CN108758648A - 一种能量自给的海上垃圾处理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能量自给的海上垃圾处理平台，包括浮台和设置在浮台下方的螺旋桨，在所述的浮台上设置了发电装置和垃圾搜集处理装置；所述的发电装置包括储能电池以及与储能电池相连的风力发电组件、太阳能发电组件和垃圾燃烧设备；所述的垃圾搜集处理装置包括对称的设置在浮台两侧的垃圾吸收管道、位于浮台的垃圾处理中心。本发明装置平台采用风力发电、太阳能发电、垃圾焚烧发电的方式为海上垃圾处理平台的整体运转提供能源补给，实现能源互补、能源自给自足、能量的综合利用，且有力解决海洋漂浮垃圾问题，减少了温室气体的排放。

Description

一种能量自给的海上垃圾处理平台

技术领域

本发明属于海上设备平台领域，具体涉及一种能量自给的海上垃圾处理平台。

背景技术

随着人类社会经济的迅速发展，能源与环境危机问题亟待解决。海洋蕴藏着巨大的可再生清洁能源，其中风能和太阳能的利用技术较为成熟，发展应用前景十分广阔。因此，合理有效地对海洋能源进行开发能够有效解决能源危机所带来的问题。

此外，由于人类长期对海洋生态环境的破坏，海洋垃圾问题愈发严重。海洋垃圾危害巨大，对海洋动物的生存、渔业和运输业的发展及海洋生态环境均带来严重影响。因此，及时有效地对海洋垃圾进行清理十分迫切。目前，传统的捕捞作业清理海洋垃圾需要消耗大量的人力财力物力，效率较低，清理范围以近海为主，且无法迅速对所收集的海洋垃圾进行处理，不能有效解决海洋垃圾问题。

与此同时，各个行业领域在海上进行作业的设备大多数不具备自由航行的功能，且能源供给只能通过外部电网，大大限制了其作业的有效区域及使用寿命，以致机动性差、灵活性不高。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种能量自给的海上垃圾处理平台。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种能量自给的海上垃圾处理平台，包括浮台和设置在浮台下方的螺旋桨，其特征在于：在所述的浮台上设置了发电装置和垃圾搜集处理装置；所述的发电装置包括储能电池以及与储能电池相连的风力发电组件、太阳能发电组件和垃圾燃烧设备；所述的垃圾搜集处理装置包括对称的设置在浮台两侧的垃圾吸收管道、位于浮台的垃圾处理中心，所述的垃圾处理中心中包括与垃圾吸收管道相通的垃圾收集池和传输带，所述的垃圾收集池设置在传输带入口端，在传输带的两侧沿着传输端传输的方向依次设置了热风烘干系统、扫描仪、高压控制射流管和垃圾分类收集区，其中所述的高压控制射流管和垃圾分类收集区相对的设置在传输带的两侧。

作为本发明的进一步改进，所述的垃圾处理中心中还包括与高压控制射流管和扫描仪相连的控制中心，所述的扫描仪通过分析系统与所述的控制中心相连，所述的控制中心根据扫描仪扫描的垃圾结构新型对垃圾进行分类并控制高压控制射流管将垃圾送入垃圾分类收集区对应的位置中。

作为本发明的进一步改进，所述的风力发电组件包括位于中心的主轴，沿着主轴从上到下依次设置风轮机构、风力发电机、电磁驱动刹车机构。

作为本发明的进一步改进，所述的风轮机构包括若干个等角度设置且相互连接的H型叶片和支撑翼，所述的支撑翼的另一端与所述的主轴相连。

作为本发明的进一步改进，所述的电磁驱动刹车机构包括设置在上方与主轴相连的被驱动体，和设置在下方的驱动体，所述的被驱动体和驱动体是相配合的U型磁铁。

作为本发明的进一步改进，还包括金属外壳和环形套筒，所述的金属外壳设置在风力发电机外，所述的风力发电机通过环形套筒与主轴同轴相连。

作为本发明的进一步改进，所述的垃圾吸收管道为T字型管道，在对应吸入口的另一端排水口的位置设置了离心泵以及设置在离心泵前端的垃圾过滤网，所述的垃圾收集池位于T字型管道的底端。

作为本发明的进一步改进，所述的垃圾燃烧设备包括依次设置的流化床焚烧炉、余热锅炉、汽轮机和发电机，所述的余热锅炉将燃烧产生的热能通过热蒸汽转化成机械能并推动汽轮机带动发动机转动将机械能转化成电能。

作为本发明的进一步改进，还包括平台控制室，所用于监控垃圾处理平台上的所有的设备的运行状态，与所述的平台控制室相连的设备包括风力发电组件、太阳能发电组件、垃圾燃烧设备和垃圾搜集处理装置相连。

本发明的有益效果：

1.本发明装置平台采用风力发电、太阳能发电、垃圾焚烧发电的方式为海上垃圾处理平台的整体运转提供能源补给，实现能源互补、能源自给自足、能量的综合利用。

2.采用垃圾吸收、垃圾运输、垃圾分类、焚烧发电处理等技术最终实现海洋垃圾的无害化处理，有力解决海洋漂浮垃圾问题，减少了温室气体的排放。

3.以浮动平台基础，采用螺旋桨产生推力，实现平台整体的自由航行，提高了机动性、灵活性、可操作性。

4.采用离心泵制造吸力收集海洋垃圾，自动化程度提升，大大提高了工作效率，节省了人力、物力、财力。

附图说明

图1为本发明的整体示意图；

图2为本发明的垂直轴式风力发电装置具体结构图；

图3为本发明的垃圾吸收装置具体详图；

图4为本发明的垃圾运输装置概念示意图；

图5为本发明的垃圾焚烧装置的概念示意图；

其中：1-垃圾吸收管道，2-浮台，3-螺旋桨，4-控制器，5-压力传感器，6-立柱，7-警示灯，8-配电室，9-平台控制室，10-垃圾处理中心，11-太阳能光伏发电装置，12-光伏组件，13-探测器，14-支撑翼，15-H型叶片，16-主轴，17-环形套筒，18-风力发电机，19-被驱动体，20-驱动体，21-金属外壳，22-驱动电源，23-压载舱，24-垃圾收集池，25-海水滤网，26-离心泵，27-垃圾过滤网，33-传输带，34-垃圾分类收集区，35-热风烘干系统，36-扫描仪，37-分析系统，38-控制中心，39-高压控制射流管，43-流化床焚烧炉，44-余热锅炉，45-汽轮机，46-发电机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1-5所示的海上垃圾处理平台，包括浮台2和设置在浮台2下方控制浮动平台的运动、静止与转向的螺旋桨3，控制浮台2稳定性的控制器4，在所述的浮台4的侧面还设置了多个压力传感器5。在所述的浮台2上设置了发电装置和垃圾搜集处理装置、还设置了平台控制式9、配电室8、警示灯7灯基础设备，其中所述的警示灯7安装在立柱6上的。

为了保证海上处理垃圾能够远距离的行驶在海上，且长时间的在海上作业。在所述的海上垃圾处理平台设置了自给自足的发电装置，发电装置包括储能电池以及与储能电池相连的用于转换风能的风力发电组件、用于转换太阳能的太阳能发电组件和通过燃烧产生热能的垃圾燃烧设备，所述的储能电池存储的能量提供到海上垃圾处理平台的所有的运行设备提供电能。

其中所述的风力发电组件采用的垂直轴风力发电装置，包括位于中心的主轴16，沿着主轴16从上到下依次设置风轮机构、风力发电机18、电磁驱动刹车机构，在主轴16的顶端还设有用于获取周围垃圾位置的探测器13。其中，所述的风轮机构包括若干个等角度设置且相互连接的H型叶片15和支撑翼14，所述的H型叶片15与两根支撑翼14相连，所述的支撑翼14的另一端与所述的主轴16相连，形成了稳定的锥体结构。所述的风力发电机18通过环形套筒17与主轴16同轴相连，当主轴16在风轮机构的带动下进行旋转，从而带动风力发电机18旋转将风能转换成电能进行存储。所述的电磁驱动刹车机构包括设置在上方与主轴16相连的被驱动体19，和设置在下方的驱动体20，所述的被驱动体19和驱动体20是相配合的U型磁铁，所述的驱动体20与驱动电源22相连。当海上的风速较大，风轮机构旋转较快的情况下，通过驱动体20和被驱动体19之间的磁力作用下减缓风轮机构的旋转速度。

由于风力发电机18相比于其它零件更容易遭受到海水的腐蚀，因此在所述的风力发电机18外还设置了用于隔绝海水的防腐蚀的金属外壳21。

所述的太阳能发电组件为分布在浮台2上的太阳能光伏发电装置11，所述太阳能光伏发电装置11为光伏组件12，所述光伏组件12吸收阳光，由于半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能并存储在蓄电池中。

所述的垃圾燃烧设备采用将垃圾搜集处理装置所搜集的海上垃圾进行焚烧产生的热能转换成电能。

其中，所述的垃圾搜集处理装置包括对称的设置在浮台2两侧的垃圾吸收管道1、位于浮台2的垃圾处理中心10，所述的垃圾处理中心10中包括与垃圾吸收管道1相通的垃圾收集池24和传输带33，所述的垃圾收集池24设置在传输带33入口端，在传输带33的两侧沿着传输端33传输的方向依次设置了热风烘干系统35、扫描仪36、高压控制射流管39和垃圾分类收集区34，其中所述的高压控制射流管39和垃圾分类收集区34相对的设置在传输带33的两侧。所述的垃圾处理中心10中还包括与高压控制射流管39和扫描仪36相连的控制中心38，所述的扫描仪36通过分析系统37与所述的控制中心38相连。对垃圾进行处理过程中，当所述垃圾收集池24收集了一定数量垃圾后，抬起一定倾角将所有的垃圾送上传输带33，使用所述热风烘干系统35将垃圾干燥；所述扫描仪36使用红外线电子光束对垃圾的分子结构进行扫描，把扫描结果送入分析系统37分析，并将数据传送所述回控制中心38，控制中心分辨出垃圾的具体类型，把垃圾自动归类，激活所述高压空气射流管39，把垃圾推入相应的轨道，传送至相应的垃圾分类收集区34。

其中，由于是在海上搜集垃圾，因此所述的垃圾吸收管道1为T字型管道，在对应吸入口的另一端排水口的位置设置了离心泵26以及设置在离心泵26前端的垃圾过滤网27，所述的垃圾收集池24位于T字型管道的底端。通过离心泵26将混合海水的垃圾从吸入口吸入，通过过滤网将海水从排水口派所，垃圾留在管道中通过垂直管降落到位于下方的垃圾收集池24中。在所述的垃圾收集池24的下方还连有压载舱23，两者之间设有用于过滤海水的海水滤网25，使得垃圾得到初步的干燥。

所述的垃圾燃烧设备包括依次设置的流化床焚烧炉43、余热锅炉44、汽轮机45和发电机46，所述的余热锅炉44将燃烧产生的热能通过热蒸汽转化成机械能并推动汽轮机45带动发动机16转动将机械能转化成电能并存储在蓄电池中。

本发明中还包括平台监控室9，能够通过平台监控室9控制并且监控垃圾处理平台上所有的设备的运行状态。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种能量自给的海上垃圾处理平台，包括浮台（2）和设置在浮台（2）下方的螺旋桨（3），其特征在于：在所述的浮台（2）上设置了发电装置和垃圾搜集处理装置；

所述的发电装置包括储能电池以及与储能电池相连的风力发电组件、太阳能发电组件和垃圾燃烧设备；

所述的垃圾搜集处理装置包括对称的设置在浮台（2）两侧的垃圾吸收管道（1）、位于浮台（2）的垃圾处理中心（10），所述的垃圾处理中心（10）中包括与垃圾吸收管道（1）相通的垃圾收集池（24）和传输带（33），所述的垃圾收集池（24）设置在传输带（33）入口端，在传输带（33）的两侧沿着传输端（33）传输的方向依次设置了热风烘干系统（35）、扫描仪（36）、高压控制射流管（39）和垃圾分类收集区（34），其中所述的高压控制射流管（39）和垃圾分类收集区（34）相对的设置在传输带（33）的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种能量自给的海上垃圾处理平台，其特征在于：所述的垃圾处理中心（10）中还包括与高压控制射流管（39）和扫描仪（36）相连的控制中心（38），所述的扫描仪（36）通过分析系统（37）与所述的控制中心（38）相连，所述的控制中心（38）根据扫描仪（36）扫描的垃圾结构新型对垃圾进行分类并控制高压控制射流管（39）将垃圾送入垃圾分类收集区（34）对应的位置中。

3.根据权利要求1所述的一种能量自给的海上垃圾处理平台，其特征在于：所述的风力发电组件包括位于中心的主轴（16），沿着主轴（16）从上到下依次设置风轮机构、风力发电机（18）、电磁驱动刹车机构。

4.根据权利要求3所述的一种能量自给的海上垃圾处理平台，其特征在于：所述的风轮机构包括若干个等角度设置且相互连接的H型叶片（15）和支撑翼（14），所述的支撑翼（14）的另一端与所述的主轴（16）相连。

5.根据权利要求3所述的一种能量自给的海上垃圾处理平台，其特征在于：所述的电磁驱动刹车机构包括设置在上方与主轴（16）相连的被驱动体（19），和设置在下方的驱动体（20），所述的被驱动体（19）和驱动体（20）是相配合的U型磁铁。

6.根据权利要求3所述的一种能量自给的海上垃圾处理平台，其特征在于：还包括金属外壳（21）和环形套筒（17），所述的金属外壳（21）设置在风力发电机（18）外，所述的风力发电机（18）通过环形套筒（17）与主轴（16）同轴相连。

7.根据权利要求1所述的一种能量自给的海上垃圾处理平台，其特征在于：所述的垃圾吸收管道（1）为T字型管道，在对应吸入口的另一端排水口的位置设置了离心泵（26）以及设置在离心泵（26）前端的垃圾过滤网（27），所述的垃圾收集池（24）位于T字型管道的底端。

8.根据权利要求1所述的一种能量自给的海上垃圾处理平台，其特征在于：所述的垃圾燃烧设备包括依次设置的流化床焚烧炉（43）、余热锅炉（44）、汽轮机（45）和发电机（46），所述的余热锅炉（44）将燃烧产生的热能通过热蒸汽转化成机械能并推动汽轮机（45）带动发动机（16）转动将机械能转化成电能。

9.根据权利要求1所述的一种能量自给的海上垃圾处理平台，其特征在于：还包括平台控制室（9），所用于监控垃圾处理平台上的所有的设备的运行状态，与所述的平台控制室（9）相连的设备包括风力发电组件、太阳能发电组件、垃圾燃烧设备和垃圾搜集处理装置相连。