CN102234156A

CN102234156A - 多级式增加水中溶氧设备

Info

Publication number: CN102234156A
Application number: CN2010101553329A
Authority: CN
Inventors: 温昀哲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2030-04-26
Also published as: CN102234156B

Abstract

一种多级式增加水中溶氧设备，包含电力水车、团聚水细化装置、风力增氧装置与转向装置，其中，该团聚水细化装置承接电力水车拍打水面产生的团聚水，再透过转动机制将团聚水细化，以增加水滴与空气接触面积，并将更多氧气带入水中；该团聚水细化装置与风力增氧装置分别结合一汲水机构，该等汲水机构直接将水汲取至空中再缓慢滴落，以增加水中含氧量并可节省电力；该而转向装置则用以调整电力水车的浮台方向，使电力水车的浮台与风向一致；继而达致有效增加水中溶氧量及节省电力的目的。

Description

多级式增加水中溶氧设备

技术领域

本发明提供一种多级式增加水中溶氧设备，尤指一种承载电力水车驱动叶片打水的动能，与利用风力驱动叶片转动的动能，以及利用风力导引电力水车打水方向、加速水流，以达致增加水溶氧量的目的，并兼具节省能源优点的多级式增加水中溶氧设备。

背景技术

地球温室效应造成环境日益恶化，提醒人类必须设法寻找干净的替代能源。另由于人类对海洋资源的无限制强取，及对海洋渔类过度补捞，不仅使渔类资源日益枯竭，部份渔种甚至已面临灭种的危险，如何保护海洋渔类资源，达永续环境的目标，值得大家并同深思熟虑。各国为了使渔业资源得调养生息，均限制渔捕获量，但为了满足人类对海产食物的需求，因此人工养殖鱼、虾、贝类成为最可行的方法。

但由于人口老化，生育率降低、年青人不愿意投入渔业养殖工作，使养殖渔业人力严重不足。另一方面，石化能源日渐枯竭，价格不断升高，使电价也同步飞涨，造成养殖成本增加。在研发与建立人工养殖技术过程中，如何降养殖成本与达成减节能减碳，发展再生(干净)能源的技术应用于人工养殖渔业，为大家共同努力的目标。

而一般渔业养殖主要利用电力水车持续打水来改善养殖养殖池的水中溶氧量，而在电价飞涨及发展再生能源的趋势中，近年来遂有间接或直接运用大自然的风力动能作为水车驱动能源的技术问世。所谓间接使用风力能源的技术，将风力转为电力再以电力驱动电力水车，但容易因为风速瞬间变化较大，使风车转数不稳定，造成发电机输出电压变动较大，因此若使用风力发电，系统中必须包含一个电压调整器与能源储存设备，以确保电压稳定。惟，如此一来，相对增加风力发电机的制备成本，且必须有较大空间方能安装风力发电机，因此使用至今仍有许多问题难以克服。

此外，经实验及研究，发现当水自空中落下时，若水滴体积较大，其增氧效果较差，水滴体积越小，总表面积反而增大，与空气接触面积相对较大，则具较佳增氧效果。另外，水滴在空中停留时间越长，也会让增氧效果变好。

有鉴于上诉种种技术背景，本发明人遂进一步研究并有以下构思：(1)将传统电力水车打水过程产生的团聚水，与空气接触后再掉落养殖池的增氧方法，改进设计为收集团聚水并将团聚水细化后再落入养殖池，以增加水滴与空气接触面积将更多氧气带入水中；(2)设置风力增氧装置，直接利用风能来达成养殖池水质增氧的技术；(3)设置汲水机构，利用收集团聚水与风力增氧装置产生的动能，将水汲取至空中与空气接触，产生增氧作用；(4)设计可调整电力水车的方向，使电力水车的叶片拍打方向和流向与风向一致，以加快水面下流速并带入更多氧气至养殖池中。经过不断测试及改良后有本发明问世。

发明内容

缘是，本发明的目的为提供一种直接利用再生能源达成养殖池水质增氧的技术，再生能源包含电力水车的团聚水所产生的动能，及利用风力驱动风车叶片旋转产生的动能，直接汲取养殖池的水至空中，让水在空中与空气接触，然后落入养殖池，由此将溶于水中的氧气带入养殖池中。更进一步将团聚水细化成小水滴以增加与空气接触面积，并可调整电力水车的打水方向配合水流方向，以加快池水流速。

本发明主要提供一种多级式增加水中溶氧设备，该多级式增加水中溶氧设备主要具有电力水车、团聚水细化装置、转向装置及风力增氧装置，其中：该电力水车具有浮台及受马达驱动的打水叶片；该团聚水细化装置架设于电力水车的浮台上，包含滚筒及汲水机构，该滚筒固设多数道盛水槽，且该等盛水槽对应电力水车的打水叶片；该转向装置架设于电力水车的浮台上，包含一支撑架，该支撑架插设一可枢转的内杆，该内杆另以连杆固设尾翼及舵板；该风力增氧装置架设于电力水车的浮台上，包含风车机构与汲水机构，该风车机构具有转轴、风车叶片及抽水马达，该转轴架设于支撑架的内杆顶端，转轴内部设有对应风车叶片的流道，风车叶片表面设有连接流道出口的导管，抽水马达位于浮台下方且以一汲水管连接转轴的流道入口。。

据上所述的多级式增加水中溶氧设备，其中，该团聚水细化装置的汲水机构包含与滚筒同轴设置的第一传动轮，及对应设置于第一传动轮下方的第一被动轮，该第一传动轮与第一被动轮外部套设第一传动皮带，且该第一传动皮带外侧固设有多数个汲水容器。

据上所述的多级式增加水中溶氧设备，其中，滚筒的多数个盛水槽底面都设有漏水孔。

据上所述的多级式增加水中溶氧设备，其中，第一传动皮带外侧的多数个汲水容器底面都设有漏水孔。

据上所述的多级式增加水中溶氧设备，其中，该风车叶片的导管末端出口设有喷嘴及LED。

据上所述的多级式增加水中溶氧设备，其中，该风力增氧装置的汲水机构包含与转轴同轴设置的第二传动轮，及对应设置于第二传动轮下方的第二被动轮，该第二传动轮与第二被动轮外部套设第二传动皮带，且该第二传动皮带外侧固设有多数个汲水容器。

据上所述的多级式增加水中溶氧设备，其中，第二传动皮带外侧的多数个汲水容器底面都设有漏水孔。

本发明主要结合回收传统电力水车的团聚水所产生的动能与大自然的风力能源，将二者的动能直接应用于水中增氧的设作，同时更可随时调整电力水车的方向，使其打水叶片的拍水方向与养殖池水流向相同，以提升水中水流速度，并将更多空气带入水中，增加溶氧效果，不仅可以节省目前电力水车打水增氧的运转时间，并同时增加水中溶氧量，又可降低所耗用的电力，如此可提升再生能源的利用领域，继而达致节能减碳，降低温室效应，减少环境污染源、降低养殖渔业成本及提升养殖渔业竞争力的目标。

附图说明

图1为本发明的多级式增加水中溶氧设备的整体立体外观示意图；

图2为本发明的团聚水细化装置的立体外观示意图；

图3为本发明的滚筒结构的平面示意图；

图4为本发明的汲水机构结构的平面示意图；

图5为本发明的转向装置的立体外观示意图；

图6为本发明的风力增氧装置的立体外观示意图；

图7为本发明的转轴与风车叶片的结构的平面示意图；

图8为本发明的电力水车及团聚水细化装置的平面示意图；

图9为本发明的电力水车及团聚水细化装置的运转状态示意图一；

图10为本发明的电力水车及团聚水细化装置的运转状态示意图二；

图11为本发明的风力增氧装置的平面示意图；

图12为本发明的风力增氧装置的运转状态示意图一；

图13为本发明的风力增氧装置的运转状态示意图二；

图14为本发明的风力增氧装置的运转状态示意图三。

附图标记说明

1-电力水车；11-浮台；12-马达；13-打水叶片；2-团聚水细化装置；21-滚筒；211-盛水槽；212-漏水孔；22-汲水机构；221-第一传动轮；222-第一被动轮；223-第一传动皮带；224-汲水容器；225-漏水孔；23-框架；3-转向装置；31-支撑架；311-内杆；312-连杆；32-尾翼；33-舵板；4-风力增氧装置；41-风车机构；411-转轴；4111-流道；412-风车叶片；4121-导管；4122-喷嘴；4123-LED；413-抽水马达；4131-汲水管；42-汲水机构；421-第二传动轮；422-第二被动轮；423-第二传动皮带；424-汲水容器；425-漏水孔。

具体实施方式

关于本发明人的技术手段，兹举一种较佳可行实施例配合图式于下文进行详细说明。

如图1所示，本发明包含电力水车1、团聚水细化装置2、转向装置3及风力增氧装置4，其中：

该电力水车1，如图1所示，包含浮台11及受马达12驱动的打水叶片13(该马达的马力约为1HP)；

该团聚水细化装置2，如图1-4所示，包含架设于电力水车1的浮台11上的一对滚筒21及汲水机构22，该对滚筒21以框架23固设于浮台11上，且分别对应打水叶片13，该滚筒21本体内侧固设多数道盛水槽211，且该等盛水槽211的开口朝向打水叶片13，其底面并设有多数个漏水孔212；该对汲水机构22分别架设于滚筒21外侧，该汲水机构22包含与滚筒21同轴设置的第一传动轮221，及对应设置于第一传动轮221下方的第一被动轮222(具体而言，本实施例的第一被动轮21固设于框架23上且其高度适接近浮台11底缘，但其固设方式非以此为限)，该第一传动轮221与第一被动轮222外部套设第一传动皮带223，且该第一传动皮带223外侧固设有多数个汲水容器224，且该等汲水容器224的底面都设有漏水孔225；

该转向装置3，如图5所示，包含架设于电力水车1的浮台11上的中空支撑架31，该支撑架31插设一可枢转的内杆311，该内杆311另以连杆312固设尾翼32及舵板33；

该风力增氧装置4，如图1，图5-7所示，架设于电力水车1的浮台11上，包含一风车机构41与汲水机构42，该风车机构41具有转轴411、风车叶片412及抽水马达413(该马达的马力约1/4HP)，该转轴411架设于支撑架31的内杆311顶端，转轴411内部设有对应风车叶片412的流道4111，而风车叶片412则固设有连接流道4111出口的导管4121，该导管4121的末端出口与风车叶片412的延伸方向为90度角设置，抽水马达413位于支撑架31下方且以一汲水管4131连接转轴411的流道4111入口；该汲水机构42包含与转轴411同轴设置的第二传动轮421，及对应设置于第二传动轮421下方的第二被动轮422(具体而言，本实施例的第二被动轮422固设于连杆412末端且其高度适接近浮台11底缘，但其固设方式非以此为限)，该第二传动轮421与第二被动轮422外部套设第二传动皮带423，且该第二传动皮带423外侧固设有多数个汲水容器424，该等汲水容器424的底面都设有漏水孔425。

关于本发明的增氧运转方式，兹依电力水车与风力增氧装置分别说明如下：

(一)电力水车

如图8-10所示，当启动电力水车1的马达12后，该马达12将带动水车叶片13开始拍打养殖池水(此也为传统电力水车的打水增氧方式)，而受到水车叶片13拍打的养殖池水将朝空中喷溅形成团聚水，并落入团聚水细化装置2的滚筒21的盛水槽211内(特别是朝向打水叶片13一侧的盛水槽211)，而当盛水槽211内部累积适量的水而产生重量时，该等因盛水而产生重量的盛水槽211将带动滚筒21向下转动，令其他角度的盛水槽依序转动朝向打水叶片13并继续承接团聚水，继而可令滚筒21开始转动，且滚筒21的转动过程将随打水叶片13持续拍打水面而持续，而在滚筒21不断转动过程中，盛水槽211内部的水也同时自底部漏水孔212向下滴落回水面，故而可令滴落的水滴接触空气，进而增加与空气的接触面积并提升水中含氧量，且由于本发明经设计令漏水孔212的孔径较小，因此其漏水过程并不会影响滚筒的盛水转动的运转过程，特予叙明；而在盛水槽211持续盛接打水叶片13所拍打产生的团聚水，令滚筒21不停转动的过程中，该滚筒21将带动汲水机构22的第一传动轮221同步转动，如此一来，第一传动轮221再以第一传动皮带223带动第一被动轮222，进而令该第一传动皮带223环绕第一传动轮221及第一被动轮222循环转动，且当第一传动皮带223转动时，其外侧的汲水容器224便可汲取养殖池水上升至空中，且由于该等汲水容器224底部同样设有漏水孔225，故当汲水容器225离开水面后，汲水容器224内部的水便开始自底部漏水孔225向下滴落，故可令滴落的水滴接触空气，同样可增加水中含氧量。

(二)风力增氧装置

当有足够风力时，可利用风力直接驱动风车机构41的风车叶片412转动，并带动汲水容器424汲取养殖池水如图11、12所示，当汲水容器424离开水面后，养殖池水便可自漏水孔425向下滴落，增加水中含氧量；但如风力不足时，则可启动抽水马达413抽取养殖池水，如图13、14所示，令养殖池水经汲水管4131及转轴411的流道4111，输送至风车叶片412的导管4121，并自导管4121末端的喷嘴4122向外喷洒，并推动风车叶片412转动，而由于喷嘴4122可将水细化，再透过LED4123的亮光照射，故可飞散形成具有缤纷色彩的水滴再低落水面，故而可令滴落的水滴接触空气，进而增加水中含氧量并可利用彩色喷泉产生美化景观的效果；是知，本发明的抽水马达413可视为另一台小型水车，抽取养殖池中底层水至水面与空气接触，再将抽取水进一步用来推动风车叶片412转动，再细化复喷洒至空气中；此外，当令风车叶片412朝喷水的反方向开始转动，此时转轴411将同步带动汲水机构42的第二传动轮421同步转动，如此一来，第二传动轮421再以第二传动皮带423带动第二被动轮422，进而令该第二传动皮带423环绕第二传动轮421及第二被动轮422循环转动，且当第二传动皮带423转动时，其外侧的汲水容器424同样可汲取养殖池水上升至空中，且由于该等汲水容器424底部也设有漏水孔425，故当汲水容器424离开水面后，汲水容器424内部的水便开始自底部漏水孔425向下滴落，故可令滴落的水滴接触空气，同样可增加水中含氧量。

由以上说明可知，关于本发明的增氧模式概可分为“电力水车”、“风力增氧”两种模式，且“电力水车”、“风力增氧”两种模式不仅可以分别运转，也可选择“电力水车”、“风力增氧”两种模式同步运转，以达致大幅提升水中含氧量的目的。

再者，本发明的转向装置更具有调整电力水车的浮台方向及风车方向的功能，当养殖池水面上的风向转变同时改变水流方向时，透过本发明的尾翼及舵板产生作用，可调整浮台方向随流向与风向转动，进而令打水叶片的拍打方向和水流流向一致，以加快养殖池水的流速，将更多空气带入水中，并提升电力水车的打水溶氧效率。

此外，本发明的运转模式更可搭配自动控制系统加以设定，使渔塭增氧设备更具高效率并可降低电力用量。假设一般渔塭适合养殖的水质含氧量为5-7ppm，则控制系统输入参数可为水质溶氧量及风速，输出参数为电力水车的1HP马达电力及1/4HP抽水马达电力等，而自动控制系统的控制程序及准则如下：

(1)当渔塭含氧量低于5ppm且风速低于4m/s，则电力水车的1HP马达，与风力增氧装置的1/4HP抽水马达同步启动。

(2)当养殖池含氧量介于5-7ppm且风速低于4m/s，则电力水车的1HP马达停止运转，而风力增氧装置的1/4HP抽水马达维持运转。

(3)当养殖池含氧量介于5-7ppm且风速高于4m/s，则电力水车的1HP马达与风力增氧装置的1/4HP抽水马达同时停止运转，且风力增氧装置的风车机构仅由风力驱动持续运转。

(4)当停电及风速高于4m/s，则风力增氧装置的风车机构仅由风力驱动持续运转。

经由上述说明可知，本发明主要结合回收传统电力水车的团聚水所产生的动能与大自然的风力能源，将二者的动能直接应用于水中增氧的设作，同时更可随时调整电力水车的方向，使其打水叶片的拍水方向与养殖池水流向相同，以提升水中水流速度，并将更多空气带入水中，增加溶氧效果，不仅可以节省目前电力水车打水增氧的运转时间，并同时增加水中溶氧量，又可降低所耗用的电力，如此可提升再生能源的利用领域，继而达致节能减碳，降低温室效应，减少环境污染源、降低养殖渔业成本及提升养殖渔业竞争力的目标。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种多级式增加水中溶氧设备，该多级式增加水中溶氧设备主要具有电力水车、团聚水细化装置、转向装置及风力增氧装置，其特征在于：该电力水车具有浮台及受马达驱动的打水叶片；该团聚水细化装置架设于电力水车的浮台上，包含滚筒及汲水机构，该滚筒固设多数道盛水槽，且该等盛水槽对应电力水车的打水叶片；该转向装置架设于电力水车的浮台上，包含一支撑架，该支撑架插设一可枢转的内杆，该内杆另以连杆固设尾翼及舵板；该风力增氧装置架设于电力水车的浮台上，包含风车机构与汲水机构，该风车机构具有转轴、风车叶片及抽水马达，该转轴架设于支撑架的内杆顶端，转轴内部设有对应风车叶片的流道，风车叶片表面设有连接流道出口的导管，抽水马达位于浮台下方且以一汲水管连接转轴的流道入口。

2.如权利要求1所述的多级式增加水中溶氧设备，其特征在于，该团聚水细化装置的汲水机构包含与滚筒同轴设置的第一传动轮，及对应设置于第一传动轮下方的第一被动轮，该第一传动轮与第一被动轮外部套设第一传动皮带，且该第一传动皮带外侧固设有多数个汲水容器。

3.如权利要求1所述的多级式增加水中溶氧设备，其特征在于，滚筒的多数个盛水槽底面都设有漏水孔。

4.如权利要求1所述的多级式增加水中溶氧设备，其特征在于，第一传动皮带外侧的多数个汲水容器底面都设有漏水孔。

5.如权利要求1所述的多级式增加水中溶氧设备，其特征在于，该风车叶片的导管末端出口设有喷嘴及LED。

6.如权利要求1所述的多级式增加水中溶氧设备，其特征在于，该风力增氧装置的汲水机构包含与转轴同轴设置的第二传动轮，及对应设置于第二传动轮下方的第二被动轮，该第二传动轮与第二被动轮外部套设第二传动皮带，且该第二传动皮带外侧固设有多数个汲水容器。

7.如权利要求1所述的多级式增加水中溶氧设备，其特征在于，第二传动皮带外侧的多数个汲水容器底面都设有漏水孔。