一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市，包括悬浮平台

【技术实现步骤摘要】
一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市


[0001]本专利技术涉及海洋资源开发利用
，具体涉及一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市
。

技术介绍

[0002]海上浮动城市是泊系在海面上
、
提供人类生存
、
生产
、
生活等需求的海上大型建筑群
。
[0003]深海多金属结核的开采，会造成海底沉积物剧烈扰动
、
形成扩散范围巨大的羽状流
。
深海羽状流一旦形成，在其本身微米级粒径和深海洋流等因素影响下，迅速向四周扩散，水平传播范围甚至达
40km
，对海洋生态造成难以修复的破坏
。
[0004]随着近些年二氧化碳排放量的增加，全球气候变暖导致海平面上升，滨海区域的土地量逐渐减少，可通过泊系海上建筑群提供人类居住活动空间，以应对海平面上升问题的同时解决滨海区域的土地利用不足的问题
。
现有的海底矿车开采都是采用水面支持母船配合深海采矿车进行作业，采集的矿石及携带的海洋土壤只能通过运输船送至陆地进行加工和利用，开采成本高且效率较低，尤其对于远离陆地的深海开采
。
因此，现有技术亟待进一步提升
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市
。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市，包括悬浮平台
、
扰流装置
、
发电装置
、
驱动装置及控制系统，所述悬浮平台是由依次相邻排布且固定相连的多个晶格单元组成的，螺旋桨推进器设置在悬浮平台的底部
。
[0008]每个晶格单元包括七个悬浮箱，其中一个悬浮箱为中心悬浮箱，另外六个悬浮箱为外围悬浮箱，六个外围悬浮箱呈圆周分布在中心悬浮箱的外侧
。
[0009]悬浮箱为竖向布置的正六边形柱体结构，其顶部具有正六边形的顶板，顶板相对于悬浮箱的侧壁向外延伸形成探沿，任意相邻两个顶板的对应边缘对接，所有悬浮箱的顶板拼接构成悬浮平台的上表面，任意相邻两个悬浮箱的对应侧壁之间均形成一段水流通道
。
[0010]悬浮平台的上方能够建立城市生活区
、
海上农场区
、
电力保障区
、
矿石加工功能区
、
水处理设备区以及食品加工厂区，悬浮平台的上方安装有二氧化碳捕集装置
。
[0011]悬浮箱的下部为吃水调节仓，吃水调节仓的内部安装有给排水设备，且通过给排水设备与外部海水相通，悬浮箱的中上部具有容纳腔，容纳腔内能够用于放置矿石加工设备或水处理设备
。
[0012]悬浮箱的每个侧壁上均设有至少一个所述扰流装置，发电装置包括发电机和传动
机构，所述扰流装置通过传动机构与所述发电机的转子相连，发电机的电力输出端子连接电力保障区的电网
。
[0013]进一步地，悬浮箱包括底板
、
外壳体
、
隔板
、
内壳体及所述顶板，所述内壳体和外壳体均为竖向的正六边形筒状，底板封闭外壳体的下端
。
[0014]所述内壳体位于隔板的上方，且与外壳体对应布置，内壳体的上下两端分别与顶板和隔板固定相连，所述内壳体和外壳体通过呈环形均匀布置的多个立板固定相连，内壳体和外壳体之间形成发电舱室
。
[0015]进一步地，所述顶板为双层中空结构，包括上板体
、
下板体和六边形框体，上板体和下板体相对布置，边缘均与六边形框体固定焊接
。
[0016]上板体和下板体之间还通过在六边形框体内侧规则布置的多个筋板固定相连，筋板为竖向布置的长条状金属板
。
[0017]进一步地，悬浮箱每个侧壁的上端均设置有多个连接组件，多个连接组件沿悬浮箱的侧壁依次排布，每个连接组件均包括一长一短的两段工字梁，两段工字梁一上一下布置
。
[0018]各段工字梁的一端与悬浮箱固定相连，位于上方的一段工字梁与探沿的底部固定焊接，位于同一侧壁的相邻两组工字梁的长短交替布置
。
[0019]各悬浮箱侧壁上的各段工字梁的另一端分别通过两个连接板与相邻悬浮箱对应侧壁的工字梁的对应端螺栓固定相连
。
[0020]进一步地，扰流装置包括扰流板
、
连接座
、
导杆和大气缸，所述扰流板竖向布置在悬浮箱的外部，且与悬浮箱的对应侧壁竖向布置
。
[0021]连接座位于扰流板靠近悬浮箱的一侧，扰流板与连接座可调节转动相连
。
[0022]所述导杆有多个，由上到下间隔布置且滑动穿设在外壳体上，发电舱室的内部设有与导杆数量相等且位置一一对应的大气缸，各导杆的一端与连接座固定相连，另一端与大气缸的活塞杆端部相连
。
[0023]进一步地，每个导杆的外侧均配置有一个导向套，所述导向套固定于外壳体的内侧壁上，各导杆位于对应的导向套内
。
[0024]所述扰流板的侧壁上设有铰支座，通过铰支座与连接座转动相连，铰支座的一侧设有油缸，油缸能够驱动扰流板相对于连接座转动
。
[0025]进一步地，每个导杆的一侧均配置有一个所述发电装置，发电装置固定安装在发电舱室内部
。
[0026]所述传动机构包括单向超越离合器和变速箱，所述导杆通过齿轮齿条组件与单向超越离合器的输入端相连，所述单向超越离合器的输出端通过联轴器与变速箱的输入端固定相连，所述变速箱的输出端与发电机的转子轴相连
。
[0027]进一步地，所述齿轮齿条组件包括直齿轮和直齿条，所述直齿条固定安装在导杆的顶部，直齿轮相邻布置在直齿条的上侧且与直齿条啮合，所述直齿轮的齿轮轴与单向超越离合器的输入端通过另一个联轴器相连
。
[0028]进一步地，悬浮平台下方的海床上具有中继站和采矿车，采矿车通过抽吸管道与中继站相连，所述抽吸管道上配置有抽吸泵，中继站通过提升管道与位于矿石加工功能区内的矿石收集仓相连
。
[0029]另外，位于悬浮平台上方的二氧化碳捕集装置通过输送管道与采矿车相连，为采矿车提供超临界二氧化碳进行矿石冲采和羽流沉降封存
。
[0030]进一步地，所述螺旋桨推进器有三个，在悬浮平台的底部呈等边三角形布置
。
[0031]通过采用上述技术方案，本专利技术的有益技术效果是：本专利技术解决了滨海区域的土地不足问题，悬浮平台为海底采矿
、
矿石加工以及人类居住提供了生活和生产的场所，能够实现在海洋中漂浮且自给自足，维持长时间的运行，提高采矿和矿石初加工的效率，利用浮动城市产生的二氧化碳实现深海采矿开采与羽流的治理，深本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市，其特征在于，包括悬浮平台
、
扰流装置
、
发电装置
、
螺旋桨推进器及控制系统，所述悬浮平台是由依次相邻排布且固定相连的多个晶格单元组成的，螺旋桨推进器设置在悬浮平台的底部；每个晶格单元包括七个悬浮箱，其中一个悬浮箱为中心悬浮箱，另外六个悬浮箱为外围悬浮箱，六个外围悬浮箱呈圆周分布在中心悬浮箱的外侧，；悬浮箱为竖向布置的正六边形柱体结构，其顶部具有正六边形的顶板，顶板相对于悬浮箱的侧壁向外延伸形成探沿，任意相邻两个顶板的对应边缘对接，所有悬浮箱的顶板拼接构成悬浮平台的上表面，任意相邻两个悬浮箱的对应侧壁之间均形成一段水流通道；悬浮平台的上方能够建立城市生活区
、
海上农场区
、
电力保障区
、
矿石加工功能区
、
水处理设备区以及食品加工厂区，悬浮平台的上方安装有二氧化碳捕集装置；悬浮箱的下部为吃水调节仓，吃水调节仓的内部安装有给排水设备，且通过给排水设备与外部海水相通，悬浮箱的中上部具有容纳腔，容纳腔内能够用于放置矿石加工设备或水处理设备；悬浮箱的每个侧壁上均设有至少一个所述扰流装置，发电装置包括发电机和传动机构，所述扰流装置通过传动机构与所述发电机的转子相连，发电机的电力输出端子连接电力保障区的电网
。2.
根据权利要求1所述的利用一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市，其特征在于，悬浮箱包括底板
、
外壳体
、
隔板
、
内壳体及所述顶板，所述内壳体和外壳体均为竖向的正六边形筒状，底板封闭外壳体的下端；所述内壳体位于隔板的上方，且与外壳体对应布置，内壳体的上下两端分别与顶板和隔板固定相连，所述内壳体和外壳体通过呈环形均匀布置的多个立板固定相连，内壳体和外壳体之间形成发电舱室
。3.
根据权利要求1所述的利用一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市，其特征在于，所述顶板为双层中空结构，包括上板体
、
下板体和六边形框体，上板体和下板体相对布置，边缘均与六边形框体固定焊接；上板体和下板体之间还通过在六边形框体内侧规则布置的多个筋板固定相连，筋板为竖向布置的长条状金属板
。4.
根据权利要求3所述的利用一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市，其特征在于，悬浮箱每个侧壁的上端均设置有多个连接组件，多个连接组件沿悬浮箱的侧壁依次排布，每个连接组件均包括一长一短的两段工字梁，两段工字梁一上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华军，陈旭光，张杨杨，张凤鹏，高兴政，汪浩，司海瑞，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：