一种适用于浮式防波堤的减压发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于浮式防波堤的减压发电装置，包括外框架、减压机构、电能转换装置和电能储存装置，外框架一端深入设置于浮式防波堤内部，另一端露在浮式防波堤外部，减压机构设置于外框架露在浮式防波堤外部的一端，用于将波浪能转换为动能，电能转换装置和电能储存装置设置于外框架深入浮式防波堤内部的一端，其中电能转换装置与减压机构连接，并将减压机构的动能转换成电能存储至电能储存装置中。该装置巧妙地利用波浪对防波堤的砰击，将波浪砰击力转化为电能，既减少了波浪对防波堤结构的损伤，提高了防波堤的安全性与使用周期，并对消波、旅游两用的浮式防波堤以及附近岛屿提供电能的来源，具有无污染、易组装、批量化生产等优点。

A pressure reducing power generation device for floating breakwater

【技术实现步骤摘要】
一种适用于浮式防波堤的减压发电装置
本技术属于海洋工程
，特别涉及一种适用于浮式防波堤的减压发电装置。
技术介绍
世界上拥有广阔的海岸线，岛屿众多，大部分岛屿与陆地之间距离较远，依靠大陆铺设海缆输送电力成本太高，依靠自身资源以及一些浮式结构进行发电，可以最有效的解决用电问题。流体与结构在短时间大幅相对运动和相互作用产生砰击现象，同时产生一个破坏力相当惊人的冲击载荷，砰击时，波浪对结构物的冲击可能引起强度的破坏。浮式防波堤作为消波防浪的海洋工程结构物，受到砰击的频率更加频繁。在这种情况下，研究在浮式防波堤受到波浪砰击时如何保护浮式防波堤是非重要的，与此同时，研究如何将大量砰击产生的大量机械能利用起来也是很有意义的。1880年，法国物理学家皮埃尔·居里(JacquesCurie)和雅克·居里(PierreCurie)发现了压电效应：当晶受到外力作用时,内部就产生电极化现象，在两个表面产生相反的电荷；撤去外力，电荷随之消失；改变力的作用方向，电荷的极性相应改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，此称为正压电效应。相反的，对晶体施加一个电场，晶体会相应的产生一个形变，当电场撤去后，形变同时消失，此称为逆压电效应。1984年，德国物理学家沃德马·沃伊特研究发现，只有无对称中心20中点群晶体才具有压电效应，压电材料就是由此种压电晶体制作而成。国内外的学者对浮式防波堤水动力性能及其消波效果进行了大量的研究，同时，针对压电效应的研究也越来越深入，但是压电效应与浮式防波堤的结合却鲜有研究。
技术实现思路
技术目的：为解决现有技术不足，本技术提供一种适用于浮式防波堤的减压发电装置，既可以减少砰击对浮式防波堤的影响，又能够将砰击产生的机械能转化为电能。技术方案：为实现上述技术目的，本技术采用以下技术方案：一种适用于浮式防波堤的减压发电装置，包括外框架、减压机构、电能转换装置和电能储存装置，外框架一端深入设置于浮式防波堤内部，另一端露在浮式防波堤外部，减压机构设置于外框架露在浮式防波堤外部的一端，用于将波浪能转换为动能，电能转换装置和电能储存装置设置于外框架深入浮式防波堤内部的一端，其中电能转换装置与减压机构连接，并将减压机构的动能转换成电能存储至电能储存装置中。可选的，减压机构包括第一钢板、滑杆机构、减振弹簧、密封橡胶垫和第二钢板，由外框架露在浮式防波堤外部的一端向内依次设有第一钢板、密封橡胶垫和第二钢板；滑竿机构一端露在外部，另一端依次穿过第一钢板、密封橡胶垫和第二钢板固定在浮式防波堤上；减振弹簧一端固定在第一钢板上，另一端穿过密封橡胶垫固定在第二钢板上，第一钢板可沿滑杆机构滑动，其滑动的动能压缩减震弹簧和密封橡胶垫变形，进一步将动能传递给电能转换装置。可选的，滑杆机构包括滑杆、滑块和止滑块，其中，滑块固定在第一钢板上，其上设有供滑杆穿过的孔，止滑块直径大于滑块直径，且设置于滑杆露在外部的一端。可选的，电能转换装置包括压电层和整流电路，其中压电层在减压机构的作用下变形产生交流电，进一步经过整流电路整成直流电存储至电能储存装置中。可选的，压电层设置于减压机构的密封橡胶垫和第二钢板之间。可选的，整流电路为倍压整理电路。可选的，电能储存装置为超级电容器。可选的，浮式防波堤包括若干个舱室，其中，电能转换装置的整流电路和电能储存装置位于其中一个舱室中。有益效果：与现有技术相比，本技术巧妙地将减压装置与发电装置一体化，在浮式防波堤实现防浪消波的基础上，利用弹簧的减压功能降低波浪砰击对浮式防波堤的影响；同时，利用弹簧形变传递作用力使压电片产生形变形成正压电效应发电；此外，本技术一种适用于浮式防波堤的减压发电装置具有模块化特点，可批量化生产应用。附图说明图1是本技术的主体结构示意图；图2是本技术的剖面结构示意图；图3是图2中减压机构、电能转换装置和电能储存装置的局部放大图；图4是本技术的连杆结构示意图；图5是本技术实施例整流电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。以下实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本专利技术，但并不因此将本技术限制在所述的实施例范围之内。如图1-5所示，一种适用于浮式防波堤的减压发电装置，包括外框架1、减压机构2、电能转换装置3和电能储存装置4，外框架一端深入设置于浮式防波堤5内部，另一端露在浮式防波堤外部，减压机构设置于外框架露在浮式防波堤外部的一端，用于将波浪能转换为动能，电能转换装置和电能储存装置设置于外框架深入浮式防波堤内部的一端，其中电能转换装置与减压机构连接，并将减压机构的动能转换成电能存储至电能储存装置中。如图2和图3所示，减压机构包括第一钢板21、滑杆机构22、减振弹簧23、密封橡胶垫24和第二钢板25，由外框架露在浮式防波堤外部的一端向内依次设有第一钢板、密封橡胶垫和第二钢板；滑竿机构有两组，其一端露在外部，另一端依次穿过第一钢板、密封橡胶垫和第二钢板固定在浮式防波堤上；减振弹簧一端固定在第一钢板上，另一端穿过密封橡胶垫固定在第二钢板上，本实施例中采用5个减振弹簧均匀布置；第一钢板可沿滑杆机构滑动，其滑动的动能压缩减震弹簧和密封橡胶垫变形，进一步将动能传递给电能转换装置。第一钢板将电能转换装置、电能储存装置、减震弹簧、密封橡胶垫和第二钢板封在防波堤和外框架中，同时，第一钢板在波浪能的推动下沿滑杆机构运动可将波浪能转换为动能，压缩减振弹簧和密封橡胶垫；减振弹簧一方面可以降低海浪砰击力对浮式防波堤的影响，另一方面将作用力传递给密封橡胶垫；密封橡胶垫为遇水膨胀橡胶垫，其一方面起到缓冲海浪砰击力，另一方面保证水密性，防止海水进入防波堤内部；第二钢板起到支撑固定作用。如图4所示，滑杆机构包括滑杆221、滑块222和止滑块223，其中，滑块固定在第一钢板上，其上设有供滑杆穿过的孔，止滑块直径大于滑块直径，且设置于滑杆露在外部的一端，滑杆另一端固定在浮式防波堤上；滑杆穿过滑块的位置可以设置密封垫片，防止海水进入，滑块和第一钢板可以再滑杆上自由滑动，滑杆端部的止滑块用于限制滑块和第一钢板滑出滑杆。如图3所示，电能转换装置包括压电层31和整流电路32，压电层由若干个压电陶瓷叠加而成，压电层内外两侧分别贴合设置第二钢板和密封橡胶垫，整流电路为倍压整流电路，海水波浪砰击第一钢板时，第一钢板在砰击力作用下沿滑杆向里滑动，并压缩减振弹簧，减振弹簧变形，进一步将作用力传递给密封橡胶垫，压电层和密封橡胶垫一起发生变形产生交流电，通过整流电路将交流电转换为直流电输入电能储存装置中。本实施例中，电能储存装置为超级电容器。如图5所示，本实施例中采用的倍压整流电路为4倍压整流电路，所述4倍压整流电路包括整流二极管和滤波电容器，其中整流二极管包括第一整流二极管A1、第二整流二极管A2、第三整流二极管A3和第四整流二极管A4，滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于浮式防波堤的减压发电装置，其特征在于，包括外框架、减压机构、电能转换装置和电能储存装置，外框架一端深入设置于浮式防波堤内部，另一端露在浮式防波堤外部，减压机构设置于外框架露在浮式防波堤外部的一端，用于将波浪能转换为动能，电能转换装置和电能储存装置设置于外框架深入浮式防波堤内部的一端，其中电能转换装置与减压机构连接，并将减压机构的动能转换成电能存储至电能储存装置中。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于浮式防波堤的减压发电装置，其特征在于，包括外框架、减压机构、电能转换装置和电能储存装置，外框架一端深入设置于浮式防波堤内部，另一端露在浮式防波堤外部，减压机构设置于外框架露在浮式防波堤外部的一端，用于将波浪能转换为动能，电能转换装置和电能储存装置设置于外框架深入浮式防波堤内部的一端，其中电能转换装置与减压机构连接，并将减压机构的动能转换成电能存储至电能储存装置中。


2.根据权利要求1所述的一种适用于浮式防波堤的减压发电装置，其特征在于，减压机构包括第一钢板、滑杆机构、减振弹簧、密封橡胶垫和第二钢板，由外框架露在浮式防波堤外部的一端向内依次设有第一钢板、密封橡胶垫和第二钢板；滑竿机构一端露在外部，另一端依次穿过第一钢板、密封橡胶垫和第二钢板固定在浮式防波堤上；减振弹簧一端固定在第一钢板上，另一端穿过密封橡胶垫固定在第二钢板上，第一钢板可沿滑杆机构滑动，其滑动的动能压缩减震弹簧和密封橡胶垫变形，进一步将动能传递给电能转换装置。


3.根据权利要求2所述的一种适用于浮式防波堤的减压发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建廷，倪歆韵，嵇春艳，孟小峰，
申请(专利权)人：江苏科技大学，中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：新型
国别省市：江苏;32