КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБ ПОДВОДНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
DESIGN AND METHOD FOR UNDERWATER ACTIVITY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к конструкции и способу подводной деятельности, например, такой как подводные виды спорта, обучение им и подводное плавание с аквалангом. Более конкретно, настоящее изобретение относится к конструкции для подводной деятельности, которая содержит резервуар, полностью или частично заполненный водой и оснащенный одним или более проемами для входа в резервуар и в находящуюся в нем воду.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для человека подводная среда является враждебной, и длительное нахождение под водой требует специальных средств, главным образом, обеспечивающих наличие воздуха для дыхания под водой. Таким образом, вся деятельность, осуществляемая под водой, связана с определенными опасностями для человека. Из-за этих опасностей, в сочетании с естественным страхом человека перед глубоководными местами, большинство людей никогда даже не пытается заняться каким-либо видом подводной деятельности.
В связи с этим существует необходимость в конструкции, которая обеспечивала бы возможность опробования людьми различных видов подводной деятельности или обучения им без основных опасностей и страхов, связанных с этими видами деятельности.
Кроме того, любые виды подводной деятельности или спорта являются довольно-таки проблематичными с точки зрения их наблюдения зрителями.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель изобретения состоит в том, чтобы смягчить или полностью устранить проблемы, относящиеся к известному уровню техники. Более конкретно, цель настоящего изобретения состоит в создании конструкции, обеспечивающей возможность легкого и безопасного обучения и опробования подводной деятельности. Дополнительная цель изобретения состоит в обеспечении возможности зрителям легкого наблюдения за подводной деятельностью, находясь вне воды.
Указанная цель изобретения может быть достигнута с использованием отличительных признаков независимых пунктов формулы изобретения
Настоящее изобретение относится к конструкции для подводной деятельности по пункту 1. Дополнительно, настоящее изобретение относится к способу подводной деятельности по пункту 14.
Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения конструкция для подводной деятельности содержит резервуар, имеющий по меньшей мере одну стенку, такую как вертикальная (или проходящая вверх) стенка (стенки), формирующую внутри резервуара пространство, предназначенное для заполнения полностью или частично водой. Дополнительно, этот резервуар содержит по меньшей мере один проем для входа в резервуар, который предпочтительно расположен в нижней части резервуара. Дополнительно, данная конструкция содержит контейнер, предназначенный для заполнения по меньшей мере частично водой. Этот контейнер предпочтительно вмещает в себя резервуар так, что нижняя часть резервуара, имеющая проем, располагается ниже уровня поверхности водной массы указанного контейнера. Кроме того, нижняя часть резервуара, будучи помещенной внутрь контейнера, формирует вместе со стенкой контейнера и уровнем поверхности водной массы в этом контейнере верхнюю часть контейнера так, что эта верхняя часть контейнера через проем нижней части резервуара поддерживает разность давлений между верхней частью контейнера и пространством внутри резервуара, когда в это пространство введена вода.
Согласно иллюстративному варианту реализации настоящего изобретения данная конструкция содержит также средства создания давления для создания избыточного давления в верхней части контейнера так, чтобы это избыточное давление обеспечивало подачу воды из контейнера внутрь резервуара через проем нижней части резервуара за счет разности давлений между верхней частью контейнера и пространством внутри резервуара.
Дополнительно, согласно иллюстративному варианту реализации настоящего изобретения указанная конструкция содержит также соединенные с контейнером средства воздушно-шлюзового типа так, чтобы пользователи могли входить в контейнер через эти средства воздушно-шлюзового типа и затем входить в резервуар через по меньшей мере один проем нижней части резервуара.
Кроме того, стенки резервуара предпочтительно являются прозрачными или эти стенки содержат по меньшей мере прозрачные секции для обеспечения возможности наблюдения извне за деятельностью, осуществляемой внутри резервуара.
Дополнительно, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения данная конструкция может быть оснащена множеством этажей или палуб, так что резервуар проходит в вертикальном направлении через это множество этажей. Резервуар может проходить, например, через все указанные этажи или палубы плавучего сооружения, так что верхняя поверхность резервуара может располагаться, по существу, на одном уровне с крышей плавучего сооружения.
Данная конструкция может также содержать горизонтально проходящую этажную конструкцию, соединенную со стенками резервуара. Эта этажная конструкция может быть соединена со стенками резервуара так, чтобы вода и/или пользователи могли перемещаться с одной стороны этой этажной конструкции на другую сторону через области, расположенные по краям этой этажной конструкции. В другом варианте эта этажная конструкция может быть соединена водонепроницаемым образом со стенками резервуара. Данная горизонтально проходящая этажная конструкция может также быть выполнена с возможностью регулировки по вертикали. Эта горизонтально проходящая этажная конструкция может также использоваться, например, для обустройства различных видов игровых площадок на судне.
Согласно одному из вариантов стенки резервуара, в частности вертикально проходящие стенки, предпочтительно оснащены множеством воздушных шлюзов для входа в воду внутри резервуара и выхода из нее. Например, в плавучем сооружении, выполненном с несколькими этажами, каждый этаж может иметь один или более воздушных шлюзов для доступа к воде внутри резервуара.
Данная конструкция может также быть оснащена множеством жилых помещений с комнатами для ночевки пользователей, так что это плавучее сооружение может функционировать, например, в качестве гостиницы. Кроме того, эта конструкция может быть также оснащена помещениями для общественного питания, употребления напитков и помещениями для развлечений, например, такими как рестораны, бары, театры и кинотеатры.
Для перемещения данного плавучего сооружения по воде эта конструкция предпочтительно оснащена подходящей движительной системой. Данная движительная система может содержать один или более винтов с двигателями для их вращения. Движительная система может содержать, например, один или более движителей азимутального типа. В другом варианте данная конструкция может перемещаться по воде, например, с помощью буксира.
Предпочтительно данная конструкция оснащена также якорной системой для закрепления конструкции в подходящем месте на воде. Эта якорная система может содержать один или более якорей, соединенных с плавучей конструкцией с помощью канатов или цепей, и лебедки для подъема и опускания этих якорей. В другом варианте якорная система может содержать неподвижные якорные базы на дне водоема большего размера, например, такого как озеро, море, океан или река, причем якорная база или базы могут использоваться для закрепления плавучего сооружения.
Для перемещения людей на данную конструкцию и с нее, когда она находится в плавающем положении, крыша плавучей конструкции может быть оснащена взлетно-посадочной полосой или вертолетной площадкой. В другом варианте или дополнительно плавучее сооружение может быть оснащено демонтируемым или постоянным причалом, обеспечивающим возможность для пассажиров заходить на плавучую конструкцию и сходить с нее.
Настоящее изобретение обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с известным уровнем техники; например, оно обеспечивает возможность легкого и безопасного обучения или опробования подводной деятельности, а также обеспечивает возможность для зрителей легко наблюдать за подводной деятельностью вне воды. Кроме того, согласно настоящему изобретению обеспечивается возможность обучения или опробования подводной деятельности внутри высокого прозрачного резервуара, так что можно, находясь над уровнем моря или земли, погружаться в воду и как бы «подниматься» в одно и то же время. Таким образом, в процессе обучения или опробования пользователь может одновременно ощущать оба естественных страха, страха глубоководных мест и страха высоты, благодаря прозрачным стенкам резервуара.
В настоящем документе глагол «содержать» используется в открытом ограничительном смысле, который не исключает, но и не требует наличия неупомянутых отличительных признаков. Отличительные признаки, упомянутые в зависимых пунктах, свободно комбинируются друг с другом, если однозначно не оговорено иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на иллюстративные варианты согласно сопроводительным чертежам, на которых:
фиг. 1 показывает принципиальное устройство иллюстративной конструкции для подводной деятельности согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;
фиг. 2А-2С показывают виды сбоку иллюстративной конструкции для подводной деятельности согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения в состоянии, когда конструкция заполнена водой;
фиг.3 показывает схематичное изображение конструкции для подводной деятельности согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения;
фиг. 4А, 4В показывают схематичные виды сверху двух иллюстративных резервуаров для конструкции для подводной деятельности согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;
фиг. 5А, 5В схематично показывают конструкцию для подводной деятельности согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения и
фиг. 6 показывает иллюстративную плавучую конструкцию для подводной деятельности согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Фиг. 1 так же, как фиг. 2А-2С, показывает принципиальное устройство иллюстративной конструкции 100 для подводной деятельности согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения. Эта конструкция содержит резервуар 101, содержащий вертикальные стенки 102, образующие внутри резервуара 101 пространство, предназначенное для заполнения полностью или частично водой 103.
Дополнительно, резервуар 101 содержит по меньшей мере один проем 104а, 104b для входа в резервуар. По меньшей мере один прием 104а предпочтительно расположен в нижней части резервуара. Дополнительно, конструкция содержит контейнер 105, предназначенный для заполнения полностью или частично водой 103. Этот контейнер предпочтительно вмещает в себя резервуар так, что нижняя часть резервуара с проемом 104а располагается ниже уровня поверхности водной массы 103 в контейнере 105. Кроме того, нижняя часть резервуара 101, будучи помещенной внутрь контейнера 105, формирует, вместе с его стенками ниже уровня поверхности водной массы 103 и стенкой 106 контейнера и уровнем поверхности водной массы 103 в указанном контейнере 105, верхнюю часть 107 контейнера, так что эта верхняя часть 107 через проем 104а нижней части резервуара поддерживает разность давлений между верхней частью 107 контейнера и пространством внутри резервуара 101, когда вода введена в пространство внутри резервуара 101 (как показано на фиг. 2В, 2С, в результате повышения давления в части 107).
Конструкция 100 может также содержать средства 108 создания давления, предназначенные для создания избыточного давления в верхней части 107 контейнера 105 так, что это избыточное давление обеспечивает подачу воды 103 из контейнера 105 внутрь резервуара 101 через проем 104а нижней части резервуара за счет разности давлений между верхней частью 107 контейнера и пространством внутри резервуара 101. Средства 108 создания давления могут быть средствами двойного действия, так что их можно использовать для повышения давления в части 107 и, следовательно, для повышения уровня воды в резервуаре 101, а также для снижения давления в части 107 и, следовательно, для снижения уровня воды в резервуаре 101. Дополнительно, средства 108 создания давления могут использоваться для удаления воздуха из контейнера и подачи воздуха в этот контейнер.
Фиг. 2А показывает состояние, в котором отсутствует существенная разность давлений между верхней частью 107 контейнера 105 и пространством внутри резервуара 101, вследствие чего уровень 103 поверхности водной массы 103 в контейнере 105 и в резервуаре 101 находятся, по существу, на одном уровне. Однако, когда в верхней части 107 контейнера 105 (например, с помощью средств 108 создания давления) создано избыточное давление, это избыточное давление заставляет воду 103 поступать из контейнера 105 в резервуар 101 через проем (проемы) 104а нижней части резервуара за счет разности давлений, в результате чего уровень 103 поверхности водной массы 103 в резервуаре 101 повышается (пропорционально разности давлений) по сравнению с уровнем 103 поверхности водной массы в контейнере 105 (см. фиг. 2В). Чем выше избыточное давление, создаваемое в верхней части 107, тем больше повышается уровень водной массы 103 в резервуаре 101, как можно видеть на фиг. 2С.
Взаимосвязь между разностью давлений и высотой уровня воды в резервуаре может быть выражена следующей формулой:
ΔР=ρgh,
3
2
где ΔР = разность давлений, ρ = плотность воды [1000 кг/м], g = ускорение свободного падения [9,81 м/с] и h = высота уровня воды.
Например, высота уровня 103 поверхности водной массы 103 в резервуаре 101, равная примерно 5 метрам, будет достигнута, если избыточное давление в верхней части 107 контейнера 105 составляет примерно 0,5 бар относительно давления над уровнем 103 поверхности водной массы 103 в резервуаре 101. Соответственно избыточное давление примерно 1,0 бар обеспечивает возможность повышения уровня 103 поверхности водной массы 103 в резервуаре 101 до примерно 10 м и избыточное давление примерно 2,0 бар - для повышения до 20 м.
Данная конструкция может также содержать воздушно-шлюзовые средства 109, соединенные с контейнером 105 (и/или с резервуаром 101) так, чтобы пользователи могли входить в контейнер 105 (и/или в резервуар 101) через эти воздушно-шлюзовые средства и затем входить в резервуар 101 из контейнера 105 через проем 104а нижней части резервуара 101.
Согласно одному из вариантов стенки 102 резервуара 101 предпочтительно являются прозрачными или стенки 102 содержат по меньшей мере прозрачные секции для обеспечения возможности наблюдения извне резервуара 101 за деятельностью, осуществляемой внутри этого резервуара.
Даже несмотря на то, что конструкция 100 содержит проем (проемы) 104а нижней части резервуара 101 (достигающие воды в контейнере 105), конструкция может также содержать дополнительный проем (проемы) 104b, например, в верхней части резервуара 101 так, чтобы пользователи могли входить в резервуар 101 через его верхнюю часть (например, прыгая в воду 103 в резервуаре 101).
Верхняя поверхность контейнера 105 предпочтительно оснащена закрываемым проемом 110, который может использоваться для аварийного опорожнения резервуара. Когда проем 110 открыт, избыточное давление сбрасывается, и в результате вода сливается из резервуара 101 обратно в контейнер 105.
Данная конструкция с резервуаром 101 и контейнером 105 может быть соединена с плавучей платформой 111. В этом иллюстративном варианте плавучая платформа 111 может поддерживать резервуар 101 и контейнер 105 и сохранять их в плавающем состоянии на поверхности воды подходящего водоема, такого как озеро, река или море.
Эта плавучая платформа 111 предпочтительно является достаточно большой для того, чтобы обеспечить помещение для зрителей, наблюдающих за подводной деятельностью внутри заполненного водой резервуара 101. Плавучая платформа 111 может быть оснащена сидячими местами для зрителей и может быть выполнена достаточно большой для того, чтобы на ней были размещены надлежащие объекты, например, для снабжения зрителей продуктами и напитками, а также для предоставления других услуг. Плавучесть плавучей платформы 111 может быть обеспечена, например, путем использования надлежащего плавучего материала для платформы и/или с помощью понтонов и поплавков.
Дополнительно, конструкция может содержать средства 114 для заполнения контейнера 105 водой и средства 115 для выпуска воды из него.
Фиг. 3 показывает схематичный вид конструкции 100 для подводной деятельности согласно альтернативному варианту реализации настоящего изобретения; в этом варианте резервуар 101 содержит закрытую верхнюю часть, т.е. в этой верхней части резервуара отсутствует проем, в отличие от варианта, показанного на фиг. 2А-2С. Дополнительно, резервуар 101 расположен частично внутри крытого «плавательного бассейна» 301 (или контейнера), образуя также соответствующую верхнюю часть 107, как в вариантах на фиг. 1 и 2А-2С. В данном варианте резервуар 101, выполненный из прозрачного материала, частично заполнен водой 103 и поддерживается с помощью опорной конструкции, в данном случае - с помощью стоек 302, на дне крытого плавательного бассейна 301. Резервуар 101 имеет нижнюю поверхность, расположенную ниже уровня воды в крытом плавательном бассейне 301 и открытую так, чтобы обеспечить возможность входа в резервуар и находящуюся в нем воду. В данном контексте частичное заполнение резервуара 101 водой 103 означает, что уровень поверхности воды внутри резервуара существенно выше, чем уровень окружающей водной массы, с целью обеспечения достаточной для подводной деятельности водной массы внутри резервуара.
Резервуар 101 может быть частично или полностью заполнен водой с помощью впускной трубы и насоса 303, и вода изнутри резервуара может быть слита с помощью выпускной трубы и насоса 304, когда резервуар полностью или частично заполнен водой, с целью обеспечения циркуляции воды внутри резервуара. Когда производится слив воды из резервуара 101, в этом процессе могут использоваться обе трубы и оба насоса 303 и 304 путем простого изменения направления работы подходящего насоса в обратном направлении. Аналогичным образом, выпускная труба и насос 304 могут использоваться для заполнения резервуара 101 водой.
Верхняя поверхность резервуара 101 оснащена впускным и выпускным воздушными трактами и насосами 305, 306. Выпускной воздушный тракт и насос 306 необходимы для создания частичного разрежения или пониженного давления внутри резервуара 101, когда этот резервуар заполнен водой, так, чтобы вода оставалась внутри резервуара и не вытекала из него наружу. Когда достигнут надлежащий уровень воды в резервуаре 101, впускной воздушный тракт и насос 305 приводятся в действие с целью поддержания этого надлежащего уровня воды внутри резервуара и обеспечения замены воздуха внутри незаполненной части этого резервуара. Одновременно с этим отключаются впускная водяная труба и насос 303 либо приводятся в действие выпускная водяная труба и насос 304.
Верхняя поверхность резервуара 101 оснащена также закрываемым проемом 307, который может использоваться для аварийного опорожнения резервуара или для обеспечения опорожнения резервуара, когда производится слив воды из него, например, через водяные трубы и насосы 303 и 304. В этом случае (аварийное опорожнение) закрываемый проем 110 также открывается с целью сброса разности давлений и экстренного слива воды из резервуара в контейнер или плавательный бассейн на фиг. 3.
Фиг. 4А и 4В показывают схематичные виды сверху двух иллюстративных резервуаров 101 конструкции 100 для подводной деятельности согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения. В вариантах, показанных на этих чертежах, резервуары 101, подлежащие по меньшей мере частичному заполнению водой (аналогично, например, конструкциям на фиг. 1, 2А-2С и 3), выполнены в виде круглых или многоугольных объектов, имеющих в середине открытое помещение 112 для зрителей, в дополнение к помещению, окружающему резервуар. Рядом с внешним краем резервуара 101 расположен контейнер 105 с проемом 104а в его нижней части (не показана на фиг. 4А, 4В) для входа в полностью или частично заполненный водой резервуар и поддержания разности давлений между верхней частью контейнера и резервуаром, как описано выше по ссылочному номеру 107 на фиг. 1 и 2А-2С.
В середине резервуара 101 расположен проход 113 для входа в открытое помещение 112; этот проход предпочтительно содержит мост над контейнером 105 и тоннель через резервуар 101.
Фиг. 5А и 5В схематично показывают конструкцию 100 для подводной деятельности согласно еще одному альтернативному варианту реализации настоящего изобретения. Фиг. 5А показывает схематичный вид сверху конструкции 100, а фиг. 5В показывает схематичный вид сбоку с поперечным сечением конструкции 100. В этих вариантах резервуар 101 покрывает внутреннее помещение 112 для зрителей. По периферии нижняя часть резервуара 101 окружена контейнером 105 (например, подобно тому, как показано на фиг. 2А-2В) с проемом 104а (не показан на фиг. 5А, 5В) для входа в полностью или частично заполненный водой резервуар 101. Для входа зрителей во внутреннее помещение 112 предусмотрен проход 113, который над контейнером 105 и через резервуар 101 проходит до внутреннего помещения.
Таким образом, конструкция 101 может содержать помещение 112 для зрителей, окруженное и/или покрытое резервуаром 101. Кроме того, согласно одному из вариантов помещение для зрителей может быть выполнено внутри стенки резервуара 101.
Фиг. 6 показывает иллюстративную плавучую конструкцию 200 для подводной деятельности согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, которая содержит резервуар 101, окруженный множеством этажей или палуб. По меньшей мере некоторые из этажей этой плавучей конструкции 200 содержат комнаты или другие помещения 601 вокруг и рядом с резервуаром 101, из которых деятельность, осуществляемая внутри резервуара, может наблюдаться через прозрачные стенки или прозрачные части стенок резервуара. Эти помещения 601 могут быть оснащены креслами или другими предметами для сидения, например, как в театрах или кинотеатрах.
По меньшей мере некоторые из этажей плавучей конструкции 200 могут также содержать жилые квартиры 602, например, в виде гостиничных номеров, где пассажиры или гости могут переночевать.
Верхний этаж 603 плавучей конструкции 200 может быть оснащен ресторанами, барами, казино и другими объектами, удовлетворяющими нужды гостей или пассажиров.
Предпочтительно плавучая конструкция 200 дополнительно содержит по меньшей мере средства 108, 110, 115, 116, а также, возможно, другие средства, необходимые для поддержания плавучей конструкции в рабочем состоянии, в том числе электрогенерирующие средства, средства кондиционирования, а также средства создания разности давлений между верхней частью 107 контейнера 105 и внутренней областью резервуара 101 так, чтобы уровень воды в резервуаре 101 мог подняться достаточно высоко. Нижний этаж плавучего устройства может быть оснащен оборудованием, необходимым для проведения различных видов подводных шоу или спортивных соревнований внутри резервуара 101.
От поверхностей днища плавучей конструкции может выступать азимутальный движитель 604, используемый для перемещения плавучей конструкции и рулевого управления ею на воде. Подводная часть плавучей конструкции может также содержать якорную систему, имеющую якорные канаты или цепи, которые используются для постановки на якорь плавучей конструкции на воде.
Конструкция 200 может также быть оснащена воздушными шлюзами 109, которые обеспечивают возможность входа и выхода из воды внутри резервуара 101.
Плавучая конструкция 200 может также быть оснащена постоянной или демонтируемой причальной платформой 111, которая обеспечивает возможность для судов, лодок, гидропланов и т.п. причаливать к плавучей конструкции с целью высадки пассажиров и/или гостей на плавучее сооружение и их снятия с него. Для перевозки пассажиров и гостей верхняя поверхность или крыша плавучей конструкции 200 может быть оснащена взлетно-посадочной полосой или вертолетной площадкой.
Как можно понять из приведенного выше описания вариантов, изображенных на приложенных чертежах, конструкция согласно настоящему изобретению может применяться в виде отдельного плавучего сооружения, в виде комбинированной конструкции с уже существующим (крытым) бассейном с водой на земле или в виде отдельного конструкционного объекта, содержащего окружающий крытый бассейн (контейнер) или водную массу. Например, варианты на фиг. 1, 5А и 5В могут представлять собой плавучий объект или отдельный конструкционный объект, построенный на земле и содержащий крытый бассейн (т.е. контейнер) для необходимой окружающей водной массы. Кроме того, необходимо отметить, что, например, верх (верхняя часть) резервуара 101 может быть как закрытым, так и открытым (с проемом 104b).
Таким образом, очевидно, что любые из вышеописанных вариантов или их модификаций или их комбинаций, понятных специалистам в данной области техники, могут быть применены в виде плавучих сооружений или в виде конструкций, расположенных на земле и содержащих, например, подходящий (крытый) бассейн или водную массу.
Конкретные иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения, показанные на чертежах и описанные выше, не должны рассматриваться как ограничительные. Для специалистов в данной области техники очевидно, что резервуар может иметь любые подходящие формы и размеры и быть выполненным из любого подходящего прозрачного материала. Кроме того, в другом варианте необходимая прозрачность может быть достигнута путем применения прозрачных частей или секций в стенках резервуара. Помимо этого, подходящее помещение для зрителей может быть выполнено внутри стенки резервуара. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается только вышеописанными вариантами.
Настоящее изобретение было пояснено выше со ссылками на вышеупомянутые варианты, и был продемонстрирован ряд преимуществ настоящего изобретения. Очевидно, что настоящее изобретение не только не ограничивается этими вариантами, но и содержит все возможные варианты в рамках идеи и объема изобретения и приведенной ниже формулы изобретения.