一种可用于海上垃圾收集和处理的箱型海洋环境保护船
技术领域
本发明属于海上环境保护设备领域，具体涉及到一种用于海上垃圾收集和处理的箱型海洋环境保护船。
背景技术
海洋环境的保护和开发是我们的一个重要目标。每年经由各种途径进入海洋的塑料垃圾有115万-241万吨。大规模的油污染导致大量海洋生物因缺氧而死亡。油膜和油块能粘住大量幼鱼和鱼卵，使其死亡。对海洋环境的破坏，还有日常生活里的塑料袋、包装袋、农药，以至香烟头等，决不可低估它们的破坏程度。
根据我国现有的沿海海面上垃圾状况，沿海港口垃圾处理状况和港口城市居民生活垃圾急待处理的现状，本发明将致力于研制一种新型的海面上垃圾清理和垃圾分类、回收、处理的具有综合性功能的海洋环境保护船。
发明内容
本发明提出一种新型的既可以在海上进行垃圾清扫作业又可以及时进行垃圾处理的具有综合性功能的箱型海洋环境保护船。该船可为海洋环境保护提供一种新型有效的工具和设备。该船主要功能是用来对海面上的垃圾进行收集和清理。该船另外的应用市场，可为沿海工厂处理工业垃圾和沿海港口城市处理生活垃圾，还可以用于收集处理海洋油气平台上的工业垃圾，货轮、邮轮上所产生的的各种垃圾和沿海岛屿上的居民生活垃圾，可以快速和有效地处理海上突发事故现场的各种垃圾，将是一条具有集清扫、收集、处理综合性功能为一体的的海上环保船。
为实现上述目的，本发明提供一种可用于海上垃圾收集和处理的箱型海洋环境保护船，包括主船体和用于清理海面垃圾的清扫小船，所述主船体包括上层甲板、底部船舱以及用于连接上层甲板和底部船舱的箱型船体，所述底部船舱用于停靠清扫小船，所述上层甲板上设有垃圾处理中心。
进一步地，所述底部船舱采用桁架结构，所述清扫小船固定于底部船舱的桁架甲板上。
进一步地，所述底部船舱的桁架甲板下方有排水通道。
进一步地，所述底部船舱内设有连通海水的舱内水槽，所述底部船舱一侧设有水密艉封板，所述底部船舱内还设有带有托架的平板小车，所述平板小车用于放置清扫小船。
进一步地，所述主船体的上层甲板为箱型甲板结构，所述箱型甲板结构上设有容纳工作人员的生活区。
进一步地，所述主船体的上层甲板上设有舱室，所述上层甲板的尾部设有垃圾堆放仓库，所述垃圾堆放仓库用于放置未经处理的的垃圾，所述上层甲板的尾前部设有堆放舱，所述堆放舱用于放置处理好的可回收垃圾。
进一步地，所述清扫小船包括小船船体、小船导水叶轮、小船传输带及小船垃圾储存舱，所述小船船体上设有小船传输带，所述小船传输带前端的两侧设有小船导水叶轮，所述小船传输带的后端连接小船垃圾储存舱，所述小船传输带的两侧设有间隔排列的倒钩。
进一步地，所述清扫小船采用平底结构。
进一步地，所述小船传输带前端的左右两侧设有可转动展开的V形滤网状结构。
本发明的有益效果是：
1、它是一条用于海上垃圾收集，清理和处理的具有综合性功能的船舶。具有环保性强，安全性高的特点。
2、可以大面积的清理海上各种大量的漂浮垃圾。
3、可以收集岛礁、海上平台、货轮、邮轮等所产生的工业和生活垃圾、也可辅助服务于近海城市生活垃圾的处理。
4、可以快速和有效地处理海上突发事故现场的各种垃圾。
6、紧凑的垃圾处理设备的甲板布置。
7、可携带多条收集海上垃圾小船的母船设计。
8、根据海上垃圾种类的不同，如油污垃圾或固体垃圾等，可替换和携带不同玏能的小船。
附图说明
图1为本发明所述的用于海上垃圾收集和处理的具有综合性功能的箱型海洋环境保护船的纵向剖面图。
图2为所述的环境保护船的右舷侧视图。
图3为所述的环境保护船上部顶层主甲板布置示意图。
图4为所述的底部船舱甲板上两侧清扫小船的布置示意图。
图5为所述的环境保护船典型舱段截面示意图。
图6为所述的环境保护船艉部舱段截面示意图一。
图7为所述的环境保护船艉部舱段截面示意图二。
图8为所述的海上收集漂浮垃圾的清扫小船侧视图。
图9为所述的海上收集漂浮垃圾的清扫小船的主甲板俯视图。
图10为所述的清扫小船导水叶轮示意图。
图11是清扫小船上的可转动展开的V形滤网状结构示意图。
图12为所述的两个小船带浮式拖缆联合清扫作业的方式示意图。
其中，1、主船体，2、上层甲板，3、底部船舱，4、垃圾处理中心，5、清扫小船，6、舱内水槽，7、水密艉封板，8、生活区，9、V形滤网状结构，10、小船传输带，11、小船导水叶轮，12、垃圾堆放仓库，13、堆放舱。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的技术特征和优点做更详细的说明。
如图1至图4所示，一种可用于海上垃圾收集和处理的箱型海洋环境保护船。该船主要功能是用来对海面上的漂浮垃圾进行收集和清理。该船另外的应用市场，可为沿海工厂处理工业垃圾和沿海港口城市处理生活垃圾，还可以用于收集和处理海洋油气平台上的工业垃圾，货轮、邮轮上所产生的的各种垃圾以及沿海岛屿上的生活垃圾。它也可以快速和有效地处理海上突发事故现场产生的各种垃圾。
本发明的可用于海上垃圾收集和处理的箱型海洋环境保护船，包括主船体1和用于清理海面垃圾的清扫小船5。主船体1包括上层甲板2、底部船舱3以及用于连接上层甲板2和底部船舱3的箱型船体，底部船舱3用于停靠清扫小船5，上层甲板2上设有垃圾处理中心4。
主船体1航行时其推进系统为左右两个电力驱动推进器。主船体1在作业时，其定位系统采用单点或双点锚泊系统，以节省电力成本开支。主船体1的材质为通用钢材。
本发明的可用于海上垃圾收集和处理的箱型海洋环境保护船的主要尺寸为：长度为110米左右，宽度为32米左右，底部船舱3高度可为5 米左右，型深为18.2米左右（从基线到上甲板顶部高度）。轻载吃水为2.5米左右，满载吃水为5.0米左右。 该尺寸可根据携带清扫小船的数量进行修改。
如图4至图7所示，底部船舱3可以连通海水，是一个桁架结构。底部船舱3的桁架甲板上可停靠收集漂浮垃圾的清扫小船5。
底部船舱3的桁架甲板下方有排水通道。
底部船舱3有一个可连通海水的舱内水槽6，底部船舱3一侧有一个水密艉封板7。清扫小船5是通过舱内水槽6进入或驶出环保船。航行时，主船体1的水密艉封板7收起。到达清扫地点后，水密艉封板7打开，以便于清扫小船5经过舱内水槽6驶出环保船，进行清理海上垃圾作业。清扫小船5停放在带有托架的平板小车上，小车可携带清扫小船在舱内移动。
如图1-图3所示，主船体1的上层甲板2为箱型甲板结构。主船体1的上层甲板2上设有垃圾处理中心4和容纳工作人员的生活区8。垃圾处理中心4包括有居民的生活垃圾分捡和焚烧处理生产线和工业油污及油泥垃圾热解处理生产线。生活区8的舱室可按需要分为双人间和单人间。在上层甲板2的尾部，布置有用于放置未经处理的的垃圾的垃圾堆放仓库12。在上层甲板2的前部，布置有用于放置处理好的可回收垃圾的堆放舱13。
其中，生活垃圾分捡和焚烧处理生产线，其处理能力为300吨/天（包括焚烧），含预处理能力为预先粗选，分捡，粉碎，磁选，回收，分离，烘干，最后焚烧和发电。所产生的电力：可供应本船生产和生活用电，以及为清扫小船的蓄电池充电。
油泥垃圾热解处理生产线，其处理能力为30吨/天（包括热解），12吨/天（油污过滤）。油污，废油和油泥垃圾经过预先过滤后，进入热觧气化炉，分解成可利用的成品油，水和尾渣。
如图8至图11所示， 清扫小船5由小船船体、小船导水叶轮11、小船传输带10及小船垃圾储存舱等几个部分组成。小船船体上设有小船传输带10，
小船导水叶轮11是安装在小船传输带10支架前端之间。通过小船导水叶轮11的叶片划动水面引起局部水流将垃圾引入收集区, 并通过小船导水叶轮11的叶片将垃圾拨入小船传输带10前端区域。在工作时，小船传输带10的支架前端倾斜浸沒于水下。通过链传动带动的小船传输带10将垃圾传输至小船垃圾储存舱中。且在小船传输带10的两侧上隔一定的距离就焊接一些倒钩，以保证水面垃圾能够顺利输送到小船垃圾储存舱内。
如图10所示，小船导水叶轮11可由3-4 个叶片组成。
清扫小船5的船体采用平底结构，船体宽而吃水浅，可收集集中在两侧的海岸和堤坝及拐角回流区的水面漂浮垃圾。
如图11所示，清扫小船5的小船传输带10的支架前端左右两侧设有可转动展开的V形滤网状结构9。该V形滤网状结构9可设计成一种人工机械手臂形式，由液压机构驱动和控制。它可以转动展开，包围更广阔的水面垃圾区域；也可以在顺向流速过大时围拢收缩封闭，收集垃圾，以便于水面垃圾更容易输送到传输带上。该V形滤网状结构9可在 30°至135°夹角范围内转动展开。该V形滤网状结构9是一种框架网格结构，可围拢垃圾而不阻碍水流的流动。
清扫小船5动力装置可用蓄电池，实现海洋环保和零污染。
清扫小船5的作业方式可以有单个小船清扫作业，也可以有两个小船带浮式拖缆联合清扫作业的方式，以提高作业效率。
如图12所示，为两个清扫小船5带浮式拖缆联合清扫作业的方式示意图。
清扫小船5的主要尺寸为：长度为20 - 30米左右，宽度为6 - 8米左右，型深为3米左右，吃水为1至2米左右。该尺寸可根据清扫小船5的功能进行修改。
本发明的箱型海洋环境保护船有两种不同的作业模式。
第一种作业模式是，在接到清理海面垃圾任务时，本发明的箱型海洋环境保护船携带清扫小船5驶到指定地点。航行时，箱型海洋环境保护船可以通过减少水压载，以达到较浅的航行吃水，来减少航行阻力。航行时，水密艉封板7收起，以保护底部船舱3里的清扫小船5。到达清扫地点后，通过增加箱型海洋环境保护船的水压载，使得箱型海洋环境保护船吃水增加，水密艉封板7打开，以便于清扫小船5经过舱内水槽6驶出环保船，进行清理海上垃圾作业。清扫小船5可独立或分组完成海面清扫任务。完成清扫作业后，清扫小船5将收集的垃圾吊送到上层甲板2进行处理。清扫小船5自己可通过舱内水槽6，回收到底部船舱3上停靠。
第二种作业模式是，本发明的箱型海洋环境保护船可系泊停靠在沿海港口或外海锚泊地，为港口城市或海岛处理居民的生活垃圾。城市的生活垃圾可通过清扫小船5或者起吊装置运送到上层甲板2进行处理。
在不同作业工况下，本发明的箱型海洋环境保护船可以有两种不同的吃水。在航行时，箱型海洋环境保护船的航行吃水位于箱型船体较低位置处。在清扫作业和处理垃圾时，箱型海洋环境保护船的作业吃水可位于箱型船体较高位置处。当海上遇上台风时，箱型海洋环境保护船可驶回港口避险。
