CN104016433A - 一种水循环装置 - Google Patents

Abstract

一种水循环装置，主要是将外部水产养殖污水经由一泵导入一扩散件内，利用污水在扩散件内下落过程中产生迭水现象，以自然带入空气并与空气充份的混合，以使污水中的油污、蛋白质形成漂浮在水面上的气泡，所述含有气泡的水可被导入一水气泡分流管，此水气泡分流管设有一向上导引堆积气泡的气泡导出口及一可向下导引水流的净水导出口，前述气泡导出口是经由一气泡导管衔接一外径较小的液气分离管，使前述等气泡受挤压破裂后会形成含有高浓度杂质的污水及空气，前述污水可由一向下延伸的污水导出口通过一污水引流管向外排出，而所述空气则可通过一空气导出口再由一外径渐缩的出气管向外排出，且前述空气导出口可另经由一二次污水引流管连通在前述污水引流管。

Description

一种水循环装置

技术领域

 本发明是有关于水循环装置，特别是指一种结构简易可靠、洁净效果佳且可提升溶氧量、具节能功效的水循环装置。

 

背景技术

在水族养殖（尤其是大型水产养殖）的环境中，由于各种饲料的使用，会使养殖水产生化学变化而具有亚硝酸及氨气等成份，形成养殖水的污染；同时，被养殖的水中生物也会消耗养殖水的氧气，因此，对于水族养殖而言，水质净化及水中溶氧量供应与维持，乃为一重要的课题。

　　传统应用在水循环的净化过滤系统，多是采用横向溢流方式，将过滤棉及陶瓷过滤材料分别设置在不同的过滤空间中，使水流充满第一过滤空间后即溢流至第二过滤空间，以此类推，藉以达到层层过滤的水质净化效果；然而，在上述各溢流过程中，不但会造成时间消耗，且在末端也需要以加压马达提供额外空（氧）气，方能增加水中溶氧量，如此一来，也增加了能源的耗费及设备装置成本；同时，过滤棉等各种耗材的使用，更增加了使用上的负担，较不符合经济效益。

　　有关于各种常见的水产养殖用的曝气装置，则有许多国内外专利文献公开了各种不同结构与实施态样，例如：台湾新型专利公告第M397386号「调节阀及曝气管装置」、台湾发明专利公告第193651号「连续批次曝气净化之废水处理」、中国专利第CN101172700号「间歇式双向流曝气生物滤池及其污水处理方法」、中国专利第CN1689985号「曝气生物滤池及曝气滤头的排列方法」、中国专利第CN1827537号「无堵塞曝气生物滤池」、中国专利第CN1911832号「虹吸式全自动运行曝气生物滤池」、中国专利第CN2595797号「曝气生物滤池专用长柄滤头」及中国专利第CN2438709号「上向流曝气生物滤池」等，都有揭露了各种具曝气功能的不同实体机构，此种曝气的实体装置无论其结构复杂或简易，皆或多或少的增加了设备投资成本及后续维护保养费用。

　　有鉴于常见水产养殖业的水过滤及净化装置于实际应用时有上述缺点，发明人乃针对该些缺点研究改进之道，终于有本发明的产生。

 

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水循环装置，是利用污水流动过程中产生物理作用而可分离水中杂质，并同时与空气充份混合，藉以达到极佳的净水效果及具有较高的溶氧量，且其完全无需利用任何机械手段，因此不会有机械故障的可能，整体结构简易且具可靠性。

　　本发明的另一目的在于提供一种水循环装置，是在分离水中杂质及曝气的过程中完全不需要另以水泵加压空气，可有效节省能源耗费，兼具环保及经济效益。

　　本发明为达成上述目的及功效，所实行的技术手段包括：一直立的扩散件，上端具有一进水嘴以及至少一能供外部空气流入的进气口，下端具有一导出管；一泵浦，是以一进水管连通在所述扩散件的进水嘴，而将预设养殖之水源中的污水导入扩散件，前述污水由进水嘴喷入所述扩散件内部后产生迭水及细微化扩散效果，使与进气口流入的空气充份混合，致使污水中的油脂、蛋白质等杂质分离形成漂浮在水面上的气泡，前述含有气泡的水由所述导出管流出；一直立的水气泡分流管，中段设有一衔接在前述导出管的水气泡导入口，另有一向上延伸的气泡导出口，以及一向下延伸的净水导出口，所述导出管中含有气泡的水由水气泡导入口进入水气泡分流管内，前述不破灭的气泡会因浮力作用而往上堆栈，并经由气泡导出口流出，而与气泡分离的水，则由于重量较重，而向下由前述净水导出口流出；一液气分离管，上端具有一衔接在所述气泡导出口的液气导入口，以供导入前述水气泡分流管流出的气泡、一向下延伸的污水导出口，及一中段的空气导出口，所述液气导入口是供导入前述水气泡分流管流出的气泡，此气泡在液气分离管落下的过程中会产生冲击及挤压而破裂，以形成含有高浓度杂质的污水及空气，该污水直接向下由污水导出口向外排出，同时，大量的气泡破裂所产生的空气也能由前述空气导出口单向流出。

　　依上述结构，其中所述扩散件是为一直立的管状体，前述进水嘴是设置在扩散件的顶端

，且前述进气口是设置在进水嘴旁侧，而导出管是设置在扩散件底部。

　　依上述结构，其中所述扩散件中段横设有至少一具密集通孔的冲击件。

　　依上述结构，其中所述冲击件的通孔是呈蜂巢状密集排列。

　　依上述结构，其中所述进水嘴中段横设一辅助进气口，该辅助进气口能另行将外部的空气导入流通在前述进水嘴内的污水中。

　　依上述结构，其中所述液气分离管的空气导出口依序向外设有一水平段及一向上延伸的上升段，且在该水平段及上升段之间另设有一向下延伸的二次污水引流管。

　　依上述结构，其中所述液气分离管的污水导出口是衔接一污水引流管，且该二次污水引流管是连通在前述污水引流管。

　　依上述结构，其中所述空气导出口是衔接在一出气管的一端，且该出气管的另一端设有一外径渐缩的出气口。

　　至于本发明的详细构造、应用原理、作用与功效，则参照下列依附图所作的说明即可得到完全的了解：

附图说明：

　图１是本发明的第一实施例平面结构图。

　图２是本发明的第二实施例平面结构图。

具体实施方式：

    请参图１所示，可知本发明第一实施例的结构主要包括：扩散件１０、水气泡分流管２及液气分离管３０等部份，其中扩散件１０可为一直立的管状体，其顶端可经由一进水管１０１连通一设置在水源４（可为水产养殖池或水箱）中的泵４１，且扩散件１０顶端在进水管１０１端部旁侧设有至少一进气口１０２，另在扩散件１０底部衔接一导出管１０３（该导出管１０３的内径小于扩散件１０的内径，且以前述导出管１０３的内径：扩散件１０的内径＝2.5：5为较佳）。

　　水气泡分流管２在中段设有一衔接在前述导出管１０３的水气泡导入口２１，另有一向上延伸的气泡导出口２３及一向下延伸的净水导出口２２（所述水气泡导入口２１、气泡导出口２３及净水导出口２２的内径皆以相同于扩散件１０的内径为较佳），该净水导出口２２则是经由一出水管２２１（内径相同于前述净水导出口２２）延伸至所述水源４上方，且利用前述出水管２２１的出水口保持位于水气泡分流管２上方，可形成一位于气泡导出口２３上方的水位线。

　　液气分离管３０具有一液气导入口３０１、一向下延伸的污水导出口３０２及一向上延伸的空气导出口３０３（该液气导入口３０１、污水导出口３０２及空气导出口３０３的内径皆相同且小于扩散件１０的内径，并以前述液气导入口３０１、污水导出口３０２及空气导出口３０３的共同内径：扩散件１０的内径＝2.5：5为较佳），该液气导入口３０１可经由一气泡导管２３１衔接在前述气泡导出口２３（此气泡导管２３１的内径相同于前述气泡导出口２３），该污水导出口３０２以一污水引流管３２１对外连通，前述空气导出口３０３是衔接在一出气管３５的一端，且该出气管３５的另一端设有一外径渐缩的出气口３５１（此出气口３５１的内径小于空气导出口３０３的内径，且以前述出气口３５１的内径：空气导出口３０３的内径＝1：2.5为较佳），且前述出气管３５远离出气口３５１一端的内径相同于前述空气导出口３０３。

　　当使用时，水泵４１抽取水源４（可为水产养殖池）中的污水（受饲料及水产排泄物污染的水）经由内径较小的进水管１０１进入扩散件１０内部管径较大的空间内，可产生细微化扩散与迭水现象，外部的空气可因迭水现象而由进气口１０２吸入扩散件１０内，达成与污水进行充份的混合与冲击，使该污水中的杂质（油脂或蛋白质）可分离形成漂浮在水面上的气泡，且该气泡因表面张力作用而不会立即破灭，可由污水的水流带往该导出管１０３。

　　在实际应用时，所述导出管１０３至水气泡导入口２１之间可形成一直角弯折，以利于水流过程中产生切断面，进而增加水与气泡的混合效率。

　　当前述导出管１０３内含气泡的污水由内径较小的水气泡导入口２１流入内径较大的水气泡分流管２内，会使水流速度减缓，使气泡与水有足够的时间相分离，且利用空气较轻的物理现象，可使不破灭的气泡因浮力作用而往上堆栈，并经由气泡导管２３１前推到液气导入口３０１；而经过上述与气泡分离后（较洁净）的水，由于重量较重，自然可向下由前述净水导出口２２经出水管２２１流入水源４内，藉由水流在扩散件１０内迭水过程中与空气充份混合，配合将含有杂质的气泡分离的过程，形成一具有含氧净化效果的循环水流。

　　而所述气泡由内径较大的气泡导管２３１通过液气导入口３０１流入内径较小的液气分离管３０内，此时各气泡在下坠过程中会相互冲击、挤压而破裂，会形成含有高浓度杂质的污水及空气，此重量较重的污水可直接向下由污水导出口３０２通过污水引流管３２１向外排出；同时，气泡破裂所产生的较轻的空气则可经液气分离管３０内部压力作用，而由前述空气导出口３０３单向导入出气管３５，并利用所述大量流动的空气可产生一定的气压，配合出气管３５渐缩的出气口３５１更可有效提升前述气流的压力，而形成可供利用的高压空气。

　　请参图２所示，可知本发明第二实施例的结构主要包括：一扩散件１、一液气分离管３以及与前述第一实施例相同的水气泡分流管２等部份；其中扩散件１可为一直立的管状体，其顶端设有一进水嘴１１（此一进水嘴１１的内径小于扩散件１的内径，且以进水嘴１１的内径：扩散件１的内径＝3：5为较佳），前述进水嘴１１是经由一进水管１１１（此进水嘴１１的内径大于进水管１１１的内径，且以进水嘴１１的内径：进水管１１１的内径＝3：1.5为较佳）连通一设置于水源４中的水泵４１，且在进水嘴１１中段横设有一辅助进气口１１２（此进水嘴１１的内径大于辅助进气口１１２的内径，且以该进水嘴１１的内径：辅助进气口１１２的内径＝3：0.5为较佳），所述扩散件１顶端于进水嘴１１旁侧设有至少一进气口１２，在扩散件１中段横设有至少一具密集（可呈蜂巢状密集排列）通孔的冲击件１３，另在扩散件１底部衔接一导出管１４（此导出管１４的内径小于扩散件１的内径，且以该导出管１４的内径：扩散件１的内径＝2.5：5为较佳）。

　　水气泡分流管２在中段设有一衔接在前述导出管１４的水气泡导入口２１，另有一向上延伸的气泡导出口２３及一向下延伸的净水导出口２２（此水气泡导入口２１、气泡导出口２３及净水导出口２２的内径皆以相同于扩散件１的内径为较佳），且前述净水导出口２２是经由一出水管２２１（内径相同于该净水导出口２２）延伸至所述水源４上方，且利用该出水管２２１的出水口保持位于水气泡分流管２上方，可形成一位于气泡导出口２３上方的水位线。

　　液气分离管３具有一液气导入口３１、一向下延伸的污水导出口３２及一向上延伸的空气导出口３３（前述液气导入口３１、污水导出口３２及空气导出口３３的内径皆相同且小于扩散件１的内径，并以该液气导入口３１、污水导出口３２及空气导出口３３的共同内径：扩散件１的内径＝2.5：5为较佳），所述液气导入口３１经由一气泡导管２３１衔接在气泡导出口２３，前述污水导出口３２以一污水引流管３２１对外连通，该空气导出口３３是由依序向外延伸的一水平段３３１及一向上延伸的上升段３３２所组成，在前述水平段３３１及上升段３３２之间另设有一向下延伸的二次污水引流管３４，该二次污水引流管３４是连通在前述污水引流管３２１，前述上升段３３２是衔接在一出气管３５的一端，且此出气管３５的另一端设有一外径渐缩的出气口３５１（此出气口３５１的内径：空气导出口３３的内径＝1：2.5为较佳），且前述出气管３５远离出气口３５１一端的内径是相同于前述空气导出口３３。

　　当使用时，水泵４１抽取水源４（可为水产养殖池）中的污水（受饲料及水产排泄物污染的水）经由进水管１１１通过进水嘴１１的过程中，前述辅助进气口１１２可将外部的空气导入该流通于进水嘴１１内的污水中，使所述污水与空气进行第一次混合；然后，此污水由内径较小的进水嘴１１进入前述扩散件１内部管径较大的空间内，可产生细微化扩散与迭水现象，外部的空气可因迭水现象而由进气口１２吸入扩散件１内，以与污水进行第二次混合；最后，所述污水在扩散件１内下落的过程中，会冲撞该冲击件１３并穿过各通孔，使所述污水与空气进行第三次混合，藉由上述多重与空气充份混合的过程，可使污水中的杂质（油脂或蛋白质）分离形成漂浮于水面上的气泡，且前述气泡因表面张力作用而不会立即破灭，可由污水的水流带往前述导出管１４。

　　当所述导出管１４内含气泡的污水由内径较小的水气泡导入口２１流入内径较大的水气泡分流管２内，会使水流速度减缓，使气泡与水有足够的时间相分离，且利用空气较轻的物理现象，可使不破灭的气泡将因浮力作用而往上堆栈，并经由气泡导管２３１前推到液气导入口３１；而经过上述与气泡分离后（较洁净）的水，则由于重量较重，自然可向下由该净水导出口２２经出水管２２１流入水源４内，藉以形成一具有溶氧净化效果的循环水流。

　　而所述气泡由内径较大的气泡导管２３１通过液气导入口３１流入内径较小的液气分离管３内，此时各气泡在下坠过程中会相互冲击、挤压而破裂，会形成含有高浓度杂质的污水及空气，所述重量较重的污水可直接向下由污水导出口３２通过污水引流管３２１向外排出

；同时，气泡破裂所产生的较轻的空气则在前述空气导出口３３的水平段３３１流向前述上升段３３２的过程中产生另一次沥水效果，以使所述混合在空气中的小水珠或非预期飞溅入的污水皆可由二次污水引流管３４导回前述污水引流管３２１向外排出，而使前述不含水份的空气可单向导入出气管３５，利用所述大量流动的空气可产生一定的气压，配合前述出气管３５渐缩的出气口３５１更可有效提升所述气流的压力，以形成可供利用的高压空气。

　　本发明藉由上述结构，可达到下列功效上的增进：

1.在水循环过程中，其除污净化流量即为原水流量，使其除污净化能力远超过其他相同效果不同原理的除蛋白装置外；且其无需额外的能源供给即可进行曝气运作，因而具节能特性。

2.水流在扩散件１内下坠与冲击过程中带入大量空气，可产生溶氧极高的供水，并使其内部管路中产生压力，以取代原供给的空气泵，进而达到节能效果。

3.整体水循环过程中完全没有机械结构与活动，不易故障、无需维修且经久耐用。

　　由上所述可知，本发明的水循环装置确实具有结构简易可靠、净水效果佳、具节能效益且可提升含氧量的功效，确已具有产业上的利用性、新颖性及进步性。

惟以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请专利权项所作的均等变化与修饰，皆为本发明权利请求项所涵盖。

Claims (8)

1.一种水循环装置，其至少包括：

  　一直立的扩散件，上端具有一进水嘴以及至少一能供外部空气流入的进气口，下端具有一内径小于扩散件之导出管；

　　一水泵，是以一进水管连通在前述扩散件的进水嘴，而将预设养殖的水源中的污水导入扩散件，前述污水由进水嘴喷入扩散件内部后产生迭水及细微化扩散效果，与进气口流入的空气充份混合，使污水中的油脂、蛋白质等杂质分离形成漂浮在水面上的气泡，所述含有气泡的水由前述导出管流出；

  　一直立的水气泡分流管，内径等于扩散件，在水气泡分流管中段设有一衔接在前述导出管的水气泡导入口，另有一向上延伸的气泡导出口，以及一向下延伸的净水导出口，由于水气泡分流管的内径大于前述导出管，致通过前述导出管中含有气泡的水流入水气泡分流管内会使水流速度减缓，使不破灭的气泡有时间因浮力作用而往上堆栈，并经由气泡导出口流出，而与气泡分离的水，则由于重量较重，达成向下由前述净水导出口流出；

  　一内径小于水气泡分流管的液气分离管，上端具有一衔接在前述气泡导出口的液气导入口，供导入前述水气泡分流管流出的气泡、一向下延伸的污水导出口，及一中段的空气导出口，由于液气分离管的内径小于前述水气泡分流管的内径，致使所述气泡在液气分离管落下的过程中会产生冲击及挤压而破裂，形成含有高浓度杂质的污水及空气，前述污水直接向下由污水导出口向外排出，同时，大量的气泡破裂所产生的空气也能由前述空气导出口单向流出。

2.如权利要求１所述的一种水循环装置，其特征在于：所述扩散件是为一直立的管状体，前述进水嘴是设置在前述扩散件的顶端，且前述进气口是设置在前述进水嘴旁侧，而所述导出管是设置在前述扩散件底部。

3.如权利要求２所述的一种水循环装置，其特征在于：所述扩散件中段横设有至少一具密集通孔的冲击件。

4.如权利要求３所述的一种水循环装置，其特征在于：所述冲击件的通孔是呈蜂巢状密集排列。

5.如权利要求１所述的一种水循环装置，其特征在于：所述进水嘴中段横设一辅助进气口，此辅助进气口能另行将外部的空气导入流通在前述进水嘴内的污水中。

6.如权利要求１所述的一种水循环装置，其特征在于：所述液气分离管的空气导出口依序向外设有一水平段及一向上延伸的上升段，且在前述水平段及上升段之间另设有一向下延伸的二次污水引流管。

7.如权利要求６所述的一种水循环装置，其特征在于：所述液气分离管的污水导出口是衔接一污水引流管，且前述二次污水引流管是连通在前述污水引流管。

8.如权利要求１所述的一种水循环装置，其特征在于：所述空气导出口是衔接在一出气管的一端，且此出气管的另一端设有一外径渐缩的出气口。