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利用波浪能的深水養殖網箱.pdf

摘要
申請專利號:

CN201310042757.2

申請日:

2013.01.31

公開號:

CN103120138B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):A01K 61/00申請日:20130131|||公開
IPC分類號: A01K61/00 主分類號: A01K61/00
申請人: 浙江大學寧波理工學院
發明人: 宋瑞銀; 陳俊華; 張向陽; 蔡炳清
地址: 315100 浙江省寧波市高教園區錢湖南路1號
優先權:
專利代理機構: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228 代理人: 李迎春
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310042757.2

授權公告號:

103120138B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2013.06.26|||2013.05.29

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種利用波浪能的深水養殖網箱,包括網箱(4)、錨鏈(2)和基柱(1),所述的錨鏈(2)的一端與網箱(3)連接,另一端與基柱(1)連接,所述的基柱(1)固定安裝在海底,它還包括自動投喂系統、自動沉降系統、遠程監控系統和利用波浪能的海洋能發電系統;所述的海洋能發電系統安裝在網箱的框架周圍,自動沉降系統安裝在網箱(4)上層的框架上,所述的自動投喂系統安裝在網箱(4)的頂部中心處,所述的遠程監控系統的一個終端安裝在水下的網箱(4)上,另一個終端安裝在岸上的控制器上,兩個終端之間通過GPRS網絡連接。這樣,通過波浪能產生的電能來供給深海網箱養殖的過程中各系統所需的能量。

權利要求書

權利要求書一種利用波浪能的深水養殖網箱,包括網箱(4)、錨鏈(2)和基柱(1),所述的錨鏈(2)的一端與網箱(3)連接,另一端與基柱(1)連接,所述的基柱(1)固定安裝在海底,其特征在于:它還包括自動投喂系統、自動沉降系統、遠程監控系統和利用波浪能的海洋能發電系統;所述的海洋能發電系統安裝在網箱的框架周圍,自動沉降系統安裝在網箱(4)上層的框架上,所述的自動投喂系統安裝在網箱(4)的頂部中心處,所述的遠程監控系統的一個終端安裝在水下的網箱(4)上,另一個終端安裝在岸上的控制器上,兩個終端之間通過GPRS網絡連接。
根據權利要求1所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述網箱(4)的框架包括上層支架(7)、下層支架(3)和多根立架(5),所述的上層支架(7)和下層支架(3)之間通過多根立架(5)連接,形成一個四方體框架或者圓柱體框架;所述的海洋能發電系統包括多套發電裝置,每套發電裝置連接在與框架的上層支架(7)鉸接的延伸桿(6)上。
根據權利要求2所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述的框架為四方體框架,且發電裝置為四套,分別通過延伸桿(6)連接在上層支架(7)的四個角上。
根據權利要求2所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述的每套發電裝置包括套筒(10)、浮子(12)、齒條(14)、齒輪(13)、發電機(17)和蓄能器(9);所述的套筒(10)連接在延伸桿(6)上,所述的浮子(12)位于套筒(10)內且位于海面上,所述的齒條(14)呈豎直狀套接在套筒(10)內,齒條(14)的下端連接在浮子(12)上,齒輪(13)與齒條(14)嚙合傳動連接,齒輪(13)的中心軸通過發電聯軸器(15)與發電機(17)連接,發電機(17)與蓄能器(9)電連接。
根據權利要求4所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述的發電聯軸器(15)與發電機(17)之間還連接有增速機(16)。
根據權利要求4所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述的套筒(10)的下端為喇叭口(11)。
根據權利要求1所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述的自動沉降系統包括自鎖電機(24)、沉降減速機(23)和沉降聯軸器(22),所述的自鎖電機(24)連接在框架上,其輸出軸通過沉降減速機(23)與沉降聯軸器(22)連接,沉降聯軸器(22)與錨鏈(2)的一端連接。
根據權利要求7所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述的自動沉降系統還包括平衡傳感器,該平衡傳感器安裝在網箱(4)的底部,并與自鎖電機(24)電連接。
根據權利要求1所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述的網箱還設有收網裝置,該收網裝置包括滾筒(26)、收網聯軸器(27)、收網減速機(28)和電動機(29),所述的滾筒(26)轉動連接在框架上層支架(7)的一個邊上,網箱(4)的漁網(25)可拆式連接在滾筒(26)的兩端,安裝滾筒(26)的中心軸通過收網聯軸器(27)與收網減速機(28)連接,收網減速機(28)再與電動機(29)的輸出軸連接。
根據權利要求1或4所述的利用波浪能的深水養殖網箱,其特征在于:所述的網箱(4)上還設有網衣清洗機構,該網衣清洗機構包括橫桿(30)和毛刷(31),所述的橫桿(30)的兩端分別與相鄰兩套發電裝置中的齒條(14)連接且橫桿(30)呈水平狀態,所述的毛刷(31)連接在橫桿(30)上且毛刷(31)上的刷毛與網箱(4)上的網衣接觸。

說明書

說明書利用波浪能的深水養殖網箱
技術領域
本發明涉及深海養殖技術領域,具體講是一種利用波浪能的深水養殖網箱。
背景技術
我國的海洋能資源非常豐富,海島及周邊擁有豐富的可再生海洋能資源。但是,隨著經濟的發展,人們生活水平的不斷提高,海洋水產資源需求不斷加大,海洋過度捕撈已經導致自然漁業資源衰退嚴重,捕撈作業方式已經不可能保證我們海洋漁業的可持續發展。
為解決上述矛盾,漁業生產方式已經從捕撈為主轉向人工網箱養殖為主。而現有的網箱抗擊風浪的能力較差,只能集中于部分淺水海域、避風條件較好的內灣等。淺水區域和內灣水體交換差,長期高密度養殖后,造成底質和水質惡化,導致魚類品質下降、病害增多、養殖區域污染嚴重等多方面的問題,使淺水網箱養殖很難持續發展。為了改變這一現狀,深水海域的網箱養殖發展顯得尤其迫切。近年來,全球海水養殖技術迅速發展,尤其是在近岸水域或外海的網箱養殖扮演了重要的角色,我國習慣上稱之為深水網箱。但是,現有技術的深水養殖網箱,存在以下的缺點:
1)由于在養殖過程中,要實現魚群投喂、水質監測、網衣清洗等自動控制功能,維持整個養殖網箱的正常運行需要電能,現有離島型網箱的電力供應主要通過島嶼柴油機發電,再由電纜為網箱輸送電能來保障網箱設施的供電,而對離島較遠的開放式海域,這種供電方式顯然不太現實;
2)另外,海面的天氣環境變化多端,在臺風季節,網箱容易傾覆,這需要深水網箱具有下潛躲避臺風的功能,而現有技術的網箱抗風浪性差,易傾覆;
3)在開放式海域,風浪較大,這容易造成網箱有效容積的損失,且過大的風浪不適宜養殖魚群的生長;
4)在深水區域,海洋附著物如海藻、貝類極易附著在網衣上,這增加了網箱阻力,造成網箱變形,有效養殖容積減小,為去除網衣上的附著物,現有技術中有多種網衣清洗機構,如高壓水槍,自動網衣清洗機等,但多數為人工操作或電機驅動,比較繁瑣。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是,提供一種利用波浪能的深水養殖網箱,它可以實現深海網箱能量的自供給,從而既避免安裝電纜帶來的困難,又降低成本。
為解決上述技術問題,本發明提供的利用波浪能的深水養殖網箱,包括網箱、錨鏈和基柱,所述的錨鏈的一端與網箱連接,另一端與基柱連接,所述的基柱固定安裝在海底,它還包括自動投喂系統、自動沉降系統、遠程監控系統和利用波浪能的海洋能發電系統;所述的海洋能發電系統安裝在網箱的框架周圍,自動沉降系統安裝在網箱上層的框架上,所述的自動投喂系統安裝在網箱的頂部中心處,所述的遠程監控系統的一個終端安裝在水下的網箱上,另一個終端安裝在岸上的控制器上,兩個終端之間通過GPRS網絡連接。
所述網箱的框架包括上層支架、下層支架和多根立架,所述的上層支架和下層支架之間通過多根立架連接,形成一個四方體框架或者圓柱體框架;所述的海洋能發電系統包括多套發電裝置,每套發電裝置連接在與框架的上層支架鉸接的延伸桿上。
所述的框架為四方體框架,且發電裝置為四套,分別通過延伸桿連接在上層支架的四個角上。
所述的每套發電裝置包括套筒、浮子、齒條、齒輪、發電機和蓄能器;所述的套筒連接在延伸桿上,所述的浮子位于套筒內且位于海面上,所述的齒條呈豎直狀套接在套筒內,齒條的下端連接在浮子上,齒輪與齒條嚙合傳動連接,齒輪的中心軸通過發電聯軸器與發電機連接,發電機與蓄能器電連接。
所述的發電聯軸器與發電機之間還連接有增速機。
所述的套筒的下端為喇叭口。
所述的自動沉降系統包括自鎖電機、沉降減速機和沉降聯軸器,所述的自鎖電機連接在框架上,其輸出軸通過沉降減速機與沉降聯軸器連接,沉降聯軸器與錨鏈的一端連接。
所述的自動沉降系統還包括平衡傳感器,該平衡傳感器安裝在網箱的底部,并與自鎖電機電連接。
所述的網箱還設有收網裝置,該收網裝置包括滾筒、收網聯軸器、收網減速機和電動機,所述的滾筒轉動連接在框架上層支架的一個邊上,網箱的漁網可拆式連接在滾筒的兩端,安裝滾筒的中心軸通過收網聯軸器與收網減速機連接,收網減速機再與電動機的輸出軸連接。
所述的網箱上還設有網衣清洗機構,該網衣清洗機構包括橫桿和毛刷,所述的橫桿的兩端分別與相鄰兩套發電裝置中的齒條連接且橫桿呈水平狀態,所述的毛刷連接在橫桿上且毛刷上的刷毛與網箱上的網衣接觸。
采用以上結構后,本發明與現有技術相比,具有以下優點:
1)由于通過波浪能對發電裝置中的浮子產生上下波動,帶動齒條上下移動,從而使齒輪發生轉動,繼而使發電機輸出電能,儲存在蓄能器中;用這樣產生的電能來供給深海網箱養殖的過程中各系統所需的能量;
2)發電裝置分布在網箱的周圍,既不影響網箱的使用,也能更加合理、方便地將海水中的波浪能轉化成電能;并且通過合理的布局,使波浪能發電裝置也起到降流阻波的作用;
3)在發電聯軸器與發電機之間設置增速機,是為了從發電裝置中傳來的齒輪中心軸的轉速在經過增速機的作用下使發電機得到更大的轉速,從而可以產生更多的電能;
4)在套筒的下端設計成喇叭口,是為了可以聚集更多的波浪能,使浮子的運動行程更大,從而使齒輪保持轉動的時間更長,因此,可以得到更多的電能;
5)通過自鎖電機控制錨鏈的長度,當自鎖電機接收到信號后收縮錨鏈,協助網箱下沉,直至網箱下沉到海面一定深度的時候,關閉自鎖電機停止收縮錨鏈,這樣,網箱可以免遭海面大風浪的侵襲,也可以使網箱不被潮流所沖倒;
6)另外,在網箱底部安裝了平衡傳感器,養殖人員可以遠距離地通過平衡傳感器來調整自鎖電機的轉速,使網箱在下沉的過程中始終保持平衡;
7)此外,網箱上還設置了收網裝置,這樣,收網可以通過電機將漁網纏繞在滾筒上,避免了人工收網帶來的低效率;
8)網箱上安裝了網衣清洗機構后,在波浪起伏運動時,齒條一邊發電,同時帶動橫桿上下運動,通過毛刷和網衣的接觸摩擦,起到清除網衣附著物的作用。
附圖說明
圖1是本發明利用波浪能的深水養殖網箱的結構示意圖。
圖2是本發明中發電裝置的結構示意圖。
圖3是本發明中發電裝置的原理示意圖。
圖4是本發明中自動沉降系統的結構示意圖。
圖5是本發明中自動沉降系統的原理示意圖。
圖6是本發明中收網裝置的原理示意圖。
圖7是本發明中網衣清洗機構的結構示意圖。
其中:1、基柱;2、錨鏈;3、下層支架;4、網箱;5、立架;6、延伸桿;7、上層支架;8、浮筒;9、蓄能器;10、套筒;11、喇叭口;12、浮子;13、齒輪;14、齒條;15、發電聯軸器;16、增速機;17、發電機;18、通水閥;19、水泵;20、通氣閥;21、氣泵;22、沉降聯軸器;23、沉降減速機;24、自鎖電機;25、漁網;26、滾筒;27、收網聯軸器;28、收網減速機;29、電動機;30、橫桿;31、毛刷。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地說明。
由圖1所示的本發明利用波浪能的深水養殖網箱的結構示意圖可知,它包括網箱4、錨鏈2和基柱1,所述的錨鏈2的一端與網箱3連接,另一端與基柱1連接,所述的基柱1固定安裝在海底。它還包括自動投喂系統、自動沉降系統、遠程監控系統和利用波浪能的海洋能發電系統;所述的海洋能發電系統安裝在網箱的框架周圍,自動沉降系統安裝在網箱4上層的框架上,所述的自動投喂系統安裝在網箱4的頂部中心處,所述的遠程監控系統的一個終端安裝在水下的網箱4上,另一個終端安裝在岸上的控制器上,兩個終端之間通過GPRS網絡連接。
所述網箱4的框架包括上層支架7、下層支架3和多根立架5,所述的上層支架7和下層支架3之間通過多根立架5連接,形成一個四方體框架或者圓柱體框架;所述的海洋能發電系統包括多套發電裝置,每套發電裝置連接在與框架的上層支架7鉸接的延伸桿6上。本實施例中,所述的框架為四方體框架,且發電裝置為四套,分別通過延伸桿6連接在上層支架7的四個角上。
由圖1~圖3所示的本發明利用波浪能的深水養殖網箱的示意圖可知,所述每套發電裝置包括套筒10、浮子12、齒條14、齒輪13、發電機17和蓄能器9。所述的套筒10連接在延伸桿6上,所述的浮子12位于套筒10內且位于海面上,所述的齒條14呈豎直狀套接在套筒10內,齒條14的下端連接在浮子12上,齒輪13與齒條14嚙合傳動連接,齒輪13的中心軸通過發電聯軸器15與發電機17連接,發電機17與蓄能器9電連接。
所述的發電聯軸器15與發電機17之間還連接有增速機16。
所述的套筒10的下端為喇叭口11。
發電裝置的發電過程是:當浮子12隨著海水的起伏而作上下運動時,浮子12上的齒條14也作上下運動,通過齒輪齒條嚙合傳動,使齒輪13帶動齒輪中心軸作旋轉運動,從而通過發電聯軸器15帶動增速機16的輸入軸旋轉,在增速機16的增速作用下,使發電機17的輸入軸作旋轉運動,從而輸出電能儲存在蓄能器9中。
由圖4和圖5所示的利用波浪能的深水養殖網箱中的自動沉降系統的示意圖可知,所述的自動沉降系統包括浮筒8、水泵19、通水閥18、氣泵21、通氣閥20和控制裝置,所述的浮筒8安裝在網箱4的框架上并浮在海平面上,所述的水泵19安裝在框架上并通過通水閥18與浮筒8連通,所述的氣泵21安裝在框架上且通過通氣閥20與浮筒8連通,所述的通水閥18和通氣閥20均與控制裝置電連接,所述的控制裝置通過GPRS網絡與遠程監控系統信號連接。
所述的自動沉降系統還包括自鎖電機24、沉降減速機23和沉降聯軸器22,所述的自鎖電機24連接在框架上,其輸出軸通過沉降減速機23與沉降聯軸器22連接,沉降聯軸器22與錨鏈2的一端連接。
所述的自動沉降系統還包括平衡傳感器,該平衡傳感器安裝在網箱4的底部,并與自鎖電機24電連接。
網箱4上層有浮筒8,可以通過水泵19向浮筒8里面注水,網箱4的下端也有錨鏈2,這樣可以使網箱4通過錨鏈2固于基柱1上,當海面風浪過大時,可以通過向浮筒8中注水以減少網箱4的浮力,注水后浮筒8的浮力依然大于網箱4的重力,同時錨鏈2通過自鎖電機24收回,網箱4的底部有平衡傳感器,在網箱4下沉的過程中,可以通過平衡傳感器來調整自鎖電機24的轉速,來使網箱在下沉過程中保持平衡。當網箱4下沉到海面下一定深度的時候,潮流和海流就比較小,這里自鎖電機24就停止收回錨鏈2,使網箱4懸浮于海水中。這樣,網箱4可以免遭海面大風浪的侵襲,也可以使網箱4不被潮流所沖倒。
由圖6所示的利用波浪能的深水養殖網箱中的收網裝置的示意圖可知,該收網裝置包括滾筒26、收網聯軸器27、收網減速機28和電動機29,所述的滾筒26轉動連接在框架上層支架7的一個邊上,網箱4的漁網25可拆式連接在滾筒26的兩端,安裝滾筒26的中心軸通過收網聯軸器27與收網減速機28連接,收網減速機28再與電動機29的輸出軸連接。
可以在方形網箱4的其中一個邊上裝上滾筒26,這樣,在收網的時候先讓其他三個邊上的漁網25的繩子解開,系在滾筒26的兩端,打開電動機29來實現收網。
由圖7所示的利用波浪能的深水養殖網箱中的網衣清洗機構的結構示意圖可知,該網衣清洗機構包括橫桿30和毛刷31,所述的橫桿30的兩端分別與相鄰兩套發電裝置中的齒條14連接且橫桿30呈水平狀態,所述的毛刷31連接在橫桿30上且毛刷31上的刷毛與網箱4上的網衣接觸。
本發明并不局限于所述的結構,其中,框架還可以是圓柱形,這樣多套發電裝置沿圓周方向均勻分布;另外,發電裝置的數量還可以更多。以上這些變化均落入本發明的保護范圍之內。

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利用 波浪 深水 養殖 網箱
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