用于回收海洋垃圾的船舶.pdf

本发明涉及一种用于回收海洋垃圾的船舶。本发明旨在提供一种用于回收漂浮在海洋中的垃圾的装置。所述目的通过回收海洋垃圾的船舶(1)来实现，所述船舶包括在它们之间限定有槽体(3)的至少两个横向船体(2)。根据本发明的船舶的特征在于：槽体(3)在其两个端部(6、7)处开口并且包括从船舶(1)的船头(6)至船尾(7)的连续的多个部段(11、12、13)，所述连续的多个部段(11、12、13)各自设置有至少一个收集装置(21、22、23)，每个部段(11、12、13)的收集装置(21、22、23)能够收集不同尺寸的物体，所述部段(11、12、13)设置成使得能够收集较小物体的装置设置于能够收集较大物体的装置后面。

1.  一种用于回收海洋垃圾的船舶，包括
至少两个横向船体(2)，所述至少两个横向船体(2)之间限定有槽体(3)，
其特征在于，
所述槽体(3)在两端(6，7)处开口且从船舶(1)的船头(6)到船尾(7)之间具有连续的多个部段(11、12、13)，
每个所述部段(11、12、13)装配有至少一个拾取装置(21、22、23)，
每个所述部段(11、12、13)的所述拾取装置(21、22、23)能够拾取不同尺寸的物体，
所述多个部段(11、12、13)设置成使得能够拾取较小物体的所述拾取装置被布置在能够拾取较大物体的所述拾取装置的后面。

2.  根据权利要求1所述的船舶(1)，其特征在于所述槽体(3)的总宽度和高度生成的面积至少等于1000m²，优选至少等于2000m²以及优选至少等于3000m²的海的垂直平面上限定水层的处理面积，由所述拾取装置作为整体处理。

3.  根据权利要求1或2所述的船舶(1)，其特征在于所述船舶(1)装配有连接船体(2)的甲板(5)，所述甲板(5)配有开口以允许所述拾取装置(21、22、23)所拾取的物体能被回收，并且在所述甲板上包含用于处理、储存和/或转运被拾起物体的上部结构。

4.  根据权利要求1至3项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于限定所述槽体(3)的所述船体(2)也通过底板(4)连接。

5.  根据权利要求1至4项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述船舶是压载型的。

6.  根据权利要求1至5项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述多个部段(11、12、13)具有用于维护和/或引导所述拾取装置(21、22、23)的支撑元件，具体地，所述支撑元件是一个或若干纵向壁(31、32、33)。

7.  根据权利要求1至6项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于至少所述船舶浸入水中的船头(6)在其全高度上装配有减震装置，具体地所述减震装置是具有减振能力的材料涂层，具体地所述减震装置是橡胶涂层和/或具有弹簧的装置和/或具有液压和/或气压传动装置。

8.  根据权利要求1至7项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于至少一个所述拾取装置(21、22)包括一个或多个向上移动的平台或吊斗或铲(211、221)。

9.  根据权利要求1至8项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于至少一个所述拾取装置(21、22、23)含有具有网孔或过滤屏障的网或格栅或由所述网或格栅形成，具体地，所述网或格栅由纺织品制成。

10.  根据权利要求1至9项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于至少一个所述拾取装置(21、22、23)包含旋转传送带，具体地，至少一个所述拾取装置(21、22、23)包含与所述旋转传送带一体形成或与之相独立的提升机构，具体地，所述提升机构是铲(222)或具有网状吊斗或固定或铰接的钩。

11.  根据权利要求1至10项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述拾取装置(21、22、23)能够被提升和/或缩回和/或拆卸。

12.  根据权利要求1至11项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述船舶装配有用于检测和/或定位漂浮或浸入到海面下以及在船舶航线上的物体的装置(8)。

13.  根据权利要求1至12项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述支撑元件，尤其是所述纵向壁(31、32、33)，能够横向移位和/或拆卸。

14.  根据权利要求1至13项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述拾取装置的至少一个部分朝向所述船舶的后部倾斜，优选地所述倾斜为相对 于水平方向形成小于45°的角，有利地小于30°，更有利地小于15°。

15.  根据权利要求1至14项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述拾取装置(23)在所述船舶的航行方向(D)的相对方向(I)上是能移动的。

16.  根据权利要求1至15项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述船舶装配有具有弗莱特纳转子(9)和/或太阳帆的柴油电动推进装置。

17.  根据权利要求1至16项中任一项所述的船舶(1)，其特征在于所述船舶的侧船体的外表面能够装配固定的或能拆卸的支撑元件或装置，用于附接柔性或刚性的、固定或能拆卸的广告面板。

用于回收海洋垃圾的船舶
技术领域
本发明涉及一种用于回收海洋垃圾的船舶。
背景技术
通常估测有350万平方千米的广袤的北太平洋，形成了一种“汤”，专家估计该“汤”是漂浮在两水体之间的几百万吨的累积塑料碎片，厚度为10米到30米。
北太平洋中的这个水层是世界上最大的垃圾堆放地，通过洋流作用保持就位，2008年对该处所作的增长预测给人们的印象是，在下一个十年此处的规模将翻倍。
在2006年，海洋学家CharlesMoore发现了这个垃圾漩涡区，它由非生物降解垃圾组成，有些垃圾已有50年之久，由于在水面以下移动而无法被卫星发现，如同漂浮在海洋中的所有垃圾的总量一样，该垃圾漩涡区中90％是塑料。
显然，这对所有的海洋生态系统构成威胁，因为太平洋的这一污染区域表明这的确是危害全世界海洋的现象，因为所有的海洋中都有这类垃圾漂浮，包括极地地区。在某些地方，塑料垃圾比浮游生物还要多。
这些污染区域必须要清理，因而最终形成了一个只能由国际社会全体承担的庞大项目。海洋的清理是无法回避且亟待解决的。形势的持续恶化将导致不可逆转的全球性灾难。
发明内容
本发明的目的在于提供用于回收海洋中的漂浮垃圾的装置。
根据本发明，这个目的是通过用于回收海洋垃圾的船舶来实现的，所述船舶包括至少至少两个横向船体，所述至少两个横向船体之间限定有槽体。根据船舶的大小，它也可以包括两个以上的横向船体。
根据本发明的船舶的特征在于船体之间的槽体在两端开口并且包括从船舶头部到尾部的连续的多个部段，每个部段装配有至少一个拾取装置。每个部段装配有能够拾取特定尺寸或特定尺寸范围内的物体的拾取装置。所述部段被设置成使得能够拾取较小物体的装置设置在能够拾取较大物体的装置的后面。
根据本发明的船舶槽体的总宽度和其高度可以在海的垂直平面上形成至少等于1000m²，优选地至少等于2000m²和优选地至少等于3000m²的水层处理表面，由拾取装置整体处理，而与拾取装置的设计或设置无关。
船舶可以装配有与具有开口的船体相连接的甲板，以使得拾取装置所拾取的物体能够被回收。这种技术甲板可以包括用于处理、储存和/或转运拾取到的物体的上部结构。技术甲板还可以设置有与拾取装置一体的连接和/或伸缩装置。
具有这些特点的船舶可以有效且经济地拾取漂浮垃圾。船舶具有限的拖曳阻力，其被减少到船体宽度的总和。因而船舶能够相对快速地移动并处理相当大的表面区域。
当向前移动时，漂浮垃圾可以进入船舶的槽体中，并将在不同的部段被拾取，或者对应于物体的大小由各自部段中的一个或多个拾取装置拾取。不同的拾取装置被设计成用于拾取不同大小的物体。也就是说，每个装置能够拾取特定尺寸范围内大小的物体。
所述不同部段被设置成使得能够拾取较小物体的装置设置在能够拾取较大物体的装置的后面。这种设置使得较大物体在船舶的前部被拾取。这个部段的拾取装置能够被特别地设置为用于拾取较大物体。它们尤其稳定，但是相反地，允许大小在它们尺寸范围以下的物体通过。后面的部段被设计成能够拾取较小的物体。例如，第一部段可被设计成能够拾取最大的垃圾，比如集装箱。然后，后面的部段的拾取装置受到保护免于这种尺寸的物体的侵袭，并且可以对较小物体有较低的抗力，但是仍然够用。
由船体形成的槽体可以包括底板。底板可以将船体连接在一起并且使得结构稳定。
根据本发明的船舶优选是压载型的，以便以不同的吃水深度航行。压舱物可处于船体中和/或在底板中。压舱的优点在于船舶可以在不同的水位航行，例如以便处理垃圾的较浅层或与之相反的较厚层。
船体可以基于SWATH(小水线面双体船)概念。该侧船体各自可具有压载龙骨以允许船舶在不同的标高浮动。小水线面双体船是双体船，每个船体都深深地浸在水中。中心平台通过在吃水线处的薄结点连接到船体上。此配置的好处是提高了在不良天气条件中的适航能力。在这种配置中，由于它们的位置、形状和体积，船龙骨提高了船舶的静水压与动水压稳定性，并使 得船舶特别地稳定，且对波浪的不稳定影响不敏感。因为船体深深地浸在水中且浮置面降低，船舶更不会受到波浪的不稳定影响。相比于相同位移的单体船，其运动量降低了20％到50％。此系统可运用到根据本发明的船舶上。
根据本发明的船舶的这些部段可具有用于保持和/或引导拾取装置的支撑元件。这些支撑元件可以具体是一个或多个纵向壁或隔板。所述部段的壁或隔板彼此隔开，以允许尺寸对应于有关部段的物体通过。
优选地，船舶的船头，优选地至少沿着其全部的浸没高度装配有减震装置，所述减震装置特别是具有带阻尼功率的材料涂层作为橡胶涂层，和/或带弹簧的阻尼装置，和/或液压装置和/或液压气动装置。
有利地，至少一个拾取装置包括一个或多个向上移动的固定的或铰接平台或吊斗或铲，其与该拾取装置一体形成或与之独立；和/或包括带网孔或过滤屏障的网或格栅，或由网或格栅组成，特别地由纺织品制成。
特别是在船舶前部的第一区域中的拾取装置可以由具有大网孔或格栅、金属丝或金属网或具有足够强度的任何材料的网制成。构建连接到网或格栅底部的突出部的水平平台可以设置在网或格栅的底部，使能够在不同深度提升漂浮的垃圾。此平台可由网或格栅、叉或金属板的延伸部分形成。在另一版本中，垃圾提升平台不依赖于网或格栅。
该拾取装置也可由钢丝网吊斗、旋转传送带制成，特别包括与该旋转传送带一体形成或与之独立的提升装置，尤其是提升铲、网状吊斗或固定或铰接的钩。
该拾取装置可优选地被提升和/或缩回和/或移除。根据本发明的特别有利的实施例，至少一个部段设置有至少两个连续的拾取装置。在这种配置中，一个装置可以被提升起来，例如出于维护的原因或因为它被拾取的物体所阻碍，并且第二装置可以同时确保拾完成取并可以阻止非适应尺寸的垃圾进入到下一部段中。
该船舶可配备有用于检测和定位漂浮于或浸入在海面下的物体且定位在船舶航线的水层中的装置，以便允许船舶提前充分地减速以拾取大件垃圾。
用于保持和/或引导拾取装置的支撑元件，例如纵向隔板或壁优选地是横向可移动的和/或可拆卸的。这允许增加或减少它们的数量，以便增加或减少间隔，或允许安装不同的拾取装置，例如在稍后阶段技术更新的情况下安装更复杂的装置。
至少一些拾取装置可以朝向船舶的后部倾斜。根据本发明的一个有利实施例，这些装置可以以相对于水平线小于45°的角朝向后部倾斜，特别是小于30°并且优选地小于15°。这特别适用于能够拾取较小物体的部段的装置。这些装置更为易坏，因为它们的网孔或格栅更为细小。它们的倾斜使得有可能减少撞击装置的物体所施加的力。
拾取装置优选地包括拾取器件，例如安装在转动系统上的传送带，格栅、铲或吊斗。因而，这些拾取器件在装置操作期间是沿倾斜平面移动，优选地几乎水平地向后，同时朝向船舶的甲板向上引导。
可以控制这些装置的操作速度，以在拾取器件移动的相对速度和可能也会随着多种条件而变化的船舶移动速度之间获得最佳折中。拾取器件向后移动的速度越高，这些拾取器件对于船舶前进造成的阻力降低得越多，但同时垃圾拾取的效率也会降低。因此，有必要根据船舶的速度以及其他相关因素调节拾取装置的操作速度以获取最佳效率。
当然，诸如吊斗和铲等拾取器件的倾斜必须适合于它们所属的拾取装置的倾斜以保持它们的效率。
拾取装置中的一部分可以在与船舶航行方向相反的方向上是可移动的。用于较小物体的拾取装置一方面更为易坏，因为它们的网孔或格栅更为细小，另一方面它们在水层中对于船舶的前进显示出更大的阻力。因此，它们可以在它们所处的部段内沿纵向是可移动的，例如在轨道上。因此，在拾取位置的装置可以在与船舶航行方向相反的方向上移动，以减少物体在装置上的碰撞速度，并减少拖曳阻力。碰撞的有效速度或者有效施加的阻力就是船舶速度与装置在相反方向上的移动速度之差。装置到达它所在的部段的末端后，可以被向上提起，送往它所在的部段的前端并再次开始其行程。
船舶可以配备有甲板，用于储存、处理和/或向其他船舶转运所拾取的物体。甲板可以配备有供最多100人组成的全体船员使用的舱室和厨房设施以及其他场所。
船舶可以配备有具有弗莱特纳转子和/或太阳帆的柴油电动推进器件。
主推进可以通过螺旋桨、喷射器或辅助舱或任何其它适合的技术来提供。螺旋桨整流罩将有利于保护它们不被可能存在的大件垃圾损坏。
船舶的侧向船体的外部侧面可以配备有固定或可拆卸的支撑元件或装置用于附接柔性或刚性的、固定或可拆卸的广告面板。这样的支撑元件或装置 使得赞助商可以单独地实现他们的广告面板。这些面板的安装花费时间极少并且不需要保持船舶不动。可以在船舶的日常维修中或者甚至在无风天气中的任务期间执行安装。
附图说明
下面参照示意性地示出本发明实施例的附图更详细地解释本发明：
图1示意性地示出了根据本发明的船舶的正视立体图；
图2示意性地示出了根据本发明的船舶的纵向截面图；
图3示意性地示出了根据本发明的船舶的水平截面图。
具体实施方式
需要说明的是，这些图是纯粹示意性地示出本发明以解释它的大体操作。这些图既不是真正按比例画出，也并非完整，而是仅仅示意性地示出了理解本发明所需要的那些项目。
图1示意性地示出根据本发明的船舶1的正视立体图。船舶1具有三个侧向船体2，在它们之间形成两个槽体3。槽体3两端开口，其中该前部开口在图中可见。槽体3包括底板4并且每个槽体被纵向壁30隔开。槽体3包括船舶移行方向D的三个连续部段，然而它们各自配备有几个拾取装置，用于将进入槽体3的垃圾送至船舶的加工甲板5。
这里作为例子所述的船舶1的船体2的高度是大约50米。这样的船舶可以在高达35米的水层中干预。压载船体以使船舶能够在不同水位浮动。
船舶的长度为约320米，并且被分成如下所述几个部段。这里给出的所有的测量结果仅供参考。根据期望的干预区域，根据本发明的船舶可以更大或更小，具有更多或者更少的船体或更多或更少的部段。
根据本发明的船舶1的一般构造原理是，两端开口的槽体3允许通向海洋，并且将船舶的拖曳阻力限制为船体2和位于船体2之间的纵向壁30的宽度的总和之内，并且用作垃圾拾取装置的支撑部，图1未示出。
在船体2之上是具有用于垃圾处理的所有设施的加工甲板5。基本上是船舶的宽度。
在常规构造中，加工甲板5的底板介于海拔10米和12米之间以使得船舶能够在风大浪急的海面或风暴中继续工作。
第一部段11旨在用于拾取最大的垃圾。它位于船舶前50米的位置，并 且包括用于拾取硕大垃圾的装置，例如通常尺寸较大的重达20吨或更重的集装箱或原木。
加工甲板5可包含几个垃圾中转站，以便于中转同时位于其一侧的船舶的单独货舱内的不同站中的垃圾。中转设备包括起重机51、滑块或传送带。
船舶配备有柴油电动推进设备。此外，添加了被称为涡轮帆的弗莱特纳转子9，以减少船舶大约30％的消耗。
图2示出了根据本发明的船舶1的横截面。我们可以看到在船舶的整个长度上延伸并且被分为11、12、13三部段的槽体3。每一部段配备有几个垃圾拾取装置21、22、23。槽体3具有位于船舶的船头和船尾7的开口6以允许海水通过部段11、12、13。拾取装置21、22、23提升进入槽体3的垃圾并将其带到加工甲板5进行处理、储存和/或中转至其他船舶。
第一部段11的拾取装置21旨在拾取最大的垃圾。第一部段11的长度约为50米。其包括用于拾取很大垃圾的装置21，例如载集装箱的船舶所丢失的集装箱或原木，重达20吨或更多，通常尺寸较大。
第一部段11具有两个连续的拾取装置21。它们由具有大网孔或格栅、金属网或金属丝网或任何有足够强度的材料的网组成。构建连接到网或格栅底部的突出部的水平平台211可以设置在网或格栅的底部，使能够在不同深度提升漂浮的垃圾。此平台211可由网或格栅、叉或金属板或其他合适装置的延伸部分形成。
第一部段11的垃圾被提升至船舶的前甲板上，其形成重要的搬运表面区。甲板包括必要的开口，用于借助拾取装置提升垃圾。可以提供具有绞盘或起重机51的搬运和储存表面区，轨道上的台车可以被提供用于使得此类较大垃圾在船舶尾部移动继而储存。
第一部段11包括双排拾取装置21，以便当一排装置提升垃圾至工厂加工甲板5时，至少一个或其他排装置通过防止垃圾到达第二部段12继续将其回收。
船舶1的船头6配备有用于检测和定位船舶航行过程中漂浮于水层中的物体的装置，以便允许船舶提前充分地减速以拾取较大垃圾。
船舶的第二部段12的长度约为50米。其设计用于回收中型大小的垃圾，范围从塑料瓶至约5厘米大小的碎片。
在图示构造中，第二部段包括三排拾取装置22。由于将要被收纳在该部 段12中的垃圾元件更小，除了用于拾取的设备和网孔的大小之外，拾取装置22基本与第一部段的拾取设备相同。前两排配备有平台221，最后一排配备有位于旋转传送带上的叉222。位于旋转传送带上的平台和叉具有技术等价性并且可以自由地彼此替代。
通过为该目的设计的工厂平台甲板的开口52，拾取装置直接通往加工甲板5，由此垃圾可以被回收进行处理和储存。
船舶的第三个部段13的长度约为200米。使用最细的网孔或格栅，因此是最易坏的金属格栅或网，因为在水层中的它们的拖曳阻力更高。
为了使得船舶保持高速度，第三部段13的拾取装置23在船舶前进方向D的相对方向I上可移动。因而，当船舶以40km/h的速度前进时，拾取装置13的速度在相对方向I上可以是20或30km/h，这将拾取装置的有效位移速度降低至20或10km/h。
第三部段13远长于第一部段11和第二部段12，因为减少拾取装置的有效速度会使得到达此第三部段13的所有垃圾被处理，这可以通过足够数量的形成持续朝向槽体3方向移动的一系列装置来实现，每一个装置23在运行结束时被缩回或提升以允许回收垃圾并将装置23返回至序列前部以执行新的拾取循环。
在该图中示出的装置23的数量仅用于说明。在这种构造下，包含至少四个装置的主动序列在装置序列的槽体3的操作长度上将是必要的。考虑到返回到操作序列前部的被动装置的数量，每一个移动序列应包括共至少8至10个间隔均匀的装置，优选地12至20个装置。
图3是根据本发明的船舶1的水平截面视图。拾取装置21、22、23仅仅部分地和纯粹示意性地示出。
我们可以看到船舶的限定两个槽体3的三个船体2经过船舶的整个长度。槽体3在末端6、7处开口并被分成三个拾取部段11、12、13。
第一部段11具有用于拾取尺寸达集装箱大小的较大垃圾的拾取装置21。
每个部段11、12、13都配备有纵向壁31、32、33。船体2和壁31、32、33的末端用作船舶的每个部段11、12、13的装置21、22、23的支撑部。这些支撑部可以是由以下方式致动的移动滑块：绞盘和线缆、液压、液压气动或其他装置，或振荡、绞接或伸缩臂，或其他所需的用于垃圾拾取装置水平和/或垂直移动的技术。
纵向壁31、32、33固定在可以使其可拆卸并且横向可移动的支撑元件上，以增加或减少其数量，增加或减小其间隔，或允许安装不同的或更先进的拾取装置。可能会暂时拆卸或储存所述壁以形成大的槽体或使它们不同地设置，这还能够使得该船舶用于其他用途。例如所述船舶可以被转换为水产养殖船。
在第二部段12中，纵向壁32数目更多、更薄、更靠近在一起，用作拾取装置的支撑，所述拾取装置的更细且坚固性较差的网孔将很难支撑较大的拾取宽度。由于拾取装置22的增加的拖拽阻力，因此最大的局限性在于拾取装置22宽度不足以提供足够的力量。
第三部段13包括比第二部段12更大的支撑拾取装置23的多个隔板33。
如上面已经描述的，第三部段13的拾取装置23在与船舶移动方向D相对的方向I上是可移动的。