一种近海垃圾治理、救援、发电综合系统 |
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| 申请号 | CN201710050559.9 | 申请日 | 2017-01-23 | 公开(公告)号 | CN106870284A | 公开(公告)日 | 2017-06-20 |
| 申请人 | 长安大学; | 发明人 | 张雨禾; 张淑华; 王瑞; 王强; 王少卿; 李小乐; 徐健; 黄河兴; 段泳仲; 魏雪妮; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种近海垃圾治理、救援、发电综合系统，包括实时监控设备、 风 力 发电旋叶、 太阳能 电池 板、偏心旋转式发电部分、气仓式发电上半部、气仓式发电下半部分、 水 蛇式漂浮带上部浮 块 、水蛇式漂浮带 电路 连接带、 淡水 收集补给装置、微型遥控救生船装置、垃圾阻拦网、固定锚绳、固定锚盘组成。利用实时 监控系统 ，配合智能遥控救生船对近海溺水人员进行第一时间的紧急救援；利用海洋上的海浪波能， 风能 以及太阳能来产生清洁的 可再生 能源 。从而实现多方位、多功能、高效率的对人类的贡献。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种近海垃圾治理、救援、发电综合系统，其特征在于，包括若干通过水蛇式漂浮带电路连接带(8)连接的若干半球形漂浮台，半球形漂浮台包括风力发电旋叶(2)，风力发电旋叶(2)上设置有实时监控设备(1)，风力发电旋叶(2)下方设置有太阳能电池板(3)，太阳能电池板(3)固定在偏心旋转式发电部分(4)的上方，偏心旋转式发电部分(4)下方设置有气仓式发电设备，气仓式发电设备周围设置有淡水收集补给装置(9)和若干遥控救生船(10)，每个遥控救生船(10)均通过固定锚绳(12)连接有固定锚盘(13)，水蛇式漂浮带电路连接带(8)电连接有若干高差发电机组(38)，水蛇式漂浮带电路连接带(8)和半球形漂浮台下部均设置有垃圾阻拦网(11)。 |
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| 说明书全文 | 一种近海垃圾治理、救援、发电综合系统技术领域[0001] 本发明属于近海垃圾治理领域，具体涉及一种近海垃圾治理、救援、发电综合系统。 背景技术[0002] 我国是一个能源大国，同时也是一个能源消耗大国，在我们日常的生活中到处都离不开能源的消耗和大量电能的的使用，目前传统的电力生产方式主要是采用高污染，低效率的煤等燃料的燃烧，核能发电虽然效率高，但是成本大，风险高，因此还没有被普及。能源是现代社会赖以生存和发展的基础，而我国能源供应正面临着严峻挑战：煤炭燃烧发电比例过大，环境压力沉重，人均能耗远低于世界平均水平，能源技术落后，系统效率低，资源浪费大。长远来看，清洁能源的缺乏以及其供给能力低下将对我国能源系统的可持续性发展构成严重威胁。据相关资料统计，全球的所剩余的石油、煤炭、天然气等不可再生的资源将在2050年被消耗殆尽，如果在这之前不能够用其他更为新颖或者先进环保的发电技术来替代传统的发电方式，必定会造成全球性的能源危机。 [0003] 能源紧缺问题迫在眉睫，海洋污染问题也不容忽视，据相关资料统计,全球每年大约有640万吨垃圾进入海洋，而每天有800万件垃圾进入海洋，进入海洋的垃圾大约有70％沉降至海底，15％漂浮在水体表面，15％驻留在沙滩上。根据《2015年中国海洋环境公报》，我国近海海域内海面漂浮物主要是聚苯乙烯泡沫塑料碎片，塑料袋，塑料瓶，废弃渔网等。近海垃圾飘向深海后受旋转的海流牵引汇集，会在全球海洋形成面积广阔的垃圾带，对海洋生物，各种海鸟构成严重的生存威胁，引起轮船航行事故，造成海洋水质严重污染。 [0004] 除此之外，浅海溺水救援也不容忽视，随着近年沿海旅游业的兴起，海滨浴场以及海上极限运动越来越受到人们的追捧，浅海溺水事故的发生率也呈现出上升的趋势。由于浅海区域面 积广阔，一旦发生溺水事故往往不易被立刻发现以及及时实施救援，当溺水事故发生时，黄金救援时间为溺水事件发生4分钟之内，因此如何使人们在浅海刚溺水至溺亡之前这段时间内能够得到及时有效的救援，这一问题也值得思考。 [0005] 近年来海洋环境保护和近海居民的安全问题越来越得到重视，同时新能源的开发和利用呈现日益增长的趋势，尤其是海洋环境保护和新能源的开发和利用越来越得到政府的支持和鼓励，有着良好的投资前景。 [0006] 目前传统的海浪发电机由英国一家海洋能源公司设计，是一种类似蟒蛇的大型发电设备，由橡胶制成，是一根装满水的管子，当海浪在上方经过对其产生挤压时，内部可产生一个“向外膨胀的波浪”，波浪在到达尾端时可带动发电机发电。普及利用率极低，转化率低，功能单一，且造价较高；在近海垃圾治理方面，也是采用传统的人工打捞，浪费大量的人力物力财力，而且不能100％的阻拦近海垃圾流向深海区域；除此之外针对人们的近海溺水事故“发现晚”这一问题也没能有一种有效的解决方式。 发明内容[0007] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种近海垃圾治理、救援、发电综合系统，利用近海长距离撒网来高效拦截垃圾，防止海边的垃圾飘向深海，从而对海洋环境、生物生存的伤害减到最低；利用实时监控系统，配合智能遥控救生船对近海溺水人员进行第一时间的紧急救援；利用海洋上的海浪波能，风能以及太阳能来产生清洁的可再生能源。利用近海长距离撒网来高效拦截垃圾，防止海边的垃圾飘向深海，从而对海洋环境、生物生存的伤害减到最低；利用实时监控系统，配合智能遥控救生船对近海溺水人员进行第一时间的紧急救援；利用海洋上的海 浪波能，风能以及太阳能来产生清洁的可再生能源。 [0008] 为了达到上述目的，本发明包括若干通过水蛇式漂浮带电路连接带连接的若干半球形漂浮台，半球形漂浮台包括风力发电旋叶，风力发电旋叶上设置有实时监控设备，风力发电旋叶下方设置有太阳能电池板，太阳能电池板固定在偏心旋转式发电部分的上方，偏心旋转式发电部分下方设置有气仓式发电设备，气仓式发电设备周围设置有淡水收集补给装置和若干遥控救生船，每个遥控救生船均通过固定锚绳连接有固定锚盘，水蛇式漂浮带电路连接带电连接有若干高差发电机组，水蛇式漂浮带电路连接带和半球形漂浮台下部均设置有垃圾阻拦网。 [0009] 所述太阳能电池板内部设置有通过中央远程控制电脑控制的中央电力存储机组。 [0010] 所述偏心旋转式发电部分内置有与偏心旋转式发电机组连接的若干偏心旋转力模块。 [0011] 所述偏心旋转式发电机组包括偏心旋转动力模块，偏心旋转动力模块内设置有偏心式发电机转轴，偏心式发电机转轴上设置有偏心圆盘，偏心式发电机转轴的输出端伸出偏心旋转动力模块，并设置有偏心发电机齿轮，偏心发电机齿轮上设置有偏心发电机链条。 [0012] 所述气仓式发电设备包括气仓式发电上半部分和气仓式发电下半部分，气仓式发电上半部分内置有与气仓式发电机组连接的若干气仓，气仓式发电下半部分内置有若干气仓发电浮球。 [0013] 所述气仓通过气仓排气管与气仓式发电机组连接，气仓通过气仓式吹气管与外界连通，气仓排气管和气仓式吹气管内均设置有单向挡板。 [0014] 所述垃圾阻拦网底部设置有若干垂球。 [0015] 所述遥控救生船具有动力螺旋桨，并内置有GPS定位器，遥控救生船拖拽有漂浮气囊。 [0017] 所述高差发电机组外侧包裹有水蛇式漂浮带上部浮块，相邻的高差发电机组间通过高差旋 转轴连接，高差发电机组通过电力收集导线连接水蛇式漂浮带电路连接带。 [0018] 与现有技术相比，本发明具有太阳能板、偏心旋转式发电部分、气仓式发电装置和高差发电机组，太阳能板通过太阳能发电，偏心旋转式发电部分、气仓式发电装置和高差发电机组均通过潮汐变化发电，绿色发电，节能环保，半球形漂浮台最底部连接有遥控救生船，配合半球形漂浮台顶部的实时监控设备使用，当工作人员通过监控设备发现附近海域有溺水者求救时，可以释放遥控型救生船，通过远程遥控将微型遥控救生船开到溺水者跟前营救溺水者，半球形漂浮台底部设有淡水收集补给装置，配合溺水者等待救援时使用，水蛇式漂浮带的下部拥有垃圾阻拦网，垃圾阻拦网下部挂有垂球，用来保持阻拦网的竖直方向而不会漂在水上，主要功能是阻拦近海人们丢弃的大量垃圾流向深海。这样做的优点是人们只用定期去垃圾阻拦网附近收集阻拦下来的垃圾，而不用盲目的去大海里寻找垃圾，而且从近海垃圾扩散源头阻拦了垃圾向深海的扩散，高效率，低成本，省时省力；本发明利用近海长距离撒网来高效拦截垃圾，防止海边的垃圾飘向深海，从而对海洋环境、生物生存的伤害减到最低；利用实时监控系统，配合智能遥控救生船对近海溺水人员进行第一时间的紧急救援；利用海洋上的海浪波能，风能以及太阳能来产生清洁的可再生能源。从而实现多方位、多功能、高效率的对人类的贡献。附图说明 [0019] 图1为本发明的整体结构示意图； [0020] 图2为本发明中半球形浮台整体结构剖视图； [0021] 图3为本发明中偏心旋转式发电组结构图； [0022] 图4为本发明中气仓式发电系统结单元俯视构图； [0023] 图5为本发明中遥控救生船营救工作结构示意图； [0024] 图6为本发明中淡水收集补给装置结构示意图； [0025] 图7为本发明中水蛇式漂浮带结构示意图； [0026] 图8为本发明中水蛇式漂浮带上部浮块结构示意图； [0027] 图中，1、实时监控设备，2、风力发电旋叶，3、太阳能电池板，4、偏心旋转式发电部分，5、气仓式发电上半部分，6、气仓式发电下半部分，7、水蛇式漂浮带上部浮块，8、水蛇式漂浮带电路连接带，9、淡水收集补给装置，10、遥控救生船装置，11、垃圾阻拦网，12、固定锚绳，13、固定锚盘，14、中央电力储存机组，15、偏心旋转式发电机组，16、偏心旋转动力模块，17、气仓式发电机组，18、气仓，19、气仓发电浮块，20、中央远程控制电脑，21、偏心式发电机转轴，22、偏心圆盘，23、偏心发电机齿轮，24、偏心发电机链条，25、气仓式吸气管，26、气仓式排气管，27、GPS定位器，28、漂浮气囊，29、动力螺旋桨，30、海水蒸发收集罩，31、海水蒸发皿，32、水滴导流板，33、淡水收集皿，34、高差旋转轴，35、电力收集导线，36、垂球，37、高差旋转杆，38、高差发电机组。 具体实施方式[0028] 下面结合附图对本发明做进一步说明。 [0029] 参见图1至图8，本发明包括若干通过水蛇式漂浮带电路连接带8连接的若干半球形漂浮台，半球形漂浮台包括风力发电旋叶2，风力发电旋叶2上设置有实时监控设备1，风力发电旋叶2下方设置有太阳能电池板3，太阳能电池板3固定在偏心旋转式发电部分4的上方，偏心旋转式发电部分4下方设置有气仓式发电设备，气仓式发电设备周围设置有淡水收集补给装置9和若干遥控救生船10，每个遥控救生船10均通过固定锚绳12连接有固定锚盘13，水蛇式漂浮带电路连接带8电连接有若干高差发电机组38，水蛇式漂浮带电路连接带8和半球形漂浮台下部均设置有垃圾阻拦网11。 [0030] 风力发电部分，通过风力使风力发电旋叶2旋转来带动发电机组发电，并将电力存储在中央电力储存机组14内。 [0032] 偏心旋转式发电部分4，偏心发电机组由一个偏心旋转式发电机组15和八个偏心旋转动力模块16组成，偏心旋转动力模块16由偏心式发电机转轴21，偏心圆盘22，偏心发电机齿轮23，偏心发电机链条24组成，如图3所示，偏心圆盘22质量分布不均匀，一半重一半轻，当海面波动起伏的时候，水平圆盘与水平面的夹角不断变换，会引起偏心圆盘22的转动，从而带动偏心发电机齿轮23和偏心发电机链条24同步转动，从而引起发电机组发电。 [0033] 气仓式发电机部分，主要由气仓式发电上半部分5和气仓式发电下半部分6组成，海面起伏，气仓式发电下半部6里的气仓发电浮块19也会随之起伏，海面上升，气仓发电浮块19上升，对气仓式发电上半部的气体进行压缩，高压气体会通过气仓式排气管26排出，带动气仓式发电机组17的转动和发电。如图4所示。海面下降，气仓发电浮块19也会下降，气仓又要从外界吸入气体，气体通过气仓式吸气管25吸入，气仓式吸气管25和气仓式排气管26内均设置有单向挡板，使气仓式排气管26只能单向排气，气仓式吸气管25只能单向吸气，保证了气仓式发电机组发电的高效率。 [0034] 半球形漂浮台最底部连接有微型遥控救生船装置10，配合半球形漂浮台顶部的实时监控设备1使用，当工作人员通过实时监控设备1发现附近海域有溺水者求救时，可以释放微遥控型救生船装置10，微型遥控救生船动力螺旋桨29为其提供动力，通过远程遥控将微型遥控救生船装置10开到溺水者跟前，然后通过远程遥控释放微型遥控船的漂浮气囊28，漂浮气囊28体积膨胀漂浮在水上可以在第一时间给溺水者提供救援，如图5所示。溺水者被救援后，微型遥控救生船装置10内部的GPS定位器27会自动给岸上的工作人员发送实时位置信息，更加方便营救溺水者。 [0035] 半球形漂浮台底部还设有淡水收集补给装置9，配合溺水者等待救援时使用，原理是太阳照射，海水通过海水蒸发皿31蒸发，水蒸气会向上蒸发汇集在海水蒸发收集罩30内，当汇集 到一定程度，水汽会变成水珠沿着海水蒸发收集罩30内壁向下滑落，再通过海水蒸发收集罩30内壁的水滴导流板32将水滴汇集在淡水收集皿33内，如图6所示。供被救援者等待营救期间饮用。 [0036] 水蛇式漂浮带由漂浮在水面上的水蛇式漂浮带上部浮块7、水蛇式漂浮带电路连接带8垃圾阻拦网11组成，如图7所示。 [0037] 水蛇式漂浮带的发电原理，水蛇式漂浮带上部浮块7内部有高差发电机组38，外部由轻质的材料构成，保证其有足够的浮力不下沉。每块浮块之间又由具有高差的高差旋转轴34组成，当海平面起伏时，每块水蛇式漂浮带上部浮块7的高度都会随之改变，有的下降，有的上升，通过浮块之间的下降和上升来引起高差旋转轴34的转动，从而带动水蛇式漂浮带上部浮块7内部的高差旋转杆37和高差发电机组38转动，如图8所示。从而产生电力，电力通过电力收集导线35传递给半球形漂浮台内部的中央电力储存机组来存储电力。 [0038] 水蛇式漂浮带的下部拥有垃圾阻拦网11,垃圾阻拦网11下部挂有垂球36，用来保持垃圾阻拦网11的竖直方向而不会漂在水上，垃圾阻拦网11竖向距离不会很长，可以保证鱼类正常游过，其主要功能是阻拦近海人们丢弃的大量垃圾流向深海。 |
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