本實用新型涉及一種水上施工防護裝置，尤其涉及一種兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置。

背景技術：

進入21世紀以后，化石能源消耗加劇、不可再生能源出現(xiàn)短缺，對海洋資源進行進一步探索、大力開發(fā)和利用新能源，對社會經(jīng)濟的迅速和持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。為了實現(xiàn)對海洋資源的開發(fā)和利用，海洋工程逐漸興起。但由于波浪具有巨大的破壞力，在海上施工的過程中，波浪的沖擊作用不僅極易對海上建筑物造成破壞，而且會對施工過程中運輸材料的船只的通行造成不利影響，從而增加施工難度，延誤工期。因此采取一定措施削弱波浪能對施工水域的影響，以保證工程順利進行顯得尤為必要。

此外，海上施工所需要的電力通常由傳統(tǒng)的化石能源轉化得到或者由內陸鋪設電纜直接供給，化石能源的轉化會產(chǎn)生大量的污染，并且燃料有限，需要轉運更換，造價較高；鋪設電纜則會耗費大量的人力物力，增加工期。而從波浪巨大的破壞力可知，波浪攜帶了巨大的能量，是海洋資源中極具潛力的一種能源，且其與太陽能、風能一樣屬于用之不竭的清潔能源，不會對環(huán)境造成影響。若能對波能加以利用，可大大降低發(fā)電成本。而海上施工區(qū)域通常處于深海，其波能尤為豐富，若能將海上施工區(qū)域的波能加以利用，將其轉化成電能，則在施工區(qū)域可形成獨立的供電系統(tǒng)，滿足用電需求，從而避免工期延誤的風險，減少鋪設電纜及燃燒化石能源等的費用。

本實用新型的發(fā)明有效地解決了上述問題，通過將波浪發(fā)電和海上施工防護結合起來，在減弱波浪影響、為海上工程提供有利的施工環(huán)境的同時，利用波能發(fā)電，為工程提供電力支持，節(jié)約成本；同時，該施工防護裝置可攔截部分施工廢棄物，減少工程對海洋生態(tài)環(huán)境的影響，具有很大的經(jīng)濟效益和社會意義。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型設計開發(fā)了一種兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置，該裝置在加強施工防護消浪效果的同時，可利用波能發(fā)電降低施工成本。

本實用新型的技術方案為：一種兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置，包括多個浮體單元，每個浮體單元包括：浮體、透平式發(fā)電機、通氣管道、壓力傳感器、通氣開關等。其特征在于，波浪從導流孔進入浮體內部，壓迫氣囊產(chǎn)生明顯變形，引起囊內氣體進行往復運動，驅動發(fā)電機發(fā)電。由外部水囊和內部氣囊組成的浮體，通過氣流通道與發(fā)電機相連，發(fā)電機安裝在單元體連接處上方。

所述兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置，其特征在于，外部水囊迎浪側開有導流孔，呈“一”字型排列，波浪可通過導流孔進入浮體內部，壓迫內部氣囊，經(jīng)內壁反射回來后通過導流孔流出。

所述兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置，其特征在于，未安裝發(fā)電裝置的單元體作為裝有發(fā)電裝置的單元體的備用囊體，備用囊體的氣流通道上裝有壓力傳感器和通氣開關，開關的開閉受壓力傳感器控制。當波浪較小時，氣流通道內氣壓較低，壓力傳感器控制通氣開關打開，兩囊體共同驅動發(fā)電機發(fā)電，反之，開關關閉，備用囊體不參與發(fā)電，只起消浪和防護作用。

所述兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置，其特征在于，單元體之間通過連接構件連接固定，各個單元體緊密連接成為一個整體；該裝置配有錨固系統(tǒng)，錨固系統(tǒng)的錨鏈與浮體連接的一端套一彈簧，彈簧與錨鏈一起固定在浮體上，處于彈簧內部的錨鏈的長度小于彈簧能達到的極限彈性形變。

所述兼具消浪、發(fā)電的施工防護裝置，其特征在于，在發(fā)電方裝置上方安裝有指示燈，可為施工區(qū)域提供照明，同時可警示附近船舶，防止船舶誤入施工區(qū)域。

本實用新型的有益效果為：(1)本實用新型所采用的兼具消浪和發(fā)電的施工防護裝置，在為施工水域提供平穩(wěn)環(huán)境的同時利用波能發(fā)電，為施工提供電力支持，節(jié)約成本；(2)波浪的一部分在外部水囊外表面反射消能，另一部分則通過導流孔進入水囊內部，經(jīng)內部空腔后在外部囊體內壁和內部氣囊表面反射，使波浪發(fā)生疊加、紊動作用加強，有效增強了消能效果；(3)備用囊體的存在，使得在水域較為平穩(wěn)、波浪不大的時段，裝置內的氣流運動強度仍足以驅動發(fā)電機發(fā)電，提高了發(fā)電的穩(wěn)定性，采用一對二發(fā)電機并排布置的形式，一次波浪沖擊可帶動兩臺發(fā)電機發(fā)電，增加了發(fā)電的效率；(4)本實用新型由多個浮體單元組合使用發(fā)揮作用，適用性好，可視水域條件和施工范圍自由調節(jié),能適應各種不同類型的開敞水域，因其單元體之間連接方式簡單，可快速拆卸；(5)本發(fā)明可阻擋一部分施工垃圾進入外部水域，工程結束后便于清理，減少了工程施工對水體產(chǎn)生的污染。

附圖說明

圖一為本實用新型所述的兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置示意圖。

圖二為本實用新型所述的兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置浮體的正視圖。

圖三為本實用新型所述的兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置浮體的側視圖。

圖四為本實用新型所述的兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置備用囊體氣流通道細部構造圖。

圖五為本實用新型所述的兼具消浪、發(fā)電的水上施工防護裝置實用時的平面布置圖。

圖中，本實用新型的各組成部分為：1-外部水囊，2-內部氣囊，3-導流孔，4-發(fā)電機1，5-發(fā)電機2，6-氣流通道1，7-氣流通道2，8-氣流通道3，9-連接構件，10-開關，11-壓力傳感器，12-彈簧，13-空腔，14-指示燈，15-浮體，16-發(fā)電裝置。

具體實施方式

如圖一所示，該水上施工防護裝置由多個浮體單元組成，各單元之間通過設置在氣流通道端部的連接構件9固接，浮體通過底部的多組連接構件與錨固系統(tǒng)連接；每兩個浮體單元裝有一個發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包括發(fā)電機1和發(fā)電機2，安裝在單元體端部上方；氣流通道1分流為氣流通道2和氣流通道3，分別與兩臺發(fā)電機連接。

外部水囊迎浪側開有導流孔3，波浪傳播至防護裝置時，一部分在外部水囊外表面反射消能，另一部分則通過導流孔進入水囊內部，經(jīng)空腔13后，在外部囊體內壁反射，造成入射波與反射波相遇，加劇波能損耗，同時，波浪壓迫內部氣囊2使囊內氣流往復運動驅動發(fā)電機發(fā)電。

如圖四所示，為了適應不同時段不同的波浪強度，保持發(fā)電的穩(wěn)定性，每相鄰兩單元體只在一端安裝發(fā)電機，由兩個氣囊共同驅動其發(fā)電。未安裝發(fā)電裝置的單元體為安裝有發(fā)電裝置的單元體的備用囊體；當波浪較小，氣流通道內氣壓較低時，壓力傳感器控制開關打開，兩囊體同時驅動發(fā)電機發(fā)電，反之，開關關閉，備用囊體不參與發(fā)電，只起消浪和防護作用。其氣流通道6上裝有開關10，開關的開閉受壓力傳感器11控制。

為了使浮體能隨波浪的運動而上下浮動，以最大效率的收集波能、提高發(fā)電效率，在錨鏈與浮體連接的一端外套一彈簧，彈簧與錨鏈共同固定在浮體上。為了防止彈簧過度變形失效，處于彈簧內部的錨鏈的長度小于彈簧能達到的極限彈性形變。

在發(fā)電機頂部，安裝了指示燈14，由發(fā)電機供電。在發(fā)電機的阻擋下，燈光不可直接照射水面，防止光線反射影響工作人員視覺。

如圖五所示，所述施工防護裝置由多個單元體組合發(fā)揮作用，可視工程要求和規(guī)模在不同水域自由調整裝置形狀和大小，以實現(xiàn)施工環(huán)境平穩(wěn)，消波和發(fā)電效率最大化、污染物擴散最小化。