一种柔性防浪堤系统技术方案

本发明专利技术提供了一种柔性防浪堤系统，包括至少一个防浪堤装置，所述防浪堤装置包括：发电平台，包括主浮体和均匀设置在所述主浮体四角的浮子，所述浮子随波浪绕主浮体转轴摆动，所述主浮体转轴的表面呈波浪状；第一液压装置，包括第一过滤器、设置在所述浮子内部的若干包含主单向阀和液压阻尼器及其相连接的管路的组合、第一单向阀；液压发电装置，包括辅单向阀、蓄能器、溢流阀、比例阀、第三单向阀、开关阀、液压马达以及与所述液压马达相连接的发电机。本发明专利技术提供的柔性防浪堤系统不仅具有很好的消浪效果，同时还兼具发电的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防浪堤，特别是一种兼具消浪和发电功能的柔性防浪堤系统。
技术介绍
目前，浮式防波堤通常是由浮式构件和锚泊系统组成的防浪消浪设施，常用于港湾、海上施工现场和海水养殖等区域。尤其是在开放式海域，海水网箱养殖越来越多，而网箱经常因受到台风大浪的侵袭而造成损毁。为保证养殖网箱的安全和养殖鱼群的生长，通过浮式防波堤对养殖网箱进行的消浪减流显得非常有意义。浮式防波堤构型主要可以分类为浮箱式、浮筒式和浮筏式三种。浮箱式浮式防波堤的消波机理是利用迎浪面反射入射波，从而消减透射波。其消波效果主要取决于浮箱的挡水面积以及B/L(堤宽与波长之比)。浮筒式浮式防波堤类似于浮箱式结构的浮式防波堤。但在消波性能上，其吸收波能的能力略强于箱式结构的浮式防波堤，常见的结构形式多为框架结构。浮筏式浮式防波堤主要是利用浮体部分与水体之间的摩擦作用，使得水面附近的波浪能量散失在这些平面结构上。不同的浮式防浪堤的消波机理也不尽相同，但其设计主要是基于一种或几种消波机理，包括反射、摩擦耗能、破碎波、涡旋、共振等。反射消浪是利用浮式防波堤的迎浪断面，使波浪产生反射，产生与入射波相应的相位差。摩擦耗能主要是使入射波在浮式防波堤上沿路程破碎摩擦，消耗部分波能，使得透射波消减以达到减小堤后波高的效果。传统的浮式防浪堤还存在如下问题亟待解决：1、防浪堤本身的安全性能亟待提高。防浪堤的浮体尺寸参数对波浪的透射系数影响较大。一般来说，浮体尺寸越大，波浪反射系数越大，透射系数越小，消浪效果越好，但成本费用成倍增加，且对锚系拉力的要求也呈指数级增加。在台风大浪海况下，防浪堤极易受到摧毁，这大大降低了防浪堤自身的安全性(即抗浪性能)。2、消浪机理较为传统。现有研究多数是通过传统的反射、摩擦耗能等传统方式消浪，效率相对不高，难以达到理想的消浪效果。此外，我们海洋面积广阔，国家已将海洋资源开发利用列为重要战略目标，而我国海洋能开发利用技术在世界上还处于相对落后的状态。因此，大力开展海洋能发电的研发创造势在必行，这将对我国海洋经济发展起到一定的促进作用。
技术实现思路
根据现有技术中的浮式防波堤存在的种种不足，本专利技术提供了一种柔性防浪堤系统，通过波浪能转换和摩擦耗能方式相结合的方式来进行消浪，具有极佳的消浪效果，在消浪的同时，还可利用波浪和潮流进行发电。为了实现上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种柔性防浪堤系统，包括至少一个防浪堤装置，所述防浪堤装置包括：发电平台，漂浮于水面，包括主浮体和均匀设置在所述主浮体四角的浮子，所述浮子随波浪绕主浮体转轴摆动，所述主浮体转轴的表面呈波浪状；第一液压装置，包括第一过滤器、设置在所述浮子内部的若干包含主单向阀和液压阻尼器及其相连接的管路的组合、第一单向阀，所述第一过滤器、所述主单向阀、所述第一单向阀依次由管路连接；所述液压阻尼器包括压缩弹簧和柱塞杆，所述柱塞杆的一端连接所述压缩弹簧，另一端与所述主浮体转轴滑动连接；在所述浮子的摆动作用下，海水经所述第一过滤器、所述主单向阀输入所述液压阻尼器，然后海水由所述液压阻尼器从所述第一单向阀输出；液压发电装置，安装在所述发电平台上，且包括辅单向阀、蓄能器、溢流阀、比例阀、第三单向阀、开关阀、液压马达以及与所述液压马达相连接的发电机，所述蓄能器、所述溢流阀、所述比例阀、所述第三单向阀、所述开关阀和所述液压马达依次通过管路连接；所述辅单向阀经由所述溢流阀与所述蓄能器相连接，由所述第一液压装置输出的海水经由所述辅单向阀进入所述液压发电装置。一优选的实施例中，所述防浪堤装置还包括若干第二液压装置，所述第二液压装置包括旋转装置、海水泵、第二单向阀，所述旋转装置通过柔性轴连接于所述海水泵，所述海水泵的进口连接所述第一过滤器，所述海水泵的出口连接所述第二单向阀，且所述海水泵固定连接于所述发电平台；在所述旋转装置的带动下，所述海水泵将海水经由所述第一过滤器、所述海水泵从所述第二单向阀输出，由所述第二液压装置输出的海水经由所述辅单向阀进入所述液压发电装置。一优选的实施例中，所述柔性防浪堤系统还包括球形万向联轴器和若干第三液压装置，所述第三液压装置包括若干包含第二过滤器、第四单向阀、柱塞缸、第五单向阀及其相连接的管路的组合；所述球形万向联轴器的两端分别固定连接于相邻的两个所述防浪堤装置的主浮体，所述柱塞缸的两端分别铰接连接于相邻的两个所述防浪堤装置的主浮体；相邻的两个所述防浪堤装置随波浪发生相对转动时，海水经由所述第二过滤器、所述第四单向阀输入所述柱塞缸，然后海水经由所述柱塞缸、第五单向阀输出，由所述第三液压装置输出的海水经由所述第一单向阀、所述辅单向阀进入所述液压发电装置。一优选的实施例中，所述浮子的剖面，一侧呈椭圆形，另一侧呈圆形；所述浮子呈圆形的一侧内设置有重物。一优选的实施例中，若干所述包含主单向阀和液压阻尼器及其相连接的管路的组合沿轴向均匀设置在所述浮子内侧。一优选的实施例中，所述旋转装置包括若干可串联连接的S型桨叶，所述浆叶包括叶片、桨叶转轴和柔性板，所述桨叶呈曲线状。一优选的实施例中，所述第二液压装置还包括增速器，所述旋转装置通过柔性轴连接于增速器并进而连接于所述海水泵。一优选的实施例中，所述防浪堤装置设有两个以上所述第二液压装置，相邻的两个所述旋转装置的所述浆叶之间通过刚性连接杆并联连接。一优选的实施例中，所述旋转装置的下方悬挂有沉子。一优选的实施例中，所述防浪堤装置通过绳索与锚桩相连。本专利技术的优点在于：1、曲面的浮子随波浪绕主浮体转轴摆动的过程中，不仅可实现消浪的功效，同时在浮子的摆动作用下，海水被吸入第一液压装置的液压阻尼器，并由液压阻尼器释放高压海水至蓄能器，当蓄能器内压力达到峰值自动释放高压海水进行发电；2、伴随着海水的流动可以带动第二液压装置的旋转装置转动，利用旋转装置来实现消浪的效果；此外，藉由旋转装置带动海水泵进行运作，将海水吸入至海水泵内并释放高压海水至蓄能器内，当蓄能器内压力达到峰值自动释放高压海水进行发电；3、防浪堤装置间通过第三液压装置的球形万向联轴器联接，两个装置只能发生相对转动以防止碰撞，可以实现消浪；此外，防浪堤装置间的柱塞缸在波浪作用下可往复伸缩，一方面由于本身的阻尼实现消浪，另一方面，可将吸入海水并释放高压海水至蓄能器内进行发电；4、通过溢流阀可设定蓄能器的最大压力，当蓄能器的压力达到峰值时释放海水，同时将管路中输送来的高压海水直接排向大海，以对蓄能器进行保护；同时借助比例阀来调整蓄能器输出的高压海水的流量和压力，也即系统的发电效果可以通过比例阀开启压力进行调节，保证发电的稳定；5、桨叶的转速和浮子的摆动幅度可调整，进一步提升了消浪效果和发电的稳定性；6、柔性防浪堤系统整体结构类似柔性的海草，当台风大浪来临时，由于采用张力锚结构，在波浪作用下，整个装置由于沉于水面以下以减小防浪堤的冲击面积，最终减小防浪堤的冲击力，保护防浪堤系统的安全。附图说明图1为本专利技术在一实施例中柔性防浪堤系统的示意图；图2为本专利技术在一实施例中液压发电装置的示意图；图3本专利技术在一实施例中浮子与主浮体转轴的配合示意图；图4本专利技术在一实施例中柔性防浪堤系统的示意图；图5本专利技术在一实施例中柔性防浪堤系统的局部侧视图；图6为本专利技术在一实施例中S型浆叶的俯视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性防浪堤系统，其特征在于，包括至少一个防浪堤装置，所述防浪堤装置包括：发电平台，漂浮于水面，包括主浮体和均匀设置在所述主浮体四角的浮子，所述浮子随波浪绕主浮体转轴摆动，所述主浮体转轴的表面呈波浪状；第一液压装置，包括第一过滤器、设置在所述浮子内部的若干包含主单向阀和液压阻尼器及其相连接的管路的组合、第一单向阀，所述第一过滤器、所述主单向阀、所述第一单向阀依次由管路连接；所述液压阻尼器包括压缩弹簧和柱塞杆，所述柱塞杆的一端连接所述压缩弹簧，另一端与所述主浮体转轴滑动连接；在所述浮子的摆动作用下，海水经所述第一过滤器、所述主单向阀输入所述液压阻尼器，然后海水由所述液压阻尼器从所述第一单向阀输出；液压发电装置，安装在所述发电平台上，且包括辅单向阀、蓄能器、溢流阀、比例阀、第三单向阀、开关阀、液压马达以及与所述液压马达相连接的发电机，所述蓄能器、所述溢流阀、所述比例阀、所述第三单向阀、所述开关阀和所述液压马达依次通过管路连接；所述辅单向阀经由所述溢流阀与所述蓄能器相连接，由所述第一液压装置输出的海水经由所述辅单向阀进入所述液压发电装置。

【技术特征摘要】
1.一种柔性防浪堤系统，其特征在于，包括至少一个防浪堤装置，所述防浪堤装置包括：发电平台，漂浮于水面，包括主浮体和均匀设置在所述主浮体四角的浮子，所述浮子随波浪绕主浮体转轴摆动，所述主浮体转轴的表面呈波浪状；第一液压装置，包括第一过滤器、设置在所述浮子内部的若干包含主单向阀和液压阻尼器及其相连接的管路的组合、第一单向阀，所述第一过滤器、所述主单向阀、所述第一单向阀依次由管路连接；所述液压阻尼器包括压缩弹簧和柱塞杆，所述柱塞杆的一端连接所述压缩弹簧，另一端与所述主浮体转轴滑动连接；在所述浮子的摆动作用下，海水经所述第一过滤器、所述主单向阀输入所述液压阻尼器，然后海水由所述液压阻尼器从所述第一单向阀输出；液压发电装置，安装在所述发电平台上，且包括辅单向阀、蓄能器、溢流阀、比例阀、第三单向阀、开关阀、液压马达以及与所述液压马达相连接的发电机，所述蓄能器、所述溢流阀、所述比例阀、所述第三单向阀、所述开关阀和所述液压马达依次通过管路连接；所述辅单向阀经由所述溢流阀与所述蓄能器相连接，由所述第一液压装置输出的海水经由所述辅单向阀进入所述液压发电装置。2.如权利要求1所述的柔性防浪堤系统，其特征在于，所述防浪堤装置还包括若干第二液压装置，所述第二液压装置包括旋转装置、海水泵、第二单向阀，所述旋转装置通过柔性轴连接于所述海水泵，所述海水泵的进口连接所述第一过滤器，所述海水泵的出口连接所述第二单向阀，且所述海水泵固定连接于所述发电平台；在所述旋转装置的带动下，所述海水泵将海水经由所述第一过滤器、所述海水泵从所述第二单向阀输出，由所述第二液压装置输出的海水经由所述辅单向阀进入所述液压发电装置。3.如权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋瑞银，钱孝华，张美琴，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33