ВОЛНОПОГЛОЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
WAVE ABSORBING DEVICE

Настоящее изобретение относится к волнопоглощающему устройству, более конкретно к волнопоглощающему устройству, установленному под водой на море или реке, чтобы оказывать волнопоглощающее действие, таким образом предотвращая возможные разрушения вследствие цунами, высоких волн и подобного.
Для того чтобы предотвратить возможные разрушения, получаемые в результате цунами, высоких волн и подобного, раскрыты различные волнопоглощающие устройства, подлежащие установке в относительно мелководной береговой зоне. Примеры включают в себя волнорез, в котором множество V-образных изогнутых береговых тел обеспечены параллельно друг другу, выступая над водной поверхностью, и между смежными береговыми телами обеспечен V-образный изогнутый канал для воды (публикация японской нерассмотренной патентной заявки № Hei 6-212611), и волнопоглощающую конструкцию, содержащую одну или более волнопоглощающих секций, каждая из которых имеет дугообразную форму (по существу форму полусферы) навстречу волне при любом направлении распространения, и снабженную полой камерой внутри нее, причем полая камера сообщается с морской водой через отверстие, обеспеченное на участке, направляемом навстречу волне в обычном направлении распространения (публикация японской нерассмотренной патентной заявки № Hei 10-237842).
Эти традиционные волнопоглощающие устройства дороги сами по себе из-за их конструкций, трудоемки в установке и влекут дополнительные общие издержки. Чтобы устранить такие недостатки, настоящее изобретение уже раскрыло способ поглощения волн и волнопоглощающее устройство, имеющее простую конструкцию, имеющее относительно низкие стоимость самого устройства и затраты на установку и, кроме того, обеспечивающее эффективное волнопоглощающее действие (публикация японского патента № 3609052).
Волнопоглощающее устройство в соответствии с изобретением, раскрытое в публикации японского патента № 3609052, является волнопоглощающим устройством, содержащим одно или более волнопоглощающих тел, имеющих открытую сторону, продолжающуюся в продольном направлении, и C-образное сечение, подлежащим установке под водой в относительно мелководной береговой зоне, причем открытая сторона ориентирована навстречу направлению распространения волны и наклонена относительно направления распространения волны, и, таким образом, при соударении волны с мористым концом волнопоглощающего тела, обеспечивается создание потока в волнопоглощающем теле разностью давлений потока воды, вызванной между внутренней частью мористого конца волнопоглощающего тела и внутренней частью его берегового конца (см. фиг.7).
Таким образом, с волнопоглощающим устройством, раскрытым в публикации японского патента № 3609052, одно или более волнопоглощающих тел, имеющих открытую сторону, продолжающуюся в продольном направлении, и C-образное сечение, установлены под водой, выстроенные в линию в относительно мелководной береговой зоне, причем открытая сторона ориентирована навстречу направлению распространения волны и наклонена под углом 45 градусов относительно направления распространения волны, таким образом, значительный зазор образован между волнопоглощающими телами (см. фиг.7). Следовательно, волна может пройти сквозь зазор, что отрицательно сказывается на волнопоглощающем действии устройства.
Патентный документ 1: Публикация японской нерассмотренной патентной заявки № Hei 6-212611
Патентный документ 2: Публикация японской нерассмотренной патентной заявки № Hei 10-237842
Патентный документ 3: Публикация японского патента № 3609052
Как описано выше, с волнопоглощающим устройством, раскрытым в публикации японского патента № 3609052, волна может пройти сквозь зазор, что отрицательно сказывается на волнопоглощающем действии. Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение волнопоглощающего устройства, которое не имеет такой проблемы, оказывает надежное и эффективное волнопоглощающее действие, таким образом предотвращая возможные разрушения от цунами, высоких волн и подобного и обеспечивая нарастание песчаных пляжей.
Изобретением по п.1 для решения вышеупомянутой проблемы является волнопоглощающее устройство, содержащее одно или более волнопоглощающих тел, имеющих впускную боковую поверхность, образованную удалением части цилиндрического тела вдоль продольного направления, и C-образное сечение, подлежащее установке под водой в относительно мелководной береговой зоне, причем впускная боковая поверхность ориентирована навстречу направлению распространения волны и наклонена относительно направления распространения волны; причем волнопоглощающее тело доступно в виде более длинного волнопоглощающего тела или более короткого волнопоглощающего тела; причем более длинное волнопоглощающее тело снабжено прямоугольными разгрузочными отверстиями, образованными через соответствующие интервалы; причем при использовании множества более коротких волнопоглощающих тел соответствующие более короткие волнопоглощающие тела расположены на прямой линии, причем смежные открытые концы близко расположены напротив друг друга, причем зазор поддерживается между ними, таким образом, при соударении волны с мористым концом более длинного волнопоглощающего тела или мористым концом ряда более коротких волнопоглощающих тел создается поток внутри более длинного волнопоглощающего тела или внутри ряда более коротких волнопоглощающих тел разностью давлений потока воды, вызванной между внутренней частью мористого конца более длинного волнопоглощающего тела и внутренней частью его берегового конца или между внутренней частью мористого конца ряда более коротких волнопоглощающих тел и внутренней частью их берегового конца.
В одном варианте выполнения тело, поглощающее парциальные волны, имеющее такую же геометрию, что и волнопоглощающее тело, и такой же или меньший диаметр, чем диаметр волнопоглощающего тела, присоединено к верхней и/или нижней части волнопоглощающего тела, причем обеспечен соответствующий зазор. Кроме того, волнопоглощающее тело имеет установочные сваи, будучи зафиксированным в море посредством установочных свай.
Как видно из вышеприведенного описания настоящего изобретения, когда волна соударяется с мористым концом более длинного волнопоглощающего тела или мористым концом ряда более коротких волнопоглощающих тел, образуется поток внутри более длинного волнопоглощающего тела или внутри ряда более коротких волнопоглощающих тел разностью давлений потока воды, вызванной между береговым концом более длинного волнопоглощающего тела или между береговым концом ряда более коротких волнопоглощающих тел, причем отсутствует волна, нецелесообразно прошедшая через разгрузочные отверстия в более длинном волнопоглощающем теле или зазор между более короткими волнопоглощающими телами, чтобы отрицательно сказаться на волнопоглощающем действии; таким образом, обеспечивается надежное и эффективное волнопоглощающее действие, благодаря чему уменьшаются возможные разрушения вследствие цунами, высоких волн и подобного, и обеспечивается нарастание песчаного пляжа.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:
Фиг.1 - вид сбоку в перспективе одного примера волнопоглощающего устройства в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 - вид сбоку в перспективе другого примера волнопоглощающего устройства в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 - вид сбоку в перспективе еще одного примера волнопоглощающего устройства в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.4 - вид, изображающий способ установки волнопоглощающего устройства в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.5 - вид, изображающий способ установки волнопоглощающего устройства в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.6 - вид, изображающий рабочее положение волнопоглощающего устройства в соответствии с настоящим изобретением; и
Фиг.7 - вид, изображающий рабочее положение волнопоглощающего устройства, раскрытого в публикации японского патента № 3609052.
Предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения будет описан со ссылкой на сопровождающие чертежи. Волнопоглощающим устройством в соответствии с настоящим изобретением является волнопоглощающее устройство, содержащее одно или более волнопоглощающих тел 1, 1a, имеющих впускную боковую поверхность 2, образованную удалением части цилиндрического тела вдоль продольного направления, и C-образное сечение, подлежащее установке под водой в относительно мелководной береговой зоне, причем впускная боковая поверхность 2 ориентирована навстречу направлению распространения волны и наклонена, например, под углом 40 градусов относительно направления распространения волны.
Волнопоглощающее тело доступно в виде более длинного волнопоглощающего тела 1 или более короткого волнопоглощающего тела 1a, и при использовании одно или большее количество более длинных волнопоглощающих тел 1 расположены на прямой линии, и множество более коротких волнопоглощающих тел 1a расположены на прямой линии. Соответствующие волнопоглощающие тела 1, 1a снабжены установочными сваями 3, которые продолжаются из нижней или задней поверхности в направлении вниз, и соответствующие волнопоглощающие тела 1, 1a зафиксированы в море посредством этих установочных свай 3.
Например, как показано на фиг.4 и фиг.5, установочная свая 3 закреплена на крепежном участке 17 для установочной сваи, обеспеченном на задней поверхности волнопоглощающего тела 1, 1a. На верхнем участке установочной сваи 3 образован вставляемый участок 19, имеющий кольцевую утонченную часть 18, и на крепежном участке 17 для установочной сваи образовано установочное отверстие 20 для вставки вставляемого участка 19. И на среднем участке установочного отверстия 20 образован кольцевой участок 21 с V-образным желобом, и образован инжекционный канал 22, сообщающийся с кольцевым участком 21 с V-образным желобом и наружной поверхностью.
При монтаже установочной сваи 3 ее вставляемый участок 19 вставляется в установочное отверстие 20, и после этого из инжекционного канала 22 вводится связывающее вещество 23, такое как смола, раствор или подобное. Связывающее вещество 23 заполняет кольцевое пространство, имеющее сечение ромбовидной формы, которое образовано кольцевым участком 21 с V-образным желобом и кольцевой утонченной частью 18, и отверждается. Таким образом, установочная свая 3 прочно фиксируется, так что она не выйдет из крепежного участка 17 для установочной сваи.
Операция установки волнопоглощающего тела 1, 1a, снабженного такими установочными сваями 3, выполняется размещением подвесного средства 25, такого как трос или подобного, на верхней части волнопоглощающего тела 1, 1a, и прикреплением к нему крюка 26 крана, чтобы подвесить волнопоглощающее тело 1, 1a для опускания его на морское дно (см. фиг.4). Для того чтобы обеспечить легкое и быстрое выполнение операции установки на морское дно, включающей в себя регулировку высоты установки, канал 27 для воды, продолжающийся вдоль продольного направления установочной сваи 3, образован в ней, и в этот канал 27 для воды подается вода под высоким давлением.
Подаваемая под высоким давлением вода нагнетается из инжекционного сопла 29 на конце канала для воды в направлении морского дна, чтобы сдуть песок перед ним. Таким образом, образуется отверстие для заделывания установочной сваи 3, и, таким образом, опусканием волнопоглощающего тела 1, 1a установочная свая 3 может быть легко и плавно введена в отверстие для заделывания. Как только установочная свая 3 заделана на требуемую глубину, подача воды под высоким давлением прекращается, и крюк 26 крана убирается, затем непосредственно после этого песок вокруг установочной сваи 3 уплотняется, таким образом, установочная свая 3 прочно фиксируется.
Если ограничитель 30, который продолжается в радиальном направлении, обеспечен на среднем участке установочной сваи 3, дополнительное погружение установочной сваи 3, до того как песок вокруг нее уплотнится во время установки, может быть полностью предотвращено. Кроме того, также когда волнопоглощающее тело 1, 1a необходимо переместить из одного места установки в другое или когда необходимо отрегулировать уровень волнопоглощающего тела 1, 1a над уровнем морского дна, подача воды под высоким давлением в канал 27 для воды в установочной свае 3 таким же образом сделает окружающий песок зыбким, таким образом обеспечивая легкий подъем или удаление установочной сваи 3.
Волнопоглощающее тело 1, 1a имеет размеры, зависящие от величины высоких волн или цунами, которые можно ожидать в месте установки; например, более длинное волнопоглощающее тело 1 может иметь размеры приблизительно 15 м в длину и приблизительно от 2 до 5 м в диаметре, в то же время более короткое волнопоглощающее тело 1a может иметь длину приблизительно 3 м и диаметр приблизительно от 2 до 5 м.
В более длинном волнопоглощающем теле 1 прямоугольные разгрузочные отверстия 4 образованы через соответствующие интервалы, так что часть любой волны, втекающей внутрь более длинного волнопоглощающего тела 1, может вытечь через них (см. фиг.1). Таким образом, обеспечением разгрузочных отверстий 4 любая волна, втекающая в более длинное волнопоглощающее тело 1, разбивается для легкого рассеивания, причем поддерживается волнопоглощающее действие. Кроме того, наряду с этим предотвращается повреждение более длинного волнопоглощающего тела 1 чрезмерным давлением потока воды, которое будет приложено в отсутствие разгрузочных отверстий 4.
Кроме того, когда используется множество более коротких волнопоглощающих тел 1a, расположенные, соответствующие более короткие волнопоглощающие тела 1a расположены на прямой линии, таким образом, что смежные открытые концы близко расположены напротив друг друга, причем поддерживается соответствующий зазор 5 (см. фиг.2). Зазор 5 оказывает такое же действие, что и разгрузочные отверстия 4, и обеспечением вытекания части волны из зазора 5 волнопоглощающее действие поддерживается, и предотвращается повреждение более короткого волнопоглощающего тела 1a чрезмерным давлением потока воды, которое будет приложено в отсутствие зазора 5.
Геометрическая форма конца соответствующего волнопоглощающего тела 1, 1a в общем C-образна, как описано выше, однако тело 6, поглощающее парциальные волны, которое выполнено из C-образного цилиндра, имеющего такой же размер или меньший диаметр, может быть присоединено к верхней или нижней части волнопоглощающего тела 1, 1a (фиг.3А), или как к верхней, так и к нижней его части (фиг.3B) с соответствующим зазором 7 (фиг.3B). Также в этом случае более длинное волнопоглощающее тело 1 снабжено вышеупомянутыми прямоугольными разгрузочными отверстиями 4, и более короткие волнопоглощающие тела 1a соединены друг с другом, причем зазор 5 поддерживается. Зазор 7 оказывает такое же действие, что и вышеупомянутое разгрузочное отверстие 4 и зазор 5.
Как описано выше, одно или большее количество более длинных волнопоглощающих тел 1 расположены на прямой линии, будучи расположенными, и множество более коротких волнопоглощающих тел 1a расположены на прямой линии, будучи расположенными, соответствующие волнопоглощающие тела 1, 1a установлены под водой в относительно мелководной береговой зоне посредством установочной сваи 3.
Когда волна W сталкивается с волнопоглощающим устройством, установленным таким образом, сначала волна W соударяется с ближайшим (мористым) концом более длинного волнопоглощающего тела 1 или ближайшим концом ряда более коротких волнопоглощающих тел 1a, установленных под углом, например 40 градусов, относительно направления распространения волны W, причем давление потока воды достигает наибольшей величины на этом конце, когда более длинное волнопоглощающее тело 1 или ряд более коротких волнопоглощающих тел 1a рассматривается как одно целое. Следовательно, возникает значительная разность давлений потока воды между ближайшим и самым дальним концами более длинного волнопоглощающего тела 1 или ближайшим и самым дальним концами ряда более коротких волнопоглощающих тел 1a, и, таким образом, в более длинном волнопоглощающем теле 1 или ряду более коротких волнопоглощающих тел 1a вызывается поток от мористой стороны, где давление потока воды выше, к береговой стороне, где давление потока воды ниже, таким образом, гребень волны W разбивается (см. фиг.6A) на волны с меньшей высотой, последовательно проходящие через более длинное волнопоглощающее тело 1 или ряд более коротких волнопоглощающих тел 1a (см. фиг.6B).
Это явление возникает по всей длине более длинного волнопоглощающего тела 1 или ряда более коротких волнопоглощающих тел 1a по мере распространения волны W. Более того, когда гребень волны W проходит вблизи средней части более длинного волнопоглощающего тела 1 или ряда более коротких волнопоглощающих тел 1a, волна W разделяется на воду, текущую как в прямом, так и обратном направлении в более длинном волнопоглощающем теле 1 или ряду более коротких волнопоглощающих тел 1a. Таким образом, в то время как волна W проходит через более длинное волнопоглощающее тело 1 или ряд более коротких волнопоглощающих тел 1a, последовательно возникает явление уменьшения высоты волны, эффективное поглощение волны в целом достигается.
Выше настоящее изобретение было подробно описано в определенной степени и относительно наиболее предпочтительного варианта выполнения, однако, поскольку очевидно, что широкий диапазон различных вариантов выполнения может быть осуществлен без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, ясно, что настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами его выполнения, за исключением определенного в прилагаемой формуле изобретения.