一種利用慣性泵原理實(shí)現(xiàn)海底營養(yǎng)鹽提升的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種利用慣性泵原理實(shí)現(xiàn)海底營養(yǎng)鹽提升的裝置。本實(shí)用新型中的裝置包括集熱裝置、慣性泵組、深海給熱裝置及定位裝置。集熱裝置位于海水上面用來收集太陽能，慣性泵組通過圓形密封導(dǎo)軌與集熱裝置連通，深海給熱裝置與慣性泵組底端連通，定位裝置固定各慣性泵相對位置。本實(shí)用新型利用慣性泵原理，通過定位錨連和定位浮子使慣性泵組的位置固定，集熱裝置隨波浪上下浮動(dòng)，固定在集熱裝置上的圓形密封導(dǎo)軌使保溫金屬管滑進(jìn)滑出集熱裝置。本實(shí)用新型吸收太陽能加熱水體，利用波浪能實(shí)現(xiàn)慣性泵運(yùn)行所需要的相對運(yùn)動(dòng)，有效節(jié)約了能源，并且綠色環(huán)保。
【專利說明】 一種利用慣性泵原理實(shí)現(xiàn)海底營養(yǎng)鹽提升的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海洋技術(shù)裝備領(lǐng)域，涉及一種利用慣性泵原理實(shí)現(xiàn)海底營養(yǎng)鹽提升的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]海洋經(jīng)濟(jì)已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。經(jīng)過50多年的發(fā)展，我國的海洋漁業(yè)通過技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)海域擴(kuò)展和設(shè)備更新，水產(chǎn)品年捕撈量成倍增長，豐富的海產(chǎn)品為提高我國人民的生活水平作了重大貢獻(xiàn)。我國海域遼闊，海洋資源發(fā)達(dá)，海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿薮?。但是近年來，由于海洋工程活?dòng)加劇、陸源污染物過度排放、近海漁業(yè)資源過度捕撈等原因，我國近海生態(tài)環(huán)境急劇惡化，海洋漁業(yè)資源嚴(yán)重衰竭，一些近海漁場的經(jīng)濟(jì)魚類已基本形成不了漁汛。人工上升流技術(shù)可以通過人工方法形成海底到海面的垂直海水流動(dòng)。上升流可以把海底豐富的營養(yǎng)鹽帶入海表透光層，配合二氧化碳發(fā)生光合作用，是作為海洋生物食物鏈底端的浮游植物增產(chǎn)，即可創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的漁場生態(tài)環(huán)境。
[0003]現(xiàn)有的人工上升流技術(shù)主要有:對海底地形改造形成海底山脈，在海流作用下產(chǎn)生上升流，地形改造方式可能對原有海底生態(tài)環(huán)境造成較大破壞而且工程實(shí)施難度較高；利用水泵抽吸底層海水產(chǎn)生上升流，水泵抽吸方式能耗大且效率低；通過水底注氣，氣泡上升帶動(dòng)海水涌升產(chǎn)生上升流，注氣提升方式需要在海洋中提供外接氣源因而容易增加系統(tǒng)的復(fù)雜度和不穩(wěn)定性。
[0004]此外申請?zhí)枮?01210000180.4的發(fā)明專利公開了一種利用太陽能和波浪能來提升營養(yǎng)鹽的裝置，該裝置采用一個(gè)在波浪作用下可反復(fù)壓縮的塑料保溫水囊來將表層被太陽能加熱的熱水通過保溫導(dǎo)管輸送到位于底層的給溫裝置。據(jù)述該裝置“呈一個(gè)類似于上端口封閉的U型管形狀”。工作時(shí)，由于該保溫水囊的兩個(gè)腔室在波浪作用下幾乎同時(shí)處于被壓縮狀態(tài)，相當(dāng)于同時(shí)對U形給溫裝置兩端的保溫導(dǎo)管加壓，因此很難實(shí)現(xiàn)所述工質(zhì)循環(huán)，保溫導(dǎo)管內(nèi)的工質(zhì)水流動(dòng)效率不高。因此該裝置能量利用效率不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用慣性泵原理實(shí)現(xiàn)海底營養(yǎng)鹽提升的裝置及方法。
[0006]針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0007]本實(shí)用新型包括集熱裝置、慣性泵組、深海給熱裝置及定位裝置，集熱裝置位于海水上面用來收集太陽能，慣性泵組通過圓形密封導(dǎo)軌與集熱裝置連通，深海給熱裝置與慣性泵組底端連通，定位裝置固定各慣性泵相對位置。
[0008]所述集熱裝置包括聚光玻璃罩、內(nèi)襯陶瓷罩、隔熱金屬罩、法蘭底盤和浮子，其中聚光玻璃罩和內(nèi)襯陶瓷罩之間為空氣隔熱層，內(nèi)襯陶瓷罩與隔熱金屬罩之間充有水，隔熱金屬罩與法蘭底盤之間充有水，法蘭底盤開有孔與慣性泵組相連通，所述浮子是中空結(jié)構(gòu)，聚光玻璃罩、內(nèi)襯陶瓷罩、隔熱金屬罩、法蘭底盤及浮子通過螺栓連接；所述聚光玻璃罩外表面鍍有增透膜，內(nèi)襯陶瓷罩外表面覆蓋有太陽能吸收涂層；法蘭底盤與隔熱金屬罩上下表面均涂有隔熱保溫涂層；隔熱金屬罩頂部中心位置開有圓孔。
[0009]所述慣性泵組是由四根保溫金屬管和四個(gè)單向閥構(gòu)成，保溫金屬管可通過固定在集熱裝置上的圓形密封導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，單向閥安裝固定在保溫金屬管上端，并處于集熱裝置內(nèi)部，其中第一單向閥和第四單向閥安裝在內(nèi)襯陶瓷罩與隔熱金屬罩之間，第二單向閥和第三單向閥安裝在隔熱金屬罩內(nèi)部。
[0010]所述深海給熱裝置由一組互通的U形銅管組成。
[0011]所述定位裝置包括定位浮子及金屬固定板，金屬固定板與慣性泵組中的保溫金屬管通過螺栓連接以確定其相對位置，金屬固定板嵌套在定位浮子中部。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]本實(shí)用新型吸收太陽能加熱水體，利用波浪能實(shí)現(xiàn)慣性泵運(yùn)行所需要的相對運(yùn)動(dòng)，有效節(jié)約了能源，并且綠色環(huán)保。
[0014]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，成本低廉，安裝與布放方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖1為本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖2為集熱裝置與慣性泵組結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0017]附圖3為本實(shí)用新型管路連接示意圖。
[0018]圖中的附圖標(biāo)記為:1聚光玻璃罩；2內(nèi)襯陶瓷罩；3隔熱金屬罩；4絕熱法蘭盤；5螺栓；6浮子；7保溫金屬管；8定位金屬板；9定位浮子；10定位錨鏈；11 U形銅管；12定位錨；13圓形密封導(dǎo)軌；14第一單向閥；15第二單向閥；16第三單向閥；17第四單向閥。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1、2、3所示，一種利用慣性泵原理實(shí)現(xiàn)海底營養(yǎng)鹽提升的裝置，括集熱裝置、慣性泵組、深海給熱裝置及定位裝置。集熱裝置位于海水上面用來收集太陽能，慣性泵組通過圓形密封導(dǎo)軌與集熱裝置連通，深海給熱裝置與慣性泵組底端連通，定位裝置固定各慣性泵相對位置。
[0021]集熱裝置包括聚光玻璃罩1、內(nèi)襯陶瓷罩2、隔熱金屬罩3、絕熱法蘭底盤4及浮子
6。其中聚光玻璃罩I和內(nèi)襯陶瓷罩2之間為空氣隔熱層。內(nèi)襯陶瓷罩2與隔熱金屬罩3之間以及隔熱金屬罩3與絕熱法蘭底盤4之間均充有水。聚光玻璃罩I外表面鍍有增透膜，內(nèi)襯陶瓷罩2外表面覆蓋有太陽能吸收涂層。絕熱法蘭底盤4上下表面均涂有隔熱保溫涂層，其表面開有孔與慣性泵組相連通。隔熱金屬罩3頂端中心開有圓孔，可使罩內(nèi)外熱水聯(lián)通。聚光玻璃罩1、內(nèi)襯陶瓷罩2、隔熱金屬罩3、絕熱法蘭底盤4及浮子6通過螺栓5連接。
[0022]慣性泵組是由四根保溫金屬管7和四個(gè)單向閥構(gòu)成，保溫金屬管7可通過固定在集熱裝置上的圓形密封導(dǎo)軌13上下滑動(dòng)。單向閥安裝固定在保溫金屬管7上端，并處于集熱裝置內(nèi)部，其中第一單向閥14和第四單向閥17安裝在內(nèi)襯陶瓷罩2與隔熱金屬罩3之間，第二單向閥15和第三單向閥16安裝在隔熱金屬罩3內(nèi)部。
[0023]深海給熱裝置由一組互相聯(lián)通的U形銅管11構(gòu)成。
[0024]定位裝置包括定位浮子9及金屬固定板8，金屬固定板8與四根保溫金屬管7通過螺栓5連接以確定其相對位置，金屬固定板8嵌套在定位浮子9中部。
[0025]本實(shí)用新型安裝布放時(shí)，定位浮子位于水下，通過調(diào)整定位錨鏈10 (其底端系定位錨12)的長度來確定慣性泵的高度以保證其能在集熱裝置內(nèi)有效工作。本實(shí)用新型利用慣性泵原理，逆向思維，通過定位錨連10和定位浮子9使慣性泵組的位置固定，集熱裝置隨波浪上下浮動(dòng)，固定在集熱裝置上的圓形密封導(dǎo)軌13使保溫金屬管7滑進(jìn)滑出集熱裝置。
[0026]當(dāng)集熱裝置隨波浪下浮時(shí)，慣性泵組的第二單向閥15、第三單向閥16均打開，第一單向閥14與第四單向閥17關(guān)閉。此時(shí)內(nèi)襯陶瓷罩2內(nèi)部位于上層的高溫水會(huì)通過隔熱金屬罩3頂部的圓孔進(jìn)入隔熱金屬罩內(nèi)，并因?yàn)閼T性通過第二單向閥15和第三單向閥16進(jìn)入保溫金屬管7中。并最終將高溫水傳輸?shù)缴詈＝o熱裝置里。
[0027]當(dāng)集熱裝置隨波浪上浮時(shí)，慣性泵組的第一單向閥14、第四單向閥17均打開，第二單向閥15與第三單向閥16關(guān)閉。此時(shí)深海給熱裝置內(nèi)換熱完畢的低溫水會(huì)因慣性作用通過第一單向閥14與第四單向閥17被輸送回集熱裝置的集熱區(qū)域再加熱。同時(shí)將加熱充分的高溫水通過位于隔熱金屬罩3上部的開口輸送到隔熱金屬罩3內(nèi)，從而形成一個(gè)連續(xù)的工作循環(huán)。
[0028]高溫水在深海給熱裝置通過U形銅管11與周圍低溫的海水充分熱傳遞，加熱其周圍海水，周圍的海水被加熱后，密度變小，就會(huì)在浮升力作用下自然上升，從而產(chǎn)生上升流。
【權(quán)利要求】
1.一種利用慣性泵原理實(shí)現(xiàn)海底營養(yǎng)鹽提升的裝置，包括集熱裝置、慣性泵組、深海給熱裝置及定位裝置，集熱裝置位于海水上面用來收集太陽能，慣性泵組通過圓形密封導(dǎo)軌與集熱裝置連通，深海給熱裝置與慣性泵組底端連通，定位裝置固定各慣性泵相對位置，其特征在于: 所述集熱裝置包括聚光玻璃罩、內(nèi)襯陶瓷罩、隔熱金屬罩、法蘭底盤和浮子，其中聚光玻璃罩和內(nèi)襯陶瓷罩之間為空氣隔熱層，內(nèi)襯陶瓷罩與隔熱金屬罩之間充有水，隔熱金屬罩與法蘭底盤之間充有水，法蘭底盤開有孔與慣性泵組相連通，所述浮子是中空結(jié)構(gòu)，聚光玻璃罩、內(nèi)襯陶瓷罩、隔熱金屬罩、法蘭底盤及浮子通過螺栓連接；所述聚光玻璃罩外表面鍍有增透膜，內(nèi)襯陶瓷罩外表面覆蓋有太陽能吸收涂層；法蘭底盤與隔熱金屬罩上下表面均涂有隔熱保溫涂層；隔熱金屬罩頂部中心位置開有圓孔； 所述慣性泵組是由四根保溫金屬管和四個(gè)單向閥構(gòu)成，保溫金屬管可通過固定在集熱裝置上的圓形密封導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，單向閥安裝固定在保溫金屬管上端，并處于集熱裝置內(nèi)部，其中第一單向閥和第四單向閥安裝在內(nèi)襯陶瓷罩與隔熱金屬罩之間，第二單向閥和第三單向閥安裝在隔熱金屬罩內(nèi)部； 所述深海給熱裝置由一組互通的U形銅管組成； 所述定位裝置包括定位浮子及金屬固定板，金屬固定板與慣性泵組中的保溫金屬管通過螺栓連接以確定其相對位置，金屬固定板嵌套在定位浮子中部。
【文檔編號】A01K61/00GK203827875SQ201420260442
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】閆旭, 呂明, 潘華辰, 聶欣, 屠漢超, 劉海強(qiáng) 申請人:杭州電子科技大學(xué)