CN1747652A - 潜水式网笼 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在海中特别是完全或部分地在礁岛以外的远海区域中对鱼类进行饲养、储存或运输的网笼，其中该网笼可以在需要时在海中下降到预期的深度，其中该网笼可以提升至半潜或大致半潜的状态进行各种工作操作，例如网笼的维护和检查或捕捞，并且其中该网笼具有大致球形的几何形状。本发明的特征在于该网笼包括由撑条(1、2、3、4)构成的框架，该框架主要包括聚乙烯或类聚乙烯材料，例如低密度聚乙烯(PELD)或高密度聚乙烯(PEHD)，优选地选用PEHD；水平贯穿中心杆(5)也用作浮力调节元件，用于该网笼的提升和下沉；用于工作船只的具有整体形成的系泊部位(7)的马蹄铁形工作平台(6)，整个工作平台包括通过利用指定元件(13)进行的浮力调节能够提升和下沉的停泊处，并且该工作甲板固定在中心杆上的延伸的轮轴(15)上，其固定方式使得网笼可以在所述工作甲板内部旋转。在所述轮轴上，通过线(8)还连接了浮标(10)以及配重机构(9)，该浮标(10)为网笼在常规位置提供足够的备用浮力，当网笼完全潜入水中稳定在一个预期的深度时，该配重机构(9)落在海底上；作为选择，由于在漂浮单元(30)和漂浮元件(23)中的备用浮力，使网笼稳定在预期的深度，如图30中所示。生命支撑功能，诸如饲料、能量和空气等，通过救生索从附近的漂浮单元(30)优选从作为锚泊网笼的整体形成部分的平台提供给网笼。

Description

潜水式网笼

技术领域

本发明涉及一种网笼或围圈，用于在海中对鱼类进行饲养、储存和运输。更特别地，本发明的网笼是设计用于礁岛以外的远海区域，远海区域的环境载荷远大于峡湾和其它受保护水域中的环境载荷。该网笼可以在需要时进一步沉入水中，例如，在藻类侵入、温度变化等期间对鱼类进行保护，同时保护该装置和鱼类免受海平面上破坏性的波浪作用力的影响。另外，还可以将所述网笼提升至半潜状态，用于维护、检查或捕捞，所述网笼的旋转能力以及它的船只系泊部位和人员工作平台将有助于使得维护操作和捕捞能够以安全有效的方式进行。

发明背景

在过去的三十年里，海洋饲养业经历了不可思议的发展，在天然适于养鱼的国家例如挪威、智利、加拿大、爱尔兰、和日本等建立了海洋饲养业。这些国家已经能够提供易到达的养鱼场所，这些场所在它们的长峡湾、海湾、或其它受保护水域中受到很好的保护使它们免受最具磨损破坏性的环境外力的影响。如今，这些国家的水产业已经发展成为一个非常成功的行业。

在过去几年里，一些专家组已经得出结论，该行业的国际发展潜力是巨大的。不仅对那些已经开始饲养的品种来说是这样，对于那些新开始养殖并将逐渐发展为成功商业产品的品种来说也是这样。此外，还预期由于快速的人口增长而对鱼类或鱼产品的需求将增大。在国际上的众多专家之间，普遍认为世界鱼产量的主要增长必将发生在海洋养殖业内部，因为来自渔业的总捕获量正在逼近可防御上限即每年一亿吨。

在水产业内进一步增长的一个绝对的必要条件是生产能力要能提高，接着是养殖鱼类的更多品种。在国际鱼类养殖业的当前情形下，提高生产能力的潜力非常有限。这归因于在全球范围内缺乏可用的受保护的内沿海区，也归因于现有技术无法为远海区域提供有效的、安全的、可创收益的鱼类养殖。

在现有技术的基础上，那些不具有任何形式的通往内部受保护海域的通道或仅具有有限的通往内部受保护海域的通道的沿海国均无法开展大规模海洋养殖业。现有的鱼类养殖装置普遍地具有非常简单的结构，通常包括一个围网，该围网从位于水面上的框架上自由地悬挂。然而即使在相对较低的流速下，这些网笼的围网也会经受明显的变形。在更暴露的场所，所述变形可能会较严重。另外，维护工作和捕捞通常都是既费时又昂贵的。巨大笨重且难于管理的围网在其清洁、浸渍和更换方面以及捕捞过程中也存在问题。如果所述围网损坏或磨损，则必须更换整个围网或将其带到岸上进行修理，这还涉及到将鱼类从网笼中移走。此外，某些维护操作要求部分工作需在水下进行，必需雇佣代价昂贵的潜水员。这一工作还具有潜在的危险性。

现有的鱼类养殖行业还存在一个问题，疾病、传染、藻类侵入、以及各种自然现象，诸如“超级寒冷”、汽笛等，均对所养殖的鱼类产生负面影响并杀死这些鱼类，每一年都给养殖者带来巨大的损失。技术不足、鱼类养殖场所、以及自然现象综合导致了上述这些问题。远海养殖同样能够有益于鱼类。提高的流速可以确保网笼内具有良好的水流通率，为鱼类提供更大的氧吸收环境和更好的状况，同时也加强水的更换并因而减少网笼内部的污垢。另外，在礁岛外的远海中，水温和盐浓度通常也更稳定。这些是所有可能提高鱼类生存条件、健康和繁殖的因素。

在鱼类养殖装置外面，环境被垃圾和废料污染，例如饲料残渣和所养殖鱼类的排泄物。这些废料(营养物)堆积数量之大足以有效地形成大量污染，因而不但对于海洋动物是个问题，对在受保护水域旅游的人来说也是个问题。另外，很多人还发现鱼类养殖装置在视觉上让人讨厌。

除了为释放受保护水域及减少区域冲突作贡献以外，远海鱼类养殖还将提供有益的环境作用。水域深度的加大、流速的加快、以及离岸距离的加长都将导致海底和近海带的降低，同时也消除那些面临灭绝威胁的鱼类品种例如野生三文鱼等所面临的威胁。

作为上述问题的结果，很多人确信，在水产业内未来的可持续增长的最重要因素将是在礁岛外的远海建立养鱼场的能力。这将使得在更多国家进行大量鱼类品种的合理养殖操作成为可能，无论具体的国家是否具备通往受保护海岸的通道。

在国际上，已经进行了一些提供设计用于部署在远海的鱼类养殖装置的尝试。然而很不幸地，这些尝试无一促成商业上可行的用于在礁岛外可操作的有效、安全及可创收益的鱼类养殖的装置。尽管应用在更多的受保护区域，但是有一些装置也仅仅获得了有限的商业成功。本情形证实：尽管事实上那些具有暴露的海岸线的国家在经营大规模鱼类养殖方面表现了很强的雄心壮志，但远海养鱼场的出现实际上非常有限。通常地，先前建立远海鱼类养殖装置的尝试失败是因为该装置始终遭受一个或多个重大缺陷，所述缺陷阻碍了安全、合乎规格的、和经济上有利的鱼类养殖的形成。远海鱼类养殖装置最成功的方式被认为是由美国海洋晶石技术公司(American company Ocean SparTechnologies)提供的公开在美国专利No.5617813中的装置。除了其它国家以外，该装置已经在夏威夷、爱尔兰和美国应用于鱼类养殖。然而，尽管通过使用该装置饲养一些鱼群，但该装置决不对在礁岛以外的远海区域大规模建立水产业提供任何实质贡献。除其它方面以外，该装置的缺点在于：很难对其进行维护，同样地很多工作必须由潜水员在水下进行；很难捕捞鱼类，从水面上很难对鱼类进行直观控制；无法在不损坏装置的情况下使较大的船只向该装置停泊；围网需要在水下进行清洁，每天必须由潜水员将死鱼取出，该装置由于使用潜水员而受限于约35米的深度。

美国专利No.4312296描述了一种球形网笼。该装置从来没有变成商业上的成功。所述网笼非常小，其容积大概为1200立方米。其结构由铝质撑条和一个栅格或网格组成。铝作为结构材料非常硬也非常脆，因此易于疲劳，这不利于该发明概念的离岸实现，在离岸处的环境载荷连续、循环、且较大。另外，该装置仅可轻微地沉入水面以下，因而暴露在相当大的波浪载荷之下。此外，该装置既不包括用于工作人员的工作平台也不包括用于船只的系泊部位。

美国专利No.4312296涉及一种具有一个垂直延伸中心杆的球形网笼。

与美国专利No.4312296类似，PCT申请WO92/03921涉及一种具有一个直通中心杆的球形网笼。该网笼明显地具有与上述专利中的网笼接近的相似之处，二者的结构材料和用于通过在中心杆的每个端部中的分离的漂浮体进行浮力控制的布置都完全一样。

美国专利No.5617813涉及的一种网笼具有一个垂直中心杆以及附着到该垂直中心杆上的一个配重机构。

即使在今天，也可以发现网笼应用在鱼类养殖以外其它目的的例子，例如储存各种野生鱼类。最普遍的情况是近海岸的渔民在网笼中储存鱼类，等待将其运送到陆上的接收工厂。可以很容易地意识到一点：如果具有节省成本的、有效的、耐久的网笼可以应用在远海，那么这种网笼的应用将会变得更加广泛。未来的景象可能是：渔船定期地向中心市场外的鱼场周围的巨大的网笼输送它们的捕捉物，或其中的一部分，从而既能够适应当前需求又可在任一时间运送额外的、新鲜的甚至还是活的鱼。一种具有一个永久性伸展围网的网笼还可以用于运送海量的活鱼。如今，海量的活鱼是通过运鱼船或围网袋运送的。然而，与这种运送方式相关联的一个问题是，由于单位立方米内所装的鱼的密度较大，使鱼承受一定的压力。在所述永久性伸展网笼中运送鱼类则不会让鱼承受同样的压力，使长距离运送鱼类变得可行，例如从欧洲向日本运送金枪鱼。

因此，存在着对一种鱼类养殖装置的需求，这种装置要适用于在和礁岛外远海区域相对应的海洋环境中的操作，在这样的环境中能够为鱼类和所述装置常年连续地维持良好的条件，并且在这样的环境中为工作人员维持一个具有足够连贯性的良好工作条件，以便能够将养殖作为全年的活动有效地安全地进行。优选地，应能将所述装置向下沉入水中以避免有毒的藻类并在极端恶劣的天气条件下保护所述装置和鱼类。更进一步地，所述装置必须以一种能使所有操作任务得以有效地安全地实现的方式进行构造，并且该装置必须具有足够大的尺寸以便允许商业养殖以及其它要进行的带来可观利润的活动。

附图说明

图1、3、和4从不同角度示出了不带围网的网笼，分别通过从上向下对角视图、侧视图、和前视图进行描述。该网笼部分地由一个马蹄铁形工作甲板6圈起。网笼的浮力调节在中心杆5中进行，该中心杆5横向地延伸穿过所述网笼，而用于工作平台6的浮力调节由同一个中心杆5外加一个撑条13控制，该撑条可以是一根管等。所述工作平台6仅在所述网笼为进行维护而处于半潜的状态时才处于水平位置。

图2示出了覆盖了一个围网12的网笼。

图5和6示出了所述网笼的框架和中心杆5的构造，分别通过侧视图和前视图进行描述。该网笼由中心撑条1、中间撑条2、两端撑条3、连接杆4、和中心杆5组成。

图7示出了中心杆5的一个可能的实施例，中心杆上具有三个分开的隔间用于浮力调节。

图8示出了马蹄铁形工作甲板6的俯视图。甲板本身还将覆盖一层栅格，图中未对该栅格进行描述。

图9是一个侧视图，示出了工作甲板6和系泊部位7。该图描述了工作甲板6的一种可能的桁架、连接到中心杆5上的滑动轴承16、和用于调节工作甲板和系泊部位的浮力的撑条13。

图10示出了中心杆5的终端单元14的一个可能实施例，包括一个用于在网笼旋转过程中传递动力的齿轮圈18、一根旋转轴15、和轴套凸缘19。

图11示出了终端单元14的侧视图，不包括齿轮圈18，但包括轴套凸缘19和旋转轴15。

图12示出了在连接杆和网笼框架的所有垂直撑条之间连接点11的一个可能实施例。

图13是一个侧视图，示出了处于水面位置的网笼。网笼半径的约十分之一延伸到水平面以上。在网笼的前后均设有带配重机构9的备用漂浮浮标10。

图14是一个前视图，示出了处于一个工作位置的网笼(水面位置或完全潜入水中)。

图15是一个侧视图，说明了网笼在工作甲板6内部的旋转。

图16示出了一种用于将围网12连接到框架上的可能的解决方案。

图17示出了对三个不同网笼组件的一种可能的设计，这三个网笼组件与一个围网一起可用于覆盖网笼。

图18示出了网笼组件与所述框架的一种可能的连接，其中能够通过所述网笼框架的不同窗口内的围栏系统25连接所述组件。

图19是一个粗略的详图，示出了如何通过使用球24和截圆筒25执行围网连接，以及如何通过一块接合板26将它们连接到网笼框架上。

图20示出了一个摇摆锚泊的原理图，其中29是网笼，30是一个外部漂浮单元，28是锚定索的最上部分，27是锚定索的最下部分，41是锚。

图21是一个原理图，说明了如何实现鱼类的捕捞和分选，即通过将一个围网或栅格31固定在位于水平面之上的网笼横截面中，并随后旋转该网笼来实现的。

图22示出了在本发明的优选实施例中能量平台30是如何相对于网笼29和停泊船只32进行定位的。

图23和24分别是从后向前看的一个对角视图和一个前视图，示出了能量平台30的一种可能的设计。

图25和图26以从上向下对角视图示出了两个可供选择的网笼设计。

图27示出了通过工作甲板6连接的两个网笼。

图28示出了网笼29和能量平台30相对于水平面和锚定索27及28的定位。

图29示出了带有一个额外浮标23的网笼，该浮标23具有不变的永久浮力。在网笼的水面位置处，该浮标系在所述网笼上自由地漂浮。在该位置时，该浮标不起任何重要的作用；直到所述网笼完全潜入时，浮标23才会对网笼的稳定作出贡献，参见图30。

图30示出了如何依靠一个额外的浮标23和能量平台30的备用浮标进行网笼的稳定性和深度调节而将网笼维持在一个完全潜入水中的位置。

图31和32示出了一种可选方式用于对网笼提供稳定性和深度控制。从所述网笼向下悬挂两条带有配重机构9的长线8，这两条长线8在给定的深度上将接触到海底，接触到海底后配重机构9的重量就不再作用在网笼上，使得网笼稳定在一个给定的深度上。

图33和34示出了认为连接杆4为装置提供稳定性所应用的原理。这些连接杆中的七个连接杆具有三个开口38和40，空气和水可以通过这些开口进出，而有一个连接杆只具有两个开口38。当装置下潜时，仅具有两个开口的撑条是最上面的一个撑条并位于中心，参见图4。当网笼下潜时，该撑条将空气收集到一个气袋39中，如图33中所示。在所述另外七个撑条中水位将与周围水位相同，如图34中所示。

优选实施例的详细描述

图1和2示出了本发明的一个可能的实施例。在所示结构中，网笼框架由管状聚乙烯撑条1、2、3、4和一个管状钢制中心杆5组成。该中心杆也可以由另外的刚性的且坚固的材料构成。所述撑条可以是管状的、实心的、或具有另外的几何形状，例如四边形。这里提到的材料聚乙烯也包括其它具有与聚乙烯接近的类似之处的塑料材料。更进一步包括包含一定量的其它组成材料的聚乙烯或类聚乙烯材料，诸如纤维或类纤维材料(如碳化纤维)等。

图1-6中的框架在覆盖了围网12时就形成了一个闭式网笼，如图2中所示。该框架由中心撑条1、中间撑条2、两端撑条3和连接杆4组成。在图1-6中示出了一种可能的设计，包括一个中心撑条、两个中间撑条、两个两端撑条、和八个连接杆。然而，也可以考虑使用更少或更多数量的连接杆和垂直撑条。图25和图26中示出了两个可供选择的网笼框架设计。这是两种可能在不增加球形网笼的高度(直径)的情况下增大球形网笼的容积的途径，而与此同时网笼与球形形状的偏离并不大，它的大多数属性均保持不变，例如关于对称的负载分配和其可旋转性。此外，每个单一撑条可由一些连接起来的较小撑条组成。例如，所述中心撑条可由两个或更多焊接的或接合在一起的撑条组成。在所述框架中包括的撑条通过如下方式焊接或接合在一起，即使得这些撑条形成一个球形或大致球形的结构。在这种连接中可以注意到，例如，该结构的塑料圆环不一定必需是纯圆形的；相反，它们可以具有椭圆形的或大致椭圆形的横截面，并成形为具有很多笔直或大致笔直的边的多边形。

参见图7，一根刚性的中心杆5横贯网笼。所有连接杆4在终端单元14处连接到所述中心杆5上(图10和11)。垂直撑条能够通过诸如图12中所示的连接11等接合到连接杆上。七个连接杆4和所有的垂直撑条1、2、和3优选打开，以便水能够自由地进入和离开这些撑条。然而，这些撑条也可以用作浮力调整装置，这是借助于压缩空气通过在撑条上提供的阀进入一个或多个分离的腔室而吸进或排出水来实现的。中心杆5是整个结构的受力件。该杆确保即使在最大程度的负载下仍维持网笼的形状，同时还控制整个结构的浮力并将网笼和工作平台6连接在一起。实际的浮力调整装置是通过将中心杆5分成多个充满水或空气的腔室(参见图7)实现的。这些腔室的调节由能量平台30手动执行或由远程控制。

图28-34示出了如何在两个工作位置确保结构的稳定性：一个水面位置和一个完全潜入水中的位置。该结构在与中心杆5平行方向上的稳定性优选地通过中心杆5的调节装置和漂浮装置10及工作甲板6的定位提供。该工作甲板6重量很大并因而悬挂在网笼下面，将使所述结构具有较低的重心。在中心杆5中使用空气和水的调节装置确保所述结构表现出轻微的负浮力。这样整个结构就由浮标的备用浮力支撑。在极端条件下，让网笼放下更深地沉入水中。此时该网笼将由额外漂浮浮标23和能量平台30的备用浮力支撑，如图30中所示。作为选择，在与中心杆5平行方向上的稳定性可通过在延伸线8上悬挂在网笼下面的两个配重机构9提供。当所述装置具有轻微的负浮力时，它将下沉直到所述配重机构9落在海底上。这样网笼上的重力负载就减小了，该网笼就在一个特定的深度保持稳定。所述线8的长度可以调整到该特定的深度，在该深度上将网笼稳定在一个完全潜入水中的位置。在中心撑条的横向上的稳定性由连接杆4来确保，该连接杆4位于顶部中心处，仅具有两个开口38，见图33和图34。在从半潜位置下降到水面位置或完全潜入水中的位置的过程中，该撑条将收集空气到一个气袋39中，而其它撑条将被水充满(图34)。具有所述气袋39的该撑条将作为一个漂浮体并为网笼形成一个回复力矩。

在网笼的周围固定着一个工作平台6，见图1-4和图8-9。该工作平台6由一个桁架构成，该桁架优选地由钢制成，并在其上侧提供一个平坦的覆盖物或钢制栅格的甲板。然而，所述桁架和栅格均可以由钢以外的其它材料制成，例如聚乙烯或一种复合材料。在系泊部位7和工作平台6上除其它物品以外还提供了系船柱和防护板17，以便船只良好地停泊，也可作为工作人员的扶栏和应急梯(图中未示出)使用。

工作平台6优选为马蹄铁形，但也可以延伸成为圆。该平台仅通过两个永久性固定点16(图8-11和13)连接到网笼上，以便网笼能够在所述工作甲板内部旋转。将固定在终端单元14上的轮轴15引入工作平台6上的一个轴承16，例如一个滑动轴承，就形成了连接。这样就能够在网笼仅连接到两个反向轴承16上时通过来回地推动网笼结构完成网笼的旋转，参见图8和15。将电机或手动曲柄和传动装置连接到工作甲板上并与中心杆5的终端单元14上的齿轮18啮合，就形成了实际的转动，见图10。在常规操作中，当网笼不需要旋转时，所述工作平台6将垂直悬挂并因此位于网笼下方。工作平台相对于网笼的定位通过漂浮撑条13决定，该漂浮撑条13在优选实施例中是一根管。这根管包含多个腔室，通过使用水和空气能够调节浮力。

因而工作人员能够从一条船上到达所述工作甲板，工作平台6配备有一个系泊部位7。该系泊部位相对于网笼和能量平台30的定位使船只32能够便利地安全地系泊在所述工作平台上，即使在相对风大浪急的海面上也没有问题，见图22。所述船只将很长的系泊索具33连接到所述能量平台30上，并与中心杆5和所述系泊部位7平行摆放，与此同时船只32系泊在工作平台6和系泊部位7上。这种系泊方式确保船只32的船首面对任何波浪和水流。另外，在船只和网笼之间的接触和力传递将减到最低，从而减小了碰撞和损坏的机会。

通过用一个围网或栅格12覆盖框架将鱼圈留在网笼内(图2和16-19)。下面提到围网或围网组件的制成优选地是指聚酰胺合成纤维材料制成的围网，但是并不排除其它材料如其它合成纤维材料或金属或塑料栅格。用于网笼的围网的一个可能的解决方案如下：使用一些围网组件用于覆盖所述框架。各个撑条在框架中形成了许多窗口。图17示出了能够用于覆盖整个框架的不同围网组件。在这种情况下提供了三个不同的围网组件，但其它形式的组件划分也是可能的。例如，这三个组件可以形成一个组件。用于围网组件的连接优选地通过一个包括塑料圆环21、绳索22、和拉链的系统来实现。沿所述框架中的所有撑条连接一条具有塑料圆环21的绳索22，在围网组件上也连接有塑料圆环，一条绳索穿过这些塑料圆环，图16。当拉紧该绳索时，将把所述围网组件捆住并紧固在所述框架上。为了覆盖框架和围网之间的缝隙，围网组件沿围网组件的边缘设有一条拉链。这样，不同窗口的围网组件能够通过一条拉链相互连接在一起。另一可选用于围网组件的连接是一个连接到框架中的撑条上的围栏系统25和连接到所述围网组件上的球24。图19示出了这些球24如何可以装入截圆筒25中、并因而帮助保持围网固定和伸展的。所述球24优选地选用聚乙烯制紧密型球，而所述圆筒25优选地由金属制成。优选聚乙烯作为球的材料是因为它价格低廉可维护性好。该圆筒必须能够承受磨损。该圆筒通过一个连接板26连接到每个窗口中的撑条的侧表面上，如图19中所示，而且可以通过焊接、螺栓连接、或卡紧的方式固定在框架上。用于围网的连接的围栏系统优选地通过在每个窗口中隔开一定距离地固定一些圆筒25(图18)来实现，该距离小到足以防止球24脱落。这将使得围栏系统更具灵活性且能允许更大的变形。也可以在每一个窗口中使用整个围栏。围栏系统可以适用于上述围网组件的各种可能的设计。此外，围栏无需连接在框架中的撑条的侧表面上，而是也可以位于其前表面处或后表面处。

图20和图22-24及图28-32示出了一个一端系泊在网笼29上而另一端系泊在锚上的能量平台30。该能量平台30除其它物品外还包括一个巨大的饲料容器35、空气压缩机、机组、监视设备、和一个为工作人员准备的常用场所34。一条救生索28沿锚定索从能量平台30向网笼29延伸，该救生索28运载饲料、信息、空气、和能量。饲料管移动到一个或多个喂养点，喂养点优选地位于网笼的岸侧上较高的位置，进来的潮流首先撞击这一侧，但也可以选用其它喂养点，如在球体顶部处的喂养点。

可以使用各种锚定系统。一个可能的方式是使用如图20中所示所谓的摇摆锚泊，其中允许装置29在一个单一锚41周围自由地移动。锚定索27和28能够连接到一个能量平台30上，或连接到一个浮标或另一个漂浮装置上，该浮标或所述另一个漂浮装置确保锚固力尽可能水平地传送到该装置上。锚定索的水平部分28和垂直部分27可以再分为多个单一绳索。另一个可能的锚泊方式是使用两个或两个以上的主绳索(两个或两个以上的锚)，采取与所述摇摆锚泊可选方式同样或大致同样的方式。在这种情况下，装置就不能围绕锚在各个方向上自由地移动了。可以使用的第三种锚泊方式是所谓的张力腿式锚泊。例如可以使用四条锚定索，每一条锚定索连接在一个独立的锚上。

对于那些在上层水成长最佳的溯河产卵的鱼种和海产种类，在常规漂浮位置，仅有约网笼容积的1/10会位于水平面以上。对于那些在较深水中成长得较好的品种，网笼可以稳定地完全潜入在一个预期的深度，而该位置就定义了网笼的常规漂浮位置。通过调节中心杆5中的水量并通过调节索28和42可能还有线8的长度，网笼可以适于预期的深度。连接到所述线8上的浮标实际上提供网笼在常规漂浮位置的所有备用浮力。无论携带何种鱼类，在需要时，例如在维护工作或捕捞过程中，都可以通过将空气抽吸至中心杆5中的一个或多个腔室以便将其中的水排出，从而使网笼提升至半潜或大致半潜漂浮位置。

可以通过一条或者多条管道将空气抽吸至中心杆5中将装置提升至一个半潜位置，所述管道从外部平台、或可选地从水面上的船上、或者直接从位于网笼上的空气积聚器引出。当该装置应用于礁岛以外的远海鱼类养殖时，网笼通常具有一个较大容积，例如25000立方米，这大约对应于直径36米，或40000立方米，这大约对应于直径42米。然而，针对应用(养殖、储存、和运输)和工作场地(相对于更多受保护区域的远海)的各种改变可能导致网笼的容积大于或者小于上述容积。该装置提升或下沉的开始可以是自动引发的，或者是通过网笼、或通过外部平台或另一个漂浮体手动引发的，但是也可以通过例如一个双向无线电接收装置或卫星通讯等从陆地上的工厂远程控制。另外，通过这样的通讯系统，可以将来自该装置上或周围的传感器和摄像机的信息传送到平台和/或一个陆地上的工厂，这允许在很大程度上对装置和鱼类进行远距离监视。

当装置处于半潜位置时，工作甲板6起到一个工作平台的作用，工作人员可以居住在上面进行围网上的工作操作、对装置和鱼类进行检查、收集死鱼、更换围网组件、更换结构部件、以及其它任务，参见图1-4，21-22和25-27。在工作人员可以使用该工作甲板在装置上进行操作之前，必须从该装置(图13和14)下面的潜入水中位置将该工作甲板提升至一个水面位置(例如图1-4)。这是通过使用压缩空气排空浮力可控撑条13中一个或多个腔室里的水来实现的，该撑条13可以是例如管等。当该装置从半潜漂浮位置下沉时，因为腔室中重新充满了水，该工作甲板6也同样下沉。

在执行各种工作操作的过程中将频繁地用到网笼的可旋转性。因此，旋转是重要的，并且网笼仅紧固在两个反向的永久固定点14处，结果使得该旋转成为可能，这些固定点14整体形成作为中心杆5的一部分，参见图7-11和13-14。实际的旋转可以通过例如在终端单元14中整合一个轮缘18并通过齿轮将发动机连接到该轮缘上来实现。为减小必须作用在终端单元14上用于旋转网笼的力，使得网笼框架中这些撑条中的一个或多个撑条浮力可控会是有利的，在这种情况下，可以将这些撑条分隔成一个或多个腔室。这样，当网笼需要旋转时，一些腔室就能够充满水，而其它可能已经充满了水的腔室则将水排空。

关于技术水平和自动化的程度，依照本发明的装置大体上可以适用于两种不同的需求—一种高科技装置和一种适中的或低技术的装置。在高科技的情况下，装置的监视和调整将是一个中心任务，在装置的周围无论在水平面以上还是在水平面以下都将安装许多传感器和摄像机。所有重要的数据和摄像机图像可以通过无线电接收装置、卫星或一种有线连接传送到平台或该装置附近的一些其它漂浮单元、或传送到一个陆地上的工厂，在该工厂内工作人员可以定期地对该装置进行监视。当检测到测量参数中一个或多个测量参数的临界值时，该装置就能够自动地开始沉入和其它操作，与此同时还将引发警报。然而，在所有常规操作中都假设工作人员乘船到达该装置并进行操作，或者在该装置处从平台上进行，或者从船只上通过连接到救生索(饲料、能量、空气、通讯连接/数据电缆)中相关的管道/电缆上进行。网笼的救生索中的不同管道和电缆既可以在网笼侧断开也可以在平台侧断开，从而允许对在网笼和平台之间的电缆和管道部分进行个别地更换。所述适中的或低技术的装置的自动化程度较低，具有相对较高的人工干预方面的要求。

图21说明了一种可用于捕捞鱼类的方法。首先将网笼提升至半潜状态。然后，将一个围网31连接到位于水平面以上的横截面上方的内部。该围网覆盖了整个(半个)横截面。当网笼旋转时，就通过所述围网31拖网捕鱼并将鱼类收集到一起。然后可能通过一个隧道系统的辅助将这些鱼聚拢或抽吸到船上，通过所述隧道系统在容积减小时迫使鱼类游动。也可以使用一个围网不完全覆盖整个水横截面上方，因而不会收集起所有的鱼。也可以使用围网之外的一种替代媒介，例如一个网格。另外，可以安装一个分选装置，以便不捕捞一定尺寸以下的鱼类。

本发明包括几个部分，每一部分都包括形成每个发明核心的一个或多个特征要素。聚乙烯在本发明中是至关重要的，而且并非是偶然选取的。聚乙烯、或者正确名称是聚乙烯化合物，是一种热塑性塑料，或更确切地说，是一种通过一个聚合过程形成的合成聚合物，在该聚合过程中一些乙烯分子连接形成长分子链。热塑性材料的特征在于受热时它们变得柔软且易于模压。冷却到常温时塑料又恢复到它的原始属性。可以得到各种品质的聚乙烯。低密度聚乙烯(PELD)是柔软的易弯曲变形的。高密度聚乙烯(PEHD)更坚固也更稳定，具有较高的密度(0.94-0.97克/立方厘米)。在材料的选取中，诸如密度、屈服点、弹性模数和耐疲劳性/强度之类的属性非常重要。聚乙烯，尤其是PEHD，在这方面是极佳的。它们具有良好的密度、按重量比例具有极高的强度、很高的挠性、和出色的抗疲劳性。此外，该材料具有大致相同的耐压强度值和抗张强度值，并且价格低廉、易于使用。关于鱼类养殖聚乙烯并非一种新的材料，它已经在这一行业中应用了好多年。然而，通常这种材料在海上构筑物中的使用、特别是在鱼类养殖装置中的使用都是非常有限的。作为鱼类养殖装置的结构材料，聚乙烯的使用极大地限制于位于水面处的一个或多个水平漂浮环，一个围网在这些环上自由地悬挂。对于其它海上构筑物，聚乙烯可能最重要的用途是用作给排水管道的材料。另外，该材料还用在一些较小的救生艇中、油栅中等。然而，以前没有像在本发明中这样将聚乙烯用作离岸大型结构的构筑材料。分析和一些模型试验表明：无论从相关强度的角度考虑还是从和鱼类及工作人员相关的实际角度考虑，该材料均非常适用于所述目的。实际角度考虑包括，例如，该材料对网笼的响应的影响、该材料的可维护性和可使用性、以及它的成本，这些对于这样的海上构筑物都是特别重要的需要考虑的事项。因此，本发明关于将聚乙烯用作框架材料的分析和测试的结果可能会特别引起大型制造公司和造船工业的兴趣，其中很多参与者，尤其是在高成本国家，遭受着与传统钢铁工业相关的低订单流入。

中心杆5及其功能既作为所述结构的受力件也作为用于将网笼提升和下沉的可调节漂浮元件，它也是本发明的一个本质特征。该中心杆优选地由钢制成，这归因于它的用途、它的定位、以及它的使用标准构件的简单配置的布置。特别地，值得强调的是该中心杆绝大部分时间所处的位置均受到很好的保护，免受水面上周期性的促使疲劳的波浪力的影响，因为网笼的常规漂浮位置是几乎完全的或者就是完全的潜入水中，还有钢也可以是一种非常适合用于重要构造元件的材料，并且在成本方面也很适宜，只要能够保护它们免受大的周期性的波浪载荷的影响，并且它们在尺寸、形状和装配工作上标准化程度很大。

本发明中的要点是选取了设计和构造材料的组合，使得所述网笼尽可能地顺应自然力而不是抵抗它们。这意味着一个灵活的便于移动的装置，该装置跟随水运动的程度明显大于僵硬的笨重的装置，例如具有一个大型半宽度区域的钢制装置；；该装置的设计方式使之抵抗大的变形、相对负载更小、作用力在结构中对称地分布。模型试验已经表明所述网笼很大程度上地符合上述要求。关于这一点，应该提及的是网笼框架的一个钢制工具可以是网笼整个重量的两倍多，这将严重地降低其响应能力，相应地导致网笼和鱼类之间较大的相对移动，这对鱼类是不利的。另外，由于钢制撑条位于海浪区，该网笼将会特别容易疲劳。

在以前对远海装置的尝试中普遍遇到的主要问题都没有在本发明中发现；通过涉及本网笼模型试验的上述内容和通过这里描述中的图示及解释也证明了这一点。这些主要问题包括：由于在装置和有波浪的海洋之间较大的相对移动，导致将鱼类暴露在压力和伤害之下；由于在急流中围网的严重变形，导致网笼容积的较大下降；由于疲劳导致支撑结构的失效，随后完全或部分的毁坏；以及船只和工作人员接近装置和使工作人员居住在装置上以便进行工作、检查和维护的能力等方面的严重问题。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种用于在海中对鱼类进行养殖、储存或运输的网笼，特别地，在网笼中对鱼类的养殖、储存和运输将完全或部分地在礁岛以外的远海区域中进行，需要时网笼能够在水中进一步地下沉，该网笼可以提升至半潜状态，用于进行各种工作操作，例如网笼的维护和检查或捕捞，并且该网笼具有大致对偶曲线体的形状并可绕大致水平的轴线旋转，

其特征在于该网笼包括由撑条(1、2、3、4)构成的柔性框架，该框架主要包括聚乙烯或类聚乙烯材料，例如低密度聚乙烯(PELD)或高密度聚乙烯(PEHD)，优选地选用PEHD；水平的或大致水平的中心杆(5)延伸贯穿该网笼，其具有足够的硬度作为网笼的连接和支撑结构使用；该中心杆通过调节该中心杆中的水量进一步用作该结构的浮力调节元件。

2.权利要求1所述的网笼，

其特征在于主要包括聚乙烯或类聚乙烯材料的所述框架进一步包含一定含量的其它组成部分，诸如纤维或类纤维材料等，例如碳化纤维。

3.权利要求1所述的网笼，

其特征在于具有工作甲板的马蹄铁形或大致马蹄铁形桁架连接在所述中心杆的每一个端部，使得在所述装置位于半潜或大致半潜的漂浮位置时，该桁架可以用作工作人员在该装置上执行工作操作的平台或常用场所。

4.权利要求1到3中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于该网笼是被摇摆锚泊的。

5.权利要求1到3中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于该网笼是被张力腿式锚泊的。

6.上述权利要求中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于外部平台或另一个漂浮体用作诸如能量和压缩空气的生命支撑功能的储存器，例如，这些功能通过组成一个或多个网笼救生索的管传送给该网笼。

7.权利要求3所述的网笼，

其特征在于系泊单元与包含工作甲板的所述马蹄铁形或大致马蹄铁形桁架整体形成，该桁架主要由桁架构件、防护板和用于调节浮力的元件组成，通过调节该元件中的水量调节浮力，使得包含所述系泊单元的整个马蹄铁形桁架的布置便于使之下沉到网笼下方的位置。

8.上述权利要求中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于所述网笼具有椭圆体或大致椭圆体的形状，或球体形状。

9.权利要求1到3中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于所述网笼具有胶囊形形状，即具有大致圆柱形的中间部分。

10.上述权利要求中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于框架被围网或栅格覆盖，其中优选所使用的每个围网或栅格组件覆盖单独一个窗口，每个窗口由组成框架的不同撑条(1、2、3、4)形成。

11.权利要求10所述的网笼，

其特征在于所述围网组件的连接是通过围栏(25)和围栏接合构件(24)来实现的，所述围栏(25)连接到框架的撑条(1、2、3、4)上，所述围栏接合构件(24)沿围网组件的边缘固定，该围栏接合构件(24)装入所述围栏(25)，从而帮助所述围网组件保持永久性伸展。

12.权利要求10所述的网笼，

其特征在于所述围网组件的连接是通过沿撑条和围网边缘的固定环(21)来实现的，其中绳索(22)穿过这些圆环并拉紧，使得网笼完全或几乎完全被围网圈起，将沿每个围网组件的侧边超出的围网折叠回去越过所述连接并连接在一个嵌在围网中的拉链上，使得网笼完全被围网圈起，从而使鱼类无法逃脱。

Claims (12)

1.一种用于在海中对鱼类进行养殖、储存或运输的网笼，特别地，在网笼中对鱼类的养殖、储存和运输将完全或部分地在礁岛以外的远海区域中进行，需要时网笼能够在水中进一步地下沉，该网笼可以提升至半潜状态，用于进行各种工作操作，例如网笼的维护和检查或捕捞，并且该网笼具有大致对偶曲线体的形状并可绕大致水平的轴线旋转，

其特征在于该网笼包括由撑条(1、2、3、4)构成的框架，该框架主要包括聚乙烯或类聚乙烯材料，例如低密度聚乙烯(PELD)或高密度聚乙烯(PEHD)，优选地选用PEHD；水平的或大致水平的中心杆(5)延伸贯穿该网笼，其具有足够的硬度作为网笼的连接和支撑结构使用；该中心杆通过调节该中心杆中的水量进一步用作该结构的浮力调节元件。

2.权利要求1所述的网笼，

其特征在于主要包括聚乙烯或类聚乙烯材料的所述框架进一步包含一定含量的其它组成部分，诸如纤维或类纤维材料等，例如碳化纤维。

3.权利要求1所述的网笼，

其特征在于具有工作甲板的马蹄铁形或大致马蹄铁形桁架连接在所述中心杆的每一个端部，使得在所述装置位于半潜或大致半潜的漂浮位置时，该桁架可以用作工作人员在该装置上执行工作操作的平台或常用场所。

4.权利要求1到3中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于该网笼是被摇摆锚泊的。

5.权利要求1到3中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于该网笼是被张力腿式锚泊的。

6.上述权利要求中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于外部平台或另一个漂浮体用作诸如能量和压缩空气的生命支撑功能的储存器，例如，这些功能通过组成一个或多个网笼救生索的管传送给该网笼。

7.权利要求3所述的网笼，

其特征在于系泊单元与包含工作甲板的所述马蹄铁形或大致马蹄铁形桁架整体形成，该桁架主要由桁架构件、防护板和用于调节浮力的元件组成，通过调节该元件中的水量调节浮力，使得包含所述系泊单元的整个马蹄铁形桁架的布置便于使之下沉到网笼下方的位置。

8.上述权利要求中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于所述网笼具有椭圆体或大致椭圆体的形状，或球体形状。

9.权利要求1到3中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于所述网笼具有胶囊形形状，即具有大致圆柱形的中间部分。

10.上述权利要求中任一项权利要求所述的网笼，

其特征在于框架被围网或栅格覆盖，其中优选所使用的每个围网或栅格组件覆盖单独一个窗口，每个窗口由组成框架的不同撑条(1、2、3、4)形成。

11.权利要求10所述的网笼，

其特征在于所述围网组件的连接是通过围栏(25)和围栏接合构件(24)来实现的，所述围栏(25)连接到框架的撑条(1、2、3、4)上，所述围栏接合构件(24)沿围网组件的边缘固定，该围栏接合构件(24)装入所述围栏(25)，从而帮助所述围网组件保持永久性伸展。

12.权利要求10所述的网笼，

其特征在于所述围网组件的连接是通过沿撑条和围网边缘的固定环(21)来实现的，其中绳索(22)穿过这些圆环并拉紧，使得网笼完全或几乎完全被围网圈起，将沿每个围网组件的侧边超出的围网折叠回去越过所述连接并连接在一个嵌在围网中的拉链上，使得网笼完全被围网圈起，从而使鱼类无法逃脱。

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