CN107306871B - 二叶滑水式耕水机 - Google Patents
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Abstract
一种二叶滑水式耕水机，适用于设置在养殖池，包含一个固定机构，及一个使固定机构高于液面之旋转机构。该固定机构包括一个转接架与一个固定于该转接架的马达减速机。该旋转机构包括一个中央浮座单元、两个相背往外延伸地对称安装于中央浮座单元的旋转臂单元，及两个分别安装于旋转臂单元的耕水板，中央浮座单元可被马达减速机驱动而相对固定机构旋转，本发明二叶滑水式耕水机可有效打破水体分层，促使养殖池之上下层水体循环交换，大幅提高养殖池之溶氧均匀化与曝气消毒和除臭的效果，且可达到中央集污与改善水质之功效，是一种非常创新的设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种耕水机，特别是涉及一种二叶式耕水机。
背景技术
海洋渔业资源快速枯竭，水产养殖是未来供应人类优质蛋白质的重要方式。养殖的成败，与养殖期间水质状况有直接关系。相较于洋流造成海水的循环流动，陆地上的养殖池，在自然状况下流动性不足，以一般叶轮式水车来促进水的流动的方式，不仅效果不彰，且有耗费过多电力的问题。
有鉴于此，申请人先前开发一套转杓式水浪产生器，中国台湾专利I422326，该转杓式水浪产生器可利用拍蹼的旋转位移于养殖池中产生旋转水流，可大幅提高上下层水体的对流效果，并改善水质，但是因为该转杓式水浪产生器是桩固于池底，桩脚容易因扭力过大与池底土壤松软而倾倒歪斜。
另外，中国台湾专利M323806公开一种三叶式水质活化处理机，具有三个漂浮于池面的搅拌臂、三个分别固定于搅拌臂的底侧末端的搅拌叶片，及一个跨设于搅拌臂相向端顶侧且用于系固于池岸的驱动机构，可通过该驱动机构驱动搅拌臂带动搅拌叶片旋转，而提高上下层水体交换率。但因为搅拌臂即为浮桶，浮力中心会随搅拌臂长度尺寸加大而往外移动，造成供该驱动机构安装的根部的转矩随尺寸的增加而增大，而不利于尺寸大型化，此外，搅拌叶片背水侧产生的迹流，容易造成整支漂浮于池面的搅拌臂上下漂浮摆动，造成机体姿态不稳定，旋转中易晃动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易于大型化、制造成本低，且旋转稳定性高的二叶滑水式耕水机。
本发明二叶滑水式耕水机，适用于安装连结于两条固定在养殖池池岸的缆绳，而漂浮设置在一个养殖池中，该二叶滑水式耕水机包含一个用于固定于所述的缆绳间的固定机构，及一个安装连结于该固定机构的旋转机构。该固定机构包括一个转接架、一个安装于该转接架上的马达减速机、两个延伸背离地对称安装于该转接架并用于安装固定于所述的缆绳的固定臂，及一个安装于其中一个固定臂且可沿该固定臂长向调移定位的配重件。该旋转机构包括一个用于漂浮设置在该养殖池中的中央浮座单元、两个相背往外延伸背离地对称安装于该中央浮座单元且可被该中央浮座单元连动枢转的旋转臂单元，及两个可被所述的旋转臂单元连动位移滑水地分别安装于所述的旋转臂单元末端部的耕水板。该中央浮座单元是使该固定机构高于液面地安装连结于该马达减速机，且可被该马达减速机驱动而相对该固定机构旋转。
本发明所述的二叶滑水式耕水机，该中央浮座单元包括一个浮体，及一个固定于该浮体顶面的旋转座，且该旋转座是可被驱动枢转地安装链接于该马达减速机。
本发明所述的二叶滑水式耕水机，每一个耕水板具有相背的一个迎水面与一个背水面，并具有一个直立固定于各自的旋转臂单元且沿该旋转臂单元长向延伸的本体部，及两个分别自该本体部两端朝该背水面方向弯折的翼片部，该本体部具有两个连接于该迎水面与该背水面间且相向往下倾斜延伸靠近的倾斜端缘，每一个翼片部是沿各自的倾斜端缘朝该背水面方向倾斜弯折。
本发明所述的二叶滑水式耕水机，每一个翼片部边缘凹设有至少一个贯穿该迎水面与该背水面的碎涡产生缺口。
本发明所述的二叶滑水式耕水机，该本体部是局部浸置于池水中，其顶缘凹设有多个贯穿该迎水面与该背水面，且用于局部浸入或完全浸入该养殖池的水体中的气泡产生缺口。
本发明所述的二叶滑水式耕水机，该本体部还具有多个贯穿该迎水面与该背水面，且完全浸入水体中的气泡产生孔。
本发明所述的二叶滑水式耕水机，每一个旋转臂单元包括一个以其一端部安装固定于该旋转座的内臂杆，及一个以其一端部安装于该内臂杆的末端部的外臂杆，每一个耕水板是固定于各自的旋转臂单元的该外臂杆的末端部。
本发明所述的二叶滑水式耕水机，所述的耕水板的顶缘对齐或高于池面，而底缘是低于该浮体底缘，每一个外臂杆是可往上枢摆地枢设于各自的内臂杆。
本发明的功效在于：本发明二叶滑水式耕水机可有效打破水体分层，促使养殖池的上下层水体循环交换，大幅提高养殖池的溶氧均匀化与曝气消毒和除臭的效果，且可达到中央集污与改善水质的功效，是一种非常创新的设计。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是本发明二叶滑水式耕水机的一个实施例的立体图；
图2是该实施例的侧视图；
图3是该实施例的俯视图；
图4是该实施例的一个旋转臂单元的不完整的侧视图；
图5是该实施例的一个旋转机构的不完整的立体图；
图6是该实施例的一个固定臂的不完整的侧视图；
图7是该实施例设置于一个养殖池使用时的侧视示意图；及
图8是该实施例放置于地面时的侧视图。
具体实施方式
参阅图1、2、7，本发明二叶滑水式耕水机3的实施例，适用于漂浮设置在一个养殖池900中，并可经由两条缆绳800拉引固定于池岸以进行定位。该二叶滑水式耕水机3包含一个用于漂浮设置于养殖池900的水体901上的旋转机构4，及一个用于安装固定于缆绳800间且位于该旋转机构4上方的固定机构5。
该旋转机构4包括一个漂浮于池面902的中央浮座单元41、两个左右对称地固定于该中央浮座单元41的旋转臂单元42，及两个分别固定于旋转臂单元42的耕水板43。该中央浮座单元41具有一个漂浮设置于池面902的板块状的浮体411，及一个固定于该浮体411顶面且安装连结于该固定机构5的旋转座412。
参阅图1、2、4，旋转臂单元42是左右对称延伸且可被连动枢转地安装固定于该旋转座412。每一个旋转臂单元42包括一个固定于该旋转座412的中空管状的内臂杆421，及一个可往上枢摆地枢设于该内臂杆421的中空管状的外臂杆425。该内臂杆421具有相背的一个固定端部422与一个枢接端部423，是以该固定端部422安装固定于该旋转座412，该枢接端部423顶面凹设有一个延伸至其末端的安装开口424，该外臂杆425具有相反的一个第一端部426与一个第二端部427，是以该第一端部426可往上枢摆地同轴插装枢设于该安装开口424中，而该第二端部427是往下弧弯延伸进入水体901中。
参阅图1、3、5，每一个耕水板43是直立安装固定于各自的旋转臂单元42的该外臂杆425的该第二端部427，而沉浸于水体901中，其上缘对齐或略高于池面902，且其底缘低于该浮体411底缘。该耕水板43具有前后相背的一个迎水面437与一个背水面438，且具有一个直立固定于该第二端部427且沿该外臂杆425长向延伸的板片状的本体部431，及两个分别自该本体部431两端同体往外弯折的翼片部435。该本体部431是以该背水面438靠抵固定于该第二端部427，具有两个连接于该迎水面437与该背水面438间且左右相向往下倾斜延伸靠近的倾斜端缘432，并具有多个间隔凹设于其顶缘且贯穿该迎水面437与该背水面438的三角形的气泡产生缺口433，及多个前后贯穿该迎水面437与该背水面438的气泡产生孔434。翼片部435是呈三角形，是分别自倾斜端缘432往该背水面438方向弯折延伸，每一个翼片部435的边缘凹设有多个贯穿该迎水面437与该背水面438的碎涡产生缺口436。
参阅图2、6、7，该固定机构5包括一个马达减速机51、一个固定于该马达减速机51的转接架52、两个左右对称延伸地固定于该转接架52的固定臂53，及一个安装于其中一个固定臂53的配重件54。该配重件54可视需要沿该固定臂53的长度方向来调整位置，以平衡因为马达减速机51及其电力电缆线的所造成的重心偏移。
固定臂53是自该转接架52相背往外延伸，而分别用于安装连结于缆绳800，可利用缆绳800的拉引牵制，使整个固定机构5定位于养殖池900中。在本实施例中，每一个固定臂53是由两支杆体组接构成的多段式结构体，可方便拆解进行收纳，但实施时，不以多段式结构为必要。
该配重件54是可沿各自的固定臂53长向位移地套置于该固定臂53外，并经由一个螺栓541锁固定位于该固定臂53，可方便使用者根据整个二叶滑水式耕水机3漂浮于养殖池900运作时的重心偏移方向，通过调移该配重件54于该固定臂53的位置，反方向调整整个二叶滑水式耕水机3的重心位置。安装完成时，耕水板43会局部浸入水体901中，使得气泡产生缺口433与气泡产生孔434局部浸入水体901中或完全浸入水体901中。
该马达减速机51是固定于该转接架52顶面，并往下传动连结于该旋转座412，可被启动而驱使该旋转座412相对该转接架52旋转，进而带动该浮体411与旋转臂单元42同步旋转，使得耕水板43可于水体901中绕该中央浮座单元41旋转滑水。
参阅图1、5、7，本发明二叶滑水式耕水机3架设于养殖池900时，可根据养殖池900大小，安装适当长度的旋转臂单元42，并于该二叶滑水式耕水机3浮置于养殖池900后，将缆绳800绑固于固定臂53，将该二叶滑水式耕水机3定位于所需位置，再根据该中央浮座单元41的漂浮状态，通过调移该配重件54位置来调整该二叶滑水式耕水机3的左右平衡。
该二叶滑水式耕水机3运作时，该马达减速机51会驱使该中央浮座单元41带动旋转臂单元42旋转，进而带动耕水板43于水体901中绕该中央浮座单元41往箭头700(见图3)所指方向旋转位移，翼片部435结构设计除可提高方向稳定性外，还可在旋转位移的过程中同步产生向上抬升的滑水作用，可主动地维持整体运作的平稳度。且因该中央浮座单元41是设置于整个机具的中心位置，而耕水板43是位于整个机具的最外侧，两者间距较远，耕水板43移动产生的迹流不易对中央浮座单元41的浮力产生影响，所以中央浮座单元41所在位置波面平静，整个二叶滑水式耕水机3可平稳运作。
另外，该中央浮座单元41的浮体411的底部为大面积平面形底，该大面积平面形底与一般常见的小面积圆弧形底相比，具有极佳的抗左右摇晃性，或称因为周围水体的连动而有较多的附加质量(added mass)，特别是当二叶滑水式耕水机3于运作中因自身重量而稍微吃水下沉后，此设计可提供一种稳固地吸附于养殖池900的池面902下方附近的水体901的能力，使整个二叶滑水式耕水机3的运作更加平稳、不摇晃。
在运作过程中，旋转滑水的耕水板43会持续在水体901中累积角动量，经过一段时间后，即可在养殖池900形成一个类似台风流场的水涡漩结构，使得中上层水体901以螺旋向外路径往池岸靠近，而下层水体901会因为池底摩擦力的存在，旋转流动速度慢且力道小，会被来自中上层水流推挤而往旋转中心靠近，然后旋转往上流至上层，所以能够产生源源不绝地往上汲取底层水体901的水流904，可全面且有效地促进上下层水体901循环交换，这种因为水的环向旋转流动(一次流)所诱导而成的径向循环流动，又称为二次流(secondary flow)。翻搅至上层的缺氧水体901可获得曝气增氧、阳光消毒及除臭，而回到底层的富氧水体901可改善池底缺氧环境，所以有助于减少溶氧死角，并可利用气泡产生缺口433与气泡产生孔434于滑水过程中搅拌水体901以产生气泡，提高溶氧效果，以及加速有毒气体的逸散，能够达到很好的溶氧均匀化效果。
此外，还可进一步借通过所产生的上下层水体901循环交换的水流904，为运动能力不佳的微生物带来源源不绝的食物，快速建立微生物类的生态平衡，且所形成的水涡漩结构还可将污染物903集中于该中央浮座单元41下方池底区域，以达到中央集污作用，并进一步利用耕水板43的碎涡产生缺口436于滑水过程中所产生的涡漩，对污染物903加以掏洗，而有利于细菌分解，并改善水质。
再者，由于是采用由该中央浮座单元41进行中央集中承载结构设计，该马达减速机51的重量是直接由该中央浮座单元41承载，不会增加旋转臂单元42的荷重，且因为旋转臂单元42皆为管件结构，加工简单，使得本发明二叶滑水式耕水机3可采用更长的旋转臂单元42来增大回旋半径，而易于大型化，且因仅采用二叶式结构，所以成本较低。
参阅图2、7、8，当将该二叶滑水式耕水机3放置于地面905时，例如将养殖池900的水体901抽光以进行池底整治时，或者是移离养殖池900进行维修时，虽然耕水板43底缘是低于该浮体411底缘，但因为外臂杆425是可相对往上枢摆地枢设于内臂杆421，所以当耕水板43触抵于地面905时，会连动外臂杆425相对内臂杆421往上枢摆，使得该浮体411相对下移而平稳放置于地面905，所以该二叶滑水式耕水机3可稳定立于地面905而不会倾倒，也不会发生旋转臂单元42因为该中央浮座单元41所承载的马达减速机51重量而弯折变形的情况。
综上所述，通过该旋转机构4、该固定机构5与该马达减速机51的结构设计，使得本发明二叶滑水式耕水机3可有效打破水体901分层，促使养殖池900的上下层水体901循环交换，大幅提高养殖池900的溶氧均匀化与曝气消毒和除臭的效果，而相对降低养殖池900的溶氧死角，并可于养殖池900快速建立与维持稳定的生态平衡，且可达到中央集污与改善水质的功效，是一种非常创新的设计。因此，确实能达成本发明的目的。
以上所述，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。
Claims (6)
1.一种二叶滑水式耕水机，适用于安装连结于两条固定在养殖池池岸的缆绳，而漂浮设置在一个养殖池中，该二叶滑水式耕水机包含一个固定机构，及一个旋转机构，其特征在于：该固定机构包括一个转接架、一个安装于该转接架上的马达减速机、两个延伸背离地对称安装于该转接架并用于安装固定于所述的缆绳的固定臂，及一个安装于其中一个固定臂且可沿该固定臂长向调移定位的配重件，该旋转机构包括一个用于漂浮设置在该养殖池中的中央浮座单元、两个相背往外延伸背离地对称安装于该中央浮座单元且可被该中央浮座单元连动枢转的旋转臂单元，及两个分别安装于所述的旋转臂单元末端部并用于沉浸于该养殖池的水体中的耕水板，该中央浮座单元是使该固定机构高于池面地安装连结于该马达减速机，且可被该马达减速机驱动而相对该固定机构旋转，所述的耕水板可被所述的旋转臂单元连动位移滑水，每一个旋转臂单元包括一个安装固定于该中央浮座单元的内臂杆，及一个能往上枢摆地安装于该内臂杆的外臂杆，该内臂杆具有一个安装固定于该中央浮座单元的固定端部，与一个顶面凹设有一个延伸至其末端的安装开口的枢接端部，该外臂杆具有一个可往上枢摆地同轴插装枢设于该安装开口中的第一端部，与一个往下弧弯延伸进入水体中的第二端部，每一个耕水板是固定于各自的旋转臂单元的该外臂杆的第二端部，且具有相背的一个迎水面与一个背水面，并具有一个直立固定于各自的旋转臂单元且沿该旋转臂单元长向延伸的本体部，及两个分别自该本体部两端朝该背水面方向弯折的翼片部，该本体部具有两个连接于该迎水面与该背水面间且相向往下倾斜延伸靠近的倾斜端缘，每一个翼片部是沿各自的倾斜端缘朝该背水面方向倾斜弯折。
2.根据权利要求1所述的二叶滑水式耕水机，其特征在于：该中央浮座单元包括一个浮体，及一个固定于该浮体顶面的旋转座，且该旋转座是可被驱动枢转地安装链接于该马达减速机。
3.根据权利要求1所述的二叶滑水式耕水机，其特征在于：每一个翼片部边缘凹设有至少一个贯穿该迎水面与该背水面的碎涡产生缺口。
4.根据权利要求3所述的二叶滑水式耕水机，其特征在于：该本体部是局部浸置于池水中，其顶缘凹设有多个贯穿该迎水面与该背水面，且用于局部浸入或完全浸入该养殖池的水体中的气泡产生缺口。
5.根据权利要求4所述的二叶滑水式耕水机，其特征在于：该本体部还具有多个贯穿该迎水面与该背水面，且完全浸入水体中的气泡产生孔。
6.根据权利要求2所述的二叶滑水式耕水机，其特征在于：所述的耕水板的顶缘对齐或高于池面，而底缘是低于该浮体底缘。
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