本專利涉及用于清潔河流的裝置，且更具體地說，它涉及一種大體上用于清潔河流和水路的新系統(tǒng)。

背景技術：

1、目前，與塑料污染、尤其是與海洋的塑料污染有關的問題已眾所周知而且尤為相關。

2、事實上，塑料是一種持久的合成產品，其只有在數百年后才能完全降解，因此，大量塑料在海洋中積聚，通過風或城市排水并且首要是通過流入海洋的河流和水路散布。

3、對流入海洋的河流和水路進行的測試和分析表明，它們是塑料材料流入海洋的主要運輸工具。事實上，已確定最終流入海洋的塑料約有80％來自河流。

4、最初塑料廢棄物的形式是瓶子、瓶蓋、洗滌劑瓶、食品包裝和一般包裝。當塑料廢棄物進入海洋時，其就會分散，并且?guī)缀鯚o法收集和回收。此外，在海水中，塑料會降解，并且塑料廢棄物會打碎成越來越小的碎片，這些碎片最終會被海洋動物攝入，往往會導致中毒或者甚至窒息，并且因此進入我們的食物鏈。

5、因此，越來越有必要對流入海洋的河流和水路進行清潔，以減少塑料材料及其衍生物的環(huán)境影響。

6、目前解決這些問題所應用的解決方案是使用人員，其借助船只和漁網，手動地收集這些廢棄物，隨之帶來成本。

7、目前采用的另一種解決方案是在阻斷船只流通后再進行清潔操作，借此造成明顯的不便。

8、這種方法的一個缺點在于它會擾亂生態(tài)系統(tǒng)，且特別是擾亂魚類和海洋動物、鳥類以及植物，因為清潔河流也可能會損傷海床和海岸，同時連根拔起或損傷水生植物。

9、以固定式小型吃水網為基礎的大體上用于清潔河流和水路的系統(tǒng)在本領域已廣為人知。這些網被設計成使得它們被錨定至河道兩岸，并且即使在雨季期間也能長時間保持在其操作位置。然而，在安裝所述網期間，會阻止船只的常規(guī)通行。

10、現有技術還包括使用由浮臂組成的浮壩，所述浮臂構成了一種壩，并且適于截停由水流攜帶且漂浮在水面上的廢棄物。即使是這種系統(tǒng)，也會阻止船只的自由通行，而且此外還會收集諸如蘆葦和小樹干等有機物，這些有機物停留在壩上并與塑料混合，從而形成大量的廢棄物積聚。必須定期清除這些積聚物，這就需要定期進行清除操作，從而耗費大量的資金和時間。

11、同樣眾所周知的是，比水輕并且例如從排水溝或船只排放的油基污染物會漂浮在水路表面上。

12、上述漂浮物質在水面上的積聚阻礙了水體與大氣之間正常進行的氧氣自然交換，從而導致水質、尤其是靜水的惡化，對水生動植物造成危害。

13、上述物質、浮油和液體污染物的存在，在任何情況下都會限制或以某種方式影響陽光的通過，隨之而來對水生動植物造成有害影響。

14、目前采用的解決方案是借助于單獨的裝置來清除浮油和液體污染物，然而這種裝置只能在其安裝地點附近有效。出于此原因，所述裝置必須不斷移動，而且在任何情況下它們都不能在水路中有效使用，其中水流會迅速拖走部分漂浮物質，從而進一步降低清潔操作的效果。

15、一些已知的裝置包括相對于水路橫向布置的結構，其中該結構包括配置為形成環(huán)路并配備有格柵的帶。帶的滑動導致格柵的運動，所述格柵攔截漂浮廢棄物并將其推向水路的一側，在那里漂浮廢棄物被積聚并清除。

16、還已知一種結構，取代上述帶，該結構具有螺旋件，螺旋件的旋轉將廢棄物拖向水路的一側，在那里漂浮廢棄物被積聚和清除。

17、文獻cn112176965a、cn214033632u和cn110984096a描述了用于攔截和捕獲由水路運輸的廢棄物的可移動屏障，其中此類屏障未配備可將廢棄物(例如朝向收集點)移動的旋轉元件。因此，廢棄物會在屏障本身上積聚，并且因此有必要定期和頻繁地對屏障進行清潔操作。

18、文獻cn214143610u描述了一種v形屏障，該v形屏障形成了一種針對由水路輸送的廢棄物的槽道。槽道將被攔截的廢棄物朝向一對滑動帶輸送，所述滑動帶布置成使得其在水平定向的軸上旋轉，并且滑動帶配備有葉片，所述葉片將廢棄物裝載到帶上并將其輸送到收集點。因此，這種系統(tǒng)實際上包括在水路中放置的固定屏障，其不能從水路本身移走，以便例如使船只通過。

19、文獻cn112323745a描述了一種適于定位在水路中的裝置，該裝置配備有兩個帶有豎直軸線的葉輪，葉輪的旋轉是由于水施加的推力作用而發(fā)生。葉輪的其中一個葉片由金屬材料制成，并與被約束至屏障的磁體相互作用。因此，葉輪的旋轉會導致所述磁體的交替位移，進而導致所述屏障交替位移，當屏障從裝置中出來時，會捕獲到經過的廢棄物，并且當屏障返回到裝置中時，會將所述廢棄物沉積到收集容器中。因此，該裝置只能捕獲在其附近經過的廢棄物，并只能將廢棄物沉積在其容器內，因此需要定期和頻繁操作以清空討論的容器。此外，葉輪被插入在裝置上制成的凹槽中，廢棄物會積聚在凹槽內，從而阻礙葉輪本身的適當旋轉，并且因此阻礙裝置的高效運行。

20、文獻cn212270875u描述了一種由兩個旋轉立柱制成的屏障，立柱由電動馬達驅動旋轉，并且所述旋轉驅動配備有葉片的帶，所述葉片攔截廢棄物并將其移向收集點。為了高效運行，所述屏障需要持續(xù)供電，以確保立柱旋轉，同時不以任何方式利用水的運動。

21、還已知的是各種類型的屏障，它們以固定和不可拆卸的方式橫向安裝在水路上，并且適于主要用作配備有導流裝置的水壩，所述導流裝置具有將漂浮廢棄物朝向收集點輸送的功能。顯然，這些屏障完全不適合安裝在有船只通過的水路上。

22、專利申請人同時也是與“大體上用于清潔河流和水路的系統(tǒng)(system?forcleaning?rivers?and?watercourses?in?general)”有關的專利的持有者，該專利在本文中提及。

技術實現思路

1、本專利的主題是一種大體上用于清潔河流和水路的新型改進系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的主要目的是提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)確保漂浮模塊或非漂浮模塊沿著漂浮模塊或非漂浮模塊的水路適當定位，所述漂浮模塊或非漂浮模塊被設計成將水從廢棄物釋放。

3、本發(fā)明的另一個重要目的是提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)確保漂浮模塊或非漂浮模塊跟隨水面運動，適應波浪或潮汐運動，同時保持正確定位，基本上沿著相對于水路橫向的線、例如沿著一條直線排列。

4、本發(fā)明的另一個目的是提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以快速有序地移動所述漂浮模塊或非漂浮模塊，例如，允許船只通過或在發(fā)生特殊洪水的情況下，以及隨后允許模塊迅速重新定位。

5、本發(fā)明的另一個目的是提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可減少廢棄物在模塊中被纏繞的風險。

6、本發(fā)明的另一個目的是提供一種便于清潔模塊的系統(tǒng)。

7、這些及其他直接和互補的目的可通過大體上用于清潔河道和水路的新型改進系統(tǒng)來實現，該系統(tǒng)作為其主要部分包括多個漂浮模塊或非漂浮模塊，然而所述多個漂浮模塊或非漂浮模塊以連續(xù)或非連續(xù)的方式彼此約束，使得它們沿至少一個主要方向基本對齊，并且其中所述模塊中的每個模塊包括進而可以是漂浮或非漂浮的本體以及以任何方式被約束至所述本體的一個或多個葉片。所述葉片被配置為使得當模塊被正確地放置在水中時，在所述葉片承受由水施加的推力作用時，所述葉片會使所述模塊或模塊的一部分圍繞旨在與水面基本正交的軸線旋轉。表述“基本正交”被理解為是指旋轉軸線與水的自由面形成例如在45°到90°之間的夾角。

8、根據本發(fā)明，在一個模塊和下一個模塊之間，沒有固定或可移動的、阻止水常規(guī)通過的元件。

9、例如，所述模塊為由當前申請人提交的專利申請wo2020/049379中描述的類型。

10、此外，根據本發(fā)明，所述漂浮模塊或非漂浮模塊中的每個模塊還可以包括用于清除水中存在的油類、或碳氫化合物或漂浮物質的器件，其中所述器件例如是由能夠吸收所述物質的材料制成的墊或部件，或者是被配置為以便將所述物質收集在其內部的隔室。收集到的物質然后可以例如通過清除和更換所述吸收墊而被清除，或者可以在與所述隔室內部連通的抽吸器件的幫助下周期性地清空所述隔室。

11、所述模塊中的每個模塊的所述葉片優(yōu)選地由于由水流施加的推力作用而旋轉，從而引起所述模塊隨之的旋轉。當旋轉時，模塊或其一部分會沿著由旋轉方向確定的方向移動被攔截的廢棄物，從而將其推向相鄰的模塊。因此，將兩個或更多個模塊根據至少一個方向對齊，該方向相對于水路大體上成橫向，并且大體上與水流方向成橫向，這實際上使廢棄物沿著所述方向移動。

12、優(yōu)選地但并非必需地，該系統(tǒng)還設有積聚點，廢棄物被各個模塊連續(xù)推入積聚點，并可周期性地從積聚點清除。例如，所述積聚點可以在水路的堤岸上。

13、如前所述，借助于所述約束器件，所述模塊被約束為使得其沿著至少一個主要方向基本對齊。

14、這種約束器件可以是一個或多個橫梁或剛性元件和/或一個或多個非剛性元件，諸如鏈條或繩索或條帶等。

15、在優(yōu)選實施例中，所述約束器件必須保證所述模塊中的每個模塊與最近模塊之間的最小距離。

16、因此，所述漂浮模塊或非漂浮模塊不僅能沿著所述至少一個主要方向保持對齊，而且它們還能保持彼此間的正確距離，從而優(yōu)化對廢棄物、且尤其是對漂浮廢棄物的屏障效果。

17、此外，所述漂浮模塊或非漂浮模塊被定位成使得它們不會彼此接觸，從而降低了模塊之間因例如海浪或漂浮廢棄物撞擊結果而引起所述模塊被損傷的風險。

18、在可能的實施例中，該系統(tǒng)包括至少一個橫梁，即基本上沿著縱向方向延伸的剛性元件，并且其中所述模塊中的兩個或更多個模塊在任何情況下都被約束至所述至少一個橫梁，從而使它們基本對齊并且還適當地彼此間隔。

19、在可能的實施例中，當所述模塊是漂浮的，即放置在水路上并漂浮在水路上，并且所述橫梁被定位成使其基本上擱置在所述漂浮模塊上時，所述橫梁實際上是由所述漂浮模塊支撐的。

20、因此，所述漂浮模塊尺寸設置成使其在能漂浮的同時還能支撐特定重量，該特定重量是根據橫梁重量的函數計算得出的。根據本發(fā)明，所述橫梁也可配置為使得可在其上行走，并且在這種情況下，所述漂浮模塊的尺寸可方便地使其能夠支撐比僅僅橫梁更大的重量。

21、該系統(tǒng)可以包括多個所述橫梁，其中所述兩個或更多個橫梁可以彼此剛性約束、對齊或在它們形成角度，或者可以直接地或間接地彼此鉸接或以其他方式約束，從而允許它們之間的相對運動。例如，所述兩個或更多個橫梁可以相對于彼此旋轉，例如以便移動它們并允許船只通過。

22、根據本發(fā)明，所述橫梁中的一個或多個的所述位移也可以在與水面基本平行的平面上和/或在與水面正交的平面上進行，例如，為了將橫梁以及因此將模塊從水中抬起，或將橫梁以及因此將模塊浸沒。

23、根據本發(fā)明，還可以使用允許模塊與橫梁之間的距離變化的器件，將所述模塊約束至所述一個或多個橫梁。

24、該系統(tǒng)優(yōu)選地還包括錨定器件，所述錨定器件用于將模塊的所述約束器件(無論是橫梁還是繩索)錨定至固定點或移動點，例如靠近水路的堤岸或在堤岸的水平面處。

25、在優(yōu)選的實施例中，所述錨定器件允許所述至少一個橫梁或繩索與固定的或可移動的錨定點之間進行相對運動。

26、例如，所述錨定器件允許橫梁/繩索的一個端部的至少一次豎向平移，以便能夠根據例如水面高度提升/降低橫梁/繩索和/或改變橫梁/繩索的傾斜度，或者提升/降低橫梁/繩索，以便進行清潔和/或維護操作和/或例如當船只需要通過時釋放水路。

27、此外，根據本發(fā)明，所述錨定器件優(yōu)選地能允許所述橫梁/繩索在基本水平的平面上、即在水線上的旋轉運動。這種運動對水路的釋放特別有用，例如，允許船只自由通行，或在發(fā)生特殊洪水或其他事件時。

28、根據可能的實施例，特別適用于寬度有限的水路和/或船只很少或從未航行的水路，該系統(tǒng)可包括相對于水路橫向安裝的單個橫梁，其中所述至少一個橫梁的兩個端部被約束至位于水路堤岸上的各個錨定器件。

29、可替代地，代替諸如橫梁的剛性元件，可以使用繩索、纜線或鏈條，或在任何情況下，使用在水路兩側之間或多或少保持繃緊的非剛性元件。

30、根據本發(fā)明，該系統(tǒng)還可以包括兩個或更多個所述相互對齊的相鄰橫梁/繩索。

31、例如，系統(tǒng)可以包括兩個橫梁，每個橫梁以其一個端部直接或間接地約束至水路的堤岸，并且以相反端部約束至另一個橫梁。

32、所述兩個或更多個橫梁/繩索優(yōu)選地彼此約束以使得允許它們之間有一定相對運動余量，以便橫梁/繩索中的每個以及因此被約束至所述橫梁/繩索的模塊都能對波浪引起的任何應力做出響應。

33、所述橫梁/繩索之間的一個或多個所述約束優(yōu)選地也是可拆卸的，也就是說，一個或多個橫梁/繩索可以選擇性地彼此斷開連接并移動，例如，為了允許船只通過，或者為了應對洪水或其他事件。

34、如前所述，根據本發(fā)明，該系統(tǒng)還可以配備適于使所述至少一個橫梁/繩索基本繞其在堤岸上的錨定點旋轉的器件。例如，所述器件可包括卷繩，所述卷繩的卷繞引起橫梁的旋轉，優(yōu)選地在相對于水流方向的相反方向上旋轉，從而可以在水流施加的推力作用下，通過釋放橫梁，隨后簡單地使橫梁返回到其相對于水路橫向定位的位置。

35、如已經提及的，所述至少一個橫梁/繩索還可以相對于水面提升，從而也可以提升被約束至橫梁本身的所述漂浮模塊或非漂浮模塊。這種操作特別有用，例如，可以允許小型船只在模塊下方通過，或者對漂浮模塊或非漂浮模塊進行定期和特殊的清潔操作，而不需要操作人員在水下工作。

36、根據本發(fā)明，所述模塊也可以配置為使得它們能被浸沒，在這種情況下也是為了釋放水路，從而允許船只通過。

37、也可以實施混合解決方案，也就是說，以上描述的不同解決方案的實施例可在同一系統(tǒng)中組合在一起。

38、此外，根據本發(fā)明，所述漂浮模塊或非漂浮模塊中的一個或多個模塊可以配備傳感器，所述傳感器能夠檢測模塊的所述葉片是否旋轉。事實上，如果葉片不旋轉，很可能是有廢棄物或樹枝阻止了旋轉。因此，在一個或多個傳感器檢測到沒有旋轉的情況下，就可以立即進行干預，以便清潔和釋放被堵塞的模塊。

39、所述一個或多個模塊還可以設置有傳感器，所述傳感器適于檢測模塊本身的位置，例如相對于其他模塊和/或一個或多個參考點的位置。位置的這些指示因此能有助于檢測與模塊自身定位相關的任何問題。結果，因此可以決定進行適當的維護活動。

40、根據本發(fā)明，新系統(tǒng)還可以包括用于回收由模塊的葉片旋轉所產生的機械能的器件，所述機械能是由水流施加的推力作用引發(fā)的，例如將所述機械能轉化為電能。

41、例如，一個或多個發(fā)電機或其他類似裝置可以安裝在所述至少一個橫梁/繩索上，優(yōu)選地放置在水外，并與所述模塊中的一個或多個連接，例如安裝在模塊與橫梁/繩索之間。

42、所述裝置被配置為以及尺寸設置成在任何情況下都能確保模塊葉片的最小旋轉。

43、所產生的能量可以累積并重復使用，例如，用于對模塊的清潔操作，例如，使模塊以相對其正常旋轉相反的方向旋轉，以便解開卡在葉片中的任何廢棄物或碎屑，和/或提升橫梁，和/或用于其他目的。

44、在模塊并非漂浮的情況下，系統(tǒng)可以包括如下器件，所述器件適于將所述模塊支撐在相對于水面的期望高度。