浮动结构的消波装置 本发明涉及一种浮动结构的消波装置，如权利要求1前言中所说的那种。
US-5,330,293说过一种环状横截面的采油平台，平台在其下端有一水平地伸出的裙部用来限制波浪引起的运动.锚泊装置也固定在该裙部上。该消波裙部是完全封闭的。
US-3,673,974说过可在平台下面离开一个小距离设置一块大而水平的多孔板，据说这种消波装置大约10到12年以前曾在挪威的产油和钻探船Petrojarl上使用过。但用模型试验时，将多块水平板整体悬挂在模型下面离开一个小距离，可以证明这些板能起的作用是非常有限地。这样做不仅不能抵偿船在装备这种板时所须付出的额外费用，连Petrojarl是否确实装过这种消波板都值得怀疑。装备带孔板可略微增加消波效果，但决不会有重大意义。这种板如果要有效的话，必须设在至少为40m的深度，在那里的海洋要比海面平静得多。但这样显然要化太多的费用，因此是不值得的。
GB2200082说过一种类似的消波装置，连接在消波装置上还设有多个镇重罐，这些镇重罐除了使结构更为笨重外并无其他目的，对抑制平台的由波浪引起的运动只有一个勉强够格的效果。
US-3,224,401说过一种平台装有两种型式不同的消波装置。其中一种型式为沿水平支撑设置的水平多孔板。本申请人用模型试验后获悉这种消波装置在以7到8米/秒的速率运动时是有一些效果的。但平台的正常运动速率却在1到4米/秒的范围内。在这范围内，按照这个美国专利的消波装置只有很少的效果。第二种型式的消波装置为通过垂直支撑的通道。这种消波装置使平台丧失浮动，但在另一方面对抑制运动却具有勉强够格的效果。按照US-3,224,401的这种消波装置只适用于比较好的天气，如同在墨西哥弯经常可遇到的，但在恶劣的气候条件下，例如在北海可经历到的，只有几乎不足道的效果。
GB2009693说过一种设有通道的混凝土塔，该通道在一拱内从水平方向延伸到一个约为45°向上的方向。该装置可抑制起伏运动并防止塔倾侧。但该消波装置设计异常复杂以致必须用混凝土浇注。这样维护问题便相当大，并且只适用于混凝土塔，不适用于平台，而混凝土塔在实际上只有很小的负载能力。在混凝土柱的底部制有许多小格，这些小格只是能使结构增重因为在其中保有大量的水，对消波只有很小的效果。
US-3,921,408说过一种装置，该装置在所要保护的结构的外侧设有多根垂直梁和水平梁。这种装置就抑制波浪的浪花来说是最适宜不过的了，但就抑制浮动结构的由波浪引起的运动来说，它并没有什么效果。
US-4,232,623说过一种在侧边设有许多孔眼的驳船。这些孔眼将可吸收波浪的浪花，但只能少量抑制波浪引起的运动，而这是因为驳船在其壳体内载有过量的水使驳船变重的原故。按照US-4,232,623的装置只适用于中浪，因为驳船只有很小的浮力。
SE-421 773说过在一潜水容器的上升和下降的渠道中用来抑制水面的运动的装置。在该渠道的周围设有一室通过许多孔眼与渠道连通。在室内还设有多个水平的间隔壁，其上亦制有多个孔眼。这种装置的目的并不是要抑制平台的运动，而是要抑制在上升和下降的渠道内水面的运动，即要停止所谓喷泉效应。
DK129 144说过一种防波设施，该设施由一水平的格栅和一倾斜的格栅构成。这种装置可有效地防止波浪的浪花例如越过栈桥。但若将它装在浮动结构上，它并不能抑制波浪引起的运动。
本发明的目的是要提供一种更为有效的消波装置，尽管尺寸不大，但却能以远比以前已知的消波装置大得多的程度抑制由波浪引起的运动。
这个目的是用权利要求1中特征部分所公开的特征来完成的。这样做时便能将浮动结构的向上及/或向下的运动转变为侧向的水射流。这个水射流能使浮动结构稳定，并能使消波装置的尺寸虚拟地增加。
本发明其他一些优点可用从属权利要求中所公开的各种特征来取得。特别值得一提的是能够强制使水移动通过一条狭窄的通道，并且在允许它通过之前让它在消波装置内被扣留一段时间。这样就能从水内回收较多的能量，这个能量可被用来抑制浮动结构的垂直运动。
现在结合附图对本发明作较详细的说明，其中：
图1为按照本发明的消波装置的第一较优实施例的透视图，其中下消波装置与上消波装置多少被离开一个距离，为的是使视图更为清晰；
图2为按照图1的消波装置的侧向剖视图；
图2a-2e为按照图1的消波装置的各个板部的平面图；
图3为按照图1的消波装置的侧向剖视图，其中示出水的流动路线；
图4为按照本发明的消波装置的第二较优实施例的透视图，其中下消波装置与上消波装置多少被离开一个距离，为的是使视图更为清晰；
图5为按照图4的消波装置的侧向剖视图。
图1示出一个被固定在浮动结构11上的消波装置10。它由两个主要构件构成，一个上消波装置12和一个下消波装置13。消波装置12和13都各有一个双壁结构，上消波装置有一顶板21和一底板22。板21、22在其前边23通过一个端壁14和间隔壁24连接在一起，间隔壁24垂直延伸并横向于板21，22的纵向长度。浮动结构可形成上消波装置的前壁15，但该前壁也可是一单独的板。在板21、22和间隔壁24之间形成隔间25。在顶板21和底板22上分别设有孔27和28，它们被交替地设置在顶板21和底板22上，使一个隔间25具有向上指向的孔27，相邻的隔间25具有向下指向的孔28。在间隔壁24上还设有孔眼29。在端壁14上设有一个孔眼16。这样形成的水流渠道17通过孔眼27或28，通过隔间25，并从孔眼28或27出来，取决于相对于浮动结构而流动的水流的方向是向上还是向下。
下消波装置也是一个双壁结构，由顶板31和底板32构成。板31、32在其前边33通过一个端壁44和间隔壁34被连接在一起，间隔壁34垂直延伸并横向于板31，32的纵向长度。下消波装置也有一个前壁45。在顶板31和底板32上分别设有孔37和38，它们被设置在上述相邻隔间35的顶板31和底板32上，使交替隔间35具有向上指向的孔37，和向下指向的孔38。间隔壁34上没有孔。在端壁44上设有一个孔46。前壁45在未设向上指向的孔37和向下指向的孔38的隔间35的内侧设有孔眼36。这样形成的水流渠道47通过孔36及/或37或38，通过隔间35，并从孔眼46出来。
下消波装置13上的孔37正好位在上消波装置12的孔28上，从而形成一条通过下消波装置13进入到上消波装置隔间25内的自由通道。
在图2中示出消波装置10的侧向剖面。在这里可看到间隔壁24和34，其中间隔壁24设有孔29。
图2a示出消波装置10的端壁14和46，它们可由一块共同的板构成，在板的上部具有一排孔16而在其下有一排眼46。孔46交替地具有大的和小的开孔面积，最大的孔正好位在前壁45的孔36上。
图26示出消波装置的前壁15和45，它们可由一块共同的板构成。孔36在这里也被示出。
图2c示出设有孔27的顶板21。图2d示出上消波装置的底板22和下消波装置的顶板31，这两块板最好由一块共同的板构成，在该板上设有孔28、37。
图2e示出下消波装置的底板32，在该板上设有孔38。
图3示出消波装置的功能，其中实线所示为当浮动结构向下移动时水流通过孔38、37、28、27及孔16和46的情况。当浮动结构垂直移动时周围的水将相对于浮动结构而垂直移动。水将被迫向上通过下消波装置13底板32上的孔38，通过孔37，通过在上消波装置底板22上的孔28，水平地通过间隔壁24上的孔29并从顶板21的孔27出去。当结构11在相反方向上移动时也是一样。这条流动路线被表示为渠道17。
这样水就被迫在迷宫内流动并在通过迷宫出去之前被消波装置10“扣留”一定时间。于是，更多的能量被从不中回收以便用来抑制浮动结构的垂直运动。重要的是通过消波装置的孔必须调节到适当尺寸。如果孔眼过大，消波装置将不能从水中回收足够的能量以便有效地工作。如果孔眼太小，水将不能流动通过消波装置。该水将被保留在消波装置内并相当简单地随之运动，这样消波装置便起一个实心结构的作用，该结构的重量等于结构本身的重量加上其内水的重量。孔的最佳尺寸特别与浮动结构运动的垂直速率紧密有关。
为了调节孔的尺寸，可设关闭装置以便能全部或部分关闭孔。
但一部分水能通过孔16流出并产生水射流，这种射流有助于在水中产生对垂直运动的阻力。这条流动路线被表示为渠道47。
虚线示出水流通过孔36流入并通过孔46流出的情况。当浮动结构11向下移动时，它将排除大量紧靠结构下面的水。通常，这部分水会自由地向各个方向流动离开这个结构11。但在下消波装置13的帮助下，很大部分的水量将被迫通过孔36，通过隔间35并通过孔46流出。这条流动路线也被表示为渠道47。
上消波装置12也可用在海面之上。在这种情况下，它被用来劈开海面上的波浪，使这些波浪不能堆积起来并危害结构或扫荡甲板。消波装置12并非必需是一封闭结构，也可以例如由一设有多个孔的水平板制成，在该板的外边上设有多块板，这些板与孔眼对齐，交替向上突起成一角度和沿着浮动结构的方向向下。这样渠道便在倾斜板之间形成并通过孔。
应该强调的是，消波装置12和13也可单独使用而具有良好效果。但最好的效果是在两个消波装置一同使用时得到的，其方式已在前面示范的实施例中说明。
图4示出消波装置的另一个实施例。消波装置在这里作为一个整体也用标号10指出。与此类似，所有与图1-3中第一实施例的零件相当的零件也都用相同的标号表示。
按照图4的消波装置也由上消波装置12和下消波装置13两个构件构成。消波装置12和13各有一个双壁结构，上消波装置12有一顶板21和一底板22。板21、22在其前边23通过一个端壁14和间隔壁24被连接在一起，间隔壁24垂直延伸并横向于板21、22的纵向长度。浮动结构可形成上消波装置的前壁15，但该前壁也可是一块单独的板。在板21、22和间隔壁24之间形成隔间25。在顶板21上设有孔27，但底板是封闭的，这与第一实施例不同。这些孔27都设在顶板21上使每一隔间25有一向上指向的孔27。在本实施例中间隔壁24是封闭的。顶板21和底板22分别有一弧形的板部21b和22b，该弧形板部朝前边33向上弯曲，使每一隔间35形成一条成弧形倾斜的渠道47。这里的弧形最好为椭圆形。
在端壁14上设有孔16。当水流相对于浮动结构而向下流动时，流动渠道47被如此限定，即通过孔眼27，通过隔间25，然后通过孔眼16出来。
下消波装置也具有双壁并由顶板31和底板32构成。板31、32在其前边33上通过一个端壁44和间隔壁34被连接起来，间隔壁34垂直延伸并横向于板31，32的纵向长度。下消波装置13也有一个前壁45。在板31、32和间隔壁34之间形成隔间35。顶板31为封闭的，这一点与第一实施例不同。间隔壁34上没有孔。顶板31和底板32分别有一弧形的板部31b和32b，该弧形板部朝它们的前边33向下弯曲，使每一隔间25形成一条成弧形倾斜的渠道47。这里的弧形最好为椭圆形。
如果消波装置被装在浮动结构11的侧面上，那么底板32上要设有孔38。这些孔38被设置在底板32上使每一隔间35有一向下指向的孔38。在这种情况下，壁44是封闭的。如果消波装置13被安装成为在结构11底部之下延伸的裙部，那么在端壁44上设有孔46。在这种情况下，底板是封闭的。
在每一隔间35内侧的前壁45上设有孔36。水流渠道47被如此限定，即通过孔36或38，通过隔间35，然后通过孔46流出。
第二实施例在上消波装置15和下消波装置13之间没有液体连通。
图5示出按照图4的消波装置的功能，其中实线所示为当浮动结构向下或向上移动时水流流动通过孔38、27、16和46的情况。当浮动结构垂直地移动时周围的水将相对于浮动结构垂直地移动。当结构11向下移动时，水将被迫向上通过下消波装置13的底板32上的孔38，并且也从结构11的底部进入到隔间35内，然后通过孔46出去。这条流动路线被称为渠道47。由于向下弯曲和倾斜的隔间35，水流将以很大的力量向侧边和向下排出。如是第一实施例，推力的侧向分力产生一个大的虚拟的消波装置，而推力的向下分力产生一个与结构运动相反的力。
当结构向上移动时，水流将被迫通过顶板21的孔27进入到隔间25内并通过孔16流出。这条流动路线被称为渠道47。由于向上弯曲和倾斜的隔间25，水流将以很大的力量向侧边和向上排出。如同第一实施例，推力的侧向分力产生一个大的虚拟的消波装置，而推力的向上分力产生一个与结构运动相反的力。
虽然上下两个消波装置一起使用可得到最好的效果，但也可在一浮动船上只用两个消波装置中的一个。
按照本发明的消波装置可用来抑制由于波浪而在任一种可能的浮动结构，包括船只、石油平台等等，上所引起的运动。消波装置可作为单个消波装置设置，它们近乎水平地沿着船只/结构的至少一部分周边延伸，也可一个叠一个地设置几个消波装置，从龙骨/最低边到甲板。
较大的消波装置最适宜设在最低边/龙骨上，而较小的消波装置可分布在较浅的地方或接近水线。
虽然按照本发明的装置在上面被称为消波装置，但本发明还存在第二应用领域。例如小的水轮机可放置在渠道47内以便利用水流中的能量产生电力。