一種可消浪發電的沉箱防波堤的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種可消浪發電的沉箱防波堤，其包括沉箱、蓄水倉、集水倉、遮攔板和發電機，所述沉箱迎浪側設置蓄水倉和集水倉，所述發電機安裝于蓄水倉的下方，發電機的下方設置集水倉，集水倉迎浪側開設有迎浪口，水流在波峰時經遮攔板導流從迎浪口流入集水倉并被壓縮，高速水流沖擊發電機而產生電能之后進入蓄水倉中，在波谷時，蓄水倉的水在自重作用下向下流動亦沖擊發電機而產生電能。另外在波浪越浪情況下，越浪波浪通過遮擋板疏導流入蓄水倉中，亦可從蓄水倉中向下沖擊發電機的渦輪使之運轉發電。
【專利說明】
一種可消浪發電的沉箱防波堤
技術領域
[0001]本發明涉及防波堤結構，尤其涉及可發電的沉箱防波堤。
【背景技術】
[0002]目前在港口和海岸工程中，波浪發電工程成為熱點之一，通過波浪的運動從而帶動發電裝置內部發電機的發電是波浪能發電裝置工作的基本原理，將海洋中波浪的動能和勢能轉變為電能的過程。根據波浪能發電裝置的內部關聯、外在特性、構造與作用等方面的區別，可以把波浪能發電裝置分成多種不同的種類，其中，按照裝置固定與安置的方式，可以分為固定式和漂浮式;按照裝置內部間能量轉換的方式，可分為直接轉換式和間接轉換式;按照裝置中能量傳輸與保存的形式，可將其分為機械式、氣動式和液壓式等。
[0003]現在常規的防波堤工程是通過波浪與防波堤護面的摩擦，或者波浪與結構物的撞擊將波浪能量耗散掉。地球上海洋所具有波浪能的理論值約為109kw量級，是目前世界總發電量的數百倍，有著廣闊的商用前景和戰略價值。如何將防波堤與波浪能量發電相結合也是現在工程中研究的熱點。
[0004]沉箱式防波堤作為一種常規防波堤工程，在世界各地港口水工項目中廣泛應用。將沉箱式防波堤與波浪發電技術結合具有良好的經濟效益。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提出一種結構穩固、可防浪并利用波浪水流進行發電的防波堤。
[0006]本發明提供了一種可消浪發電的沉箱防波堤，其包括沉箱、蓄水倉、集水倉、遮攔板和發電機，所述沉箱迎浪側設置蓄水倉和集水倉，所述發電機安裝于蓄水倉的下方，發電機的下方設置集水倉，集水倉迎浪側開設有迎浪口，水流在波峰時經遮攔板導流從迎浪口流入集水倉并被壓縮，高速水流沖擊發電機而產生電能之后進入蓄水倉中，在波谷時，蓄水倉的水在自重作用下向下流動亦沖擊發電機而產生電能。另外在波浪越浪情況下，越浪波浪通過遮擋板疏導流入蓄水倉中，亦可從蓄水倉中向下沖擊發電機的渦輪使之運轉發電。
[0007]優選地，所述發電機安裝于蓄水倉的開口處，所述發電機為水力渦輪發電機。通過水流從上方或下方沖擊發電機，帶動發電機的渦輪轉動而產生電能。
[0008]優選地，所述蓄水倉的前端向外伸出遮擋板，以使得水流在波峰時候經遮擋板導流至集水倉中壓縮體積，高速水流從集水倉向上流動沖擊發電機而產生電能，越浪水流也可通過遮攔板疏導進入蓄水倉格，水流從蓄水倉格從上至下流動沖擊發電機產生電能。遮擋板起到導流和允許越浪的作用。
[0009]優選地，所述蓄水倉呈倒置的圓錐形，便于疏導水流沖擊發電機。
[0010]優選地，在發電機下方圍設有集水倉，集水倉下部呈圓柱形，至頂部過渡為圓錐形，水流由迎浪口導入集水倉中并在波浪推進作用下被集水倉壓縮體積，增加流速。
[0011]優選地，所述集水倉的高度為沉箱高度的1/2?2/3，所述迎浪口的高度為沉箱高度的1/3?1/2。
[0012]優選地，所述迎浪口為多組，多組迎浪口并列排布，可均勻地引導水流進入集水倉。
[0013]與現有技術相比，本發明一種可消浪發電的沉箱防波堤，建造在港口，其在防波堤沉箱的前端設置蓄水倉和集水倉，蓄水倉的下方安裝有發電機，沉箱前方設有遮擋板，集水倉設置在蓄水倉的下方，波峰時水流經遮攔板由迎浪口導入集水倉中并在波浪推進作用下被集水倉壓縮體積，增加流速，可從集水倉中向上沖擊發電機的渦輪使之運轉發電，之后水流進入蓄水倉中，在波谷時，蓄水倉的水在自重作用下向下流動亦沖擊發電機而產生電能，因此，在防波堤的蓄水倉和集水倉之間安裝發電機，可有效利用水流產生的動力，從上至下或從下至上地沖擊發電機的渦輪，使其產生動力，并將動力轉換為電能。另外，在沉箱的前端設置傾斜的遮擋板，一方面起到引流越浪的作用，另一方面，水流從傾斜的遮擋板向下沖擊并在波浪推進作用下壓縮體積，也提高水流的速度，進而提高水流沖擊發電機的速度，提尚沖擊的動能，并且，通過海浪的引流和疏導，也減小海浪對堤岸的沖擊，對堤岸起到一定的保護作用，延長其使用壽命。同時由于沉箱結構可以在岸上整體預制保證質量，海上浮運安裝可以快速施工安裝。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明一種可消浪發電的沉箱防波堤的側視圖；
[0015]圖2是本發明一種可消浪發電的沉箱防波堤的立體圖；
[0016]圖3是本發明一種可消浪發電的沉箱防波堤的附視圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖和具體的實施例，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0018]參照圖1-3所示，本發明提供的一種可消浪發電的沉箱防波堤，其包括沉箱1、蓄水倉2，集水倉4、發電機3和集水倉4，所述蓄水倉2和集水倉4設置于沉箱防波堤前端的海側倉格，所述發電機3安裝于蓄水倉2的下方，發電機3的下方為集水倉4，集水倉4的海測開設有迎浪口 30，水流從迎浪口 30流入集水倉4中，在層層波浪的推進下，水流壓縮體積而增速，高速水流沖擊發電機3而產生電能，之后水體進入蓄水倉2，波谷時蓄水倉2的水流在自重作用下向下流動亦沖擊發電機3而產生電能。
[0019]其中，在本實施例中，所述沉箱I設有兩排倉格，相互并列排布，其高度與蓄水倉2相互平齊，沉箱I由前后壁10、底板12圍閉而成，所述沉箱I中內置回填料。
[0020]所述發電機3安裝于蓄水倉2的開口處，在蓄水倉2的下方兩側壁上安裝有功能倉4，所述功能倉4內置有發電機控制器，其與發電機3電連接，所述發電機3為水力渦輪發電機。所述發電機3夾持固定于兩個功能倉4之間，通過水流從上方或下方沖擊發電機3，帶動發電機3的渦輪轉動而產生電能。發電機3安裝于蓄水倉2下方，有利于上下水流沖擊發電機渦輪而產生電能。所述蓄水倉2呈倒置的圓錐形，便于疏導水流沖擊發電機3，水流順著蓄水倉2的開口向下沖擊發電機3，錐形的蓄水倉2使得水流受重力作用聚集在開口附近，加大沖擊發電機3的強度。所述功能倉4作為發電機組控制室，增加了工作空間，節約了材料，也降低了結構造價。[0021 ]在本發明的優選實施例中，所述防波堤還進一步包括遮攔板5，其設置于蓄水倉2的前端，以使得部分水流越過遮擋板5流入蓄水倉2中，水流在波峰時經遮攔板5從迎浪口 30流入集水倉6并在波浪推進作用下壓縮體積增加流速，高速水流沖擊發電機3而產生電能，之后水體進入蓄水倉2，波谷時蓄水倉2的水流在自重作用下向下流動亦沖擊發電機3而產生電能。另外，在波浪越浪情況下，越浪波浪通過遮擋板5疏導流入蓄水倉2中，亦可從蓄水倉2中向下沖擊發電機的渦輪使之運轉發電。
[0022]遮擋板5起到導流和允許越浪的作用。所述遮擋板5呈梯形結構，其端部與蓄水倉2的側壁相互平齊，上表面向下傾斜，使得水流越過遮擋板5可流入蓄水倉2中，下表面向上傾斜，在波峰時使得水流在波浪推力下經遮攔板導流從迎浪口壓縮入集水倉4中并被再次壓縮體積，提高流速，從集水倉4向上流動沖擊發電機3而產生電能。可以理解，遮擋板5的形狀不受限制，只要能夠順利引流，使得水流能順著遮擋板5流入蓄水倉2或集水倉4中即可。
[0023]在發電機3下方圍設有集水倉4，水流在波峰時經遮攔板5導流從迎浪口60流入集水倉4并被壓縮，高速水流沖擊發電機而產生電能之后進入蓄水倉2中，集水倉4集水倉4所述集水倉4的前端開設有若干個迎浪口 60，多組迎浪口 60并列排布，可將壓縮了體積的水流引入集水倉4。所述集水倉4的高度為沉箱I高度的1/2?2/3，所述迎浪口 60的高度為沉箱I高度的1/3?1/2 ο由于波浪的能量主要集中在海水表層20 %?30 %附近，為了將該部分能量導入集水倉4，并在集水倉4中進一步壓縮體積，提高水流流速，集水倉的高度取為沉箱高度的1/2?2/3。迎浪口的高度為沉箱高度的1/3?1/2主要是由沉箱的整體結構強度決定。
[0024]波浪波峰作用下，當水流沖擊防波堤，水流通過遮攔板的作用，經集水倉4前端的迎浪口 60導入集水倉4中，由于集水倉下大上下，使得水在集水倉4中匯聚并逐步升高水位并被壓縮體積增加流速，海水上升過程中被壓縮，流速增大沖擊渦輪發電機開始發電，并向上沖擊發電機3而產生電能之后進入蓄水倉2中；待波浪波峰退去，波谷來臨，水流再從蓄水倉2中在重力作用下，向下沖擊發電機3產生電能，通過渦輪發電機繼續發電，具有雙向發電特點。同時部分波浪產生的越浪通過沉箱海測遮攔板5，導入蓄水倉2中，在重力作用向下沖擊而發電，既起到防風浪的作用，又可利用風浪水流推動發電機轉動而產生電能。這種沉箱防波堤可在干地條件預制好整體沉箱，浮運安裝，提高工程效率。
[0025]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:包括沉箱、蓄水倉、集水倉、遮攔板和發電機，所述沉箱迎浪側設置蓄水倉和集水倉，所述發電機安裝于蓄水倉的下方，發電機的下方設置集水倉，集水倉迎浪側開設有迎浪口，水流在波峰時經遮攔板導流從迎浪口流入集水倉并被壓縮，高速水流沖擊發電機而產生電能之后進入蓄水倉中，在波谷時，蓄水倉的水在自重作用下向下流動亦沖擊發電機而產生電能。2.根據權利要求1所述的可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:所述發電機安裝于蓄水倉的開口處。3.根據權利要求1所述的可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:所述蓄水倉的前端向外伸出遮擋板，以使得水流在波峰時候經遮擋板導流至集水倉中壓縮體積，高速水流從集水倉向上流動沖擊發電機而產生電能，越浪水流也可通過遮攔板疏導進入蓄水倉格，水流從蓄水倉格從上至下流動沖擊發電機產生電能。4.根據權利要求1所述的可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:所述蓄水倉呈倒置的圓錐形。5.根據權利要求1所述的可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:所述發電機為水力渦輪發電機。6.根據權利要求1所述的可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:在發電機下方圍設有集水倉，集水倉下部呈圓柱形，至頂部過渡為圓錐形，水流由迎浪口導入集水倉中并在波浪推進作用下被集水倉壓縮體積，增加流速。7.根據權利要求6所述的可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:所述集水倉的高度為沉箱高度的1/2?2/3。8.根據權利要求6所述的可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:所述迎浪口為多組，多組迎浪口并列排布。9.根據權利要求6所述的可消浪發電的沉箱防波堤，其特征在于:所述迎浪口的高度為沉箱高度的1/3?1/2。
【文檔編號】E02B3/06GK205557444SQ201620318453
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】錢原銘, 王福強, 申昆倉, 陳良志, 薛瑞龍, 丁建軍, 徐少鯤, 楊彪, 王剛, 張勇坤, 樊亮亮, 盧金華, 李志剛
【申請人】中交第四航務工程勘察設計院有限公司, 中交機場勘察設計院有限公司