CN202989883U - 一种与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，包括防波堤(1)和发电涡轮机(2)，其特征在于：防波堤(1)内由上至下依次设有集水槽(3)、水流通道(4)和排水通道(5)，集水槽(3)呈开口由上至下逐渐缩小的漏斗状，水流通道(4)的进口位于集水槽(3)的底部，排水通道(5)连通水流通道(4)和外界，将从水流通道(4)流入的水流排出防波堤(1)外，每个水流通道(4)内安装有一个所述发电涡轮机(2)。由于集水槽呈开口由上至下逐渐缩小的漏斗状，能有效积聚水流，并能将其高速地通过水槽下端的水流通道，提高水流冲击涡轮机的速度，从而提高发电效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用波浪能发电的设备，尤其涉及一种与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置。
背景技术
作为可再生能源之一的海洋能，在相关高科技技术的支持下，海洋能的利用已日趋成熟。海洋面积占地球表面积的71％，其中蕴藏着巨大的能量。海洋能通常是指依附在海水中的可再生能源，包括：潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和潮流能。潮汐能和潮流能来源月球、太阳的引力，其它海洋能均来源于太阳辐射。海水温差能是热能，其能量与温差的大小和水量成正比。波浪能和潮流能都是机械能，海洋波浪能是一种在风的作用下产生，并以势能和动能的形式由短周期波储存的机械能，波浪能和波高的平方与周期的乘积成正比。
波浪传入有限水深和浅水区域，波高受近岸海底的顶托会出现增高的趋势，波浪动能增强，为保障码头泊位的正常作业，需要在近岸区域修建防波堤。防波堤的主要作用是用来防御波浪的侵袭，维持港内水域的平稳，保证船舶在港内的安全停泊和顺利进行装卸作业。防波堤按照结构特点主要有以下三种形式：斜坡式、直立式和混合式。直立式防波堤又可分为沉箱式防波堤、方块式防波堤和大直径圆筒防波堤。沉箱直立式防波堤是经常使用的一种结构形式，它具有稳定性好、工程造价低、施工速度快等特点。
传统防波堤主要起防护作用，并没有对波浪能进行利用，为利用冲击沉箱直立式防波堤的波浪能进行发电，中国专利数据库就公开有多种类似的发电装置，如一专利号为ZL201120308039.1(公告号为CN202214706U)的中国实用新型专利《环保发电防波堤》，专利号为ZL201120232315.0(公告号为CN202187316U)的中国实用新型专利《一种防波堤》，它们均披露了这样一种能发电的防波堤，包括堤身主体、叶轮和发电机，叶轮与堤身主体枢接，所述叶轮的轴线沿上述堤身主体的厚度方向设置，发电机安装于堤身主体上，上述叶轮与上述发电机传动连接。叶轮的轴线沿堤身主体的厚度方向设置，即叶轮对应波浪袭来的方向，当波浪袭来时，波浪冲击叶轮，叶轮转动，并将此转动传递给发电机，进而发电机开始运转并发电，在有效防止沿岸受到波浪侵袭的同时，还可充分利用波浪的能量，将其转化为电能并加以利用，为绿色能源开辟了新的途径。
但现有防波堤发电装置，波浪不能高速冲击兜水式发电涡轮的叶轮，存在发电效率低的缺陷。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能有效积聚水流并能高速冲击兜水式发电涡轮的叶轮的与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，其具有发电效率高的优点。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，包括防波堤和发电涡轮机，其特征在于：所述防波堤内由上至下依次设有集水槽、水流通道和排水通道，所述集水槽呈开口由上至下逐渐缩小的漏斗状，所述水流通道的进口位于集水槽的底部，所述排水通道连通水流通道和外界，将从水流通道流入的水流排出防波堤外，每个水流通道内安装有一个所述发电涡轮机。
上述水流通道和排水通道各有两个。设置两个水流通道和排水通道，可以使水尽快下泄，在下一个波峰来临前，让漏斗形集水槽里的水能尽量排空，充分提高效率。
位于集水槽前方的防波堤端面形成向上后倾的第一斜面，该第一斜面位于集水槽上端开口的下方。位于集水槽后方的防波堤端面形成向上后倾的第二斜面，该第二斜面位于集水槽上端开口的上方。这样的设计不但能有效减少波浪对防波堤的冲击力，还能使波浪更多地进入集水槽，提高收集水流的效率。
上述发电涡轮机为兜水式发电涡轮机。兜水式发电涡轮机的叶轮结构可以最大限度地提高有限水压的综合利用效率，即使在较小的水流流速时依然可以有效发电。
上述排水通道自上而下向外倾斜设置，排水通道的出口朝向防波堤的离岸方向，所述水流通道与防波堤前沿的间距为长波的半波长。该设计能在波峰到达集水槽时，波谷到达排水通道的出口处，波谷水质点的反向运动正好让水流通道中的水流快速排出，让水流具有一个较高的流速，提高发电机发电效率。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：由于集水槽呈开口由上至下逐渐缩小的漏斗状，其能有效积聚水流，并能将水流高速地通过水槽下端的水流通道，提高水流冲击涡轮机的速度，从而提高发电效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例的侧向结构示意图；
图2为本实用新型实施例的俯视示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1、2所示，为本实用新型的一个优选实施例。
一种与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，包括防波堤1和发电涡轮机2，发电涡轮机2为兜水式发电涡轮机。兜水式发电涡轮机的叶轮结构可以最大限度的提高有限水压的综合利用效率，即使在较小的水流流速时依然可以有效发电。
防波堤1内由上至下依次设有集水槽3、水流通道4和排水通道5，集水槽3呈开口由上至下逐渐缩小的漏斗状，集水槽3的开口的横截面呈长方形。位于集水槽3前方的防波堤1端面形成向上后倾的第一斜面11，该第一斜面11位于集水槽3上端开口的下方。位于集水槽3后方的防波堤1端面形成向上后倾的第二斜面12，该第二斜面12位于集水槽3上端开口的上方。
水流通道4的进口位于集水槽3的底部，水流通道4和排水通道5各有两个，沿前后间隔设置，各水流通道4与防波堤1前沿的间距L为长波的半波长，每个水流通道4内安装有一个所述发电涡轮机2。
排水通道5连通水流通道4和外界，将从水流通道4流入的水流排出防波堤1外，排水通道5自上而下向外倾斜设置，排水通道5的出口51朝向防波堤1的离岸方向。
在波浪波峰来临时，海水浸没防波堤1的堤前段，海水进入漏斗形集水槽3中，由于漏斗形集水槽3上方较大的长方形面积的收集水流作用，大量的海水经由水流通道4中向下运动。在运动过程中，过水断面减小能有效地提高水流经过水流通道4的流速，高效地冲击兜水式发电涡轮机2，达到高效发电的目的。水流则从排水通道5下端出口51流出。而水流通道4至堤前的距离L设计为长波的半波长长度，这样在波峰通过后，波谷来临，水流迅速从排水通道5中的排水口51排出，在水流完全排除之前还保持有较高的流速。此后装置往复运动，转动水轮机发电。
Claims (5)
1.一种与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，包括防波堤(1)和发电涡轮机(2)，其特征在于：所述防波堤(1)内由上至下依次设有集水槽(3)、水流通道(4)和排水通道(5)，所述集水槽(3)呈开口由上至下逐渐缩小的漏斗状，所述水流通道(4)的进口位于集水槽(3)的底部，所述排水通道(5)连通水流通道(4)和外界，将从水流通道(4)流入的水流排出防波堤(1)外，每个水流通道(4)内安装有一个所述发电涡轮机(2)。
2.根据权利要求1所述的与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，其特征在于：所述水流通道(4)和排水通道(5)各有两个。
3.根据权利要求1或2所述的与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，其特征在于：位于集水槽(3)前方的防波堤(1)端面形成向上后倾的第一斜面(11)，该第一斜面(11)位于集水槽(3)上端开口的下方，位于集水槽(3)后方的防波堤(1)端面形成向上后倾的第二斜面(12)，该第二斜面(12)位于集水槽(3)上端开口的上方。
4.根据权利要求1或2所述的与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，其特征在于：所述发电涡轮机(2)为兜水式发电涡轮机。
5.根据权利要求1或2所述的与沉箱直立式防波堤相结合的发电装置，其特征在于：所述排水通道(5)自上而下向外倾斜设置，排水通道(5)的出口(51)朝向防波堤(1)的离岸方向，所述水流通道(4)与防波堤(1)前沿的间距(L)为长波的半波长。
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