阅读说明：本技术 波浪捕获和衰减结构 (Wave capturing and attenuating structure ) 是由 皮集·布恩利基切瓦 于 2018-04-09 设计创作，主要内容包括：一种波浪捕获和衰减结构,包括至少一对漂浮结构(100),每个漂浮结构以基本平行的方式彼此联接以捕获水面波浪。各个漂浮结构(100)包括：主体(10),其由漂浮地板(12)和从所述漂浮地板的周边向下延伸的侧壁(14)组成；以及漂浮构件(20),其连接至所述主体(10)的所述漂浮地板(12),以支撑所述主体(10)浸没在水中。所述漂浮构件(20)包括波浪挡板(22),所述波浪挡板(22)具有位于水平面以上的位置的至少一部分挡板,其中,所述漂浮构件(20)的所述波浪挡板(22)包括形成为竖直平面的表面,并且从上方观察时该表面相对于沿所述主体的长度延伸的线成锐角倾斜。每对所述漂浮结构(100)固定在一起,使得通道(E)形成波浪通道。所述结构还包括：附接至所述漂浮结构(100)的后部的漂浮件(5O、60、70),用于衰减穿过所述通道(E)的所述波浪。所述漂浮件(50、60、70)包括可漂浮主体(61、71)以及支撑板(68、78),所述支撑板(68、78)呈平板的形式并位于所述水面以下以及所述主体(10)的下方,以帮助稳定所述漂浮件(60、70)。在本发明的一个实施方式中,所述漂浮结构(100)的所述主体(10)还可以设置有平板形式的支撑板(112),该支撑板位于所述主体(10)下方,以帮助稳定所述漂浮结构(100)。(A wave capture and attenuation structure includes at least a pair of floating structures (100), each coupled to each other in a substantially parallel manner to capture water surface waves. Each floating structure (100) comprises: a main body (10) composed of a floating floor (12) and a sidewall (14) extending downward from a periphery of the floating floor; and a floating member (20) connected to the floating floor (12) of the main body (10) to support the main body (10) submerged in water. The float member (20) comprises a wave shield (22), the wave shield (22) having at least a portion of the shield located above water level, wherein the wave shield (22) of the float member (20) comprises a surface formed as a vertical plane and inclined at an acute angle to a line extending along the length of the body when viewed from above. Each pair of said floating structures (100) being fixed together such that the channel (E) forms a wave channel. The structure further includes: a float (5O, 60, 70) attached to the rear of the floating structure (100) for dampening the waves passing through the channel (E). The float (50, 60, 70) comprises a floatable body (61, 71) and a support plate (68, 78), the support plate (68, 78) being in the form of a flat plate and located below the water surface and below the body (10) to help stabilize the float (60, 70). In one embodiment of the invention, the body (10) of the floating structure (100) may also be provided with a support plate (112) in the form of a flat plate, which is located below the body (10) to help stabilize the floating structure (100).)

波浪捕获和衰减结构

技术领域

本发明属于建筑工程领域，涉及一种波浪捕获和衰减结构。

背景技术

由于部分由全球变暖引起的严重气候变化，由强风和波浪引起的海岸线侵蚀问题是迫切需要解决的一个严重问题。

根据现有技术，试图通过提供一种漂浮件来解决该海岸线侵蚀问题，该漂浮件安置在海岸线附近，并且与海岸线之间具有适当的距离以便减小撞击到海岸线的波浪的强度。大多数漂浮件具有浸没部分和浮出部分，用于捕获和衰减水面波浪，并且还可以利用从捕获的波浪获得的能量来旋转发电机。例如，专利号为5,775,248，名称为“稳定浮鼓”的美国专利和1998年10月27日公布的专利号为5,827,011，名称为“波浪抑制系统”的美国专利公开了漂浮在水面上方的箱形或圆筒形漂浮件以衰减波浪强度。然而，这些漂浮件中的每一个都是单个单元，因此，对于波衰减而言其效率不足。另外，这些漂浮件不能捕获波浪以进行利用，因此浪费了波浪能量。

其他波浪衰减装置(例如专利号为3,991,576，名称为“浮式防波堤”的美国专利和专利号为6,767,162的美国专利中的波浪衰减装置)呈圆柱形细长漂浮件的形式，其在垂直于波浪方向的方向上纵向延伸，从而能够形成防波浪线。然而，所述结构仅具有单条线，因此在大波浪的情况下，这些波浪中的大多数会越过该结构并可能损坏海岸线。因此，不能像预期的那样有效地捕获这些波浪。另外，所述结构也无不能利用波浪能量。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种波浪捕获和衰减结构，以衰减波浪从而使得海岸线侵蚀减少，并且还能够捕获波浪从而使得利用波浪能量(例如发电等)。

根据本发明的波浪捕获和衰减结构包括至少一对漂浮结构，每个漂浮结构以基本平行的方式彼此联接以捕获水面波浪，其中所述各个漂浮结构包括：主体，其由漂浮地板和从所述漂浮地板的周边向下延伸的侧壁组成；以及漂浮构件，其连接至所述主体的可漂浮的所述漂浮地板和所述浸没部分，以支撑所述主体浸没在水中。所述漂浮构件包括波浪挡板，所述波浪挡板具有位于水平面以上的位置的至少一部分挡板，其中所述挡板包括形成为竖直平面的表面，并且从上方观察时该表面相对于沿所述主体的长度延伸的线成锐角而倾斜。每对所述漂浮结构固定在一起，使得通道形成为波浪通道。所述结构还包括：附接至所述漂浮结构的后部的漂浮件用于衰减穿过所述通道的所述波浪。所述漂浮件包括可漂浮主体和浸没部分，还包括支撑板，支撑板呈平板的形式并位于所述水面以下以及所述主体的下面，以帮助稳定所述漂浮件。

当结合附图以及本发明的以下详细描述考虑时，本发明的这些和其他目的以及特征将变得更加显而易见。

附图说明

图1A和图1B是分别示出根据本发明的第一实施方式和第二实施方式的漂浮结构100的立体图；

图2示出了漂浮结构的俯视图；

图3示出了沿图2中的线F-F剖取的漂浮结构100的剖视图；

图4示出了对于本发明的另一实施方式的漂浮结构100A的沿线F-F剖取的剖视图；

图5示出了根据本发明的波浪捕获和衰减结构的俯视图；

图6示出了在部署期间根据本发明的波捕获和衰减结构的立体图；

图7示出了根据本发明的漂浮件60的实施方式；以及

图8示出了根据本发明的漂浮件70的另一实施方式。

具体实施方式

为了举例和帮助更清楚地描述，参考附图以本发明的示例性实施方式的方式描述本发明，其中这些附图中的相似元件由相似的附图标记表示。尽管已经示出和描述了本发明的特定实施方式，但是它们并不旨在限制本发明，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。

图1A是示出根据第一实施方式的漂浮结构100的立体图。

根据图1A，漂浮结构100包括：主体10，该主体10包括漂浮地板12和侧壁14组成，侧壁14从漂浮地板12的周边向下延伸；以及漂浮构件20，该漂浮构件20连接至主体10的漂浮地板12以支撑主体10浸没在水中并用作波浪屏障。

此外，漂浮结构100的漂浮构件20包括波浪挡板22，该波浪挡板22的挡板的至少一部分位于水平面以上。漂浮构件20的波浪挡板22包括形成为竖直平面形式的表面。漂浮构件20中具有中空腔23，例如该中空腔23可以呈其中包含空气或气体的密封室的形式，使得漂浮构件20的密度小于水的密度，从而漂浮构件可以漂浮。此外，为了增加漂浮构件的强度，漂浮构件20可以包含密度小于水的密度的材料(例如闭孔泡沫等)，或者漂浮构件20可以由密度小于水的密度的坚固轻质材料制成，例如聚丙烯塑料或低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)等。

图1B是示出根据第二实施方式的漂浮结构100的立体图，该漂浮结构100的大多数特征与第一实施方式的特征类似，只是根据本发明的该实施方式，漂浮结构100还包括呈平板形式的支撑板112，该支撑板112位于主体下方并通经由下延伸的多个腿114固定至主体10，以便也有助于稳定漂浮结构。

如图2中所示，从上方观察时，漂浮构件20的波浪挡板22相对于沿所述主体的长度延伸的线以锐角θ倾斜，其中锐角θ可以在30度至60度的范围内(优选约45度)，以便与到来的波浪相遇并减小波浪强度(如下文将详细说明的，包括同时沿预定方向收集波浪)。

图3示出了沿图2中的线F-F剖取的漂浮结构100的剖视图，并示出了主体10的中空部分25，其中中空部分是中空的并且含有水或允许水进入其中，或者中空部分可以构造成使得液体能够进入中空部分25的空间。在一个实施方式中，主体10可以由用于封闭主体10的侧壁14的下部的下壁13组成，或者在一方面中，主体10的下壁13可以是敞开的以便使水进入中空部分，使得水能够帮助阻尼主体10，从而增强结构的稳定性，同时主体10由于波浪而竖直地上下移动。

漂浮构件20中具有室或中空腔23，其中所述室可以是其中包含空气的密封室，使得漂浮构件20能够漂浮，或者室可以包含密度小于水的密度的材料(例如闭孔泡沫等)，使得漂浮构件20是轻质的且具有增大的强度。

图4示出了沿图1B中的线G-G剖取的漂浮结构100的剖视图。图4示出了经由腿114附接至主体10的支撑板112，使得板浸没在水中。此外，支撑板112可以具有两个或更多个板，其中，每个支撑板112均经由多个腿114(未示出)以层的形式附接至主体，以增强稳定性。

图5示出了根据本发明的波浪捕获和衰减结构的俯视图。

根据本发明的波浪捕获和衰减结构包括至少一对如上所述的漂浮结构100，用于捕获水面波浪，其中，漂浮结构以大致平行的方式联接在一起。每对所述漂浮结构100借助固定装置30固定在一起，使得它们彼此间隔开，并且通道E形成波浪通道。每个漂浮结构100的波浪挡板22共同形成区域A，以接收行进至海岸线的波浪，因此，每个所述漂浮结构100均被迫移动并面对波浪。因此，该结构能够有效地捕获波浪。

根据图5，经过区域A的波浪被收集，并且当波浪流过由每个漂浮结构100的侧壁14形成的通道E时，其速度增加。位于每对漂浮结构100之间的通道E导致捕获的波浪具有足够的速度和能量以用于利用(例如用于旋转安装在区域A和/或区域B中的发电机(未示出)的水轮机)，然后，波浪经过通道E行进到位于漂浮结构100后部的区域C中。此外，通道E的宽度d取决于漂浮结构的大小。

从通道E离开的波浪仍然具有强度，可能会损坏海岸线。因此，根据本发明的波浪捕获和衰减结构提供有漂浮件50，其中漂浮件50借助绳索或绳线等附接至漂浮结构100的后部。漂浮件50与通道E间隔开并且以合适的距离位于一对漂浮结构100之间，以便有效地衰减从所述通道E离开的波浪。

捕获的波浪经由区域B行进穿过通道E，然后撞击紧挨着通道E在后部定位的漂浮件50，从而波浪能量将在到达海岸线之前被消散。因此，波浪的剩余能量不足以侵蚀海岸线。

根据图6，示出了安置和部署。根据本发明的波浪捕获和衰减结构借助锚210、桩、钢柱、混凝土块等经由绳索或绳线212牢固地固定至水体的底部200，使得漂浮结构100能够移动或旋转以面对波浪方向。因此，可以最大化所捕获的波浪的利用，并且结构更加稳定，同时能够更好地承受波浪强度。

下文中，将描述漂浮件50的细节以及根据本发明的漂浮件的各种实施方式。

漂浮件50的密度小于水的密度，其中漂浮件可以呈中空腔的形式，用于包含空气或密度小于其中的水的密度的材料(例如闭孔泡沫等)，从而使该漂浮件的一部分从水中浮出，且漂浮件的另一部分浸没在水中。

图7示出了根据本发明的漂浮件60的实施方式。

根据图7，漂浮件60包括主体61，该主体61中具有中空部分65(由虚线示出)。中空部分65的内部中可以包含空气或泡沫以增加其强度。主体61还包括呈开口形式的箱形结构部分69，使得水能够被引入箱形结构部分69中。箱形结构部分69可以分隔成多个室以增强主体61的强度，同时，当漂浮件随波浪的移动而上下移动时，箱形结构部分69用作漂浮件60的竖直稳定器。在部署期间，箱形结构部分69浸没在水面下，从而抑制了移动，而主体61的中空部分65的至少某些部分从水中浮出。另外，漂浮件60具有经由多个安装元件或腿66安装至漂浮件60的主体61的下部地板的支撑板68，使得支撑板68与主体61以一定距离间隔开，其中该距离可以根据水的深度进行调整。此外，在部署期间，所述支撑板68位于水面以下并且在所述漂浮件下方，以帮助竖直稳定漂浮件60。注意，在剧烈波浪的情况下，可以在漂浮件60下方分别设置两个或更多个支撑板68。这些板适当地以一定的竖直距离(未示出)以层的形式彼此上下地安装，以增加竖直阻力，从而有助于提高漂浮件60的稳定性。

在一个实施方式中，漂浮件60还可以包括倾斜面62，该倾斜面62布置为面向到来的波浪。取决于设计，倾斜面62相对于大致水平的线以大约20至60度的角度倾斜。倾斜面62的一部分浸没在水中，而其余部分则从水中浮出，使得撞击在漂浮件60上的到来的波浪可以沿着倾斜面62的表面向上行进。波浪的一部分可能会行进经过倾斜面62并越过倾斜面62达到漂浮件60的后部，同时，波浪的其余部分会沿着倾斜面62向下回流。然而，如果倾斜面62的斜率太小，则波浪的大部分能够越过漂浮件60而朝着海岸线行进，从而漂浮件不能有效地衰减波浪。相反，如果倾斜面62的斜率太大，则漂浮件可能承受过大的波浪撞击力，从而漂浮件60可能会振荡并且缺乏稳定性。

漂浮件60还包括用于将漂浮件60附接至如上所述的漂浮结构100的环64。

图8示出了根据本发明的漂浮件70的另一实施方式。

根据图8，漂浮件70包括主体71，主体71具有呈开口形式的箱形结构部分79，使得水能够被引入到箱形结构部分79中。箱形结构部分79可以分隔成多个室以增强主体71的强度，同时，当漂浮件随波浪的移动而上下移动时，箱形结构部分79用作漂浮件70的竖直稳定器。在部署期间，因为箱形结构部分79浸没在水面下，所以抑制了漂浮件的竖直移动，而主体71的中空部分(未示出)的至少某些部分从水中浮出以支撑漂浮件70漂浮在水面上。另外，漂浮件70也具有经由多个安装元件76安装至漂浮件70的主体71的支撑板78，使得支撑板78与主体71间隔开。此外，在部署期间，所述支撑板78位于水面以下并且在所述漂浮件下方，以帮助竖直稳定漂浮件70。

漂浮件70可以包括倾斜面72，该倾斜面72布置为面向到来的波浪。倾斜面72相对于水平线以大约20至60度的角度倾斜。此外，倾斜面72还包括排放槽73(例如至少一个槽)，其中排放槽横向延伸以排放夹带在撞击在漂浮件70的倾斜面上的到来的波浪中的水和沙，使得水相对于波浪方向被横向排放。

漂浮件70还包括用于将漂浮件70附接至漂浮结构100的环74。

如上所述，看起来改进了根据本发明的波浪捕获和衰减结构，使得能够捕获并衰减水波以减轻海岸线侵蚀问题，其中设置了两条波浪捕获和衰减线，因此它们可以被有效地操作。此外，捕获的波浪还可以用于其他应用中，例如用于旋转水轮发电机的涡轮以发电等，而不是浪费波浪。

尽管已经结合附图作为实施例在详细描述中描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围和目的的情况下，本领域普通技术人员可以作出各种修改和改变。本发明的范围符合所附权利要求书中所述的本发明，它们也涵盖了本发明的特征，即使它们在权利要求书中没有被特别指明，但在如权利要求中所述的本发明的相似特征中是适用和有效的。