[实用新型]用于收集水面漂浮物的收集系统及其漂浮物捕获装置

说明书

一种用于收集水面漂浮物的收集系统及其漂浮物捕获装置。所述收集系统包括漂浮物拦截装置及与之相连接的若干漂浮物捕获装置。所述漂浮物捕获装置具有一漂浮物捕获口，漂浮物捕获口与漂浮物拦截装置设置的开口相连通，使得经漂浮物拦截装置所拦截的漂浮物进入所述漂浮物捕获装置并被捕获。所述漂浮物捕获装置包括至少两级漂浮物收集腔及附属在收集腔周边的多个漂浮物捕获子室，该设计使水面漂浮物即使受海浪、水流或风等自然力的作用，也很难扩散、逃逸；所述漂浮物拦截装置前还设置多个具有流线型的漂浮物导流屏，用于将漂浮物导向、分流到漂浮物捕获口，同时实现多区收集漂浮物。该系统可以固定在河床或海床上，也可以沿水面受自然力自由移动。

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种对水体(比如：海洋或河流)表面的或表面附近的漂浮物进行收集和清理的装置及其漂浮物捕获装置。

背景技术

人类现代工业的快速发展以及人类各种水上活动的加剧，不可避免地产生了大量的水上漂浮物，并形成漂浮垃圾；此外，人类在陆地生活也产生了大量的垃圾，这些垃圾因各种原因逐渐地进入水面，或漂浮在水面上，或逐渐沉入水底。

各种类型的水面漂浮物已经成为了水污染的主要因素之一。以海洋为例，海洋漂浮垃圾会随着风、水流和波浪的作用不断地迁移、扩散到数百万平方公里的地方。大量的水面漂浮垃圾不仅严重影响了水面景观、船舶的航行，给海滨旅游区等地方造成了严重的影响。更为严重的是，海洋漂浮物中的塑料制品已成为使海洋中生物丧命的罪魁祸首。这些水面漂浮物大多为塑料制品，由聚合物与被称为添加剂的复杂化学混合物混合而成，海洋生物很容易误食塑料而导致死亡；且塑料碎片或微粒被海洋生物摄入，不仅严重影响了海洋生物的健康，而且最终会通过食物链被人体摄入。如果任其循环，这些塑料最终将影响人类的生态系统、健康和经济。因此，清理这些水面漂浮物迫在眉睫。要解决这个问题，既要把关垃圾源头，防止它们进入各类水体，也要及时清理各类水体中的漂浮物。

荷兰大学生Boyan Slat发明设计了一种基于自然力作用的海洋漂浮物收集装置，其申请的专利公开号为WO 2018/208159，该装置被命名为“海洋清理”(Ocean Cleanup)垃圾收集装置，它的主要原理是通过在海洋中构建一个人为的“海岸线”──U型拦截屏障来拦截垃圾，该U型拦截屏障可以在海面上自由移动，通过风、波浪和洋流作用来拦截垃圾，经过一段时间(比如，几个月后)，再用垃圾打捞船将垃圾从海上人工打捞上来。

如图1所示，图1为现有技术“海洋清理”垃圾收集系统的结构示意图。整个垃圾收集系统由漂浮在海面上的U型拦截屏障110、竖直悬挂在水面下的裙边(图中未示出)和拖曳锚130组成，拖曳锚130通过线缆或绳132与U型拦截屏障110相连接。U型拦截屏障110用于汇聚和收集垃圾，裙边防止垃圾从下面逸出。整个系统依靠三种自然力──风、波浪和洋流来收集垃圾550，无需电力。

如图所示，U型拦截屏障110、下垂的裙边和漂浮的垃圾550一起被风、波浪和洋流携带着一起往箭头所示的下游运动。漂浮垃圾可以是各种漂浮在海洋表面的垃圾。以塑料垃圾为例，由于U型拦截屏障110漂浮在海面且部分外露于海面上方，所以风和波浪同时推动它前行，而塑料垃圾550则位于海水表面及以下的一段距离，所以，塑料垃圾550受洋流和波浪作用前行，而受风推动的U型拦截屏障110前行的速度比塑料垃圾550更快。为了捕获塑料垃圾550，U型拦截屏障110和塑料垃圾550之间必须形成移动速度差。因而，系统使用拖曳锚130来减缓U型拦截屏障110的漂移速度，拖曳锚130通过线缆132与U型拦截屏障110的两端连接，自然力和拖曳锚130共同作用产生了“拖拽力”，它使U型拦截屏障110比塑料垃圾550移动得慢，从而塑料垃圾550就可以被阻挡、汇聚和捕获于U型拦截屏障110内。一旦系统装满垃圾，海上垃圾回收船将会被派来用人工打捞的方式清除所收集的塑料垃圾550。

由于Boyan Slat的设计是一种在海洋上被证实可行的方案，因此对其不断优化改进是有现实意义的。经过研究分析，发明人发现该系统还存在以下一些不足或改进之处，包括：