专利名称：水下开放式等压厅的制作方法
技术领域：
本发明涉及在水下供人或陆地动植物生活的一种技术设施，能使人在水下活动范围更加自由且能降低应用成本，从而使人类向水下拓展生存和发展的空间。
背景技术：
目前公知的水下建筑有水下封闭式的常压建筑，建筑成本高，规模小，且对人的活动范围约束性强。还有潜水船及水下小圆屋虽有的采用水下内外等压原理，但都克服不了水的浮力对它的限制，相对规模太小，应用成本高，有的结构复杂。
发明内容
为了克服现有水下设施规模小，成本较高，本发明提供一种水下设施——水下开放式等压厅，使应用成本更经济，规模更大，适合更大人群在水下生活，且活动更加自由，从而使人类有可能向占地球表面积70％以上的水域拓展生存和发展的空间。
水下开放式等压厅(以下简称等压厅)的原理是在水下把盆状透明罩盖扣在一个基础凸台上，基础凸台中间是凹坑，罩盖与基础凸台联接，里外是开放的，当送风室将压缩气体通过气体通道送入罩盖，就把水从罩盖的边缘排挤出去，再多的气体就从罩盖的边缘排出，形成气体流通。基础凸台内凹坑等低处的水用水泵抽出，基础凸台上就形成了人们可以生存的空间。进入等压厅内有两种途径，一是通过潜水从罩盖边缘进入，二是通过压缩气体通道进入。在等压厅内罩盖边缘排气的高度上(我们把这个高度命名为等压线)内外压强是一致的，这样就降低了常压下水下设施抵抗水压所需要的建筑成本，而且等压厅内与外界水体自然开放，增大了人在内部与外界水体之间自由活动的程度。
等压厅所需要解决的技术问题方案是1.等压厅内气体与所处位置的水深的压强成正比，也就是说，等压厅位于水下的深度应该在人体所能承受的压强范围之内，在自然的压缩空气为呼吸气体时，建筑所处的深度应该在等压线到水面的深度在30米以内。这是一个较保守的深度，更深的等压厅式建筑就需要特殊的混合呼吸气体了。
2.等压厅罩盖部分力的平衡问题。等压厅罩盖将承受水体对其较大的浮力，解决这个问题的技术方案是，把基础凸台中间建成密闭凹形的，这个中凹的基础凸台边缘必须高出等压线，这样在等压线以上的等压厅空间将作用于罩盖水体的浮力，等压线以下的等压厅空间将承受水体的压力。等压线以上的等压厅空间产生的浮力应该尽量接近罩盖的自重。建筑在自然水域的等压厅等压线以上的空间应在经济适用的条件下尽量增大，以减少水位变化对建筑的影响。等压厅所位置越深，受水位变化、风浪等影响就越小。另外基础凸台的中凹部分应设有抽水系统，其内侧边缘应留有排水沟。
3.压缩气体通道的问题。压缩气体通道是人进出建筑物的通道，也是外界资源供应的通道。它的水面以上部分是装有气泵的送风室联着两个供人进出的压力交换室。通过气体通道与等压厅联接，空气通道在水下铺设明线时，应考虑与等压线相一致，使内外压强基本一致。当建筑物过大时，气体通道可以是多条并用。
4.透明的等压厅罩盖适当照明使等压厅内形成陆地植被生长的环境，植被增加了等压厅内氧气的内循环，以减轻机械风循环的成本。
本发明的效果是，在水下建造人或陆地动植物生存的空间，使人在水下的活动更加自由，而且结构简单，建筑成本低。当在水下形成多个这样的建筑时，人们会用很少的呼吸气体自由来往于这些建筑之间，这样将成为一个真正的水下城市。现在人类生存空间正面临极大的挑战，很多适合耕种的土地正被工业区、居民区所占领，很多的植被正为人类所破坏。人类要想可持续性发展，就需要更为广阔的发展空间。水下开放式等压厅正是人类向地球上广阔的水域拓展生存和发展的空间的有效工具。
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
图1是本发明的等压厅原理剖面示意图。
图2是等压厅第一个实施例剖面示意3是图2的1-1放大剖面示意4是等压厅第二个实施例剖面示意中1、送风室。2、压缩气体通道/3、基础凸台。4、罩盖。5、联接件。6虚拟的等压线位置。7、内置的水泵排水系统。8、往送风室内送风的气泵。9、高压储气室。10、与送风室联接的压力交换室。11、12、13、14、是压力交换室内可密封的出入门。15、16、17、18、19是压力交换室内气压控制阀。
具体实施例方式
在图1中，罩盖(4)与中间有凹坑的基础凸台(3)用联接件(5)联接，联接件(5)为耐腐蚀钢架结构。此时压力交换室内(10)与送风室(1)的阀门都关闭，压缩气体在气泵(8)驱动下从送风室通过气体通道(2)进入罩盖，将罩盖内水排到外面，多余的气体在边缘排出，罩盖排气边缘的高度为等压线(6)。等压线以下基础凸台中间凹坑等低处的水通过水泵排水系统(7)将水排出，等压厅内就形成了人可以生存的空间。
在图2所示实施例中，是一个人工游泳池内的水下开放式等压厅。由于人工游泳池水位固定，深度小，没有自然水域里诸多不确定的变化，且水池内水可以排放等特点，使它的结构简单，便于建造，受水深压力影响小，建设成本低，不失为一个具有新视角的娱乐场所。在建人工游泳池时，设计蓄水深度为5米，在游泳池建一个3米高金属框架围栏，在水压面上装耐压玻璃，上面按多个进出扶梯，也做围栏的耐压支撑，就形成了凹形的基础凸台(3)。罩盖(4)是除基础凸台围栏面都与游泳池壁高3米处密封联接的金属框架，中间有适当支撑，耐压玻璃装在罩盖下侧，罩盖在围栏面扶梯处都有凸出部分，供人在水下进出。罩盖凸出部分承受的浮力大，都用联接件(5)与扶梯联接，用来平衡浮力，联接件(5)采用钢架结构。罩盖(4)的下边缘都有纵向可调节的排气孔。基础凸台内背向围栏侧建有压缩气体通道(2)。压缩气体通道与上面的送风室(1)联通。送风室侧面是如图3所示的压力交换室(10)。交换室是承压的密封空间，有(11)、(12)、(13)、(14)四个可以密封的出入门，分别装有(15)、(16)、(17)、(18)、(19)五个气压控制阀门。
使用时，当游泳池蓄水达到罩盖(4)边缘排气孔时，同时关闭(13)、(14)压力交换室门，关闭(18)、(19)气压控制阀，开启气泵(8)向送风室内送压缩气体，通过气体通道进入等压厅。当游泳池内蓄5米深水位时，就形成了等压厅罩盖上面的浅水池和侧面的深水池。人要进入等压厅可从深水池潜下去，通过罩盖边缘基础凸台扶梯进入，也可以从压力交换室门(11)进入，再关上门(11)及关闭气压控制阀(15)、(16)，再打开气压控制阀(19)，待压力与送风室平衡时，再打开门(13)就进入了气体通道进入等压厅。当等压厅内人员要通过压力交换室出去和外面人要进入时，外面人员可通过门(12)进入，并关上门(12)，及关闭气压控制阀(17)。等压厅内人员可通过门(13)进入并关上门(13)及关闭气压控制阀(19)，然后打开气压控制阀(16)。当两室气压平衡后，再关闭气压控制阀(16)，分别打开气压控制阀(18)、(15)等压力平衡后，要出去的人就从门(11)出去，要进去的人就从门(14)进入，等压厅内可以是餐饮娱乐场所。
在图4所示实施例中，可以是一个较稳定的自然海域中，等压厅设计的等压线可以在水深25米的深度上。首先选好适当的海底地形及密封性好的海底岩层做好基础凸台(3)，并设计好所有的联接件基础。基础凸台中间是一个倒立圆锥台体的凹坑，四周的基础部分要密封耐压。再在基础凸台外缘建一定高度的金属框架围栏，做好内支撑。形式可以是用图2实施例中的扶梯，框架装上透明耐压材料，以增加等压厅内横向透视。框架同时做好与罩盖的钢架联接件(5)，框架在等压线高度上装好压缩气体通道接口。同期在海岸适当位置挖掘一斜梯遂道至等压线深度，在进口安装送风室(1)及压力交换室(10)，形式为图3所示。因在这个深度上人出等压厅需较长减压时间，所以压力交换室应足够大。斜梯遂道在等压线深度横向挖掘，此时送风室送压缩气体，使与海底开通时压力平衡，使预先做好的出口联接件装好固定。再把预先做好的透明的空气通道(2)吊装到位，并做好固定，最后用船把做好的罩盖(4)吊装到凸台联接件上联接。当送风室通过气体通道向等压厅内送压缩气体，待压力平衡时，用水泵排水系统(7)将等压厅内水排出，这个等压厅的初期工程就算完成了。再在等压厅内凹坑内四周内修整排水沟，具体完善排水系统。厅内中间位置建一地下高压储气罐(9)，罩盖边缘排气孔调整在水位在基础凸台围栏上边缘向下1米左右。当外界水位发生较大变化，使等压厅罩盖边缘处水位迅速上升时，一方面可增大风泵的供气量，另一方面可将高压储气罐内气体排出，以平衡等压厅内压力。另外在可预知的高水位来临之前，尽可能地调低罩盖边缘排气孔的位置，以增大水位调节的能力。该等压厅内应尽量植被，使氧气能内部循环，以减轻机器送风成本。
权利要求
1.一种水下设施，在水下把盆状透明罩盖扣在一个中间凹形的基础凸台上，罩台与基础凸台联接，里外是开放的。通风室通过气体通道与基础凸台内联通。其特征是压缩气体从送风室通过气体通道送入罩盖内，把水从罩盖内排出，基础凸台内凹坑等低处的水用水泵抽出，等压厅内就形成了可供人或陆地动植物生存的空间，室内的压强与等压线所处水深的压强相等。
2.根据权利要求1所述的等压厅，其特征是盆状罩盖是透明的，边缘设有可调节的排气孔，罩盖在等压线以上部分与水体是密封的。
3.根据权利要求1所述的等压厅，其特征是中间凹形的基础台在等压线以下部分与水体是密封的，基础凸台侧面与气体通道的联接也是与水体密封的，凸台内侧四周有排水沟及排水系统。
4.根据权利要求1所述的等压厅，其特征是内部为高于正常气压的空间，其内部压强与等压线所处水的深度压强是一致的。
5.根据权利要求1所述的等压厅，内部通过基础凸台边缘与罩盖边缘与外界水体自然联通的。
6.基础凸台内设有高压贮气罐，用来平衡水位突然增大时等压厅内的压强。
7.气体通道在水面以上部分设有供人进出的压力交换室。
8.在等压厅内植被，增加氧气内循环，以降低机械送风的成本。
全文摘要
本发明命名为水下开放式等压厅，主要用途是供人或陆地的植物在水下生活，其主要结构是(如图)在水下把盆状透明罩(4)扣在一个中间凹形的基础凸台上(3)，罩盖与基础凸台联接，里外是开放的。当送风室(1)将压缩气体通过气体通道(2)送入罩盖，就把水从罩盖边缘排挤出去，再多的气体就从罩盖的边缘排出，形成气体流通。基础凸台内凹坑等低处的水用水泵排出，等压厅内就形成了人们可以生存的空间。由于等压厅内与外界水体是开放的，使在人水下活动范围更加自由。
文档编号E02D29/09GK1789569SQ20041001135
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月15日 优先权日2004年12月15日
发明者马光伟 申请人:马光伟