專利名稱：潛水式網籠的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種網籠或圍圈，用于在海中對魚類進行飼養(yǎng)、儲存和運輸。更特別地，本發(fā)明的網籠是設計用于礁島以外的遠海區(qū)域，遠海區(qū)域的環(huán)境載荷遠大于峽灣和其它受保護水域中的環(huán)境載荷。該網籠可以在需要時進一步沉入水中，例如，在藻類侵入、溫度變化等期間對魚類進行保護，同時保護該裝置和魚類免受海平面上破壞性的波浪作用力的影響。另外，還可以將所述網籠提升至半潛狀態(tài)，用于維護、檢查或捕撈，所述網籠的旋轉能力以及它的船只系泊部位和人員工作平臺將有助于使得維護操作和捕撈能夠以安全有效的方式進行。
背景技術：
在過去的三十年里，海洋飼養(yǎng)業(yè)經歷了不可思議的發(fā)展，在天然適于養(yǎng)魚的國家例如挪威、智利、加拿大、愛爾蘭、和日本等建立了海洋飼養(yǎng)業(yè)。這些國家已經能夠提供易到達的養(yǎng)魚場所，這些場所在它們的長峽灣、海灣、或其它受保護水域中受到很好的保護使它們免受最具磨損破壞性的環(huán)境外力的影響。如今，這些國家的水產業(yè)已經發(fā)展成為一個非常成功的行業(yè)。
在過去幾年里，一些專家組已經得出結論，該行業(yè)的國際發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?。不僅對那些已經開始飼養(yǎng)的品種來說是這樣，對于那些新開始養(yǎng)殖并將逐漸發(fā)展為成功商業(yè)產品的品種來說也是這樣。此外，還預期由于快速的人口增長而對魚類或魚產品的需求將增大。在國際上的眾多專家之間，普遍認為世界魚產量的主要增長必將發(fā)生在海洋養(yǎng)殖業(yè)內部，因為來自漁業(yè)的總捕獲量正在逼近可防御上限即每年一億噸。
在水產業(yè)內進一步增長的一個絕對的必要條件是生產能力要能提高，接著是養(yǎng)殖魚類的更多品種。在國際魚類養(yǎng)殖業(yè)的當前情形下，提高生產能力的潛力非常有限。這歸因于在全球范圍內缺乏可用的受保護的內沿海區(qū)，也歸因于現有技術無法為遠海區(qū)域提供有效的、安全的、可創(chuàng)收益的魚類養(yǎng)殖。
在現有技術的基礎上，那些不具有任何形式的通往內部受保護海域的通道或僅具有有限的通往內部受保護海域的通道的沿海國均無法開展大規(guī)模海洋養(yǎng)殖業(yè)?，F有的魚類養(yǎng)殖裝置普遍地具有非常簡單的結構，通常包括一個圍網，該圍網從位于水面上的框架上自由地懸掛。然而即使在相對較低的流速下，這些網籠的圍網也會經受明顯的變形。在更暴露的場所，所述變形可能會較嚴重。另外，維護工作和捕撈通常都是既費時又昂貴的。巨大笨重且難于管理的圍網在其清潔、浸漬和更換方面以及捕撈過程中也存在問題。如果所述圍網損壞或磨損，則必須更換整個圍網或將其帶到岸上進行修理，這還涉及到將魚類從網籠中移走。此外，某些維護操作要求部分工作需在水下進行，必需雇傭代價昂貴的潛水員。這一工作還具有潛在的危險性。
現有的魚類養(yǎng)殖行業(yè)還存在一個問題，疾病、傳染、藻類侵入、以及各種自然現象，諸如“超級寒冷”、汽笛等，均對所養(yǎng)殖的魚類產生負面影響并殺死這些魚類，每一年都給養(yǎng)殖者帶來巨大的損失。技術不足、魚類養(yǎng)殖場所、以及自然現象綜合導致了上述這些問題。遠海養(yǎng)殖同樣能夠有益于魚類。提高的流速可以確保網籠內具有良好的水流通率，為魚類提供更大的氧吸收環(huán)境和更好的狀況，同時也加強水的更換并因而減少網籠內部的污垢。另外，在礁島外的遠海中，水溫和鹽濃度通常也更穩(wěn)定。這些是所有可能提高魚類生存條件、健康和繁殖的因素。
在魚類養(yǎng)殖裝置外面，環(huán)境被垃圾和廢料污染，例如飼料殘渣和所養(yǎng)殖魚類的排泄物。這些廢料(營養(yǎng)物)堆積數量之大足以有效地形成大量污染，因而不但對于海洋動物是個問題，對在受保護水域旅游的人來說也是個問題。另外，很多人還發(fā)現魚類養(yǎng)殖裝置在視覺上讓人討厭。
除了為釋放受保護水域及減少區(qū)域沖突作貢獻以外，遠海魚類養(yǎng)殖還將提供有益的環(huán)境作用。水域深度的加大、流速的加快、以及離岸距離的加長都將導致海底和近海帶的降低，同時也消除那些面臨滅絕威脅的魚類品種例如野生三文魚等所面臨的威脅。
作為上述問題的結果，很多人確信，在水產業(yè)內未來的可持續(xù)增長的最重要因素將是在礁島外的遠海建立養(yǎng)魚場的能力。這將使得在更多國家進行大量魚類品種的合理養(yǎng)殖操作成為可能，無論具體的國家是否具備通往受保護海岸的通道。
在國際上，已經進行了一些提供設計用于部署在遠海的魚類養(yǎng)殖裝置的嘗試。然而很不幸地，這些嘗試無一促成商業(yè)上可行的用于在礁島外可操作的有效、安全及可創(chuàng)收益的魚類養(yǎng)殖的裝置。盡管應用在更多的受保護區(qū)域，但是有一些裝置也僅僅獲得了有限的商業(yè)成功。本情形證實盡管事實上那些具有暴露的海岸線的國家在經營大規(guī)模魚類養(yǎng)殖方面表現了很強的雄心壯志，但遠海養(yǎng)魚場的出現實際上非常有限。通常地，先前建立遠海魚類養(yǎng)殖裝置的嘗試失敗是因為該裝置始終遭受一個或多個重大缺陷，所述缺陷阻礙了安全、合乎規(guī)格的、和經濟上有利的魚類養(yǎng)殖的形成。遠海魚類養(yǎng)殖裝置最成功的方式被認為是由美國海洋晶石技術公司(American company Ocean SparTechnologies)提供的公開在美國專利No.5617813中的裝置。除了其它國家以外，該裝置已經在夏威夷、愛爾蘭和美國應用于魚類養(yǎng)殖。然而，盡管通過使用該裝置飼養(yǎng)一些魚群，但該裝置決不對在礁島以外的遠海區(qū)域大規(guī)模建立水產業(yè)提供任何實質貢獻。除其它方面以外，該裝置的缺點在于很難對其進行維護，同樣地很多工作必須由潛水員在水下進行；很難捕撈魚類，從水面上很難對魚類進行直觀控制；無法在不損壞裝置的情況下使較大的船只向該裝置停泊；圍網需要在水下進行清潔，每天必須由潛水員將死魚取出，該裝置由于使用潛水員而受限于約35米的深度。
美國專利No.4312296描述了一種球形網籠。該裝置從來沒有變成商業(yè)上的成功。所述網籠非常小，其容積大概為1200立方米。其結構由鋁質撐條和一個柵格或網格組成。鋁作為結構材料非常硬也非常脆，因此易于疲勞，這不利于該發(fā)明概念的離岸實現，在離岸處的環(huán)境載荷連續(xù)、循環(huán)、且較大。另外，該裝置僅可輕微地沉入水面以下，因而暴露在相當大的波浪載荷之下。此外，該裝置既不包括用于工作人員的工作平臺也不包括用于船只的系泊部位。
美國專利No.4312296涉及一種具有一個垂直延伸中心桿的球形網籠。
與美國專利No.4312296類似，PCT申請WO92/03921涉及一種具有一個直通中心桿的球形網籠。該網籠明顯地具有與上述專利中的網籠接近的相似之處，二者的結構材料和用于通過在中心桿的每個端部中的分離的漂浮體進行浮力控制的布置都完全一樣。
美國專利No.5617813涉及的一種網籠具有一個垂直中心桿以及附著到該垂直中心桿上的一個配重機構。
即使在今天，也可以發(fā)現網籠應用在魚類養(yǎng)殖以外其它目的的例子，例如儲存各種野生魚類。最普遍的情況是近海岸的漁民在網籠中儲存魚類，等待將其運送到陸上的接收工廠?？梢院苋菀椎匾庾R到一點如果具有節(jié)省成本的、有效的、耐久的網籠可以應用在遠海，那么這種網籠的應用將會變得更加廣泛。未來的景象可能是漁船定期地向中心市場外的魚場周圍的巨大的網籠輸送它們的捕捉物，或其中的一部分，從而既能夠適應當前需求又可在任一時間運送額外的、新鮮的甚至還是活的魚。一種具有一個永久性伸展圍網的網籠還可以用于運送海量的活魚。如今，海量的活魚是通過運魚船或圍網袋運送的。然而，與這種運送方式相關聯的一個問題是，由于單位立方米內所裝的魚的密度較大，使魚承受一定的壓力。在所述永久性伸展網籠中運送魚類則不會讓魚承受同樣的壓力，使長距離運送魚類變得可行，例如從歐洲向日本運送金槍魚。
因此，存在著對一種魚類養(yǎng)殖裝置的需求，這種裝置要適用于在和礁島外遠海區(qū)域相對應的海洋環(huán)境中的操作，在這樣的環(huán)境中能夠為魚類和所述裝置常年連續(xù)地維持良好的條件，并且在這樣的環(huán)境中為工作人員維持一個具有足夠連貫性的良好工作條件，以便能夠將養(yǎng)殖作為全年的活動有效地安全地進行。優(yōu)選地，應能將所述裝置向下沉入水中以避免有毒的藻類并在極端惡劣的天氣條件下保護所述裝置和魚類。更進一步地，所述裝置必須以一種能使所有操作任務得以有效地安全地實現的方式進行構造，并且該裝置必須具有足夠大的尺寸以便允許商業(yè)養(yǎng)殖以及其它要進行的帶來可觀利潤的活動。


圖1、3、和4從不同角度示出了不帶圍網的網籠，分別通過從上向下對角視圖、側視圖、和前視圖進行描述。該網籠部分地由一個馬蹄鐵形工作甲板6圈起。網籠的浮力調節(jié)在中心桿5中進行，該中心桿5橫向地延伸穿過所述網籠，而用于工作平臺6的浮力調節(jié)由同一個中心桿5外加一個撐條13控制，該撐條可以是一根管等。所述工作平臺6僅在所述網籠為進行維護而處于半潛的狀態(tài)時才處于水平位置。
圖2示出了覆蓋了一個圍網12的網籠。
圖5和6示出了所述網籠的框架和中心桿5的構造，分別通過側視圖和前視圖進行描述。該網籠由中心撐條1、中間撐條2、兩端撐條3、連接桿4、和中心桿5組成。
圖7示出了中心桿5的一個可能的實施例，中心桿上具有三個分開的隔間用于浮力調節(jié)。
圖8示出了馬蹄鐵形工作甲板6的俯視圖。甲板本身還將覆蓋一層柵格，圖中未對該柵格進行描述。
圖9是一個側視圖，示出了工作甲板6和系泊部位7。該圖描述了工作甲板6的一種可能的桁架、連接到中心桿5上的滑動軸承16、和用于調節(jié)工作甲板和系泊部位的浮力的撐條13。
圖10示出了中心桿5的終端單元14的一個可能實施例，包括一個用于在網籠旋轉過程中傳遞動力的齒輪圈18、一根旋轉軸15、和軸套凸緣19。
圖11示出了終端單元14的側視圖，不包括齒輪圈18，但包括軸套凸緣19和旋轉軸15。
圖12示出了在連接桿和網籠框架的所有垂直撐條之間連接點11的一個可能實施例。
圖13是一個側視圖，示出了處于水面位置的網籠。網籠半徑的約十分之一延伸到水平面以上。在網籠的前后均設有帶配重機構9的備用漂浮浮標10。
圖14是一個前視圖，示出了處于一個工作位置的網籠(水面位置或完全潛入水中)。
圖15是一個側視圖，說明了網籠在工作甲板6內部的旋轉。
圖16示出了一種用于將圍網12連接到框架上的可能的解決方案。
圖17示出了對三個不同網籠組件的一種可能的設計，這三個網籠組件與一個圍網一起可用于覆蓋網籠。
圖18示出了網籠組件與所述框架的一種可能的連接，其中能夠通過所述網籠框架的不同窗口內的圍欄系統25連接所述組件。
圖19是一個粗略的詳圖，示出了如何通過使用球24和截圓筒25執(zhí)行圍網連接，以及如何通過一塊接合板26將它們連接到網籠框架上。
圖20示出了一個搖擺錨泊的原理圖，其中29是網籠，30是一個外部漂浮單元，28是錨定索的最上部分，27是錨定索的最下部分，41是錨。
圖21是一個原理圖，說明了如何實現魚類的捕撈和分選，即通過將一個圍網或柵格31固定在位于水平面之上的網籠橫截面中，并隨后旋轉該網籠來實現的。
圖22示出了在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中能量平臺30是如何相對于網籠29和停泊船只32進行定位的。
圖23和24分別是從后向前看的一個對角視圖和一個前視圖，示出了能量平臺30的一種可能的設計。
圖25和圖26以從上向下對角視圖示出了兩個可供選擇的網籠設計。
圖27示出了通過工作甲板6連接的兩個網籠。
圖28示出了網籠29和能量平臺30相對于水平面和錨定索27及28的定位。
圖29示出了帶有一個額外浮標23的網籠，該浮標23具有不變的永久浮力。在網籠的水面位置處，該浮標系在所述網籠上自由地漂浮。在該位置時，該浮標不起任何重要的作用；直到所述網籠完全潛入時，浮標23才會對網籠的穩(wěn)定作出貢獻，參見圖30。
圖30示出了如何依靠一個額外的浮標23和能量平臺30的備用浮標進行網籠的穩(wěn)定性和深度調節(jié)而將網籠維持在一個完全潛入水中的位置。
圖31和32示出了一種可選方式用于對網籠提供穩(wěn)定性和深度控制。從所述網籠向下懸掛兩條帶有配重機構9的長線8，這兩條長線8在給定的深度上將接觸到海底，接觸到海底后配重機構9的重量就不再作用在網籠上，使得網籠穩(wěn)定在一個給定的深度上。
圖33和34示出了認為連接桿4為裝置提供穩(wěn)定性所應用的原理。這些連接桿中的七個連接桿具有三個開口38和40，空氣和水可以通過這些開口進出，而有一個連接桿只具有兩個開口38。當裝置下潛時，僅具有兩個開口的撐條是最上面的一個撐條并位于中心，參見圖4。當網籠下潛時，該撐條將空氣收集到一個氣袋39中，如圖33中所示。在所述另外七個撐條中水位將與周圍水位相同，如圖34中所示。
優(yōu)選實施例的詳細描述圖1和2示出了本發(fā)明的一個可能的實施例。在所示結構中，網籠框架由管狀聚乙烯撐條1、2、3、4和一個管狀鋼制中心桿5組成。該中心桿也可以由另外的剛性的且堅固的材料構成。所述撐條可以是管狀的、實心的、或具有另外的幾何形狀，例如四邊形。這里提到的材料聚乙烯也包括其它具有與聚乙烯接近的類似之處的塑料材料。更進一步包括包含一定量的其它組成材料的聚乙烯或類聚乙烯材料，諸如纖維或類纖維材料(如碳化纖維)等。
圖1-6中的框架在覆蓋了圍網12時就形成了一個閉式網籠，如圖2中所示。該框架由中心撐條1、中間撐條2、兩端撐條3和連接桿4組成。在圖1-6中示出了一種可能的設計，包括一個中心撐條、兩個中間撐條、兩個兩端撐條、和八個連接桿。然而，也可以考慮使用更少或更多數量的連接桿和垂直撐條。圖25和圖26中示出了兩個可供選擇的網籠框架設計。這是兩種可能在不增加球形網籠的高度(直徑)的情況下增大球形網籠的容積的途徑，而與此同時網籠與球形形狀的偏離并不大，它的大多數屬性均保持不變，例如關于對稱的負載分配和其可旋轉性。此外，每個單一撐條可由一些連接起來的較小撐條組成。例如，所述中心撐條可由兩個或更多焊接的或接合在一起的撐條組成。在所述框架中包括的撐條通過如下方式焊接或接合在一起，即使得這些撐條形成一個球形或大致球形的結構。在這種連接中可以注意到，例如，該結構的塑料圓環(huán)不一定必需是純圓形的；相反，它們可以具有橢圓形的或大致橢圓形的橫截面，并成形為具有很多筆直或大致筆直的邊的多邊形。
參見圖7，一根剛性的中心桿5橫貫網籠。所有連接桿4在終端單元14處連接到所述中心桿5上(圖10和11)。垂直撐條能夠通過諸如圖12中所示的連接11等接合到連接桿上。七個連接桿4和所有的垂直撐條1、2、和3優(yōu)選打開，以便水能夠自由地進入和離開這些撐條。然而，這些撐條也可以用作浮力調整裝置，這是借助于壓縮空氣通過在撐條上提供的閥進入一個或多個分離的腔室而吸進或排出水來實現的。中心桿5是整個結構的受力件。該桿確保即使在最大程度的負載下仍維持網籠的形狀，同時還控制整個結構的浮力并將網籠和工作平臺6連接在一起。實際的浮力調整裝置是通過將中心桿5分成多個充滿水或空氣的腔室(參見圖7)實現的。這些腔室的調節(jié)由能量平臺30手動執(zhí)行或由遠程控制。
圖28-34示出了如何在兩個工作位置確保結構的穩(wěn)定性一個水面位置和一個完全潛入水中的位置。該結構在與中心桿5平行方向上的穩(wěn)定性優(yōu)選地通過中心桿5的調節(jié)裝置和漂浮裝置10及工作甲板6的定位提供。該工作甲板6重量很大并因而懸掛在網籠下面，將使所述結構具有較低的重心。在中心桿5中使用空氣和水的調節(jié)裝置確保所述結構表現出輕微的負浮力。這樣整個結構就由浮標的備用浮力支撐。在極端條件下，讓網籠放下更深地沉入水中。此時該網籠將由額外漂浮浮標23和能量平臺30的備用浮力支撐，如圖30中所示。作為選擇，在與中心桿5平行方向上的穩(wěn)定性可通過在延伸線8上懸掛在網籠下面的兩個配重機構9提供。當所述裝置具有輕微的負浮力時，它將下沉直到所述配重機構9落在海底上。這樣網籠上的重力負載就減小了，該網籠就在一個特定的深度保持穩(wěn)定。所述線8的長度可以調整到該特定的深度，在該深度上將網籠穩(wěn)定在一個完全潛入水中的位置。在中心撐條的橫向上的穩(wěn)定性由連接桿4來確保，該連接桿4位于頂部中心處，僅具有兩個開口38，見圖33和圖34。在從半潛位置下降到水面位置或完全潛入水中的位置的過程中，該撐條將收集空氣到一個氣袋39中，而其它撐條將被水充滿(圖34)。具有所述氣袋39的該撐條將作為一個漂浮體并為網籠形成一個回復力矩。
在網籠的周圍固定著一個工作平臺6，見圖1-4和圖8-9。該工作平臺6由一個桁架構成，該桁架優(yōu)選地由鋼制成，并在其上側提供一個平坦的覆蓋物或鋼制柵格的甲板。然而，所述桁架和柵格均可以由鋼以外的其它材料制成，例如聚乙烯或一種復合材料。在系泊部位7和工作平臺6上除其它物品以外還提供了系船柱和防護板17，以便船只良好地停泊，也可作為工作人員的扶欄和應急梯(圖中未示出)使用。
工作平臺6優(yōu)選為馬蹄鐵形，但也可以延伸成為圓。該平臺僅通過兩個永久性固定點16(圖8-11和13)連接到網籠上，以便網籠能夠在所述工作甲板內部旋轉。將固定在終端單元14上的輪軸15引入工作平臺6上的一個軸承16，例如一個滑動軸承，就形成了連接。這樣就能夠在網籠僅連接到兩個反向軸承16上時通過來回地推動網籠結構完成網籠的旋轉，參見圖8和15。將電機或手動曲柄和傳動裝置連接到工作甲板上并與中心桿5的終端單元14上的齒輪18嚙合，就形成了實際的轉動，見圖10。在常規(guī)操作中，當網籠不需要旋轉時，所述工作平臺6將垂直懸掛并因此位于網籠下方。工作平臺相對于網籠的定位通過漂浮撐條13決定，該漂浮撐條13在優(yōu)選實施例中是一根管。這根管包含多個腔室，通過使用水和空氣能夠調節(jié)浮力。
因而工作人員能夠從一條船上到達所述工作甲板，工作平臺6配備有一個系泊部位7。該系泊部位相對于網籠和能量平臺30的定位使船只32能夠便利地安全地系泊在所述工作平臺上，即使在相對風大浪急的海面上也沒有問題，見圖22。所述船只將很長的系泊索具33連接到所述能量平臺30上，并與中心桿5和所述系泊部位7平行擺放，與此同時船只32系泊在工作平臺6和系泊部位7上。這種系泊方式確保船只32的船首面對任何波浪和水流。另外，在船只和網籠之間的接觸和力傳遞將減到最低，從而減小了碰撞和損壞的機會。
通過用一個圍網或柵格12覆蓋框架將魚圈留在網籠內(圖2和16-19)。下面提到圍網或圍網組件的制成優(yōu)選地是指聚酰胺合成纖維材料制成的圍網，但是并不排除其它材料如其它合成纖維材料或金屬或塑料柵格。用于網籠的圍網的一個可能的解決方案如下使用一些圍網組件用于覆蓋所述框架。各個撐條在框架中形成了許多窗口。圖17示出了能夠用于覆蓋整個框架的不同圍網組件。在這種情況下提供了三個不同的圍網組件，但其它形式的組件劃分也是可能的。例如，這三個組件可以形成一個組件。用于圍網組件的連接優(yōu)選地通過一個包括塑料圓環(huán)21、繩索22、和拉鏈的系統來實現。沿所述框架中的所有撐條連接一條具有塑料圓環(huán)21的繩索22，在圍網組件上也連接有塑料圓環(huán)，一條繩索穿過這些塑料圓環(huán)，圖16。當拉緊該繩索時，將把所述圍網組件捆住并緊固在所述框架上。為了覆蓋框架和圍網之間的縫隙，圍網組件沿圍網組件的邊緣設有一條拉鏈。這樣，不同窗口的圍網組件能夠通過一條拉鏈相互連接在一起。另一可選用于圍網組件的連接是一個連接到框架中的撐條上的圍欄系統25和連接到所述圍網組件上的球24。圖19示出了這些球24如何可以裝入截圓筒25中、并因而幫助保持圍網固定和伸展的。所述球24優(yōu)選地選用聚乙烯制緊密型球，而所述圓筒25優(yōu)選地由金屬制成。優(yōu)選聚乙烯作為球的材料是因為它價格低廉可維護性好。該圓筒必須能夠承受磨損。該圓筒通過一個連接板26連接到每個窗口中的撐條的側表面上，如圖19中所示，而且可以通過焊接、螺栓連接、或卡緊的方式固定在框架上。用于圍網的連接的圍欄系統優(yōu)選地通過在每個窗口中隔開一定距離地固定一些圓筒25(圖18)來實現，該距離小到足以防止球24脫落。這將使得圍欄系統更具靈活性且能允許更大的變形。也可以在每一個窗口中使用整個圍欄。圍欄系統可以適用于上述圍網組件的各種可能的設計。此外，圍欄無需連接在框架中的撐條的側表面上，而是也可以位于其前表面處或后表面處。
圖20和圖22-24及圖28-32示出了一個一端系泊在網籠29上而另一端系泊在錨上的能量平臺30。該能量平臺30除其它物品外還包括一個巨大的飼料容器35、空氣壓縮機、機組、監(jiān)視設備、和一個為工作人員準備的常用場所34。一條救生索28沿錨定索從能量平臺30向網籠29延伸，該救生索28運載飼料、信息、空氣、和能量。飼料管移動到一個或多個喂養(yǎng)點，喂養(yǎng)點優(yōu)選地位于網籠的岸側上較高的位置，進來的潮流首先撞擊這一側，但也可以選用其它喂養(yǎng)點，如在球體頂部處的喂養(yǎng)點。
可以使用各種錨定系統。一個可能的方式是使用如圖20中所示所謂的搖擺錨泊，其中允許裝置29在一個單一錨41周圍自由地移動。錨定索27和28能夠連接到一個能量平臺30上，或連接到一個浮標或另一個漂浮裝置上，該浮標或所述另一個漂浮裝置確保錨固力盡可能水平地傳送到該裝置上。錨定索的水平部分28和垂直部分27可以再分為多個單一繩索。另一個可能的錨泊方式是使用兩個或兩個以上的主繩索(兩個或兩個以上的錨)，采取與所述搖擺錨泊可選方式同樣或大致同樣的方式。在這種情況下，裝置就不能圍繞錨在各個方向上自由地移動了?？梢允褂玫牡谌N錨泊方式是所謂的張力腿式錨泊。例如可以使用四條錨定索，每一條錨定索連接在一個獨立的錨上。
對于那些在上層水成長最佳的溯河產卵的魚種和海產種類，在常規(guī)漂浮位置，僅有約網籠容積的1/10會位于水平面以上。對于那些在較深水中成長得較好的品種，網籠可以穩(wěn)定地完全潛入在一個預期的深度，而該位置就定義了網籠的常規(guī)漂浮位置。通過調節(jié)中心桿5中的水量并通過調節(jié)索28和42可能還有線8的長度，網籠可以適于預期的深度。連接到所述線8上的浮標實際上提供網籠在常規(guī)漂浮位置的所有備用浮力。無論攜帶何種魚類，在需要時，例如在維護工作或捕撈過程中，都可以通過將空氣抽吸至中心桿5中的一個或多個腔室以便將其中的水排出，從而使網籠提升至半潛或大致半潛漂浮位置。
可以通過一條或者多條管道將空氣抽吸至中心桿5中將裝置提升至一個半潛位置，所述管道從外部平臺、或可選地從水面上的船上、或者直接從位于網籠上的空氣積聚器引出。當該裝置應用于礁島以外的遠海魚類養(yǎng)殖時，網籠通常具有一個較大容積，例如25000立方米，這大約對應于直徑36米，或40000立方米，這大約對應于直徑42米。然而，針對應用(養(yǎng)殖、儲存、和運輸)和工作場地(相對于更多受保護區(qū)域的遠海)的各種改變可能導致網籠的容積大于或者小于上述容積。該裝置提升或下沉的開始可以是自動引發(fā)的，或者是通過網籠、或通過外部平臺或另一個漂浮體手動引發(fā)的，但是也可以通過例如一個雙向無線電接收裝置或衛(wèi)星通訊等從陸地上的工廠遠程控制。另外，通過這樣的通訊系統，可以將來自該裝置上或周圍的傳感器和攝像機的信息傳送到平臺和/或一個陸地上的工廠，這允許在很大程度上對裝置和魚類進行遠距離監(jiān)視。
當裝置處于半潛位置時，工作甲板6起到一個工作平臺的作用，工作人員可以居住在上面進行圍網上的工作操作、對裝置和魚類進行檢查、收集死魚、更換圍網組件、更換結構部件、以及其它任務，參見圖1-4，21-22和25-27。在工作人員可以使用該工作甲板在裝置上進行操作之前，必須從該裝置(圖13和14)下面的潛入水中位置將該工作甲板提升至一個水面位置(例如圖1-4)。這是通過使用壓縮空氣排空浮力可控撐條13中一個或多個腔室里的水來實現的，該撐條13可以是例如管等。當該裝置從半潛漂浮位置下沉時，因為腔室中重新充滿了水，該工作甲板6也同樣下沉。
在執(zhí)行各種工作操作的過程中將頻繁地用到網籠的可旋轉性。因此，旋轉是重要的，并且網籠僅緊固在兩個反向的永久固定點14處，結果使得該旋轉成為可能，這些固定點14整體形成作為中心桿5的一部分，參見圖7-11和13-14。實際的旋轉可以通過例如在終端單元14中整合一個輪緣18并通過齒輪將發(fā)動機連接到該輪緣上來實現。為減小必須作用在終端單元14上用于旋轉網籠的力，使得網籠框架中這些撐條中的一個或多個撐條浮力可控會是有利的，在這種情況下，可以將這些撐條分隔成一個或多個腔室。這樣，當網籠需要旋轉時，一些腔室就能夠充滿水，而其它可能已經充滿了水的腔室則將水排空。
關于技術水平和自動化的程度，依照本發(fā)明的裝置大體上可以適用于兩種不同的需求—一種高科技裝置和一種適中的或低技術的裝置。在高科技的情況下，裝置的監(jiān)視和調整將是一個中心任務，在裝置的周圍無論在水平面以上還是在水平面以下都將安裝許多傳感器和攝像機。所有重要的數據和攝像機圖像可以通過無線電接收裝置、衛(wèi)星或一種有線連接傳送到平臺或該裝置附近的一些其它漂浮單元、或傳送到一個陸地上的工廠，在該工廠內工作人員可以定期地對該裝置進行監(jiān)視。當檢測到測量參數中一個或多個測量參數的臨界值時，該裝置就能夠自動地開始沉入和其它操作，與此同時還將引發(fā)警報。然而，在所有常規(guī)操作中都假設工作人員乘船到達該裝置并進行操作，或者在該裝置處從平臺上進行，或者從船只上通過連接到救生索(飼料、能量、空氣、通訊連接/數據電纜)中相關的管道/電纜上進行。網籠的救生索中的不同管道和電纜既可以在網籠側斷開也可以在平臺側斷開，從而允許對在網籠和平臺之間的電纜和管道部分進行個別地更換。所述適中的或低技術的裝置的自動化程度較低，具有相對較高的人工干預方面的要求。
圖21說明了一種可用于捕撈魚類的方法。首先將網籠提升至半潛狀態(tài)。然后，將一個圍網31連接到位于水平面以上的橫截面上方的內部。該圍網覆蓋了整個(半個)橫截面。當網籠旋轉時，就通過所述圍網31拖網捕魚并將魚類收集到一起。然后可能通過一個隧道系統的輔助將這些魚聚攏或抽吸到船上，通過所述隧道系統在容積減小時迫使魚類游動。也可以使用一個圍網不完全覆蓋整個水橫截面上方，因而不會收集起所有的魚。也可以使用圍網之外的一種替代媒介，例如一個網格。另外，可以安裝一個分選裝置，以便不捕撈一定尺寸以下的魚類。
本發(fā)明包括幾個部分，每一部分都包括形成每個發(fā)明核心的一個或多個特征要素。聚乙烯在本發(fā)明中是至關重要的，而且并非是偶然選取的。聚乙烯、或者正確名稱是聚乙烯化合物，是一種熱塑性塑料，或更確切地說，是一種通過一個聚合過程形成的合成聚合物，在該聚合過程中一些乙烯分子連接形成長分子鏈。熱塑性材料的特征在于受熱時它們變得柔軟且易于模壓。冷卻到常溫時塑料又恢復到它的原始屬性?？梢缘玫礁鞣N品質的聚乙烯。低密度聚乙烯(PELD)是柔軟的易彎曲變形的。高密度聚乙烯(PEHD)更堅固也更穩(wěn)定，具有較高的密度(0.94-0.97克/立方厘米)。在材料的選取中，諸如密度、屈服點、彈性模數和耐疲勞性/強度之類的屬性非常重要。聚乙烯，尤其是PEHD，在這方面是極佳的。它們具有良好的密度、按重量比例具有極高的強度、很高的撓性、和出色的抗疲勞性。此外，該材料具有大致相同的耐壓強度值和抗張強度值，并且價格低廉、易于使用。關于魚類養(yǎng)殖聚乙烯并非一種新的材料，它已經在這一行業(yè)中應用了好多年。然而，通常這種材料在海上構筑物中的使用、特別是在魚類養(yǎng)殖裝置中的使用都是非常有限的。作為魚類養(yǎng)殖裝置的結構材料，聚乙烯的使用極大地限制于位于水面處的一個或多個水平漂浮環(huán)，一個圍網在這些環(huán)上自由地懸掛。對于其它海上構筑物，聚乙烯可能最重要的用途是用作給排水管道的材料。另外，該材料還用在一些較小的救生艇中、油柵中等。然而，以前沒有像在本發(fā)明中這樣將聚乙烯用作離岸大型結構的構筑材料。分析和一些模型試驗表明無論從相關強度的角度考慮還是從和魚類及工作人員相關的實際角度考慮，該材料均非常適用于所述目的。實際角度考慮包括，例如，該材料對網籠的響應的影響、該材料的可維護性和可使用性、以及它的成本，這些對于這樣的海上構筑物都是特別重要的需要考慮的事項。因此，本發(fā)明關于將聚乙烯用作框架材料的分析和測試的結果可能會特別引起大型制造公司和造船工業(yè)的興趣，其中很多參與者，尤其是在高成本國家，遭受著與傳統鋼鐵工業(yè)相關的低訂單流入。
中心桿5及其功能既作為所述結構的受力件也作為用于將網籠提升和下沉的可調節(jié)漂浮元件，它也是本發(fā)明的一個本質特征。該中心桿優(yōu)選地由鋼制成，這歸因于它的用途、它的定位、以及它的使用標準構件的簡單配置的布置。特別地，值得強調的是該中心桿絕大部分時間所處的位置均受到很好的保護，免受水面上周期性的促使疲勞的波浪力的影響，因為網籠的常規(guī)漂浮位置是幾乎完全的或者就是完全的潛入水中，還有鋼也可以是一種非常適合用于重要構造元件的材料，并且在成本方面也很適宜，只要能夠保護它們免受大的周期性的波浪載荷的影響，并且它們在尺寸、形狀和裝配工作上標準化程度很大。
本發(fā)明中的要點是選取了設計和構造材料的組合，使得所述網籠盡可能地順應自然力而不是抵抗它們。這意味著一個靈活的便于移動的裝置，該裝置跟隨水運動的程度明顯大于僵硬的笨重的裝置，例如具有一個大型半寬度區(qū)域的鋼制裝置；；該裝置的設計方式使之抵抗大的變形、相對負載更小、作用力在結構中對稱地分布。模型試驗已經表明所述網籠很大程度上地符合上述要求。關于這一點，應該提及的是網籠框架的一個鋼制工具可以是網籠整個重量的兩倍多，這將嚴重地降低其響應能力，相應地導致網籠和魚類之間較大的相對移動，這對魚類是不利的。另外，由于鋼制撐條位于海浪區(qū)，該網籠將會特別容易疲勞。
在以前對遠海裝置的嘗試中普遍遇到的主要問題都沒有在本發(fā)明中發(fā)現；通過涉及本網籠模型試驗的上述內容和通過這里描述中的圖示及解釋也證明了這一點。這些主要問題包括由于在裝置和有波浪的海洋之間較大的相對移動，導致將魚類暴露在壓力和傷害之下；由于在急流中圍網的嚴重變形，導致網籠容積的較大下降；由于疲勞導致支撐結構的失效，隨后完全或部分的毀壞；以及船只和工作人員接近裝置和使工作人員居住在裝置上以便進行工作、檢查和維護的能力等方面的嚴重問題。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種用于在海中對魚類進行養(yǎng)殖、儲存或運輸的網籠，特別地，在網籠中對魚類的養(yǎng)殖、儲存和運輸將完全或部分地在礁島以外的遠海區(qū)域中進行，需要時網籠能夠在水中進一步地下沉，該網籠可以提升至半潛狀態(tài)，用于進行各種工作操作，例如網籠的維護和檢查或捕撈，并且該網籠具有大致對偶曲線體的形狀并可繞大致水平的軸線旋轉，其特征在于該網籠包括由撐條(1、2、3、4)構成的柔性框架，該框架主要包括聚乙烯或類聚乙烯材料，例如低密度聚乙烯(PELD)或高密度聚乙烯(PEHD)，優(yōu)選地選用PEHD；水平的或大致水平的中心桿(5)延伸貫穿該網籠，其具有足夠的硬度作為網籠的連接和支撐結構使用；該中心桿通過調節(jié)該中心桿中的水量進一步用作該結構的浮力調節(jié)元件。
2.權利要求1所述的網籠，其特征在于主要包括聚乙烯或類聚乙烯材料的所述框架進一步包含一定含量的其它組成部分，諸如纖維或類纖維材料等，例如碳化纖維。
3.權利要求1所述的網籠，其特征在于具有工作甲板的馬蹄鐵形或大致馬蹄鐵形桁架連接在所述中心桿的每一個端部，使得在所述裝置位于半潛或大致半潛的漂浮位置時，該桁架可以用作工作人員在該裝置上執(zhí)行工作操作的平臺或常用場所。
4.權利要求1到3中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于該網籠是被搖擺錨泊的。
5.權利要求1到3中任一項權利要求所述的網籠，
其特征在于該網籠是被張力腿式錨泊的。
6.上述權利要求中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于外部平臺或另一個漂浮體用作諸如能量和壓縮空氣的生命支撐功能的儲存器，例如，這些功能通過組成一個或多個網籠救生索的管傳送給該網籠。
7.權利要求3所述的網籠，其特征在于系泊單元與包含工作甲板的所述馬蹄鐵形或大致馬蹄鐵形桁架整體形成，該桁架主要由桁架構件、防護板和用于調節(jié)浮力的元件組成，通過調節(jié)該元件中的水量調節(jié)浮力，使得包含所述系泊單元的整個馬蹄鐵形桁架的布置便于使之下沉到網籠下方的位置。
8.上述權利要求中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于所述網籠具有橢圓體或大致橢圓體的形狀，或球體形狀。
9.權利要求1到3中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于所述網籠具有膠囊形形狀，即具有大致圓柱形的中間部分。
10.上述權利要求中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于框架被圍網或柵格覆蓋，其中優(yōu)選所使用的每個圍網或柵格組件覆蓋單獨一個窗口，每個窗口由組成框架的不同撐條(1、2、3、4)形成。
11.權利要求10所述的網籠，其特征在于所述圍網組件的連接是通過圍欄(25)和圍欄接合構件(24)來實現的，所述圍欄(25)連接到框架的撐條(1、2、3、4)上，所述圍欄接合構件(24)沿圍網組件的邊緣固定，該圍欄接合構件(24)裝入所述圍欄(25)，從而幫助所述圍網組件保持永久性伸展。
12.權利要求10所述的網籠，其特征在于所述圍網組件的連接是通過沿撐條和圍網邊緣的固定環(huán)(21)來實現的，其中繩索(22)穿過這些圓環(huán)并拉緊，使得網籠完全或幾乎完全被圍網圈起，將沿每個圍網組件的側邊超出的圍網折疊回去越過所述連接并連接在一個嵌在圍網中的拉鏈上，使得網籠完全被圍網圈起，從而使魚類無法逃脫。
權利要求
1.一種用于在海中對魚類進行養(yǎng)殖、儲存或運輸的網籠，特別地，在網籠中對魚類的養(yǎng)殖、儲存和運輸將完全或部分地在礁島以外的遠海區(qū)域中進行，需要時網籠能夠在水中進一步地下沉，該網籠可以提升至半潛狀態(tài)，用于進行各種工作操作，例如網籠的維護和檢查或捕撈，并且該網籠具有大致對偶曲線體的形狀并可繞大致水平的軸線旋轉，其特征在于該網籠包括由撐條(1、2、3、4)構成的框架，該框架主要包括聚乙烯或類聚乙烯材料，例如低密度聚乙烯(PELD)或高密度聚乙烯(PEHD)，優(yōu)選地選用PEHD；水平的或大致水平的中心桿(5)延伸貫穿該網籠，其具有足夠的硬度作為網籠的連接和支撐結構使用；該中心桿通過調節(jié)該中心桿中的水量進一步用作該結構的浮力調節(jié)元件。
2.權利要求1所述的網籠，其特征在于主要包括聚乙烯或類聚乙烯材料的所述框架進一步包含一定含量的其它組成部分，諸如纖維或類纖維材料等，例如碳化纖維。
3.權利要求1所述的網籠，其特征在于具有工作甲板的馬蹄鐵形或大致馬蹄鐵形桁架連接在所述中心桿的每一個端部，使得在所述裝置位于半潛或大致半潛的漂浮位置時，該桁架可以用作工作人員在該裝置上執(zhí)行工作操作的平臺或常用場所。
4.權利要求1到3中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于該網籠是被搖擺錨泊的。
5.權利要求1到3中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于該網籠是被張力腿式錨泊的。
6.上述權利要求中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于外部平臺或另一個漂浮體用作諸如能量和壓縮空氣的生命支撐功能的儲存器，例如，這些功能通過組成一個或多個網籠救生索的管傳送給該網籠。
7.權利要求3所述的網籠，其特征在于系泊單元與包含工作甲板的所述馬蹄鐵形或大致馬蹄鐵形桁架整體形成，該桁架主要由桁架構件、防護板和用于調節(jié)浮力的元件組成，通過調節(jié)該元件中的水量調節(jié)浮力，使得包含所述系泊單元的整個馬蹄鐵形桁架的布置便于使之下沉到網籠下方的位置。
8.上述權利要求中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于所述網籠具有橢圓體或大致橢圓體的形狀，或球體形狀。
9.權利要求1到3中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于所述網籠具有膠囊形形狀，即具有大致圓柱形的中間部分。
10.上述權利要求中任一項權利要求所述的網籠，其特征在于框架被圍網或柵格覆蓋，其中優(yōu)選所使用的每個圍網或柵格組件覆蓋單獨一個窗口，每個窗口由組成框架的不同撐條(1、2、3、4)形成。
11.權利要求10所述的網籠，其特征在于所述圍網組件的連接是通過圍欄(25)和圍欄接合構件(24)來實現的，所述圍欄(25)連接到框架的撐條(1、2、3、4)上，所述圍欄接合構件(24)沿圍網組件的邊緣固定，該圍欄接合構件(24)裝入所述圍欄(25)，從而幫助所述圍網組件保持永久性伸展。
12.權利要求10所述的網籠，其特征在于所述圍網組件的連接是通過沿撐條和圍網邊緣的固定環(huán)(21)來實現的，其中繩索(22)穿過這些圓環(huán)并拉緊，使得網籠完全或幾乎完全被圍網圈起，將沿每個圍網組件的側邊超出的圍網折疊回去越過所述連接并連接在一個嵌在圍網中的拉鏈上，使得網籠完全被圍網圈起，從而使魚類無法逃脫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在海中特別是完全或部分地在礁島以外的遠海區(qū)域中對魚類進行飼養(yǎng)、儲存或運輸的網籠，其中該網籠可以在需要時在海中下降到預期的深度，其中該網籠可以提升至半潛或大致半潛的狀態(tài)進行各種工作操作，例如網籠的維護和檢查或捕撈，并且其中該網籠具有大致球形的幾何形狀。本發(fā)明的特征在于該網籠包括由撐條(1、2、3、4)構成的框架，該框架主要包括聚乙烯或類聚乙烯材料，例如低密度聚乙烯(PELD)或高密度聚乙烯(PEHD)，優(yōu)選地選用PEHD；水平貫穿中心桿(5)也用作浮力調節(jié)元件，用于該網籠的提升和下沉；用于工作船只的具有整體形成的系泊部位(7)的馬蹄鐵形工作平臺(6)，整個工作平臺包括通過利用指定元件(13)進行的浮力調節(jié)能夠提升和下沉的停泊處，并且該工作甲板固定在中心桿上的延伸的輪軸(15)上，其固定方式使得網籠可以在所述工作甲板內部旋轉。在所述輪軸上，通過線(8)還連接了浮標(10)以及配重機構(9)，該浮標(10)為網籠在常規(guī)位置提供足夠的備用浮力，當網籠完全潛入水中穩(wěn)定在一個預期的深度時，該配重機構(9)落在海底上；作為選擇，由于在漂浮單元(30)和漂浮元件(23)中的備用浮力，使網籠穩(wěn)定在預期的深度，如圖30中所示。生命支撐功能，諸如飼料、能量和空氣等，通過救生索從附近的漂浮單元(30)優(yōu)選從作為錨泊網籠的整體形成部分的平臺提供給網籠。
文檔編號A01K61/00GK1747652SQ200480003623
公開日2006年3月15日 申請日期2004年2月6日 優(yōu)先權日2003年2月6日
發(fā)明者安德斯·伊特蘭德, 安德列·夸爾海姆 申請人:拜克斯股份有限公司