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专利号: 2024116414373
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种装配薄膜浮式发电防波堤,包括若干个阵列排布的防波堤单元(1),所述防波堤单元(1)包括浮箱(2),所述浮箱(2)为由前板(9)、后板(10)、底板(8)、顶板(7)以及两个侧板(11)组成的长方体形箱体结构,所述底板(8)和顶板(7)平行于静水面设置,侧板(11)平行于波浪方向设置,前板(9)为迎浪一侧,所述浮箱(2)垂直于静水面的四条棱柱处分别设置一组系泊系统(6),其特征在于:所述顶板(7)上方设置有框架(3),所述框架(3)包括平行于静水面设置且头尾相接围成方形的水平杆(14)以及垂直于静水面设置对水平杆(14)起到支撑作用的竖杆(15);所述防波堤单元(1)还包括薄膜(4)和发电系统(5),所述薄膜(4)层数与框架(3)层数一致,所述薄膜(4)两端分别连接垂直于波浪方向的两根水平杆(14);

所述发电系统(5)包括设置在框架(3)内且固定在薄膜(4)中部的浮板(17)、一端与浮板(17)转动连接另一端与连接杆b(20)转动连接的连接杆a(19)以及一端与动子系统转动连接另一端与连接杆a(19)转动连接的连接杆b(20),所述发电系统(5)还包括设置在浮箱(2)内且设置在浮箱(2)中部的发电箱(34)、设置在发电箱(34)内部的定子(33)、数量为两个平行于波浪方向设置两端分别连接前板(9)和后板(10)且相对于平行于波浪方向的浮箱(2)中心线对称设置的支撑杆(28)、垂直于波浪方向设置且穿过发电箱(34)且两端分别与支撑杆(28)滑动连接的动子系统以及设置在发电箱(34)侧壁的行走缝(35),所述动子系统和连接杆b(20)的数量均为两个,相对于垂直于波浪方向的浮箱(2)的中心线对称设置,线圈缠绕在动子系统上。

2.根据权利要求1所述的装配薄膜浮式发电防波堤,其特征在于:所述动子系统包括垂直于波浪方向设置且两端分别与两个支撑杆(28)滑动连接的轴a(21)、平行于轴a(21)设置且与支撑杆(28)不接触的轴b(22)以及连接轴a(21)和轴b(22)的连接杆c(27),所述连接杆b(20)一端与所述轴a(21)中部转动连接,另一端与连接杆a(19)转动连接,围绕所述轴a(21)和轴b(22)设置有永磁体(32),在永磁体(32)上缠绕线圈。

3.根据权利要求2所述的装配薄膜浮式发电防波堤,其特征在于:所述动子系统还包括套设在所述轴a(21)两侧靠近支撑杆(28)的位置且相对于平行于波浪方向的浮箱(2)中心线对称设置的两个齿轮a(23)以及固定连接在所述轴b(22)两侧的齿轮b(24)和齿轮c(25);

在所述轴a(21)和轴b(22)的其中一侧,齿轮a(23)与齿轮b(24)相啮合且轴距用连接杆c(27)连接,连接杆c(27)在齿轮a(23)处固定连接,在齿轮b(24)处可转动连接;在所述轴a(21)和轴b(22)的另一侧,齿轮a(23)与齿轮d(26)相啮合,齿轮d(26)和齿轮c(25)相啮合;

齿轮a(23)、齿轮d(26)和齿轮c(25)并排传动且轴距用所述连接杆c(27)连接,连接杆c(27)在齿轮a(23)、齿轮d(26)处是固定连接,在齿轮c(25)处是可转动连接;所述轴b(22)上还设置有增速齿轮(29),所述增速齿轮(29)还与发电机(37)连接,所述顶板(7)上且靠近前板(9)的半边,设置两排上轮齿(30),所述两排上轮齿(30)分别与该侧的两个齿轮a(23)相啮合,在底板(8)上且靠近后板(10)的半边,设置两排下轮齿(31),所述两排下轮齿(31)分别与该侧的两个齿轮a(23)相啮合。

4.根据权利要求3所述的装配薄膜浮式发电防波堤,其特征在于:所述齿轮b(24)一侧的上轮齿(30)齿尖斜向前板(9),下轮齿(31)齿尖斜向后板(10);所述齿轮c(25)一侧的上轮齿(30)齿尖斜向后板(10),下轮齿(31)齿尖斜向前板(9);所述上轮齿(30)、下轮齿(31)和齿轮a(23)的轮齿均为软齿单向齿轮,在非啮合方向上不传动。

5.根据权利要求4所述的装配薄膜浮式发电防波堤,其特征在于:所述顶板(7)四周设有多个预留孔a(12),所述框架(3)与浮箱(2)连接的为第一层,所述框架(3)之间或框架(3)与浮箱(2)之间通过连接块a(16)固定连接,所述预留孔a(12)的数量和第一层框架(3)的竖杆(15)数量一致,第一层框架(3)的竖杆(15)插入预留孔a(12)并通过连接块a(16)与顶板(7)固定连接。

6.根据权利要求4所述的装配薄膜浮式发电防波堤,其特征在于:所述支撑杆(28)设置在浮箱(2)的高度中部位置且靠近侧板(11)设置。

7.根据权利要求4所述的装配薄膜浮式发电防波堤,其特征在于:所述增速齿轮(29)设置在齿轮c(25)远离侧板(11)一侧。

8.根据权利要求4所述的装配薄膜浮式发电防波堤,其特征在于:所述侧板(11)的长度为防波堤单元(1)的长度L,所述前板(9)的长度为防波堤单元(1)的宽度B,所述浮箱(2)和框架(3)的总高度为防波堤单元(1)的高度H;所述防波堤单元(1)的长度L与入射波长之比大于0.25,高度H比波高高2m,宽度B为入射波长的1/2,所述薄膜(4)中,顶部薄膜(4)被所述浮板(17)分成两块,每块顶部薄膜的长度M顶要满足: 式中,N为浮板(17)沿波浪方向的长度;其他各层薄膜(4)的长度M要满足1.2L≥M>L,其中部都设有孔洞(39),所述薄膜(4)的层间距为0.1‑0.3倍的高度H;所述连接杆a(19)的长度M杆a要满足:其中A为所述浮箱(2)的高度;所述连接杆b(20)的长度M杆b要同时满

足: 其中D为轴a(21)到前板(9)的最小

水平距离,R为齿轮a(23)的半径。

9.根据权利要求4所述的装配薄膜浮式发电防波堤,其特征在于:在所述顶板(7)中部设置有阻尼板(38),顶板(7)与连接杆b(20)接触部分设置有沿波浪方向设置的密封缝(36),所述系泊系统(6)包括链扣(40)、锚链(42)以及锚块(43);所述链扣(40)通过预留孔b(13)将两个防波堤单元(1)扣接在一起;所述锚块(43)设置在水底,所述锚链(42)两端分别与浮箱(2)和锚块(43)固定连接。

10.一种适用于权利要求4至9任一项所述的装配薄膜浮式发电防波堤的使用方法,其特征在于:具体步骤如下:

步骤一、依据实际防波需求,对多个防波堤单元(1)排列组合,使前板(9)在迎浪一侧,通过链扣(40)连接,形成防波堤整体;

步骤二、对防波堤单元(1)的所有零件分别进行预制,在施工现场进行层层组装,最后将连接杆a(19)连接连接杆b(20)和浮板(17);

步骤三、将所述防波堤单元(1)置于水中,使框架(3)顶部与静水面齐平;在波浪作用下,当浮板(17)升高时,两个连接杆b(20)将分别拉动两个轴a(21)向浮箱(2)中部移动,齿轮c(25)一侧的齿轮a(23)做逆时针转动,将通过齿轮d(26)带动齿轮c(25)做逆时针转动,轴b(22)和增速齿轮(29)同时逆时针转动,进而带动发电机(37)发电;当浮板(17)降落时,两个连接杆b(20)将分别推动两个轴a(21)向浮箱(2)两端移动,齿轮b(24)一侧的齿轮a(23)做顺时针转动,将带动齿轮b(24)做逆时针转动,轴b(22)和增速齿轮(29)同时逆时针转动,进而带动发电机(37)发电;

步骤四、当轴a(21)、轴b(22)在发电箱(34)内水平往复移动时,将切割磁力线发电。