TWI831520B - 噴流循環裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種噴流循環裝置包括：一噴流機構，包括頂面、底面、側壁及複數流道，其中頂面與底面位於側壁的相對側，流道環繞於通過頂面的中心和底面的中心的連線軸，各流道於頂面及/或側壁形成噴孔且於底面形成導孔，噴孔的中心和導孔的中心連接成相對於頂面的法線呈斜線模式，亦即噴孔的中心和導孔的中心分別連接連線軸而形成的垂直連線彼此不共平面；以及一動力機構，連結噴流機構，可驅動噴流機構旋轉，以將水自導孔通過流道及噴孔形成噴流。
Description
本發涉及水循環裝置，特別是可以在節能狀態下，提升水循環效能的噴流循環裝置。
當前的水循環裝置，為了增加水與空氣接觸的可能性，大多是採用水車打水，或是透過TW090224213「旋轉離心式池底抽水與循環裝置」的甩撥機構與固定的抽水導管，透過將抽水導管伸入水底，將水自底層抽至水面層，並透過甩撥機構甩出於空氣中，以達成循環水的效果。然而，為了進一步提升水循環效能，並將水池底層的水拋撒於空氣中以融入氧氣，現有裝置尚存在下列缺點:1.水車打水僅限於水面循環，底層水循環效率差；2. 現有甩撥機構是由一般開口相等的水管構成，甩撥水量較小，使得水循環效能也小，無法提供較佳的噴流與水循環效能；3.現有水循環裝置無法確保因水中雜質堵塞其中，而影響水循環裝置的 整體效能和維護方便性。
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種噴流循環裝置可以進一步以大流量的噴流機構結構設計，達到低能耗、高流量的方式達到高效率的水循環性能，完成循環裝置過濾水、流動水、噴流水整體運作順暢且後續維護成本便利。
本發明提供一種噴流循環裝置，包括：一噴流機構以及一動力機構，噴流機構包括頂面、底面、側壁及複數流道，其中頂面與底面位於側壁的相對側，複數流道環繞於通過頂面的中心和底面的中心的連線軸，各流道於頂面及/或側壁形成噴孔且於底面形成導孔，噴孔的中心和導孔的中心連接成相對於頂面的法線呈斜線模式，亦即噴孔的中心和導孔的中心分別連接連線軸而形成的垂直連線彼此不共平面；動力機構連結噴流機構，可驅動噴流機構旋轉，以將水自導孔通過流道及噴孔形成噴流。
一較佳實施例，噴孔形成於頂面及側壁。
一較佳實施例，流道的截面為非圓形。
一較佳實施例，噴孔的兩側分別形成噴孔的第一邊界及噴孔的第二邊界，噴孔的第一邊界具有切角斜面。
一較佳實施例，導孔的兩側分別形成導孔的第一邊界及導孔的第二邊界，導孔的第一邊界和第二邊界由直線和曲線連接而成，導孔的第二邊界延伸的曲面呈不規則面以與底面相接。
一較佳實施例，底面為凹面。
一較佳實施例，底面的中心具有突起。
一較佳實施例，噴流循環裝置進一步包括一支架，連接動力機構及噴流機構。
一較佳實施例，噴流循環裝置進一步包括一浮板，設置於水面且乘載噴流機構和動力機構，其中噴流機構之頂面與水面齊平。
一較佳實施例，噴流循環裝置進一步包括一第一隔離水箱、一漂浮組件、一第二隔離水箱、一連結管、一過濾籃及至少一導管，其中浮板設置於第一隔離水箱內，第一隔離水箱由漂浮組件承載而懸浮於水中，連結管連通第二隔離水箱與該第一隔離水箱，過濾籃設置於第二隔離水箱內，導管連通過濾籃與第二隔離水箱的外部，未經過濾之水由導管流入過濾籃進行過濾，第二隔離水箱內經過濾的水通過連結管流入第一隔離水箱，動力機構驅動噴流機構旋轉，將第一隔離水箱內經過濾的水自導孔通過流道及噴孔形成噴流。
一較佳實施例，噴流循環裝置進一步包括一過濾罩，環繞導孔，水經過濾罩過濾後流入導孔。
於本發明的噴流循環裝置，噴流機構的結構設計降低水流的阻力，以低耗能即可提高噴流量，且易於維護可確保長時間的水循環效能。
不同附圖中的相同參考號代表相同或類似的元件，並因此執行類似的功能。此外，為了簡化描述，省略了對眾所周知的步驟和元件的描述和細節。此外，在本發明內容的以下詳細描述中，為了提供對本發明內容的全面理解，列出了許多具體細節。然而，可以理解的是，本發明的內容可以在沒有這些具體細節的情況下進行實施。在其他情況下，眾所周知的方法、程序和組件沒有被詳細描述，以避免不必要地掩蓋本發明的各個方面。以下將進一步說明和描述各種實施例的例子。可以理解的是，這裡的描述並不是為了將請求項限制在所描述的具體實施例中。相反地，旨在涵蓋可能包括在由所附請求項界定的本發明的精神和範圍內的替代物、修改和均等物。
本發明使用的術語僅用於描述特定的實施例，並不旨在限制本發明內容。如本文所使用的單數形式:「一」也可以包括複數形式，除非上下文另有明確說明。將進一步理解， 「包括」和「包含」當在本說明書中使用時，指定存在所述特徵、整體、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整體、操作、元件、組件和/或其部分。
如上述先前技術，當水循環水量不如預期時，通常會加大對電動機所施加的電壓或是採用更高電壓、更大型的電動機，以提高轉速，雖然可以有提升水循環量的效果，但是一方面長期下來對於電動機一直處在高電壓、高電流、高轉速的工作狀態下，減少了電動機的使用壽命，另一方面，相當耗能，增加使用設備的成本，不符合經濟效益，並且此種加大電壓給電動機的解決方式，必須有穩定的動力來源，較不適合動力來源比較不穩定的情況，這樣一來就限制了水循環裝置可以應用的場域和應用條件，例如：需要依靠太陽能發電、風力發電、水力發電、壓電發電、地熱發電等各式依靠自然環境而獲得的綠色能源作為動力來源的情況。
特別是根據當今全球氣候極端變遷，能源供應不穩定，電費上漲以及政府政策鼓勵下，使得產業發展趨勢相當注重低耗能、高效率、低碳排放、環境友善以及與環境永續共榮的前提下，需要能源與水循環轉換效率優異的噴流機構設計以及合適的動力機構的搭配來提升水循環裝置的效率。
此外，還需要考量到實際應用環境中，水中的雜物會直接影響水循環效率，如果沒有針對水中雜物的防範措施，在動力機構為電動機的情況下，即使加大施加的電壓，由於水中雜物妨礙水流動，也只能浪費能源和動力機構的動力，卻得到低於預期較差的水循環效果。
發明人研究發現，影響水循環效率的因素主要包括：一，水循環裝置中負責將水噴流的機構存在著待改進的缺陷，例如將水噴流的孔、流入水的開孔和水流道未能將水快速地流出，所以針對負責噴水的噴水機構做結構優化設計，改變用來進水的開孔和噴水的孔以及連接其中的流道的相對設置位置以及結構關係；二，需要提供一種過濾和輸送水的結構，將水過濾移除可能導致堵塞的雜質，並且保持經過濾的水潔淨地輸送，使得水循環裝置能進行過濾水中雜質、輸送水、將水噴流的運作；三，水循環裝置的維護方式是否簡易，快速且經濟的維護方式將能降低水循環裝置的維護時間，提升水循環裝置稼動率。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的實施方式進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，所屬技術領域具有通常知識者在沒有做出進步性創作前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是本發明還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，所屬技術領域具有通常知識者可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便於說明，表示裝置件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，裝置部件之間的相對大小不代表實際大小，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及高度的三維空間尺寸。
圖1是本發明之一實施例之噴流循環裝置的側視示意圖。如圖1所示，噴流循環裝置1包括：噴流機構11和動力機構（未示出），動力機構連結噴流機構11。噴流機構11可選用高強度的工程塑料（例如但不限於：聚丙烯PP、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、鋁材、鐵材、鐵氟龍及其合金）製成，動力機構可選擇但不限於使用電能的市售低電壓型馬達、使用汽油/柴油的引擎或使用風力的風扇機構、使用水力的水車機構，動力來源可為例如但不限於可連接外部電力/汽油/柴油的線路、內建的太陽能電池、可充電電池、驅動風扇機構的風或驅動水車機構的水。
圖2A是本發明之一實施例之噴流機構的剖面示意圖，如圖2A所示，本發明的噴流循環裝置的噴流機構11包括頂面111、底面112、側壁113、及複數流道114，頂面111與底面112位於側壁113的相對二側，側壁113連接頂面111與底面112，其中，複數流道114環繞於通過頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117（圖2A中Z軸），各流道114於頂面111及/或側壁113形成複數噴孔115且於底面112形成複數導孔116，由各流道114的噴孔115的中心和導孔116的中心連接成相對於頂面111的法線呈斜線模式118，亦即噴孔115的中心和導孔116的中心分別連接連線軸117而形成的垂直連線彼此不共平面，從而流道114同步沿噴流機構11的垂直切面（圖2A中X-Z平面）與水平切面（圖2A中X-Y平面）旋轉一角度。在本發明的噴流循環裝置運作時，噴流機構11的頂面111約與水面齊平，當動力機構（未示出）驅動噴流機構11旋轉時，水由底面112經導孔116進入流道114，在流道114內受到離心力的加速作用，由噴孔115噴出形成噴流。
流道114的垂直於水流動方向的截面為非圓形(例如：水滴形、長橢圓形)，使得噴流機構11被動力機構驅動旋轉時，受到離心力作用的水可以降低流道114內壁的阻力；噴孔115形成於頂面111及側壁113，使得在噴流機構11中不同方向上形成噴孔115的涵蓋範圍變大，從而增加噴流量。噴流機構11可為盤形或柱形，複數噴孔115環繞噴流機構11的頂面111中心，噴孔115的兩側分別形成第一邊界1151及第二邊界1152，第一邊界1151及第二邊界1152自頂面111延伸至側壁113相互連接，其中在側壁113上，以第一邊界1151與第二邊界1152的最低水平連接點1153為區分第一邊界1151和第二邊界1152的基準點，噴孔115的第一邊界1151的長度較第二邊界1152的長度較長，而形成具有弧度的鉤形狀，第一邊界1151可擴張噴流的分布角度，使水流通過噴孔115形成大面積的環狀噴流；導孔116環繞底面112中心，不同於現有甩撥機構是由一般孔徑相等的水管構成，導孔116的面積較噴孔115的面積大，使得水容易流入導孔116，當水通過面積較小的噴孔115時，水受擠壓導致內部壓力高於噴孔115外的壓力，而增加的內外壓力差使得水加速噴出，形成較好的噴流效果。流道114彼此獨立不相連通，噴流機構11形成流道114、噴孔115和導孔116的數量可視實際噴流水量多寡的需求而為任意數量，例如：6、8、9、10、12、15、18、24。於本實施例，垂直於連線軸117的平面上，側壁113的寬度相同。
圖2B是本發明之一實施例之噴流機構的側視示意圖。圖2C是本發明之一實施例之噴流機構的下側示意圖。如圖2B所示，本發明的噴流循環裝置的噴流機構11包括頂面111、底面112、側壁113、及複數流道114，頂面111與底面112位於側壁113的相對二側，側壁113連接頂面111與底面112，複數流道114環繞於通過頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117(圖2B中Z軸)，各流道114於頂面111及/或側壁113形成複數噴孔115且於底面112形成複數導孔116，由各流道114的噴孔115的中心和導孔116的中心連接成相對於頂面111的法線呈斜線模式118，亦即噴孔115的中心和導孔116的中心分別連接連線軸117而形成的垂直連線彼此不共平面。於本實施例，垂直於連線軸117的平面上，側壁113的寬度不相同，可使噴孔115的涵蓋範圍變大，以增加噴流範圍及噴流量。如圖2C所示，從底面112觀看，流道114同步沿噴流機構11的垂直切面(圖2B中X-Z平面)與水平切面(圖2B中X-Y平面)旋轉一角度。在本發明的噴流循環裝置運作時，噴流機構11的頂面111約與水面齊平，當動力機構(未示出)驅動噴流機構11旋轉時，水由底面112經導孔116進入流道114，在流道114內受到離心力的加速作用，由噴孔115噴出形成噴流。流道114的截面為非圓形（例如：水滴形、長橢圓形），使得噴流機構11被動力機構驅動旋轉時，受到離心力作用的水可以降低流道114內壁的阻力；噴孔115形成於頂面111及側壁113，使得在噴流機構11中不同方向上形成噴孔115的涵蓋範圍變大，從而增加噴流量。
圖2D是本發明之一實施例之噴流機構的下側示意圖。如圖2D所示，本發明的噴流循環裝置的噴流機構11包括頂面111、底面112、側壁113、及複數流道114，頂面111與底面112位於側壁113的相對二側，側壁113連接頂面111與底面112，在垂直於連線軸117的平面上，側壁113的寬度相同，複數流道114環繞於通過頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117（圖2D中Z軸），各流道114於頂面111及/或側壁113形成複數噴孔115且於底面112形成複數導孔116，由各流道114的噴孔115的中心和導孔116的中心連接成相對於頂面111的法線呈斜線模式118，亦即噴孔115的中心和導孔116的中心分別連接連線軸117而形成的垂直連線彼此不共平面，由底面112觀看，流道114同步沿噴流機構11的垂直切面（圖2D中X-Z平面）與水平切面（圖2D中X-Y平面）旋轉一角度。於本實施例，底面112的中心進一步具有圓弧形狀的突起119，使得噴流機構11被動力機構驅動旋轉時，利於引導水由底面112、突起119經導孔116流入。導孔116的兩側分別形成導孔116的第一邊界1161及導孔116的第二邊界1162，其中，導孔116的第一邊界1161由直線1161a和曲線1161b連接而成，導孔116的第一邊界1161的直線1161a部分向流道114內延伸為平面1161a’， 導孔116的第一邊界1161的曲線1161b部分向流道114內延伸為曲面1161b’；導孔116的第二邊界1162的曲線1161b部分向流道114內延伸為曲面1161b’； 導孔116的第二邊界1162由直線1162a和曲線1162b連接而成，導孔116的第二邊界1162的直線1162a部分向流道114內延伸為非平面1162a’，導孔116的第二邊界1162的曲線1162b部分向流道114內延伸為曲面1162b’，曲面1162b’呈不規則面以與底面112相接，可降低水流入導孔116的阻力，進一步提升出水量的效能和噴流的分佈範圍。
圖2E是本發明之一實施例之噴流機構的下側示意圖。如圖2E所示，本發明的噴流循環裝置的噴流機構11包括頂面111、底面112、側壁113、及複數流道114，頂面111與底面112位於側壁113的相對二側，側壁113連接頂面111與底面112，複數流道114環繞於通過頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117（圖2E中Z軸），各流道114於頂面111及/或側壁113形成複數噴孔115且於底面112形成複數導孔116，由各流道114的噴孔115的中心和導孔116的中心連接成相對於頂面111的法線呈斜線模式118，亦即噴孔115的中心和導孔116的中心分別連接連線軸117而形成的垂直連線彼此不共平面，由底面112觀看，流道114同步沿噴流機構11的垂直切面（圖2E中X-Z平面）與水平切面（圖2E中X-Y平面）旋轉一角度。在本發明的噴流循環裝置運作時，噴流機構11的頂面111約與水面齊平，當動力機構（未示出）驅動噴流機構11旋轉時，水由底面112、突起119、經導孔116進入流道114，在流道114內受到離心力的加速作用，由噴孔115噴出形成噴流。
圖3A是本發明之一實施例之噴流機構的下側示意圖。圖3B是本發明之一實施例之噴流機構的剖面示意圖。如圖3A所示，本發明的噴流循環裝置的噴流機構11包括頂面111、底面112、側壁113、複數流道114及柄部120，頂面111與底面112位於側壁113的相對二側，側壁113的寬度相同，底面112的中心具有突起119，側壁113連接頂面111與底面112，柄部120位於頂面的中央，柄部120的中心具有插孔，頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117（圖3B中Z軸）通過柄部120的插孔的圓心，動力機構的轉軸可嵌入插孔。複數流道114環繞於通過頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117，各流道114於頂面111及/或側壁113形成複數噴孔115且於底面112形成複數導孔116，由各流道114的噴孔115的中心和導孔116的中心連接成相對於頂面111的法線呈斜線模式118，亦即噴孔115的中心和導孔116的中心分別連接連線軸117而形成的垂直連線彼此不共平面。
圖4A是本發明之一實施例之噴流機構的立體示意圖。圖4B是本發明之一實施例之噴流機構的剖面示意圖。如圖4A和圖4B所示，本發明的噴流循環裝置的噴流機構11包括頂面111、底面112、側壁113、及複數流道114及柄部120，頂面111與底面112位於側壁113的相對二側，側壁113連接頂面111與底面112，在垂直於連線軸117的平面上，側壁113的寬度不同，柄部120位於頂面的中央，柄部120的中心具有插孔，頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117（圖4B中Z軸）通過柄部120的插孔的圓心，動力機構的轉軸可嵌入插孔，複數流道114環繞於通過頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117，各流道114於頂面111及側壁113形成複數噴孔115且於底面112形成複數導孔116，由各流道114的噴孔115的中心和導孔116的中心連接成相對於頂面111的法線呈斜線模式118，亦即噴孔115的中心和導孔116的中心分別連接連線軸117而形成的垂直連線彼此不共平面。
圖5是本發明之一實施例之噴流機構的立體示意圖。如圖5所示，本發明的噴流循環裝置的噴流機構11包括頂面111、底面112、側壁113、及複數流道114，頂面111與底面112位於側壁113的相對二側，側壁113連接頂面111與底面112，在垂直於連線軸117的平面上，複數流道114環繞於通過頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117（圖5中Z軸），各流道114於頂面111及側壁113形成複數噴孔115且於底面112形成複數導孔（未示出），由各流道114的噴孔115的中心和導孔116的中心連接成相對於頂面111的法線呈斜線模式118，亦即噴孔115的中心和導孔116的中心分別連接連線軸117而形成的垂直連線彼此不共平面。於本實施例，噴孔115的兩側分別形成第一邊界1151及第二邊界1152，噴孔115的第一邊界1151具有＜形的切角斜面1154，切角斜面1154可降低水流通過噴孔115的阻力，進一步提升出水量的效能和噴流的分佈範圍。
圖6A是本發明之一實施例之噴流機構的立體示意圖，圖6B是本發明之一實施例之噴流機構的立體示意圖。如圖6A及圖6B所示，本發明的噴流循環裝置的噴流機構11包括頂面111、底面112、側壁113、複數流道114及柄部120，頂面111與底面112位於側壁113的相對二側，底面112的中心具有突起119，側壁113連接頂面111與底面112，柄部120位於頂面的中央，柄部120的中心具有插孔，頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117（圖6B中Z軸）通過柄部120的插孔的圓心，動力機構的轉軸可嵌入插孔，複數流道114環繞於通過頂面111的中心和底面112的中心的連線軸117，各流道114於側壁113形成複數噴孔115且於底面112形成複數導孔116，由各流道114的噴孔115的中心和導孔116的中心連接成相對於頂面111的法線為斜線模式118，亦即噴孔115的中心和導孔116的中心分別連接連線軸117而形成的垂直連線彼此不共平面，由底面112觀看，流道114同步沿噴流機構11的垂直切面（圖6B中X-Z平面）與水平切面（圖6B中X-Y平面）旋轉一角度。在本發明的噴流循環裝置運作時，噴流機構11的頂面111約與水面齊平，當動力機構（未示出）驅動噴流機構11旋轉時，水由底面112、突起119、經導孔116進入流道114，在流道114內受到離心力的加速作用，由噴孔115噴出形成噴流。於本實施例，噴孔115僅形成於側壁113，產生以側面方向為主的噴流。
圖7是本發明之一實施例之噴流循環裝置的俯視示意圖。於本實施例，噴流循環裝置應用於戶外水池的水循環，由於戶外水池受日光照射容易滋生藻類，藻類會阻塞噴流機構，如圖8所示，噴流循環裝置1除包括：噴流機構11和動力機構（未示出），進一步包括第一隔離水箱14、過濾結構15、浮板16、漂浮組件161、支架（未示出）。浮板16可以乘載噴流機構11和動力機構，支架將噴流機構11和動力機構固定於浮板16，動力機構位於水面之上，浮板16設置於第一隔離水箱14內，噴流機構11的頂面約與水面齊平，噴流機構11的導孔浸沒於水中。有別於以往水車打水時會與水產生極大阻力，為此通常使用高電壓型電動機以產生高輸出的功率而相當耗能，並且對使用者而言有用電安全疑慮，得力於本發明噴流機構11的高水循環效能優勢，動力機構可選用低電壓型電動機（例如但不限於24伏特以下），可提高用電安全，若發生漏電不致造成重大人員傷害，且達到節能效果。漂浮組件161可以乘載第一隔離水箱14以懸浮於池水上層。如動力機構需連接至外部的動力來源，動力來源可設置在不同於噴流機構11和動力機構的其他位置，例如：在日照處設置太陽能板作為動力來源供應動力機構驅動噴流機構11旋轉所需電力。
過濾結構15設置於池水中，包括第二隔離水箱151、連結管152、過濾籃153及導管154，其中連結管152連通第二隔離水箱151與第一隔離水箱14，過濾籃153設置於第二隔離水箱151內，導管154連通過濾籃153與第二隔離水箱151的外部，第二隔離水箱151可由漂浮物（未示出）乘載或設置在池水中的岸邊附近。當動力機構驅動噴流機構11旋轉產生噴流，第一隔離水箱14內的水被抽入噴流機構11同時經由連結管152對第二隔離水箱內的水產生抽吸作用，第二隔離水箱151外未過濾的水通過導管154流入過濾籃153過濾水中藻類等影響水流的雜物，經過濾的水流出過濾籃153而流入第二隔離水箱151與過濾籃153之間，第二隔離水箱151隔離經過濾的水與未經過濾的水，經過濾的水通過連結管152流入第一隔離水箱14，第一隔離水箱14隔離經過濾的水與外部未經過濾的水，藉此保持噴流機構的流道暢通無雜物。本發明的噴流循環裝置，可藉由導管154取水口的放置位置及水層深度，達到全水域的循環流動，且360度高流量的噴流可大幅提高全水層的曝氣率及增氧率。
值得說明的是，使用者可以將第二隔離水箱151自水中取出後移除過濾籃153中的雜質，再將第二隔離水箱151重新置入於水中，可以保持噴流循環裝置正常運作，清除過濾籃153中雜質僅需一人即可於短時間內完成，維護方式簡易與節省人力成本與時間成本；現有使用電動機的水循環裝置其過濾結構較為簡陋，導致使用一段時間之後，水中的雜質易堵塞循環裝置或損壞設備，在用電安全應用上，大水量循環裝置需高動力大電壓100V~240V，若設備有漏電的狀態時，對當下的接觸者而言，會造成人員電擊的傷害。本發明的噴流循環裝置則能大幅降低甚至排除上述既有各項成本與用電安全的缺陷。由於需裝設過濾籃且提供足量的過濾水，第二隔離水箱的容積大於第一隔離水箱的容積。
於本實施例，為確保噴流機構11不因水面波動被淹沒或是無法與水面接觸而失效並確保其始終保持正常工作狀態，也就是能根據第一隔離水箱14中水面的波動保持頂面111與水面齊平，藉由浮板16乘載噴流機構11隨著第一隔離水箱14的水面動態浮動，可確保噴流機構11正常運轉。再者，由於過濾結構15流入第一隔離水箱14的水量等於噴流機構11的噴流水量，所以不會有過濾水的水面溢出第一隔離水箱14的情況發生。
以具體實施例說明本發明的噴流循環裝置，實施例1至4的動力機構均使用直流有刷馬達，實施例1至4的規格如下：實施例1：6噴孔的噴流機構搭配24V40W直流有刷馬達。實施例2：8噴孔的噴流機構搭配24V40W直流有刷馬達；實施例3：9噴孔的噴流機構搭配24V65W直流有刷馬達，輸入電壓24V與12V二者比較；實施例4：10噴孔的噴流機構搭配24V65W與100W直流有刷馬達二者比較，實施例1至4的實測數據如下表所示。
| 實施例 直流有刷馬達 | 噴孔數 | 輸入電壓 伏特(V) | 量測電流 安培(A) | 消耗功率(W) | 每瓦特出水量 (L/W) | 出水量 (L/小時) |
| 實施例1 24V40W | 6 | 24.0 | 2.11 | 50.64 | 5.43 | 16524 |
| 實施例2 24V40W | 8 | 240 | 4.36 | 104.64 | 4.38 | 27540 |
| 實施例3 24V65W | 9 | 24.0 | 6.05 | 145.20 | 3.722 | 32432 |
| 12 | 2.31 | 27.72 | 10.757 | 17892 | ||
| 實施例4 24V65W ---------- 24V100W | 10 | 24.0 | 7.31 | 175.44 | 3.28 | 34596 |
| 8.42 | 202.08 | 3.43 | 41688 |
實施例1~4各量測數據比較，不同噴孔數可依據實施例3，以降低輸入電壓的模式，取得較佳能源轉換效率，此時能源消耗功率、出水量及水體噴流力相對減少，但每瓦特（Ｗ）出水量佳，非常適合用於戶外太陽能電池供電且供電不穩的使用情境，其能在短暫的運轉時間僅消耗少量功率達到水循環的目的。依據實施例4，以加大適當電動機瓦特數的模式，可取得較佳能源轉換效率，此時出水量及水體噴流力相對加大，每瓦特出水量佳，但設備成本相對變高。噴流機構在不同材料的加工模式，會產生電力能源轉換及水循環效率的差異，例如機構的噴孔數、材料重量及加工面的光滑度等。
以本發明的噴流循環裝置（規格：8噴孔的噴流機構搭配40W / DC 24V /實測電流4.36A 有刷馬達）與現有沈水馬達（規格：800W /AC110V /標示電流13.4A）比較出水功耗，實測結果，本發明的噴流循環裝置產生最大水量459L /min，現有沈水電動機的最大水量440L /min，本發明的噴流循環裝置可在相同或更大出水量的條件下大幅降低能耗。
圖8為本發明之一實施例之噴流循環裝置的局部剖面示意圖。如圖8所示，本實施例的噴流循環裝置1適用於有在水或液體中作為推進或攪拌混合的用途，噴流循環裝置1除包括噴流機構11和動力機構，進一步包括導流罩17、出口錐18、過濾罩19、轉軸20及連接部21。轉軸20結合噴流機構11與出口錐18的中心，連接部21環繞於噴流機構11的側壁113，連接部21與噴流機構11的側壁113二者間有一間隙，過濾罩19和導流罩17分別安裝於連接部21的二側，過濾罩19的一端固定於軸固定件201，過濾罩19環繞噴流機構11的導孔（未示出），導流罩17環繞噴流機構11的噴孔115，軸固定件201可以將轉軸20穩固但不隨轉軸20旋轉，避免轉動時震動，動力來源（未示出）提供能源給動力機構（未示出）驅動轉軸20，以將水或液體通過過濾罩19，過濾罩19具有複數孔隙，可以作為過濾水或液體中體積過大的雜質的功能，使水或液體可以順利流入噴流機構11及流出導流罩17而不發生堵塞的情況，從而增加水或液體流動速度；出口錐18呈錐形設置在噴流機構11的頂面上，其徑向較粗的一端與噴流機構11連接，徑向較細的一端指向導流罩17的出口，出口錐18具有將流體導向導流罩17的出口的功能，可確保流體集中於單一方向流動，增加推進和攪拌混合力道；導流罩17具有朝出口漸縮的形狀，以利於造成流體與外部的壓力差，增加流體的推進或攪拌混合力道；過濾罩19與導流罩17具有對稱的幾何形狀，使得流體流進與流出的量能夠達到平衡。
綜上所述，本發明提供的一種噴流循環裝置，不只克服先前技術所述的現有技術障礙，以其低能耗並增加噴流量的特性，可以搭配較節能的動力機構，例如：低功率、低電壓型電動機，達到相當於甚至超過高功率、高能耗的高電壓型電動機的最大噴流量的效果，並且由於使用低電壓型電動機而進一步提升了用電安全。
以上已經詳細描述了本發明的各種實施例。然而，本發明內容所屬技術領域中具有通常知識者可以在不偏離本發明內容的範圍的情況下對上述實施例進行各種修改。因此，本發明的範圍不應局限於所描述的實施例，而應由下文所述的請求項以及其均等物來界定。
1:噴流循環裝置
11:噴流機構
12:動力機構
14:第一隔離水箱
15:過濾結構
16:浮板
17:導流罩
18:出口錐
19:過濾罩
20:轉軸
21:連接部
111:頂面
112:底面
113:側壁
114:流道
115:噴孔
116:導孔
117:連線軸
118:斜線模式
119:突起
120:柄部
151:第二隔離水箱
152:連結管
153:過濾籃
154:導管
161:漂浮組件
201:軸固定件
1151,1161:第一邊界
1152,1162:第二邊界
1153:最低水平連接點
1154:切角斜面
1161a,1162a:直線
1161b,1162b:曲線
1161a’:平面
1162a’:非平面
1161b’,1162b’:曲面
圖1是本發明之一實施例之噴流循環裝置的側視示意圖；
圖2A是本發明之一實施例之噴流機構的剖面示意圖；
圖2B是本發明之一實施例之噴流機構的側視示意圖；
圖2C是本發明之一實施例之噴流機構的下側示意圖；
圖2D是本發明之一實施例之噴流機構的下側示意圖；
圖2E是本發明之一實施例之噴流機構的下側示意圖；
圖3A是本發明之一實施例之噴流機構的下側示意圖；
圖3B是本發明之一實施例之噴流機構的剖面示意圖；
圖 4A是本發明之一實施例之噴流機構的立體示意圖；
圖4B是本發明之一實施例之噴流機構的剖面示意圖；
圖 5是本發明之一實施例之噴流機構的立體示意圖；
圖 6A是本發明之一實施例之噴流機構的立體示意圖；
圖 6B是本發明之一實施例之噴流機構的立體示意圖；
圖 7是本發明之一實施例之噴流循環裝置的俯視示意圖；以及
圖 8是本發明之一實施例之噴流循環裝置的局部剖面示意圖。
1:噴流循環裝置
11:噴流機構
12:動力機構
Claims (10)
- 一種噴流循環裝置，包括： 一噴流機構，包括頂面、底面、側壁及複數流道，其中該頂面與該底面位於該側壁的相對側，該些流道環繞於通過該頂面的中心和該底面的中心的連線軸，各該流道於該頂面及/或該側壁形成噴孔且於該底面形成導孔，該噴孔的中心和該導孔的中心連接成相對於該頂面的法線呈斜線模式，亦即該噴孔的中心和該導孔的中心分別連接該連線軸而形成的垂直連線彼此不共平面；以及 一動力機構，連結該噴流機構，可驅動該噴流機構旋轉，以將水自該些導孔通過該些流道及該些噴孔形成噴流。
- 如請求項1的噴流循環裝置，其中，該些流道的截面為非圓形。
- 如請求項1的噴流循環裝置，其中，該些噴孔形成於該頂面及該側壁。
- 如請求項1的噴流循環裝置，其中，該些噴孔的兩側分別形成該些噴孔的第一邊界及該些噴孔的第二邊界，該些噴孔的該第一邊界具有切角斜面；該些導孔的兩側分別形成該些導孔的第一邊界及該些導孔的第二邊界，該些導孔的該第一邊界和該第二邊界由直線和曲線連接而成，該些導孔的該第二邊界延伸的曲面呈不規則面與該底面相接。
- 如請求項1的噴流循環裝置，其中，該底面為凹面。
- 如請求項5的噴流循環裝置，其中，該底面的中心具有突起。
- 如請求項1的噴流循環裝置，其中，進一步包括一支架，連接該動力機構及該噴流機構。
- 如請求項1的噴流循環裝置，其中，進一步包括一浮板，設置於水面且乘載該噴流機構及該動力機構，其中該噴流機構之頂面與水面齊平。
- 如請求項8的噴流循環裝置，進一步包括一第一隔離水箱、一漂浮組件、一第二隔離水箱、一連結管、一過濾籃及至少一導管，其中該浮板設置於該第一隔離水箱內，該第一隔離水箱由該漂浮組件承載而懸浮於水中，該連結管連通該第二隔離水箱與該第一隔離水箱，該過濾籃設置於該第二隔離水箱內，該導管連通該過濾籃與該第二隔離水箱的外部，未經過濾之水由該導管流入該過濾籃進行過濾，該第二隔離水箱內經過濾的水通過該連結管流入該第一隔離水箱，該動力機構驅動該噴流機構旋轉，將該第一隔離水箱內經過濾的水自該些導孔通過該些流道及該些噴孔形成噴流。
- 如請求項1的噴流循環裝置，進一步包括一過濾罩，環繞該等導孔，水經該過濾罩過濾後流入該等導孔。
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-
2022
- 2022-12-14 TW TW111148078A patent/TWI831520B/zh active
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