基于框架式海塘的波浪能发电装置的制作方法

本发明涉及一种发电装置，特别涉及一种基于框架式海塘的波浪能发电装置。

背景技术

人类的生产生活、社会的繁荣进步都离不开能源这一重要的物质基础。随着世界经济的快速发展、世界人口的日益膨胀和人民生活水平的不断提高，世界能源需求量持续增大，将会导致日趋激烈的能源争夺，因此开发优质的可替代的新能源成为人类实现可持续发展的必由之路。

蓝色的海洋广袤无垠，独占地球70％的表面，坐拥全球96％的水量，蕴藏着富饶的绿色可再生能源。海洋能源形形色色、姿态各异，通常包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。其中，波浪能因其在转换过程中受环境影响最小且以机械能形式存在的独特魅力，是海洋能利用中品位最高且最受重视的能源形式之一。合理地开发和利用波浪能，对缓解能源危机、减少对传统化石燃料的依靠、改善环境污染等问题具有重要的现实意义，全世界各国政府，尤其是海洋波浪能资源丰富的国家和地区，大力鼓励海洋波浪能发电技术的发展。在中国附近海域的波浪能密度相对较低，但在“21世纪海上丝绸之路”的大背景下，合理布置波浪能转换装置、实现有效开发利用波浪能资源将为远离大陆的南海诸岛礁建设在能源供应上提供切实可行的解决办法。

经过上世纪70年代对多种波浪能装置进行的实验室研究和80年代进行的海况试验及应用性示范研究，波浪发电技术已逐步接近实用化水平，已开发的几种比较典型的波浪能发电装置有：振荡浮子式(buoy)、摆式(pendulum)、振荡水柱式(owc)、海蛇式(pelamis)等。振荡水柱式(owc)波能装置，也称之为空气透平式波浪能发电装置，是目前应用最广泛的波浪能发电技术。

专利cn201810046056.9公开了一种特别适用于淤泥质海岸地区的防波堤兼可浮动振荡水柱式波浪能转换装置。本发明由多个防波提结构单元组成，每个防波堤结构单元由桩基础为了适应淤泥质海域地基承载力不足的情况，采用由单直桩和叉桩组成的桩基础，主体结构采用圆筒体，内部采用扩张型筒壁，圆筒体结构的前端设计成反弧形前坡，用来实现防波堤防波消浪的功能。上部主体结构与下部基础之间通过弹簧实现整个振荡水柱装置的上下浮动。

专利cn201620627527.1公开了一种振荡水柱式发电装置，包括装置主体，所述装置主体的内部设有空腔结构，所述空腔结构由一挡板分隔上腔体和下腔体，在所述下腔体的底部开设有海水出入口，下腔体的顶部设有进气口和单向出气口，且通过所述进气口和单向出气口与上腔体连通，在所述上腔体内安装有电机、以及通过转轴与电机连接的旋转翼片，在上腔体的顶部开设有与外部连通的出气口和单向进气口。

固定式发电装置一般在靠岸位置设立，当波浪涌入气室箱，气室内水面就会振荡，气流通过出气管道推动涡轮机旋转，带动发电机发电；然而装置除了建造成本高之外，转换效率偏低；在实际操作过程中，波浪能能量不够稳定，容易受天气因素的影响。

技术实现要素：

本发明针对上述问题提出了一种基于框架式海塘的波浪能发电装置，结构简单，安装方便，提高了发电效率。

具体的技术方案如下：

基于框架式海塘的波浪能发电装置，包括框架式海塘的岸墙、桩基、堤顶和发电装置，岸墙竖直设置，桩基平行的设置在岸墙的前方，堤顶通过桩基水平的固定在岸墙的前方，堤顶与岸墙之间设有通气孔；

发电装置包括气室，气室顶部设有吸气排气口；

气室的前挡板固定在桩基上、位于堤顶的下方，岸墙作为气室的后壁，两个分隔板分别固定在前挡板和岸墙之间，分隔板的顶部向上延伸的设有通孔挡板，两个通孔挡板插入通气孔中、形成吸气排气口；

前挡板通过卡接组件固定在桩基上；

卡接组件包括截面为半圆形结构的卡环，卡环的两端延伸的设有第一卡板，第一卡板的端部向内翻折的设有第二卡板，卡环的整体长度大于桩基的直径，卡环套设在桩基上，第二卡板与桩基之间形成卡接腔；

卡接组件还包括第一插接块和第二插接块，第一插接块固定在前挡板上，第二插接块固定在第一插接块上，第一插接块自上而下的插入卡接腔中，将第二插接块压接在桩基与第一插接块之间，通过螺栓依次穿过前挡板、第二卡板、第一插接块和第二插接块加以锁紧固定；

分隔板的一侧通过固接机构固定在岸墙上；

固接机构包括外压接板、内压接板和橡胶垫片，外压接板一体成型的固定在分隔板上，外压接板上向内凹陷的设有第一插接槽，第一插接槽的截面形状为“凸”字形结构，橡胶垫片插入第一插接槽中，内压接板压设在外压接板上；

固接机构压设在预设在岸墙上的第二插接槽中，通过螺栓依次穿过外压接板、橡胶垫片、内压接板和岸墙加以锁紧固定；

分隔板的另一侧相互平行设有两个限位卡接板，限位卡接板竖直设置；

前挡板的侧壁插入对应的两个限位卡接板之间，通过螺丝将分隔板锁紧固定在前挡板上，分隔板通过螺丝固定在堤顶上。

进一步的，第一卡板与第二卡板垂直设置。

进一步的，第一插接块为不锈钢插接块，第二插接块为橡胶插接块。

进一步的，分隔板包括分隔板体，分隔板体中设有缓冲腔，缓冲腔的一侧壁上交替的设有第一缓冲块和第二缓冲块，第一缓冲块的截面形状为矩形结构，第二缓冲块的截面形状为圆弧形结构；在缓冲腔的另一侧壁上，第一缓冲块与第二缓冲块对应设置。

进一步的，前挡板上设有前进水口；气室的底部为下进水口，每个分隔板上分别设有一个挡块，挡板位于前进水口的下方；

下进水口上设有第一挡板和第二挡板，第一挡板一端可转动的固定在前挡板上、第一挡板的另一端搭设在挡块上；第二挡板一端可转动的固定在岸墙上、第二挡板的另一端搭设在挡块上；

第一挡板和第二挡板上均分别设有多个透水孔。

进一步的，吸气排气口与涡轮机相连接。

进一步的，吸气排气口上设置吸、排气阀。

本发明的组装方法如下：

(1)将前挡板通过卡接组件固定在桩基上：将卡环套设在桩基上，第一插接块自上而下的插入卡接腔中，将第二插接块压接在桩基与第一插接块之间，通过螺栓依次穿过前挡板、第二卡板、第一插接块和第二插接块加以锁紧固定；

(2)将分隔板的一侧通过固接机构固定在岸墙上：固接机构压设在预设在岸墙上的第二插接槽中，通过螺栓依次穿过外压接板、橡胶垫片、内压接板和岸墙加以锁紧固定；

(3)前挡板的侧壁插入对应的两个限位卡接板之间，通过螺丝将分隔板锁紧固定在前挡板上，分隔板通过螺丝固定在堤顶上。

本发明的有益效果为：

因海底深度逐渐变小，水深逐渐变浅，虽波浪能总能量削弱，但波浪的能量随水深的变浅有一定的集中，从而使得单位深度的能量增加。

振荡水柱波浪能发电装置与框架式海塘相结合，可以有效利用框架式海塘自身的结构特点。在节省材料的同时，使得装置的结构更趋于稳固；同时，框架式海塘特有的淤泥质海岸形态，将波浪能能量有效集中，在实际的发电过程中，达到高效率的目的。

综上所述，本发明结构简单，安装方便，提高了发电效率。

附图说明

图1为本发明实施例一的组装结构示意图。

图2为分隔板固定在岸墙上的结构示意图。

图3为前挡板固定在桩基上的剖视图。

图4为分隔板剖视图。

图5为实施例二中的气室剖视图(1)。

图6为实施例二中的气室剖视图(2)。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

附图标记

岸墙1、桩基2、堤顶3、发电装置4、通气孔5、气室6、吸气排气口7、前挡板8、分隔板9、通孔挡板10、卡环11、第一卡板12、第二卡板13、卡接腔14、第一插接块15、第二插接块16、外压接板17、内压接板18、橡胶垫片19、限位卡接板20、分隔板体21、缓冲腔22、第一缓冲块23、第二缓冲块24、前进水口25、下进水口26、挡块27、第一挡板28、第二挡板29、透水孔30。

实施例一

如图所示一种基于框架式海塘的波浪能发电装置，包括框架式海塘的岸墙1、桩基2、堤顶3和发电装置4，岸墙竖直设置，桩基平行的设置在岸墙的前方，堤顶通过桩基水平的固定在岸墙的前方，堤顶与岸墙之间设有通气孔5；

发电装置包括气室6，气室顶部设有吸气排气口7；

气室的前挡板8固定在桩基上、位于堤顶的下方，岸墙作为气室的后壁，两个分隔板9分别固定在前挡板和岸墙之间，分隔板的顶部向上延伸的设有通孔挡板10，两个通孔挡板插入通气孔中、形成吸气排气口；

前挡板通过卡接组件固定在桩基上；

卡接组件包括截面为半圆形结构的卡环11，卡环的两端延伸的设有第一卡板12，第一卡板的端部向内翻折的设有第二卡板13，卡环的整体长度大于桩基的直径，卡环套设在桩基上，第二卡板与桩基之间形成卡接腔14；

卡接组件还包括第一插接块15和第二插接块16，第一插接块固定在前挡板上，第二插接块固定在第一插接块上，第一插接块自上而下的插入卡接腔中，将第二插接块压接在桩基与第一插接块之间，通过螺栓依次穿过前挡板、第二卡板、第一插接块和第二插接块加以锁紧固定；

分隔板的一侧通过固接机构固定在岸墙上；

固接机构包括外压接板17、内压接板18和橡胶垫片19，外压接板一体成型的固定在分隔板上，外压接板上向内凹陷的设有第一插接槽，第一插接槽的截面形状为“凸”字形结构，橡胶垫片插入第一插接槽中，内压接板压设在外压接板上；

固接机构压设在预设在岸墙上的第二插接槽中，通过螺栓依次穿过外压接板、橡胶垫片、内压接板和岸墙加以锁紧固定；

分隔板的另一侧相互平行设有两个限位卡接板20，限位卡接板竖直设置；

前挡板的侧壁插入对应的两个限位卡接板之间，通过螺丝将分隔板锁紧固定在前挡板上，分隔板通过螺丝固定在堤顶上。

进一步的，第一卡板与第二卡板垂直设置。

进一步的，第一插接块为不锈钢插接块，第二插接块为橡胶插接块。

进一步的，分隔板包括分隔板体21，分隔板体中设有缓冲腔22，缓冲腔的一侧壁上交替的设有第一缓冲块23和第二缓冲块24，第一缓冲块的截面形状为矩形结构，第二缓冲块的截面形状为圆弧形结构；在缓冲腔的另一侧壁上，第一缓冲块与第二缓冲块对应设置；能够有效缓冲波浪对分隔板的冲击，防止损坏，提高了装置的使用寿命。

进一步的，吸气排气口与涡轮机相连接。

进一步的，吸气排气口上设置吸、排气阀。

本发明的组装方法如下：

(1)将前挡板通过卡接组件固定在桩基上：将卡环套设在桩基上，第一插接块自上而下的插入卡接腔中，将第二插接块压接在桩基与第一插接块之间，通过螺栓依次穿过前挡板、第二卡板、第一插接块和第二插接块加以锁紧固定；

(2)将分隔板的一侧通过固接机构固定在岸墙上：固接机构压设在预设在岸墙上的第二插接槽中，通过螺栓依次穿过外压接板、橡胶垫片、内压接板和岸墙加以锁紧固定；

(3)前挡板的侧壁插入对应的两个限位卡接板之间，通过螺丝将分隔板锁紧固定在前挡板上，分隔板通过螺丝固定在堤顶上。

实施例二

同实施例一所述的一种基于框架式海塘的波浪能发电装置，作为进一步的改进：在前挡板上设有前进水口25；气室的底部为下进水口26，每个分隔板上分别设有一个挡块27，挡板位于前进水口的下方；

下进水口上设有第一挡板28和第二挡板29，第一挡板一端可转动的固定在前挡板上、第一挡板的另一端搭设在挡块上；第二挡板一端可转动的固定在岸墙上、第二挡板的另一端搭设在挡块上；

第一挡板和第二挡板上均分别设有多个透水孔30。

当水位降低时，海浪自气室底部的下进水口进入气室中，海浪将第一挡板和第二挡板冲击的向上旋转，第一挡板挡住前进水口，气流自吸气排气口进出；

当水位较高时，海水位于气室的前进水口的下方，第一挡板和第二挡板浸润在海水中，搭设在挡块上，海浪自前进水口冲击进入气室中。

这一设计，进一步的提高了波浪能的利用率，提高了发电效率。