一种基于涡流管结构的海上风能-海洋牧场联合系统

本发明属于深远海养殖领域，涉及了，一种基于涡流管结构的海上风能-海洋牧场联合系统；具体的是，涉及了一种综合利用海上风能的海洋牧场结构。

背景技术：

1、随着人们对深远海的了解和海洋资源的开发，并伴随着人们日常生活水平的提高，通过深远海养殖来利用海洋空间资源的技术从而满足人们对海产品的需求受到了广泛的关注；中国专利(cn115631413a)公开了一种基于遥感影像的深海养殖浮筏检测方法、系统及储存介质，其解决现有深海养殖浮筏检测过程费时费力、工作量大的问题，能够针对不同类型海水背景，对遥感影像进行浮筏实时检测，识别精度高、适用范围广；但是其缺点是：缺少渔区运行的具体结构，无法为深远海养殖的能源、储藏等提供直接的参考。

2、中国专利(cn214677207u)公开了一种深海养殖船的取水装置；其作用大大降低了船体运动对第一取水管和第一取水管与第二取水管连接处的影响，避免因为船体运动而导致的取水管损坏；但是其缺点是：没有与海上易于就地取材的新能源技术相结合，可能产生二次污染，且未涉及深远海绿色、节能养殖，难以克服深远海养殖的能源供给关键问题。

3、目前对与深远海养殖的智能控制和结构设计公开了很多专利，在智能控制和结构设计方面提供了很多参考，但对于深远海养殖的能源供应和海产储藏技术方案鲜有涉及，因此本发明提出一种基于涡流管结构的海上风能-海洋牧场联合系统，以提出了一种高效的能量转化方案，实现深远海养殖的清洁能源供应。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是公开了一种基于涡流管结构的海上风能-海洋牧场联合系统。

2、技术方案：本发明所述的一种基于涡流管结构的海上风能-海洋牧场联合系统，包括安置在底端的养殖网箱(1)，

3、所述养殖网箱(1)包括六角型状的、中间开设有圆孔的浮体平台(11)、框架龙骨(12)、冷鲜室(13)、储电舱(14)、控制室(15)及智能工作间(16)；

4、在所述浮体平台(11)的外壁上开设有六角型状的外三角形倒角防浪翼缘(111)，

5、在所述浮体平台(11)的内壁壁上开设有圆型状的内三角形倒角防浪翼缘(112)，在所述外三角形倒角防浪翼缘(111)及内三角形倒角防浪翼缘(112)上均开设有消浪孔阵列(113)；

6、其中，所述外三角形倒角防浪翼缘(111)及内三角形倒角防浪翼缘(112)均采用三角形结构下部倒角，所述消浪孔阵列(113)由倒角开孔阵列组成。

7、进一步的，在所述浮体平台(11)的下部焊接有框架龙骨(12)，在所述框架龙骨(12)上安置有养殖网；

8、所述冷鲜室(13)、储电舱(14)、控制室(15)及智能工作间(16)均安置在浮体平台(11)上；

9、所述控制室(15)与智能工作间(16)相互靠近，所述储电舱(14)安置在靠近控制室(15)的一侧，所述冷鲜室(13)安置在靠近智能工作间(16)的一侧。

10、进一步的，在所述浮体平台(11)的表面上、所述冷鲜室(13)与储电舱(14)之间、所述冷鲜室(13)与智能工作间(16)之间、所述储电舱(14)与控制室(15)之间安置有至少3组相互连接的垂直风能俘获机构(2)、空气压缩机(3)、高压储气舱(4)、涡流管(5)、发电舱(6)及冷气储舱(7)。

11、进一步的，所述垂直风能俘获机构(2)包括平台立柱(25)，在所述平台立柱(25)的上端安置有传动轴(22)，

12、在所述传动轴(22)的上下两端安置有连接器(23)，在所述连接器(23)上连接有垂直风机叶片(21)，在所述上端的连接器(23)上安置有固定器(24)，所述传动轴(22)由连接器(23)与垂直风机叶片(21)连接，并由固定器(24)稳固；

13、在所述传动轴(22)与平台立柱(25)之间安置有大传动齿轮(26)，在所述大传动齿轮(26)上安置有传送带(27)；所述传送带(27)的另一端套设在空气压缩机(3)中安置的小传动轮(31)上。

14、进一步的，在所述空气压缩机(3)上安置有通过传送带(27)与大传动齿轮(26)相连接的小传动轮(31)，

15、在所述空气压缩机(3)上安设有压缩机外壁(32)，在所述空气压缩机(3)的前端开设有空气进气口(33)，在所述空气压缩机(3)的侧壁开设有高压气体出气口(34)，在所述空气压缩机(3)的底部安置有支座(35)；

16、所述高压气体出气口(34)的另一端连接在高压储气舱(4)上，所述高压储气舱(4)的另一端连接在涡流管(5)上，所述涡流管(5)的另一端分别连接在发电舱(6)及冷气储舱(7)上。

17、进一步的，所述高压储气舱(4)包括有舱壁外壳(41)及柔性高强膜(42)；

18、所述舱壁外壳(41)焊接在养殖网箱(1)的浮体平台(11)上，组成密闭的空间，

19、所述柔性高强膜(42)固定安置在舱壁外壳(41)的内壁面上，将高压储气舱(4)分为上下两部分，且上部预充由高压气体，下部为高压气体储气室；

20、在所述高压储气舱(4)上安置有压力计(43)、充气口(44)及高压气泵(45)所述充气口(44)与高压气泵(45)通过安置的耐压耐腐管道联通；

21、在所述高压储气舱(4)的底端两侧分别安置有进气口(46)及排气口(47)，所述进气口(46)与空气压缩机(3)的高压气体出气口(34)相联通，

22、所述排气口(47)与涡流管(5)相连。

23、进一步的，所述涡流管(5)包括管壁(51)，所述管壁(51)包括上侧管壁与下侧管壁，

24、在所述上侧管壁的中心位置开设有高压气体进口(52)，

25、在所述上侧管壁与下侧管壁之间、靠近高压气体进口(52)处安置有涡流导管(55)，

26、在所述上侧管壁与下侧管壁之间的一端安置有低温气体挡板(56)；

27、在所述上侧管壁与下侧管壁之间、所述涡流导管(55)的两端分别开设有高温气体出口(53)及低温气体出口(54)。

28、进一步的，所述管壁(51)使用的材料为为耐压、防腐及耐高、低温材料；

29、所述高压气体进口(52)为下端倾斜的导管型入口，与高压储气舱(4)的排气口(47)联通，所述低温气体挡板(56)用于反射管道中心的低温气体；

30、从低温气体出口(54)处喷出的低温气体的温度为-20℃，

31、从高温气体出口(53)排出的高温气体的温度为120℃。

32、进一步的，还包括海底系泊器(8)和系泊缆(9)，

33、所述平台立柱(25)的底部由系泊缆(9)与海底系泊器(8)连接，并与养殖网箱1的浮体平台(11)。

34、进一步的，所述浮体平台(11)由低密度高强度的泡沫钢组成。

35、本发明的基本原理在于：1、本发明旨在通过结合利用涡流管的技术原理实现海上风能和深远海养殖的联合利用。其中涡流管的原理在于：涡流管原理是压缩空气输入过涡流管，以高速旋转的方式流向一方，在这股气流运动过程中，外层的空气会发热，形成热源；与之相反的是，内层的空气会变冷，(冷热度与流速成正比)，运动至一端时冷气回沿着涡流的中心反向回流，形成制冷源。涡流管以常温高压气体为进气原料，可输出高位热源可达100～130℃，低温冷源可达-10～-50℃；2、本发明通过齿轮传动，将俘获的风能(大扭矩小转速)转化成用于压缩空气的高转速低扭矩能量。其中齿轮传动原理在于：通过齿轮传输可以将大扭矩、低转速的大齿轮的动量转化为低扭矩、高转速的小齿轮动量；3、本发明所述的深远海养殖涉及长距离的海产品输运和海产品的储藏，因此具有冷藏需求，研究表明：鱼类的储藏其实和鱼体的大小、鱼的种类、鱼的脂肪厚度都有很大的关系，例如：大马哈鱼、鲱鱼、鳟鱼、鲭鱼等这类鱼脂肪含量都很高，在-18℃冷库条件下储藏，仅能储藏2～3个月左右，在同样的储藏条件下，对于脂肪含量较少的鱼类来说，储藏期可达4～5个月左右，所以一般建议：如果储藏脂肪较多的鱼类的话，冷库温度控制在-30左右可以延长储藏期，脂肪较少的鱼类温度控制在-18～-23之间进行冷藏也可以延长储藏期，而一些肌肉呈红色的鱼要低于-30进行冷藏，更有一些特殊种类的鱼，温度要控制-40～-60左右进行储藏。而冷凝管的低温冷源可达-10～-50℃。

36、有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点是：1、本发明采用海上风能为能量来源，可以提供深海养殖的电能和冷鲜的超低温冷源，清洁无污染，且能够提供深远海养殖的关键需求；2、本发明将海上风能俘能技术通过涡流管原理与深远海养殖有机结合，提出了一种高效的能量转化方案，实现了深远海养殖的清洁能源供应。