CN1053729C - 水流发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不采用动力机械等有可动部件的驱动装置而可以向任意方向产生强力水流的装置，本装置有一个外筒2和装在外筒2内的喷水泵19，喷水泵通过外部供给的驱动流体使外筒2的水加速而发生水流，再通过外筒2朝予定方向喷出。喷水泵19上可以设置气体吸入管29，通过该气体收入管29吸入空气，可具有曝气效果。将外筒2朝所需方向弯曲设置，或者分枝朝向若干方向，就可以将水流引向所需方向。

Description

水流发生装置

本发明涉及一种水流发生装置，用于湖、池塘、贮水槽、水池、港湾、水产养殖场等封闭性水域中，其是为了水质净化而使水体交换、促进流动的装置。

图24和图25分别是以往的水流发生装置的说明图。图24中，标记02是由浮力部件010的上浮力而保持直立的外筒，03是压缩空气供给管，07是向下方敞开的空气室，08是系绳，09是沉块。贮存在空气室07内部的空气层渐渐增加，最后越过空气室07的下端在外筒02的内部形成大型气泡。该气泡是随着压缩空气的供给而间歇地生成的。随着该气泡的上升，水底附近的水被移送向上方，进行水体交换。

图25中，标记02是连接水流通道的外筒，015是由电机或其它动力机旋转的驱动轴，016是与该驱动轴15连接的伞形齿轮装置，017是由伞形齿轮装置015驱动的轴，014是由轴017驱动并产生水流的翼轮，023是固定及支承短舱的支架(柱体)，在该短舱内装有上述伞形齿轮装置016等。标记024、025分别为水中马达、电缆。这些水流发生装置用于船舶、海滩土木工程等，将水移送往垂直、水平等任意方向，产生水流进行水体交换。

在上述以往水流发生装置中，图24中的水流发生装置是随着气泡的上升使水底附近的水移向上方而进行水体交换的，该水的移送是间歇进行的，而且原则上只限于向上方移送。在水面附近，虽然也产生水平方向的扩散水流，但这是由于被移送到上方的水与水面发生冲撞而产生的二次流，所以，水力较弱，在进行水平方向的水体交换时，只能被动地利用该较弱的二次流。

图25中的水流发生装置虽然能把水移向垂直、水平等任意方向进行水体交换，但是在装置内部含有动力机械，有精密的驱动装置，所以长期地设置在海底等水域中用于产生水流，在实际上是有许多困难的。另外，由于被移送的水体与空气缺乏有效的接触，所以，不能进行曝气。

本发明的目的提供一种在装置本体内部不安装动力机械或螺旋桨等的可动部件、可免维修的高耐久性水流发生装置。

本发明的另一目的是提供一种能向任意方向喷出水流的水流发生装置。

本发明的又一目的是提供一种能具有有效曝气效果的水流发生装置。

本发明的再一目的是提供一种能向上下、左右、斜向等任意方向、并且能根据需要向多方向产生强力水流的水流发生装置。

为了实现上述目的，本发明的水流发生装置，它包括至少一个空心外筒和水泵，该空心外筒设置于上述水域的下面，该水泵设置于上述外筒的内部，用于使水流动，其特征在于：上述水泵是喷水泵，该喷水泵由外部供给的驱动流体来驱动，该喷水泵使水流加速，以使上述水域中的水流动。

因此，该水流发生装置中，喷水泵可由外部供给的驱动流体驱动，使外筒内的水加速而产生水流，由外筒向预定方向喷出，从而不使用动力机械等具有可动部件的驱动装置就可以向任意方向产生强力水流。

在上述喷水泵上，除了引入上述驱动流体以外，还可以设置从外部吸入气体的气体吸入管。由于这样的构造，从该气体吸入管进入的气体与喷水泵的驱动流体混合，这样，不附加曝气装置也能得到有效的曝气效果。

另外，本发明的水流发生装置中，上述的外筒可以朝着所需方向弯曲构成。采用这种弯曲构造外筒的水流发生装置，就可以向上下、左右、斜向等任意方向有效地产生强力水流。

此外，本发明的水流发生装置中，还可以把上述的外筒做成分枝状，在若干方向设置出口。采用这样的外筒的水流发生装置就可以向若干任意的方向产生强力水流。

图1(a)是本发明第1实施例的水流发生装置的断面图，图1(b)是图1(a)中的b-b线视图。

图2是其喷水泵的断面图。

图3(a)是第1实施例的第1应用例的水流发生装置断面图，图3(b)是图3(a)中的b-b线视图。

图4是第1实施例的第2应用例的水流发生装置的正面图。

图5是第1实施例的第3应用例的水流发生装置的断面图。

图6是第1实施例的水流发生装置的实际使用例。

图7是第1实施例的水流发生装置的另一实际使用例。

图8是第1实施例的水流发生装置的又一实际使用例。

图9(a)是本发明第2实施例的水流发生装置的断面图，图9(b)是图9(a)中的b-b线视图。

图10是其喷水泵的断面图。

图11是第2实施例的第1应用例的水流发生装置断面图。

图12(a)是第2实施例的第2应用例的水流发生装置断面图，图12(b)是图12(a)中的b-b线视图。

图13(a)是第2实施例的第3应用例的水流发生装置断面图，图13(b)是图13(a)中的b-b线视图。

图14是第2实施例的第4应用例的水流发生装置外观图。

图15是第2实施例的水流发生装置的实际使用例。

图16(a)是本发明第3实施例的水流发生装置的断面图，图16(b)是图16(a)中的b-b线视图。

图17是第3实施例的水流发生装置的实际使用例。

图18是第3实施例的水流发生装置的另一实际使用例。

图19是第3实施例的水流发生装置的又一实际使用例。

图20是本发明第4实施例的水流发生装置的断面图。

图21是第4实施例的第1应用例的水流发生装置立体图。

图22是第4实施例的第2应用例的水流发生装置的正面图。

图23是第4实施例的第3应用例的水流发生装置的立体图。

图24是以往的水流发生装置的断面图。

图25是另一种以往的水流发生装置的断面图。

下面，参照附图具体说明本发明水流发生装置的实施例。

图1至图8是本发明第1实施例的水流发生装置的说明图。图1及图2中，本发明第1实施例的水流发生装置是用于封闭性水域中为水质净化而使水体交换、促进流动的装置。图中的标记2为使水流在其内部产生的外筒，18为设在外筒2内部并与外筒2中心轴一致的筒体(短舱)。如图所示，在筒体18的内部安装着喷流式地产生水流的喷水泵19，喷水泵19的驱动流体(空气、水或它们的气液混合流体)通过供给管3供给。这样，喷水泵19从入口21吸入外筒2内的水再从出口20喷出，使外筒2内的水向着喷出方向加速。44为除垃圾部件，22为支承筒体18的支柱，10为固定在外筒2上的浮力部件，26、27分别为外筒2的上流端和下流端，28为用于栓系外筒2的耳板，9为沉块，8为系绳，3a为使水流产生的驱动流体的射流出口。通过利用这种喷水泵19的特性，本水流发生装置就可以不采用动力机械等驱动装置，由于没有可动部件，所以可免维修，做成耐久性好且简单的构造，能通过外筒2向上下、左右、斜向等任意方向产生有效的强力水流，同时，还可以根据需要，通过在喷水泵19的驱动流体中采用气体或混合流体，即使不附加曝气装置，也能够得到有效的曝气效果。由于在外筒2内产生的水流不是间歇地与水面冲撞，所以可避免水流能量的损失。因其是稳定恒常的水流，所以还能大幅度地减轻对水中生物的不利影响。此外，由于还可以把本水流发生装置做成由外筒、系绳、沉块等构成的复合型海中构造物群，从而能作为鱼类的鱼礁，作为海水水体交换装置的同时，兼有保护水产生物、为水产生物提供栖息场所的作用。

作为喷水泵的驱动水，一般多采用表层溶存酵素浓度高的水，这样，在向底层等贫酵素水体区域供给水流时，可具有有效的曝气作用。

图3中，是本发明第1实施例的应用例水流发生装置，其构造与作用效果与前述实施例基本相同，如图所示，只是在外筒2内的中心轴之外，配设着2个具有各自中心轴的、用于产生水流的喷水泵19，用它们产生强力水流。

图4是本发明第1实施例的第2应用例水流发生装置，其构造与作用效果与前述实施例基本相同，如图所示，只是在外筒2内，配设着3个以外筒中心轴为对称的、用于产生水流的喷水泵19，用它们产生更加强力的水流。

图5是本发明第1实施例的第3应用例水流发生装置，其构造与作用效果与前述实施例基本相同，如图所示，只是将发生水流用的喷水泵19的驱动流体供给管3b装在外筒2内，取消了在外筒2中支承产生水流用筒体18等的支柱，埋设着支柱22b的鼓出形作为外筒2的一部分，以减少对水流的阻力。

图6表示将本发明第1实施例的水流发生装置放在养鱼网箱或养殖架等附近，用于使养殖水域中的水体交换、促进流动的实际使用例，图中标记31为垂吊养鱼网箱或养殖架用的浮子，32为养鱼用网箱，33为贝类养殖架。

图7是表示将本发明第1实施例的水流发生装置放在海湾内水底处，用于海湾深处等封闭性高的水域中的水体交换，促进流动的实际使用例。系绳8及沉块9在外筒2长度方向两端各设一组，在往水底设置时，通过分别调整系绳的长度，可将本装置沿水底倾斜面配置。

图8是表示将本发明第1实施例的水流发生装置放在海湾内使用的例子。图中标记35是为产生水流用喷水泵配送驱动流体的泵设备，39、40分别为本水流发生装置在海湾内所产生水流的流入方向及流出方向。通过将若干台本装置组合配置，使得自身循环困难的、沉滞在封闭性海湾内的海水在海湾内积极地产生环流，从而可进行水体交换。

图9至图15是本发明第2实施例的水流发生装置说明图。图9及图10中，第2实施例的水流发生装置是用于封闭性水域中为水质净化而使水体交换、促进流动的装置。图中标记2为使水流在其内部产生的外筒，18为设在外筒2内部并与外筒2中心轴一致的筒体(短舱)。如图所示，在筒体18的内部安装着喷流式地产生水流的喷水泵19，喷水泵19的驱动水通过供给管3供给。这样，喷水泵19以入口21吸入外筒2内的水再从出口20喷出，使外筒2内的水朝着喷出方向加速。22为支承筒体18的支柱，10为固定在外筒2上的浮力部件，26、27分别为外筒2的上流端和下流端，28为用于栓系外筒2的耳板，9为沉块，8为系绳，3a为使水流在喷水泵19内产生的驱动水出口喷咀，29为当喷水泵19的内压在大气压以下时，从外部吸入空气的气体吸入管，30是喷水泵19内的通气管路。通过利用这种喷水泵19的特性，本水流发生装置就可以不采用动力机械等驱动装置，由于没有可动部件，所以可免维修，做成耐久性好且简单的构造，能通过外筒朝上下左右、斜向等任意方向产生有效的强力水流，同时，由于在喷水泵19上设置了从外部吸入空气的气体吸入管29，所以，即使不附加曝气装置，也能取得有效的曝气效果。此外，由于在外筒2内产生的水流不是间歇地与水面冲撞，所以可避免水流的能量损失。因其是稳定恒常的水流，所以，还能大幅度地减轻对中水生物的不利影响。

图11是本发明第2实施例的应用例水流发生装置，其构造及作用效果与前述实施例基本相同。如图所示，只是在喷水泵19的通气管路30出口处，装着多孔材料做的水道部件29b，该水道部件29b成为喷水泵19内壁的一部分，同时，在喷水泵19的气体吸入管29的入口处，设置了气体压缩系统41。通过压缩系统41压缩或蓄积为大气压以上的空气或特定气体，是用于曝气的气体，这些气体通过气体吸入管29、通气管路30的内部，再通过水道部件29b变成细微的气泡后送到喷水泵19内的水路中。

图12是本发明第2实施例的第2应用例水流发生装置，其构造及作用效果与前述实施例基本相同。如图所示，只是在外筒2内朝同一方向配设了5个产生水流用的喷水泵19，使其产生强力水流。图中标记3b为驱动喷水泵19的驱动水供给管3的汇集管。在驱动水供给管3及气体吸入管29上采用了柔性耐压管，但也可以采用绳子将它们缠绕，配置在外筒2外周或外筒2内。

图13是本发明第2实施例的第3应用例水流发生装置，其构造及作用效果与前述实施例基本相同。如图所示，只是浮力部件10不是呈环状地配置在外筒2的外周，而是沿外筒2外面的法线配置，这样可产生大的浮力。

图14是本发明第2实施例的第4应用例的水流发生装置，其构造及作用效果与前述实施例基本相同。如图所示，只是把内装有产生水流用喷水泵的外筒组件2a接合成直列4段，使其产生强力水流和曝气流。另外，图中标记10a为内装有浮力部件的鼓出部，34为接合外筒组件2a的法兰，35为螺栓及螺母。

图15表示本发明第2实施例的水流发生装置从水底朝上方设置的实际使用例，用于将海洋深层水吸上放流到适当的上层海域中，进行水体交换，以便使渔场水活性化。

图16至图19是本发明第3实施例的水流发生装置的说明图。图16中，第3实施例的水流发生装置是用于封闭性水域中为水质净化而使水体交换、促进流动的装置。图中的标记2为使水流在其内部产生的曲管状外筒，18为设在筒2内部并与外筒中心轴一致的筒体(短舱)。如图所示，在筒体18的内部安装着喷流式地产生水流的喷水泵19，喷水泵19的驱动流体(空气、水或它们的气液混合流体)通过供给管3供给。这样，喷水泵19从入口21吸入外筒2内的水再从出口20喷出，使外筒2的水朝着喷出方向加速。22为支承筒体18的支柱，10为固定在外筒2上的浮力部件，26，27分别为外筒2的上流端和下流端，28为用于栓系外筒2的耳板，9为沉块，8为系绳。使吸入流及喷出流成为水平地设定外筒位置。通过利用这种喷水泵19的特性，本水流发生装置就可以不采用动力机械等驱动装置，由于没有可动部件，所以可免于维修，做成耐久性好且简单的构造，通过弯曲的外筒2，可以朝上下、左右、斜向等任意方向产生有效的强力水流。同时，根据需要还可以在驱动流体中采用气体或气液混合流体，这样，即使不附加曝气装置也能取得有效的曝气效果。此外，由于在外筒2内产生的水流不是间歇地与水面冲撞，所以可避免水流能量损失。因其是稳定恒常的水流，所以还能大幅度地减轻对水中生物的不利影响。

图17表示将本发明第3实施例的水流发生装置放在养鱼网箱或养殖架等的养殖水域内，用于使海湾内封闭性水域中的水体交换的实际使用例。图中标记31为垂吊养鱼网箱或养殖架的浮子，32为养鱼用网箱，33为贝类养殖架。本水流发生装置在养鱼网箱32或贝类养殖架33的上流水域33a、下部水域32a中产生水平方向的恒定流，同时，将其吸入外筒2内，往上层水域水平面地移送，水底不形成淤泥，可将停滞在海底的海水连续送到接近水面的上层水域中。

图18表示将本发明第3实施例的水流发生装置放在呈台阶状的海底，用于海底水体交换的实际使用例。图中标记13a是深海海域的海底，外筒2做成适合于该海底地形的弯曲状，使浅水滩上呈舌状的停滞海水移动。

图19表示将本发明第3实施例的水流发生装置放在封闭性强的海湾内，用于使海湾内水体交换的实际使用例。图中标记35为给本水流发生装置提供驱动流体的泵设备，通过本水流发生装置使停滞在封闭性强的海湾内的水移动并形成环流。

图20至图23是本发明第4实施例的水流发生装置说明图。图20中，第4实施例的水流发生装置是用于封闭性水域中，为水质净化而使水体交换的装置。图中标记2为使水流在其内部产生的外筒，在外筒2内装有喷流式地产生水流的喷水泵19，3为向该喷水泵19供给驱动流体的供给管，8为系绳，9为沉块，10为浮力部件，18为设在外筒2内部且内装有喷水泵19的筒体，26、27分别为外筒2的上流端和副外筒2a的下流端，2a为与外筒2接合的副外筒，2b为外筒2与副外筒2a的接合线，19a为与筒体18内的喷水泵19对应的、副筒体18a内的副喷水泵、10a为副浮力部件。喷水泵19和副喷水泵19a分别使外筒2和副外筒2a内的水朝下流端27加速。通过利用这种喷水泵19、副喷水泵19a的特性，本水流发生装置中就可以不采用动力机械等驱动装置，由于没有可动部件，所以可免于维修，能做成耐久性好且简单的构造。通过若干个副外筒2a，可以朝上下、左右、斜向等任意方向产生有效的强力水流，同时，根据需要还可以在水泵的驱动流体中采用气体或气液混合流体，这样，即使不附加曝气装置也能取得有效的曝气效果。此外，由于在外筒2内产生的水流不是间歇地与水面冲撞，所以可避免水流能量的损失。因其是稳定恒常的水流，所以还能大幅度地减轻对水中生物的不利影响。

图21是本发明第4实施例的应用例水流发生装置，其构造及作用效果与第4实施例的基本相同。如图所示，只是设置了3个副外筒2a。副外筒2a是这样地接合着的：它们分别在外筒2的上端彼此伸向外侧水平方向。18a是装设在这些副外筒2a内部的副筒体，27为这些副外筒2a的下流端，10a是内装有浮力材料的外筒2或副外筒2a的外皮部分，10b虽然也同样是外皮部分，但它是形成副外筒2a集合固定框41下端的固定用强度部件，做成带环状。这样，由于本水流发生装置中设置了三等分圆周并伸向水平方向的副外筒2a，所以能够吸入水底层的水并水平向地分散放流到上层水域中。

图22是本发明第4实施例的第2应用例水流发生装置，其构造及作用效果与第4实施例基本相同。如图所示，只是将2个外筒2分别朝上方2个方向设置。图中标记28是用于把2个外筒2互相连接起来的耳板，28a是用于把耳板28连接起来的连接杆，3b是驱动流体供给管3的汇集管。这样，本水流发生装置简化了浮力部件10的装备，同时把2个外筒2组合起来，可以朝多方向发生水流。

图23是本发明第4实施例的第3应用例水流发生装置，基构造及作用效果与第4实施基本相同。如图所示，只是将4个外筒2分别朝上方4个方向设置。图中标记41是集合固定外筒2的构架，这些外筒2上未装着浮力部件。28b是把各外筒2固定到构架41上的金属箍。这样，本水流发生装置简化了浮力部件10的装备，同时，组合了4个外筒2，可以朝多个方向发生水流。

如上所述，在本发明的水流发生装置中，其本体内部没有动力机械、螺旋桨等可动部件，可向任意方向发生强力水流，所以，即使长期设置于水中也无维修之必要，可供水体交换用。

Claims (4)

1.一种用于水域中的水流发生装置，它包括至少一个空心外筒和水泵，该空心外筒设置于上述水域的下面，该水泵设置于上述外筒的内部，用于使水流动，其特征在于：上述水泵是喷水泵，该喷水泵由外部供给的驱动流体来驱动，该喷水泵使水流加速，以使上述水域中的水流动。

2.如权利要求1所述的水流装置，其特征在于，在上述喷水泵上，设置有吸入除上述驱动流体之外的气体的气体吸入管。

3.如权利要求1或2所述的水流发生装置，其特征在于，上述外筒朝着所需方向弯曲设置。

4.如权利要求1或2所述的水流发生装置，其特征在于，将上述外筒做成分枝状，设有朝若干方向的出口。

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