專利名稱：廣角度噴射式曝氣設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種曝氣設備，且特別是有關于一種廣角度噴射式曝氣設備。
背景技術：
水產養(yǎng)殖池、或魚塘經由曝氣裝置，來維持水池溶氧(DO)的濃度，以維護水產養(yǎng)殖物、水中生物、及微生物的呼吸作用，是穩(wěn)定水質、保持魚池生態(tài)平衡的必要因素。微生物(分解者)須從水中吸收溶氧，以消化多余的有機物質，并進行硝化作用，而將毒性很強的氨氮轉換成弱毒性的亞硝酸氮(NO2)、或硝酸氮(NO3)。水車，公知的曝氣裝置，通過馬達帶動葉輪而將水潑向空中，以增加水與空氣的接觸時間及表面積，以達到曝氣、增加溶氧的目的。
已知的環(huán)保工業(yè)與化工業(yè)的污廢水處理廠的好氣處理池，亦需通過微生物消化水中的有機物。業(yè)者大都利用鼓風機及輸氣管，將空氣輸送至池底的散氣盤的通氣孔，再以小氣泡形式，于池底釋放，以增加水中溶氧，促使微生物消化水中的有機物。
其實，水車與散氣盤的曝氣功能有限，且效率很低。本發(fā)明人的研究顯示，水車的葉輪僅能將表層或上層池水潑向空中，其潑水量有限，水滴顆粒太大，且在空中停留時間太短，其與空氣的接觸時間及表面積并不理想，而且大部分的水滴掉回水車附近。因此，水車的曝氣效果僅局限于水車附近的水域，且很難增加底層池水溶氧。
鼓風機與散氣盤所組合的曝氣裝置，的確可增加水中溶氧。散氣盤的氣泡愈小，接觸表面積就愈大；而水池愈深，氣泡在水中停留時間就愈長，傳氧效率愈高。但愈小的氣孔，愈易附著微生物及水中懸浮物，而造成堵塞。此外，空氣密度很小、不易加壓、相當耗電，而水池愈深、氣孔愈小、所需的空氣壓力愈大，就愈耗電；實際應用時水深三～五公尺、傳氧效率約10～20％。鼓風機與散氣盤，可用于體積較小、生化需氧量(BOD)/化學需氧量(COD)濃度較高(數(shù)百ppm)的好氣處理池；而并不適合用于水產養(yǎng)殖業(yè)，因為魚塘面積大、BOD、COD不高(10～40ppm)、水深約僅一～二公尺，氣泡在水中停留時間不夠長，且需數(shù)量龐大的散氣盤，不符成本效益。
臺灣的魚塘超過八萬公頃，每公頃需使用6～12HP的水車，每天至少運轉12小時，占用相當?shù)碾娏Y源；而且每年需換水10～20次、約抽地下水10～30萬噸。超抽地下水造成沿海地區(qū)的地層，累積下陷深度、已達一～三公尺。臺灣地小人稠，能源完全仰賴進口，應善用土水資源、節(jié)省能源、方可永續(xù)經營。(一公頃魚塘的蓄水量約1～2萬噸)因此，需開發(fā)出一種成本低、耗電少、曝氣效率高、可大量增加底層池水溶氧的裝置，以兼顧漁民的經濟及環(huán)境保護的目的?，F(xiàn)有的抽水機、水泵、沉水泵或沉水馬達等抽水裝置，在揚程0.5～15米(水壓0.05～1.5kgf/cm2，其中水壓1kgf/cm2＝揚程10米)時，出水量很大、但隨水壓增加而逐漸減少、整體機械效率遠高于水車，但若工作壓力再提高、其出水量急劇減少、機械效率降低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是在提供一種廣角度噴射式曝氣設備，主要利用噴射水道的進水口至出水口為逐漸縮小的束縮狀通道，使大流量液體先進入大截面積通道后，因流道逐漸束縮而對流體產生加壓及加速的現(xiàn)象，最后由噴射口噴射，形成極小水滴散布的情形，進而達到大幅度增加養(yǎng)殖水曝氣、及增加溶氧的功效。
本發(fā)明的另一目的在于因抽水裝置位于浮筒裝置下側的水面下，因此可使得整個噴水式曝氣設備的重心位于下方。如此一來，廣角度噴射式曝氣設備可達自我平衡，而不易經風浪太大而翻覆。
本發(fā)明的又一目的在于因可大幅提高曝氣效率，不僅較為省電，且曝氣效率提高使養(yǎng)殖池水的使用期延長，而可達降低換水率的目的，如此便可增加省水的功效。另則，減少地下水的用水量及換水率，間接而具改善地層下陷問題的優(yōu)異處；另本發(fā)明亦適合應用于室內養(yǎng)殖業(yè)，如蝦、蛤蠣、九孔、龍蝦及鮑魚等，對于高污染濃度的水質亦十分合適。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種廣角度噴射式曝氣設備，其中包括一抽水裝置；至少一浮筒裝置位于該抽水裝置的外側，且與抽水裝置連接；一高度調節(jié)座，接合在該抽水裝置上方；以及一頂噴射母座對應接合在該高度調節(jié)座上方，為一蓋體，其中該頂噴射母座底部具錐度，且自底面設多個向外斜至側周緣的流道，該流道自進水口至出水口為逐漸縮小的束縮狀通道。
根據(jù)本發(fā)明的構思，其中還至少包括一具多個濾孔的濾網(wǎng)，其中該濾網(wǎng)接合在該抽水裝置的下方。
根據(jù)本發(fā)明的構思，該濾網(wǎng)的濾孔可呈上稀下密以及上小下大狀。
根據(jù)本發(fā)明的構思，該抽水裝置位于該浮筒裝置的下方。
根據(jù)本發(fā)明的構思，該浮筒裝置還至少包括二浮筒及二固定支架，所述浮筒分別位于該抽水裝置相對的兩側且每一所述固定支架位于所述浮筒的一端，以連接且固定所述浮筒。
根據(jù)本發(fā)明的構思，抽水裝置與固定支架連接，而固定于浮筒裝置下方。
根據(jù)本發(fā)明的構思，其中還包括一分隔板對合連接于頂噴射母座的錐度面上。
根據(jù)本發(fā)明的構思，該分隔板對應頂噴射母座的流道處設凸條。
根據(jù)本發(fā)明的構思，該分隔板對應頂噴射母座的流道處設凹槽。
根據(jù)本發(fā)明的構思，該頂噴射母座的出水口截面積可為兩層凹槽形狀設計。
也就是說，本發(fā)明提供了一種廣角度噴射式曝氣設備，至少包括一抽水裝置；至少一浮筒裝置位于上述的抽水裝置的外側，其中該浮筒裝置還至少包括二浮筒及二固定支架，所述浮筒分別位于該抽水裝置相對的兩側，利用固定支架位于浮筒的一端而固定、連接所述浮筒，且抽水裝置與固定支架連接；一高度調節(jié)座接合于抽水裝置上，再續(xù)向上接設一連接座；一噴射母座對合連接在該連接座上，其中此噴射母座底面具錐度，且自底面設多個向外斜至側周緣的流道，該流道的進水口至出水口為逐漸縮小的束縮狀通道，另也可再設計為增加一分隔板與噴射母座的流道對合的方式，使流道保持自進水口逐漸束縮至出水口的通道原則即可，其中分隔板可為不同形狀設計以增加水噴射出的水霧形狀變化。另外，高度調節(jié)座的長度較長噴射出水的擴散力量較大，可增溶氧率，但還是需依養(yǎng)殖池水的大小范圍來考慮高度調節(jié)座的長度設計。調節(jié)座高度的設計，可根據(jù)風速、水池大小及抽水裝置的壓力流量性能曲線，增加其滯空時間、提高曝氣效率。理論上，調節(jié)座的高度愈高，會增加滯空時間，但流量會降低、粒徑會變大，整個裝置的中心往上移。調節(jié)座的適當高度，較佳介于0.5～1米之間。
而且，浮筒裝置與抽水裝置的接合可不用固定支架，而使該浮筒裝置另包括至少一支撐架，利用支撐架與抽水裝置連接亦可。此外，噴射母座的出水口截面積可設計為兩層的凹槽設計，其形狀可任意變化，以延伸噴射高度增加落點而達致廣角的實質效果，且兩層式者可降低堵塞的可能；而加設的分隔板可對應噴射母座的流道處設計為凸條或凹槽的多形狀變化，以增強水形成分流的功能及控制水柱側向速度、側噴，以有助疏通細小雜物流出。此外，噴射母座的流道設立可為等距平均分布，或設定僅某一特定角度分布，如90度或180度的一側分布等皆可；另流道的進水口至出水口的斜向角度可任意變化，亦可擴大改變(調整)池水的噴射前后落點，而更達實質廣角的效果。
上述的抽水裝置位于浮筒裝置的下側，如此可在廣角度噴射式曝氣設備運轉時，使抽水裝置位于水面下，而達到自我平衡的效果。此外，本發(fā)明的廣角度噴射式曝氣設備可不限定僅設一組噴射母座，其可為多個噴射母座向上連設接合，且水流連通以至最上方的噴射母座，其中，最上方的噴射母座頂面為一蓋體。如此一來，可進一步提升廣角度噴射式曝氣設備的出水量及噴射廣角。


圖1是本發(fā)明較佳實施例的立體組合圖。
圖2是本發(fā)明較佳實施例的立體系統(tǒng)圖。
圖3是本發(fā)明的第一噴射母座的放大立體圖。
圖4是本發(fā)明較佳實施例的組合平面示意圖。
圖5是本發(fā)明較佳實施例的主要結構作動放大圖。
圖6的(a)～(l)是本發(fā)明的噴射母座的各種流道形狀設計俯視圖。
圖7的(a)～(f)是本發(fā)明的噴射母座的各種出水口形狀放大示意圖。
圖8是本發(fā)明的另一實施例的立體組合圖。
其中，附圖標記說明如下1-抽水裝置；2-濾網(wǎng)；3-浮筒裝置；4-高度調節(jié)座；5-連接座；6-噴射母座；7-頂噴射母座；8-分隔板；11-法蘭；21-濾孔；31-浮筒；32-固定支架；33-支撐架；51-法蘭；52-法蘭；61-傾斜面；62-流道；63-法蘭；71-傾斜面；72-流道；621-進水口；622-出水；721-進水口；722-出水口。
具體實施例方式
本發(fā)明揭示一種廣角度噴射式曝氣設備。請參照圖1至圖4。廣角度噴射式曝氣設備主要由抽水裝置1、濾網(wǎng)2、浮筒裝置3、高度調節(jié)座4、連接座5、噴射母座6、頂噴射母座7所構成。其中抽水裝置1，頂面為法蘭11。
濾網(wǎng)2接合在抽水裝置1的下方，其中濾網(wǎng)2具有濾孔21，而可在本廣角度噴射式曝氣設備運轉期間，過濾所抽的池水，進而避免池水中的固態(tài)雜質影響抽水裝置1的效能，甚至可防止固態(tài)物質進入抽水裝置1，而造成抽水裝置1損壞或堵塞。在本發(fā)明的較佳實施例中，濾網(wǎng)2的濾孔21均勻分布，其濾孔21的分布狀況亦可設計為上稀下密以及上小下大狀，如此可優(yōu)先抽取較接近池底的底層水。
浮筒裝置3則位于抽水裝置1的外側，其中浮筒裝置3較佳可由兩個浮筒31所構成，且這兩個浮筒31較佳是分別位于抽水裝置1的相對兩側。浮筒裝置3的主要功能是提供浮力，使整個廣角度噴射式曝氣設備可漂浮于池水表面，并輕易地于水上移動，而具有改變安裝或噴灑位置的作用。這兩個浮筒31可利用至少兩個固定支架32來固定其相對位置，本發(fā)明于附圖中揭示以四個固定支架32來定位；其中外側的二固定支架32分別連接并固定這兩個浮筒31的一端，而固定于內側的二固定支架32則與抽水裝置1接合，使抽水裝置1位于浮筒裝置3的下方，浮筒31較佳可采用加蓋的空心塑料管。
高度調節(jié)座4，接合于抽水裝置1的上方，與法蘭11連接，其長度可依養(yǎng)殖池水大小及噴射需求的遠度范圍而考慮設計。調節(jié)座高度的設計，可根據(jù)風速、水池大小及抽水裝置的壓力流量性能曲線，增加其滯空時間、提高曝氣效率。理論上，調節(jié)座的高度愈高，會增加滯空時間，但流量會降低、粒徑會變大，整個裝置的中心往上移。調節(jié)座的適當高度，較佳是介于0.5～1米之間。
連接座5，為續(xù)接設于高度調節(jié)座4的上方，其是利用底面的法蘭51與高度調節(jié)座4連接的，而該連接座5的頂面為一法蘭52。
噴射母座6接合連接座5上方(見圖1、2、4)；其底部具一錐度，主要為自底面向外側上斜而形成傾斜面61，其中，該傾斜面61是與連接座5頂面的法蘭52對合連接的；另外，該噴射母座6自底面沿傾斜面61設多個流道62，其中該流道62設計為自進水口621逐漸縮小以至出水口622而出的束縮狀流道設計；另外，噴射母座6頂面具有法蘭63。
頂噴射母座7位于最上方，為一蓋體，其主要結構與噴射母座6相同；請見圖3，其底部相同具一錐度，主要為自底面向外側上斜而形成傾斜面71，其中，該傾斜面71是與噴射母座6頂面的法蘭63對合連接的；另該頂噴射母座7自底面沿傾斜面71設多個流道72，其中該流道72設計亦為自進水口721逐漸縮小以至出水口722而噴射的束縮狀流道設計。
本發(fā)明的特征主要為利用抽水裝置1將池中的水經濾網(wǎng)2抽進，后經高度調節(jié)座4、連接座5后自噴射母座6的流道62或頂噴射母座7的流道72而噴射出。其中噴射母座6與頂噴射母座7結構設計相同，以噴射母座7為例，請參閱圖5，位于傾斜面71上各流道72的設計，為自進水口721逐漸縮小至出水口722而出的束縮狀流道72設計，使大流量液體經較大截面積通道而進入流道72內，后因流道72的逐轉縮小而使水經束縮加壓于噴射時產生測向速度分量、及可增加擴散角；因此，自出水口722而噴出的水可形成極小水滴，配合流道72為上斜向外且束縮的設計，使水的流速經加壓產生變化于噴射而出時即可增加噴射擴散角，使噴出的水形成極為小的水滴，以增加與空氣的接觸時間及表面積，而有效達到增加曝氣及增加溶氧的目的。另外，噴射母座6及頂噴射母座7的流道向上傾斜角度可為不同，傾斜角度較小者可噴射出較近的距離，傾斜角度較大者可噴射出較遠距離。
本發(fā)明的又一特征就是因為本發(fā)明的抽水裝置1為下沉式，且為上輕下重的不倒翁式設計，亦即重量較大的抽水裝置1位于水面下，因此整個廣角度噴射式曝氣設備的重心在水面以下(另參閱圖4)。如此一來，配合位于抽水裝置1上方的浮筒裝置3，廣角度噴射式曝氣設備可達自我平衡，不因風浪過大而翻覆。
本發(fā)明的再一特征就是噴射母座6的出水口622及頂噴射母座7的出水口722截面積可為兩層的凹槽設計，如此，可增噴射擴散角及延伸噴射射程，亦具增加落點及噴灑范圍的優(yōu)點，使噴射的角度廣泛可兼顧各角落及遠近距離，使達到實質的廣角度功效，且出水口為兩層凹槽的設計使壓縮的水經兩不同大小的凹槽口噴射而出時，會產生不同的噴射角度及不同的落點，間而擴大改變(調整)池水的噴射前后落點，且增加溶氧效果。請見圖6(為圖4的噴射母座6與頂噴射母座7接合處的部分結構放大圖)，其出水口622、出水口722的截面積形狀可為(a)～(d)的方型、半圓型、V字型或U型的基本型，另基本型的俯視圖可參見圖7的(a)～(c)，而當出水口為兩層凹槽狀時可為圖6的(a)～(d)基本型再予以相互搭配混合，如(e)～(i)所示者，而混合的俯視圖可參見圖7的(d)～(f)所示；當然，只要符合本發(fā)明的大孔徑進水口逐漸束縮至出水口而出的流道設計者，該出水口的形狀任意變化皆為本發(fā)明的等效范圍。
而且，發(fā)明于噴射母座6的傾斜面61面上，及頂噴射母座7的傾斜面71面上可各再加插設一分隔板8與之對合連接，該分隔板8可對應噴射母座的流道處設凸條或凹槽的各種形狀，使正可納置于對應的噴射母座的流道內，其中，圖6的(j)～(l)圖可見噴射母座7及分隔板8接合的狀態(tài)，當中分隔板8為具凸條時納置于噴射母座7的流道72內，使水造成分流的功能，其有利于疏通流道內的雜質。
而且，本發(fā)明至少具一濾網(wǎng)2，且至少一浮筒裝置3，噴射母座6至少需設一個，其可依需求再予增加。另見圖8，抽水裝置1與浮筒裝置3的連接可將浮筒裝置3內側的二固定支架32改為以支撐架33的方式連接亦可。另外，噴射母座6的流道62及頂噴射母座7的流道72的分布可為等距平均分布，或僅設單一特定角度等各種分布態(tài)樣皆可。
本發(fā)明可根據(jù)抽水裝置的性能曲線、水池面積以及水質需氧量等因素，來調整抽水裝置，且本發(fā)明的噴射距離與水柱滯空時間均大于傳統(tǒng)水車且更增溶氧的功效。因此，本發(fā)明的廣角度噴射式曝氣設備可節(jié)省電力，并因提高曝氣效率，使溶氧性佳，間而使養(yǎng)殖池水的使用壽命延長，而達到減少換水次數(shù)，當然也較省水及省成本；同時本發(fā)明十分適合于室內養(yǎng)殖，如蝦、蛤蠣、九孔、龍蝦及鮑魚等，對于高污染濃度的水質亦十分合適。
本發(fā)明的優(yōu)點為本廣角度噴射式曝氣設備的流道為束縮狀的設計，使水因通道的逐漸縮小而被壓縮產生加壓、加速效果，以增噴射擴散角及延伸噴射高度，使增氧、及改善水質效果顯著，大量應用后可節(jié)省電力、減少抽地下水、減緩地層下陷速度；提高養(yǎng)殖密度、節(jié)省土地、增加漁民收益，既經濟又環(huán)保。
本發(fā)明的又一優(yōu)點為廣角度噴射式曝氣設備漂浮于水中，可輕易地改變安裝位置；上輕下重的結構設計且重心在水面以下、可自我平衡，不會因風浪過大而翻覆。更可使出水口設計為兩層凹槽而降低淤塞或阻塞現(xiàn)象，相當耐用。
本發(fā)明的再一優(yōu)點為根據(jù)試驗結果顯示，養(yǎng)殖物喜歡聚集于噴霧落點區(qū)，因此本設備可用于具高經濟價值、或體質脆弱的水產養(yǎng)殖物的養(yǎng)殖、與復育，應用性極佳。
雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種廣角度噴射式曝氣設備，其中包括一抽水裝置；至少一浮筒裝置位于該抽水裝置的外側，且與抽水裝置連接；一高度調節(jié)座，接合在該抽水裝置上方；以及一頂噴射母座對應接合在該高度調節(jié)座上方，為一蓋體，其中該頂噴射母座底部具錐度，且自底面設多個向外斜至側周緣的流道，該流道自進水口至出水口為逐漸縮小的束縮狀通道。
2.如權利要求1所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是還至少包括一具多個濾孔的濾網(wǎng)，其中該濾網(wǎng)接合在該抽水裝置的下方。
3.如權利要求2所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是該濾網(wǎng)的濾孔可呈上稀下密以及上小下大狀。
4.如權利要求1所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是該抽水裝置位于該浮筒裝置的下方。
5.如權利要求1所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是該浮筒裝置還至少包括二浮筒及二固定支架，所述浮筒分別位于該抽水裝置相對的兩側且每一所述固定支架位于所述浮筒的一端，以連接且固定所述浮筒。
6.如權利要求5所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是抽水裝置與固定支架連接，而固定于浮筒裝置下方。
7.如權利要求1所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是還包括一分隔板對合連接于頂噴射母座的錐度面上。
8.如權利要求7所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是，分隔板對應頂噴射母座的流道處設凸條。
9.如權利要求7所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是，分隔板對應頂噴射母座的流道處設凹槽。
10.如權利要求1所述的廣角度噴射式曝氣設備，其特征是該頂噴射母座的出水口截面積可為兩層凹槽形狀設計。
全文摘要
一種廣角度噴射式曝氣設備，至少包括抽水裝置、至少一浮筒裝置、一高度調節(jié)座、至少一噴射母座。此浮筒裝置位于抽水裝置的外側，且利用固定支架與抽水裝置連接。高度調節(jié)座接合在抽水裝置上，而噴射母座續(xù)接于高度調節(jié)座的上方；其中噴射母座底面具錐度，且自底面設多個向外斜至側周緣的流道，該流道自進水口至出水口為逐漸縮小的束縮狀通道，另亦可加設有不同形狀結構的分隔板以增加噴射形式的變化。
文檔編號C02F7/00GK1748490SQ200410075270
公開日2006年3月22日 申請日期2004年9月16日 優(yōu)先權日2004年9月16日
發(fā)明者蔡榮鋒 申請人:蔡榮鋒