TW201904422A - 混合式增氧機 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種混合式增氧機包括：一控制器；一馬達模組，耦合至上述控制器；一水車式增氧模組，耦合至上述馬達模組，以提供相對淺層水之氧氣；以及一噴氣式增氧模組，耦合至上述馬達模組，以提供相對深層水之氧氣，藉此可同時對淺層及深層之養殖池水達到增氧之效果。

Description

混合式增氧機

本發明有關於一種增氧機，更詳而言之，其為一種混合式增氧機。

由於野生之水產品越來越少，而人們對水產品之需求卻與日俱增，因此養殖水產品的規模也越來越大。養殖水產品是在封閉的養殖池內進行，無法像河水或海水一樣自然流動，為了保證養殖池內水體的含氧量，一般採用增氧機來增氧。

增氧機目前於養殖業中有廣泛的需求，其主要功能是增氧與循環水中氣體，增氧即向水下增加水中溶氧量，循環水中氣體或稱曝氣則是向空氣中循環並曝除養殖池中因水中生物代謝或死亡所釋放之毒氣，如氨氣、一氧化碳、二氧化碳等以免養殖池中毒死亡。

目前增氧機種類很多，例如用於表面增氧之水車式增氧機及葉輪式增氧機。

傳統的水車式增氧機，請參考圖2，其包含一具有浮力之漂浮單元201、以及一個安裝於漂浮單元之打水單元202。其增氧之方式由驅動裝置驅動揚水輪的轉動而撥動水面，使水濺起潑向空中，並與空氣中的氧氣混合再落入，而使空氣自然進入養殖池內。其驅動方式係採用三相交流馬達203，配上減速箱204，然後驅動揚水輪。這類增氧機之驅動方式係由減速箱間接驅動，其馬達效率不高約為45-50%，且每年需要數次保養。由於減速箱驅動機制亦使馬達轉速固定不可調速，因此浪費大量電能，而且因為馬達轉速固定，若要使其具 有巡航功能則要再裝配一組置於水中之轉向裝置，否則僅靠水車葉片推進僅能作直線推進。

在溶氧充足的水體中，有機物氧化較完全，最終產物為CO₂，H₂O，等無毒低毒物質；但若是水體中溶氧不足，有機物氧化不完全，就會產生有機酸及胺類有害物質，亞硝，硫化氫就是溶氧不足的情況下產生的。因此，當養殖水體環境中亞硝，硫化氫偏高的時候，第一件要做的事情就是增氧。很多養殖戶單純地認為，增氧機的增氧原理就是加大空氣與水體的接觸面積，通過拍打水面使空氣更多地進入水體中來實現增氧。

但是此方式僅能夠使養殖池水的表面溶氧量增加，其所產生的循環水流範圍小，較深的水域溶氧量依然很低，其較的池水溶氧量仍然不足，且池底更因流動少，造成池底土壤無法活化，因此，傳統水車式無法提供較深水域之溶氧量、並無法活化池底土壤。因此，可以提供深層供氧與活化土壤之增氧機就顯得特別重要。

現有之增氧機使用時，必須從電源處架設電纜之至養殖池中的增氧機，以供給電能驅動打水單元。然而在養殖池中架設電纜，一造成增氧機於養殖池中不易移動。又養殖池之水體狀況會隨著環境變因，例如太陽光、風向、水中生物代謝或是飼料多寡而使得水中之氨氣、一氧化碳、二氧化碳含量會有不同，因此水中含氧量需求之多寡與增氧機之工作量會是一種動態之關係。

因此，實有必要發展一種能夠以更節能、更靈活運用環境變因而優化其性能新型態智能混合式增氧機。

為達上述目的，本發明提出一種混合式增氧機包括：一控制器；一馬達模組，耦合至上述控制器；一水車式增氧模組，耦合至上述馬達模組，以提供相對淺層水之氧氣；以及一噴氣式增氧模組，耦合至上述馬達模組，以提供相對深層水之氧氣。

於一實施例中，上述水車式增氧模組包括：一具有揚水輪之打水單元，包含複數個可朝向上述水面打水的葉片、及一輪轂。

於一實施例中，上述馬達模組包括：一具有中心轉軸之轉子單元及一定子單元，上述轉子單元可轉動地同軸裝設於上述定子單元內。

於一實施例中，上述噴氣式增氧模組包含：一水面下供氧結構，用以供給水下氧氣。

於一實施例中，上述水面下供氧結構包含：一中空外套管，具有一個或一個以上之通氣孔；一中空導氣管設置於上述中空外套管內，樞接至上述直接驅動之動力系統並受其驅動，具有一個或一個以上之進氣口，且上述導氣管穿出上述外套管的一端具有一噴氣口；及一螺旋槳葉樞接於上述導氣管穿出上述外套管一端之外緣。

於一實施例中，本發明之混合式增氧機更包含一智慧節能模組，其中上述智慧節能模組包含：一環境監測單元，用以監測環境參數；及一具有通訊閘道之智能控制系統，具有無線網路通訊功能，與上述環境監測單元及上述馬達模組電性連接，透過上述環境監測單元所測得之環境參數，可以利用上述具有通訊閘道之智能控制系統控制馬達轉速以達到智慧節能之效果。

於一實施例中，上述環境監測單元包含：電位計，用以監測水中氨氣；氧氣感測器，用以監測水中氧氣含量；及二氧化碳感測器，用以監測水中二氧化碳含量。於一實施例中，上述環境監測單元更包含魚群探測器。

本發明之一優點為提供具有直接驅動動力系統之水車式增氧模組及噴氣式增氧模組之混合式增氧機，不需要減速箱，馬達轉速可調，效率可以達到90%。

本發明之另一優點為內建輪轂馬達驅動之水車式增氧模組可省去連接部件，即可以略去連結水輪之軸桿，避免磨損、平衡晃動、且不必經由連結水輪之軸桿做遠端驅動。

本發明之又一優點為可以結合智能控制系統控制馬達轉速而達到智慧節能之效果。

本發明之再一優點為具有多階段啟動馬達驅動模式，可以提供緩啟動以防止噴氣式增氧模組之螺旋槳葉傷害噴氣式增氧模組附近之魚群及水族。

本發明之又一優點為可同時對淺層及深層之池水達到增氧效果。

本發明之再一優點為利用光照來產生電能可省下昂貴的電費，以降低養殖業者的養殖成本。

此些優點及其他優點從以下較佳實施例之敘述及申請專利範圍將使讀者得以清楚了解本發明。

10‧‧‧控制模組

101‧‧‧智能控制系統

102‧‧‧環境偵測單元

103‧‧‧處理單元

104‧‧‧驅動單元

105‧‧‧馬達模組

106‧‧‧脈寬調變單元

107‧‧‧噴氣式增氧模組

108‧‧‧水車式增氧模組

201‧‧‧漂浮單元

202‧‧‧打水單元

203‧‧‧三相交流馬達

204‧‧‧減速箱

301‧‧‧漂浮單元

302‧‧‧打水單元

401‧‧‧支撐架

402‧‧‧基座

403‧‧‧定子單元

403a‧‧‧軸承

404‧‧‧轉子單元

404a‧‧‧軸承

405‧‧‧頂蓋

405a‧‧‧頂蓋之中心開孔

406‧‧‧水車輪轂

407‧‧‧耦合裝置

500‧‧‧揚水模組

501‧‧‧支撐架

502‧‧‧基座

503‧‧‧頂蓋

504‧‧‧定子單元

505‧‧‧轉子單元

506‧‧‧轉子單元之中心轉軸

507‧‧‧水車輪轂

508‧‧‧耦合裝置

601‧‧‧漂浮單元

602‧‧‧動力單元

603‧‧‧水面下供氧之結構主體

605‧‧‧支撐架

6081‧‧‧中空外套管

6032‧‧‧進氣口

6033‧‧‧導氣管

6035‧‧‧噴氣口

606‧‧‧螺旋槳葉

701‧‧‧漂浮單元

702‧‧‧動力單元

703‧‧‧水面下供氧之結構主體

705‧‧‧支撐單元

706‧‧‧螺旋槳葉

707‧‧‧保護罩

7081‧‧‧中空外套管

7032‧‧‧進氣口

7033‧‧‧導氣管

7034‧‧‧導氣孔

7035‧‧‧噴氣口

81‧‧‧動力單元

801‧‧‧罩體

802‧‧‧定子單元

804‧‧‧轉子單元

803a‧‧‧軸承

803b‧‧‧軸承

805‧‧‧覆蓋

806‧‧‧螺旋槳

807‧‧‧耦合裝置

8033‧‧‧導氣管

8081‧‧‧中空外套管

808‧‧‧螺孔

1000‧‧‧智慧節能系統

1001‧‧‧具有通訊閘(gateway)之智能控制單元

1002‧‧‧馬達控制器

1003‧‧‧環境監控單元

1004‧‧‧馬達

如下所述之對本發明的詳細描述與實施例之示意圖，應使本發明更被充分地理解；然而，應可理解此僅限於作為理解本發明應用之參考，而非限制本發明於一特定實施例之中。

圖1顯示本發明之一實施例之具有多階段啟動之混合式增氧機的工作原理系統功能方塊圖。

圖2係顯示先前技術之水車式增氧模組之立體圖。

圖3係顯示本發明之一實施例之混合式增氧機之水車式增氧模組之立體圖。

圖4係顯示本發明之一實施例之由馬達動力系統崁入水車之輪轂內之揚水模組之爆炸示意圖。

圖5A係顯示本發明之一實施之馬達動力系統崁入水車之輪轂內之揚水模組之組合示意圖。

圖5B係顯示本發明之一實施之馬達動力系統崁入水車之輪轂內之揚水模組之剖面示意圖。

圖6係顯示本發明之一實施例之噴氣式增氧模組之立體圖。

圖7係顯示本發明之一實施例之混合式增氧機之噴氣式增氧模組之立體圖。

圖8係顯示本發明之一實施例之具多階段啟動之噴氣式增氧模組之動力系統樞接打水單元之爆炸示意圖。

圖9係顯示本發明之一實施之具有多階段啟動之噴氣式增氧模組的緩啟動及多階段啟動方式示意圖。

圖10係顯示本發明之一實施之混合式增氧機整合至一智慧節能系統之功能方塊圖。

此處本發明將針對發明具體實施例及其觀點加以詳細描述，此類描述為解釋本發明之結構或步驟流程，其係供以說明之用而非用以限制本發明之申請專利範圍。因此，除說明書中之具體實施例與較佳實施例外，本發明亦 可廣泛施行於其他不同的實施例中。以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之功效性與其優點。且本發明亦可藉由其他具體實施例加以運用及實施，本說明書所闡述之各項細節亦可基於不同需求而應用，且在不悖離本發明之精神下進行各種不同的修飾或變更。

說明書中所述一實施例指的是一特定被敘述與此實施例有關之特徵、方法或者特性被包含在至少一些實施例中。因此，一實施例或多個實施例之各態樣之實施不一定為相同實施例。此外，本發明有關之特徵、方法或者特性可以適當地結合於一或多個實施例之中。

圖1顯示本發明之混合式增氧機的工作原理系統功能方塊圖，其中馬達模組用以驅動噴氣式增氧模組107及水車式增氧模組108，其包含一控制模組10、一環境偵測單元102、以及馬達模組105例如但不限於無刷式直流馬達或永磁馬達。其中控制模組10包括一處理單元103及一驅動單元104，其中處理單元103可以是一微處理器(MCU)，驅動單元104可以是馬達驅動電路，或是與比例積分(PI)、比例積分微分(PID)控制器整合之驅動模組。控制模組10電性地連接至馬達模組105，上述之馬達模組105為一具馬達，或複數個馬達，分別提供動力於噴氣式增氧模組107及水車式增氧模組108。環境偵測單元102(包含各種水中障礙物偵測器、魚群位置探測器、各種氣體之感知器、以及水中電位計等)電性連接至控制模組10，透過各種環境參數來決定馬達之驅動模式，進而調整噴氣式增氧模組107及水車式增氧模組108之啟動方式。控制模組101係透過馬達模組105電性耦合至水車式增氧模組108及噴氣式增氧模組107。藉由控制模組101的控制，水車式增氧模組108及噴氣式增氧模組107可同時被馬達模組105帶動而同時運作或經由控制模組101的切換分別被馬達模組105帶動而分別運作，藉此可同時對淺層及深層之池水達到增氧效果。以一實施例而言，魚群位置探測器可以是一無線聲納探魚器。舉例而言，當環境偵測單元102中的魚群位置探測器偵知噴氣式增氧模組且/或水車式增氧模組附近有魚群時，或是測到有水中障礙物時，控制模組10將會啟動緩啟動模式以防止魚群受傷或死亡。

控制模組10可以電性耦合至脈寬調變單元106以進行脈衝寬度調變，以提供高效、高穩定之馬達控制。另外，控制模組10亦可以與一具有通訊閘道之智能控制系統101整合，詳細實施方式另外詳述。

於一實施例中，本發明係利用一直接驅動之動力系統來驅動水車式增氧模組之打水單元，無需經由減速箱來驅動；而直驅動力系統之電力供給、工作輸出，水車式增氧模組108之打水模式可以經由一智能控制單元來控制以達到節能及效能優化。

在一實施例中，水車式增氧模組108之直接驅動動力系統為一永磁馬達或直流馬達，使其直接驅動水車式增氧模組之揚水輪。

如圖3所示，其顯示本發明之混合式增氧機之水車式增氧模組，包含一具有浮力之漂浮單元301、以及一個安裝於漂浮單元之打水單元302，用於驅動打水單元302之動力系統為一永磁馬達或直流馬達，安裝於打水單元之水輪輪轂內部，因為具有永久磁石和微控IC，永磁馬達或直流馬達具有高效率低震動和低噪音等特性，其具有直接驅動、轉速可調，可調轉速之範圍在0-150rpm之間且於50-110rpm範圍內具最佳效能，不需要減速箱，輸出功率可以達到500-750W，而且效率可以達到90%。與傳統交流感應馬達驅動之水車式增氧機相比其年耗電量約為一半，又可以省掉更換或保養減速箱零件之費用，因此可以大大地增加經濟效益。

本發明可以採用傳動軸之水車式增氧模組，或是採用內建輪轂馬達驅動之水車式增氧模組，若是採用內建輪轂馬達驅動之水車式增氧模組，則永磁馬達或直流馬達是以其內部之轉子崁入水車之輪轂內，於本發明之較佳實施例，請參考圖4與圖5A及5B。

其中由永磁馬達或直流馬達所構成之直驅動力系統，主要包含一馬達定子，其形狀為圓柱狀且沿其徑向設置有複數個線圈繞匝，馬達定子裝設 於一罩體內；一轉子係呈圓柱狀，且可轉動的同軸裝設於馬達定子內，轉子上裝設有複數個永久磁石與上述馬達定子磁性連動。

若採用內建輪轂馬達驅動之水車式增氧模組，則圖4顯示由馬達動力系統崁入水車之輪轂內之揚水模組之爆炸示意圖，其包含一支撐架401安裝於水車式增氧模組之漂浮單元上、一基座402以螺絲固定於支撐架401上、一定子單元403固定於基座402上、一轉子單元404以其中心轉軸408之一側通過一軸承403a安裝於定子403內部並樞接至基座402；定子單元403固定於基座402與頂蓋405之間，轉子單元404為定子單元所包覆並透過中心轉軸408與兩側軸承403a及404a夾置於頂蓋405與基座402兩者之間，中心轉軸另一側通過另一軸承404a並穿過一頂蓋405之中心開孔405a與水車輪轂406耦合，並透過耦合裝置407固定轉子單元404與水車輪轂406。永磁馬達或直流馬達之轉子單元404與水車輪轂406結合成一體，因此馬達轉動即可直接驅動水車打水。

圖5A顯示上述馬達動力系統崁入水車之輪轂內之揚水模組500之組合示意圖；圖5B顯示上述馬達動力系統崁入水車之輪轂內之揚水模組之剖面示意圖，其顯示基座502固定於支撐架501，頂蓋503結合基座502，由定子單元504與轉子單元505同軸地結合成馬達模組，並裝置於頂蓋503結合基座502所圍之空間內，轉子單元之中心轉軸506穿過頂蓋503並透過耦合裝置508固定轉子單元505與水車輪轂507。

內建輪轂馬達驅動之水車式增氧模組，其特點是省去連接部件，即可以略去連結水輪之軸桿，避免磨損、平衡晃動、且不必經由連結水輪之軸桿做遠端驅動，此外又可以個別控制水輪之轉速產生不同巡航模式。但若不考慮上述因素，亦可以採用傳動軸之水車式增氧模組。

請參考圖6，其根據本發明之一實施例顯示混合式增氧機之噴氣式增氧模組，其包含一具有浮力之漂浮單元601(此漂浮單元亦可以與上述之漂浮單元301整合為一，而非分離式之兩個平台)、由動力單元602、水面下供氧之結構主體603以及與其樞接之螺旋槳葉604所組成水下供氧單元，水面下供 氧之結構主體603透過支撐架605架設於浮力單元上，水面下供氧之結構具有一中空外套管6081，其外部靠近與動力單元602結合處設置有複數個進氣口6032，於外套管內部設置有一導氣管6033並受動力單元602帶動，其於鄰近於與動力單元602耦接處具有複數個導氣孔(未顯示)，另一端穿出外套管並設置有複數個噴氣口6035且樞接一螺旋槳葉606，螺旋槳葉606以及導氣管6033耦合於動力單元602上。其增氧之方式是由馬達帶動螺旋槳葉轉動，旋轉時攪動水流形成一漩渦狀區域，且於導氣管出氣口處形成真空，水面上之空氣會因壓力關係經由導氣管由進氣口被帶入水中，藉由螺旋槳葉攪水過程，空氣與水會充分混合，並能打入水中適當的深度，又藉由高速旋轉之螺旋槳葉片剪切空氣，使氣體與液體有效的微細化混合，組成高效之水中增氧機。動力單元其驅動方式係採用三相交流馬達，配上減速箱，然後驅動導氣管以及與其樞接之螺旋槳葉。

如圖7所示，其根據本發明之另一實施例顯示本發明之混合式增氧機之噴氣式增氧模組，其包含一平台，在一實施例中其可為一具有浮力之漂浮單元701(此漂浮單元亦可以與上述之漂浮單元301整合為一，而非分離式之兩個平台)、以及一個透過支撐單元705安裝於漂浮單元701之水面下供氧之結構主體703以及與其樞接之螺旋槳葉706所組成水下供氧單元，水面下供氧之結構主體703透過支撐架705架設於浮力單元上，水面下供氧單元之結構具有一中空外套管7081，其外部靠近與動力單元702結合處設置有複數個進氣口7032，於外套管內部設置有一導氣管7033並受動力單元702帶動，其於鄰近於與動力單元702耦接處具有複數個導氣孔7034，另一端穿出外套管並設置有複數個噴氣口7035且樞接一螺旋槳葉706，螺旋槳葉706以及導氣管7033耦合於動力單元702上。水面下供氧之結構主體703之尾端外接一保護罩707，用以保護螺旋槳葉及避免異物進入。

用於驅動水面下供氧單元之動力系統為一永磁馬達或直流馬達，樞接方式為透過馬達之轉動軸將水面下供氧單元之導氣管7032安裝於結構主體703內部，因為具有永久磁石和微控IC，永磁馬達或直流馬達具有高效率低震動和低噪音等特性，其具有直接驅動、轉速可調，可調轉速之範圍在0-450rpm 之間，不需要減速箱，輸出功率可以達到500-750W，而且效率可以達到90%。與傳統交流感應馬達驅動之湧浪式增氧機相比其年耗電量約為一半，又可以省掉更換或保養減速箱零件之費用，因此可以大大地增加經濟效益。

本發明之噴氣式增氧模組，永磁馬達或直流馬達是以其內部之轉子之轉動軸直接與噴氣式增氧模組中水面下供氧單元之導氣管7032樞接並安裝於結構主體703內部，於本發明之較佳實施例，請參考圖8，其中由永磁馬達或直流馬達所構成之直驅動力系統，主要包含一馬達定子，其形狀為圓柱狀且沿其徑向設置有複數個線圈繞匝，馬達定子裝設於一罩體內；一轉子係呈圓柱狀，且可轉動的同軸裝設於馬達定子內，轉子上裝設有複數個永久磁石與上述馬達定子磁性連動。

圖8顯示由馬達動力系統樞接噴氣式增氧模組之水下供氧單元爆炸示意圖，其中動力單元81包含一罩體801、一定子單元802、一轉子單元804、軸承803a及803b、及覆蓋805，水下供氧單元包含一中空外套管、一中空導氣管、以及螺旋槳。參考圖8，一定子單元固定於一罩體內801、一轉子單元804以其中心轉軸804a之一側通過一軸承803a安裝於定子802內部並樞接至罩體801；轉子單元804為定子單元802所包覆並透過中心轉軸804a與兩側軸承803a及804a夾置於罩體801與覆蓋805之間，中心轉軸804a另一側通過另一軸承803b並穿過一覆蓋805之中心開孔與噴氣式增氧模組耦合，並透過耦合裝置807固定轉子單元804與水下供氧單元之導氣管8033。馬達之轉子單元804與導氣管8033及裝置於其上的螺旋槳806槳葉結合成一體，因此馬達轉動即可直接驅動槳葉；中空外套管8081則透過複數個螺孔808與動力單元之覆蓋805樞接固定，且馬達之轉子單元804、外套管8081、及導氣管8033係同軸的耦接，導氣管8033可轉動的同軸裝設於外套管8081內。

馬達直驅之噴氣式增氧模組於實際運作時，請參考圖7以及圖8，噴氣式增氧模組置於漂浮單元上使其浮置於水面上，噴氣式增氧模組之圓柱把手與支撐架705之圓形支撐孔樞接，使得噴氣式增氧模組可以上下作旋轉以調整供氧結構相對水面的角度。噴氣式增氧模組運行時，馬達轉動空心導氣管耦 接之螺旋槳。透過與附近的螺旋槳葉片以高速度推壓水，使得在軸的端部形成部分真空。水線以上的大氣空氣通過進氣口並進入空心軸，空氣經空心轉軸被吸入，然後隨著螺旋槳葉高速旋轉所產生的水流被打碎成微泡，與水混合。由於高度的湍流作用，微泡曝氣效果明顯，且充氧效率高。

圖9顯示多階段啟動馬達之實施例，控制模組於馬達啟動後產生一多階段啟動訊號包括緩啟動訊號，並依多階段啟動訊號驅動並控制馬達的轉速。另外，多階段啟動訊號亦可以由一外部裝置產生，例如一多階段啟動電路，再經由控制模組控制馬達的轉速。以一實施例而言，多階段啟動訊號包括一緩啟動段A及一目標驅動段B，控制模組依據緩啟動段A緩慢提高馬達轉速至目標驅動段B，然後再由另一緩啟動段C達到一目標驅動段D(或是由另一降速段C'達到一目標驅動段E)。控制模組亦可以調控緩啟動段A的斜率，藉由調控斜率即可控制馬達的轉速，將其提高至目標驅動段B之轉速。以一實施例而言，調控緩啟動段A(C或C')的斜率之技術可以是比例積分(PI)、比例積分微分(PID)等回饋控制技術。

由於養殖池之水體狀況會隨著環境變因，例如太陽光、風向、水中生物代謝或是飼料多寡而使得水中之氨氣、一氧化碳、二氧化碳含量會有不同，因此水中含氧量需求之多寡與增氧機之工作量會隨之改變。請參考圖10，本發明之混合式增氧機可以整合至一智慧節能系統1000，在一實施例中上述之智能控制系統包含一具有通訊閘(gateway)之智能控制單元1001、一馬達控制器1002、及一環境監控單元1003，智能控制單元1001與馬達控制器1002、環境監控單元1003係電性連接。其中智能控制單元1001具有網路通訊界面可以透過WiFi/2G/4G/Lora等通訊協定經由網路與外界通訊，可以透過無線網路溝通來監控馬達控制器。當養殖池之水體狀況會隨著環境變化時水中之氨氣、一氧化碳、二氧化碳含量可以透過環境監控單元中之各種氣體之感知器測得如一氧化碳、二氧化碳含量，或是透過電位計得知氨氣之含量，由這些資訊可以得知養殖池需要之增氧量，因此透過環境監測單元1003中之電位計監測氨氣其他氣體之偵測器(CO₂、O₂)可以經由智能控制單元1001透過馬達控制器1002控制馬達1004之轉速而達到智慧節能之效果。

於一實施例中，本發明之混合式增氧機所使用之電源供應模組可包括市電或/及太陽能發電裝置，太陽能發電裝置係將光照射能量轉換成為電能並輸出至馬達。市電則直接將電能輸出至馬達。本發明可自由切換市電或太陽能發電裝置或同時使用市電及太陽能發電裝置，若切換成太陽能發電裝置則藉由太陽能發電裝置於白天接收光照來產生電能，且夏天的光照充足，利用光照來產生電能也能省下昂貴的電費，以降低養殖業者的養殖成本。當晚上光照不足時，則可使用市電直接輸出電能。

根據上述，本發明具有下列之優點：一、提供具有直接驅動動力系統之水車式增氧模組及噴氣式增氧模組之混合式增氧機，不需要減速箱，馬達轉速可調，效率可以達到90%；二、內建輪轂馬達驅動之水車式增氧模組，其特點是省去連接部件，即可以略去連結水輪之軸桿，避免磨損、平衡晃動、且不必經由連結水輪之軸桿做遠端驅動；三、可以結合智能控制系統控制馬達轉速而達到智慧節能之效果；四、具有多階段啟動馬達驅動模式，可以提供緩啟動以防止噴氣式增氧模組之螺旋槳葉傷害噴氣式增氧模組附近之魚群及水族；五、同時對淺層及深層之池水達到增氧效果；六、利用光照來產生電能可省下昂貴的電費，以降低養殖業者的養殖成本。

上述敘述係為本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應得以領會 其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

Claims (11)

1. 一種混合式增氧機，包括：一控制器；一馬達模組，耦合至該控制器；一水車式增氧模組，耦合至該馬達模組，提供相對淺層水之氧氣；以及一噴氣式增氧模組，耦合至該馬達模組，提供相對深層水之氧氣。
2. 如請求項1所述之混合式增氧機，其中該水車式增氧模組包括：一具有揚水輪之打水單元，包含複數個可朝向該水面打水的葉片、及一輪轂。
3. 如請求項1所述之混合式增氧機，其中該馬達模組包括：一具有中心轉軸之轉子單元，及一定子單元，該轉子單元可轉動地同軸裝設於該定子單元內。。
4. 如請求項3所述之混合式增氧機，其中該馬達模組之該定子單元，其形狀為圓柱狀且沿其徑向設置有複數個線圈繞匝，該馬達模組之該轉子單元，其形狀為圓柱狀且沿其徑向設置有複數個永久磁石。
5. 如請求項1所述之混合式增氧機，其中該噴氣式增氧模組包含：一水面下供氧結構，用以供給水下氧氣。
6. 如請求項5所述之混合式增氧機，其中該水面下供氧結構包含：一中空外套管，具有一個或一個以上之通氣孔；一中空導氣管設置於該中空外套管內，樞接至該直接驅動之動力系統並受其驅動，具有一個或一個以上之進氣口，且該導氣管穿出該外套管的一端具有一噴氣口；及一螺旋槳葉樞接於該導氣管穿出該外套管一端之外緣。
7. 如請求項1所述之混合式增氧機，其中該馬達模組包含永磁馬達或直流馬 達。
8. 如請求項1所述之混合式增氧機，更包含一智慧節能模組，其中該智慧節能模組包含：一環境監測單元，用以監測環境參數；及一具有通訊閘道之智能控制系統，具有無線網路通訊功能，與該環境監測單元及該馬達模組電性連接，透過該環境監測單元所測得之環境參數，可以利用該具有通訊閘道之智能控制系統控制馬達轉速以達到智慧節能之效果。
9. 如請求項8所述之混合式增氧機，其中該環境監測單元包含：電位計，用以監測水中氨氣；氧氣感測器，用以監測水中氧氣含量；及二氧化碳感測器，用以監測水中二氧化碳含量。
10. 如請求項8所述之混合式增氧機，其中該環境監測單元更包含魚群探測器。
11. 如請求項1所述之混合式增氧機，更包含多階段啟動裝置，選自一比例積分控制器(PI controller)或一比例積分微分控制器(PID controller)。