一種漂浮于水用于養殖工程設施的裝置及構建方法

專利名稱：一種漂浮于水用于養殖工程設施的裝置及構建方法
技術領域：
本發明涉及水面養殖技術領域，尤其涉及在開放水面特別是海面的大規模培養光合生物 如單細胞藻類和大型藻類，以及水產生物如貝類、鮑、參、海膽、蟹及魚蟲下的養殖裝置體系。
背景技術：
大規模培養水生生物，例如大型藻類和單細胞藻類，用于生物質能源制造、高蛋白糧食 制造、伺料、餌料、化肥、以及用于養殖高氮磷廢水處理，二氧化碳減排，已經受到的廣泛 關注。同時由于陸地養殖面積的限制，生物質能源和糧食餌料飼料，以及水產生物的養殖面 積需向海洋拓展。以微藻為例近10年來，多種培養光合生物如微藻的生物反應器模式和開 放培養模式被測試過。微藻培養有效光照深度淺，按占地面積所產生的產率很低。戶外開放 培養條件下，污染問題難于解決。
目前微藻的大規模工業化生產多采用室內外開放池式.開放式大池培養是即傳統又簡單 的微藻培養系統，可在大池中進行培養的藻類多具有一種極端的生長條件，從而避免其他微 生物或浮游動物的污染.但是，對于非極端條件生長的大多數種類微藻,大池培養一般難以保 證其生長條件.主要由于開放式大池培養系統易污染、培養效率低、二氧化碳供給不足、難于 進行溫控、水份蒸發嚴重等問題，而且如沼澤、湖泊、海洋等地質條件難以修建大池，另外， 大池修建占地且難以移位，嚴重制約了微藻產業的高速發展。
目前具有代表性的微藻光生物反應器主要有以下幾種1)管道式反應器；2)板式反應 器；3)袋式反應器；4)光纖及發光二極管反應器等，這些光反應器以優化控制和較高的產出 而展示了良好的發展前景，是未來微藻大規模生產的趨勢。其主要模式為 一是兼用內置光 源補充外部自然光源的不足，耗能大；二是利用外置水系統采用表面噴淋以實現冷卻降溫， 水消耗極大；三是為支持沉重養殖水體重量，采用透明有機玻璃側壁，此種材料在戶外強光 照條件下容易黃變，難于維持透明性，價格高昂且不耐用，沉重難以操作；四是結構曲折， 難于裝卸，難于清洗，難以大規模擴展；五是陸地設備無法利用自然水體動能進行攪拌，故 采用高成本高能耗的機械攪拌；六是采光組分與藻液直接接觸，難以保持透明性，需反復清 洗，增加人力操作和材料耗損，并且清洗工作需中斷養殖，故難于形成高密度培養連續采收; 七是無法利用廣闊的天然水面面積。目前研制的光生物反應器能耗高、成本高、難操作、難 以規模化推廣使用，且以昂貴成本的代價換來的較開放大池的產率提高很有限，已成為制約 光生物反應器發展的主要問題。
實現戶外開放水面上的微藻封閉式或半封閉式培養是降低培養成本、擴大培養面積，從 而建立可贏利商業生產的關鍵。開放水面上的大面積微藻生物反應器操作存在多重困難，比 如水面上安裝、加水和排水、清洗、通風、調節溫度、抗風浪等。目前，缺少可在開放水面 上大規模應用的微藻生物反應器設計。
同時由于陸地養殖面積的限制，生物質能源和糧食餌料伺料，以及水產生物的養殖面積 需向海洋拓展。傳統的養殖筏架是海洋養殖的重要工程技術裝備。筏式養殖筏架主要由樁纜、 浮梗、苗繩、浮子、沉石、樁等部分組成。其抵御風浪能力弱，難以抵抗離岸深海的水深流急，養殖面積小，并且難于機械化操作，使目前海洋水產人工養殖主要限于手工操作，為勞 動力密集型工作，難以自動化和規模化。同時，難于負載塑袋塑箱等封閉式及半封閉式結構， 目前多限于負載小型網類結構。并很少加入通氣設備。目前發展塘面和海洋水產養殖受到設 備的局限，亟待新的工程設備以開拓生物質能源和糧食餌料詞料及水產漁業待解決的養殖面 積。

發明內容
本發明的目的，在于提供一種適宜于海面大規模培養光合生物如單細胞藻類和大型藻類， 以及水產生物如貝類、鮑、參、海膽、蟹及魚蝦的養殖裝置——水面養殖水生生物的工程設 施的裝置及構建方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種漂浮于水用于養殖的工程設施的裝置及構建方法，至少包括 一個單位模塊式支架結構，該單位模塊式支架結構重復排列并彼此連接； 一個至少部分由所述的支架結構輔助浮載并支撐構成的培養容器； 所述的支架結構至少部分由內容有氣體的管道構成。
所述的培養容器由至少包括一個漂浮物組成的漂浮底托支架結構輔助浮載定型；所述的 漂浮物包括但不限于內容有氣體的管道或浮塊或浮球。
所述的培養容器壁可包括但不限于由板狀結構、或布狀結構、或網狀結構，或者上述各 一部分的組合連接構成；所構成培養容器的器壁之間的連接方式，包括但不限于密封連接或 可分離式連接；
所述的可分離式連接方式，包括但不限于交互折疊后用夾子或繩結連接固定。 所述的單位模塊式支架結構的重復排列并彼此連接的走向方式，包括但不限于與水面平 行走向方式或與水面垂直走向方式，或與水面呈其它角度排列并連接，或以上方式的組合； 優選為在與水面平行走向的單位模塊結構上構建與水面垂直走向的單位模塊結構，沿與水面 平行方向重復排列且彼此連接，可組合為三維立體網格狀支架；所述支架結構的連接方法包 括但不限于彈性連接。
所述的單位模塊式支架結構，其可供選擇的形狀，包括但不限于圓形、橢圓形、梭形、 矩形、三角形、梯形、球形、類球形或欄桿狀，或上述形狀的部分或上述某一形狀的某一部 分與另一形狀之一部分的組合；與水面平行單位模塊式結構優選為圓形或矩形或其組合；與 水面垂直單位模塊式結構優選為矩形或梭形或三角形或其組合。
該裝置可供選擇裝配的附屬設備，包括但不限于氣體分布器、氣泵、水泵、攪拌、固定、 輔助定型、通風、輸送氣體和液體的管道設備。
所述的氣體分布器可由所述由內容有氣體的管道構成其全部或一部分；所述內容有氣體 的管道包括但不限于構成單位模塊式支架的管道或構成所述的漂浮物的管道；所述的氣體分 布器包括但不限于氣石或氣管。
所述的漂浮底托支架結構包括但不限于由漂浮物和繩纜網組成；優選為條帶狀或網格狀 分布漂浮物的繩纜網結構；所述的漂浮底托支架結構支撐培養容器底部呈規則排列的凹狀結 構；所述的凹狀結構包括但不限于凹丘狀結構或凹槽狀結構；所述的凹槽狀結構優選為首尾相連的回旋跑道池式管道樣結構。
制作所述培養容器的可供選擇的材質，包括但不限于加強聚氯乙烯或聚乙烯或聚氨酯或 紗布；制作所述培養容器底壁可供選擇的材質，包括但不限于纖維加強材質；制作所述管道 支架可供選擇的材質，包括但不限于無規共聚聚丙烯熱熔管或加強聚氯乙烯管或金屬管。
所述支架結構的形狀，優選為與水面平行的圓形或矩形或其組合的單位模塊式結構上， 構建與水面垂直的矩形或梭形或三角形或其組合的單位模塊式結構，并沿與水面平行方向重 復排列且彼此連接組合為三維流線形立體網格狀支架。
本發明采用采用管道內含氣體的管道結構浮力大可漂浮于水上，故可作為支架及漂浮底 托浮載培養容器于水面上。培養容器壁由板狀結構或布狀結構或網狀結構組合連接構成，結 構簡單成本低但其自身除硬板結構外難于成型，且不能漂浮固定于水面，需要支架結構輔助成型。
單位模塊式支架結構可全部由管道組成，也可部分由管道組成，部分由非管道籠式結構 組成。由非管道籠式結構例如繩纜籠、鋼絲籠、竹籠等。管道支架可構成重復排列組合的單 位模塊式結構或其一部分，便于輔助支撐培養容器成型。管道支架結構易于定型，便于整合 氣管和水管等多種附屬功能設備于一體，便于在水面架設平穩的操作平臺，便于實現機械化 操作。管道結構堅固、價格低廉、質地輕、耐用防腐，同時具有一定彈性，抗風浪。管道結 構本身可以浮于水上，無須浮子，簡約結構。同時，管道支架結構因易于定型，故不像浮繩 筏架結構必需密集打多個樁，節省了樁和樁纜的需要，便利安裝操作和移位。
單位模塊式支架結構可與水面平行或垂直，或與水面平行的單位結構上可構建與水面垂 直的結構，在沿與水面平行方向重復排列。所述的支架結構的形狀優選為與水面平行的圓形 或矩形或其組合的管道單位模塊式結構上構建與水面垂直的矩形或梭形或三角形或其組合的
單位模塊式結構，并沿與水面平行方向重復排列且彼此連接組合為三維流線形立體網格狀支 架。所述的支架結構的連接方法可包括但不限于彈性連接。
與水面垂直的單位模塊式結構包括位于水面上的結構和位于水面下的結構。此結構位于 水面上的結構可支撐培養容器頂部高于水面，便于通氣和保持頂部透明性此結構位于水面下 的結構可打孔以作為氣體分布器的一部分，也可由氣管連接氣石經氣嘴安裝于位于水面上的 弧頂管道支架上，作為氣體分布器的一部分。此結構位于水面下的結構可與沉石及漂浮繩纜 底托相結合，使培養容器底部呈規則排列的凹式結構，便于維持大面積培養容器底部形狀， 也可打孔以作為氣體分布器的一部分。單位結構之間可采用彈性連接加強緩沖并可分離以便 于安裝。經管道連通上述單位結構后形成的管道支架可作為氣體分布裝置通入氣體，尤其是 用于藻類養殖的二氧化碳氣體，也可在動物類水產養殖中通入氧氣。
浮載培養容器底部的漂浮底托結構可自帶漂浮物，漂浮物可呈規則網格狀排列，輔助培 養容器底部維持形狀，便于浮載大面積培養容器于水面上。漂浮物如管道內含氣體的管道和 浮塊及浮球，可利用氣體分布器的布氣管道作為漂浮物。例如漂浮底托結構可以在網狀繩纜 上分布排列多個氣體分布器的布氣管道作為漂浮物，用來輔助培養容器底部呈規則排列的凹 狀結構，如凹丘狀結構和凹槽狀結構，可形成首尾相連的回旋跑道池式凹槽管狀結構。跑道池式凹槽管狀結構內可安裝攪拌器以輔助攪拌引流及采收。
可利用氣體分布器管道的管道內含氣的原理，用氣體分布器作為支架和漂浮底托的一部 分，輔助浮載和構建培養容器形狀，便于整合氣管、水管、氣體分布器、輔助浮載和支架等 多種附屬功能設備于一體，易于定型，精簡結構，降低成本，便于在水面架設平穩的操作平
臺
培養容器壁之間采用可分離式連接，采用夾子或繩結固定；結構簡單，便于大面積培養 容器的安裝及清洗操作。在培養容器頂壁上側可加繩網用于輔助培養容器頂壁固定成型。
本發明的裝置可置于開放水面，可位于水體各種深度，如水體表面、水底和懸浮水中， 便于利用天然水體風浪動能而攪拌培養物。并便于利用深部水體溫度與培養容器內水體溫度 交換，用于控制溫度，防止培養容器內水體受太陽光照射而溫度過高，便于減少培養容器厚 度，減短光程，提高培養物濃度，便于脫水采收。本裝置可固定于水底、水面附近堤岸、浮 臺浮箱等多種位置，比如可固定于海洋風力發電設備上。
本發明適于開放水面上的水生生物養殖，便于利用池塘和海面面積進行大規模水產養殖， 成本低，易實現抗污染、抗風浪和機械化操作，減少樁和樁纜需要。潛在用途還在于餌料生 產，飼料生產，漁業生產，糧食生產，生物質能源制造，工業廢氣二氧化碳捕獲，高氮磷重 金屬廢水處理等以及控制水體成分的水產養殖。


圖1本發明簡化的自頂側視的支架結構使培養容器底部呈三維立體流線形網格狀跑道池 式管狀結構在水面上的效果示意圖2是本發明簡化的自頂側視的底托支架結構使培養容器底部呈規則排列的凹槽管狀結 構，加入培養容器頂壁后，在水面上的效果示意圖3是本發明簡化的自側視的支架結構加入樁纜固定后，在水面上的效果示意圖4是本發明簡化的自頂側視的培養容器底部呈三維立體流線形網格狀跑道池式管狀結 構的效果示意圖5是本發明簡化的自頂側視的支架結構使培養容器底部呈規則排列的凹槽管狀結構， 在水面上的效果示意圖6是本發明簡化的自頂側視的梭型和矩形單位模塊式結構組合支架結構使培養容器底 部呈規則排列的凹丘狀結構，在水面上的效果示意圖7是本發明簡化的自頂側視的繩纜為主的結構構建網狀漂浮底托支架結構使培養容器 底部呈規則排列的凹丘狀結構，在水面上的效果示意圖8是本發明簡化的自頂側視的以網格狀分布浮塊作為漂浮物的漂浮底托支架構成呈規 則排列的凹丘式底部結構的效果示意圖9是本發明簡化的自底側視的以條帶狀分布的管內含氣體的管道做為漂浮物的漂浮底 托支架結構效果示意圖IO是本發明簡化的自頂側視的漂浮支架結構承載袋式培養容器的效果示意圖11是本發明簡化的自頂側視的底托支架與培養容器底部分離后，袋式培養容器底部失 去維持形狀的支撐而下墜的效果示意圖；圖12是本發明簡化的自頂側視的漂浮支架結構承載網式培養容器的效果示意圖13是本發明簡化的自頂側視的塑箱式培養容器采用套環式的活動連接支架結構的效
果示意圖，(并聯三個塑箱式培養容器均呈加水后狀態)；
圖14是本發明簡化的自頂側視的塑箱式培養容器采用套環式的活動連接支架結構的效 果示意圖，(并聯三個塑箱式培養容器，其中左右兩個培養容器呈加水后狀態，中間一個為排 水后狀態)；
圖15是本發明簡化的自頂側視的三維網格狀支架經硬性彈性連接后，在海面風浪下彎曲 的效果示意圖1 6是本發明簡化的自頂側視的三維網格狀支架經軟性彈性連接后，在海面風浪下彎曲 的效果示意圖17是本發明簡化的自頂視的圓形和矩形組合的單位模塊式支架結構構建網格狀管道 支架結構的效果示意圖18是本發明簡化的自頂視的圓形、梭形和矩形組合的單位模塊式支架結構構建三維立 體流線形環狀網格支架結構的效果示意圖。
圖19是本發明簡化的自頂側視的三角形和矩形組合的單位模塊式支架結構構建三維立 體流線形網格支架結構的效果示意圖。
圖中l單位模塊式結構支架，2管內容氣體的管道構成的管道支架結構，3漂浮底托支 架，4漂浮底托繩纜網主干，5漂浮底托繩纜網非主干部分，6漂浮高度較高的浮子，7漂 浮高度較低的浮子，8培養容器，9培養容器壁交通口， 10培養容器壁封閉部分，ll培養容 器壁可分離式連接處，12固定檐，13固定孔，14固定桿，15固定繩結處，16彈性連接， 17套管，18樁，19樁纜，20攪拌器，21沉石，22氣石，23氣管。
具體實施例方式
本發明的裝置包括一個支架結構構建成所需形狀的單位模塊式結構，重復排列并彼此連 接； 一個至少部分由所述的支架結構輔助浮載并支撐以構成所需形狀的培養容器；所述的支
架結構至少部分由管道內容氣體的管道構成。培養容器壁由板狀結構或布狀結構或網狀結構 組合連接構成，結構簡單成本低但其自身除硬板結構外難于成型，且不能漂浮固定于水面， 需要支架結構輔助成型。可利用氣體分布器管道的管道內含氣的原理，用氣體分布器作為支 架和漂浮底托的一部分，輔助浮載和構建培養容器形狀，便于整合氣管、水管、氣體分布器、 輔助浮載和支架等多種附屬功能設備于一體，易于定型，精簡結構，降低成本，便于在水面 架設平穩的操作平臺。由帶間隔排列的漂浮物的繩纜為主的漂浮底托支架2輔助浮載培養容 器8的底部，使培養容器底部呈規則排列的凹式結構，便于維持大面積培養容器底部形狀。 例如使培養容器底部呈規則排列的凹槽管狀結構，可形成三維立體流線形網格狀跑道池式管 狀結構。
本發明采用管內含氣體的管道結構浮力大可漂浮于水上，故可浮載培養容器于水面上。 所述的支架可構成重復排列組合的單位模塊式結構，便于輔助支撐培養容器成型。管道支架 結構易于定型，便于整合氣管、水管、氣體分布器、輔助浮載和支架等多種附屬功能設備于 一體，便于在水面架設平穩的操作平臺，便于實現機械化操作。管道結構堅固、價格低廉、質地輕、耐用防腐，同時具有一定彈性，抗風浪。管道結構本身可以浮于水上，無須浮子， 簡約結構。同時，管道支架結構因易于定型，故不像浮繩筏架結構必需密集打多個樁，節省 了樁和樁纜的需要，便利安裝操作和移位。
單位模塊式支架1重復排列并彼此連接輔助支撐和浮載培養容器8，使之便于構成所需 形狀。支架可構成各種所需形狀的單位模塊式結構；包括但不限于圓形、橢圓形、梭形、矩 形、三角形、菱形、梯形、球形、類球形、傘形、欄桿狀、不規則形狀及其上述形狀的一部 分的形狀、及其組合。所述的管道支架單位模塊式結構包括與水面平行或與水面垂直或以上 兩種方式的組合，可在沿與水面平行方向重復排列并彼此連接。所述的與水面平行的單位結 構，沿與水面平行方向重復排列并彼此連接可組合為網格狀管道支架。所述的管道支架結構 的形狀優選為與水面平行的圓形或矩形或其組合的管道單位結構上構建與水面垂直的矩形或 梭形或三角形或其組合的管道單位結構，并沿與水面平行方向重復排列且彼此連接組合為三 維流線形立體網格狀管道支架。此種結構便于大面積重復擴展，流線型彈性結構彈性大，便 于在海面強風浪下，承載大面積培養容器于水面上。
單位模塊式管道支架結構可與水面平行或垂直，在與水面平行的單位結構上可構建與水 面垂直的結構，沿與水面平行方向重復排列。所述的與水面垂直的單位結構包括位于水面上 的結構和位于水面下的結構。此結構位于水面上的結構可支撐培養容器頂部高于水面，便于 通氣和保持頂部透明性。此結構位于水面下的結構可打孔以作為氣體分布器的一部分。也可 由氣管連接氣石經氣嘴安裝于位于水面上的弧頂管道支架上，作為氣體分布器的一部分，并 便于連接固定其他管道結構，便于在水面架設平穩的操作平臺。
經管道連通上述單位結構后形成的管道支架可作為氣體分布裝置通入氣體，尤其是用于 藻類養殖的二氧化碳氣體，以驅動培養液充分流動形成循環，促使培養物交替接受光照，形 成光暗循環，并促進表面高溫水體與深部的低溫水體混合，調節溫度，以及促進二氧化碳吸. 收。也可在動物類水產養殖中通入氧氣。
管道構成的支架結構可由塑管以及金屬管道密封連接構成；例如以無規共聚聚丙烯熱熔 管或以纖維或金屬絲加強的聚氯乙烯管或鋼管作為主要承重漂浮管道。
管道模塊式單位結構之間可采用彈性連接加強緩沖并可分離以便于安裝；包括但不限于 彈性套管17兩側分別套入管道支架2端側構成的可分離式彈性連接16。
培養容器壁由板狀結構或布狀結構或網狀結構組合連接構成，培養容器壁之間采用可分 離式連接，結構簡單，便于安裝及清洗操作。采用軟式培養容器時，釆用水平方向風箱式折 疊培養容器便于采收。在培養容器頂壁上側可加繩網用于輔助培養容器頂壁固定成型。培養
容器也可不加頂壁或采用紗布作為頂壁。
培養容器8的類型包括開放式，半封閉式和封閉式及其混合等形式；開放式培養容器8 的構建方式包括網簾式、網箱式、網籠式、垂繩式及其混合等形式；封閉式培養容器8的構 建方式包括袋式、管式和箱式及其混合等形式；其截面形狀包括但不限于三角形、螺旋形、 U型、圓形、梭型、及其組合等形式。
培養容器可內置海綿以減少餌料流失。
培養容器8底部可襯接輔助結構以維持培養容器形狀；浮載培養容器底部的漂浮底托結構可自帶漂浮物浮子，漂浮物可呈規則網格狀排列，輔助培養容器底部維持形狀，便于浮載 大面積培養容器于水面上；繩纜支架側部可與漂浮結構分離，便于培養容器的安裝和移除。 漂浮物包括管道內含氣體的管道、浮塊及浮球，如玻璃纖維球，泡沫塑料塊和塑料球等。氣 體分布器的布氣管道的一部分可作為漂浮物。
培養裝置包括用于保證支持培養容器8頂部及通風口高于水面之上的裝置，如高于水面 的欄桿結構。所述的培養容器可以由氣體支撐其頂側中間部分于水面之上。通風裝置例如可 在封閉式培養容器上，高于水面位置，間隔設置通氣篩網；通氣篩網可設避雨裝置，以避免 使通氣篩網面向天空方向。
培養容器頂部可供選擇的材質包括但不限于透光紗網，透光纖維加強聚氯乙烯，透光聚 氨酯和透光聚乙烯；培養容器底部可供選擇的材質包括但不限于纖維加強聚氯乙烯。同一支 架結構內的多個培養容器可共用同一頂壁及同一底壁。繩纜支架部分材料優選為纖維加強聚 氯乙烯繩纜。
培養裝置可包含用于促進培養物通氣，運動和調節培養水體溫度的裝置，該裝置可包括 氣體分布器；氣體分布器包括氣石，氣嘴和氣管；氣體包括空氣，二氧化碳，氧氣及其混合 形式。
培養裝置可配置水面固定裝置，包括浮箱，樁18和樁纜19、繩纜4，繩纜4上套有浮 子6。樁18可固定于水底、水面附近堤岸、浮臺浮箱等多種位置。 支架結構和管道自身可呈流線型及梭型以抗風浪和引流。
培養裝置外側可設置防浪設施；防浪設施包括擋浪板和減浪緩沖區域。防浪設施可由管 道支架構建。
培養裝置可配置水質處理裝置以控制水體成分，用于無污染水產養殖和輔加特殊添加劑 的水產養殖。培養容器包括但并不限于氣泵、水泵、培養物輸入和采集管道，液體輸入和排 出管道，氣體分布管道，傳感檢測控制器及固定裝置和輔助成型裝置如沉石。培養裝置可配 置機械化操作系統和自動化控制系統。可配置采收船以安置通氣，采收裝置和檢測控制系統 等。
設備中培養的水生生物包括但并不限于大型藻類、單細胞藻類、貝類、鮑、參、海膽、 蟹及魚蝦。
所述的裝置可配備自動化機械化控制裝置，便于規模性操作。從而便利多個培養容器在 開放水面上的安裝，加水，采收和排水引流，以及清洗操作。
參見圖l，圖2，圖l示意了梭型和矩形單位模塊式結構組合支架結構，以及漂浮底托結 構包括以網狀繩纜上分布排列多個氣體分布器管道作為漂浮物，用來輔助培養容器底部呈規 則排列的凹狀結構，本例為首尾相連的回旋跑道池式凹槽管狀結構。箭頭所示為培養液流動 方向。并示意固定桿用來固定培養容器壁和管道支架及漂浮底托支架。跑道池內安裝攪拌器 20以輔助攪拌引流及采收。管道支架與水面垂直的單位結構為梭型，與水面平行的單位結構 為矩形。(未示意培養容器頂壁)。圖2示意了圖l所示結構加入培養容器頂壁后的效果。
參見圖3，圖3示意了與水面垂直的管道支架單位結構形狀為梭型，與水面垂直重復排 列并彼此連接的梭型管道支架單位結構組合為管狀管道支架。支架側面之間由彈性套管17連接固定，取下彈性套管17后，船可從支架之間進入。操作完畢后，套上彈性套管17以固定 相鄰管道的支架結構。經密封連接后，管道自浮于水面之上，并可作為氣體分布器的供氣管 道使用。并便于連接固定進水管和排水管等其他管道結構，便于在水面架設平穩的操作平臺。 底側用樁纜19加浮子6承載管道支架，間隔加樁18，以減少硬角結構，抗風浪損折。
參見圖4，圖5，圖4是示意了梭型和矩形單位模塊式結構組合支架結構使培養容器底部 呈規則排列的首尾相連的回旋跑道池式凹槽管狀結構；圖5示意了支撐所述的培養容器的支 架結構構建成所需形狀的單位模塊式結構，單位模塊式支架結構可全部由管道組成，也可部 分由管道組成，部分由非管道籠式結構組成，例如繩纜籠、鋼絲籠，竹籠等。
參見圖6，圖6示意了管道結構2用于漂浮支架的結構。管道支架與水面垂直的單位結 構為梭型，與水面平行的單位結構為矩形。與水面平行的矩形單位結構上構建與水面垂直的 梭型單位結構形成類球狀單位結構。梭型管道支架頂部水面之上的弧形欄桿結構支撐培養容 器頂部呈流線形；梭型管道支架底部水面之下的弧形欄桿結構與漂浮繩纜底托相結合維持大 面積培養容器底部形狀；并可作為氣體分布器通入氣體，并同時示意了氣管23氣石22結構。
參見圖7，圖8，圖9，圖7示意了由繩纜構成的網格狀底托支架結構承載培養容器頂部， 呈網格狀排列的漂浮物，輔助培養容器底部維持形狀，繩纜支架結構的底部不在同一平面高 度，使培養容器底部呈規則排列的凹丘式結構，便于浮載大面積培養容器于水面上。圖8示 意了以浮于不同高度水面的浮塊作為漂浮底托支架結構上的漂浮結構，使培養容器底部構成 呈規則排列的凹丘式底部結構，漂浮物呈網格狀分布。圖9示意了自底側觀的以管內含氣體 的氣體分布器管道做為漂浮物的漂浮底托支架結構，漂浮物呈條帶式分布。
參見圖IO，圖ll，圖12，圖10和圖11示意浮繩支架一側與培養容器及漂浮結構分離， 便于培養容器的安裝和移除。圖IO示意了所述支架上承載袋式培養容器，培養容器底部呈規 則排列的凹丘式結構，與水面垂直的單位結構為梭型管道支架，梭型單位結構沿水面平行方 向重復排列并連接構成管型管道支架。培養容器頂部經弧形欄桿結構的管道支撐而呈流線形。 圖ll示意了移除漂浮底托支架后，袋式培養容器底部失去維持形狀的支撐而下墜。圖12示 意了所述支架承載網式培養容器，培養容器底部呈規則排列的凹丘式結構。
參見圖13，圖14，示意了管道結構l用于漂浮支架的結構，采用活動式連接培養容器8 后，可切割水面為多個加排水互不影響的培養區域。圖13中三個培養容器均呈加水后狀態； 圖14中，左右兩個培養容器呈加水后狀態，其中間一個為排水后狀態；示意固定在同一自浮 管道支架上的相鄰培養容器的加排水操作互不影響，也不會影響自浮管道支架結構在水面上 的平衡。加水時，培養容器不易翻覆。
參見圖15,圖16，圖15示意管道支架經硬性彈性連接后，在海面風浪下可彎曲但不易 折損，并保持支架浮于水面；僅顯示管道支架，未顯示漂浮底托及培養容器。與水面垂直重 復排列的管道單位結構形狀為梭型，與水面平行重復排列的管道單位結構形狀為矩型，其與 水面平行重復排列并彼此連接組合為三維立體網格狀。圖16示意三維立體網格狀管道支架經 軟性彈性連接后，在海面風浪下可彎曲，包括管道支架和漂浮底托，未顯示培養容器。
參見圖17，圖18，圖19，示意了與水面平行重復排列并彼此連接的管道支架單位結構 可組合為網格狀管道支架結構，其間可采用彈性連接或活動式連接。圖17示意管道支架與水面垂直的單位結構為梭型，與水面平行的單位結構為圓形和矩形的組合。圖18示意了與水面 平行的圓形單位結構上可構建與水面垂直的梭形結構形成類球狀單位結構，與水面平行重復 排列并彼此連接組合為三維立體流線形環狀網格，其間采用彈性連接。圖19示意了三角形和 矩形組合的單位模塊式支架結構構建三維立體流線形網格支架結構，中間呈網格構架而外圍 呈流線型。
實施例1:利用氣體分布器管道的管道內含氣浮力大的原理，用氣體分布器作為支架和 漂浮底托的一部分，輔助浮載和構建培養容器形狀，便于整合氣管、水管、氣體分布器、輔 助浮載和支架等多種附屬功能設備于一體，易于定型，精簡結構，降低成本，便于在水面架 設平穩的操作平臺。支架部分采用無規共聚聚丙烯熱熔管經熱烙密封連接，中間通氣作為承 重漂浮管道和氣體分布器，以及漂浮底托的一部分。與水面平行的單位模塊式結構為矩形， 與水面垂直的單位模塊式結構為梭形；在與水面平行的矩形單位模塊式結構上構建與水面垂 直的梭形單位模塊式結構，并沿與水面平行方向重復排列且彼此連接組合為三維流線形立體 網格狀支架。位于水面上的流線形管道支架結構支撐培養容器頂部高于水面，便于通氣和保 持頂部透明性；并由氣管連接氣石經氣嘴安裝于位于水面上的弧頂管道支架上，作為氣體分 布器的一部分。此結構位于水面下的結構可與漂浮繩纜底托相結合，利用管道內含氣體的氣 體分布器的布氣管道作為漂浮物，輔助培養容器底部呈規則排列的凹槽式結構，構成首尾相 連的回旋跑道池式管道樣結構。跑道池式凹槽管狀結構內安裝水流推進裝置以輔助攪拌引流 及采收。用透光高纖聚氯乙烯軟板構建袋式培養容器。軟板式培養容器頂壁和底壁之間的連 接方式為交互折疊后用夾子或繩結連接固定。軟板狀培養容器頂壁上側附加繩網用于輔助培 養容器頂壁固定成型。本例軟板狀培養容器也可不加頂壁或采用紗布作為頂壁。管道支架側 面之間由彈性套管連接固定，取下彈性套管后，船可從支架之間進入。操作完畢后，船駛出， 套上彈性套管以固定相鄰的管道支架結構。利用氣體分布裝置通入發電廠含二氧化碳的工業 廢氣以驅動培養液交流運動，提高二氧化碳吸收率和調節培養水體溫度。培養裝置還可在高 于水面位置，間隔設置通氣篩網。該裝置可裝配氣泵、水泵、攪拌、固定、輔助定型、輸送 氣體和液體的管道設備；并配置采收船,其上配置氣泵水泵離心脫水干燥轉化設備及可配置傳
感檢測控制器和自動控制系統以集中控制加水排水通氣和采收轉化等操作。用于開放水面上 單細胞藻類培養及其相關應用。
實施例2:采用鋼管構建形狀為圓形的單位模塊式結構，沿水面平行重復排列并彼此連 接為網格狀管道支架結構，其間采用彈性連接。網狀培養容器壁之間的連接方式為繩結連接 固定。漂浮底托支架部分采用纖維加強聚氯乙烯繩纜及繩網，帶網格狀排列的漂浮物構成網 狀結構。漂浮物為玻璃纖維球或塑料球，呈三維點陣式排列并間隔加沉石，使繩纜支架結構 的底部不在同一平面高度，輔助培養容器底部呈多個規則排列的凹丘式結構，便于浮載大面 積培養容器于水面上。在順流方向并聯排列管道支架。繩纜支架可與培養容器分離，便于培 養容器的安裝和移除，如可采用水平方向風箱式折疊培養容器以清空便于采收。管道支架結 構之間采用彈性套管兩側分別套入管道支架端側構成的可分離式彈性連接。將套管取下后， 船可劃入支架結構內進行水上操作。樁纜采用纖維加強聚氯乙烯材料，直徑10 12毫米(l OOO— 1 500股)，長度約為大潮滿潮時水深的2 3倍，樁埋人海底砂泥。容器內做大型海藻、貝類、鮑、參、海膽、蟹及魚蝦的水產養殖，不同培養容器中間可混加大型海藻養殖及
微藻培養。培養裝置外圍設置由管道構成的欄桿用于擋浪板以防浪。
實施例3:用多個以圓型塑箱作為培養容器位于圓形管道支架中間。塑箱培養容器的頂 壁與底壁之間用繩結固定連接。用透光高纖聚氯乙烯軟板構建培養容器頂壁。多個塑箱培養 容器可共用同一頂壁。支架部分采用鋼管經彈性連接，中間通氣作為承重漂浮管道和氣體分 布器。與水面平行的圓形單位模塊式結構上構建與水面垂直的梭形單位模塊式結構，并沿與 水面平行方向重復排列且彼此連接組合為三維流線形立體網格狀支架。承載培養容器底部的 漂浮底托結構帶網格狀分布的漂浮物，輔助培養容器底部維持形狀。不同培養容器及水平管 道支架，各自隨加水排水而沉浮，互不影響，也不影響管道支架的沉浮。利用管道支架氣體 分布裝置通入氣體以驅動培養液交流運動和調節培養水體溫度。并配置采收船,其上配置氣 泵，水泵，離心脫水干燥轉化設備及可配置傳感檢測控制器和自動控制系統以集中控制操作， 用于水生生物的養殖。
權利要求
1.一種漂浮于水用于養殖的工程設施的裝置，其特征在于它至少包括一個單位模塊式支架結構，該單位模塊式支架結構重復排列并彼此連接；一個至少部分由所述的支架結構輔助浮載并支撐構成的培養容器；所述的支架結構至少部分由內容有氣體的管道構成。
2.根據權利要求l所述的水面養殖工程設施的裝置，其特征在于所述的培養容器 由至少包括一個漂浮物組成的漂浮底托支架結構輔助浮載定型；所述的漂浮物包括但不限于內容有氣體的管道或浮塊或浮球。
3. 根據權利要求1所述的水面養殖工程設施裝置的構建方法，其特征在于所述 的培養容器壁可包括但不限于由板狀結構、或布狀結構、或網狀結構，或者上述各一部 分的組合連接構成；所構成培養容器的器壁之間的連接方式，包括但不限于密封連接或 可分離式連接；所述的可分離式連接方式，包括但不限于交互折疊后用夾子或繩結連接固定。
4. 根據權利要求1所述的水面養殖工程設施裝置的構建方法，其特征在于所述 的單位模塊式支架結構的重復排列并彼此連接的走向方式，包括但不限于與水面平行走向方式或與水面垂直走向方式，或與水面呈其它角度排列并連接，或以上方式的組合； 優選為在與水面平行走向的單位模塊結構上構建與水面垂直走向的單位模塊結構，沿與 水面平行方向重復排列且彼此連接，可組合為三維立體網格狀支架；所述支架結構的連 接方法包括但不限于彈性連接。
5. 根據權利要求1所述的水面養殖工程設施裝置的構建方法，其特征在于所述 的單位模塊式支架結構，其可供選擇的形狀，包括但不限于圓形、橢圓形、梭形、矩形、 三角形、梯形、球形、類球形或欄桿狀，或上述形狀的部分或上述某一形狀的某一部分 與另一形狀之一部分的組合；與水面平行單位模塊式結構優選為圓形或矩形或其組合； 與水面垂直單位模塊式結構優選為矩形或梭形或三角形或其組合。
6. 根據權利要求1所述的水面養殖工程設施的裝置，其特征在于該裝置可供選擇裝配的附屬設備，包括但不限于氣體分布器、氣泵、水泵、攪拌、固定、輔助定型、 通風、輸送氣體和液體的管道設備。
7. 根據權利要求1所述的水面養殖工程設施的裝置，其特征在于所述的氣體分布器可由所述由內容有氣體的管道構成其全部或一部分；所述內容有氣體的管道包括但 不限于構成單位模塊式支架的管道或構成所述的漂浮物的管道；所述的氣體分布器包括但不限于氣石或氣管。
8. 根據權利要求2所述的水面養殖工程設施裝置的構建方法，其特征在于所述 的漂浮底托支架結構包括但不限于由漂浮物和繩纜網組成；優選為條帶狀或網格狀分布 漂浮物的繩纜網結構；所述的漂浮底托支架結構支撐培養容器底部呈規則排列的凹狀結 構；所述的凹狀結構包括但不限于凹丘狀結構或凹槽狀結構；所述的凹槽狀結構優選為 首尾相連的回旋跑道池式管道樣結構。
9. 根據權利要求1所述的水面養殖工程設施裝置的構建方法，其特征在于制作 所述培養容器的可供選擇的材質，包括但不限于加強聚氯乙烯或聚乙烯或聚氨酯或紗 布；制作所述培養容器底壁可供選擇的材質，包括但不限于纖維加強材質；制作所述管 道支架可供選擇的材質，包括但不限于無規共聚聚丙烯熱熔管或加強聚氯乙烯管或金屬 管。
10. 根據權利要求5所述的水面養殖工程設施裝置的構建方法，其特征在于所述 支架結構的形狀，優選為與水面平行的圓形或矩形或其組合的單位模塊式結構上，構建 與水面垂直的矩形或梭形或三角形或其組合的單位模塊式結構，并沿與水面平行方向重 復排列且彼此連接組合為三維流線形立體網格狀支架。
全文摘要
本發明涉及一種漂浮于水用于養殖的工程設施裝置及構建方法，它包括一個單位模塊式支架結構，其重復排列并彼此連接；該支架結構輔助浮載并支撐構成的培養容器；該支架結構至少部分由內容有氣體的管道構成。培養容器由包括漂浮物組成的漂浮底托支架結構輔助浮載定型。本發明適于在開放水面如海面上進行大規模培養單細胞藻類和大型藻類，以及水產生物如貝類、鮑、參、海膽、蟹及魚蝦的養殖裝置。它具有成本低，結構牢固，抗風浪，便于大面積培養容器的安裝清洗操作和移除等特點。
文檔編號A01G33/00GK101525574SQ20091013608
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月28日 優先權日2009年4月28日
發明者洪 朱 申請人:洪 朱