Волнолом и блок кессонного волнолома

Группа изобретений относится к кессонному волнолому и, в частности, к блоку кессонного волнолома, содержащему колебательный водяной столб. Блок 100 кессонного волнолома имеет наветренную и подветренную стороны 110 и 120 и содержит колебательный водяной столб. Кессонный волнолом содержит основание 20, установленное на морском дне 5, и крышку 50, выполненную с возможностью размещения поверх основания 20. Основание 20 образует водозабор на наветренной стороне 110 и дополнительно образует водную колебательную камеру 21. Крышка 50 образует волноломную секцию 52 на наветренной стороне 110, турбинную камеру 51, по меньшей мере один воздуховод 58, соединенный с камерой 51. В крышку 50 встроена дополнительная по существу герметичная камера 57. Группа изобретений направлена на создание усовершенствованной волноломной конструкции. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 17 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится кессонному волнолому и, в частности, к блоку кессонного волнолома, содержащему колебательный водяной столб (OWC). Настоящее изобретение также относится к волноломной конструкции, содержащей множество указанных блоков, и к крышке, в частности подходящей для такого блока.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Волноломными конструкциями являются конструкции, которые обычно служат для уменьшения эрозии берега путем сокращения интенсивности действия волн. Они могут быть построены на берегу или рядом с берегом и могут быть использованы в качестве защитной границы для гавани или порта. Также известно их использование на расстоянии от берега (т.е. вдали от берега) для той же самой цели защиты берега, например пляжа.

[0003] Волноломные конструкции могут быть построены таким образом, что один их конец связан с берегом, или могут быть полностью отделены от берега. Известны конструкции плавучих волноломов или построенных на фундаментах, установленных на морском дне. Известны волноломы различных типов, например волноломы из каменной наброски (в которых используются, например, наклонные насыпи, например из камней, для рассеяния энергии волн), или кессонные, или понтонные волноломы (в которых используются кессоны или понтоны по существу для отклонения волн).

[0004] Кессонные волноломы могут содержать (усиленные) бетонные кессоны. Кессоны могут быть изготовлены в сухих доках, отбуксированы и погружены путем заполнения одной или большего количества ячеек в кессонах песком, гравием, или бетоном, или балластом любого другого вида.

[0005] Кроме того, известны волновые силовые установки с использованием колебательного водяного столба. В указанных волновых силовых установках повышающийся и падающий уровень воды в камере используется для создания колебательного воздушного потока, на пути которого размещена турбина. Обычно применяют так называемую турбину Уэллса для использования преимуществ воздушного потока, протекающего в двух направлениях. Генератор может быть функционально соединен с турбиной для выработки электроэнергии.

[0006] В документе ЕР 1518052 описан колебательный преобразователь энергии волн на основе водяного столба, который сформирован в кессонном волноломе. Другой пример комбинированной волноломной конструкции с колебательным водяным столбом описан в документе WO 2010/067177. В документе JP 10246171 описан колебательный водяной столб, который содержит камеру для отбора энергии, расположенную между водой и трубой, ведущей к воздушной турбине. В документе GB 2108590 описан преобразователь энергии волн в жидкости, построенный в форме бетонной конструкции, имеющей основание, снабженное балластными отсеками, боковыми стенками и задней стенкой, проходящей вверх от основания, крышей и поперечными стенками, проходящими между боковыми стенками вниз от крыши. Поперечная стенка завершается над основанием для формирования отверстия. Кроме того, из документа US 2005/0207844 А1 известен волнорез, снабженный вертикальным каналом, камерой, воздуховодом и самоочищающейся турбиной. В соответствии с колебаниями давления волны на наружное отверстие 6 вода попеременно входит и выходит, так что воздух в камере попеременно сжимается и расширяется, и поток воздуха производится с чередованием в воздушном канале. Вертикальный канал и камера образуют U-образную трубу, и воздух в камере действует как пружина. Собственный период колебаний в указанной U-образной трубе растет по мере того, как ширина вертикального канала уменьшается, и/или длина вертикального канала увеличивается, и/или ширина и высота камеры увеличивается. Указанный собственный период фиксируется близко к периоду волн, передающих наибольшее количество энергии волн в год, с тем чтобы накопить большое количество энергии волн. В свою очередь, в документе KR 10748369 В1 описан волнолом для выработки электроэнергии с использованием завихрений в камере с потоком воды, содержащий каменную наброску, кессон, камеру с потоком воды и водяное колесо. Каменная наброска опирается на поверхность под водой и закреплена на ней. Кессон опирается на каменную наброску, так что его часть выступает над поверхностью воды. Камера с потоком воды установлена на передней поверхности кессона. Водяное колесо установлено в камере с потоком воды для выработки электричества с использованием завихрений. В нижней части камеры с потоком воды передняя стенка расположена на заданном расстоянии по высоте от горизонтальной плиты для образования впускного отверстия для воды.

[0007] Несмотря на то что указанные известные системы предлагают предпочтительную комбинацию укрепления берегов и выработки электроэнергии из возобновляемого источника энергии, они имеют различные недостатки. В целом, в указанных конструкциях не учитывается рентабельность и экономическая эффективность.

[0008] Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованной волноломной конструкции.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Согласно первому аспекту предложен блок кессонного волнолома, имеющий наветренную и подветренную стороны и содержащий колебательный водяной столб, причем указанный кессонный волнолом содержит основание, установленное на морском дне, и крышку, выполненную с возможностью размещения поверх указанного основания по существу выше среднего уровня моря, при этом указанное основание содержит нижнюю часть, переднюю стенку, заднюю стенку и по меньшей мере одну промежуточную стенку между передней стенкой и задней стенкой, а указанные стенки проходят вверх от нижней части, причем указанное основание образует водозабор ниже уровня моря на наветренной стороне и дополнительно образует водную колебательную камеру, и при этом указанная крышка образует волноломную секцию на наветренной стороне, турбинную камеру, по меньшей мере один воздуховод, соединенный с указанной турбинной камерой, и дополнительно по существу герметичную камеру.

[00010] Таким образом обеспечена возможность модульного монтажа кессонного волнолома, содержащего колебательный водяной столб. Разделение на основание, которое устанавливается на фундамент и/или на морское дно, и крышку, которая расположена поверх основания, обеспечивает возможность раздельного изготовления и сборки. Основание может быть изготовлено в сухом доке, отбуксировано плавучим способом и затем погружено на заданном месте. Крышка может быть изготовлена отдельно, например, может содержать множество формованных бетонных секций и может быть транспортирована отдельно.

[00011] Поскольку колебательный водяной столб является встроенным в волноломную конструкцию, сборка и обслуживание колебательного водяного столба могут быть облегчены и удешевлены по сравнению с плавучими конструкциями. Кроме того, в крышку встроена по существу герметичная камера. Электрические кабели и преобразователи могут быть размещены в герметичной камере и таким образом могут быть защищены от морской воды и других влияний окружающей среды. При этом отсутствует необходимость в прокладке подводных кабелей для передачи электроэнергии на берег, поскольку волноломная конструкция имеет прямое соединение с берегом. Таким образом, предложенная конструкция снижает амортизационные издержки волнолома/ колебательного водяного столба. Электроэнергия, выработанная колебательным водяным столбом, может быть использована на месте, например, в гавани, расположенной на подветренной стороне волнолома. Дополнительный аспект, связанный с использованием преобразователя, установленного в герметичной камере, обеспечивает возможность генерирования подходящего переменного тока и непосредственной подачи в электрическую энергосистему.

[00012] Согласно некоторым вариантам реализации крышка дополнительно образует воздушную камеру ниже турбинной камеры, содержит отверстие для сообщения между водной колебательной камерой и воздушной камерой и дополнительно содержит клапан в указанном отверстии для выборочного перекрывания сообщения между водной колебательной камерой и воздушной камерой. Во время высоких волн и/или штормов турбина и относящееся к ней электрооборудование могут быть защищены путем закрытия указанного клапана.

[00013] Согласно некоторым вариантам реализации герметичная камера расположена по существу позади волноломной секции или между воздушной камерой и волноломной секцией. Согласно указанной конструкции пространство, расположенное позади волноломной секции, предпочтительно используется для размещения, например, преобразователя.

[00014] Согласно некоторым вариантам реализации указанный по меньшей мере один воздуховод может иметь отверстия на наветренной стороне. Согласно этой отличительной особенности любой шум, созданный турбиной и перемещающимся водяным столбом и колонной воздуха, направлен в наветренную сторону и вдаль, например, от порта и строений, расположенных на берегу. Кроме того, указанный по меньшей мере один воздуховод также содержит клапан для выборочного закрывания воздуховода. Колебательный водяной столб может быть защищен таким образом во время высоких волн или штормов.

[00015] Согласно некоторым вариантам реализации крышка содержит множество отлитых бетонных секций. Разделение крышки на секции во время предварительного изготовления облегчает общую сборку и, в частности, транспортировку крышки на место.

[00016] Согласно некоторым вариантам реализации по меньшей мере один блок может содержать ветрогенераторы и/или фотоэлектрические панели. Таким образом, электроэнергия, выработанная в волноломной конструкции, может быть увеличена. Таким образом, обеспечена возможность строительства вокруг порта волнолома, который может вырабатывать достаточную электроэнергию для удовлетворения всех или почти всех потребностей в электроэнергии в порту. Согласно некоторым вариантам реализации предложенный блок дополнительно содержит опреснительную установку. Выработанная энергия может быть использована локально в опреснительной установке. Опресненная вода может быть использована в порту или в гавани, в поселке или городе, расположенных на берегу.

[00017] Согласно другому аспекту, по существу описанному выше, предложена крышка, подходящая для использования в указанном блоке.

[00018] Согласно еще одному аспекту, по существу описанному выше, предложен волнолом, содержащий множество блоков. Согласно одному варианту реализации волнолом может содержать только описанные выше блоки. Однако согласно данному варианту реализации многие указанные блоки могут быть соединены с уже существующим волноломом, например, для улучшения снабжения электроэнергией.

[00019] Дополнительные задачи, преимущества и отличительные особенности вариантов реализации настоящего изобретения станут очевидными для специалистов после ознакомления с нижеследующим подробным описанием или могут быть изучены при практическом осуществлении настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[00020] Конкретные варианты реализации настоящего изобретения описаны ниже посредством неограничивающих примеров со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг. 1a-1d показывают различные виды блока согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;

фиг. 2а-2b показывают различные виды блока согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;

фиг. 3а-3с показывают различные виды блока согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения;

фиг. 4a-4d показывают различные виды блока согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения;

фиг. 5 показывает пример блока согласно варианту реализации настоящего изобретения, содержащего различные формованные секции; и

фиг. 6а-6с показывают примеры выполнения множества блоков согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[00021] На фиг. 1 показано поперечное сечение блока 100 кессонного волнолома согласно первому варианту реализации. Блок волнолома имеет наветренную сторону 110, с которой волны ударяют в блок, и подветренную сторону 120, с которой море обычно является более спокойным. На подветренной стороне 120, например, могут быть расположены порт или гавань. Таким образом, блок волнолома может формировать защитный барьер для защиты порта и судов, находящихся в порту.

[00022] Позиционным номером 12 обозначен уровень воды, а позиционным номером 11 обозначена высота волн. Блок содержит основание 20, установленное на морском дне 5. Крышка 50 может быть размещена поверх основания для формирования блока 100 волнолома.

[00023] В блоке волнолома сформирован колебательный водяной столб (OWC). Колебательный водяной столб может содержать по существу горизонтальный водозабор 25. Вода входит сквозь входное отверстие, и под действием морской волны водяной столб колеблется в водной колебательной камере 21. Колебательный водяной столб вызывает перемещение колебательного воздушного потока сквозь воздушную камеру 53, турбину 60, расположенную в турбинной камере 51, и множество воздуховодов 58.

[00024] Согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения воздуховоды 58 могут иметь отверстия на наветренной стороне блока волнолома. Любой шум, созданный перемещающимся воздухом, будет, таким образом, в основном обращен в сторону моря и намного меньше в сторону порта (или берега).

[00025] На наветренной стороне блока 100 волнолома дополнительно расположена секция 52 волнолома. Согласно данному варианту реализации секция 52 волнолома имеет по существу ступенчатое поперечное сечение. В ступенчатой конструкции секции 52 волнолома могут быть предусмотрены множество выходных отверстий для воздуха. Блок 100 волнолома также содержит по существу герметичную камеру 57, в которой могут быть размещены, например, электрические преобразователи, электрически соединенные с генератором, который приводится в действие турбиной 60. В герметичной камере 57 может быть размещено дополнительное электрическое или электронное оборудование. Герметичную камеру 57 можно считать "сухой" камерой в блоке 100, поскольку она по существу изолирована от воды и не сообщается напрямую ни с водной колебательной камерой 21 или турбинной камерой 60, ни с воздуховодами 58. При надлежащем преобразовании выработанная и преобразованная электроэнергия может быть подана непосредственно в электрическую энергосистему.

[00026] Согласно другим вариантам реализации могут быть использованы клапанные системы, расположенные, например, между водной колебательной камерой и воздушной камерой, и/или между воздушной камерой и турбинной камерой, и/или в воздуховодах. Указанные клапанные системы могут защищать турбину во время высоких волн и штормов.

[00027] В верхней части турбинной камеры 51 расположена в целом плоская верхняя поверхность 56, которая может быть выполнена с возможностью использования в качестве смотровой площадки. С подветренной стороны блока на задней секции кровли расположена другая по существу плоская поверхность 55, которая может быть использована в качестве дороги. Если множество блоков соединены друг с другом, то могут быть сформированы прогулочная аллея и, соответственно, автодорога. Таким образом, вокруг порта может быть организовано дорожное сообщение с использованием кессонного волнолома, который, кроме того, вырабатывает электроэнергию, например, для использования в порту.

[00028] Таким образом, основание 20 образует водозабор с наветренной стороны и водную колебательную камеру, а крышка образует секцию волнолома на наветренной стороне, турбинную камеру, по меньшей мере один воздуховод, соединенный с указанной турбинной камерой и дополнительно по существу с герметичной камерой.

[00029] Основание 20 содержит переднюю стенку 31, заднюю стенку 34, а также первую и вторую промежуточные стенки 32 и 33. Первая и вторая промежуточные стенки 32 и 33 по существу ограничивают водную колебательную камеру 21. Таким образом, между передней стенкой 31 и первой промежуточной стенкой 32 образованы передние балластные ячейки 23 и 24. Указанные передние балластные ячейки могут быть заполнены, например, песком, щебнем, породой или бетоном. Точно так же между второй промежуточной стенкой 22 и задней стенкой 34 образована задняя балластная ячейка 22. Указанная задняя балластная ячейка также может быть заполнена любым балластом. Таким образом, основание 25 может быть изготовлено в сухом доке, отбуксировано (в плавучем состоянии) к монтажной площадке и погружено в заданном месте. Предпочтительно основание может иметь достаточный вес для фиксации в заданном положении на морском дне благодаря только собственному весу и без потребности в любом дополнительном фиксирующем средстве. Согласно данному варианту реализации водозабор 25 выполнен в форме сквозного отверстия, ведущего в передние балластные ячейки 23 и 24.

[00030] На фиг. 1b и 1с показан способ заполнения балластных ячеек. На фиг. 1b показано поперечное сечение вдоль линии А-А, показанной на фиг. 1а, а на фиг. 1с показан виду сверху основания 20. На фиг. 1b видны передняя стенка 31, задняя стенка 34 и промежуточные стенки 32 и 33. Стенка 21с разделяет водную колебательную камеру 21 на две отдельные камеры 21а и 21b. Следует отметить, что подобное разделение на две отдельные секции также может быть предусмотрено или не предусмотрено для воздушной камеры 53. Подобным образом, одиночный блок предпочтительно содержит одиночную турбину 60, но в зависимости от конкретного случая применения также может содержать две турбины.

[00031] На фиг. 1b и 1с показано, что задняя балластная ячейка 22 может быть легко заполнена балластом со стороны верхней части погружения основания 20 на морское дно 5. Для заполнения нижней передней балластной ячейки 23 в боковых стенках блока и стенке 21с предусмотрены соответствующие заполняющие каналы 26а, 26с и 26b.

[00032] На фиг. 1d показан перспективный вид блока кессонного волнолома согласно первому варианту реализации, описанного выше. Согласно одному варианту реализации множество указанных блоков могут быть расположены рядом друг с другом для формирования волноломной линии, защищающей берег или порт. Таким образом, также могут быть сформированы множество колебательных водяных столбов. Согласно другому варианту реализации по меньшей мере один из описанных выше блоков может быть добавлен к существующему волнолому для локальной выработки электроэнергии. Согласно другому варианту реализации множество блоков согласно настоящему изобретению могут быть скомбинированы с различными известными блоками, не содержащими колебательный водяной столб.

[00033] На фиг. 2а-2b показаны блоки различных типов согласно второму варианту реализации. Одинаковые с описанными выше компоненты обозначены одинаковыми позиционными номерами. Блок согласно указанному второму варианту реализации во многом отличается от блока согласно первому варианту реализации. Во-первых, секция 52' волнолома содержит по существу изогнутую наружную поверхность для отклонения волн. Кроме того, выходное отверстие или отверстия по меньшей мере одного воздуховода 58' согласно данному варианту реализации могут быть расположены между верхней частью секции 52' волнолома и верхней частью крышки. Согласно данному варианту реализации может быть предусмотрено одиночное выходное отверстие, проходящее по существу вдоль всей ширины блока.

[00034] Во-вторых, водная колебательная камера 21' ограничена изогнутыми стенками 25а и 25b, проходящими между водозабором 25 и воздушной камерой 53. Согласно данному варианту реализации в основании может быть расположена дополнительная центральная балластная ячейка 27. Формы передних балластных ячеек 23' и 24' могут быть изменены в соответствии с изогнутой водной колебательной камерой 21'.

[00035] Согласно данному варианту реализации изогнутая колебательная камера может способствовать использованию как горизонтальной, так и вертикальной компоненты действия волны. Кроме того, горловина водной колебательной камеры 21', пропускающая воздушный поток в воздушную камеру 53, может иметь уменьшенное поперечное сечение в другом конце камеры 21' по сравнению с водозабором 25. Тем самым могут быть увеличены давление воды и давление воздуха, проходящего сквозь турбину.

[00036] Дополнительное отличие от варианта реализации, показанного на фиг. 1, состоит в том, что между воздушной камерой и водной колебательной камерой фактически отсутствует разделение. В блоке согласно данному варианту реализации воздушная камера и водная колебательная камера по существу образуют единую одиночную камеру.

[00037] На фиг. 3а-3с показаны различные виды блока согласно третьему варианту реализации. На фиг. 3а и 3с показаны перспективные виды, а на фиг. 3b показан разрез блока. Согласно данному варианту реализации прогулочная аллея и/или автодорога, расположенные по существу над турбинной камеры, могут быть объединены. В отличие от первого варианта реализации в конструкции согласно третьему варианту реализации акцент сделан на усовершенствовании выработки электроэнергии из возобновляемой энергии посредством конструкции волнолома.

[00038] Для этой цели может быть использован ветрогенератор 70, установленный на опоре 75. В секции 52' волнолома может быть предусмотрено установочное отверстие 54 для опоры 75. Кроме того, множество фотоэлектрических панелей 80 могут быть размещены поверх крышки, например, над турбинной камерой. Как показано на фиг. 3b, плоская поверхность задней секции крышки может быть выполнена с возможностью ее использования в качестве прогулочной аллеи. Согласно еще одному варианту реализации указанная поверхность может быть использована в качестве автодороги. Согласно другому варианту реализации указанная доступная поверхность также может быть использована для размещения (дополнительных) фотоэлектрических панелей.

[00039] На фиг. 4a-4d показаны различные виды блока кессонного волнолома согласно четвертому варианту реализации. Подобные компоненты обозначены одинаковыми позиционными номерами. На фиг. 4а показаны герметичная камера 57, турбинная камера 51, водозабор 25 и ветрогенератор 70. В отличие от описанных выше вариантов реализации задняя секция крышки позади турбинной камеры по существу не имеет плоской поверхности, расположенной над основанием 20. Вместо этого согласно данному варианту реализации под платформой образовано закрытое пространство 97. Это пространство может быть по существу закрытым или открытым со стороны моря. Закрытое пространство 97 может быть разделено на отдельные камеры 97а и 97b. Эти камеры потенциально могут быть использованы для различных целей.

[00040] В конкретном показанном на чертеже варианте реализации камеры используются для размещения опреснительной и гидроаккумулирующей системы. Опреснительное оборудование 99 может быть размещено в камере 97а. Чистая вода, полученная в результате процесса опреснения, может сохраняться в камере 97b. Эта чистая вода может быть использована для местных нужд, например в порту, расположенном с подветренной стороны волнолома.

[00041] Вся палуба блока может быть занята фотоэлектрическими панелями 80. Кроме того, согласно данному варианту реализации может быть использован ветрогенератор. На уровне палубы может быть предусмотрен люк 90. Посредством люка 90 обслуживающий персонал может получать доступ, например, в турбинную камеру и/или герметичную камеру 57. Для облегчения доступа внутри блока может быть предусмотрена лестница 91.

[00042] В данном варианте реализации водозабор 25 может иметь немного отличающуюся форму. Для улучшения выдерживания веса верхний край камеры водозабора может по существу иметь профиль арки.

[00043] На фиг. 4с показан другой аспект данного варианта реализации. Согласно этому аспекту может быть предусмотрен клапан 58b для выборочного перекрывания воздуховода. Во время высоких волн и/или штормов таким образом может быть защищена турбинная камера. Подобная клапанная система, например, может быть установлена между турбинной камерой и воздушной камерой для защиты турбины от воды во время штормов. Кроме того согласно данному варианту реализации выходное отверстие 58а для воздуха может содержать звукопоглощающий материал и/или иметь звукопоглощающую конструкцию. Как показано на фиг. 4с и 4d, вместо заполнения палубы фотоэлектрическими панелями указанные площади также могут быть использованы, например, в качестве прогулочной аллеи.

[00044] На фиг. 5 показан пример блока согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, содержащего секции различной формы. В зависимости от размеров блоков транспортировка, например, крышки может оказаться затруднительной.

[00045] Согласно одному варианту реализации крышка может быть изготовлена в форме одиночной части, но согласно одному аспекту настоящего изобретения крышка также может быть разделена на изготовленные по отдельности (усиленные) бетонные секции. Согласно данному аспекту также могут быть облегчены сборка, транспортировка и изготовление секций. На фиг. 5 показано возможное разделение крышки блока волнолома на различные элементы. Понятно, что также могут быть использованы другие способы разделения.

[00046] В показанном на чертеже варианте реализации секция волнолома может быть разделена на две подсекции. Подсекция 41, образующая опору секции волнолома, выполнена с возможностью согласования с верхней частью основания 20. Подсекция 42, которая может содержать по существу изогнутую волноломную поверхность, выполнена с возможностью соединения с подсекцией 41. Кроме того, воздушная камера может быть выполнена в форме одиночной секции 43. Подобным образом, турбинная камера 44 может быть выполнена в форме одиночной секции 44 с возможностью размещения поверх воздушной камеры. Каждая из секций может быть снабжена подходящими позиционирующими и фиксирующими фланцами.

[00047] Секция 45 палубы может быть расположена поверх секции 44, формирующей турбинную камеру, таким образом, что между указанными двумя секциями может быть выполнено выходное отверстие воздуховода. Наконец, задняя секция крышки с плоской верхней поверхностью, например, может быть разделена на две подсекции 46 и 47.

[00048] Согласно другим вариантам реализации может быть применен другой способ разделения на подсекции. Например, секция волнолома может быть изготовлена из одиночной формованной части, объединяющей подсекции 41 и 42. Согласно еще одному варианту реализации или в дополнение к описанному выше задние подсекции 46 и 47 крышки также могут быть объединены в единую литую часть.

[00049] Следует понимать, что в зависимости от конкретного случая применения размеры блоков (крышки и основания) могут быть изменены. В более спокойных морях длина блока (размер в наветренно-подветренном направлении) может быть уменьшенной. Принимая во внимание, что в случаях, в которых требуется повышенное укрепление берегов, например, из-за повышенной интенсивности волн, блок может иметь увеличенную длину. Соответственно, пространство позади турбинной камеры и, таким образом, ее практическое использование могут быть различными. Согласно некоторым вариантам реализации позади турбинной камеры вообще может не оставаться пространства.

[00050] Кроме того, в соответствии с характером волн моря (например, длиной волн, частотой и высотой) могут быть отрегулированы размеры, например, водной колебательной камеры, водозабора и турбины.

[00051] Для строительства новой конструкции волнолома могут быть использованы множество блоков согласно любому из показанных на чертежах вариантов реализации. На фиг. 6а показано такое использование множества блоков 100 кессонного волнолома. В некоторых случаях они могут быть использованы для строительства, например, порта на подветренной стороне 120, причем указанные блоки служат для швартовки судов. В других случаях они могут служить в основном или исключительно для укрепления берега.

[00052] Согласно другому варианту использования, показанному на фиг. 6b и 6с, множество указанных блоков могут быть добавлены к существующей конструкции волнолома. Согласно варианту реализации, показанному на фиг. 6b, блоки 100 могут быть присоединены непосредственно с наветренной стороны к существующей конструкции 150 волнолома. Они могут быть пригодными, например, для получения возобновляемой электроэнергии и могут усиливать существующую конструкцию волнолома. Блоки могут быть соединены друг с другом вплотную или с зазором, который может быть оставлен между соседними блоками.

[00053] На фиг. 6с показаны множество блоков 100, установленных перед существующей конструкцией 150 волнолома. Между блоками может быть предусмотрен зазор 180, составляющий, например, несколько метров. Для доступа к механизмам колебательных водяных столбов между конструкцией 150 волнолома и каждым из блоков 100 может быть оставлен проход. Подобным образом, проход или подобная конструкция могут быть предусмотрены для прокладки электрических силовых кабелей от блоков 100 к берегу.

[00054] В каждом из вариантов реализации, показанных на фиг. 6а-6с, используемые блоки в целом являются идентичными. Однако, понятно, что в любом варианте реализации вид используемого блока может быть изменен (например, некоторые блоки содержат фотоэлектрические панели, а другие не содержат, или некоторые блоки могут содержать опреснительные установки, а другие могут содержать ветрогенератор).

[00055] В целом, во всех показанных на чертежах вариантах реализации используется преимущество модульного принципа кессонного волнолома. Кроме того, разделение основания и крышки может облегчить их изготовление, транспортировку и сборку. Кроме того, преимущество состоит в комбинации преобразования энергии и укрепления берега. Кроме того, облегчены доступ к оборудованию и его обслуживание. Ни один из вариантов реализации не нуждается в прокладке подводных кабелей для передачи электроэнергии на берег. При условии герметичности камеры и турбинной камеры может быть обеспечена выгодная оптимизация пространства. В совокупности может быть достигнута очень эффективная в отношении затрат конструкция волноломов различных типов.

[00056] Согласно некоторым из показанных на чертежах вариантов реализации наибольший приоритет может быть отдан выработке электроэнергии из возобновляемого источника и комбинациям, в которых используются энергия ветра, энергия волн и солнечная энергия.

[00057] По соображениям завершенности различные аспекты настоящего изобретения изложены ниже в порядке следования пунктов.

Пункт 1. Блок кессонного волнолома, имеющий наветренную и подветренную стороны и содержащий колебательный водяной столб,

причем указанный кессонный волнолом содержит основание, установленное на морском дне, и крышку, выполненную с возможностью размещения поверх указанного основания,

при этом указанное основание образует водозабор на наветренной стороне и дополнительно образует водную колебательную камеру, и

причем крышка образует волноломную секцию на наветренной стороне, турбинную камеру, по меньшей мере один воздуховод, соединенный с указанной турбинной камерой и дополнительно по существу герметичной камерой.

Пункт 2. Блок по п. 1, в котором основание содержит нижнюю часть, переднюю стенку, заднюю стенку и по меньшей мере одну промежуточную стенку между передней и задней стенками, причем указанные стенки проходят вверх от дна, а основание образует водозабор ниже уровня моря.

Пункт 3. Блок по п. 1 или 2, в котором крышка расположена по существу выше среднего уровня моря.

Пункт 4. Блок по любому из пп. 1-3, в котором основание имеет по меньшей мере одну балластную ячейку, образованную между стенками.

Пункт 5. Блок по любому из пп. 1-4, в котором герметичная камера расположена по существу позади волноломной секции.

Пункт 6. Блок по любому из пп. 1-5, в котором крышка дополнительно образует воздушную камеру ниже турбинной камеры и содержит отверстие для сообщения между водной колебательной камерой и воздушной камерой.

Пункт 7. Блок по п. 6, дополнительно содержащий клапан в указанном отверстии для выборочного перекрывания сообщения между водной колебательной камерой и воздушной камерой.

Пункт 8. Блок по п. 6 или 7, в котором герметичная камера расположена по существу между воздушной камерой и волноломной секцией.

Пункт 9. Блок по любому из пп. 1-8, в котором в герметичной камере размещен электрический преобразователь.

Пункт 10. Блок по любому из пп. 1-9, в котором основание содержит заднюю базовую часть позади водной колебательной камеры на подветренной стороне, причем крышка содержит заднюю секцию, имеющую по существу плоскую верхнюю поверхность, проходящую позади водной колебательной камеры.

Пункт 11. Блок по п. 10, в котором указанная плоская верхняя поверхность задней секции крышки является подходящей для использования в качестве автодороги.

Пункт 12. Блок по любому из пп. 1-11, в котором крышка содержит центральную секцию, имеющую по существу плоскую верхнюю поверхность, проходящую в подветренном направлении от верхней части волноломной секции.

Пункт 13. Блок по п. 12, в котором указанная верхняя поверхность центральной секции содержит прогулочную аллею.

Пункт 14. Блок по любому из пп. 1-13, в котором указанный по меньшей мере один воздуховод имеет отверстие на наветренной стороне.

Пункт 15. Блок по п. 14, в котором указанный по меньшей мере один воздуховод имеет отверстие, проходящее в волноломную секцию.

Пункт 16. Блок по любому из пп. 1-15, в котором указанная волноломная секция имеет по существу непрерывную изогнутую наружную поверхность.

Пункт 17. Блок по любому из пп. 1-15, в котором указанная волноломная секция имеет ступенчатую наружную поверхность.

Пункт 18. Блок по любому из пп. 1-17, в котором указанный по меньшей мере один воздуховод содержит клапан для выборочного закрывания воздуховода.

Пункт 19. Блок по любому из пп. 1-18, в котором указанный по меньшей мере один воздуховод содержит звукопоглощающий материал и/или имеет звукопоглощающую конструкцию.

Пункт 20. Блок по любому из пп. 1-19, в котором крышка содержит множество литых бетонных секций.

Пункт 21. Блок по любому из пп. 1-20, дополнительно содержащий ветрогенератор.

Пункт 22. Блок по п. 21, в котором башня ветрогенератора установлена в волноломной секции.

Пункт 23. Блок по любому из пп. 1-22, дополнительно содержащий по меньшей мере одну фотоэлектрическую панель.

Пункт 24. Блок по любому из пп. 1-23, дополнительно содержащий опреснительную установку и резервуар для хранения пресной воды.

Пункт 25. Блок по любому из пп. 1-24, в котором основание содержит по меньшей мере одну ячейку, заполненную балластом.

Пункт 26. Блок по любому из пп. 1-25, в котором поперечное сечение водозабора больше, чем поперечное сечение колебательной камеры в ее другом конце.

Пункт 27. Волнолом, содержащий множество блоков по любому из пп. 1-26.

Пункт 28. Крышка, подходящая для блока по любому из пп. 1-26.

[00058] Несмотря на то что в настоящей заявке описаны только конкретные варианты реализации и примеры согласно настоящему изобретению, специалистам понятно, что могут быть осуществлены другие дополнительные варианты реализации и/или способы использования согласно настоящему изобретению, и также возможны очевидные модификации и эквиваленты настоящего изобретения. Кроме того, настоящее изобретение охватывает все возможные комбинации конкретных вариантов реализации, описанных в настоящей заявке. Таким образом, объем настоящего изобретения не ограничен конкретными вариантами реализации и определяется только пунктами приложенной формулы.

1. Блок кессонного волнолома, имеющий наветренную и подветренную стороны и содержащий колебательный водяной столб, причем

кессонный волнолом содержит основание, установленное на морском дне, и крышку, выполненную с возможностью размещения поверх указанного основания по существу выше среднего уровня моря,

основание содержит нижнюю часть, переднюю стенку, заднюю стенку и по меньшей мере одну промежуточную стенку между передней стенкой и задней стенкой, при этом указанные стенки проходят вверх от нижней части,

основание образует водозабор ниже уровня моря на наветренной стороне и дополнительно образует водную колебательную камеру, и

крышка образует волноломную секцию на наветренной стороне, турбинную камеру, по меньшей мере один воздуховод, соединенный с указанной турбинной камерой,

отличающийся тем, что в крышку встроена дополнительная по существу герметичная камера.

2. Блок по п. 1, в котором основание имеет по меньшей мере одну балластную ячейку, образованную между указанными стенками.

3. Блок по п. 1 или 2, в котором крышка дополнительно образует воздушную камеру ниже турбинной камеры и содержит отверстие для обеспечения возможности сообщения между водной колебательной камерой и воздушной камерой и дополнительно содержит клапан в указанном отверстии для выборочного перекрывания сообщения между водной колебательной камерой и воздушной камерой.

4. Блок по п. 3, в котором герметичная камера расположена по существу между воздушной камерой и волноломной секцией.

5. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором в герметичной камере размещен электрический преобразователь.

6. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором основание содержит заднюю базовую часть позади водной колебательной камеры на подветренной стороне,

причем крышка содержит заднюю секцию крышки, имеющую по существу плоскую верхнюю поверхность, проходящую позади водной колебательной камеры, и

при этом плоская верхняя поверхность задней секции крышки является подходящей для использования в качестве дороги.

7. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором крышка содержит центральную секцию, имеющую по существу плоскую верхнюю поверхность, проходящую в подветренном направлении от верхней части волноломной секции,

причем указанная верхняя поверхность центральной секции содержит прогулочную аллею.

8. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором указанный по меньшей мере один воздуховод имеет отверстие в волноломной секции.

9. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором указанная волноломная секция имеет по существу непрерывную изогнутую наружную поверхность или ступенчатую наружную поверхность.

10. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором указанный по меньшей мере один воздуховод содержит клапан для выборочного закрывания воздуховода.

11. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором указанный по меньшей мере один воздуховод содержит звукопоглощающий материал и/или имеет звукопоглощающую конструкцию.

12. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором крышка содержит множество отлитых бетонных секций.

13. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, дополнительно содержащий ветрогенератор и/или по меньшей мере одну фотоэлектрическую панель.

14. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, дополнительно содержащий опреснительную установку и резервуар для хранения пресной воды.

15. Блок по любому из пп. 1, 2 или 4, в котором поперечное сечение водозабора больше, чем поперечное сечение колебательной камеры в ее другом конце.

16. Волнолом, содержащий множество блоков по любому из пп. 1-15.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии от движения волн в больших водоемах, морях или океанах. Мобильная волновая электростанция содержит плавающую платформу с размещенной на ней волноприемной камерой, соединенной с воздуховодом и воздушной турбиной, подключенной к электрогенератору.

Изобретение относится к энергетике и предназначено для извлечения электрической энергии из морских волн. Поплавковая волновая электростанция содержит поплавок 1, дефлектор 2, флюгер 3, трос 4 и якорь 5.

Изобретение относится к отрасли морской энергетики и предназначено для извлечения электрической энергии из морских волн. Поплавковая волновая электростанция содержит поплавок 1, дефлектор 2, флюгер 3, трос 4 и якорь 5.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть применено для преобразования энергии ветровых волн на поверхности акваторий, характеризующихся значительными колебаниями уровня водной поверхности из-за приливно-отливных или сгонно-нагонных явлений, в электрическую энергию.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для выработки электроэнергии путем использования энергии морских или озерных волн. .

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к использованию энергии морской волны и энергии прилива. .

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для преобразования энергии течений рек, приливов и отливов в электрическую энергию постоянного или переменного тока.

Изобретение относится к установкам, использующим энергию волнения Мирового океана. .

Изобретение относится к волновым энергетическим установкам, позволяющим использовать энергию морских волн, и может служить экологически чистым источником энергии.

Изобретение относится к генератору для генерирования энергии. Генератор (100) содержит плавучую платформу (1), приспособленную для частичного погружения в текучую среду, мачту (2), расположенную на платформе (1) и содержащую, по меньшей мере, один ветрогенератор (3), по меньшей мере, один первый аккумулятор энергии и один преобразователь.

Изобретение относится к области нетрадиционных и возобновляющихся источников энергии, а именно волновой энергии и преобразования ее в другие виды, преимущественно в электрическую.

Изобретение относится к гидравлическому аппарату для извлечения энергии из движения волн. Автоматически регулирующийся гидравлический аппарат 200 для преобразования энергии волн содержит насос 201, предназначенный для перекачивания через гидравлический аппарат 200 текучей среды.

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии волн, в частности для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию. Гидрореактивное устройство содержит водовод с соплами, образованными вертикальными боковыми стенками и плоскими пластинами.

Изобретение относится к волновой электростанции. .

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию. .

Изобретение относится к системам оповещения и коммуникации в международных пространствах. .

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии волн, в частности для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию. .

Изобретение относится к способу и устройству для постепенного преобразования энергии морских волн в электроэнергию. .

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и гидроэнергетики. Существующее устройство предназначено для технологичного создания на приливной акватории напора между морем и бассейном, отсекаемым плотиной, и пропуска расхода воды через четыре водовода энергоблока с установленными последовательно в три ряда по 4 штуки недорогих и легкозаменяемых вододвигателей с изменяемой геометрией лопасти, чтобы напор от толщи приливной и отливной воды использовался многократно.

Группа изобретений относится к кессонному волнолому и, в частности, к блоку кессонного волнолома, содержащему колебательный водяной столб. Блок 100 кессонного волнолома имеет наветренную и подветренную стороны 110 и 120 и содержит колебательный водяной столб. Кессонный волнолом содержит основание 20, установленное на морском дне 5, и крышку 50, выполненную с возможностью размещения поверх основания 20. Основание 20 образует водозабор на наветренной стороне 110 и дополнительно образует водную колебательную камеру 21. Крышка 50 образует волноломную секцию 52 на наветренной стороне 110, турбинную камеру 51, по меньшей мере один воздуховод 58, соединенный с камерой 51. В крышку 50 встроена дополнительная по существу герметичная камера 57. Группа изобретений направлена на создание усовершенствованной волноломной конструкции. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 17 ил.

Наверх