CN102700689A - 多用途水上平台 - Google Patents

Abstract

一种组合结构多用途水上平台，运用在江河、湖泊和海洋上。卧式风力发电机组运用在水上平台、陆地、和交通运输工具上。组合型风能太阳能发电机组运用在水上平台、陆地、浅海上。根据机械力学、流体力学、结构工程制造原理利用若干浮体屯、浮体柱、浮体桥、桩柱、结构支撑、运输平台、框式平台等组合连接成多用途水上平台。使之建立自成体系的水上高速公路；水上城市；利用若干风能、太阳能发电；利用分支框式平台设置加油站、飞机场；分支框式钻进平台；在平台上或侧或水中可设置对天体对海洋开发利用等设施。

Description

多用途水上平台

本发明涉及一种组合结构多用途水上平台，运用在江河、湖泊和海洋上。特别是设置的水上节能环保运输平台和水上精典的电气化小城市，以及利用若干卧式风力发电机组和组合型风能太阳能发电机组的装置。 

在现有水上交通运输中，存在各种交通隐患，并不时伴随发生交通灾难，各种水上交通运输工具皆为船类，需要大量有限能源，且速度慢、能耗高，同时大量废气热气排放又污染空气，船上生活产生大量废弃物和排泻物对水质也污染。人类一直依赖陆地，没有水上城市，没有自成体系的水上平台运输线，没有卧式风力发电机组和组合型风能太阳能发电机组。 

本发明的目的是提供一种组合结构多用途水上平台。一是在水上设置节能环保的运输平台；二是利用若干风能、太阳能发电；三是设置水上框式平台建立电气化水上城市；四是在水上平台主体侧设置分支框式钻井平台；五是在水上运输平台主体侧设置分支框式平台，利用露天平台配套设置加油站、飞机场等；六是设置卧式风力发电机组；七是设置组合型风能太阳能发电机组。 

本发明的目的是这样实现的：根据机械力学、流体力学、结构工程制造原理，在江河、湖泊、海洋上设置多用途水上平台，它利用若干浮体屯、浮体柱、桩柱、浮体桥、结构支撑、运输平台、框式平台、框式支撑架、轨道等组合连接成多用途水上平台，在平台上利用其广阔空间设置若干卧式风力发电机组和组合型风能太阳能发电机组等发电，使用之建立电能转换发电基地，并与大陆电网联网，其所发电能主要提供水上平台运输动力所需和各种照明，各种控制机构以及水上城市所需电能，若电能不足时，通过联网使用陆地电能。利用运输平台上方设置的框式平台和运输平台侧设置的多层框式平台，露天平台发展种植业、养殖业、绿化、配套设置生活区、商店、医院等形成小型水上城市，对生活垃圾、生产废物和污水等可以在框式平台上设置处理场站进行处理，也可经水上平台运输线运输、输送到陆地处理场站进行处理。可以水上运输平台主体侧设置分支框式钻井平台，对钻 探所需物资经平台运输直接送达，钻出的油、气等经平台边上的管道直接输送回陆。可在水上平台运输线主体侧设置分支框式平台，利用露天平台配套设置加油站、飞机场等。在水上平台上或侧或水中，还可设置对天体、对海洋开民发利用等不同用途的设施。卧式风力发电机组采用风斗式广聚风源，通过进风压力口的风力推动风叶片运转，从而带动发电机发电，组合型风能太阳能发电机组，可将多台立式风力发电机组坚立组合运用，形成组合型立式风力发电机组，并利用立式风力发电支撑杆和框式支撑，结构支撑来支撑太阳能硅晶组合板，可单体组合，更可群体阵营组合太阳能发电，以实现数倍增加发电量。 

本装置的具体结构由以下选用的组合结构多用途水上平台装置的实施例及其附图给出： 

图1是：海洋上组合结构多用途水上平台装置的侧面图： 

下面结合图1详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及其工作情况： 

该装置包括：浮体柱(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)等，浮体柱进水口(9)和排水口(10)等，桩柱(11)、(12)等落根海底，框式支撑架(13)、(14)等若干为多节组合式落根海底，结构支撑(15)、(16)、(17)若干，运输平台(18)为桥梁式金属结构，运输平台段线连接处(19)等若干处可采用固定式连接，也可插式、扣式等活接，多轨轨道(20)，结构支撑(21)、(22)、(23)等若干，框式平台(24)露天平台(25)、(26)平台两边电关(27)等若干，组合型立式风力发电机组(28)等若干，太阳能硅晶组合板(29)等若干，变电控制房(30)。 

该装置浮体柱若干个可进行组合排列，是水上平台的支撑主体，是抵抗海上最恶劣环境，保证水上平台巍然不动的关键结构之一。浮体柱其柱体内为空心，它可利用水的浮力承担上面运输平台、框式平台以及各种建筑设施的重力以及自身的重力，平台上的运输工具路过时的重力通过浮体柱传递到海底，由海底承担，因此浮体柱下部一般都形成局部连体式，如图浮体柱(1)、(2)、(3)、(4)为四柱连体，又如(5)、(6)和(7)、(8)为二柱连体，其下部连体内为空心。多节组合式框式支撑架(13)、(14)等下端设置有钻头钻入海底落根。其框式支撑架是经过浮体柱心穿过落根海底。因而根据框式支撑架的 直径大小，在浮体柱体内设置内套便于顺套而下。浮体柱(1)、(2)、(3)、(4)四柱连体，在其四边设置的桩柱(11)、(12)等使浮体柱更加稳定。运输平台(18)为桥梁式金属结构，由若干段组成，各段皆以浮体柱为准划分段线，段线连接处(19)一般皆采用插式、扣式等活接，因为金属都有热胀冷缩的习性。在海上每天都有潮起潮落、风浪等，但这些都属无压流，对浮体柱的冲击微不足道，在海上最恶劣环境是台风、龙卷风和海啸。平台两边的电关(27)等通过桥梁式缆绳与海底固定锚连接使之更固定平台的位置。浮体柱落根海底、缆绳与海底固定锚是水上平台在海上抵抗最恶劣环境而巍然不动的三要素。该装置也可浮体柱利用水的浮力承担上面运输平台，多层框式平台等建筑设施重力的一部分，另一部分重力通过浮体柱传递到海底承担。在海上，不适宜浮体柱的区域可打桩立柱，柱上建平台，这桩柱就是常称的桥柱或桥墩。 

根据结构工程制造原理，可以平台(18)下设置结构支撑(13)、(14)、(15)等若干，也可以在平台(18)上设置悬索式，斜拉式缆绳，两者皆可保证平台运输安全使用。多轨轨道(20)使列车双向单行，形成水上节能环保平台运输即水上高速公路，它和船运相比，速度提高10倍，节能10倍以上。结构支撑(21)、(22)、(23)等若干是框式平台(24)和多层框式平台以及露天平台(25)、(26)的支撑和固定主体。利用平台(18)上设置的多层框式平台以及露天平台发展种植业、养殖业、绿化、配套设置生活区、绿色加工厂、商店、医院等多用途利用，形成水上城市。在平台(18)主体侧仍利用浮体柱、结构支撑等设置分支框式平台，在分支框式平台上配套设置生活区、医院、学校等完善水上精典小城市各项功能。可在水上平台主体侧设置分支框式钻井平台，钻探所需物资经平台运输直接送达，钻出的油、气可经平台上设置的管道直接输送回陆。也可在水上平台主体侧设置分支框式平台，利用露天平台配套设置加油站、飞机场等。还可以在水上平台上或侧或水中设置对天体，对海洋开发利用等不同用途的设施。利用海洋广阔空间设置若干卧式风力发电机组和组合型风能太阳能发电机组等。发出的电通过电线将电能输送到交换变电装置。交换变电装置的作用是升压、变压、输送和适当储存电能，使之建立电能转换发电基地，并与陆地电网联网，其所发电能主要提供平台运输动 力源，以及各种照明，各种控制机构，生活区、工厂等用电所需，若多余电能通过联网陆地使用，若电能不足时，通过联网使用陆地电能，对生活垃圾、生产废物和污水等，可在平台上设置处理场站进行处理，也可统一运输，输送到陆地处理现场站进行处理，如在平台上设置污水处理场，可采用氧化沟(A₂/O)生物处理工艺等，处理后的污泥可作花肥使用，不能倒在田间地里。 

例如在南海实施水上平台，利用南海现有水上通道，可首先设置主干线道，再设置支干线道直接与南沙群岛相连，直接与东南亚各国相连。其浮体柱予制可金属结构或者钢筋混泥土结构，可根据不同需求设置不同的浮体柱，如多节组合式浮体柱、多柱连体式浮体柱等，在南海主干线道主要采用四柱连体式或多柱连体式浮体柱，浮体柱上的各种结构支撑在予制时皆完成，对于平台下面连体浮体柱与连体浮体柱之间的各种结构支撑也采用组合予制配套安装。主干线道即平台的高度距海面20米左右，连体浮体柱予制完成后将其拖或者滑入水中，则浮于水上，运到施工现场后通过进水口注入水，浮体柱下沉，安放到指定的位置，将多节组合式框式支撑架，顺浮体柱内套而下钻入海底，固定浮体柱的位置后再分段建运输平台，运输平台建好后，实行双向单行，电脑监控，现代气象预报，安全保障。又可在主体侧建钻井平台向海底取石油，钻探所需物资经平台运输直接送达，钻出的油、气经水上平台上设置的管道直接输送到陆，也可在运输平台主体侧设置多层框式平台，建立生活区、游乐园等。利用现代先进工业技术和材料完全可以在海上实施多用途水上平台，让它造福于人类。因此我们应该改变对水上交通发展的思路，向海洋要土地，向海洋要资源，向海洋空间要资源，从而创造崭新世界。 

对水上平台运输线可设置封闭式或半封闭式，可设置主干线和若干支线道，使之形成自成体系的水上平台运输线，使之直接联姻世界异地交通商贸往来，逐步取代速度慢、又消耗大量有限能源的现有各种海上船舶运输。建立对空气和水质无污染的，带动全世界创造最好经济效益、社会效益的现代文明的水上高速公路和电气化水上城市，它体现了人类与大自然的和谐快速发展，也实现了化海为陆，为人类增加新的生存活动空间的目的。 

图2是江河、湖泊上组合结构多用途水上平台装置的侧面图： 

下面结合图2详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及其工作情况： 

该装置包括：浮体屯(1)、(2)等，浮体柱(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)等，浮体桥(9)，浮体屯进水口(10)，排水口(11)等，浮体柱进水口(12)，排水口(13)，浮体桥进水口(14)，排水口(15)，框式撑架(16)、(17)等若干，结构支撑(18)、(19)等，分段平台(20)，段线连接处(21)，电关(22)。 

该装置浮体屯(1)、(2)均为空心，浮体柱(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)也均为空心，由于多节组合式框式撑架(16)、(17)要穿过浮体柱下钻落根水底，因而应根据框式支撑架的尺寸在浮体柱的柱体内设置内套，浮体桥(9)也同样为空心，它们皆利用水的浮力承担上面运输平台等设施的重力。同时也是水上平台支撑主体。浮体柱(7)、(8)为二柱连体，其联体部分内为空心，可根据不同的水域，采用不同的浮体柱灵活运用，例如多节组合式浮体柱等。浮体桥一般与浮体柱或结构支撑等配套运用。在不适宜浮体柱、浮体屯的区域，采用打桩立柱，柱上建平台。在江河、湖泊也可利用浮体柱等建多层框式平台，设置生活区、游乐园、公园、观景台等旅游所需的设施，分段平台(20)为桥梁式金属结构，它与浮体屯(1)或(2)在段线接处(21)一般采用固定式连接。在江河、湖泊和近海也可利用浮体柱、结构支撑，金属结构式平台等建桥梁，它与传统建桥相比较；其一建桥工期缩短1/3时间，其二建桥经费雷同，其三使用寿命成倍延长，即更换浮体柱继续使用，而传统桥梁则不能更换桥柱。 

该装置浮体柱(3)、(4)、(5)、(6)等可直接固定在浮体屯(1)、(2)上，从而固定浮体屯的位置，也可以浮体柱与浮体屯动配，坚直定位浮体屯，使浮体屯可随着水位的上升而上升，水位下降，浮体屯随之下降。例如长江库区蓄水时水位175米，低水位时140米左右，因此可采用多节组合式浮体柱竖直定位浮体屯，以适应水位的不断变化，从而保障水上平台运输不间断正常运行。 

图3是卧式风力发电机组的平面图和侧面图： 

下面结合图3详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及其工作情况： 

该装置包括：风斗(1)、(2)、(3)、(4)等多个聚风斗，进风口 (5)、(6)、(7)、(8)等多个，机组底盘(9)，外罩(10)，各风斗均固定在外罩(10)上，风耳(11)，风叶片(12)等若干，风叶支撑架(13)与轴承(14)紧配，轴承(14)与发电机(15)的颈部紧配，发电机(15)在机组中心，用螺丝固定在机组底盘(9)上，从而使风叶支撑架(13)定位旋转，大齿轮(16)固定在风叶支撑架(13)上，过轮(17)的轴固定在风叶架(13)上，轴承(18)与(17)紧配，过轮(17)一边与大齿轮(16)啮合，另一边与发电机轴齿轮啮合，机组支撑架(19)。 

该装置利用多个风斗广聚风源，任何方向吹来的风均可通过风斗聚风力推运风叶片运转，例如吹向正面的风，如图可风斗(1)、(2)、(3)、(4)同时进风，通过进风压力口推动风叶片(12)运转，大齿轮跟随运转。与此同时，通过过轮(17)带动发电机运转工作，该装置也可以不设置过轮，采取发电机轴齿轮直接啮合大齿轮(16)，这时风叶支撑架(13)则紧紧配在中心固定轴上的轴承上，并风叶片的方向相反和各风斗的进风口方向相反。卧式风力发电可多台机组重叠，如图为3台机组重叠，以减少占地面积扩大发电量，该装置外罩也可采用多边形等不同外观，该装置运用在水上平台、陆地、沙漠和运输工具上。 

图4是分体卧式风力发电机组的平面图和侧面图： 

下面结合图4详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及其工作情况： 

该装置包括：大型风斗(1)、进风口(2)、机组底盘(3)、外罩(4)、风叶片(5)等若干，风叶支持架(6)与轴承(7)紧配，轴承(7)紧配在固定中心轴(8)上，从而风叶支撑架(6)定位旋转，大齿轮(9)固定在风叶支撑架(6)上与发电机(10)的轴齿轮(9)啮合，发电机被螺丝固定在机组底盘(3)上，排风口(11)。 

该装置风斗(1)与机组分体，其目的是采用大型风斗广聚风源，通过进风压力口(2)推动风叶片运转，同时大齿轮(9)带动发电机(10)运转工作，本装置也可根据不同需要设置多个分体风斗，通过风斗或者引风道引入进风口，该装置运用在水上平台、陆地，特别是交通运输工具上。 

图5是组合型风能太阳能发电机组的侧面图： 

下面结合图5详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及其工作情况： 

该装置包括：主体动配支撑杆(1)、(2)，动配支撑杆(3)、(4)，天地轴承(5)、(6)和(7)、(8)，发电机总成(9)、(10)，风叶片(11)、(12)的各个叶片通过螺丝等固定在传动轴上，组合支撑杆(13)、(14)，发电机总成(15)、(16)，风叶片(17)、(18)的各个叶片通过螺丝等固定的传动轴上，避雷针(19)、(20)，太阳能硅晶组合板(21)。框式支撑(22)、结构支撑(23)。 

该装置主体动配支撑杆(1)、(2)和动配支撑杆(3)、(4)通过天地轴承(5)、(6)和(7)、(8)使动配支撑杆(3)、(4)定位旋转，动配支撑杆(3)、(4)上部与发机总成(9)、(10)的外壳下部用螺丝固定，组合支撑杆(13)、(14)的下部用螺丝固定在发电机总成(15)、(16)的外壳下部，该装置风叶片(11)、(12)和(17)、(18)迎风同向旋转，传动轴通过发电机总成内的变速机构传递到发电机组。 

该装置动配支撑杆(3)与组合支撑杆(13)，以及动配支撑杆(4)与组合支撑杆(14)也可分别为一整体，发电机总成(9)和(10)则分别从整体杆中孔穿入，用螺丝定位。图例选用二层竖立组合，也可多层竖立组合，若多层竖立组合时，各层之间各采用天地轴承、动配支撑杆连接。该装置的每一层也可安装2台立式风力发电机组，即正面一台，反面一台。竖立组合成一套组合型立式风力发电机组。实现在一根主体动配支撑杆上竖立多层多台立式风力发电机组发电，从而提高发电量。 

太阳能硅晶组合板(21)利用主体动配支撑杆(1)(2)和框式支撑(22)以及结构支撑(23)作支撑，在风叶片(11)、(12)下部利用太阳光发电。该装置可单体组合，更可以群体阵营组合太阳能硅晶组合板发电，实现数倍提高发电量。该装置硅晶组合板和框式支撑也可安装在立式风力发电支撑杆顶部，同样可以单体组合，更可以群体阵营组合太阳能硅晶组合板发电，在这种情况下，风力发电支撑杆上的各层风力发电机组就只能采用挂套式、轨道式等其它种种方法来使发电机组在支撑杆上围着支撑杆定位旋转，使风叶片仍能随风迎面旋转。 

组合型风能太阳能发电机组运用在陆地、沙漠、浅海和水上平台 上。例如在陆地适于安装在空旷开阔之地进行群体阵营组合，同时实现立体利用，其上部是立式风力发电一般采用二层，中部是群体阵营组合太阳能发电，下部地面可设置种植业，如食用菌、药材等。如果是在湖泊、浅海其下部是水，照样不影响养殖业，同样实现立体利用。其主体动配支撑杆可1点直柱落根固定，也可3点或多点框式支撑落根固定，例如在沙漠和浅海等特殊情况时采用。 

附图说明：

图1是海洋上组合结构多用途水上平台装置的侧面图 

图2是江河、湖泊上组合结构多用途水上平台装置的侧面图 

图3是卧式风力发电机组的平面图和侧面图 

图4是分体卧式风力发电机组的平面图和侧面图 

图5是组合型风能太阳能发电机组的侧面图 。

Claims (9)

1.利用若干浮体屯、浮体柱、浮体桥、桩柱、结构支撑、运输平台、框式平台、多轨轨道等组合连接成多用途水上平台的装置，运用在江河、湖泊和海洋上。

2.利用广阔空间设置若干卧式风力发电机组和组合型风能太阳能发电机组等发电，使之建立电能转换发电基地，并与陆地联网。

3.建立水上自成体系的高速公路，并在海洋上海峡上设置主干线和支干线，对平台运输线可设置全封闭式或半封闭式。

4.建立水上城市的装置。

5.在水上平台主体侧设置分支框式钻井平台，将海底能源如石油、天燃气等通过平台管道直接送到陆地。

6.在水上平台主体侧设置分支框式平台，利用露天平台配套设置加油站、飞机场等。

7.在水上平台上或左右侧和水中可设置对天体对海洋开发利用等不同用途的设施。

8.卧式风力发电机组和分体卧式风力发电机组的装置，运用在水上平台、陆地、沙漠和交通运输工具上。

9.组合型风能太阳能发电机组实现在一根主体动配支撑杆上竖立多层多台立式风力发电机组即组合型立式风力发电机组，并利用立式风力发电支撑杆和框式支撑、结构支撑来支撑太阳能硅晶组合板，可单体组合，更可以群体阵营组合太阳能发电的装置，运用在水上平台、陆地、沙漠和浅海上。

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