專利名稱：船用水處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及一種船用水處理裝置及方法，更具體地說，涉及 一種可通過將表層水強(qiáng)制地推進(jìn)至深水從而消除水中的紅潮的船用水 處理裝置及方法。
背景技術(shù)：
紅潮、綠潮和藍(lán)潮都是由于家庭污水、家畜廢水和工業(yè)污水所造 成的污染。工業(yè)和家畜的臟水、廢水等中的洗滌劑中的磷酸鹽，以及 磷、氮、有機(jī)物等所組成的營(yíng)養(yǎng)物是海洋浮游植物或海藻的主體，也
是海藻泛濫的主要原因。上述營(yíng)養(yǎng)物的80%或者更多來(lái)自陸地。
近來(lái)，在韓國(guó)，沿南海和東海海岸向北移動(dòng)的紅潮已經(jīng)成為頻繁 地出現(xiàn)在朝鮮半島的長(zhǎng)期現(xiàn)象。專家們認(rèn)為，隨著工業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生 的臟水和廢水大量的流入海中，以及不正常的高溫，紅潮會(huì)更加急劇 地發(fā)展。
一般來(lái)說，紅潮主要是由于大量魚類排泄物或污染的河流或沿海 水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)中的飼料殘留物造成的。當(dāng)具備下述環(huán)境時(shí)，海藻的泛濫
會(huì)在海洋中產(chǎn)生嚴(yán)重的問題。
當(dāng)曰照量上升，營(yíng)養(yǎng)鹽例如氮、磷、鐵等物質(zhì)為高濃度，并且水 溫保持在20至25攝氏度時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致海藻的大量繁殖。
由于在海洋中的海藻具有光合作用的代謝，而夏季日照量增加， 加上水溫的升高和超營(yíng)養(yǎng)作用的產(chǎn)生，因而海藻在夏季旺盛生長(zhǎng)。
海藻牢牢地粘住在海洋生態(tài)系中的魚的腮，使得魚窒息，造成魚 類大量死亡，并且，海藻死亡會(huì)導(dǎo)致水中氧氣耗盡。換言之，由于作 為水系統(tǒng)中有機(jī)物的微生物的代謝過程中氧氣耗盡，海藻的尸體是魚 和貝類致命的因素。
特別是， 一種^皮稱之為朝鮮類的紅潮生物的浮游植物Coclodinium
polykrikoides,從20世紀(jì)九十年代起僅僅對(duì)沿韓國(guó)海岸就造成了大量 的破壞。當(dāng)直徑為頭發(fā)厚度的十分之一(15pm到20ium)的Coclodinium polykrikoides開始繁殖時(shí)，海水將褪為黑紅色。
現(xiàn)在主要地使用的消除紅潮生物的方法是噴灑黃土或銅。 更具體地說，該方法是通過將紅潮生物粘附于黃土的(l|am的) 土壤膠體，并使粘附的紅潮生物沉入海水底部的方法殺除紅潮生物。 當(dāng)紅潮生物繼續(xù)泛濫時(shí)，該方法并不十分有效，而且還會(huì)造成二次污 染。
此外，通過噴灑黃土消除紅潮生物的方法必須挖起大量的黃土， 運(yùn)送挖出的黃土到駁船，將運(yùn)輸?shù)狞S土與水混合，并且噴灑混合物。 因此，該方法存在成本高、不能迅速處理紅潮的缺點(diǎn)。
同時(shí)，注冊(cè)號(hào)為0412858的韓國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種"使用 船只清除紅潮的系統(tǒng)"。在這篇文件中，用船把底層的海水抽出，并 噴灑到出現(xiàn)紅潮的上層。從而使紅潮區(qū)域的水溫降低，因此使紅潮被 清除。
但是，為了把上升至高達(dá)20至25攝氏度范圍的表層水的溫度降 低到13攝氏度，必須噴灑巨大量的深水。并且上述上升的溫度不能迅 速降低，也會(huì)導(dǎo)致過高的費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。因此，本發(fā)明的目 的在于提供了一種船用水處理裝置及方法，其中溫度上升的表層水被 (通過紊流或噴射)推進(jìn)至海洋的深水中，從而阻礙了作為藻類生物 的生態(tài)環(huán)境的光合作用；并且其中表層水中的溶解氧下降，使得讓污 染物代謝的好氧菌旺盛生長(zhǎng)，因而海藻生物不能生存，從而防止并清 除紅潮；并且其中表層水在短時(shí)間內(nèi)被下推，防止了紅潮所造成的損 害。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種船用水處 理裝置。該裝置包括安裝于船上并浮在水上的浮板和多個(gè)安裝在浮板 下方的下推單元，下推單元將表層水推進(jìn)至海域的深水中。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置的透視圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置的平面圖； 圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置安裝在船
上的狀態(tài)的正視圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置安裝在船上的狀
態(tài)的側(cè)一見圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置安裝在船上的狀 態(tài)的平面圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的紅潮清除裝置的透視圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的紅潮清除裝置的平面圖；以及 圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的紅潮清除裝置沿圖7中的I-I 處的剖視圖。
具體實(shí)施方案
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性的實(shí)施方案進(jìn)行描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置的透視圖。圖2 是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置的平面圖。圖3和4是根 據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置安裝在船上的狀態(tài)的正視圖。 圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置安裝在船上的狀態(tài)的 側(cè)視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置安裝在船上 的狀態(tài)的平面圖。
在本發(fā)明的說明書中，船向前移動(dòng)的方向定義為船的前端，與之 相反的方向定義為船的后端。
如圖l至6所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的紅潮清除裝置A 包括浮板2和多個(gè)下推單元4。浮板2可分離地安裝在船100的相對(duì) 的兩側(cè)，并浮于水面。下推單元4安裝在浮板2的下方，用于將表層 水推進(jìn)至深水。
如圖l所示，每個(gè)浮板2都具有長(zhǎng)方形板的形狀，其內(nèi)部具有用
以增加浮力的空腔20。每個(gè)浮板2都向其后端傾斜，以釋放水的阻力。
更進(jìn)一步，為了阻擋(block)船IOO在前進(jìn)時(shí)波浪的沖擊，每個(gè) 浮板2的前端都具有傾斜部22。
另外，每個(gè)浮板2的一端具有支架24，因而其可被安裝于船100 上或從船100上拆除。支架24具有多個(gè)孔和螺栓。因此，當(dāng)每個(gè)浮板 栓接于船身時(shí)，上述紅潮清除裝置就成為船的一部分。作為一種替換 方案，每個(gè)浮板2的支架24也可通過焊接固定于船100的船身上。
每個(gè)浮板2底部還具有多個(gè)集水器6,集水器6將水流收集到下 推單元上。每個(gè)集水器6借助具有預(yù)定長(zhǎng)度的弓形板縱向安裝于每個(gè) 浮板上，并且具有朝向船的前端的開口。
優(yōu)選地，如圖2所示，每個(gè)集水器6的開口在180和315度之間 封閉。每個(gè)集水器6都以開口朝向船100的前端安裝。因此，這些集 水器6可以進(jìn)一步減少對(duì)水的阻力。
此外，每個(gè)集水器6都向船的后端傾斜，由此可進(jìn)一步減少水的 阻力。
如圖l所示，每個(gè)下推單元4實(shí)現(xiàn)將高溫的表層水推進(jìn)至海域的 深水的功能，其包括縱向地安裝于浮板2上的軸42、安裝于軸42頂 端的滑輪44和安裝在軸42上的螺旋槳46?；?4連接主動(dòng)力源8, 并由主動(dòng)力源8提供轉(zhuǎn)動(dòng)力。
每個(gè)下推單元4可進(jìn)一步包括至少一個(gè)葉輪47,葉輪47安裝于 軸42的下端，以獲得更強(qiáng)大的噴射力。
如圖3和4所示，將多個(gè)下推單元4設(shè)計(jì)為同時(shí)以這種方式凈皮驅(qū) 動(dòng)第一下推單元4a的軸42通過連接單元9與安裝于每個(gè)浮板2的 主動(dòng)力源8連接，其他下推單元4b、 4c和4d的軸42借助連接單元9 依次相互連接，并連接至第一下推單元42a的軸42。
換言之，如圖3所示，每個(gè)下推單元4利用鏈條或皮帶作為主動(dòng) 力源8和軸42的連接單元9。如圖4所示，每個(gè)下推單元4利用傘齒 輪9"作為主動(dòng)力源8和軸42的連接單元9。
主動(dòng)力源8采用船的推進(jìn)系統(tǒng)或常用的電動(dòng)機(jī)。
因此，每個(gè)下推單元4連接到船的推進(jìn)系統(tǒng)，從而接收推進(jìn)系統(tǒng)
的轉(zhuǎn)動(dòng)力。
更具體地說，第一下推單元4a的滑輪44通過連接單元9連接到 船100的推進(jìn)系統(tǒng)，并且第一下推單元4a通過連接單元9連接到其他 的下推單元4。因此，第一下推單元和其他從屬的下推單元4可由來(lái) 自船100的推進(jìn)系統(tǒng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
所述"推進(jìn)系統(tǒng)"是指使船100向前或后移動(dòng)的動(dòng)力產(chǎn)生單元， 包括一般的螺旋槳(screw)和發(fā)動(dòng)機(jī)。此結(jié)構(gòu)是公知的，所以省略對(duì) 其的詳細(xì)描述。
同時(shí)，下推單元4的滑4侖44、連接滑4侖44的連接單元9和主動(dòng) 力源8都安裝在每一浮板2的內(nèi)部或外部。優(yōu)選地，當(dāng)安裝于浮板2 的外部時(shí)，用防水蓋子罩住。
如圖5所示，每個(gè)下推單元4都向船的后端(即與船100的前進(jìn) 方向相反的方向)傾斜地安裝，從而像每一集水器6—樣，減少對(duì)水 的阻力。
在這種方式中，由于下推單元4向船的后端傾斜地安裝，因而其 可以產(chǎn)生推進(jìn)力。因此，盡管船100的推進(jìn)系統(tǒng)沒有被驅(qū)動(dòng)，該船仍 然可以前進(jìn)。此外，還可節(jié)省用于推進(jìn)該船100前進(jìn)消耗的燃料。下面描述以這種方式配置的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的紅潮清除 裝置的操作。
每個(gè)下推單元4的軸42縱向地安裝于浮板2上。更具體地說，浮 板2上裝有軸承，然后軸42以向后傾斜15到25度的方式插入該軸承。
同時(shí)，每個(gè)集水器6安裝于每個(gè)下推單元4的后方，優(yōu)選地，集 水器6與每個(gè)軸42向后傾斜相同的角度。
此外，每個(gè)集水器6以開口朝向船100的前端(更具體地說，是 朝向船身)的方式安裝。
然后，滑輪44安裝于每根軸42上端，在每根軸42的底部安裝葉 片47。至此，完成了每個(gè)下推單元。
之后，將多個(gè)下推單元4安裝每個(gè)浮板2上。每個(gè)下推單元4的 滑輪44都直接或間接連接至主動(dòng)力源8。
安裝了下推單元4和集水器6的各浮板2以翼狀方式安裝于船100
的船身。至此，浮板2安裝完成(參見圖5)。
之后，船100移動(dòng)到出現(xiàn)紅潮的位置，然后啟動(dòng)下推單元4。因 此，螺旋槳46和葉輪47被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因此而形成的推力產(chǎn)生向下的 水流。
因此，向下的水流使表層水被向深水噴射。其結(jié)果是把在主要在 高溫表層水生存的浮游植物移到低溫深水中，因而浮游植物由于缺乏 溫度的影響而停止代謝。由于這個(gè)原因，上述浮游植物會(huì)死亡，因而 紅潮得以消除。
一般來(lái)說，在夏天最熱的時(shí)候紅潮出現(xiàn)的機(jī)率最高。此時(shí)，表層 水的溫度為20到25攝氏度的范圍，而海洋中不到IO米深的深水的溫 度是大約13攝氏度。深水環(huán)境由于其低溫，阻止了海藻進(jìn)行光合作用 的代謝。
換言之，陽(yáng)光可以穿透水面從而射入水中的深度是大約2至3米。 因此，在水下IO米位置的深水是在低溫度環(huán)境中，在該環(huán)境中產(chǎn)生紅 潮的浮游植物不能生長(zhǎng)。
同時(shí)，圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的紅潮清除裝置的透視圖。 圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的紅潮清除裝置的平面圖。圖9是根 據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的紅潮清除裝置沿圖7中的I-I處的剖視圖。
如圖7、8和9所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的紅潮清除裝置A， 包括三角主體2，、多個(gè)安裝通道3，和多個(gè)下推單元4，。三角主體 2，具有在其相對(duì)側(cè)對(duì)稱地形成的斜面20，，安裝通道3'從斜面20， 向內(nèi)凹并可短時(shí)間儲(chǔ)存水。下推單元4，安裝于安裝通道3，中并將表 層水推進(jìn)至深水。
主體2，為三角形形狀，并且在其相對(duì)側(cè)對(duì)稱地形成有斜面20，， 其內(nèi)部具有至少一個(gè)空氣通道21',因而可浮于水面。
此外，主體2，具有為下推單元4提供動(dòng)力的主動(dòng)力源8，。
主動(dòng)力源8，包4舌可以獨(dú)立發(fā)電的發(fā)電機(jī)和由該發(fā)電機(jī)供電并驅(qū) 動(dòng)的電動(dòng)才幾。
斜面20，向后下方傾斜，其與船頭類似。因此，斜面20'使得主 體2，在水流中很容易穿梭，并防止船被波浪的力量打翻。
每個(gè)安裝通道3，具有大致的圓柱形，其斜面20，向內(nèi)凹，并可 短時(shí)間蓄水。下推單元4，分別安裝于安裝通道3，中。
換言之，支架30'水平地安裝于每個(gè)安裝通道3，的頂部。每個(gè) 下推單元4，的軸42'都縱向安裝于裝在每個(gè)支架30，上的軸承中。 至此，完成下推單元4，的安裝，所有軸42'都可旋轉(zhuǎn)。
每個(gè)下推單元4，實(shí)現(xiàn)將表層水推進(jìn)至海水深處的功能，其包括 縱向地安裝于安裝通道3'內(nèi)的軸42'、安裝于軸42'頂部的滑輪44' 和纏繞軸42，的楔形物(wedge) 46，?；?4，與主動(dòng)力源8，連 接，并由主動(dòng)力源8，提供轉(zhuǎn)動(dòng)力。
如圖7所示，多個(gè)下推單元4，分別安裝在安裝通道3，內(nèi)，并由 主體2，的主動(dòng)力源8，供給能量，因而同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
更具體地說，主動(dòng)力源8，通過連接單元9，(如鏈條或皮帶)與 第一下推單元4a，的滑4侖44'相連。其它下推單元4b， 、 4c，和4d， 通過連接單元9，直接或間接的連接到第一下推單元4a，。因此，其 它下推單元4b， 、 4c，和4d，可配合第一下推單元4a，的旋轉(zhuǎn)而同 時(shí)旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)然，另一種連接單元9，的示例也可包括傘齒輪9，。 下推單元4，的滑輪44,連接到滑輪的連接單元9，和主動(dòng)力源8，
都暴露在主體2，的上部，因而便于維修，并且它們?nèi)坑煞浪w10，罩住。
如圖9所示，每個(gè)下推單元都以向后傾斜的方式安裝，減少對(duì)水 的阻力。
在這種方式中，由于下推單元4，向后傾斜地安裝，因而它們能 提供推進(jìn)力。因此，盡管船的推進(jìn)系統(tǒng)并沒被驅(qū)動(dòng)，該船仍向前移動(dòng)。 下面描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的紅潮清除裝置的操作。 首先，包括發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的主動(dòng)力源8，安裝在主體2，的上部。 然后，軸42，安裝于安裝在安裝通道3，的頂部支架30'上，因 而向后傾凍牛。
接著，滑輪44，安裝于軸42'的頂端，而葉輪47'安裝于軸42' 底端。螺旋槳46'安裝在軸42'的上端和下端之間。
滑4侖44'通過連接單元9，直接或間接與主動(dòng)力源8'連接，因 此多個(gè)下推單元4，可以同時(shí)被主動(dòng)力源8，的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
之后，將主體2，的前端系在繩索上，然后連接至拖船100，。所 述拖船移動(dòng)到出現(xiàn)紅潮的地方。
然后，主動(dòng)力源8，被驅(qū)動(dòng)，因而下推單元4，；故驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
因此，下推單元4，的螺旋槳46'和葉輪47'的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推 進(jìn)力使得其中海藻旺盛生長(zhǎng)(紅潮)的高溫表層水快速朝深水下推并 噴射。因此，帶有氧氣的表層水向深水提供氧氣，并使其溫度升高。 因此，促進(jìn)了深水好氧菌的代謝，而進(jìn)入深水的海藻被殺死并被清除。
根據(jù)本發(fā)明，下推單元旋轉(zhuǎn)，以將溫度升高的表層水推進(jìn)至深水， 并將表層水的氧氣輸送至深水，從而使海藻生物快速下降至深水中， 因此海藻生物可以在短時(shí)間內(nèi)毀滅。
此外，由于氧氣被輸送至深水中，所以好氧菌得以旺盛生長(zhǎng)，從 而j吏污染物^i射。
雖然描述了本發(fā)明示例性的實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不 局限于這些示例性的實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明下述權(quán)利要 求的精神和范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種船用水處理裝置，包括浮板，其安裝在船上并漂浮于水面上；以及多個(gè)下推單元，其安裝于所述浮板的下方，并將表層水推進(jìn)至海域的深水中。
2. 如權(quán)利要求1所述的水處理裝置，其中每個(gè)所述下推單元包括向安裝于所述滑輪上的軸、安裝于所述軸上的螺旋槳、以及安裝于所 述軸上的葉輪。
3. 如權(quán)利要求1所述的水處理裝置，其中每個(gè)所述下推單元包括 軸、安裝于所述軸上的螺旋槳和安裝于所述軸上的至少一個(gè)葉輪，所 述軸通過傘齒輪與主動(dòng)力源連接，并由所述主動(dòng)力源提供動(dòng)力。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的水處理裝置，其中所述主動(dòng)力源包括 所述船的推進(jìn)系統(tǒng)和安裝在所述浮板上的電動(dòng)機(jī)之一 。
5. 如權(quán)利要求1所述的水處理裝置，進(jìn)一步包括多個(gè)集水器，每 個(gè)集水器由弓形板制成，并安裝于所述浮板下方，從而將水流收集到 每個(gè)所述下推單元上。
6. 如權(quán)利要求5所述的水處理裝置，其中每個(gè)所述集水器都向后 傾斜。
7. 如權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的水處理裝置，其中每個(gè) 所述下推單元都向后傾斜。
8. 如權(quán)利要求1所述的水處理裝置，其中所述浮板向所述船的后端傾斜，并包括位于其前端用于阻擋波浪的傾斜部。
9. 一種船用水處理裝置，包括主體，具有位于其相對(duì)側(cè)的對(duì)稱斜面和安裝于其上部的主動(dòng)力源； 多個(gè)安裝通道，其在所述斜面處向內(nèi)凹陷，并在短時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存水； 多個(gè)下推單元，其安裝于所述安裝通道內(nèi)，并將表層水推進(jìn)至深 水中。
10. 如權(quán)利要求9所述的水處理裝置，其中所述主動(dòng)力源包括能 獨(dú)立發(fā)電的發(fā)電機(jī)和由所述發(fā)電機(jī)供電并驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。
11. 如權(quán)利要求9所述的水處理裝置，其中所述斜面向后傾斜。
12. 如權(quán)利要求9所述的水處理裝置，其中每個(gè)所述安裝通道向 后傾斜，并且具有圓柱形的形狀，以便在短時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存水。
13. 如權(quán)利要求9或IO所述的水處理裝置，其中每個(gè)所述下推單 元包括縱向安裝于每個(gè)所述安裝通道的支架上的軸，安裝于所述軸 的上端并與所述主動(dòng)力源轉(zhuǎn)動(dòng)連接的滑輪，以及安裝于所述軸上的至 少一個(gè)螺旋槳。
14. 一種使用如權(quán)利要求1所述的水處理裝置的船用水處理方法， 所述水處理方法包括如下步驟將所述浮板與所述船連接；以及 驅(qū)動(dòng)主動(dòng)力源，以使所述下推單元旋轉(zhuǎn)；從而通過所述下推單元旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力，將包含藻類生物的高 溫表層水推進(jìn)至海的深水中。
全文摘要
提供一種用于消除紅潮的水處理裝置。該水處理裝置包括安裝于船上的浮板，浮板應(yīng)用于船的設(shè)計(jì)，并浮在水上；多個(gè)安裝于浮板下方的下推單元，其將表層水推進(jìn)至海域的深水；以及多個(gè)安裝在浮板下部的集水器，其將水流收集至下推單元。下推單元旋轉(zhuǎn)，以將溫度升高并極其需要生化氧氣的表層水推進(jìn)到深水，因而好氧菌得以旺盛生長(zhǎng)，從而抑制紅潮，但同時(shí)消滅海藻生物。
文檔編號(hào)C02F1/00GK101357784SQ200710142039
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月2日
發(fā)明者崔鎬相 申請(qǐng)人:崔鎬相