EA014481B1 - Оболочка для упаковки айсберга и способ его транспортировки - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области водоснабжения, в частности использованию нетрадиционных источников пресной воды, а именно талой воды льдов айсбергов и касается технологии их доставки для получения питьевой воды. Технический результат: минимизация безвозвратных потерь массы транспортируемого льда айсберга и повышение уровня полезного выхода талой пресной воды из него с сохранением норм требований экологии. Слои 2, 3 материала оболочки 1 содержат силовую арматуру 4, а оболочка 1 выполнена с возможностью термостатирования айсберга 6. Для упаковки надводной поверхности айсберга 6 верхняя часть двухслойной оболочки содержит двухстороннее зеркальное отражающее покрытие 7. Внутренние поверхности слоев материала оболочки выполнены черными матовыми с излучательной способностью r(λ, T), близкой к абсолютно черному телу. Для упаковки подводной части айсберга оболочка выполнена однослойной и содержит двухстороннее зеркальное отражающее покрытие 7. Оболочка снабжена соединительными герметичными замковыми устройствами 12, смонтированными с возможностью придания ей требуемой формы и размеров в зависимости от габаритов айсберга. Согласно способу исследуют водную акваторию, визуально выбирают айсберг 6 и проводят его надводное и подводное обследование. Затем айсберг термостатируют путем герметичной упаковки в упомянутую оболочку 1. В пункте назначения айсберг 6 размещают в шлюз 16, снимают с надводной части верхний слой оболочки 1 и открывают черную матовую поверхность 8 внутреннего слоя оболочки 1, создавая оптимальный режим таяния массива льда айсберга. Полученную пресную талую воду из шлюза 16 насосами 17 по водоводу 18 поставляют потребителям 19.

Description

Изобретение относится к области водоснабжения, в частности использованию нетрадиционных источников пресной воды, а именно талой воды льдов айсбергов, и касается технологии их доставки для получения питьевой воды.

Известно множество технических решений, относящихся к предмету настоящего изобретения, и почти все они основаны на буксировании айсберга от полюсов к порту предназначения. В арктических и антарктических айсбергах содержатся практически неисчерпаемые запасы пресной воды. Ежегодно образуется до 40 тыс. айсбергов, в которых содержится не менее 300 млрд м³ льда. Использование даже незначительной части этих источников позволит кардинально решить для многих стран проблему обеспечения пресной экологически чистой водой. К настоящему времени предпринимались ограниченные попытки доставки арктических айсбергов в южные районы путем их буксировки в пункты назначения, изоляции льда от морской воды и перекачки на берег пресной воды, образующейся при таянии льда.

Так в проекте Чистый лед предложен судовой комплекс с техническими средствами для добычи экологически чистых айсберговых льдов и технология изысканий, добычи, транспортировки и переработки льда айсбергов с целью получения в больших количествах питьевой воды высокого качества (1, 2, 3, 4). Согласно техническому решению судовой комплекс оборудован добычной установкой для дробления льда и погрузки его в судно и устройствами для швартовки судна или его грузовых секций к айсбергу. Добычная установка имеет рабочий орган в виде одной или нескольких пар дисковых пил, между которыми установлено несколько долбяков с рубящей рабочей частью и возможностью поворота в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Кроме того, предусмотрена также возможность выполнения корпуса судна монолитным с размещением на нем добычных средств либо в виде судового комплекса: судна для транспортировки льда и автономной плавучей добычной установки.

Недостатком технического решения является высокая стоимость технологического комплекса (более 1,5 млрд долларов США) и низкая удельная эффективность такого способа доставки пресной воды айсбергов (при стоимости 0,3 цента США/л).

Известен способ транспортировки льда айсберга для получения воды из него с использованием парусно-аэростатной системы его доставки в порт назначения (5). Способ заключается в том, что осуществляют выбор айсберга путем облета для оценки массогабаритных показателей айсберга. Айсберг обследуют с помощью воздушного транспортного средства, например вертолета, самолета. Далее, проводят высадку на поверхность айсберга бригады для определения опорных точек якорных скважин с якорными устройствами, в которые размещают якорные устройства. Соединяют якорные устройства с парусноаэростатной системой, подготовленной к транспортированию айсберга к месту назначения, которой управляют дистанционно, например радиоуправлением или лазерным управлением. Курс движения айсберга поддерживают с корабля сопровождения. По прибытии к месту назначения в континентальной части южного или северного тропиков приступают к разделке айсберга на транспортабельные части. Отделенные части айсберга направляют на разделочные площадки, где термальный режим окружающей среды изменяет фазовое состояние льда айсберга в питьевую воду, которую затем через насосную систему транспортируют под давлением по трубопроводу в континентальную часть шельфа для раздачи ее потребителям на континенте. Разделочные площадки снабжены энергетической установкой, работающей на разности температур льда и нагретой поверхностью береговой зоны.

Недостатком способа являются большие потери массы пресной воды в процессе доставки айсберга в порт назначения при прохождении через экваториально-тропическую зону, энергоемкость, зависимость от климатических условий, низкая безопасность, а также нарушение экологического равновесия на маршрутах транспортировки и в местах использования.

Известен способ и устройство для транспортировки айсбергов с использованием панелей, перекрывающих всю горизонтальную подводную часть айсберга (6). С помощью двух буксирных судов с каждой стороны айсберга панели размещают отдельно и параллельно друг другу с возможностью перекрытия нижней поверхности айсберга и удерживают под указанной нижней поверхностью тросами или держателями, закрепленными к анкерным точкам на верхней поверхности айсберга. Способ реализуют в четыре стадии: панели изготавливают и наматывают на барабан, транспортируют к айсбергу и разматывают с рулона, который устанавливают на торец. Далее, панели, поддерживаемые на поверхности воды рядом плотов, пока подвесные держатели подсоединяют к крайним верхним углам каждой панели, присоединяют к анкерным точкам на верхней (надводной) части айсберга. Затем комплекс панелей погружают и продвигают под нижней (подводной) поверхностью айсберга и по очереди, начиная с последней, панели разворачивают. При этом боковые держатели присоединяют к верхним углам каждой панели, держатели, соединенные верхним концом первой панели затем соединяют с анкерной точкой на верхней поверхности айсберга. Камеры, соединенные с панелями, выполнены надувными, их наполняют газом и выталкивают морскую воду, которой они были предварительно заполнены. В процессе транспортировки айсберга панели отклоняются в результате динамического давления, созданного морской водой, и изменяют режим течения воды с турбулентного на ламинарное на границе контакта с нижней поверхностью айсберга, что замедляет режим таяния льда в подводной части айсберга. Так, при взаимодействии панелей со слоем воды толщиной 2-3 м, расположенным в зоне возбуждения турбулентности, и скорости движения айсберга 0,5 м/с защитный эффект распространяется по горизонтали на расстояние около 50 м.

- 1 014481

Недостатком способа является нарушение экологии, чрезмерно большая потеря пресной воды за счет интенсивного таяния айсберга при его транспортировке в низких широтах вблизи экватора и как следствие высокая конечная стоимость получаемой питьевой воды.

Известен также ряд технических решений, в которых реализован принцип укрытия или упаковки айсберга в водонепроницаемую пленку (7, 8). В изобретении (7) представлен способ упаковки айсберга гибким покрытием из водонепроницаемых фрагментов пленочной оболочки. Фрагменты покрытия выполнены с возможностью погружения подобно сети, имеющей длину и ширину, достаточную для того, чтобы простираться под соответствующим айсбергом в форме корыта. В продольных и боковых сторонах покрытия размещены надувные трубы-поплавки. По крайней мере одна из труб разделена на воздушные камеры, способные раздуваться отдельно друг от друга. Фрагмент покрытия, который можно тянуть по соответствующему айсбергу, закреплен на одну трубу-поплавок и может быть связан с другими трубами-поплавками или сторонами фрагмента с образованием водонепроницаемой оболочки.

Наиболее близко к предлагаемому изобретению техническое решение, основанное на методе упаковки айсберга в оболочку в форме сумки с последующей его транспортировкой и производством пресной воды, которое и выбрано в качестве прототипа (8). Оболочка выполнена из ткани значительной длины и состоит из двух слоев водонепроницаемого, гибкого материала, устойчивого к действию соленой воды, солнечного излучения и низких температур. Ткань имеет значительную длину и выполнена в форму предпочтительно круга (или эллипса, прямоугольника, квадрата и т. д.) состоит из двух слоев и свернута в два рулона от краев к центру и стянутых плоской полосой с образованием структуры, названной в патенте удвоенным рулоном, разворачивание которого обеспечивает упаковку айсберга в своеобразную сумку. Материал оболочки назван пузырем и содержит маленькие воздушные пузырьки в каждом слое ткани. Слои ткани соединены швами в виде пересекающихся вертикальных и горизонтальных линий с образованием рисунка сети. Каждая ячейка этой сети представляет увеличенную копию воздушного пузыря в форме прямоугольника или квадрата и рассматривается в изобретении как воздушная подушка. Водонепроницаемая связь слоев достигнута прилипанием или сваркой по предварительно отмеченным линиям. Оболочка содержит систему поддерживающих поясов в форме двух соседних концентрических окружностей в форме колец, связанных через петли, размещенные с другой стороны ткани, главным образом на краю, через равные интервалы для крепления спускоподъемных кабелей из комплекта оборудования, расположенного на судне. Оболочка содержит также группу тонких гибких вентиляционных управляющих воздушных каналов (воздуховодов) между слоями. Каждая воздушная подушка содержит конец такого канала, введенного внутрь, в то время как противоположные концы всех каналов заведены вместе на краю ткани с образованием компактного узла - выхода, который служит для связи с технологическим судном. Связь ткани с технологическим судном в данном изобретении называют пупом, через который вентиляционные каналы ткани соединены с воздушными насосами технологического судна. Таким образом, пуповина служит местом нагнетания или выпуска воздуха из воздушных подушек в оболочке и обеспечение её всплытия или погружения.

Недостатком такого технического решения является низкая степень теплоизоляции айсберга и как следствие значительные потери пресной воды за счет интенсивного таяния льда в низких широтах в тропической зоне при пересечении экватора, а также большой вес оболочки, сложность конструкции, а следовательно невысокая надежность и ремонтная способность на этапе транспортировки.

Целью изобретения является повышение эффективности, снижение материальных затрат на транспортировку айсбергов, упрощение процесса их транспортировки, а также соблюдение мер безопасности, экологических норм и требований как на этапе доставки, так и в конечном пункте таяния айсбергов.

Техническим результатом изобретения является минимизация безвозвратных потерь массы транспортируемого льда айсберга и повышение уровня полезного выхода талой пресной воды из него с сохранением норм требований экологии.

Технический результат достигается тем, что оболочка для упаковки айсберга, содержащая два соединенных друг с другом с образованием воздушной арматуры слоя водонепроницаемого, гибкого, устойчивого к действию соленой воды, солнечного излучения и низких температур материала, согласно изобретению каждый слой материала содержит силовую арматуру и пригоден для упаковки пищевых продуктов, а оболочка выполнена с возможностью термостатирования айсберга, при этом для упаковки надводной поверхности айсберга верхняя часть двойной оболочки содержит двухстороннее зеркальное отражающее покрытие, а внутренние поверхности слоев материала оболочки выполнены черными матовыми с излучательной способностью τ(λ, Т), близкой к абсолютно черному телу; оболочка для упаковки подводной части айсберга выполнена однослойной, а материал содержит двухстороннее зеркальное отражающее покрытие; оболочка снабжена соединительными герметичными замковыми устройствами, смонтированными с возможностью придания ей требуемой формы и размеров в зависимости от габаритов айсберга.

Слои оболочки выполнены из полимерного материала, например лавсановой или пропиленовой пленки, или другого пригодного для этих целей материала, а воздушная арматура размещена в виде продольных каналов с возможностью обжима айсберга.

Силовая арматура слоев оболочки выполнена в виде сетки из высокопрочных витых нитей (кана

- 2 014481 тов), например из капрона или другого пригодного для этих целей синтетического материала.

Зеркальное отражающее покрытие выполнено металлическим напылением, например из алюминия, титана, их сплавов или других пригодных для этих целей металлов или их сплавов в виде пленки толщиной 11 = 20-60 нм до достижения светонепроницаемости металлизированного покрытия.

Черная матовая поверхность слоев оболочки характеризуется излучательной способностью τ(λ, Т) не более 0,96.

Замковые устройства выполнены в виде застежки типа репейник, или липкой ленты, или любого другого известного типа для герметичного соединения пленочного материала.

Замковые устройства снабжены дополнительно водостойким герметизирующим составом, например, на основе воска.

Технический результат достигается также тем, что в способе транспортировки айсберга, включающем визуальное обследование водной акватории и выбор айсберга, надводное и подводное обследования айсберга, упаковку его в гибкую оболочку с использованием технологического судна с комплектом оборудования, доставку в пункт назначения, забор и поставку потребителям пресной талой воды, образующейся в процессе естественного таяния айсберга, согласно изобретению айсберг предварительно термостатируют путем герметичной упаковки в оболочку, упомянутую выше, при этом оболочку для упаковки подводной части айсберга, предварительно свернутую в рулон, посредством комплекта оборудования и технологического судна разворачивают на водной поверхности, затем один торцевой край нижней части оболочки для упаковки подводной поверхности айсберга затапливают, заводят под айсберг, протягивают под ним, поднимают из воды на поверхность с противоположной стороны айсберга, посредством канатной системы с лебедками закрепляют в анкерных точках по периметру айсберга и герметично соединяют со вторым краем верхней части оболочки, которой укрывают надводную поверхность айсберга; с технологического судна по воздухопроводу из комплекта оборудования закачивают воздух в воздушную арматуру оболочки и обжимают айсберг, а также стабилизируют оболочку на воде; в пункте назначения айсберг размещают в шлюз, снимают с его надводной части первый верхний слой оболочки, обнажают черную матовую поверхность внутреннего второго слоя оболочки и создают оптимальный режим таяния массива льда айсберга путем его эффективного нагрева солнечной лучистой энергией в процессе ее поглощения черной матовой поверхностью нижнего слоя верхней части оболочки.

Упаковку начинают с укрытия оболочкой подводной части айсберга с постепенным заводом ее под айсберг посредством тросов с грузами и последующим подъемом оболочки с обратной стороны айсберга.

После упаковки айсберга из подводной части оболочки откачивают морскую воду, попавшую туда при упаковке.

Подводную часть оболочки по периметру айсберга на уровне ватерлинии стабилизируют воздушной подушкой, размещенной по периметру айсберга, а пресную воду, образующуюся внутри оболочки в процессе таяния айсберга при транспортировке, используют для обеспечения дополнительной устойчивости.

Место выбора айсберга осуществляют с учетом подводных течений, маршрута дрейфа, розы ветров, поры года, а транспортировку в пункт назначения осуществляют любым известным способом с использованием обозначенных фарватеров.

Из шлюзовой системы поставку потребителям пресной талой воды осуществляют посредством водоводов.

Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1-12.

На фиг. 1 показана схема размещения каната в подводной части айсберга;

на фиг. 2 - вид айсберга сверху с развернутой схемой размещения нижней части оболочки;

на фиг. 3 - вид поперечного сечения айсберга со схемой крепления оболочки в анкерных точках;

на фиг. 4 - схемы крепления оболочки в анкерных точках (вид сверху);

на фиг. 5 - схемы размещения оболочки в подводной части айсберга (вид с торца);

на фиг. 6 - вид айсберга в упакованном состоянии (поперечное сечение);

на фиг. 7 - общий вид оболочки в свернутом состоянии;

на фиг. 8 - фрагмент надводной части оболочки (поперечное сечение);

на фиг. 9 - фрагмент полотнища оболочки (вид сверху);

на фиг. 10 - фрагмент подводной части оболочки (поперечное сечение);

на фиг. 11 - схема размещения айсберга в шлюзе;

на фиг. 12 - схема отвода пресной талой воды из шлюза.

Оболочка 1 содержит слои 2 и 3 из полимерного материала (полипропилена, лавсана и т.д.), пригодного для упаковки пищевых продуктов и армированного силовой сеточной арматурой 4 из нитей (канатов) капрона, стекловолокна или других аналогичных материалов, пригодных для этой цели. Для упаковки подводной поверхности 5 айсберга 6 оболочка 1 содержит зеркальный светоотражающий слой 7 с наружной и внутренней стороны. Для упаковки надводной части айсберга 6 оболочка 1 содержит два слоя полимерного армированного материала с зеркальным светоотражающим слоем 7 с защитным покрытием 7а с наружной и черным матовым покрытием 8 с внутренней стороны. Слои 2 и 3 оболочки 1 для упаковки надводной поверхности айсберга соединены с возможностью разъема. Оболочка состоит из

- 3 014481 полотнищ 10 достаточной длины и ширины, края 11 которых снабжены замками 12 типа репейник или липкая лента для соединения полотнищ 10 и придания оболочке 1 требуемых размеров. Замки 12 заполнены водостойким и морозоустойчивым герметизирующим составом 13 для герметизации мест соединения полотнищ 10. Подушки 9 и 9а подводной части оболочки 1 связаны воздушными каналами 14, которые соединены с коммуникационным воздуховодом 15, размещенным по периметру нижней части ТО 1 по краю 11 полотнищ 10, с образованием секционной системы стабилизации на основе подушек 9 и 9а. Технологическое судно 20 снабжено комплектом оборудования с системой канатов 21, 27, 30 и лебедками 22, воздухопроводом 23 для подачи, стравливания и перепуска воздуха в подушки 9, 9а и коммуникационный воздуховод 15 и каналы воздушной арматуры 14 с использованием электронной системы управления клапанами (на чертеже не показаны). На айсберге 6 после обследования выбирают анкерные точки 24, в которых монтируют анкеры для крепления краев 11 нижней части ТО 1 крепежными тросами 35.

Шлюз 16 для размещения айсберга 6 устроен непосредственно у береговой линии 25, содержит створчатые (или иной конструкции) ворота 26. Дно 27 шлюза 16 выполнено на уровне не менее глубины дна 28 фарватера 29 для проводки айсберга 6. Шлюз 16 снабжен водоводом 18 и водяными насосами 17 для подачи пресной талой воды потребителям 19.

Изобретение реализуют следующим образом.

В зону нахождения айсбергов в акваторию Антарктики или Арктики направляют по меньшей мере два судна 20 с комплектом технологического оборудования, включающего систему глубинной эхолокации, вертолет (на чертеже не показаны). Этими же судами доставляют также и термостатирующую оболочку 1 (далее ТО 1) для полной упаковки и термоизоляции айсберга. В состав комплекта технологического оборудования входят также манипулятор (на чертеже не показан) для подводного ремонта пленки, снабженный видеосистемой наблюдения с подсветкой, и система тепловизионного (на чертеже не показаны) контроля за техническим состоянием ТО 1 в процессе транспортировки айсберга 6.

По прибытии в заданный район океана с вертолета проводят обследование акватории в зоне предполагаемого нахождения айсбергов и производят визуальный выбор айсберга путем предварительной оценки его надводных параметров. Затем выполняют аэрофотосъемку надводной и эхолокацию подводной частей айсберга. По результатам исследований строят объемную компьютерную модель айсберга, уточняют массогабаритные показатели и оценивают его полные параметры и геометрические особенности для максимально точного расчета полной площади поверхности айсберга. По массогабаритным показателям (продольные и поперечные размеры, глубина осадки, наличие на поверхности и под водой выступов и острых образований и т.д.) принимают решение о возможности упаковки и транспортировки данного айсберга. При этом геометрические параметры айсберга должны изначально максимально обеспечивать его минимальный мидель при транспортировке.

Предпочтительно выбирать айсберг столообразного шельфового происхождения с соотношением длины к ширине 2:1 и величиной подводной части около 100 м (т.е. примерные размеры 1500x700x100 м) с общим объемом льда порядка 100 млн-м³. Эти айсберги характеризуются сравнительно плоской верхней и нижней поверхностями. Зону акватории океана, в которой производят отбор айсбергов, выбирают с учетом подводных течений, маршрута дрейфа, розы ветров, поры года. Транспортировку осуществляют преимущественно из районов 70-60-х широт.

Упаковку и термостатирование (термоизоляцию) айсберга производят согласно следующему. Два судна-буксира (фиг. 1) располагают за торцом айсберга 6 на равном удалении от его краев на 50-100 м. Между ними провешивают канат 30 с воздуховодом (на чертеже не показан) для заполнения резервуаров воздухом, размещенных в точках а, Ь, с, вытеснения находящейся там морской воды и обеспечения последующего всплытия каната 30. Погружают при помощи трех-пяти грузов 31 в точках а, Ь и с канат 30 глубже нижнего уровня айсберга на 10-15 м, контролируя при этом по эхолоту (на чертеже не показан) глубину погружения. В точке Ь, перед погружением каната 30, крепят канат 27 длиной, превышающей длину айсберга на 500-600 м. Далее оба судна, равномерно продвигаясь вдоль айсберга, протаскивают канат 27 под нижней поверхностью айсберга до выхода его на 250-300 м с противоположного торца айсберга. Затем резервуары (на чертеже не показаны) в точках а, Ь, с заполняют воздухом, вытесняют находящуюся там морскую воду и обеспечивают всплытие каната 30. После всплытия канатов 30 и 27 канат 27 отсоединяют в точке Ь от каната 30 и крепят его на третьем буксире или лебедке, установленной на поверхности айсберга (на чертеже не показано). Противоположный конец каната 27, который с противоположной стороны айсберга предварительно подвешивают на поплавке (на чертеже не показано) в 250-300 м от торца айсберга и далее закрепляют на середине передней нижней части ТО 1 в точке Ь.

ТО 1 на предприятии-изготовителе сворачивают в рулоны 32 (фиг. 7) и в таком виде доставляют к месту использования. Для целей изобретения материал ТО 1 изготавливают из лавсановой, пропиленовой или другого типа пленки, пригодный для упаковки пищевых продуктов, армируют ее сеточной силовой арматурой 4, которая выполнена из высокопрочных витых нитей (канатов), изготовленных из капрона или других синтетических материалов. ТО 1 может достигать в длину от несколько сотен метров до километров и ее возможно наращивать за счет соединения замковым устройством 12 по ширине до необходимой величины (за счет стыковки полотнищ 10), достаточной для упаковки и термостатирования айс

- 4 014481 берга 6 выбранных габаритов.

Рулоны 32 разворачивают на свободной поверхности воды (или на поверхности айсберга с последующим спуском на воду) и формируют нижнюю часть ТО 1 для изоляции подводной поверхности айсберга, при этом ее удерживают на плаву граничащими друг с другом воздушными камерами коммуникационного канала 15, размещенного по периметру и воздушной арматурой 14. Камеры 9 и 9а размещены на расстоянии от края 11, достаточном для последующей стыковки верхней и нижней частей ТО 1. Одну из камер 9 или 9а (в зависимости от размеров подводной части айсберга) заполняют воздухом и обеспечивают подтягивание нижней части ТО 1 и прижатие ее по периметру айсберга для дополнительной термоизоляции айсберга посредством сформированной таким образом воздушной подушки из этих камер на границе поверхностного слоя воды. Подачу воздуха в секционные камеры и его стравливание осуществляют при помощи системы клапанов с электронным управлением (на чертеже не показано).

Судна-буксиры 20 цепляют нижнюю часть ТО 1 в точках а, Ь, с канатами 21 и 27 (фиг. 2). В точках а, Ь, с через каждые 50-100 м по длине устанавливают грузы 34 для погружения торцевого края ТО 1 под нижнюю поверхность айсберга на 10-15 м. Далее, буксиры 20 канатами 21 и 27 синхронно затягивают нижнюю ТО 1 под подводную поверхность айсберга. По мере погружения нижней части ТО 1 под айсберг воздух стравливают из воздушной арматуры 14 и посекционно (путем дистанционного управления через систему клапанов - на чертеже не показаны) из коммуникационного канала 15, при этом грузами 34 подтапливают ее на необходимую глубину и обеспечивают достаточное раскрытие для максимального уменьшения коэффициента трения ТО 1 об айсберг. По мере погружения под воду ТО 1 наращивается с буксира (с поверхности айсберга), если не было возможности развернуть ее на всю длину.

После размещения нижней части ТО 1 (фиг. 4) по центру нижней поверхности айсберга заполняют воздухом секционные камеры 9 или 9а (в зависимости от толщины айсберга), начиная от центра торцевой части айсберга, продвигаясь к его краям. При этом из нижней части ТО 1 вытесняют морскую воду и нижняя часть оболочки 1 плотно облегает торец айсберга. Перед заполнением крайних торцевых камер 9 или 9а канатами 33 стягивают излишнюю часть ТО 1 для обеспечения дополнительной обтекаемости формы айсберга, улучшения его термоизоляции. Затем, начиная с крайних камер 9 или 9а, от уже упакованного торца айсберга подают воздух синхронно в соседние камеры 9 или 9а по обеим боковым его сторонам, что обеспечивает вытеснение морской воды из ТО 1 по всей длине айсберга.

После заполнения воздухом крайних секций камер 9 или 9а по боковым сторонам айсберга с другого его конца начинают закачку воздуха в средние секции камер 9 или 9а другого торца айсберга, дистанционно открывая запорные клапаны (на чертеже не показаны) в торце ТО 1 для стравливания морской воды. Операцию по упаковке со второго торца айсберга заканчивают аналогично. После этого запорные клапаны закрывают и при необходимости откачиваются остатки морской воды, попавшей в нижнюю часть ТО 1. Канатами 35 стягивают по всему периметру айсберга верхний край подводной части ТО 1 и закрепляют в анкерных точках 24, прочно фиксируя ее на массиве айсберга 6. Канатами 36, закрепленными между анкерными точками 24, прижимают верхнюю часть ТО 1 к айсбергу для уменьшения ее парусности.

Верхнюю часть ТО 1 разворачивают аналогично нижней части также на свободной водной поверхности, затягивают буксирами и укрывают надводную поверхность айсберга 6. В зависимости от состояния надводной поверхности айсберга возможен вариант ее укрытия путем разворачивания верхней части ТО 1 из рулонов непосредственно на горизонтальной надводной поверхности айсберга. Далее, верхнюю часть ТО 1 последовательно крепят по периметру к подводной части ТО 1 сначала в анкерных точках 24, а затем дополнительно замковым устройством 12 герметично соединяют за счет клеевого состава 13 обе части ТО 1 в одно целое по периметру айсберга 6. После герметизации из ТО 1 через трубопровод (на чертеже не показан) откачивают остатки морской воды, попавшей туда при упаковке, а в каналы воздушной арматуры 14 ТО 1 закачивают воздух и дополнительно обжимают подводную поверхность айсберга. В верхнюю часть ТО 1 для дополнительного термостатирования, между слоями 2, 3 также закачивают воздух.

Термостатированный описанным выше методом айсберг 6 стыкуют с буксиром 20 посредством, например, специальной платформы, предварительно закрепленной анкерами в массиве айсберга (на чертеже не показано). Возможен вариант создания ниши (на чертеже не показано) в массиве айсберга для размещения средства стыковки с буксиром или использование любого другого известного средства стыковки с буксиром (буксирами) для последующей транспортировки айсберга в порт назначения.

Маршруты транспортировки айсбергов заблаговременно наносят на морские карты, обозначают на водной поверхности мирового океана и прокладывают как фарватеры, обеспечивающие прохождение по ним, прежде всего, айсбергов. Ширину фарватеров задают в 2-3 км, а его обозначение производят стационарным способом: путем установки яркоокрашенных буёв со светосигнальными автономными маяками для обеспечения ночной видимости (на чертеже не показано). Буи размещают парами на расстоянии 4-5 км друг от друга и прочно закрепляют на дне якорной системой.

После доставки айсберга в место назначения его размещают в стационарном специальном шлюзеприемнике 16 (фиг. 11, 12), где он тает естественным путем. Шлюз 16 устраивают непосредственно у береговой линии 25, обеспечивая необходимую глубину дна 28 фарватера для захода айсберга 6. По мере

- 5 014481 захода айсберга в шлюз 16 морская вода вытесняется его массой через открытые створчатые ворота 26, которые затем закрывают, что предупреждает проникновение морской воды обратно в шлюз 16 со стороны моря. Далее производят дополнительную откачку из шлюза 16 остатка морской воды и извлекают ТО 1 из-под подводной поверхности айсберга для последующего повторного использования. Затем с айсберга 6 снимают верхний слой 2 ТО 1 с надводной его части, обнажают черную матовую поверхность 8 нижнего слоя 3 ТО 1 и создают оптимальный режим таяния массива льда айсберга путем его эффективного нагрева солнечной лучистой энергией в процессе ее поглощения черной матовой поверхностью нижнего слоя оболочки 1. Дополнительно интенсификация процесса таяния айсберга может осуществляться любым известным способом. Растекающаяся пресная вода создает внутренний подпор створок 26 шлюза 16, противодействуя проникновению в него морской воды. Из шлюза 16 пресную талую воду по сети водоводов 18 водяными насосами 17 направляют потребителям 19. Система шлюзов 16 решает не только проблему с питьевой водой, но дополнительно образует оазис со своим микроклиматом в районе ее нахождения, что существенно улучшает комфортность проживания местного населения.

Как следует из вышеизложенного, заявленное техническое решение удовлетворяет условию новизны, так как из уровня техники не выявлены тождественные технические решения, а заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает технический результат, отличный от прототипа. Разработанный способ транспортировки айсбергов с использованием принципа термостатирования путем их полной герметичной упаковки в термоизоляционную оболочку ТО 1 обеспечивает новый результат в отличие от прототипа, т.к. позволяет доставить айсберг в место назначения практически без потерь пресной талой воды, образующейся при таянии льда в процессе транспортировки. Конструктивное исполнение термостатирующей оболочки 1 также является новым, существенно отличается от конструкции оболочки согласно прототипу и обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Заявляемое техническое решение в своей совокупности признаков не очевидно из предшествующего уровня техники, а изобретение удовлетворяет условию изобретательский уровень. Так, неочевидным является выполнение термостатирующей упаковки подводной части айсберга в оболочку 1, содержащую двухстороннее зеркальное покрытие, что существенно замедлит таяние льда, а герметичность упаковки гарантирует сохранение талой воды. Кроме того, т. к. плотность пресной воды меньше плотности морской воды, то слой пресной талой воды, сохраняемой в термостатирующей оболочке 1, создает дополнительный эффект термостата и одновременно стабилизирующий эффект, что также способствует замедлению процесса таяния льда. Далее, неожиданным является использование термостатирующей оболочки 1 с двухсторонним зеркальным отражающим покрытием, которое контактирует с одной стороны с поверхностью льда айсберга, а с другой - с внешней средой, эффективно отражая солнечное излучение. При этом поверхности слоев 2 и 3 внутри верхней части оболочки 1, контактирующие друг с другом, выполнены с матовым черным покрытием с излучательной способностью τ(λ, Т), близкой к абсолютно черному телу (АЧТ) и в совокупности с другими признаками достигается завяленный технический результат - минимизация безвозвратных потерь массы транспортируемого льда айсбергов и повышение уровня полезного выхода талой пресной вода из айсбергов.

Техническое решение удовлетворяет также условию промышленная применимость. Из приведенного выше описания способа реализации изобретения очевидным образом следует возможность его технического применения. Так современный уровень промышленного производства обеспечивает изготовление прочных, тонких и легких полимерных армированных материалов и пленок с зеркальным покрытием и поверхностью с черным матовым покрытием с излучательной способностью τ(λ, Т), близкой к АЧП, и пригодных для изготовления ТО. Применение судов-буксиров для доставки айсберга к месту назначения после его полной упаковки и термостатирования не вызывает сомнений, т.к. известно из предшествующего уровня техники. Доставка предложенным способом айсбергов для получения пресной питьевой воды весьма экономична. Так, например, летом 2008 года стоимость воды, поставляемой танкерами на о. Кипр, достигала 1 доллара США за литр. В таких условиях, как показывают оценочные расчеты, доставка в этот район одного айсберга с запасом воды около 100 млн т, даже при цене 1 доллар США за тонну воды, покрывает все затраты и позволяет обеспечить высокую рентабельность.

Реализация предлагаемого изобретения позволит решить экологическую проблему недостатка чистой питьевой воды, восполнить изъятые из недр Земли природные запасы пресной воды, а также создать в пустынных экваториальных районах, где разместятся шлюзовые системы, искусственные оазисы воды с благоприятным и комфортным микроклиматом для проживания человека. Предлагаемое комплексное техническое решение охватывает полный цикл поставки экологически чистой питьевой воды населению Земли и является основой проекта направленного на кардинальное решение глобальной проблемы с питьевой водой в отличие от известных аналогов.

Источники информации

1. Выставка ЭКСПО-98. Перечень экспонатов Российской секции, г. Лиссабон (Португалия), 22 мая - 30 сентября 1998.

2. Патент ВИ 2080272 С2, (45) 1997.05.27.

3. Патент ВИ 2041120 С1, (45) 1995.08.09.

- 6 014481

4. Патент КИ 2078006 С1, (45) 1997.04.27.

5. Патент КИ 2281878 С2, (45) 2006.08.20.

6. Патент И8 4199273 (45) 1980.04.22.

7. Патент ΌΕ 3315744, 1984.

8. Заявка АО 2004113620, 2004.12.29 (прототип).

Claims (13)

1. Оболочка для упаковки айсберга, содержащая часть из двух соединенных друг с другом с образованием воздушной арматуры слоев водонепроницаемого, гибкого, устойчивого к действию соленой воды, солнечного излучения и низких температур материала, отличающаяся тем, что каждый слой материала двухслойной части содержит силовую арматуру и пригоден для упаковки пищевых продуктов, а оболочка в целом выполнена с возможностью термостатирования айсберга, при этом для упаковки надводной поверхности айсберга верхняя часть оболочки выполнена двойной и содержит двухстороннее зеркальное отражающее покрытие, а внутренние поверхности слоев материала оболочки выполнены черными матовыми с излучательной способностью τ(λ, Т), близкой к абсолютно черному телу; часть оболочки для упаковки подводной части айсберга выполнена однослойной, а материал содержит двухстороннее зеркальное отражающее покрытие, при этом оболочка снабжена соединительными герметичными замковыми устройствами, смонтированными с возможностью придания ей требуемой формы и размеров, в зависимости от габаритов айсберга.

2. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что слои оболочки выполнены из полимерного материала, например лавсановой или пропиленовой пленки, а воздушная арматура представляет собой продольные каналы с возможностью обжима айсберга.

3. Оболочка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что силовая арматура слоев оболочки выполнена в виде сетки из высокопрочных витых нитей (канатов), например из капрона.

4. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что зеркальное отражающее покрытие выполнено металлическим напылением, например из алюминия, титана или их сплавов, в виде пленки толщиной 11 = 20-60 нм до достижения светонепроницаемости металлизированного покрытия.

5. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что черная матовая поверхность слоев оболочки характеризуется излучательной способностью τ(λ, Т) не более 0,96.

6. Оболочка по п.1, отличающаяся тем, что замковые устройства выполнены в виде застежки типа репейник или липкой ленты для герметичного соединения пленочного материала.

7. Оболочка по п.6, отличающаяся тем, что замковые устройства снабжены дополнительно водостойким герметизирующим составом, например, на основе воска.

8. Способ транспортировки айсберга, включающий визуальное обследование водной акватории и выбор айсберга, надводное и подводное обследования айсберга, упаковку его в гибкую оболочку с использованием технологического судна с комплектом оборудования, доставку в пункт назначения, забор и поставку потребителям пресной талой воды, образующейся в процессе естественного таяния айсберга, отличающийся тем, что айсберг предварительно термостатируют путем герметичной упаковки в оболочку по любому из пп.1-7, при этом оболочку для упаковки подводной части айсберга, предварительно свернутую в рулон, посредством комплекта оборудования и технологического судна разворачивают на водной поверхности, затем один торцевой край нижней части оболочки для упаковки подводной поверхности айсберга затапливают, заводят под айсберг, протягивают под ним, поднимают из воды на поверхность с противоположной стороны айсберга, посредством канатной системы с лебедками закрепляют в анкерных точках по периметру айсберга и герметично соединяют со вторым краем верхней части оболочки, которой укрывают надводную поверхность айсберга; с технологического судна по воздухопроводу из комплекта оборудования закачивают воздух в воздушную арматуру оболочки и обжимают айсберг, а также стабилизируют оболочку на воде; в пункте назначения айсберг размещают в шлюз, снимают с его надводной части первый верхний слой оболочки, обнажают черную матовую поверхность внутреннего второго слоя оболочки и создают режим таяния массива льда айсберга путем его нагрева солнечной лучистой энергией в процессе ее поглощения черной матовой поверхностью нижнего слоя верхней части оболочки.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что упаковку начинают с укрытия оболочкой подводной части айсберга с постепенным заводом ее под айсберг посредством тросов с грузами и последующим подъемом оболочки с обратной стороны айсберга.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что после упаковки айсберга из подводной части оболочки откачивают морскую воду, попавшую туда при упаковке.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что подводную часть оболочки по периметру айсберга на уровне ватерлинии стабилизируют воздушной подушкой, размещенной по периметру айсберга, а пресную воду, образующуюся внутри оболочки в процессе таяния айсберга при транспортировке, используют для обеспечения дополнительной устойчивости.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что место выбора айсберга осуществляют с учетом подвод

- 7 014481 ных течений, маршрута дрейфа, розы ветров, поры года, а транспортировку в пункт назначения осуществляют любым известным способом с использованием обозначенных фарватеров.

13. Способ по п.8, отличающийся тем, что из шлюза поставку потребителям пресной талой воды осуществляют посредством водоводов.