TWI789319B - 密集養殖之循環水系統 - Google Patents
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Abstract
本發明密集養殖之循環水系統至少包含：沉水泵浦、出水管、外套管以及導流板，該沉水泵浦可供設置於一養殖池，且靠近該養殖池之一環壁之底部，該出水管具一直徑較小之窄段且套接於該排水口，而該外套管則套接固定於該出水管外，該導流板設置於該沉水泵浦一側，該沉水泵浦可將該養殖池的水吸入後由排出口朝向該環壁排出，且利用導流板導引排出的水朝向該環壁，以產生一沿環壁之切線方向形成旋轉推送的渦捲循環水流，以及藉由該出水管以及該外套管所產生之文丘里噴射效應，更進一步增強該渦卷循環水流之流速與流量，並據此針對池內水流的邊界層進行控制，以確保該養殖池各層水域均能形成渦卷循環水流，使各層水域的溶氧量及水溫均能一致。
Description
本發明係有關一種可用於密集養殖之循環水系統。
按，現今地球人口已突破七十億大關，造成之糧食需求也隨之暴增，肉品與水產需求也極度擴大，造成的後果就是漁業過度捕撈而日漸匱乏，產生漁業枯竭，並嚴重破壞自然生態體系，致今後僅能依賴養殖，才能滿足人類對水產的需求。而水產養殖的水質，對魚蝦的存活有重大影響。例如水質理化因素中的溫度、酸鹼值、氨氮值、硫化氫、亞硝酸鹽、透明度、溶解氧等，對魚蝦的存活有很大影響。
一般傳統養殖漁業多以高密度的養殖方式來提高漁產量，但採高密度的養殖方式，也會使得魚塭中殘餘的飼料與養殖生物的排泄物量大增，造成氨氮及亞硝酸氮濃度明顯的提高，降低溶氧量也加速水質惡化的時程，導致養殖生物不易存活。因此大多數業者需要不斷換水排水來平衡水質。然而，未經處理過就排放回自然水體中就會造成河川海洋的有機質汙染。養殖業者為了克服因水質惡化而導致的魚蝦死亡，常採用在養殖水中直接添加化學藥劑的方法來控制疾病。但是，若長期用藥，藥物的化學成分不可避免地會殘留在魚蝦體內。
故，一般養殖業者為了增加養殖池之溶氧率，以提高魚、蝦之存活率並防止藍綠水藻之過度生長，因而可以藉由一習用增流裝置，可使池底污水循環至池面並經陽光曝曬分解，同時可增加水中的溶氧量，使
該養殖池內的好氧菌群活化，以降低阿摩尼亞(NH3)、亞硝酸(NO2)及硫化氫(H2S)等有害代謝物質，如中華民國專利公告號第I271146號「具球狀浮體之增流裝置」或第M381274號「增流裝置」，兩者習用之增流裝置大多使用馬達帶動導流葉片組旋轉時，各該葉片及其垂直面即攪動池水以形成循環水流；然，各該葉片及其垂直面推動水流時，該水流係沿著各該葉片旋轉的切線方向被推送，使得該水流可以被推送擴散的範圍仍相當有限，容易造成上、下層水域無法確實形成旋轉之循環水流；且各該葉片雖可推動水流循環，但相對的也會對各該葉片產生一反作用力，使該增流裝置產生朝向與各該葉片相反旋向之一旋轉力矩，從而減低其造成水流之效果。
另有養殖業者於養殖池中裝設有一種浮水式打氧水車，藉由打氧水車之打水板運轉打水動作產生氣泡(此氣泡本身即含有氧氣)，以期增加養殖池之氧氣含量達其目的；惟查，此種習見打氧水車，因其打水攪動動作係在水液表層，故所產生之氣泡大部份係跼限於養殖池較上層之水域，而養殖池之中、下層水域則無法受到打氧水車所產生之氣泡供給氧氣，因此打入水中的氧氣產生分配不均的現象；再者，由於其所形成之氣泡顆粒較為粗大，因此氣泡向上浮昇之速度亦隨之快速，進而使得水液之輸氧效果大為降低，因此，大部份使用此種打氧水車之業者通常於使用一段時間後，即常發現該養殖池內之中、下層水域，逐漸地充滿著衰敗的有機水液及過多的藍綠水藻，而且池底底部之污泥亦愈來愈多，以致迴游於中、下層水域之魚蝦無法獲得較多的氧氣存活，且又由於池內之食物、植物、肥料或已死亡的魚蝦無法完全分解消化，因而產生腐壞之污泥積囤，進而使得水液腐臭以及產生有毒氣體導致養殖池完全不能養殖，故此種浮水式打氧水車在實際使用上仍存具著無法供給養殖池足夠之氧氣且分配不均，以致藍綠水藻過度繁生、水液腐臭、污泥積囤、魚蝦死亡率過高等缺失。
有鑑於此，本發明提供一種用於密集養殖，可確保該養殖池各層水域均能形成渦卷循環水流，使各層水域的溶氧量及水溫均能一致之循環水系統，為其主要目的者。
為達上揭目的，本發明密集養殖之循環水系統，至少包含：一沉水泵浦，可供設置於一養殖池，且靠近該養殖池之一環壁之底部，該沉水泵浦一端設有一底座，該底座並設有一吸水口與一排水口，該底座內設有一扇葉，該扇葉可受該沉水泵浦驅動高速旋轉，以產生一抽吸力，而由該吸水口將水吸入，然後由該排水口排出，且該排水口之一出口方向係朝向該環壁之切線方向；一出水管，呈一中空管狀，係具一直徑較小之窄段且套接於該排水口；一外套管，呈一中空管狀，係套接固定於該出水管外，且該外套管之內徑及長度係分別大於該出水管之外徑及長度；以及一導流板，係設置於該沉水泵浦一側，該導流板的長度範圍係涵蓋該沉水泵浦並延伸至該外套管，可導引排出的水朝向該環壁切線方向流動，以於整體養殖池內產生一渦卷循環水流。
本案提供另一種密集養殖之循環水系統，至少包含：一陸基式養殖池，其具有一底璧以及立設於該底璧上之一環壁；一沉水泵浦，係設置於該陸基式養殖池，且靠近該底璧及該環壁，該沉水泵浦一端設有一底座，該底座並設有一吸水口與一排水口，該底座內設有一扇葉，該扇葉可受該沉水泵浦驅動高速旋轉，以產生一抽吸力，而由該吸水口將水吸入，然後由該排水口排出，且該排水口之一出口方向係朝向該環壁之切線方向；一出水管，呈一中空管狀，係具一直徑較小之窄段且套接於該排水口；一外套管，呈一中空管狀，係套接固定於該出水管外，且該外套管之內徑及長度係分別大於該出水管之外徑及長度；以及一導流板，係設置於該沉水泵浦一側，該導流板的長度範圍係涵蓋該沉水泵浦並延伸至該外套管，可導引排出的水朝向該環壁之切線方向流動，以產生一渦卷循環水流。
在一較佳態樣中，該排水口與該出水管之間銜接有一氣液混合管，並進一步設有一進氣管，該進氣管一端樞接於該氣液混合管，該進氣管另一端可向上延伸至水面上。
在一較佳態樣中，該外套管內設有至少一肋板，藉由該肋板固定連接於該出水管之一外管璧。
在一較佳態樣中，該環壁之頂部進一步設有至少一收集槽，該收集槽具有至少一開口，該開口係朝向該渦卷循環水流之水流方向，用以收集經渦卷循環水流及其氣泡所帶起的飄浮養殖廢棄雜質。
在一更佳態樣中，該收集槽具有一底部，該開口係位於該底部之前端，而該底部之後端另設有一開孔，該開孔並接設有一管體延伸至該環壁外，用以排出所收集之漂浮養殖廢棄雜質，且該底部係被構形為一朝上突出之錐狀結構體。
在一較佳態樣中，該收集槽外係配置有浮體。
在一較佳態樣中，該底璧係為錐狀，該底璧之中央位置處具有一排汙口。
在一較佳態樣中，該排汙口進一步連接一過濾模組。
T1:出口方向
T2:圓周切線方向
1:陸基式養殖池
11:底璧
12:環壁
13:排汙口
2:沉水泵浦
21:底座
22:吸水口
23:排水口
3:出水管
31:窄段
4:外套管
41:吸液通孔
42:肋板
5:導流板
61:氣液混合管
62:進氣管
7:收集槽
71:開口
72:底部
73:開孔
74:管體
75:浮體
第1圖係為本發明中循環水系統應用於陸基式養殖池之結構立體圖。
第2圖係為本發明中循環水系統之結構示意圖。
第3圖係為本發明中循環水系統之結構立體圖。
第4圖係為本發明中循環水系統應用於陸基式養殖池之使用示意圖。
第5圖係為本發明中收集槽之結構立體圖。
第6圖係為本發明中陸基式養殖池之結構示意圖。
除非另外說明，否則本申請說明書和申請專利範圍中所使用的下列用語具有下文給予的定義。請注意，本申請說明書和申請專利範圍中所使用的單數形用語「一」意欲涵蓋在一個以及一個以上的所載事項，例如至少一個、至少二個或至少三個，而非意味著僅僅具有單一個所載事項。此外，申請專利範圍中使用的「包含」、「具有」等開放式連接詞是表示請求項中所記載的元件或成分的組合中，不排除請求項未載明的其他組件或成分。亦應注意到用語「或」在意義上一般也包括「及/或」，除非內容另有清楚表明。本申請說明書和申請專利範圍中所使用的用語「約(about)」或「實質上(substantially)」，是用以修飾任何可些微變化的誤差，但這種些微變化並不會改變其本質。
如第1圖至第3圖所示，本發明之循環水系統可供設置於一般養殖池或是陸基式養殖池，如圖所示之實施例係以圓桶型的陸基式養殖池為例，該陸基式養殖池1係具有一底璧11以及立設於該底璧11上之一環壁12；本發明之循環水系統係至少包含：沉水泵浦2、出水管3、外套管4以及導流板5；該沉水泵浦2係設置於該陸基式養殖池1內靠近該底璧11及該環壁12，該沉水泵浦2一端設有一底座21，該底座21並設有一吸水口22與一排水口23，該底座21內設有一扇葉(圖未示)，該扇葉可受該沉水泵浦2驅動高速旋轉，以產生一抽吸力，而由該吸水口22將水吸入，然後由該排水口23排出，且該排水口23之一出口方向T1係朝向該環壁12之切線方向，以圓桶型的陸基式養殖池1為例，該出口方向T1係沿著該陸基式養殖池1的切線方向T2。
該出水管3係呈一中空管狀，其具一直徑較小之窄段31且套接於該排水口23。
該外套管4係呈一中空管狀，係套接固定於該出水管3外，且
該外套管4之內徑及長度係分別大於該出水管3之外徑及長度，以在外套管4之內壁與出水管3之外管壁之間形成一吸液通孔41；如圖所示之實施例中，該外套管4內設有至少一肋板42，藉由該肋板42固定連接於該出水管3之外管璧。
該導流板5係設置於該沉水泵浦2一側，使該沉水泵浦2位於該環壁12與該導流板5之間，且該導流板5的長度範圍係涵蓋該沉水泵浦2並延伸至該外套管4，如圖所示之實施例中，該導流板5可以被構形為弧形板片，而該導流板5的高度可高於該外套管4之外徑，且小於或等於該環壁12的高度，該導流板5可導引排出的水朝向該環壁12之該切線方向T2，以產生一渦卷循環水流。其中，該導流板5與該沉水泵浦2的間距，以及該導流板5與該外套管4的間距，可視需求而改變其間距大小。
藉此，利用沉水泵浦2驅動扇葉高速旋轉，可由吸水口22吸入水，然後再由排水口23排出時，經過該出水管3直徑較小之窄段31流出時即產生文丘里噴射效應，使水從吸液通孔41吸入外套管4內，同時加速水的流速，並藉由導流板5可導引排出的水朝向該環壁12之該切線方向T2，以產生一渦卷循環水流，請同時參閱第4圖所示之箭頭所示，該渦卷循環水流可以逆時針方向繞著該陸基式養殖池1的中心旋轉循環，而讓所養殖的魚蝦可以朝向水流方向以順時針方向迴游；當然，該渦卷循環水流亦可以順時針方向循環進行。
本發明將排水口23之出口方向T1朝向該環壁12，讓排出的水沿著該陸基式養殖池1的圓周切線方向並繞著該陸基式養殖池1的中心產生旋轉，並利用該導流板5之導引作用將排出的水更進一步集中地朝向該環壁12，以產生渦卷循環水流，以及藉由該出水管3以及該外套管4所產生之文丘里噴射效應，更進一步增強該渦卷循環水流之流速與流量，並據此針對池內水流的邊界層進行控制，以確保該養殖池各層水域均能形成
渦卷循環水流，使各層水域的溶氧量及水溫均能一致。
再者，如第1圖及第3圖所示，該排水口23與該出水管3之間銜接有一氣液混合管61，並進一步設有一進氣管62，該進氣管62一端樞接於該氣液混合管61，該進氣管62另一端可向上延伸至水面上；可透過進氣管62引入空氣於氣液混合管61，令空氣與水混合而產生氣水流，再令該氣水流通過排水口23排出，用以產生多數個氣泡，利用氣泡在水中為正浮力原理產生由下往上之推昇作用，加速水流之流速，進一步帶動上述之渦卷循環水流，且該些氣泡進入陸基式養殖池可提升整體平均溶氧功效，再藉由複數密集細小的氣泡提供水中的蛋白雜質附著其上，並將之夾帶攜往水面。
另外，該環壁12之頂部進一步設有至少一收集槽7，如第1圖、第2圖及第5圖所示，該收集槽7具有至少一開口71，該開口71係朝向該渦卷循環水流之水流方向，如圖所示之實施例中，該收集槽7係靠近於該外套管4之頂部，而該開口71係朝向該排水口23之該出口方向T1，用以收集氣泡及其所攜帶的雜質；其中，該收集槽7具有一底部72，該開口71係位於該底部72之前端，而該底部72之後端另設有一開孔73，該開孔73並接設有一管體74延伸至該環壁12外，且該底部72係被構形為一朝上突出之錐狀結構體；當氣泡由下往上之推昇並隨著渦卷循環水流流動時，會由該開口71進入收集槽7，此時氣泡沿著錐狀的底部72上升，再掉落至底部72之後端，接著由該開孔73沿著管體74引流出至環壁12外，而水則受錐狀的底部72阻擋而不至溢流至底部72之後端，藉此循環作用去除水中的蛋白雜質。而為了確保該收集槽7可以常態位於該水面處，以便收集位於水面處的氣泡，該收集槽7外係配置有浮體75，可讓該收集槽7藉由該浮體75常態地位於該水面。
再者，如第1圖及第6圖所示，該底璧11係朝中央位置向
下傾斜形成朝下突出之錐狀結構體，而該底璧11之中央位置處具有一排汙口13，該排汙口13可進一步連接一過濾模組(圖未示)；其中，水中如剩餘過多的飼料、動物的排泄物或是蛻殼等非浮除雜質，會隨著渦卷循環水流集中到中間，並透過該排汙口13排出，同時排出的水則經由過濾模組進行過濾後可再進入陸基式養殖池1內。有關過濾模組中各組成元件之技術特徵及其相互連結關係，以及相關實施例，已有眾多相關習知記憶，此不再贅述。
經由以上較佳實施例之敘述可知本發明密集養殖之循環水系統確實具有下列功效增進之處：
1、實現高密度養殖，提高產能：藉由渦卷式循環水流，讓養殖池內的魚蝦以朝向水流方向進行迴游，且利用排水口23及導流板5的擺放位置以及出水管3與外套管4所產生的文丘里噴射效應，加速水的流速，可大範圍的帶動各層水域均能形成渦卷循環水流，讓各層水域的魚蝦均能於同一方向進行旋轉迴游，以實現高密度養殖；且魚蝦隨著水流不斷進行逆流迴游，讓魚蝦可以每天運動長得又快又好並增加肉質緊實度，可提高水產品的產能和品質。其中，本發明所形成之渦卷循環水流主要是於每一層水域從外部圓周至內部圓心都能形成類似渦卷狀的循環水流，而相較於習有之增流裝置僅能於葉片附近造成擾動而形成局部性循環水流，無法形成渦卷循環水流。
2、有效提升水中溶氧量：透過該進氣管導入水面上的外部空氣，並配合出水管3所產生的文丘里噴射效應，與水混合並產生氣泡再進入養殖池內，可提升養殖池溶氧量，並提升養殖池更佳水產生物生存環境功效，相較於傳統水車打水的方式，更能直接、有效地提升水中的溶氧量，且利用氣泡的浮力推昇作用，進一步加速水流之流速。且利用氣泡提供溶入水中的蛋白雜質附著其上，而該些氣泡不斷堆積並向上攀升至收集槽7內集
中，藉此循環作用去除水中的蛋白雜質。以及氣泡係由底部的排水口排出，由下往上推昇之作用，可讓各層水域的溶氧量及水溫一致，讓水產品產的品質均一。
3、節省資源：藉由沉水泵浦配合排水口23及導流板5的擺放位置以及出水管3與外套管4所產生的文丘里噴射效應，即可推動大範圍的各層水域形成渦卷循環水流，有效節省動力資源。且利用氣泡提高及活化水中的含氧量，以加快汙物的分解，不需要再頻繁的換水排水，有效節省水資源並且改善養殖池的品質，提高產量。
以上諸實施例僅供說明本發明之用，而並非對本發明的限制，相關領域的技術人員，在不脫離本發明的技術範圍做出的各種修改或變化也應屬於本發明的保護範疇。
T1:出口方向
T2:圓周切線方向
1:陸基式養殖池
12:環壁
2:沉水泵浦
23:排水口
3:出水管
31:窄段
4:外套管
41:吸液通孔
5:導流板
7:收集槽
71:開口
74:管體
Claims (10)
- 一種密集養殖之循環水系統，至少包含： 一沉水泵浦，可供設置於一養殖池，且靠近該養殖池之一環壁之底部，該沉水泵浦一端設有一底座，該底座並設有一吸水口與一排水口，該底座內設有一扇葉，該扇葉可受該沉水泵浦驅動高速旋轉，以產生一抽吸力，而由該吸水口將水吸入，然後由該排水口排出，且該排水口之一出口方向係朝向該環壁之切線方向； 一出水管，呈一中空管狀，係具一直徑較小之窄段且套接於該排水口； 一外套管，呈一中空管狀，係套接固定於該出水管外，且該外套管之內徑及長度係分別大於該出水管之外徑及長度；以及 一導流板，係設置於該沉水泵浦一側，該導流板的長度範圍係涵蓋該沉水泵浦並延伸至該外套管，可導引排出的水朝向該環壁，以產生一渦卷循環水流。
- 一種密集養殖之循環水系統，至少包含： 一陸基式養殖池，其具有一底璧以及立設於該底璧上之一環壁； 一沉水泵浦，係設置於該陸基式養殖池，且靠近該底璧及該環壁，該沉水泵浦一端設有一底座，該底座並設有一吸水口與一排水口，該底座內設有一扇葉，該扇葉可受該沉水泵浦驅動高速旋轉，以產生一抽吸力，而由該吸水口將水吸入，然後由該排水口排出，且該排水口之一出口方向係朝向該環壁之切線方向； 一出水管，呈一中空管狀，係具一直徑較小之窄段且套接於該排水口； 一外套管，呈一中空管狀，係套接固定於該出水管外，且該外套管之內徑及長度係分別大於該出水管之外徑及長度；以及 一導流板，係設置於該沉水泵浦一側，該導流板的長度範圍係涵蓋該沉水泵浦並延伸至該外套管，可導引排出的水朝向該環壁，以產生一渦卷循環水流。
- 如請求項1或2所述密集養殖之循環水系統，其中，該排水口與該出水管之間銜接有一氣液混合管，並進一步設有一進氣管，該進氣管一端樞接於該氣液混合管，該進氣管另一端可向上延伸至水面上。
- 如請求項1或2所述密集養殖之循環水系統，其中，該外套管內設有至少一肋板，藉由該肋板固定連接於該出水管之一外管璧。
- 如請求項1或2所述密集養殖之循環水系統，其中，該環壁之頂部進一步設有至少一收集槽，該收集槽具有至少一開口，該開口係朝向該渦卷循環水流之水流方向。
- 如請求項5所述密集養殖之循環水系統，其中，該開口係朝向該排水口之該出口方向。
- 如請求項5所述密集養殖之循環水系統，其中，該收集槽具有一底部，該開口係位於該底部之前端，而該底部之後端另設有一開孔，該開孔並接設有一管體延伸至該環壁外，且該底部係被構形為一朝上突出之錐狀結構體。
- 如請求項5所述密集養殖之循環水系統，其中，該收集槽外係配置有浮體。
- 如請求項2所述密集養殖之循環水系統，其中，該底璧係為錐狀，該底璧之中央位置處具有一排汙口。
- 如請求項9所述密集養殖之循環水系統，其中，該排汙口進一步連接一過濾模組。
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