CN117208152A - 一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市 - Google Patents
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Abstract
本发明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、扰流装置、发电装置、驱动装置及控制***,悬浮平台是由依次相邻排布的多个晶格单元组成的。每个晶格单元包括七个悬浮箱,悬浮箱为正六边形柱体结构,其顶部向外延伸形成探沿,所有悬浮箱的顶板拼接构成悬浮平台上表面,相邻两个悬浮箱的之间形成一段水流通道,悬浮箱中上部具有容纳腔。悬浮箱每个侧壁均设有两个扰流装置,发电装置包括发电机和传动机构,扰流装置通过传动机构与发电机相连。本发明解决了滨海区域土地不足的问题,浮动城市的二氧化碳实现深海采矿开采与羽流的治理,利用采矿尾水中的深海沉积物实现农业生产,实现深海矿石开采与海上城市相结合。
Description
技术领域
本发明涉及海洋资源开发利用技术领域,具体涉及一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市。
背景技术
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。
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。
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。
发明内容
本发明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。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
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***,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***悬浮箱,六个***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。
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。
所述内壳***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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
通过采用上述技术方案,本发明的有益技术效果是:本发明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,深海采矿尾水中的深海沉积物实现浮动城市的农业生产,以实现深海矿产与海上城市的大规模绿色。
附图说明
图1是本发明一种适用于深海资源绿色开发的海上浮动城市的结构示意图。
图2是图1中某一部分的结构示意图,示出的是晶格单元。
图3是图2中示出的晶格单元的俯视结构图。
图4是图3中A部分的局部放大图。
图5是本发明中两个悬浮箱组合体的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明:
实施例,结合图1至图5,一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***,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,每个晶格单元包括七个悬浮箱1,其中一个悬浮箱1为中心悬浮箱,另外六个悬浮箱1为***悬浮箱,六个***悬浮箱呈圆周分布在中心悬浮箱的外侧,且与六个***悬浮箱固定相连成一体,所有***悬浮箱所有中心悬浮箱的上表面拼接成一个整体的平面,位于海平面的上方。
悬浮平台为半潜式悬浮平台,悬浮箱的内部具有封闭的空腔结构,悬浮平台的中下部位于海水中,悬浮平台连同其上方的承载体漂浮于海面上,可在悬浮平台的底部增加配重调节半潜式悬浮平台的吃水深度,也可以采用锚固的方式将半潜式悬浮平台暂时固定。螺旋桨推进器安装在悬浮平台的底部,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,螺旋桨推进器采用现有技术已有的大型船舶螺旋桨推进器。螺旋桨推进器的作用是驱动悬浮平台在海洋中移动位置,与海底采矿相配合。
悬浮箱1的下部为吃水调节仓21,吃水调节仓21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,给排水设备通过从外部抽取海水和向外排放海水,调节吃水调节仓21内部的储水量,从而调节半潜式悬浮平台的吃水深度。悬浮箱1的中上部具有容纳腔23,容纳腔23内能够用于放置矿石加工设备或水处理设备。
具体地,悬浮箱1为竖向布置的正六边形柱体结构,悬浮箱1包括底板11、外壳体12、隔板13、内壳体14及顶板15,所述内壳体14和外壳体12均为竖向布置的正六边形筒状,底板11封闭外壳体12的下端,所述顶板15封闭外壳体12的上端。
隔板13为正六边形钢板,其水平布置在外壳体12的内侧下部,所述隔板13的外边缘与外壳体12的内侧壁固定密封焊接,隔板13与底板11及外壳体12的内壁配合形成吃水调节仓21。所述内壳体14位于隔板13的上方,且与外壳体12对应布置,具体地,内壳体14的六个侧面与外壳体12的六个侧面分别一一对应且间距相等。
另外,所述内壳体14的上下两端分别与顶板15和隔板13固定密封焊接成一体,所述内壳体14和外壳体12通过呈环形均匀布置的多个立板16固定相连,内壳体14和外壳体12之间形成发电舱室22。立板16位于内壳体14和外壳体12的对应边棱位置,立板16的两侧分别与内壳体14和外壳体12固定焊接,内壳体14和外壳体12的六个对应侧边之间分别形成一个发电舱室22,发电舱室22内部用于安装发电装置,可在内壳体14的侧壁上开设门体,使工作人员能够通过内壳体14的内部进入发电舱室22进行设备安装和检修。
顶板15为正六边形,顶板15相对于悬浮箱1的侧壁向外延伸形成探沿,任意相邻两个顶板15的对应边缘对接,所有悬浮箱1的顶板15拼接构成悬浮平台的上表面。
具体地,所述顶板15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。筋板的顶部和底部分别与上板体和下板体固定焊接,筋板的作用是加强顶板15的结构强度,使悬浮平台的表面具备较高的强度。
顶板15的六条边相对于悬浮箱1的侧壁均向外探出,任意相邻两个悬浮箱1的对应侧壁之间均形成一段水流通道,整个悬浮平台中下部的各悬浮箱1之间形成网格状的水流通道,海水能够在悬浮平台内侧的水流通道内流动。
悬浮箱1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1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31,两段工字梁31一上一下布置。各段工字梁31的一端与悬浮箱1固定相连,位于上方的一段工字梁31与探沿的底部固定焊接,位于同一侧壁的相邻两组工字梁31的长短交替布置。
各悬浮箱1侧壁上的各段工字梁31的另一端分别通过两个连接板32与相邻悬浮箱1对应侧壁的工字梁31的对应端螺栓固定相连。每个悬浮箱1均通过连接组件与其周边的其他悬浮箱1固定相连成一体,组成漂浮于海面上的半潜式悬浮平台,能够泊系在海面上并在半潜式悬浮平台构建城市建筑群为人们提供生活、生产、生存空间。
悬浮平台的上方能够建立城市生活区101、海上农场区102、电力保障区103、矿石加工功能区104、水处理设备区105以及食品加工厂区106,悬浮平台的上方安装有二氧化碳捕集装置。通过模块化搭建实现浮动城市不同分区,并为产业升级功能拓展提供空间。作为解决海平面上升引发城市被毁、居住环境不足等问题而产生的浮动城市,通过引导能源、水、食物和深海矿区开采循环协调流动,实现与水共生。
悬浮平台及其上方的城市生活区101可组成海上浮动城市,海上浮动城市基于半潜式结构设计,是一种泊系于海面之上的大型海上建筑群,城市生活区的建筑群采用Biorock材料进行施工建设,实现漂浮城市抵抗浪涌等目的。优选的采用Biorock材料建设房屋、工厂等建筑物,与钢结构相结合具备较好的结构强度,以抵御海面风浪冲击,同时由于其高强度低密度的特点,在实现高于混凝土强度3倍的性能下依旧可漂浮于海面上。
城市生活区为海上浮动城市的核心区,通过一系列住宅、商场及运动设施、自然景观等建设,为人类正常生活提供保障。所述的住宅、商场等建筑物,优选的采用Biorock材料进行建设,以保障城市建筑的整体强度与稳定性;同时利用优质海洋环境提供旅游等第三产业服务,为浮动城市创造部分经济来源,为城市进一步建设及不同功能区的日常维护提供资金保障。所述的城市生活区亦可为深海采矿工人、矿石冶炼厂工人、过往船只泊靠人员及其家人等提供生活空间,减少因归家探亲往返耗费的时间,提高其生活幸福感以及有效劳作时间。
海上农场区102的土壤来源为深海多金属结核开采的尾水过滤、处理得到的矿物土壤。在深海多金属结核开采泵送过程中,会携带大量海床土壤到达悬浮平台上。通常情况下这部分土壤会被采矿母船过滤出多金属结核后排向海底,在强扰动作用下形成深海羽流严重污染海域、影响海洋生物生存。本实施例中通过对该部分尾水进行收集、统一处理,在分离土壤与海水同时,优选的通过施肥工艺保障土壤肥力,再运输至海上农场区作为作物土壤。所述的分离过的海水能够经过处理排放至城市临近海域,为提供各种作物生长所需的肥沃土壤。
矿石加工功能区104将从海底采集的多金属结核和多金属硫化物进行提炼,得到金属的成品或半成品,再由经过停靠于悬浮平台的运输船送至位于陆地的加工厂进一步进行加工。二氧化碳捕集装置基于化学吸附法的碳捕集工艺,通过碱性化学试剂与二氧化碳间的反应,在吸收塔内生成液相或者固相盐类产物。将储集的盐类产物置于高温环境中会分解生成浓度较高的二氧化碳,同时得到未与二氧化碳反应的碱性化学试剂,碱性化学试剂运回吸收塔,二氧化碳运至高压低温罐体以液态形式保存。通过罐车、管路等方式将储存的液态二氧化碳运输至封存场所。深海多金属结核开采可通过二氧化碳实现深海羽流治理。一方面将液态二氧化碳与深海羽流充分混合,在海水携带的NaCl催化作用下,会产生大粒径高密度二氧化碳水合物,从而加快羽流沉降速度减小扩散范围;一方面在深海高压低温作用下,呈现液态形式的二氧化碳密度为1.101g/cm3,大于海水1.02~1.07g/cm3的密度,可通过重力作用实现深海羽流沉降。深海碳封存(大于3000m)由于其高压低温的特点,在实现大规模封存碳的同时,又较少溶解于海水中,从而避免因海水酸化带来的环境问题,又由于其密度高于海水,所释放的液态二氧化碳将不断下沉最终形成“碳湖”。
所述水处理设备区105可安装海水淡化设备及水处理设备,优选的采用反渗透膜海水淡化技术,通过浮动城市泊系海域提供海水来源,利用反渗透膜实现海水淡化,为城市生活区提供稳定、优质水源。所述的反渗透膜海水淡化技术,通过纳米级别的反渗透膜将海水与淡水进行隔离,在海水侧增大压力使其高于本身的渗透压强,海水中的纯水向淡水侧移动;同时由于反渗透膜纳米级别结构,使海水中所含有的微生物等微小杂物被滤除,减少下一步淡水的处理流程。
所述的电力保障区,位于城市核心区左侧,电能储转站左侧;优选的采用风光互补发电方案,将海域风能及太阳能收集、转化为可供使用的电能。同时,亦可辅助使用波浪发电技术、海水温差发电技术。所述的风光互补发电方案,即在浮动城市边缘风力资源充裕区建设大量风力发电场,在各风机间空余区域安置光伏发电装置,充分利用区域资源;所述的电力保障区可由多个六边形功能区构成,以保障浮动城市的电力资源正常供应。
所述的电能储转站,位于电力保障区右侧,以大型储能电池将富裕电力进行储集;一方面在风能、光能较为充裕时储集多余电力,一方面在风能、电能较为贫瘠时向浮动城市提供电力保障,以维持浮动城市电力需求的动态平衡;另一方面,通过建立储能电池更换工厂,可为过往的电力驱动船只提供储能电池更换,以提高船只续航行程、丰富浮动城市功能多样性。
悬浮箱1的每个侧壁上均设有两个所述扰流装置,发电装置包括发电机51和传动机构,所述扰流装置通过传动机构与所述发电机51的转子相连,发电机51的电力输出端子连接电力保障区103的电网。由于洋流的作用,海水会在一定时间内朝着一个方向流动,对位于悬浮平台***的悬浮箱1侧壁冲击,并经过悬浮平台内侧的水流通道流动,对悬浮平台***的悬浮箱1侧壁的扰流装置进行冲击,也能够对位于水流通道两侧的扰流装置进行冲击,本实施例利用海水的流动对悬浮平台上设置的扰流装置进行能量利用,将波浪能转化成机械能,再进一步转化为电能储存,通过电能储转站及电网为悬浮平台的生活、生产提供电力供应。
具体地,扰流装置包括扰流板41、连接座42、导杆43和大气缸44,所述扰流板41竖向布置在悬浮箱1的外部,且与悬浮箱1的对应侧壁竖向布置。连接座42位于扰流板41靠近悬浮箱1的一侧,扰流板41与连接座42可调节转动相连。
所述导杆43有多个,由上到下间隔布置且滑动穿设在外壳体12上,发电舱室22的内部设有与导杆43数量相等且位置一一对应的大气缸44,各导杆43的一端与连接座42固定相连,另一端与大气缸44的活塞杆端部相连。
每个导杆43的外侧均配置有一个导向套45,所述导向套45固定于外壳体12的内侧壁上,各导杆43位于对应的导向套45内。所述扰流板41的侧壁上设有铰支座46,通过铰支座46与连接座42转动相连,铰支座46的一侧设有油缸46,油缸46能够驱动扰流板41相对于连接座42转动。每个导杆43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22内部。
控制***包括控制器,所述控制器采用现有技术已有的控制器,与油缸46相连的液压泵站的信号端与控制器通讯相连,控制器通过液压泵站控制各油缸46伸缩,油缸46调节扰流板41相对于其所在悬浮箱1侧壁的角度。另外,各悬浮箱1的侧壁上均设有水流传感器,所述水流传感器的信号端均与控制器通讯相连,用于检测各水流通道内的海水流向,将数据实时传输给控制器,控制器对水流传感器的数据综合分析,确定各段水流通道内侧的扰流板41的角度,并通过油缸46进行调节。
工作状态下,处于悬浮平台***且位于迎水面的扰流板41保持与其所在侧壁相对倾斜的状态,将冲击过来的海水向两侧分流进入水流通道。位于水流通道两侧的扰流板41根据水流的流向调节与水流方向的夹角,使水流与水流通道两侧的扰流板41呈一定夹角,水流冲击位于水流通道两侧的扰流板41。
位于迎水面和水流通道内侧的扰流板41受到海水冲击会向其所在的悬浮箱1一侧运动,驱动导杆43向悬浮箱1内侧运动,导杆43通过活塞杆驱动大气缸44内部的活塞运动,对大气缸44内部位于活塞一侧的空气压缩;海水后退时,导杆43在大气缸44内部空气驱动作业下向悬浮箱1外侧运动,实现导杆43相对于导向套45沿其轴线往复运动,同时,水流通道内侧的海水对扰流板41冲击使扰流板41带动与其相连的导杆43也相对于导向套45沿其轴线往复运动。
所述传动机构包括单向超越离合器53和变速箱52,所述导杆43通过齿轮齿条组件与单向超越离合器53的输入端相连,所述单向超越离合器53的输出端通过联轴器与变速箱52的输入端固定相连,所述变速箱52的输出端与发电机51的转子轴相连。
所述齿轮齿条组件包括直齿轮61和直齿条62,所述直齿条62固定安装在导杆43的顶部,直齿轮61相邻布置在直齿条62的上侧且与直齿条62啮合,所述直齿轮61的齿轮轴与单向超越离合器53的输入端通过另一个联轴器相连。所述直齿条62随导杆43沿导杆43的轴线往复运动,驱动直齿轮61往复转动,所述单向超越离合器53将直齿轮61的往复转动转化单一方向的转动输出,通过变速箱52驱动发电机51的转子绕同一方向转动实现发电,发电机51的输出端子连接电能储转站,电能储转站通过逆变器连接电网。
悬浮平台下方的海床上具有中继站71和采矿车72,采矿车72通过抽吸管道73与中继站71相连,所述抽吸管道73上配置有抽吸泵,中继站71通过提升管道74与位于矿石加工功能区104内的矿石收集仓相连。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72相连,为采矿车72提供超临界二氧化碳进行矿石冲采和羽流沉降封存。
本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
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***,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***悬浮箱,六个***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***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,两段工字梁一上一下布置;
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;
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。
5.根据权利要求2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,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;
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;
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。
6.根据权利要求5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,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;
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。
7.根据权利要求5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,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;
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。
8.根据权利要求7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。
9.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;
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,为采矿车提供二氧化碳进行矿石冲采和羽流沉降封存。
10.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。
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CN117776348A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 国家深海基地管理中心 | 一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置与方法 |
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CN117776348A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 国家深海基地管理中心 | 一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置与方法 |
CN117776348B (zh) * | 2024-02-27 | 2024-06-04 | 国家深海基地管理中心 | 一种用于深海采矿羽流快速混凝沉降的电化学装置与方法 |
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