一种浪压力发电模块及安装浪压力发电模块的防波堤的制作方法

1.本发明涉及防波堤，尤其是一种浪压力发电模块及安装浪压力发电模块的防波堤。


背景技术：

2.海洋蕴藏着巨大的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能等，如何高效的开发利用海洋能源，已经受到国内外越来越多的关注。我国也逐步加大了对海洋资源的研究和开发力度，但由于海洋资源能量密度低，地域性强，因而截至目前，海洋资源开发仍较为困难并有一定的局限。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种浪压力发电模块及安装浪压力发电模块的防波堤，利用近海波浪能转换为电能。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种浪压力发电模块，包括外壳、顶托板、弹性支撑、永磁挂架、永磁块、线圈支架、线圈，外壳内部设置环状的线圈支架，线圈均匀缠绕在线圈支架上，在环状的线圈支架内侧空腔对应的外壳的顶部开有通孔，弹性支架顶部与顶托板底部边缘连接，底部与外壳顶部的通孔连接，顶托板底面中心连接着永磁挂架，永磁挂架底部挂有数个长条形永磁块；长条形永磁块通过通孔悬挂在外壳中并能随着弹性支架的压缩在外壳中上下移动，使均匀缠绕在线圈支架上的线圈在永磁块上下运动的过程中切割磁感线发电。
5.所述顶托板为圆形薄钢板，弹性支架为环形且内部均匀设置弹簧。
6.一种安装上述浪压力发电模块的防波堤，包括破浪块、止浪板、止水带和浪压力发电模块，破浪块为正六棱柱，与底部的正六边形的止浪板垂直刚性连接，止浪板每个角下方与浪压力发电模块的顶托板连接，发电模块起到支撑止浪板的作用，相邻止浪板之间设置止水带，在起到止水作用的同时柔性连接相邻止浪板，多块止浪板拼接形成防波堤上游面结构。
7.所述顶托板为圆形薄钢板，顶面与三个相邻的止浪板连接，三个止浪板均匀地压在顶托板顶面，浪压力发电模块布置在止浪板与相邻止浪板拼接的角点处，浪压力发电模块顶部支撑止浪板，底部固定于混凝土垫层上，每个发电模块的进出线缆通过混凝土垫层内的预埋电缆管与设置在堤顶防浪墙下游的电缆沟内的控制箱连接，混凝土垫层下游依次设置过渡区和回填区，构成防波堤的主体结构。
8.所述破浪块规则排列在防波堤的上游迎水面，与止浪板垂直刚性连接，将作用其表面方向不确定的海浪力转为与沿止浪板法向方向的压力。
9.本发明的有益效果是：提供了一种将海浪能转化为电能的模块，并与防波堤结构相结合，提出了一种的防波堤结构，该结构充分的结合了本发明浪压力发电模块的特点，在能够发挥防波堤全部功能的基础上，实现了收集利用海浪能资源的功能。
附图说明
10.图1是本发明浪压力发电模块的结构示意图。
11.图2是本发明浪压力发电模块的使用结构图。
12.图3是本发明防波堤的结构剖面图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
15.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
16.如图1所示，本发明的浪压力发电模块，包括外壳8、顶托板5、弹性支撑6、永磁挂架7、永磁块9、线圈支架11、线圈10，外壳8内部设置环状的线圈支架11，线圈10均匀缠绕在线圈支架11上，在环状的线圈支架内侧空腔对应的外壳8的顶部开有通孔，弹性支架6顶部与顶托板5底部边缘连接，底部与外壳8顶部的通孔连接，顶托板5底面中心连接着永磁挂架7，永磁挂架7底部挂有数个长条形永磁块9；长条形永磁块9通过通孔悬挂在外壳8中并能随着弹性支架6的压缩在外壳8中上下移动，使均匀缠绕在线圈支架11上的线圈10在永磁块9上下运动的过程中切割磁感线发电。
17.优选，所述顶托板5为圆形薄钢板，弹性支架为环形且内部均匀设置弹簧。
18.如图2、3所示，一种安装上述浪压力发电模块的防波堤，包括破浪块1、止浪板2、止水带3和浪压力发电模块4，破浪块为正六棱柱，与底部的正六边形的止浪板2垂直刚性连接，止浪板2每个角下方与浪压力发电模块4的顶托板5连接，发电模块起到支撑止浪板的作用，相邻止浪板2之间设置止水带3，在起到止水作用的同时柔性连接相邻止浪板，多块止浪板3拼接形成防波堤上游面结构。
19.优选，所述顶托板5为圆形薄钢板，顶面与三个相邻的止浪板2连接，三个止浪板2均匀地压在顶托板顶面，浪压力发电模块4布置在止浪板与相邻止浪板拼接的角点处，浪压力发电模块顶部支撑止浪板，底部固定于混凝土垫层13上，每个发电模块的进出线缆通过混凝土垫层内的预埋电缆管12与设置在堤顶防浪墙16下游的电缆沟内的控制箱17连接，混凝土垫层下游依次设置过渡区14和回填区15，构成防波堤的主体结构。
20.所述破浪块1规则排列在防波堤的上游迎水面，与止浪板2垂直刚性连接，将作用
其表面方向不确定的海浪力转为与沿止浪板法向方向的压力。
21.具体地说，所述破浪块1与止浪板2垂直刚性连接，相邻止浪板2之间设置止水带3，起到止水作用，在止浪板2的角点的底面设置发电模块4。发电模块4由顶托板5、弹性支撑6、永磁挂架7、永磁块9、外壳8、线圈支架11、线圈10等组成，每个顶托板5顶面均匀顶托着三个相邻的止浪板3的角点，顶托板5底面中心连接着永磁挂架7，永磁挂架7底部挂有数个长条形永磁块9，弹性支架6为环形，其顶部与顶托板5边缘连接，底部与外壳8连接，外壳内部设置了环状的线圈支架11，线圈10均匀缠绕在线圈支架11上。破浪块1设置朝向迎水面，在海浪的作用下，将浪压力传递给止浪板2，使止浪板2有垂直向下的趋势，顶托板5在止浪板2的压力下连同永磁支架7及永磁块9向下运动，而在顶托板5底部周边连接的弹性支撑6会在浪压力减弱后反推着顶托板5及与顶托板5连接的永磁支架7及永磁块9向上运动，直至恢复至原始平衡。固定且均匀缠绕在线圈支架上11的线圈10在永磁块9上下运动的过程中切割磁感线发电。所述防波堤是以破浪块1作为护面结构代替传统的如扭王字块，多块止浪板2拼接在一起，和止水带3和破浪块1构成防波堤上游面结构，上游面底面设置多个发电模块4，发电模块4基础设置混凝土垫层13、混凝土垫层13内埋设电缆管14，其内铺设的电缆连接着发电模块4和控制箱17，混凝土垫层13下游设置过渡区14和回填区15作为防波堤的主体结构，防波堤顶部上游设置防浪墙16，防浪墙底部预留电缆沟，电缆沟内设置控制箱17，控制箱17通过整流器、电容器、稳压器等，将发电模块产生的电能转化为可稳定输出的电能，并通过电缆与外部变电用电设备连接。
22.破浪块是本发明的削弱海浪的护面结构，规则排列在所述防波堤结构的上游迎水面，与止浪板垂直刚性连接，将作用其表面方向不确定的海浪力转为与延止浪板法向方向的压力；止浪板是本发明的压力传递结构，将破浪块传递过来了压力继续专递至于其底部连接的发电模块；止水带设置在相邻止浪板之间，发挥止水作用，与止浪板一起构本发明防波堤结构的上游面；所述发电模块的顶托板在止浪板的压力下连同永磁支架及永磁块向下运动，而在顶托板底部周边连接的弹性支撑会在浪压力减弱后反推着顶托板及与顶托板连接的永磁支架及永磁块向上运动，直至恢复至原始平衡。固定且均匀缠绕在线圈支架上的线圈在永磁块上下运动的过程中切割磁感线发电；所述混凝土垫层是本发明中发电模块的基础层，支撑发电模块的外壳不发生移动；所述电缆管是本发明防波堤预埋在混凝土垫层内的细管结构，管内埋设的电缆连接发电模块与控制箱，将发电模块产生的电流传输至控制箱；所述防浪墙是本发明防波堤的堤顶防浪结构，其下游设置电缆沟，用于放置控制箱及与外界输变电设备连接的电缆；所述控制箱是本发明的控制集成结构，内部设有整流器、电容器、稳压器等，将发电模块产生的电能通过整流、滤波、稳压等过程转化为可稳定输出的电能；所述防波堤的过渡区和回填区是防波堤结构的主体，可以根据地形地质情况以及料源情况调整其体型或级配等。
23.例如，国内某防波堤设计高度3.5m，长130m。设计本发明所述的浪压力发电装置及结合这种装置的防波堤结构。其中，破浪块高1.0m，截面正六边形边长0.3m，破浪块为钢筋混凝土材质，其内部为中空结构，破浪块壁厚0.1m，止浪板也为正六边形钢筋混凝土板，边长0.6m，板厚0.15m。止水带采用外贴式橡胶止水带，设置在相邻止浪板的迎水面侧。发电模块的顶托板采用304l不锈钢板，永磁支架和线圈支架采用含氟塑料材质制成。弹性支撑内部设置无锈钢强力弹簧组，轴向变形范围为0～7cm。发电模块的基础混凝土垫层厚0.5m，采
用c15素混凝土，混凝土垫层下游的过渡层为最大粒径为25mm的级配料，厚1.2m，其下游的回填料采用开挖料回填。混凝土垫层内预埋的电缆管采用pvc管，管内径为25mm。
24.本发明通浪压力发电模块及结合这种模块的防波堤，提供了一种将海浪能转化为电能的新方法，在能够发挥防波堤全部功能的基础上，实现了收集利用海浪能资源的功能。本发明涉及的浪压力发电模块的尺寸和防波堤结构的尺寸，材质都可以根据防波堤所在区域海浪特点，地形地质情况及料源情况进行涉及和调整，适用性强。
25.以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

技术特征：
1.一种浪压力发电模块，其特征在于，包括外壳(8)、顶托板(5)、弹性支撑(6)、永磁挂架(7)、永磁块(9)、线圈支架(11)、线圈(10)，外壳(8)内部设置环状的线圈支架(11)，线圈(10)均匀缠绕在线圈支架(11)上，在环状的线圈支架内侧空腔对应的外壳(8)的顶部开有通孔，弹性支架(6)顶部与顶托板(5)底部边缘连接，底部与外壳(8)顶部的通孔连接，顶托板(5)底面中心连接着永磁挂架(7)，永磁挂架(7)底部挂有数个长条形永磁块(9)；长条形永磁块(9)通过通孔悬挂在外壳(8)中并能随着弹性支架(6)的压缩在外壳(8)中上下移动，使均匀缠绕在线圈支架(11)上的线圈(10)在永磁块(9)上下运动的过程中切割磁感线发电。2.根据权利要求1所述浪压力发电模块，其特征在于，所述顶托板(5)为圆形薄钢板，弹性支架为环形且内部均匀设置弹簧。3.一种安装权利要求1所述浪压力发电模块的防波堤，其特征在于，包括破浪块(1)、止浪板(2)、止水带(3)和浪压力发电模块(4)，破浪块为正六棱柱，与底部的正六边形的止浪板(2)垂直刚性连接，止浪板(2)每个角下方与浪压力发电模块(4)的顶托板(5)连接，发电模块起到支撑止浪板的作用，相邻止浪板(2)之间设置止水带(3)，在起到止水作用的同时柔性连接相邻止浪板，多块止浪板(3)拼接形成防波堤上游面结构。4.根据权利要求3所述安装浪压力发电模块的防波堤，其特征在于，所述顶托板(5)为圆形薄钢板，顶面与三个相邻的止浪板(2)连接，三个止浪板(2)均匀地压在顶托板顶面，浪压力发电模块(4)布置在止浪板与相邻止浪板拼接的角点处，浪压力发电模块顶部支撑止浪板，底部固定于混凝土垫层(13)上，每个发电模块的进出线缆通过混凝土垫层内的预埋电缆管(12)与设置在堤顶防浪墙(16)下游的电缆沟内的控制箱(17)连接，混凝土垫层下游依次设置过渡区(14)和回填区(15)，构成防波堤的主体结构。5.根据权利要求3所述安装浪压力发电模块的防波堤，其特征在于，所述破浪块(1)规则排列在防波堤的上游迎水面，与止浪板(2)垂直刚性连接，将作用其表面方向不确定的海浪力转为与沿止浪板法向方向的压力。

技术总结
本发明公开了一种浪压力发电模块及安装浪压力发电模块的防波堤，外壳内部设置环状的线圈支架，线圈缠绕在线圈支架上，外壳的顶部开有通孔，弹性支架顶部与顶托板底部边缘连接，底部与外壳顶部的通孔连接，顶托板底面中心连接着永磁挂架，永磁挂架底部挂有数个长条形永磁块；长条形永磁块通过在外壳中上下移动，使均匀缠绕在线圈支架上的线圈在永磁块上下运动的过程中切割磁感线发电。将海浪能转化为电能的模块，并与防波堤结构相结合，提出了一种的防波堤结构，该结构充分的结合了本发明浪压力发电模块的特点，在能够发挥防波堤全部功能的基础上，实现了收集利用海浪能资源的功能。能。能。


技术研发人员：刘玉玺 张忠辉 李庆铁 余洋 李昂 周宏民 魏琳帆 薛立宇 郝雪航 周武松
受保护的技术使用者：中水北方勘测设计研究有限责任公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/6/26