一种外海养殖抗风浪型铰接式网箱制造技术

本发明专利技术公开了一种外海养殖抗风浪型铰接式网箱。该网箱是由6部分组成:一是由钢质(或钢筋混凝土)材料构成的环状水密浮式箱体，称为网箱单元；二是将这些网箱单元连接起来的活动连接部件，称为铰接件；三是在环状浮箱的中间水域，设置养殖各类水产品的网具；四是环状浮体中央是一个设有电站、泵舱、油舱、管线等设备及管理人员工作、居住舱的中央浮体，称为中心岛；五是由空气管、压载水系统组成的“压载―下潜―起浮系统”；六是由锚、锚链、铰车等设备或部件组成的锚泊系统，可将整个网箱系结于海底。这整个系统称为网箱模块。若干这样的网箱模块组成大型渔场。

【技术实现步骤摘要】
一种外海养殖抗风浪型铰接式网箱1.
：本专利从技术角度，涉及对船舶及海洋工程技术的综合应用，属于船舶及海洋工程装备类
该专利主要应用于水产养殖，故也可属于海洋水产养殖工具类
2.
技术介绍
随着我国经济的发展，人们对水产品的需求越来越多，对品质的要求也越来越高。使用渔船到江河湖海打捞天然鱼类已远远不能满足市场需求。现今我国的许多内河、内海、靠近大陆的沿海、近海的海湾，凡是条件较好的水域，都被众多的渔业养殖户的养殖网箱所覆盖。为节约成本，现今渔业养殖户使用的网箱，大多为小型网箱，其材料多为塑料、泡沫、木材等。不具备对外海较大风浪的抗御能力。目前，大面积使用内河、内海及海湾进行水产养殖的行业和技术存在以下缺点：(1)过多水产养殖网箱的开发，占据了大量有限的水域面积，与沿海工业、房地产业、旅游业等产业的开发产生了争夺水域的矛盾，激发了众多的群体事件。(2)内河、内海高密度水产养殖也造成了大面积水域的污染，并引起各类水产品品质的退化。因此，为根本上解决水产养殖占据大面积内海、内河水域的问题，就要实现水产养殖的“外海化”。水产养殖“外海化”，可以利用外海取之不尽的浮游生物作为饵料，大幅度降低养殖成本；可以获得优质美味的水产品；此外，外海具有较强的自净功能，可以解决水产养殖污染水域的问题。水产养殖“外海化”，现已成为水产养殖业的发展方向。实现水产养殖外海化在技术方面的困难主要在于：(1)水产养殖的安全问题我国沿海(尤其是东南沿海)，是一个多台风的水域。水产养殖“外海化”必须解决外海风浪巨大，造成养殖人员作业不安全、网箱易遭破坏的问题。(2)成本高昂问题曾有人提出，将适合于水产养殖的靠近大陆的外海水域，用防波堤围起来，人工创造一片“宁静”的海湾。这种想法是不切实际的。其理由是：如果是建造“固定式”防波堤，不仅成本极为高昂，而且会将养殖水域与外界隔开，造成海水不能自由流动，变成“围海养鱼”，即使将外海变成了内海，也用不了多长时间，又会形成类似于现今渔场有限的水域被网箱覆盖的情况；如果建造浮动式防波堤，不仅网箱成本依然高昂，而且在特大风浪(如大台风来袭)条件下，其浮式防波堤实际防风浪的有效性要大打折扣，而且防波堤本身仍然存在很大的安全风险。故，实现水产养殖“外海化”的根本出路在于创造一种能抗风浪的水产养殖网箱。3.
技术实现思路
本专利的目的是针对现有内海养殖所使用的网箱不能抵御外海的风浪，以及与之配套的浮式防波堤在特大台风时实际效果不佳及安全风险很大的问题而提出的、以“环状铰接式”网箱为核心技术的外海水产养殖技术。3.1本专利技术方案的基本思路3.1.1兼顾船舶性能与强度的矛盾常识告诉我们，一条公园里的小船，不能去大海航行，但大船就可以。其原因是大船的“稳性”好。但大船在波浪上的总纵弯矩又很大，结构易遭破坏。如果把船舶做成“环状”，不仅其建造成本可大幅度降低，而且还可以获得较大的水线面惯性矩，就可以获得较大的初稳性高度；如果再把较长的船分成几段，“铰接”起来，既不易翻沉、又可使结构强度得以保证，这就可兼顾性能与强度的矛盾。本专利提出的“环状铰接式网箱”的基本原理即基于此。3.1.2关于外海最大设计风级本专利提出的网箱，具有很强的抗风浪能力，不需要使用防波堤，适用于除了“极区”(南北极附近)以外的“无限海区”，尤其适用于水深30～100m的中国沿海“大陆架”浅水海域。中国沿海水域的特点之一是：台风等灾害性天气出现较为频繁。例如福建沿海中部的罗源、连江一带，根据近海岸观测站(1985-2012)的资料，每年都会出现热带风暴或大台风。在正常天气，其海边年平均风速仅在3.1m/s左右，但大台风等灾害性天气出现时，10分钟最大风速就可达46.7m/s，相当于蒲福风级15级，造成的危害极为严重。由此，本专利的网箱适用的“设计风级”现定为蒲福16级，即距海面10m高度的风速为53.5m/s。相当于“百年一遇”。本专利网箱必须在最大设计风力作用下有足够的稳性及结构强度。3.1.3关于稳性及结构：从设计与计算方法来看，本专利提出的“环状网箱”，实际上是一种中间挖空的“船舶”，完全符合船级社规范所定义的“船舶”的特征。因而，有关船舶设计与建造的成熟理论与方法、规范及法规等均可套用，具有很强的实用性。但即使如此，在设计时，仍必须以严格的船模试验加以验证。按船舶工程常用的方法，经初步性能计算，可以证明本专利提出的“环状网箱”稳性很好。其原因在于：这种网箱，水线面惯性矩大、重心低，且受风面积不大，虽风力很大，仍不会倾覆。经初步结构计算的结论是：由于本网箱采用“铰接”，即将每个部件(“单元”)用短缆与系柱(俗称“缆桩”)连接起来，因而其总纵弯矩、切力将大为减小，可以确保网箱本体结构的安全。承受负荷最大的是“系柱与短缆”及其结构加强件，属于局部加强范畴。而短缆连接件是船舶常规的系泊设备，可按船舶规范的标准模式套用。只要取一定的安全系数，就可以确保连接安全。船舶结构力学的理论与实践都已证明：对置于波浪上的船舶而言，如果波长λ远小于船长L，即λ/L<<1，那么在船长L的范围内会有若干个波峰与波谷出现，其波高H1/3较小，浮力相对于静水状态变化不大，不会产生较大的波浪附加弯矩；反之，若波长λ远大于船长L，即λ/L>>1，虽然波高很大，但在船长L范围内，波面也与静水面相差不大，也不可能出现较大的波浪附加弯矩。针对于16级的特大强台风，采用本专利的铰接方式，将网箱最大模块的特征长度L变小，即λ/L>>1，故产生的附加波浪力矩也不大(参见本专利的实例计算)。3.2一种外海养殖抗风浪型铰接式网箱的构成3.2.1“外海养殖”基地：本专利所指的所谓“外海”，一般是指远离大陆的海域。在“外海”从事“水产养殖业”，需要自己解决诸如补给、饵料、育种、管理人员的生活与工作条件、设备维护等问题。一般应采用集约化的管理方式，应将网箱组合成一个群体，形成“基地”。这种“基地”一般应设在天然鱼群回游、天然饵料较为丰富的外海水域。在“基地”内，还可以设置一定数量的风力发电站、太阳能发电站、直升机停机坪、旅游景点等。3.2.2本专利网箱的基本组成(参见图1)本专利所述外海养殖抗风浪型铰接式网箱是由6大部分组成的。其一，是由钢质(或钢筋混凝土)材料构造而成的环状水密浮式箱体，称为网箱单元③，在其上设有空气管⑥；其二，是将这些网箱单元连接起来的活动连接部件，称为铰接件若干个这类单元连接起来，形成一个大型环状浮体；其三，是养殖水产的网具，在环状浮箱的中间水域，设置养殖各类水产品的网具⑧；其四，在大型环状浮体的中央，是一个设有电站、泵舱、油舱、管线等设备及管理人员工作、居住舱的中央浮体，称为中心岛①；其五、是由空气管、压载水泵、压载管系统、遥控阀系统及设在机舱集控室里各种设备组成的“压载―下潜―起浮系统”；其六，是由锚、锚链、铰车等设备部件组成的锚泊系统⑩，可将整个网箱系结于海底。这整个系统称为网箱模块。若干个网箱模块连在一起，形成渔业基地。3.2.3“环状浮式箱体”(称为网箱单元③)，“环状浮式箱体”，是一个水密结构的浮式箱体。内部分为若干水密舱室，由压载水管系连接起来。根据压载的需要，可以泵入(或泵出)压载水，以保持网箱单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外海养殖抗风浪型铰接式网箱，其特征在于，所述外海养殖抗风浪型铰接式网箱是由6个部分组成。其一，是由钢质(或钢筋混凝土)材料构成的环状水密浮式箱体，称为网箱单元；其二，是将这些网箱单元连接起来的活动连接部件，称为铰接件，若干个这类单元连接起来，形成一个大型环状浮体；其三，是在环状浮箱的中间水域，设置养殖各类水产品的网具；其四，在大型环状浮体的中央，是一个设有电站、泵舱、油舱、管线等设备及管理人员工作、居住舱的中央浮体，称为中心岛；其五、是由空气管、压载管系统及遥控阀系统组成的“压载―下潜―起浮系统”；其六，是由锚、锚链、铰车等设备或部件组成的锚泊系统，可将整个网箱系结于海底；这整个系统称为网箱模块。

【技术特征摘要】
2015.12.04 CN 201510881815X1.一种外海养殖抗风浪型铰接式网箱，其特征在于，所述外海养殖抗风浪型铰接式网箱是由6个部分组成，其一，是由钢质或钢筋混凝土材料构成的环状水密浮式箱体，称为网箱单元；其二，是将这些网箱单元连接起来的活动连接部件，称为铰接件，若干个这类单元连接起来，形成一个大型环状浮体；其三，是在环状水密浮式箱体的中间水域，设置养殖各类水产品的网具；其四，在大型环状浮体的中央，是一个设有电站、泵舱、油舱、管线及管理人员工作、居住舱的中央浮体，称为中心岛；其五、是由空气管、压载管系统及遥控阀系统组成的“压载―下潜―起浮系统”；其六，是由锚、锚链、铰车组成的锚泊系统，可将整个网箱系结于海底；这整个系统称为网箱模块；所述的铰接件，在甲板上由钢缆与系柱所构成，在箱体的下部是由液压式插销与钢缆所构成，液压式插销用于锁紧系柱；当连接钢缆拉紧时，可将相邻的两个单元连接在一起，在各个网箱单元之间，设有橡胶防撞垫。2.根据权利要求1所述的外海养殖抗风浪型铰接式网箱，其特征在于，所述的环状浮式箱体，即网箱单元，内部分为若干水密舱...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：周俊麟，吴宝健，
类型：发明
国别省市：福建;35