[实用新型]一种定向三维消波元件及其组件

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程结构领域，尤其涉及一种定向三维消波元件及其组件。

背景技术

为了防止港口、码头、航行船只、养殖区等结构受到较大波浪的影响，工程上会建造防波堤结构来使掩蔽水域有足够的水深和平稳的水面。浮式防波堤通常是由金属、钢筋混凝土和塑料等材料制造的浮式构件和锚泊系统组成的防浪设施。其具有施工快捷、易于搬移、不影响海水循环、建造费用随水深增大而增加较少等优点。

近几十年来，工程研究和设计人员对浮式防波堤进行了大量的研究和设计，也有部分结构形式被应用于实际工程中。浮体结构有排筏、气囊、空箱或其他特殊形体，常用铁锚系在沉块上。每道浮堤要有足够的宽度，有时需设数道浮堤才能有效地防浪，再加上其结构的活动性，常须考虑平面布置问题。但是，由于浮堤结构有较多的局限性，消波效果不理想，目前主要用于水深大而波浪小的水域或某些需临时防波设施之处。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种受波浪力较小且能达到较好消波效果的定向三维消波元件及其组件。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种定向三维消波元件，包括外圈面、位于外圈面中心轴位置的连接件、连接于连接件与外圈面之间的片状分隔结构及设于片状分隔结构表面上的鳍结构；所述连接件包括呈圆柱体状的主体、位于主体中心轴位置的通孔、主体两端的连接面结构。

进一步的，所述连接面为锯齿形结构或者梯形面结构。

更进一步的，所述连接面结构为呈周期性变化的结构。

更进一步的，所述片状分隔结构由四个中部预留通孔位置的片状分隔板拼接而成，且其宽度尺寸均不相同。

更进一步的，所述片状分隔板为直板形结构，且鳍结构由通孔外壁位置延伸至外圈面内壁位置。

更进一步的，每个片状分隔结构在外圈面轴向的通透率为10%～60%。

本实用新型还提供了一种定向三维消波组件，所述组件由多个所述定向三维消波元件沿其轴向通过连接面结构咬合而串接在一起，并以某一偏转角度同轴分布。

进一步的，所述组件利用缆绳穿过其通孔将多个定向三维消波元件串接一起。

更进一步的，所述多个定向三维消波元件的同轴偏转角度为0～360°

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：本实用新型可同时在轴向、径向和周向三个维度上产生消波及阻滞水流运动的效果。来流速度可以分解为轴向、径向和周向三个方向，消波组件顺着波浪和水流的方向是片状分隔结构，通过改变水流流动方向，影响水质点圆周运动，破坏波浪传播；周向通过鳍结构阻挡水流及波浪运动；径向通过外圈面改变水流及波浪运动。该消波组件构成防波堤可在整体上反射大尺度的波浪，同时通过消波组件消耗小尺度波浪能量，减小堤后波高，减缓水流速度。这种防波堤，结构简单，施工快速，消浪效果突出，易于搬移，建造费用随水深增大而增加较少，不影响海水循环，锚泊力小，是具有广泛应用前景的防波堤。

附图说明

图1为本实用新型定向三维消波元件一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型定向三维消波元件另一种实施例的结构示意图；

图3为本实用新型定向三维消波组件的结果示意图；

图4为本实用新型定向三维消波组件在网箱养殖领域中的应用的结构示意图；

图5为图4中链状结构的示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，一种定向三维消波元件，其包括外圈面3、位于外圈面3中心轴位置的连接件、连接于连接件与外圈面3之间的片状分隔结构1及设于片状分隔结构1表面上的鳍结构2；连接件包括呈圆柱体状的主体、位于主体中心轴位置的通孔4、主体两端的连接面结构。其中连接面可为锯齿形结构41或者梯形面结构42，并呈周期性变化，锯齿形结构41或梯形面结构42的一个周期内波高与波长比为0.1～2.0；外圈面3可为圆筒形结构，通孔4可用于轴向连接固定。

该片状分隔结构1由四个呈“十”字形的片状分隔板组成，其宽度尺寸均可不相同；该片状分隔板为直板形结构，且鳍结构2由通孔4外壁位置延伸至外圈面3内壁位置。

每个片状分隔结构1在轴向的通透率为10%～60%。

本实用新型还提供了一种定向三维消波组件，如图3所示，该组件由多个定向三维消波元件沿其轴向通过连接面结构咬合而串接在一起，并以某一偏转角度同轴分布，该角度可为0～360°。该组件利用缆绳穿过其通孔将多个三维消波元件串接一起。