TWM511750U - 基於水力空化能量化之養殖用水處理裝置 - Google Patents

Description

基於水力空化能量化之養殖用水處理裝置

本創作係有關於一種將液體細分子化、能量化及空化之裝置，尤其是汙染液體經此處理，可使其回復至潔淨狀態，對農漁牧業有非常大貢獻，尤其對養殖業所用之水可重複循環使用，不必換水，故不浪費水源及不汙染環境，對環境保護提供重大貢獻。

近年來世界各國養殖漁業蓬勃發展，養殖面積迅速的擴張，產量屢創新高，除為人類提供高等蛋白質外，亦為國家賺取大量外匯，也為漁村經濟帶來無限希望，然此產業的快速成長，環境嚴重惡化的問題亦伴隨而來。業者為增加產量，不斷增加飼養密度，以致於魚類疾病發生頻率不斷增加，只好投入大量藥劑來控制及大量抽取地下水，用大量換水解決之，這種過量放流之水及過量抽取地下水，正快速對地球環境無情的破壞。

長久以來，地下水一直是台灣地區相當重要的用水來源，但近年來的過度抽取使用，已對自然環境有著極大的衝擊，造成地層下陷及海水入侵，地下水層的嚴重災害，在沿海地區甚至發生土地鹽化的現象。以目前科技而言，以少量換水之循環水養殖技術，是可克服大量換水問題，但該系統是以多項設備組合成一水處理系統，設備佔地面積廣，價格太昂 貴，不是一般業者所能承擔，且養殖效益低，故對整體養殖業及地球環境助益不大。

本創作之創作人有鑑於此，乃大量收集相關資料，以多年之經驗及經多年不斷試做、修改，設計出此種不用換水養殖之『基於水力空化能量化之養殖用水處理裝置』。

本創作包括有主機外殼，內部含水泵，水泵通過連接管依序連接至第一運轉區、第二運轉區、第三運轉區，第一運轉區至少包含二種氣體調節器、一壓力表，第二運轉區內含一高頻震盪能量液，至少一組內聚迴旋高壓管裝置，使通過第二運轉區之水賦予新能量，且使水分子團細化，第三運轉區主要為後端多孔共振處理裝置，使通過本設備之水體具有分子細微化或奈米化之能量水體。

第一運轉區內含一壓力表，二只(至少)氣體調節閥，可根據不同需求，引入不同氣體。

第一運轉區經連接管接至水泵，水泵將處理水箱之水，抽引接至第一運轉區，然後由高壓端接入第二運轉區。

第二運轉區內含一高頻震盪能量液腔體，內裝有高頻震盪能量液或固態(粉末)能量物體。同時腔體內至少一組內聚迴旋高壓管裝置，使通過第二運轉區之水賦予新能量，且使水分子之物理結構受此內聚迴旋效應影響，致水分子結構重新排列，大水分子團激化為微分子團，將無秩序排列之分子變成有序排列，可使水返回原來自然的物理特性，即使水活化、 能量化，同時攜帶有高頻震盪能量液之能量及特性，如具有磁場、半永續性遠紅外線4-12微米能量波，不斷釋放負離子。

第三運轉區內含一臭氧(或氧氣)產生設備，三只水流控制閥及氣體連接管，一文氏管及一後端多孔共振處理裝置。

第三運轉區內之後端多孔共振處理裝置，可使常溫下之水流，壓力降低到某一臨界數值(一般為水的汽化壓力)以下，使溶解在水體中的氣體汽化而釋放出來，汽化而產生大量空化氣泡，空化氣泡在隨水流進一步流動過程中，遇到下游周圍的壓力增大時，體積急劇縮小，直至潰滅而產生空化效應。空化效應之強弱以空化數σ表示(如下式)，σ越小，表示空化效應越強。

p∞為下游恢復壓力，pv為飽和水蒸汽壓，V為水流速，ρ為水的密度。經後端多孔共振處理裝置引發之水力空化作用，水在水相燃燒反應下，溫度可達1900~5000K，壓力5.065*10^7Pa(約500kg/cm²)，溫度變化率高達10K/s，射流速度高達100m/s；水在自由基反應下，水之大分子主鏈斷裂，產生羥自由基OH及氫自由基H，當水在上述之水相燃燒反應、自由基反應及機械應力作用下，能使大水分子團激化為微奈米分子團，並產生非常有效的潔淨作用，使養殖水不必更換，繼續循環使用。

後端多孔共振處理裝置之潔淨作用，即是去除養殖用水中之懸浮顆粒，將水中有毒的NH3、NO2氧化成為毒性較低的硝酸根(NO3)，消滅水中之微生物、病原菌，維持池水PH值在弱鹼性，避免水質酸化，消除水中氯氣，增加水中溶氧量。

採用本創作之養殖用水處理裝置處理後之水，具有如下之功效：1.大分子團化為小分子團，降低水表面張力，強化水之滲透率；2.調整水中之有害頻率，降低生物體之不良影響；3.消滅水中之微生物、藻類、病原菌等；4.除去水中臭味；5.增加水中之溶氧量；6.維持池水之PH值在弱鹼性：7.除去水中之懸浮顆粒，達成水之潔淨功效：8.使大分子主鏈斷裂，產生自由基而發生各種反應，從而達到水中不潔物之降解效果；9.釋放出對生物體有益之波能。

本創作優點如下：1.空化反應容易掌控。2.依空化需求可使用多種氣體。3.產生空化之設備簡單。4.空化效率高及水體能量化。5.設備維護簡單。6.設備耐用。7.設備規模擴充容易。8.造價合理。9.可取代目前複雜及昂貴的養殖設備。

100‧‧‧外殼

10‧‧‧水體連接管

11‧‧‧水流控制閥

12‧‧‧壓力表

13‧‧‧臭氧或氧氣產生器

14‧‧‧氣體控制閥

15‧‧‧氣體調節器

16‧‧‧氣體控制閥

17‧‧‧氣體連接管

18‧‧‧氣體連接管

19‧‧‧水流控制閥

2‧‧‧第一運轉區

21‧‧‧氣體調節器

22‧‧‧氣體調節器

23‧‧‧壓力表

3‧‧‧水泵

4‧‧‧第二運作區

41‧‧‧第二運轉區腔體

42‧‧‧液體分佈頭

43‧‧‧衝激聚液頭裝置

44‧‧‧內聚回旋高壓管裝置

45‧‧‧高頻震盪能量液或固態(粉末)能量物體

5‧‧‧第三運轉區

51‧‧‧水流控制閥

52‧‧‧水流控制閥

53‧‧‧水流控制閥

54‧‧‧後端多孔共振處理裝置

55‧‧‧文氏管

56‧‧‧水體連接管

6‧‧‧處理水箱

61‧‧‧處理水

第1圖：本創作循環系統示意圖。

第2圖：本創作系統外觀立視圖。

第3圖：本創作第二運轉區示意圖。

第4圖：本創作第三運轉區示意圖。

第5圖：第4圖中後端多孔共振處理裝置端面示意圖。

請參閱第1~5圖，詳細進一步說明本創作：基於水力空化能量化之養殖用水處理裝置，包括一處理水箱6，其中處理水61，經6之出水口接至連接管10、水流控制閥19、並接至第一運轉區2，再接入水泵3入水口，水泵出水口經連接管10、水流控制閥11及壓力表12，接入第二運轉區4入水口，第二運轉區4出水口接至連接管10，接入第三運轉區5之入水口，由第三運轉區5之出水管56連接至處理水箱6，如此依序完成水流系統之循環。

第一運轉區2，包括氣體調節器21，氣體調節器22及壓力表23，本圖之氣體調節器21為一般空氣氣體調節器，氣體調節器22為臭氧氣體調節器或氧氧氣體調節器，依壓力表之壓力及用水端需求來控制後端空化作用。

水泵3為提供水體流動之動力及空化所須壓力源。

第二運轉區4，包括一腔體41，腔體內裝有高頻震盪能量液或固態粉末能量物體45。同時腔體內設有一液體分佈頭42，至少接至一組內聚迴旋高壓管裝置44，然後再經一衝激聚液頭裝置43，連接至連接管10，使通過第二運轉區之水賦予新能量，且使水分子之物理結構受此內聚迴旋效應影響，致水物理結構重新排列，大水分子團激化為微分子團，將無秩序 排列之分子變成有序排列，可使水返回原來自然的物理特性，即是使水活化、能量化，同時攜帶有高頻震盪能量液之能量及特性，如返回原來水之自然頻率、並具有磁場、半永續性之遠紅外線4-12微米波能，釋放負離子等。

第三運轉區5，包括一水流控制閥51、一水流控制閥52、一水流控制閥53、後端多孔共振處理裝置54、文氏管55、出水連接管56。後端多孔共振處理裝置54，可使流經之水產生水相燃燒反應，即是汽化而產生大量空化泡，當空化泡在正壓相中絕熱壓縮而潰滅，在潰滅瞬間產生極短暫的強壓力脈衝，氣泡周圍微小空間形成局部熱點產生極端的高溫、高壓，溫度及壓力分別可達1900~5000K,5.065*10^7Pa(約500kg/cm²)，溫度變化率高達10K/s，並伴有強烈的衝擊波速度高達400km/h(111m/s)的射流，這些極端環境，足以將泡內氣體和液體交介面的介質加熱分解，促進了有機物的水相燃燒反應。 後端多孔共振處理裝置54，亦可使流經之水產生自由基反應，即是指在空化作用產生的高溫、高壓下，水分子裂解產生自由基，自由基可在空化氣泡周圍介面重新組合或與氣相中揮發性溶質反應、或在氣泡介面區、甚至在本體溶液與可溶性溶質反應，形成最終產物。在含有聚合物的多相體系中，借助空化泡潰滅時的強大的流體力學剪切力，會使大分子主鏈斷裂，產生自由基並發生各種反應，從而達到降解效果。 水汽在高溫高壓下發生分裂及鏈式反應：‧H2O→．OH+．H2 ．OH+．OH→H2O2 2．H→H2

第三運轉區5中之文氏管55，其氣管連接管17連接至氣體調節器15，再連接氣體控制閥14，最後連接至臭氧機13，可視實際養殖水體之須要而啟用臭氧或氧氣。

圖5中之54後端多孔共振處理裝置端面示意圖，交錯式圓孔分佈，可提升空化效應。

100‧‧‧外殼

13‧‧‧臭氧或氧氣產生器

14‧‧‧氣體控制閥

15‧‧‧氣體調節器

18‧‧‧氣體連接管

19‧‧‧水流控制閥

2‧‧‧第一運轉區

21‧‧‧氣體調節器

3‧‧‧水泵

4‧‧‧第二運作區

41‧‧‧第二運轉區腔體

42‧‧‧液體分佈頭

43‧‧‧衝激聚液頭裝置

44‧‧‧內聚回旋高壓管裝置

45‧‧‧高頻震盪能量液或固態(粉末)能量物體

5‧‧‧第三運轉區

54‧‧‧後端多孔共振處理裝置

6‧‧‧處理水箱

61‧‧‧處理水

Claims (6)

1. 一種基於水力空化能量化之養殖用水處理裝置，包括：一主機外殼，將本處理裝置含於本機殼內(除處理水箱外)；一水泵，提供水體流動之動力及空化所須壓力源；三種氣體調節器，一氣體調節器用以調節文氏管之臭氧或氧氣進氣量，另一氣體調節器用以調節空氣進入水泵之進氣量，第三個氣體調節器用以調節臭氧或氧氣進入水泵之進氣量；一高頻震盪能量液裝設於第二運轉區腔體內；一液體分佈頭，其設於第二運轉區腔體內，入口連接水泵高壓側水管，出口接內聚迴旋高壓管裝置；一組或數組內聚迴旋高壓管裝置，其設於第二運轉區腔體內，承接至液體分佈頭之水流體；一衝激聚液頭裝置，其設於第二運轉區腔體內，承接內聚迴旋高壓管裝置之水流體；一後端多孔共振處理裝置，其設於第三運轉區內；一處理水箱設置於箱體外；一臭氧機或氧氣機置於箱體內。
2. 如請求項1所述之水力空化能量化之養殖用水處理裝置，其中的機殼內之裝置，包含液體分佈頭、內聚迴旋高壓管裝置、衝激聚液頭裝置、高頻震盪能量液及後端多孔共振處理裝置。
3. 如請求項1所述之水力空化能量化之養殖用水處理裝置，其中液體分佈頭可平均分配水量至內聚迴旋高壓管裝置。
4. 如請求項1所述之水力空化能量化之養殖用水處理裝置，其中之內聚迴旋高壓管裝置於液體分佈頭下端，能產生內聚迴旋效應，讓所經過的水在流經通道時，充分吸收高頻共振的頻率、能量，從而消除水本身的負面頻率。
5. 如請求項1所述之水力空化能量化之養殖用水處理裝置，其中衝激聚液頭裝置於內聚迴旋高壓管裝置下端，該衝激聚液頭裝置能將不同方向水流互相衝激，以利水流產生激烈擾動，加強後端多孔共振處理裝置之空化效果。
6. 如請求項1所述之水力空化能量化之養殖用水處理裝置，其中之後端多孔共振處理裝置之孔，以交錯式排列以增強空化效應。