Пневматичний хвилелом

1. Пневматичний хвилелом, що включає джерело надлишкового тиску повітря, з'єднаний повітроводом з перфорованими трубками, розміщеними над поверхнею дна водойми, який відрізняється тим, що джерело надлишкового тиску повітря виконане у вигляді ємності з позитивною плавучістю, установленої на водоймі і з'єднаної з перфорованими трубками через додатково встановлений ресивер, при цьому ємність сполу 3 В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити пневматичний хвилелом шляхом введення нових конструктивних елементів і нових зв'язків між конструктивними елементами, за рахунок чого досягається підвищення надійності і ефективності гасіння хвиль та зниження вартості експлуатаційних витрат. Поставлена задача вирішується тим, що в пневматичному хвилеломі, що містить джерело надлишкового тиску повітря, з'єднаний повітроводом з перфорованими трубками, розміщеними над поверхнею дна водойми, новим є те, що джерело надлишкового тиску повітря виконане у вигляді ємності з позитивною плавучістю, установленої на водоймі і з'єднаної з перфорованими трубками через додатково встановлений ресивер, при цьому ємність сполучається з атмосферою і ресивером через зворотні клапани, а з боку дна водойми в ємності виконаний водовід. Новим є також те, що в ємності додатково розміщений заякорений поплавець у вигляді поршня. Новим є і те, що в усередині ємності, прикріпленої до дна водойми з можливістю зворотнопоступального переміщення, наприклад, за допомогою якоря, розміщений поплавець у вигляді поршня. Новим є і те, що перфоровані трубки розміщені на різній глибині водойми. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак технічного рішення, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Виконання ємності з позитивною плавучістю і зі зворотними клапанами і водоводом, а також розміщення в ній поплавця у вигляді поршня, забезпечує можливість одержувати повітря з надлишковим тиском, використовуючи енергію хвиль водойми, без витрат іншого виду енергії, наприклад електричної. Крім цього, при цьому відсутня необхідність у використанні компресорної установки з електричним або з механічним приводом. Розміщення ресивера між ємністю і перфорованими трубками забезпечує накопичування, підтримку стабільної величини надлишкового тиску і можливість автоматичного включення подачі повітря в додатковий ряд перфорованих трубок при проході біля ємності одиночної високої хвилі. За рахунок збільшення рядів пневмозавіс на шляху хвилі ефективніше гаситься її енергія. У водоймах, де є небезпека появи одиночної хвилі, що має більшу висоту, ніж хвилі в даній водоймі, перфоровані трубки розміщають на різній глибині над дном водойми. За рахунок цього забезпечується автоматична підтримка постійної величини тиску у відповідних рядах перфорованих трубок у залежності від висоти хвиль у водоймі, а також кількість працюючих пневмозавіс на шляху хвиль. Зі збільшенням висоти хвиль ємності виробляють більший обсяг і з більшим надлишковим тиском повітря, відповідно, буде працювати більша кількість пневмозавіс на шляху хвиль, а при зменшенні висоти хвиль у водоймі ємності, відповідно, зменшують обсяг вироблюваного повітря, у результаті чого знижується величина надлишково 62331 4 го тиску, і, відповідно, автоматично зменшується кількість пневмозавіс. Суть пропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг.1 схематично показаний загальний вид пневматичного хвилелому, у якому ємність закріплена у водоймі розтяжками на якорях, на фіг. 2 - те ж, ємність розміщена на поплавці у вигляді поршня, закріпленого до якоря, на фіг. 3 - те ж, ємність прикріплена до дна водойми з можливістю зворотно-поступального переміщення, наприклад, до якорів або до паль, на фіг.4 - розміщення перфорованих трубок на дні водойми. Пневматичний хвилелом містить джерело надлишкового тиску повітря, виконане у вигляді ємності 1 з позитивною плавучістю, з'єднаної повітроводом 2 з перфорованими трубками 3 через додатково встановлений ресивер 4, при цьому ємність сполучається з атмосферою і ресивером через зворотні клапани 5 і 6 відповідно, а з боку дна 7 водойми 8 виконаний водовід 9. Ємність може бути розміщена на заякореному поплавці 10, виконаному у вигляді поршня. Або поплавець 11, виконаний у вигляді поршня, розміщений у ємності 1, що прикріплена з можливістю зворотнопоступального переміщення до дна 7 водойми 8, наприклад до якорів 12, за допомогою розтяжок 13. Ресивер 4 може бути встановлений на палях (на кресленнях не показано) або заякорений у водоймі за допомогою якорів 14, або встановлений на березі (на кресленнях не показано). Пневмозавіса 15 складається з пухирців повітря, що виходить з перфорованих трубок 3. Поплавець 16 забезпечує ємності 1 позитивну плавучість. Перфоровані трубки 3 розміщені на різній глибині "а", "б", "в" над дном 7 водойми 8. Пневматичний хвилелом працює таким чином. Хвиля, що набігає у водоймі, піднімає ємність 1 і в ній створюється розрядження між стінками ємності і поверхнею води, що знаходиться усередині ємності 1. За рахунок того, що ємність 1 з'єднана через водовід 7 з водоймою 12, рівень води в ємності, при її підйомі хвилею, залишається практично незмінним, і за допомогою розрядження, що створюється в ємності 1, відкривається зворотний клапан 5 і атмосферне повітря засмоктується усередину ємності 1. Коли хвиля починає зменшуватися, ємність 1 починає опускатися, і усередині її створюється надлишковий тиск, що закриває зворотний клапан 5 і відкриває зворотний клапан 6. Повітря з ємності 1 у воду 2 надходить у ресивер 4, далі повітроводу 2 у перфоровані трубки 3 і через отвори в них виходить у вигляді повітряних пухирців у воду водойми 8. При цьому, в товщі води створюється, пневмозавіса 15 зі спливаючих пухирців повітря, що розширюється до поверхні води. Пухирці повітря викликають висхідний біг води від місця їхнього випуску і до поверхні води у водоймі, що у поверхні водойми 8 утворить два розбіжних у різні сторони від пневмозавіси 15 поверхневі плини. Гасіння хвиль відбувається головним чином за рахунок зустрічного поверхневого бігу води, за рахунок турбулізуючого впливу на хвилі висхідних пухирців повітря і витрати енергії хвиль на "закривання" повітряних пухирців, а також за рахунок заповнення водяним середовищем 5 обсягу, зайнятого повітряними пухирцями. Зі збільшенням висоти хвиль автоматично збільшується амплітуда зворотно-поступальних переміщень ємності 1 і, відповідно, збільшується обсяг повітря, що нагнітається в ресивер 4 під великим надлишковим тиском. За рахунок зрослої величини надлишкового тиску в ресивері 4 повітря починає надходити в перфоровані трубки 3, розміщені на більшій глибині "а" та/або "б" у водоймі 8, утворити другу, третю і т.д. пневмозавісу 15 у водоймі 8. За рахунок додаткового східчастого створення повітряних пневмозавіс 15 на шляху хвиль, що набігають, зростає ефективність гасіння їхньої енергії. Кількість працюючих пневмозавіс 15 на шляху хвиль, що набігають, залежить тільки від висоти хвиль і кількості рядів перфорованих труб 3, покладених на дно 7 водойми 8. Чим вище будуть хвилі у водоймі, тим більше на їхньому шляху буде працювати повітряних пневмозавіс 15, і, відповідно, тим ефективніше буде гаситися енергія цих хвиль. Хвилелом автоматично спрацьовує і на одиночні хвилі, що мають більшу висоту, чим хвилі у водоймі, тому що звичайно ємності 1 установлюються перед перфорованих трубок 3. Ресивер 4 забезпечує згладжування пульсацій повітряних порцій, що надходять у нього з різних ємностей 1, і стабілізацію величини надлишкового тиску, а також забезпечує живлення повітрям перфорованих трубок 3. Основний варіант пневматичного хвилелому, показаний на фіг. 1, можна ефективно використовувати на глибинах водойми понад 50 м, тому що на цих глибинах рух часток води, викликаний хвилями, буде не істотно впливати на зміну положення рівня води усередині ємності 1. Тому поверхня води, що знаходиться усередині ємності 1, буде працювати як поршень у насосі. Варіанти пневматичного хвилелому, показані на фіг. 2 і фіг. 3, можна використовувати на різних глибинах, причому при глибинах дна у водоймі менше 50 м доцільно використовувати тільки ці варіанти, тому що на цих глибинах, через тертя часток води об дно водойми, зменшується довжина хвилі і зростає її крутість, тобто змінюється напрямок коливання часток води, викликаний хвилюванням у 62331 6 водоймі, що приводить до коливання рівня води в ємності 1 і, відповідно, до зниження обсягу повітря, що перекачується ємністю 1. Заявлений пневматичний хвилелом не вимагає витрат додаткової енергії для своєї роботи. Безпосередньо самі хвилі водойми забезпечують як працездатність хвилелому, так і можливість автоматично регулювати інтенсивність його роботи в залежності від висоти хвиль, енергію яких потрібно погасити. У випадку появи, наприклад, одиночної хвилі, висота якої перевищує хвилі водойми, ця ж хвиля і підніме, відповідно, на більшу висоту ємність 1, у результаті чого буде отриманий більший обсяг повітря з великим надлишковим тиском. У результаті нашляху хвилі з'явиться додаткова повітряна завіса з пухирців повітря, що забере додатково частину енергії даної хвилі, а інша її енергія буде гаситися іншими працюючими пневмозавісами 15. У пропонованому технічному рішенні функцію поршня насоса виконує обсяг води, що знаходиться усередині ємності 1, або ж поплавець, розташований усередині ємності. З зазначеної причини поламатися в даному джерелі повітря просто нема чому і за рахунок цього підвищується як надійність його роботи, так і ресурс його роботи. Пневматичний хвилелом забезпечує вільний прохід судів, він практично не піддається впливу хвилювань, які руйнують, має невисоку вартість, а витрати на енергію для забезпечення роботи хвилелому відсутні. Такий хвилелом легко переставляється на інше місце. Пневматичний хвилелом може використовуватися як для тимчасового, так і для постійного захисту берегових і морських споруджень, пляжів, районів, де ведуться роботи з видобутку і підводно-технічні роботи, або для поліпшення умов рейдових і інших операцій. При підвідному видобутку нерудних корисних копалин хвилелом може застосовується для захисту від забруднення водяного середовища поблизу оброблюваних полігонів, для захисту нафтових платформ від морських хвиль, а також як джерело повітря з надлишковим тиском для пневмодвигунів і пневмоциліндрів. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 62331 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601