RU2814823C1 - Wave absorber and its versions - Google Patents

Wave absorber and its versions Download PDF

Info

Publication number
RU2814823C1
RU2814823C1 RU2023107668A RU2023107668A RU2814823C1 RU 2814823 C1 RU2814823 C1 RU 2814823C1 RU 2023107668 A RU2023107668 A RU 2023107668A RU 2023107668 A RU2023107668 A RU 2023107668A RU 2814823 C1 RU2814823 C1 RU 2814823C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
wave
wave absorber
swirl
water conduit
Prior art date
Application number
RU2023107668A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Евгеньевич Щодро
Сергей Леонидович Черных
Андрей Николаевич Сорокин
Станислав Владимирович Кабалин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС)
Application granted granted Critical
Publication of RU2814823C1 publication Critical patent/RU2814823C1/en

Links

Abstract

FIELD: water industry.
SUBSTANCE: group of inventions relates to wave absorbers intended for protection of sea shores from wave effects, including for protection of sea shores from erosion. Wave absorber is a volumetric structure, including a bottom plate, and comprises a receiving box with a tapering water conduit, a cylindrical swirling well with a bottom and a ramp, at that, all elements of the wave damper are made closed from above, and the swirling well is open. According to the first embodiment, the wave absorber comprises a cylindrical swirling well, including a ramp formed by the bottom of the swirling well, or a fixed minimum of one-, maximum four-start screw with turns of the form of a straight annular helicoid with an incomplete turn, as shown in figure 2, or a pipe of rectangular section fixed in the form of a spiral with gradual narrowing towards the outlet. According to the second embodiment, the wave absorber comprises an additional swirling well, wherein the first and second swirling well are made intersecting with each other, forming an acute angle at the point of their intersection, as shown in figure 8, and receiving box and water conduit are made common for two swirling well. In each swirling well there is a ramp formed by the bottom of the swirling well, or a fixed minimum of one, maximum four-start screw with turns of the form of a straight annular helicoid with an incomplete turn, as shown in figure 12. According to the third embodiment, the wave absorber comprises an additional swirling well, a duct and a water conduit, wherein the additional swirling well, duct and water conduit are installed on the bottom plate separately with the swirling well, duct and water conduit. In each swirling well there is a ramp formed by the bottom of the swirling well, or a fixed minimum of one, maximum four-start screw with turns of the form of a straight annular helicoid with an incomplete turn, or a tube of rectangular cross-section with gradual narrowing towards the outlet is rigidly installed in the form of a spiral. According to the fourth version, the wave absorber is double-sided, as shown in figure 7, intercepting the flow both from the open sea and from the shore, note here that both sides of said damper comprise intake box with tapered water duct and cylindrical swirling well with bottom. Cylindrical swirling well contains a ramp formed by the bottom of the swirling well, or fixed at least one-, maximum four-start screw with turns of the form of a straight annular helicoid with an incomplete turn, or a pipe of rectangular cross-section fixed in the form of a spiral with gradual narrowing towards the outlet.
EFFECT: providing protection of sea shores from wave effects, including for protection of sea shores from erosion by a structure which does not require manufacturing of a large number of wave absorbing elements.
4 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для защиты морских берегов от волновых воздействий, в том числе для защиты морских берегов от размыва.The invention relates to hydraulic structures and is intended to protect sea shores from wave influences, including protecting sea shores from erosion.

Для гашения волны известны конструкции, которые обеспечивают прохождение воды через щели или отверстия (н-р, «Сборная морская буна» а.с.SU №1523623, опубл. 23.11.1989 г., вып.43; «МОДУЛЬНАЯ БЕРЕГОЗАЩИТНАЯ КОНСТРУКЦИЯ» патент на изобретение RU №2 528 191, опубл. 10.09.2014 Бюл. №25;).To dampen waves, structures are known that ensure the passage of water through cracks or holes (for example, “Prefabricated sea boom” ASSU No. 1523623, published November 23, 1989, issue 43; “MODULAR SHORE PROTECTION STRUCTURE” patent for invention RU No. 2 528 191, published 09.10.2014 Bulletin No. 25;).

Сборная морская буна представляет собой пустотелый блок без дна, передняя и задняя стенки которого выполнены с щелевыми отверстиями, и каменную наброску внутри блока.A prefabricated sea boom is a hollow block without a bottom, the front and rear walls of which are made with slotted holes, and a rock fill inside the block.

Сквозные волноломы модульной берегозащитной конструкции выполнены из опорных стоек и отражательной поверхности, в которую ударяется поток воды, и на ней с интервалом, образуя проемы, жестко закреплены направляющие, в сечении представляющими полукруг.Through breakwaters of a modular bank protection structure are made of support posts and a reflective surface into which the water flow hits, and on it, at intervals, forming openings, guides are rigidly fixed, representing a semicircle in cross-section.

Общим недостатком данных волногасителей является необходимость выполнения большого количества щелей или проемов.A common disadvantage of these wave absorbers is the need to make a large number of slots or openings.

Известен волногаситель, содержащий в качестве волногасящих элементов вертикальные трубы, собранные в объемную конструкцию, установленные на донной плите тремя группами, имеющие по направлению к берегу убывающие значения диаметра и толщины стенки, со свободным пространством между собой в ряду, равным диаметру трубы соответствующей группы (заявка на полезную модель РФ №2022130526).A wave absorber is known that contains vertical pipes as wave damping elements, assembled into a three-dimensional structure, installed on a bottom plate in three groups, having decreasing values of diameter and wall thickness towards the shore, with free space between them in a row equal to the diameter of the pipe of the corresponding group (application for utility model of the Russian Federation No. 2022130526).

Недостатком известного волногасителя является необходимость изготовления большого количества волногасящих элементов.The disadvantage of the known wave damper is the need to manufacture a large number of wave damping elements.

По совокупности таких признаков, как выполнение конструкции объемной и наличию донной плиты, данный волногаситель принят за прототип.Based on the combination of such features as the implementation of a three-dimensional design and the presence of a bottom plate, this wave absorber is accepted as a prototype.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение защиты морских берегов от волновых воздействий, в том числе от размыва такой конструкцией волногасителя, которая не требует изготовления большого количества волногасящих элементов (или щелей).The objective of the claimed invention is to provide protection of sea coasts from wave influences, including from erosion, by using a wave absorber design that does not require the manufacture of a large number of wave damping elements (or slots).

Сущность волногасителя, представляющего собой объемную конструкцию, включающую донную плиту, состоит в том, что он содержит приемный короб с сужающимся водоводом, цилиндрический колодец-завихритель со дном и пандусом, при этом все элементы волногасителя выполнены закрытыми сверху, а колодец-завихритель - открытым.The essence of the wave absorber, which is a three-dimensional structure including a bottom plate, is that it contains a receiving box with a tapering water conduit, a cylindrical swirl well with a bottom and a ramp, while all elements of the wave absorber are made closed at the top, and the swirl well is open.

В колодце такого волногасителя вместо пандуса может быть неподвижно установленный минимум одно-, максимум четырехзаходный шнек, с витками формы прямого кольцевого геликоида с неполным оборотом, выполненный так, как показано на фигуре 2; или неподвижно установленная по спирали вокруг вертикальной оси колодца- завихрителя труба прямоугольного сечения с постепенным ее сужением к выходу. Кроме этого, указанный волногаситель может быть выполненным двусторонним, как показано на фигуре 7, перехватывающим поток как со стороны открытого моря, так и с берега.In the well of such a wave absorber, instead of a ramp, there can be a fixedly installed minimum one-, maximum four-thread auger, with turns in the shape of a straight annular helicoid with an incomplete rotation, made as shown in figure 2; or a pipe of rectangular cross-section fixedly installed in a spiral around the vertical axis of the swirl well with its gradual narrowing towards the outlet. In addition, the specified wave absorber can be made double-sided, as shown in Figure 7, intercepting the flow both from the open sea and from the shore.

Сущность второго варианта волногасителя, представляющего собой объемную конструкцию и включающего донную плиту, приемный короб с сужающимся водоводом, цилиндрический колодец- завихритель со дном и пандусом, состоит в том, что он содержит дополнительный колодец- завихритель, при этом оба колодца- завихрители выполнены пересекающимися друг с другом, образуя в месте их пересечения острый угол, как показано на фигуре 8, а приемный короб и водовод выполнены общими для двух колодцев- завихрителей, при этом все элементы волногасителя выполнены закрытыми сверху, а колодцы- завихрители -открытыми.The essence of the second version of the wave absorber, which is a three-dimensional structure and includes a bottom plate, a receiving box with a tapering water conduit, a cylindrical swirl well with a bottom and a ramp, is that it contains an additional swirl well, and both swirl wells are made intersecting. with each other, forming an acute angle at the place of their intersection, as shown in Figure 8, and the receiving box and water conduit are made common to two swirler wells, while all elements of the wave absorber are made closed at the top, and the swirler wells are open.

В каждом колодце- завихрителе такого волногасителя вместо пандуса может быть неподвижно установленный минимум одно-, максимум четырех- заходный с витками формы прямого кольцевого геликоида выполненный так, как показано на фигуре 12. Второй вариант волногасителя также может быть выполнен двусторонним, как показано на фигурах 10-12, перехватывающим поток как со стороны открытого моря, так и с берега.In each swirl well of such a wave absorber, instead of a ramp, there can be a fixedly installed minimum single-entry, maximum four-entry with turns in the shape of a straight annular helicoid made as shown in Figure 12. The second version of the wave absorber can also be made double-sided, as shown in Figure 10 -12, intercepting the flow both from the open sea and from the shore.

Сущность третьего варианта волногасителя, представляющего собой объемную конструкцию и включающего донную плиту, приемный короб с сужающимся водоводом, цилиндрический колодец-завихритель со дном и пандусом, состоит в том, что он содержит дополнительный колодец-завихритель, короб и водовод, установленные на донной плите раздельно с уже имеющимися колодцем- завихрителем, коробом и водоводом, при этом все элементы волногасителя выполнены закрытыми сверху, а колодцы-завихрители - открытыми.The essence of the third version of the wave absorber, which is a three-dimensional structure and includes a bottom plate, a receiving box with a tapering water conduit, a cylindrical swirl well with a bottom and a ramp, is that it contains an additional swirl well, a box and a water conduit installed separately on the bottom plate with the existing swirl well, box and water conduit, while all elements of the wave suppressor are made closed at the top, and the swirl wells are open.

В каждом колодце-завихрителе третьего варианта волногасителя вместо пандуса может быть неподвижно установленный минимум одно-, максимум четырехзаходный шнек с витками формы прямого кольцевого геликоида; или неподвижно установленная по спирали вокруг вертикальной оси колодца-завихрителя труба прямоугольного сечения с постепенным ее сужением к выходу. Третий вариант волногасителя может быть выполнен двусторонним, перехватывающим поток как со стороны открытого моря, так и с берега, как показано на фигуре 14.In each swirl well of the third version of the wave absorber, instead of a ramp, there can be a fixedly installed minimum one-, maximum four-thread auger with turns in the shape of a straight annular helicoid; or a pipe of rectangular cross-section fixedly installed in a spiral around the vertical axis of the swirl well with a gradual narrowing towards the outlet. The third version of the wave absorber can be made double-sided, intercepting the flow both from the open sea and from the shore, as shown in Figure 14.

Сущность группы изобретений поясняется рисунками:The essence of the group of inventions is illustrated by drawings:

на фиг. 1 - рисунок волногасителя, вид сверху;in fig. 1 - drawing of a wave absorber, top view;

на фиг. 2 - рисунок волногасителя со шнеком в колодце- завихрителе, вид сверху;in fig. 2 - drawing of a wave absorber with a screw in a swirl well, top view;

на фиг. 3- поперечный разрез волногасителя через центр колодца- завихрителя со шнеком;in fig. 3 - cross-section of the wave damper through the center of the swirl well with an auger;

на фиг. 4 - рисунок волногасителя с трубой в колодце-завихрителе, вид сверху;in fig. 4 - drawing of a wave absorber with a pipe in a swirl well, top view;

на фиг. 5 - поперечный разрез колодца-завихрителя с трубой;in fig. 5 - cross section of a swirl well with a pipe;

на фиг. 6 - рисунок трубы, выполненной установленной в два витка, вид 3/4;in fig. 6 - drawing of a pipe installed in two turns, 3/4 view;

на фиг. 7 - рисунок двустороннего волногасителя, вид сверху;in fig. 7 - drawing of a double-sided wave absorber, top view;

на фиг. 8 - рисунок волногасителя второго варианта, вид сверху;in fig. 8 - drawing of the wave absorber of the second option, top view;

на фиг. 9 - продольный разрез волногасителя второго варианта;in fig. 9 - longitudinal section of the wave absorber of the second option;

на фиг. 10 - рисунок двустороннего волногасителя второго варианта, вид сверху;in fig. 10 - drawing of a double-sided wave absorber of the second option, top view;

на фиг. 11 - продольный разрез двустороннего волногасителя второго варианта;in fig. 11 - longitudinal section of a double-sided wave absorber of the second option;

на фиг. 12 - рисунок двустороннего волногасителя второго варианта со шнеком в каждом колодце-завихрителе, вид сверху;in fig. 12 - drawing of a double-sided wave absorber of the second version with a screw in each swirl well, top view;

на фиг. 13 - рисунок волногасителя третьего варианта с трубой в каждом колодце-завихрителе, вид 3/4;in fig. 13 - drawing of a wave absorber of the third option with a pipe in each swirl well, 3/4 view;

на фиг. 14 - рисунок двустороннего волногасителя третьего варианта с трубой в каждом колодце-завихрителе, вид ¾;in fig. 14 - drawing of a double-sided wave absorber of the third option with a pipe in each swirl well, view ¾;

Все заявленные волногасители имеют основание в виде железобетонной донной плиты 1 и приемный короб 2, сужающийся водовод 3 и цилиндрической формы колодец- завихритель 4, со дном 5, собранные в объемную конструкцию, при этом короб 2 и водовод 3, выполненные закрытыми сверху, а колодец-завихритель 4 - открытым из железобетонного (ЖБ) или стеклобазальтопластикового (СПБ) материала. Для работы все заявленные волногасители используют волновой поток 9, в результате взаимодействия с которым образуются восходящие завихренные струи 10 над колодцем-завихрителем 4 волногасителя.All claimed wave absorbers have a base in the form of a reinforced concrete bottom slab 1 and a receiving box 2, a tapering water conduit 3 and a cylindrical well-swirler 4, with a bottom 5, assembled into a three-dimensional structure, with the box 2 and conduit 3 made closed at the top, and the well - swirler 4 - open, made of reinforced concrete (RC) or glass-basalt-plastic (SPB) material. To operate, all claimed wave absorbers use wave flow 9, as a result of interaction with which ascending vortex jets 10 are formed above the wave absorber swirl well 4.

Первый вариант волногасителя содержит по одному из указанных выше элементов конструкции 1-5, а также содержит пандус 6, образованный дном 5 колодца-завихрителя 4, выполненным плавно повышающимся вокруг его вертикальной оси, и размещенный в противоположной стороне от положения узкой части водовода 3.The first version of the wave absorber contains one of the above structural elements 1-5, and also contains a ramp 6 formed by the bottom 5 of the swirl well 4, made smoothly rising around its vertical axis, and located on the opposite side from the position of the narrow part of the conduit 3.

Волногаситель первого варианта может быть выполнен с положением узкой части водовода 3 как в левой части колодца-завихрителя 4 (фиг. 2), так и в правой (фиг. 1). Вместо пандуса 6 на дне 5 колодца-завихрителя 4 волногасителя может быть неподвижно установлен минимум одно-, максимум четырехзаходный шнек 7, выполненный так, как показано на фигурах 2, 3 (каждый виток которого формы прямого кольцевого геликоида выполнен с неполным оборотом, с зазорами между витками, достаточными для прохождения наносов наибольшей крупности вместе с потоком 9, а справа от колодца - точками показана нерабочая внутренняя полость волногасителя, заполняемая местным пляжным материалом (дешевым грунтом), служащим для увеличения стойкости сооружения (фиг. 3). Вместо пандуса 6 на дне 5 колодца-завихрителя 4 волногасителя также может быть неподвижно установлена (прикрепленная ко дну и стенкам колодца) труба 8 прямоугольного поперечного сечения, выполненная завитой (от одного до трех витков) вокруг центральной оси колодца-завихрителя 4 и сужающаяся к выходу, как показано на фигуре 4.The wave suppressor of the first option can be made with the position of the narrow part of the water conduit 3 both in the left part of the swirl well 4 (Fig. 2) and in the right (Fig. 1). Instead of a ramp 6, at the bottom 5 of the swirling well 4 of the wave absorber, a minimum one-, maximum four-thread auger 7 can be fixedly installed, made as shown in figures 2, 3 (each turn of which is shaped like a straight annular helicoid, made with an incomplete rotation, with gaps between turns sufficient for the passage of sediment of the largest size along with flow 9, and to the right of the well - dots show the non-working internal cavity of the wave absorber, filled with local beach material (cheap soil), which serves to increase the durability of the structure (Fig. 3).Instead of ramp 6 at the bottom 5 of the swirl well 4 of the wave absorber can also be fixedly installed (attached to the bottom and walls of the well) a pipe 8 of rectangular cross-section, made curled (from one to three turns) around the central axis of the swirl well 4 and tapering towards the exit, as shown in the figure 4.

Волногаситель работает следующим образом.The wave suppressor works as follows.

При установке волногасителя по направлению от берега к морю стороной, где размещен приемный короб 2, масса волнового потока 9, натекающая на сооружение, разделяется на две части - верхняя часть, двигаясь над ним, поступает к берегу и выносит с собой наносы, которые отлагаются возле берега и на пляже. Вторая часть потока 9 - попадает внутрь приемного короба 2, перехватывающего основную массу набегающего волнового потока 9, и, проходя через сужающийся водовод 3 и увеличивая свою скорость, поступает в пределы колодца-завихрителя 4. Высокоскоростная струя начинает свое движение по круговой орбите, следуя конфигурации стенок этого колодца-завихрителя 4 и далее начинается подъем массы воды по спирали, образуя завихренный поток со струями 10; пандус 6 способствует более эффективному поднятию завихренных струй 10 с наносами вверх. Вместо пандуса этому может способствовать и шнек 7, каждый виток которого выполнен с неполным оборотом, как показано на фигуре 2, поднимающий поток 9 по его ходу из колодца-завихрителя 4 кверху и образуя, таким образом, винтообразное движение, которое обладает как вращательным так и поступательным движением вдоль его оси; вместо пандуса поднятию завихренных струй 10 с наносами вверх может способствовать также и труба 8, сужающаяся к выходу для ускорения потока 9 и образования эффекта форсунки, из которой выходят восходящие завихренные струи 10.When installing the wave absorber in the direction from the shore to the sea with the side where the receiving box 2 is located, the mass of the wave flow 9 flowing onto the structure is divided into two parts - the upper part, moving above it, comes to the shore and carries with it sediments that are deposited near shores and on the beach. The second part of the flow 9 - enters the receiving box 2, intercepting the bulk of the oncoming wave flow 9, and, passing through the tapering conduit 3 and increasing its speed, enters the swirl well 4. The high-speed jet begins its movement in a circular orbit, following the configuration the walls of this well-swirler 4 and then the mass of water begins to rise in a spiral, forming a vortex flow with jets 10; ramp 6 contributes to a more efficient lifting of vortex jets 10 with sediment upward. Instead of a ramp, this can also be facilitated by auger 7, each turn of which is made with an incomplete rotation, as shown in figure 2, lifting the flow 9 along its course from the swirl well 4 upward and thus forming a helical movement, which has both rotational and translational movement along its axis; Instead of a ramp, the rise of swirling jets 10 with sediment upward can also be facilitated by a pipe 8, tapering towards the outlet to accelerate the flow 9 and form the effect of a nozzle from which ascending swirling jets 10 emerge.

Таким образом, над колодцем-завихрителем 4 образуется винтообразное течение с вертикальной осью вращения. Наносы, которые двигались с волновым потоком 9, поднимаются в верхние слои прибрежного волнового потока 9 благодаря высокой наносотранспортирующей способности винтообразного течения, существующего некоторое время и поддерживающего частицы наносов во взвешенном состоянии; за это время обычно подходит следующая волна и смывает наносы к берегу, где они откладываются.Thus, a helical flow with a vertical axis of rotation is formed above the swirl well 4. The sediment that moved with the wave flow 9 rises to the upper layers of the coastal wave flow 9 due to the high nanotransport ability of the helical current, which exists for some time and maintains sediment particles in suspension; During this time, the next wave usually approaches and washes sediment to the shore, where it is deposited.

Выполнение волногасителя левосторонним (положение узкой части водовода 3 с правой стороны колодца-завихрителя 4) или правосторонним (положение узкой части водовода 3 с левой стороны колодца- завихрителя 4) определяет преимущественное положение выхода восходящих завихренных струй 10 из колодца-завихрителя 4. В левостороннем волногасителе выход восходящих завихренных струй 10 будет приходится в основном на левую половину колодца-завихрителя 4, в правостороннем - на правую половину колодца-завихрителя 4, что позволяет регулировать поток 9 с наносами не только со стороны моря или с берега, но и сбоку, например, разместив левосторонний волногаситель в таком месте, где волны бьют не только перпендикулярно берегу, но и справа от волногасителя.Making the wave absorber left-sided (the position of the narrow part of the water conduit 3 on the right side of the swirler well 4) or right-sided (the position of the narrow part of the water conduit 3 on the left side of the swirler well 4) determines the preferential position of the exit of the ascending vortex jets 10 from the swirler well 4. In a left-sided wave absorber the output of the ascending swirl jets 10 will fall mainly on the left half of the swirl well 4, in the right-hand side - on the right half of the swirl well 4, which allows you to regulate the flow 9 with sediment not only from the sea or from the shore, but also from the side, for example, by placing the left-side wave absorber in a place where the waves hit not only perpendicular to the shore, but also to the right of the wave absorber.

В то же время, при выполнении волногасителя двусторонним, принимающим поток 9 как со стороны открытого моря, так и с берега, обратный поток 9, скатывающийся с берега и смывающий значительное количество наносов, также попадает в приемный короб 2 волногасителя с противоположной стороны и, аналогичным образом, проникает в колодец-завихритель 4, который также создает винтообразный поток двигающийся кверху и поднимает наносы, которые со следующей подходящей волной с моря также переносятся к берегу. Таким образом, в работе волногасителя происходит непрерывная генерация вертикальных завихренных струй 10 (фонтанов), тормозящих верхнюю часть волнового потока 9 и выводящих наносы кверху. А последние непрерывно гонятся к берегу и не могут уйти в сторону открытого моря.At the same time, when the wave absorber is made double-sided, receiving flow 9 both from the open sea and from the shore, the reverse flow 9, rolling down from the shore and washing away a significant amount of sediment, also enters the receiving box 2 of the wave absorber from the opposite side and, similarly Thus, it penetrates into the swirl well 4, which also creates a helical flow moving upward and raises sediments, which are also transported to the shore with the next suitable wave from the sea. Thus, during the operation of the wave absorber, there is a continuous generation of vertical vortex jets 10 (fountains), braking the upper part of the wave flow 9 and removing sediment upward. And the latter are constantly chasing towards the shore and cannot go towards the open sea.

Второй вариант волногасителя содержит дополнительный колодец 4, при этом оба колодца-завихрителя 4 выполнены пересекающимися друг с другом, образуя в месте их пересечения острый угол 11, как показано на фигуре 8, а приемный короб 2 и водовод 3 выполнены общими для двух колодцев-завихрителей 4, при этом пандус 6 каждого колодца-завихрителя 4 размещен на одной из двух противоположных сторон от положения узкой части водовода 3. Также, как и в первом варианте, вместо пандуса 6 на дне 5 колодца- завихрителя 4 волногасителя может быть неподвижно установлен минимум одно-, максимум четырехзаходный шнек 7, выполненный так, как показано на фигуре 12 (с неполным оборотом каждого витка формы прямого кольцевого геликоида (или, иначе - винтового коноида) с зазорами между этими витками, достаточными для прохождения наносов наибольшей крупности вместе с потоком 9.The second version of the wave absorber contains an additional well 4, while both swirl wells 4 are made intersecting with each other, forming an acute angle 11 at their intersection, as shown in Figure 8, and the receiving box 2 and the conduit 3 are made common to the two swirl wells 4, while the ramp 6 of each swirl well 4 is placed on one of two opposite sides from the position of the narrow part of the water conduit 3. Also, as in the first option, instead of the ramp 6 at the bottom 5 of the swirl well 4, at least one wave absorber can be fixedly installed -, a maximum four-thread auger 7, designed as shown in figure 12 (with an incomplete rotation of each turn of the shape of a straight annular helicoid (or, otherwise, a helical conoid) with gaps between these turns sufficient for the passage of sediment of the largest size along with the flow 9.

Второй вариант волногасителя работает подобно первому варианту, но часть потока 9, попадая внутрь общего приемного короба 2 и, проходя через сужающийся общий водовод 3 и увеличивая свою скорость, поступает в общие пределы колодцев-завихрителей 4, и, натыкаясь на острый угол 11, разделяется на два противоположнонаправленных высокоскоростных потока, которые движутся по круговой орбите каждого колодца-завихрителя 4 и далее каждый совершает работу, описанную выше для одного колодца-завихрителя 4, с тем же результатом. Поскольку в волногасителе колодцев два, то и эффективность работы удваивается.The second version of the wave absorber works similarly to the first option, but part of the flow 9, getting inside the common receiving box 2 and, passing through the tapering common water conduit 3 and increasing its speed, enters the general limits of the swirl wells 4, and, encountering an acute angle 11, is divided into two oppositely directed high-speed flows that move in a circular orbit of each swirler well 4 and then each performs the work described above for one swirler well 4, with the same result. Since there are two wells in the wave absorber, the operating efficiency is doubled.

Третий вариант в отличие от первого варианта содержит дополнительный колодец-завихритель 4, короб 2 и водовод 3, раздельно установленные на донной плите 1 с уже имеющимся колодцем 4, коробом 2 и водоводом 3.The third option, unlike the first option, contains an additional swirl well 4, a box 2 and a water conduit 3, separately installed on the bottom plate 1 with the existing well 4, a box 2 and a water conduit 3.

Работа третьего варианта также принципиально не отличается от работы волногасителя первого варианта, но, поскольку в волногасителе колодцев-завихрителей 4 два, как и во втором варианте, то и эффективность работы удваивается. В отличие же от второго варианта волногасителя, направленность раздельных высокоскоростных потоков в колодцах-завихрителях 4 может быть не только разной, но и одинаковой - в зависимости от расположения приемных коробов 2 с водоводами 3 относительно колодцев-завихрителей, по аналогии с выполнением волногасителя первого варианта левосторонним или правосторонним, что позволяет регулировать поток с наносами не только со стороны моря или с берега, но и сбоку.The operation of the third option is also not fundamentally different from the operation of the wave absorber of the first option, but since there are two swirler wells 4 in the wave absorber, as in the second option, the operating efficiency is doubled. In contrast to the second version of the wave absorber, the direction of separate high-speed flows in the swirl wells 4 can be not only different, but also the same - depending on the location of the receiving boxes 2 with water conduits 3 relative to the swirl wells, by analogy with making the wave absorber of the first option left-handed or right-handed, which allows you to regulate the flow of sediment not only from the sea or from the shore, but also from the side.

Все волногасители представляют собой объемную конструкцию, сооруженную на донной прямоугольной плите 3, которая характеризуется такими размерами ширины и длины, как 5,5 м, 6,5 м - для волногасителя с одним колодцем-завихрителем и одним коробом и водоводом, и 5,5 м, 13 м - для такого же волногасителя, но выполненного двусторонним. Для волногасителя с двумя колодцами-завихрителями, как пересекающихся, так и выполненных раздельно - 11 м, 6,5 м; и 11 м, 13 м- для такого же волногасителя, но выполненного двусторонним; высота донной плиты около 0,5 м, а высота всего волногасителя может достигать 2,5 м в зависимости количества оборотов конструкций, установленных в колодце (шнека или трубы). Данные примеры с указанием размеров волногасителей даны для понимания пропорциональных изменений при осуществлении вариантов волногасителя. Использование того или иного варианта и габариты волногасителя должны определяться на основе физического или математического эксперимента, проводимого с целью определения оптимального его значения.All wave absorbers are a three-dimensional structure built on a bottom rectangular slab 3, which is characterized by such width and length dimensions as 5.5 m, 6.5 m for a wave absorber with one swirl well and one box and conduit, and 5.5 m, 13 m - for the same wave absorber, but made double-sided. For a wave suppressor with two swirl wells, both intersecting and made separately - 11 m, 6.5 m; and 11 m, 13 m - for the same wave absorber, but made double-sided; the height of the bottom plate is about 0.5 m, and the height of the entire wave suppressor can reach 2.5 m, depending on the number of revolutions of the structures installed in the well (screw or pipe). These examples indicating the sizes of wave absorbers are given to understand the proportional changes when implementing wave absorber options. The use of one or another option and the dimensions of the wave absorber must be determined on the basis of a physical or mathematical experiment conducted to determine its optimal value.

Гашение волны волногасителем происходит в результате создания восходящих завихренных струй, выходящих из колодцев конструкции, и одновременным перехватом потока с наносами приемным коробом, проведением потока по водоводу и вдоль криволинейных стенок колодца, его подъему по пандусу (или по винту шнека, или по трубе) приходящего со стороны открытой акватории, а в случае выполнения волногасителя двусторонним - также тех, которые смываются с пляжного откоса и улавливаются сооружением с противоположной стороны. При этом трижды достигается идеальный конечный результат (ИКР) - когда система сама выполняет возложенные на техническое предложение функции: используется энергия самого волнового потока, торможение волн осуществляется самим потоком за счет его энергии, и используется периодичность наката волн для транспорта наносов. То есть, поднимающиеся со дна наносы каждой последующей волной относятся к берегу, а те наносы, которые были смыты с берега, также поднимаются вверх и опять-таки сносятся к берегу.Wave damping by a wave absorber occurs as a result of the creation of ascending vortex jets emerging from the wells of the structure, and the simultaneous interception of the flow with sediment by the receiving box, conducting the flow through the water conduit and along the curved walls of the well, its lifting along the ramp (or along the auger screw, or through the pipe) arriving from the side of the open water area, and in the case of a double-sided wave arrester - also those that are washed away from the beach slope and captured by the structure on the opposite side. In this case, the ideal final result (IFR) is achieved three times - when the system itself performs the functions assigned to the technical proposal: the energy of the wave flow itself is used, the waves are decelerated by the flow itself due to its energy, and the periodicity of the wave run-up is used for sediment transport. That is, the sediments rising from the bottom with each subsequent wave are carried to the shore, and those sediments that were washed away from the shore also rise up and are again carried to the shore.

В результате работы устройства получаем успокоение волны верхней части потока и захват наносов вместе с нижней частью потока с переносом их к берегу благодаря движению новой волны верхней части потока, а при выполнении конструкции двусторонней - невозможный или затрудненный обратный захват наносов с берега, а значит, такое устройство, которое обеспечивает защиту берега от волновых воздействий, в том числе от размыва, и не требует изготовления большого количества волногасящих элементов.As a result of the operation of the device, we obtain the calming of the wave of the upper part of the flow and the capture of sediments together with the lower part of the flow with their transfer to the shore due to the movement of a new wave of the upper part of the flow, and when performing a double-sided design, it is impossible or difficult to recapture sediment from the shore, which means that a device that protects the shore from wave influences, including erosion, and does not require the manufacture of a large number of wave-damping elements.

Claims (4)

1. Волногаситель, представляющий собой объемную конструкцию и включающий донную плиту, отличающийся тем, что содержит приемный короб с сужающимся водоводом, цилиндрический колодец-завихритель с дном, причем цилиндрический колодец-завихритель содержит пандус, образованный дном колодца-завихрителя, или неподвижно установленный минимум одно-, максимум четырехзаходный шнек с витками формы прямого кольцевого геликоида с неполным оборотом, как показано на фигуре 2, или неподвижно установленную в виде спирали трубу прямоугольного сечения с постепенным сужением к выходу, при этом все элементы волногасителя выполнены закрытыми сверху, а колодец-завихритель - открытым.1. A wave suppressor, which is a three-dimensional structure and includes a bottom plate, characterized in that it contains a receiving box with a tapering water conduit, a cylindrical swirl well with a bottom, and the cylindrical swirl well contains a ramp formed by the bottom of the swirl well, or a fixedly installed at least one -, a maximum of a four-entry auger with turns in the shape of a straight annular helicoid with an incomplete rotation, as shown in figure 2, or a rectangular cross-section pipe fixedly installed in the form of a spiral with a gradual narrowing towards the exit, with all elements of the wave absorber made closed at the top, and the swirl well - open. 2. Волногаситель, представляющий собой объемную конструкцию и включающий донную плиту, отличающийся тем, что содержит приемный короб с сужающимся водоводом, цилиндрический колодец-завихритель с дном и дополнительный колодец-завихритель, при этом оба колодца выполнены пересекающимися друг с другом, образуя в месте их пересечения острый угол, как показано на фигуре 8, а приемный короб и водовод выполнены общими для двух колодцев-завихрителей, причем в каждом колодце-завихрителе установлен пандус, образованный дном колодца-завихрителя, или неподвижно установленный минимум одно-, максимум четырехзаходный шнек с витками формы прямого кольцевого геликоида с неполным оборотом, как показано на фигуре 12, при этом все элементы волногасителя выполнены закрытыми сверху, а колодец-завихритель - открытым.2. A wave suppressor, which is a three-dimensional structure and includes a bottom plate, characterized in that it contains a receiving box with a tapering water conduit, a cylindrical swirl well with a bottom and an additional swirl well, with both wells made intersecting with each other, forming in their place intersection is an acute angle, as shown in Figure 8, and the receiving box and water conduit are made common to two swirl wells, and in each swirl well there is a ramp formed by the bottom of the swirl well, or a fixedly installed minimum one-, maximum four-way auger with turns the shape of a straight annular helicoid with an incomplete revolution, as shown in Figure 12, with all elements of the wave absorber made closed at the top, and the swirl well - open. 3. Волногаситель, представляющий собой объемную конструкцию и включающий донную плиту, отличающийся тем, что содержит приемный короб с сужающимся водоводом, цилиндрический колодец-завихритель с дном, а также дополнительный колодец-завихритель, короб и водовод, при этом дополнительный колодец-завихритель, короб и водовод установлены на донной плите раздельно с колодцем-завихрителем, коробом и водоводом, причем в каждом колодце-завихрителе установлен пандус, образованный дном колодца-завихрителя, или неподвижно установленный минимум одно-, максимум четырехзаходный шнек с витками формы прямого кольцевого геликоида с неполным оборотом, или неподвижно установлена в виде спирали труба прямоугольного сечения с постепенным сужением к выходу, при этом все элементы волногасителя выполнены закрытыми сверху, а колодец-завихритель - открытым.3. A wave suppressor, which is a three-dimensional structure and includes a bottom plate, characterized in that it contains a receiving box with a tapering water conduit, a cylindrical swirl well with a bottom, as well as an additional swirl well, a box and a water conduit, with an additional swirl well, a box and the water conduit are installed on the bottom plate separately with a swirl well, a box and a water conduit, and in each swirl well there is a ramp formed by the bottom of the swirl well, or a fixedly installed minimum one-, maximum four-way auger with turns in the shape of a straight annular helicoid with partial rotation , or a rectangular cross-section pipe is fixedly installed in the form of a spiral with a gradual narrowing towards the outlet, while all elements of the wave absorber are made closed at the top, and the swirl well is open. 4. Волногаситель, представляющий собой объемную конструкцию и включающий донную плиту, отличающийся тем, что выполнен двусторонним, как показано на фиг. 7, перехватывающим поток как со стороны открытого моря, так и с берега, при этом обе стороны волногасителя содержат приемный короб с сужающимся водоводом, цилиндрический колодец-завихритель с дном, причем цилиндрический колодец-завихритель содержит пандус, образованный дном колодца-завихрителя, или неподвижно установленный минимум одно-, максимум четырехзаходный шнек с витками формы прямого кольцевого геликоида с неполным оборотом, или неподвижно установленную в виде спирали трубу прямоугольного сечения с постепенным сужением к выходу, при этом все элементы волногасителя выполнены закрытыми сверху, а колодец-завихритель - открытым.4. A wave absorber, which is a three-dimensional structure and includes a bottom plate, characterized in that it is double-sided, as shown in Fig. 7, intercepting the flow both from the open sea and from the shore, while both sides of the wave absorber contain a receiving box with a tapering water conduit, a cylindrical swirl well with a bottom, and the cylindrical swirl well contains a ramp formed by the bottom of the swirl well, or stationary an installed minimum one-, maximum four-threaded auger with turns in the shape of a straight annular helicoid with an incomplete rotation, or a fixed rectangular cross-section pipe installed in the form of a spiral with a gradual narrowing towards the exit, while all elements of the wave absorber are made closed at the top, and the swirl well is open.
RU2023107668A 2023-03-28 Wave absorber and its versions RU2814823C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2814823C1 true RU2814823C1 (en) 2024-03-05

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2023788C1 (en) * 1991-05-27 1994-11-30 Крымский институт природоохранного и курортного строительства Breakwater wall
WO2010067177A2 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 Stellenbosch University Wave energy convertor
WO2013034636A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Electric Waves, S.L. Caisson breakwater module
RU2609429C1 (en) * 2015-11-20 2017-02-01 Михаил Иванович Голубенко Water flow energy dissipator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2023788C1 (en) * 1991-05-27 1994-11-30 Крымский институт природоохранного и курортного строительства Breakwater wall
WO2010067177A2 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 Stellenbosch University Wave energy convertor
WO2013034636A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Electric Waves, S.L. Caisson breakwater module
RU2609429C1 (en) * 2015-11-20 2017-02-01 Михаил Иванович Голубенко Water flow energy dissipator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100577920C (en) Drainage system estuary pier bar swirl chamber composite energy dissipation method
EP2499353B1 (en) Shaft power plant
EP2606221B1 (en) Hydroelectric power plant comprising a screen arrangement
RU2551992C1 (en) Energy dissipator for open canals
RU2609237C1 (en) Flow energy damper for discharge sewerage
EP2464858A2 (en) Shaft power plant
CN102704448A (en) Deep-hole rotational flow vertical shaft flood discharging tunnel and design method
JP2005240786A (en) Tidal current power generation device
RU2814823C1 (en) Wave absorber and its versions
JP5856681B2 (en) breakwater
CN202155076U (en) Spiral movable sloping plate
CN104652378B (en) Become radial spi flood discharging tunnel
EP2420669B1 (en) Shaft power plant with shaft flushing
KR102228133B1 (en) An eco-friendly method of producing eco-friendly electricity while purifying contaminated river water
KR101011080B1 (en) Top-flow for increasing fluid velocity in sewage drina conduit
RU2341616C2 (en) Flared-type end section in pressure culvert with vertical water outlet
RU2658700C1 (en) Method of absorbing the kinetic energy of the flow, energy streamer of the flow cylinder, toroidal energy absorber of the flow, device for absorbing kinetic energy of the flow, absorber of energy of the flow
KR101775923B1 (en) Small hydropower generating apparatus and rotative force generator used therefor
CN202108028U (en) Directional three-dimensional wave absorption element and component thereof
CN101624815B (en) Three-dimensional multidirectional beach reflection element and assembly and assembly application thereof
KR20070093225A (en) Water-power generating method and apparatus
RU2528191C1 (en) Modular coast protection structure
RU111547U1 (en) HYDRAULIC DEVICE FOR CLEANING FROM THE SITTING SLEEVES OF WATER PIPES HAVING A POSITIVE SLOPE OF THE BOTTOM
CN101768986B (en) Jet pipe used for dredging below hydraulic underwater horizontal gate and application method thereof
RU2813553C1 (en) Fluid flow rate damper