CN105075965B - 水产养殖设备的自动排污装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安装在水产养殖设备底部的自动排污装置，可集中利用排水时的水流及水压，无需电力驱动即可自动清除设备底部的污物。该自动排污装置包括：一可转动地轴接于设备底部排水口的管接件、一套接于管接件而径向延伸的排污管、一设置在排污管中心的转轴及螺旋叶片，以及一组接于转轴外侧端的传动组件及滚轮；排水时，集中进入排污管的水流可带动螺旋叶片以及转轴旋转，并且经过传动组件驱动滚轮旋转滚动，进而带动整组排污装置以排水口为中心在设备底部转动行进，行进时藉由排污管吸入污物，即可以对设备底部污物进行动态性地全面清理。

Description

水产养殖设备的自动排污装置

技术领域

本发明涉及一种水产养殖设备中的自动排污装置，旨在集中利用系统排水时的水流及水压作为动力来源，自动驱动排污管旋转清除养殖槽或箱网养殖槽等养殖设备底部的污物，不但能动态性地全面清除污物，还兼具有节省能源的功效。

背景技术

水产养殖技术中，养殖水的水质显然是影响养殖物存活率及产值的最重要因素之一；由于水中生物在养殖的过程中，饲料残饵、养殖物的排泄物及残骸、或微生物分解后的有机物质等，会不断堆积于养殖池底层，引起池水优氧化或是影响水中藻相，轻者会抑制养殖物的生长，严重时过度污染的养殖水甚至会造成水中生物患病而死亡。因此，如何减少沉淀物堆积于养殖槽底层，确保水质维持一定程度以上的洁净品质，乃为相关业者所亟为关切的课题。

其次，由于循环水养殖系统能以人为方式控制各种养殖环境，使养殖渔类在可控制的环境下不受外界影响，进而提高渔类存活率及产值，因此广为养殖业所采用。例如，石斑鱼育苗的过程中，为解决体型差异造成高残食率的问题，以箱网育苗的方式进行，然而箱网式养殖槽会阻断水流回转至养殖槽底部中央而无法集污，因此使得业者必须使用大量人力定时移除残饵粪便等固体物，不但耗费人力，而且也需要配合养殖期程来进行清理，以免干扰到养殖环境及鱼苗生长，在作业上相当不便。

为了解决上述问题，本发明人之一曾经设计出一种「渔类养殖槽排污装置」(TWM410464)，其设置一套筒竖立于养殖槽的排污管外部，该套筒顶部具有叶片，底部设有至少一概与养殖槽槽底贴近并具有若干进水孔的横伸管；当循环水注入养殖槽时，水流作用能带动套筒旋转，进而令套筒底部的横伸管旋转，以对养殖槽底部的沉淀物产生连续拨扫的作用，使沉淀物得以自养殖槽底面剥离后，随着水流排出养殖槽。

上述设计经本发明人具体实施后，发现该设计虽然可以在无需外来动力的情形下自动清除池底沈积物，然而其旋转的动力是来自于进水的水流，而水流在冲激到叶片之前会受到养殖水的缓冲作用而减缓，造成动力的损失；若使用在仅需少量更换循环水的养殖环境及设备时，水流动力就会有不足以推动叶片及横伸管的现象。

此外，在动力的传导效率上，叶片受力后通过中央套筒传导于横向延伸于池底的横伸管，而横伸管的长度远大于螺旋叶片，也就是施力端螺旋叶片的转矩远小于受力端横伸管的转矩，使传动至横伸管旋转的扭力严重不足，再加上养殖水的阻力，使得水流推动整组装置旋转更显得困难。

有鉴于此，本发明人乃藉其累积多年相关领域的研究及实务经验，特针对上述动力不足的状况加以改良，发明出一种自动排污装置，不但同样具有无需外来动力即可自动除污的功效，还能有效克服先前设计动力不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水产养殖设备的自动排污装置，可安装在养殖槽或箱网养殖槽等养殖设备的底部，无需电力驱动即可以转动方式动态性地全面自动清除养殖设备底部的污物，具有节省能源的功效；特别是本发明能将排水时的水流及水压予以有效率地集中利用，使得动力来源不虞匮乏。

为达成上述目的，本发明水产养殖设备的自动排污装置包括：

一可转动地轴接于设备底部排水口的管接件；

一侧向连接于管接件的排污管，该排污管由设备底面径向延伸，且排污管上设有多个向下贯穿管壁的通孔；

一可旋转地设置在排污管内部的转轴，该转轴上设有至少一螺旋叶片，且转轴的外侧端延伸至排污管末端外部与一组传动组件连动；以及

一与传动组件连动的滚轮，该滚轮底缘抵靠设备底面并略低于排污管下缘，使排污管底部与设备底面具有间距；

当底层养殖水由通孔进入排污管朝向下游排水口排水时，集中于排污管内朝下游方向流动的水流可带动螺旋叶片以及转轴旋转，并且经过传动组件驱动滚轮在设备底面上滚动，进而带动整组排污装置以排水口为中心转动行进，且转动行进时底层养殖水能连同沉积于设备底部的污物持续由通孔进入排污管后排出。

上述本发明构造中，由于驱动整组装置转动行进的动力来源，并非利用位于设备上方的进水水流，而是利用位于设备底部的排水水流，如此可以减少养殖水的阻力，再加上养殖水水压的辅助作用下，使整个设备内的养殖水集中在排水口形成一个位于下游的负压端，如此将能够让集中进入排污管的水流更轻易地促使螺旋叶片旋转而带动整组装置转动行进，避免水中能量传导的损失。

此外，整组装置是通过滚轮滚动来转动行进，使螺旋叶片旋转时，不需要直接作用在阻力转矩远大于螺旋叶片的排污管上，而仅需通过转轴及传动组件将旋转力传动到滚轮，以滚动方式促使整组装置转动行进，再加上传动组件的传动设计，将更能够确保滚轮持续滚动来带动整组装置持续转动行进。

以下进一步说明各元件的实施方式：

实施时，该排污管底部设有至少一向下延伸与设备底面接触的软性刮片或刷毛组，以供排污管转动行进时将附着于设备底面的污物剥离并且悬浮后，连同底层养殖水一起经由通孔进入排污管后排出。

实施时，该排污管底部进一步设有至少一向下延伸与设备底面接触的软性刮片，该刮片上具有供水流通过的镂空部，以减少排污管转动行进时养殖水所造成的阻力。

实施时，该传动组件系为一组减速齿轮组，藉以增加叶片及转轴旋转时驱动滚轮旋转的扭力，进而确保滚轮持续滚动。

实施时，该管接件呈弯管状，进一步包括有一轴接管轴接于设备底部排水口，以及一由轴接管侧向弯曲延伸以供排污管套接的套接管，其中轴接管与套接管分别在底部设置一枢接点相互枢接，使套接管以及排污管能够以该枢接点为支点上、下偏移浮动，则当滚轮滚动行进遇到体积较大的污物阻碍时，藉由套接管以及排污管可以向上偏移而浮动的设计，使滚轮仍得以滚动越过障碍物。

实施时，该套接管内部设有一轴座以供转轴内侧端轴接，排污管外侧端设有一帽盖以供转轴外侧端穿出，且轴座与转轴内侧端之间，以及帽盖与转轴外侧端之间分别设有一滚珠轴承，以减少转轴旋转时的摩擦力。

实施时，该养殖设备为一圆桶状养殖槽，排水口设置在养殖槽底部中心位置，使滚轮能够沿着养殖槽内围滚动行进，并且让排污管在养殖槽圆形底部面积范围内动态性地转动行进。

实施时，该排污管前方进一步设有一前挡板，该前挡板一端抵靠定位于排污管，另一端斜向延伸至靠近圆桶状养殖槽的内围；该传动组件上另设置一支撑板延伸顶抵于该前挡板的背部，使排污管及传动组件行进时，前挡板能够受到排污管及支撑板的同步推抵而位移；又，该前挡板下方与养殖槽底面保持间距并设有一第二软性刮片，该第二软性刮片外侧端部延伸至滚轮前方及养殖槽的内围与底面交接位置，如此一来，即能够藉由第二软性刮片用以刮除及剥离该位置的污物。

实施时，该养殖槽底部进一步包括有一沿着其内围设置的圆环状轨道，以导引滚轮在圆环状轨道内滚动行进。

实施时，该管接件、排污管、传动组件、滚轮为耐腐蚀的PVC材质所构成。

相较于先前技术，本发明所能增益的功效如下：

1.在动力来源部分，本发明不若先前技术利用进水水流驱动的方式，而是利用位于设备底部的排水水流来驱动，不但能避免养殖水造成阻力，更可以利用养殖水水压的辅助，让集中进入排污管的水流能够更轻易地促使螺旋叶片旋转而带动整组装置转动行进，避免水中能量传导的损失。

2.在机构设计上，螺旋叶片旋转时不需要直接作用在阻力力矩较大的排污管上，而仅需通过转轴及传动组件将旋转力传动到滚轮即可；此传动方式因螺旋叶片施力转矩与滚轮受力转矩二者之间力矩差距甚小，再加上传动组件可以让螺旋叶片施力端传动到受力端滚轮的速度改变并增加扭力，因此更能够确保滚轮持续滚动来带动整组装置持续转动行进，克服先前技术推动整组装置旋转困难的问题。

3.管接件的设计让排污管能够以该管接件为枢接点为支点而上、下偏移浮动，如此当滚轮带动排污管转动行进，并且遇到体积较大的污物阻碍时，将可以确保滚轮仍然能够滚动越过障碍物，藉以增加整体装置实施时的可靠度及信赖度。

4.由于排污管末端与养殖槽内围之间设置有滚轮及传动组件，使养殖槽内围与其底面交接位置形成一个排污管无法进行清理的死角，而前挡板以及第二软性刮片的设置将可以刮除及剥离该位置的污物，故能全面性地排除污物。

附图说明

图1为水产养殖设备的系统及本发明安装位置示意图；

图2为本发明的立体分解图；

图3为本发明的侧面结构剖视图；

图4为本发明添设前挡板的实施例立体图；

图5为本发明的动作示意图；

图6为本发明管接件的立体分解图；

图7为本发明管接件的动作示意图；

图8为本发明设置轨道的实施例立体图。

附图标记说明：100 自动排污装置；200 养殖槽；300 箱网养殖槽；400 隔网；500排水口；600 微粒子处理器；700 生物滤床；800 蛋白质除沫器；900 溶氧锥；10 管接件；11轴接管；12 套接管；13 轴座；14 枢接点；20 排污管；21 通孔；22 刮片；23 镂空部；24 帽盖；25 前挡板；26 支撑板；27 第二软性刮片；30 转轴；40 螺旋叶片；50 传动组件；60 滚轮；61 轨道。

具体实施方式

以下依据本发明的技术手段，列举出适于本发明的实施方式，并配合图式说明如后：

如图1所示，本发明水产养殖设备的自动排污装置100安装于养殖槽200或箱网养殖槽300等设备底部；养殖槽200与箱网养殖槽300差别在于箱网养殖槽300底部上方设有一隔网400，适合用来养殖鱼苗，鱼苗的排泄物及残骸等污物仍是通过隔网400后向下沈。图示中，无论是养殖槽200或箱网养殖槽300皆呈圆桶状，并且分别在底部中心位置一排水口500，该排水口500可利用排水方式使水位控制在一定的高度后，当循环水持续注入时，排水口500即持续排水。至于排水口500下游衔接的微粒子处理器600、生物滤床700、蛋白质除沫器800、溶氧锥900等，皆属于一般循环水养殖系统中常见的设备，因不在本发明研究范围内，在此不另赘述。

如图2到5所示，本发明自动排污装置主要是由：一管接件10、一排污管20、一转轴30、至少一螺旋叶片40、一传动组件50，以及一滚轮60所组成，其中：

该管接件10呈弯管状，包括有一轴接于设备底部排水口500的轴接管11，以及一由轴接管11侧向弯曲延伸的套接管12，其中轴接管11轴接于排水口500，使管接件10得以相对于排水口500转动。

该排污管20连接于管接件10的套接管12，使排污管20呈径向延伸而与设备底面平行，该排污管20另设有多个向下贯穿其管壁的通孔21，排污管20底部外缘则设有至少一向下延伸与设备底面接触的软性刮片22或刷毛组；图示中是以一片刮片22为例，且该刮片22上具有可供水流通过的镂空部23。

该转轴30内侧端轴接于管接件10内部，外侧端则延伸至排污管20末端外部，且排污管20外侧端设有一帽盖24供转轴30外侧端穿出，使转轴30可旋转地设置在排污管20内部；实施时，管接件10与转轴30内侧端之间，以及帽盖24与转轴30外侧端之间分别设有一滚珠轴承(图未示)，以减少转轴30旋转时的摩擦力。

上述转轴30位于管接件10内部的长度范围内设置有前述的螺旋叶片40，当螺旋叶片40旋转时，可以同步带动转轴30在排污管20内部旋转；图示中，螺旋叶片40为多个，并分别以转轴30为中心同轴间隔排列于排污管20内部。而转轴30的外侧端穿出帽盖24后则与前述的传动组件50连结，使传动组件50得以与转轴30连动。

前述滚轮60是设置在排污管20的帽盖24外侧与传动组件50连结，当螺旋叶片40同步带动转轴30在排污管20内部旋转时，可以藉由传动组件50的传动而带动滚轮60同步旋转。该滚轮60的底缘抵靠于设备底面，并且略低于排污管20的下缘，使排污管20的底部被架高在管接件10与滚轮60之间，并且使排污管20与设备底面具有间距，以供前述刮片22设置，使刮片22与设备底面接触。

藉由上述构造，当底层养殖水由通孔21进入排污管20朝向下游端的管接件10及排水口500排水时，集中进入排污管20内朝向下游方向流动的水流，可带动多螺旋叶片40以及转轴30同步旋转，并且经过传动组件50驱动滚轮60在设备底面上滚动；多个螺旋叶片40受水流带动旋转时，各螺旋叶片40相互之间会产生叠加的扰流作用，使转轴30旋转的转速加快。

前述滚轮60经过传动组件50传动而旋转滚动时，其底部与设备底面接触即产生向前行进的动力，进而带动整组排污装置以排水口500为中心自动转动行进；转动行进时，刮片22能将附着于设备底面的污物剥离并且悬浮后，连同底层养殖水一起经由通孔21进入排污管50，再通过管接件10及排水口500排出；其中由于刮片22上具有可供水流通过的镂空部23，因此可以避免在行进时养殖水对刮片22造成阻力。

上述本发明构造中，由于驱动整组装置转动行进的动力来源，并非利用位于设备上方的进水水流，而是利用位于设备底部的排水水流，再加上养殖水水压的辅助作用下，使整个设备内的养殖水集中在排水口500形成一个位于下游的负压端，如此将能够让集中进入排污管20的水流更轻易地促使螺旋叶片40旋转而带动整组装置转动行进，避免水中能量传导的损失。

此外，整组装置是通过滚轮60滚动来转动行进，使螺旋叶片40旋转时，不需要直接作用在转矩大于螺旋叶片的排污管20上，而仅需通过转轴30及传动组件50将旋转力传动到滚轮60即可，而且滚轮60的直径最多略大于螺旋叶片40，二者之间力矩差距甚小，再加上传动组件50的传动设计，将更能够确保滚轮60持续滚动来带动整组装置持续转动行进；以传动组件为一组减速齿轮组为例，减速齿轮组可以让螺旋叶片40施力端传动到受力端滚轮60的速度改变并增加扭力，使滚轮60及整组装置能够持续转动行进，克服先前技术推动整组装置旋转困难的问题。

如图4及5所示，由于排污管20以排水口500为中心自动转动行进时，水流会顺着排污管20的扰流作用，由排污管20本体中央向外产生一离心力，造成底层养殖水水流，以及少部分尚未流入排污管20的悬浮污物向外侧浮动，在长时间运转下，悬浮污物即可能堆积在圆桶状养殖槽的内围与底面的交接位置，再加上排污管20外侧末端与养殖槽内围之间设置有传动组件50及滚轮60，使养殖槽内围与其底面的交接位置，即传动组件50与滚轮60的行进路径上，形成一个排污管20无法清理到的死角。

为克服上述可能产生的问题，本发明实施时可以在排污管20前方进一步设置一前挡板25，该前挡板25一端抵靠定位于排污管20，另一端斜向延伸至靠近圆桶状养殖槽之内围；此外，排污管20末端外部的传动组件50外壳上设置有一支撑板26延伸顶抵于该前挡板25的背部，使排污管20及传动组件50行进时，前挡板25能够受到排污管20及支撑板26的推抵而同步位移；又，该前挡板25下方与养殖槽底面保持间距并设有一第二软性刮片27，该第二软性刮片27外侧端部延伸至滚轮60前方及养殖槽的内围与底面交接位置，如此一来，即能够藉由第二软性刮片27刮除及剥离该位置的污物。

如图6及7所示，实施时，前述管接件10的轴接管11与套接管12可以为两个部件所组成，且轴接管11与套接管12在交接位置各呈弯曲形状，使整体管接件10概呈90度弯管状；其中，套接管12内部设有一轴座13以供前述转轴30的内侧端轴接，而轴接管11与套接管12分别在底部设置一枢接点14相互枢接，如此一来，即可以让套接管12能够相对于轴接管11上、下偏转，进而让转轴30及套接于套接管12的排污管20能够以该枢接点14为支点上、下偏移浮动，当滚轮60滚动行进并且遇到体积较大的污物阻碍时，将可以确保滚轮仍然可以滚动越过障碍物，藉以增加整体装置实施时的可靠度及信赖度。

如图8所示，配合前述圆桶状养殖槽的实施方式，养殖槽底部可以沿着其内围设置一圆环状轨道61，从而藉由轨道61来导引滚轮60呈圆形轨迹行进，进而让整组自动排污装置可以在圆桶状养殖槽的底部面积范围内全面清除污物。实施时，滚轮60亦可以为一齿轮，而轨道60则可以为相对应啮合的齿条(齿排)；其他实施方式诸如：管接件、排污管、传动组件、滚轮、滚珠轴承等材质可以为耐腐蚀的PVC，或减速齿轮组的减速比、排污管管径等细部实施方式，皆属于一般机构设计上可以配合现场实务需求加以更改的设计，在此不另赘述。

以上的实施说明及图式所示，仅是举例说明本发明的较佳实施例，并非以此局限专利权范围；举凡与上述原理、构造、特征等近似或相雷同者，均应属本发明的创设目的及申请专利范围的内，谨此声明。

Claims (9)

1.一种水产养殖设备的自动排污装置，其安装于养殖槽设备底部，其特征在于其包括：

一可转动地轴接于该设备底部排水口的管接件；

一侧向连接于该管接件的排污管，该排污管由设备底面径向延伸，并设有多个向下贯穿管壁的通孔；

一可旋转地设置在该排污管内部的转轴，该转轴上设有至少一螺旋叶片，且该转轴的外侧端延伸至该排污管末端外部与一组传动组件连动；以及

一与该传动组件连动的滚轮，该滚轮底缘低于该排污管下缘并抵靠在该设备底面上，使该排污管底部与该设备底面具有间距；

当底层养殖水由通孔进入排污管朝向下游排水口排水时，集中于排污管内朝下游方向流动的水流可带动螺旋叶片以及转轴旋转，并且经过传动组件驱动滚轮在设备底面上滚动，进而带动整组排污装置以排水口为中心自动转动行进，且转动行进时底层养殖水能连同沉积于设备底部的污物持续由通孔进入排污管后排出；

其中，该养殖设备为一圆桶状养殖槽，排水口设置在该养殖槽底部中心位置，使滚轮能够沿着养殖槽内围滚动行进，并且让排污管在养殖槽圆形底部面积范围内动态性地转动行进。

2.如权利要求1所述水产养殖设备的自动排污装置，其中，该排污管底部设有至少一向下延伸与该设备底面接触的软性刮片或刷毛组，以供排污管转动行进时将附着于设备底面的污物剥离。

3.如权利要求1所述水产养殖设备的自动排污装置，其中，该排污管底部进一步设有至少一向下延伸与该设备底面接触的软性刮片，该刮片上具有排污管转动行进时供水流通过的镂空部。

4.如权利要求1所述水产养殖设备的自动排污装置，其中，该传动组件为一组减速齿轮组，让螺旋叶片传动到滚轮的旋转速度改变并增加扭力。

5.如权利要求1所述水产养殖设备的自动排污装置，其中，该排污管前方进一步设有一前挡板，该前挡板一端抵靠定位于该排污管，另一端斜向延伸至靠近圆桶状养殖槽的内围；该传动组件上进一步设置一支撑板延伸顶抵于该前挡板背部，使前挡板能够在排污管及传动组件行进时，受到排污管及支撑板的同步推抵而位移；该前挡板下方与该养殖槽保持间距并设有第二软性刮片，该第二软性刮片端部延伸至滚轮前方及圆桶状设备的内围与底面交接位置，用以刮除及剥离该位置的污物。

6.如权利要求1所述水产养殖设备的自动排污装置，其中，该养殖槽底部包括有一沿着其内围设置的圆环状轨道，以导引滚轮在圆环状轨道内滚动行进。

7.如权利要求1所述水产养殖设备的自动排污装置，其中，该管接件呈弯管状，进一步包括有一轴接于该设备底部排水口的轴接管，以及一由该轴接管侧向弯曲延伸以供排污管套接的套接管，其中该轴接管与该套接管分别在底部设置一枢接点相互枢接，让套接管以及排污管能够以该枢接点为支点上、下偏移浮动。

8.如权利要求7所述水产养殖设备的自动排污装置，其中，该套接管内设有一轴座以供转轴内侧端轴接，该排污管外侧端设有一帽盖以供转轴外侧端穿出，且该轴座与该转轴内侧端之间以及该帽盖与该转轴外侧端之间分别设有一滚珠轴承，以减少转轴旋转时的摩擦力。

9.如权利要求1所述水产养殖设备的自动排污装置，其中，该养殖槽是箱网养殖槽。