震彈簧和密封橡膠墊變形，進(jìn)一步將動(dòng)能傳遞給電能轉(zhuǎn)換裝置。

可選的，滑桿機(jī)構(gòu)包括滑桿、滑塊和止滑塊，其中，滑塊固定在第一鋼板上，其上設(shè)有供滑桿穿過的孔，止滑塊直徑大于滑塊直徑，且設(shè)置于滑桿露在外部的一端。

可選的，電能轉(zhuǎn)換裝置包括壓電層和整流電路，其中壓電層在減壓機(jī)構(gòu)的作用下變形產(chǎn)生交流電，進(jìn)一步經(jīng)過整流電路整成直流電存儲(chǔ)至電能儲(chǔ)存裝置中。