CN219508513U - 一种海上消浪组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海上消浪设备领域，更具体地，涉及一种海上消浪组件，与海底相连，包括：至少两个立式浮力装置，所述立式浮力装置沿海浪的流动方向呈一列排布，且相邻两个所述立式浮力装置活动相连；所述立式浮力装置分别设置在两端的前端浮力装置和末端浮力装置，所述前端浮力装置和所述末端浮力装置上设有消浪机构。充分利用海上消浪组件自身的活动性适应和降低海上消浪组件与海底连接之间的冲击，又利用海上消浪组件内部的相对约束，引导海洋环境的冲击相互作用相互抵消，多次分散层层削弱，从而提供良好的消浪效果。同时利用海浪在冲击过程中对立式浮力装置内部的填充，以及自身重心与吃水线的有效搭配，使得整体状态稳定。

Description

一种海上消浪组件

技术领域

本实用新型涉及海上消浪设备领域，更具体地，涉及一种海上消浪组件。

背景技术

海洋具有丰富的自然资源，持续采集和分析海洋资源具有非常重要的战略性作用。然而海洋的环境不比陆地，虽然空间广，但缺少稳定的承载面。无论是对海洋空间的利用，还是发展环境的监测采集，在海洋建立稳定的平台非常重要。现有离海岸近的区域通过填海的方式拓展出稳定的承载区域是常见的手段。然而，填海的投入成本高，时间周期长，还有地理位置的限制。最重要的，相比离岸近的海域，海洋还有巨大的利用空间。现有通常对海洋离岸区域的利用是进行海底建造，以海底为承载。但这同样避免不了成本高，周期长的问题，而且位置固定，不方便转移。因而，虽然海域的海面环境复杂，气候多变，但发展海面承载设备刻不容缓。

现有海面环境的利用通常是建立漂浮式的平台用作海上作业，然而漂浮式的平台受海上环境影响大。相比陆地，海上环境受气流和洋流的复杂影响。特别是深水区域，形成的海浪具有巨大的冲击力。这对漂浮式平台而言是无法躲避和承受的。为了营造一个稳定得到海面区域，通常需要在区域内建立消浪组件。然而，现有的消浪组件通常采用单一的整体结构，内部对海浪的冲击力缺乏调节。而且消浪组件依然需要固定，一般与海底相连。在消浪组件承受冲击实现消浪的同时，通常将所有的冲击力传递至连接消浪组件的固定组件上，导致固定组件持续承受的冲击巨大，产生易损坏，承受力不足的问题，以致现有消浪组件通常只能用在浅水区域。

实用新型内容

本新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种海上消浪组件，用于解决现有消浪组件对冲击力承受不足的问题。

本新型采取的技术方案是，一种海上消浪组件，与海底相连，包括：至少两个立式浮力装置，所述立式浮力装置沿海浪的流动方向呈一列排布，且相邻两个所述立式浮力装置活动相连；设置在两端的立式浮力装置分别为前端浮力装置和末端浮力装置，所述前端浮力装置和所述末端浮力装置上设有消浪机构。

所述立式浮力装置包括：配重支架和浮力组件，所述浮力组件设置在所述配重支架的中部，所述立式浮力装置的重心设置在吃水线以下。

所述浮力组件包括至少两个竖向排列的浮力单元，所述海上消浪组件的吃水线将最上方的所述浮力单元分为上方的浮出部和下方的浸水部，所述浮力单元的迎浪面设有向上、向下导流的导流面。

所述浮力组件包括至少两个竖向排列的浮力单元，所述配重支架侧面的中部设有浮力单元的安装位，所述浮力单元通过所述安装位固定在配重支架内，相邻两个所述安装位之间设有等距的间隔；所述配重支架两侧的下部设有对流孔。

所述消浪机构包括：平面消浪机构和弧面消浪机构；所述前端浮力装置设有平面消浪机构，所述末端浮力装置设有弧面消浪机构。

所述平面消浪机构和弧面消浪机构均设有板主体，以及设置在板主体上且密集分布的若干缓冲透过结构。

所述前端浮力装置的顶面、底面和迎浪面敞开，所述平面消浪机构设置在所述前端浮力装置的背浪面。

所述平面消浪机构中的板主体为平板状，所述平面消浪机构中的板主体竖直设置且覆盖所述前端浮力装置的背浪面，所述缓冲透过结构均匀分布在所述平面消浪机构中的板主体上。

所述末端浮力装置的顶面、底面和背浪面敞开，所述末端浮力装置的迎浪面设有上挡板和所述弧面消浪机构。

所述上挡板设置在吃水线的上方，所述弧面消浪机构的板主体为弧形板状且凹面正对所述前端浮力装置，所述缓冲透过结构均匀分布在所述弧面消浪机构吃水线的下方。

与现有技术相比，本新型的有益效果为：充分利用海上消浪组件自身的活动性适应和降低海上消浪组件与海底连接之间的冲击，又利用海上消浪组件内部的相对约束，引导海洋环境的冲击相互作用相互抵消，多次分散层层削弱，从而提供良好的消浪效果。同时利用海浪在冲击过程中对立式浮力装置内部的填充，以及自身重心与吃水线的有效搭配，使得整体状态稳定，能承受的冲击大，满足深水区域的消浪要求。

附图说明

图1为本新型的立体示意图。

图2为本新型在海上环境下的示意图。

图3为本新型中立式浮力装置的示意图。

图4为本新型中前端浮力装置的示意图。

图5为本新型中末端浮力装置的示意图。

附图标记说明：立式浮力装置100，迎浪面101，背浪面102，前端浮力装置110，末端浮力装置120，上挡板121，配重支架130，对流孔132，浮力组件140，浮力单元141，浮出部142，浸水部143，导流面144，板主体301，缓冲透过结构302，平面消浪机构310，弧面消浪机构320，海底002，吃水线003。

具体实施方式

本新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，本实施例是一种海上消浪组件，与海底002相连，包括：至少两个立式浮力装置100，所述立式浮力装置100沿海浪的流动方向呈一列排布，且相邻两个所述立式浮力装置100活动相连；设置在两端的立式浮力装置100分别为前端浮力装置110和末端浮力装置120，所述前端浮力装置110和所述末端浮力装置120上设有消浪机构。立式浮力装置100用于承受海浪冲击和形成立式的基础固定，前端浮力装置110为海上消浪组件的第一道迎浪设施；末端浮力装置120为海上消浪组件的最后一道迎浪设施；消浪机构用于消除海浪的冲击。

采用立式浮力装置100形成海上消浪组件的好处在于，立式浮力装置100的重心向下，并能利用自身的浮力自动灵活地适应海面在风浪作用下的波动。而且立式设计有助于形成海平面下更大的迎浪面，以增加与海浪的接触。通过活动相连且一列排布的方式，实现了消浪的同时避免侧面受浪时立式浮力装置100错位导致的消浪效果下降，而在最前端设置消浪机构，有助于前端浮力装置110受力均匀，避免侧翻；而末端设置消浪机构，使得残余的海浪冲击被完全阻挡，从而保证整体的稳定。

如图2和图3所示，所述立式浮力装置100包括：配重支架130和浮力组件140，所述浮力组件140设置在所述配重支架130的中部，所述立式浮力装置100的重心设置在吃水线以下。配重支架130为立式浮力装置100提供足够的下沉重量；浮力组件140用于为立式浮力装置100提供足够的浮力，以控制重心。

利用支架直接形成立式浮力装置100的配重，能有效避免装载式配重物与本体之间的脱落，受力不均等问题。由于海上消浪组件维护周期长，而且持续受到冲击，所以形成配重和结构支撑一体化的配重支架130效果更好。在浮力组件140的配重下，以使得立式浮力装置100的重心位于吃水线以下有助于提高海上消浪组件的稳定性，在面对波浪冲击时避免立式浮力装置100急速弹起，维持稳定的立式状态。

所述浮力组件140包括至少两个竖向排列的浮力单元141，所述海上消浪组件的吃水线003将最上方的所述浮力单元141分为上方的浮出部142和下方的浸水部143，所述浮力单元141的迎浪面101设有向上、向下导流的导流面144。浮力单元141用于形成不同的排布组合；导流面144用于分散海浪的冲击，并引导海浪向两侧倾泻；吃水线003用于与海上消浪组件的设计吃水线匹配；浮出部142的设计用于提供足够的浮力，以保证被海浪卷入海平面下方的海上消浪组件更容易上浮恢复；浸水部143的设计用于限制浮出部142提供的浮力大小。

通过多个带导流面的浮力单元141竖直排列组成的浮力组件140，一方面避免形成一体阻挡，通过形成多个引流面，及时释放海浪的冲击，防止立式浮力装置100被推倒；另一方面有助于提高对配重支架130的适应性，装配设计更灵活。通过最上方浮力单元141的部分外露的设计，能额外提供复位浮力，以使得即使被卷入海平面后依然能快速上浮复位，从而保证海上消浪组件的使用稳定。

所述浮力组件140包括至少两个竖向排列的浮力单元141，所述配重支架130侧面的中部设有浮力单元141的安装位，所述浮力单元141通过所述安装位固定在配重支架130内，相邻两个所述安装位之间设有等距的间隔；所述配重支架130两侧的下部设有对流孔132。安装位用于固定浮力单元141；配重支架130的侧面位于立式浮力装置100迎浪面的两侧；间距用于作用于浮力单元141表面冲击力的部分释放，对流孔132用于侧面海水的流通；

通过安装位的固定将浮力单元141固定在配重支架130内，形成对浮力单元141的包裹有助于提高整体结构的稳定性和可靠性，以更好地承受海浪的冲击；而安装位控制下使得浮力单元141之间形成间隔，在利用浮力单元141承受一定冲击的同时利用间隔将部分的冲击分散，以保持立式浮力装置100的状态稳定，通过在配重支架130两侧设置对流孔132，有助于降低侧面冲击对立式浮力装置100的影响，进一步维持立式浮力装置100的稳定。

所述消浪机构包括：平面消浪机构310和弧面消浪机构320；所述前端浮力装置110设有平面消浪机构310，所述末端浮力装置120设有弧面消浪机构320。平面消浪机构310用于形成与海浪冲击面平行的拦截平面，利用自身竖直大面积拦截消浪；弧面消浪机构320用于引导海浪换向，通过换向消耗海浪冲击力以拦截消浪；前端浮力装置110用于形成海上消浪组件直面海浪的第一道拦截；末端浮力装置120为海上消浪组件的最后一道拦截。

前端浮力装置110设有平面消浪机构310，用于承受第一道海浪冲击的目的在于能首先把最大的冲击力分散，并使得分散后的冲击均匀分布，使得抗冲击消浪时前端浮力装置110依然保持稳定的直立状态。而末端浮力装置120设置弧面消浪机构320的目的在于保护海上消浪组件的状态稳定。作为最后一道消浪，当海浪的强度在经历前方多次减弱后依然形成较大冲击力时，末端浮力装置120若采用平面消浪机构310，则会承受很大冲击，易造成损坏，因而需要利用引导的方式使海浪换向，以维持本身结构的稳定。

所述平面消浪机构310和弧面消浪机构320均设有板主体301，以及设置在板主体301上且密集分布的若干缓冲透过结构302。板主体301用于拦截和正面阻挡消浪；缓冲透过结构302用于疏导，减少板主体301受到的冲击力。

通过密集分布的缓冲透过结构302，能有效减少板主体301所需承受的冲击力，改变海浪单一的受力方向，不但利用自身的缓冲透过结构302实现了一定的消浪作用，还能进一步维持板主体301本身的状态稳定。

如图4所示，所述前端浮力装置110的顶面、底面和迎浪面敞开，所述平面消浪机构310设置在所述前端浮力装置110的背浪面102。

迎浪面的敞开目的在于使得受到海浪冲击时，能迅速充满前端浮力装置110的内部，以使得前端立式浮力装置100与海浪快速融为一体，从而整体受力均匀，避免翻转。底面和顶面的敞开有助于引导海浪向上、向下流动，从而形成上、向下受力的均匀，进一步维持了前端浮力装置110自身的状态稳定。

所述平面消浪机构310中的板主体301为平板状，所述所述平面消浪机构中的板主体301竖直设置且覆盖所述前端浮力装置110的背浪面，所述缓冲透过结构302均匀分布在所述平面消浪机构中的板主体301上。

平板状有助于直面冲击力，并使得海浪进入前端浮力装置110后受力均匀，迅速充满前端浮力装置110的内部。缓冲透过结构302均匀分布在整个平面消浪机构中的板主体301上，以进一步维持前端浮力装置110的受力均衡。

如图5所示，所述末端浮力装置120的顶面、底面和背浪面敞开，所述末端浮力装置120的迎浪面设有上挡板121和所述弧面消浪机构。上挡板121用于拦截海面上风浪的冲击。

背浪面的敞开目的在于使得海浪冲击时，为了减少对前方立式浮力装置100的牵拉，末端浮力装置120在迎浪面的推力下撞击后方的海平面，以使得后方的海水迅速充满末端浮力装置120的内部，末端浮力装置120与海浪快速融为一体，从而整体受力均匀，削减前方的立式浮力装置100的牵拉；底面和顶面的敞开有助于引导海浪向上、向下流动，从而形成上、向下受力的均匀，进一步维持了末端浮力装置120自身的状态稳定。

所述上挡板121设置在吃水线的上方，所述弧面消浪机构的板主体为弧形板状且凹面正对所述前端浮力装置110，所述缓冲透过结构302均匀分布在所述弧面消浪机构吃水线的下方。

凹面正对前端浮力装置110使得海面上的海浪在撞击到上挡板121后，能被引导至下前方，至海平面以下。而上挡板121的设置有助于将海面上的冲击引导至下方的圆弧位，使得弧面消浪机构对前方的立式浮力装置100的作用效果更好；同样，缓冲透过结构302分布在吃水线以下，有助于进一步避免海浪在换向前被削弱，提高弧面消浪机构的作用。

实施例2

本实施例是一种海上消浪组件，与海底002相连，包括：至少两个立式浮力装置100，立式浮力装置100沿海浪的流动方向呈一列排布，且相邻两个立式浮力装置100活动相连；设置在两端的立式浮力装置100分别为前端浮力装置110和末端浮力装置120，前端浮力装置110和末端浮力装置120上设有消浪机构。立式浮力装置100用于承受海浪冲击和形成立式的基础固定，前端浮力装置110为海上消浪组件的第一道迎浪设施；末端浮力装置120为海上消浪组件的最后一道迎浪设施；消浪机构用于消除海浪的冲击。沿海浪的流动方向具体是指在设计安装时，海上消浪组件起作用时所需对应海浪流动方向。

在安装后，海上消浪组件的迎浪面被固定，主要对设计方向上的海浪进行消浪处理。立式浮力装置100的尺寸相近甚至相同，当海平面水平时，各个立式浮力装置100的迎浪面相互平行，迎浪面的中心位于同一直线上，每个立式浮力装置100的迎浪面朝向同一侧，当立式浮力装置100不小于三个时，除前端浮力装置110和末端浮力装置120外，其他的立式浮力装置100也可设置消浪机构。作为优选，立式浮力装置100区别于卧式浮力装置，其底面的面积小于其他侧面的面积，以长方体外形为例，其底面为最小的侧面，以使其吃水线更大。活动相连具体能是限制两者的相对最大长度的相连。

立式浮力装置100包括：配重支架130和浮力组件140，浮力组件140设置在配重支架130的中部，立式浮力装置100的重心设置在吃水线以下。配重支架130为立式浮力装置100提供足够的下沉重量；浮力组件140用于为立式浮力装置100提供足够的浮力，以控制重心；配重支架130具体能是密度大的金属支架，配重支架130的外轮廓形成类长方体状，浮力组件140能采用充气组件或中空组件或密度低于海水的实心组件，通过组合配合配重支架130调节重心。吃水深度具体是指立式浮力装置100设计时预设进入海水中的深度，并在立式浮力装置100上形成对应该设计吃水深度的吃水线003。

浮力组件140包括至少两个竖向排列的浮力单元141，海上消浪组件的吃水线003将最上方的浮力单元141分为上方的浮出部142和下方的浸水部143，浮力单元141的迎浪面101设有向上、向下导流的导流面144。浮力单元141浮力组件140用于形成不同的排布组合；导流面144用于分散海浪的冲击，并引导海浪向两侧倾泻；吃水线003用于与海上消浪组件的设计吃水深度匹配；浮出部142的设计用于提供足够的浮力，以保证被海浪卷入海平面下方的海上消浪组件更容易上浮恢复；浸水部143的设计用于限制浮出部142提供的浮力大小。浮力单元141具体能采用PE浮力管，浮出部142与浸水部143的体积比例为1:3至3:1。

浮力组件140包括至少两个竖向排列的浮力单元141，配重支架130侧面的中部设有浮力单元141的安装位，浮力单元141通过安装位固定在配重支架130内，相邻两个安装位之间设有等距的间隔；配重支架130两侧的下部设有对流孔132。安装位用于固定浮力单元141；配重支架130的侧面位于立式浮力装置100迎浪面的两侧；间距用于作用于浮力单元141表面冲击力的部分释放，对流孔132用于侧面海水的流通；浮力单元141为等大小的圆柱体，相邻两个浮力单元141之间的间隔为浮力单元141直径的0.5至1倍。具体的，浮力组件140由3个浮力单元141组成。安装位为匹配浮力组件140的圆孔，浮力单元141的两端有小部分凸出于两侧的安装位，安装位的下方设有长条状的对流孔132，且两侧的对流孔132位置相互对应。

消浪机构包括：平面消浪机构310和弧面消浪机构320；前端浮力装置110设有平面消浪机构310，末端浮力装置120设有弧面消浪机构320。平面消浪机构310用于形成与海浪冲击面平行的拦截平面，利用自身竖直大面积拦截消浪；弧面消浪机构320用于引导海浪换向，通过换向消耗海浪冲击力以拦截消浪；前端浮力装置110用于形成海上消浪组件直面海浪的第一道拦截；末端浮力装置120为海上消浪组件的最后一道拦截。平面消浪机构310具体为一矩形板且尺寸与前端浮力装置110的背浪面的尺寸一致，覆盖整个前端浮力装置110的背浪面。

弧面消浪机构为一弧形板，其竖直截面为一段四分之一圆弧，圆弧的上端与末端浮力装置120的顶面相连，下端与末端浮力装置120的底面位于同一水平面上，以使得上方的海浪撞击在弧面消浪机构上时，将海浪引导至前方，推动前方的立式浮力装置100，从而抵消正面的海浪冲击形成的推力，形成引导式的消浪的同时维持整体的状态稳定。平面消浪机构310和弧面消浪机构320均设有板主体301，以及设置在板主体301上且密集分布的若干缓冲透过结构302。板主体301用于拦截和正面阻挡消浪；缓冲透过结构302用于疏导，减少板主体301受到的冲击力。具体地，板主体301为刚性材质，缓冲透过结构302具体能是贯穿板主体301迎浪面和背浪面的透过孔。

密集分布使得消浪作用更明显，透过缓冲消浪结构后，海水的冲击力更加分散，还降低了板主体301自身的重量，减少对立式浮力装置100配重的影响。前端浮力装置110的顶面、底面和迎浪面敞开，平面消浪机构310设置在前端浮力装置110的背浪面102。具体地，前端浮力装置110包括左侧板和右侧板，以及连接左侧板和右侧板的连接条，形成一个长方体的立式框架，并使得顶面，底面和迎浪面敞开，而背浪面被平面消浪机构310覆盖。平面消浪机构310中的板主体301为平板状，平面消浪机构310中的板主体301竖直设置且覆盖前端浮力装置110的背浪面，缓冲透过结构302均匀分布在平面消浪机构310中的板主体301上。具体地，缓冲透过结构302为圆孔，在平面消浪机构310中的板主体301上呈多行多列分布，相邻两列或两行之间的间距相同。

背浪面与迎浪面位置相对。末端浮力装置120的顶面、底面和背浪面敞开，末端浮力装置120的迎浪面设有上挡板121和弧面消浪机构。上挡板121用于拦截海面上风浪的冲击。具体地，末端浮力装置120包括左侧板和右侧板，以及连接左侧板和右侧板的连接条，形成一个长方体的立式框架，并使得顶面，底面和迎浪面敞开，而迎浪面被弧面消浪机构320覆盖。上挡板121设置在吃水线的上方，弧面消浪机构的板主体为弧形板状且凹面正对前端浮力装置110，缓冲透过结构302均匀分布在弧面消浪机构吃水线的下方。具体地，上挡板121的上端与末端浮力装置120的顶面平齐，下端与吃水线003平齐，缓冲透过结构302与吃水线003之间的距离不小于上挡板121的高度。

显然，本新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本新型技术方案所作的举例，而并非是对本新型的具体实施方式的限定。凡在本新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海上消浪组件，与海底相连，其特征在于，包括：至少两个立式浮力装置，所述立式浮力装置沿海浪的流动方向呈一列排布，且相邻两个所述立式浮力装置活动相连；设置在两端的立式浮力装置分别为前端浮力装置和末端浮力装置，所述前端浮力装置和所述末端浮力装置上设有消浪机构。

2.根据权利要求1所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述立式浮力装置包括：配重支架和浮力组件，所述浮力组件设置在所述配重支架的中部，所述立式浮力装置的重心设置在吃水线以下。

3.根据权利要求2所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述浮力组件包括至少两个竖向排列的浮力单元，所述海上消浪组件的吃水线将最上方的所述浮力单元分为上方的浮出部和下方的浸水部，所述浮力单元的迎浪面设有向上、向下导流的导流面。

4.根据权利要求2所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述浮力组件包括至少两个竖向排列的浮力单元，所述配重支架侧面的中部设有浮力单元的安装位，所述浮力单元通过所述安装位固定在配重支架内，相邻两个所述安装位之间设有等距的间隔；所述配重支架两侧的下部设有对流孔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述消浪机构包括：平面消浪机构和弧面消浪机构；所述前端浮力装置设有平面消浪机构，所述末端浮力装置设有弧面消浪机构。

6.根据权利要求5所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述平面消浪机构和弧面消浪机构均设有板主体，以及设置在板主体上且密集分布的若干缓冲透过结构。

7.根据权利要求6所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述前端浮力装置的顶面、底面和迎浪面敞开，所述平面消浪机构设置在所述前端浮力装置的背浪面。

8.根据权利要求7所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述平面消浪机构中的板主体为平板状，所述平面消浪机构中的板主体竖直设置且覆盖所述前端浮力装置的背浪面，所述缓冲透过结构均匀分布在所述平面消浪机构中的板主体上。

9.根据权利要求6所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述末端浮力装置的顶面、底面和背浪面敞开，所述末端浮力装置的迎浪面设有上挡板和所述弧面消浪机构。

10.根据权利要求9所述的一种海上消浪组件，其特征在于，所述上挡板设置在吃水线的上方，所述弧面消浪机构的板主体为弧形板状且凹面正对所述前端浮力装置，所述缓冲透过结构均匀分布在所述弧面消浪机构吃水线的下方。