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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 古語有云：“流水不腐，戶樞不蠹”。我們所研究的風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備，是利用風(fēng)能和太陽能驅(qū)動(dòng)水下葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使水體形成水平及垂直方向的環(huán)流，以提高水體溶解氧含量，改變?cè)孱惖纳鏃l件并為其他水生物創(chuàng)造有利的生存環(huán)境，促使整個(gè)水體形成一個(gè)完備的生態(tài)圈，恢復(fù)并提高水體的自凈能力。此設(shè)備無需后期持續(xù)的運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用，主要應(yīng)用于流動(dòng)性較差的水域，真正實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能減排，綠色能源”的設(shè)計(jì)理念。
- 詳細(xì)介紹：
- 風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備詳細(xì)介紹 1.研究意義 1.1水中溶解氧（DO）對(duì)于水質(zhì)的影響 古語有云：“流水不腐，戶樞不蠹”。溶解氧（dissolved oxygen，DO）指溶解在水中的氧含量。其含量與空氣中的氧分壓、水溫有關(guān)。一般而言，同一地區(qū)空氣中的氧分壓變化甚微，故水溫是主要的影響因素，水溫愈低，水中溶解氧含量愈高。清潔地表水的溶解氧含量接近飽和狀態(tài)。水層越深，溶解氧含量通常愈低，尤其是湖、庫等靜止水體更為明顯。當(dāng)水中有大量藻類植物生長(zhǎng)時(shí)，其光合作用釋放出的氧，可使水中溶解氧呈過飽和狀態(tài)。當(dāng)有機(jī)物污染水體或藻類大量死亡時(shí)，水中溶解氧可被消耗，若消耗氧的速度大于空氣中的氧通過水面溶入水體的復(fù)氧速度，則水中溶解氧持續(xù)降低，進(jìn)而使水體處于厭氧狀態(tài)，此時(shí)水中厭氧微生物繁殖，有機(jī)物發(fā)生腐敗分解，生成NH3、H2S等，使水發(fā)臭發(fā)黑。因此，溶解氧含量可作為評(píng)價(jià)水體受有機(jī)物污染及其自凈程度的間接指標(biāo)，其對(duì)水質(zhì)的變化有著重要的影響。 1.2提高DO的基本方法 1）降低水溫：在氣體的水溶解曲線中，明顯能夠看出溫度越低溶解的氧氣越多。主要應(yīng)用于漁業(yè)運(yùn)輸，通常的方法是加冰。缺點(diǎn)是不可大范圍應(yīng)用。 2）增大氣壓：氣壓越大，DO值就會(huì)越高，趨近于飽和溶解氧。缺點(diǎn)是只能應(yīng)用于封閉式容器。 3）水下通氣：把空氣通過氣泵打入水下，可大幅提高DO值。主要應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。缺點(diǎn)是需要大量電能，優(yōu)點(diǎn)是增氧效果顯著。 4）增加水與空氣接觸面積： 主要方法就是使水流動(dòng)起來。常見于自然界中的流動(dòng)水，它們的DO值含量都是正常的。缺點(diǎn)是不可大幅度提高DO值，優(yōu)點(diǎn)是可大范圍應(yīng)用。 1.3環(huán)流的意義 1）定義：在流動(dòng)系統(tǒng)中,設(shè)法讓全部或部分流體沿一定方向、一定路徑循環(huán)流動(dòng),稱為環(huán)流。 2）應(yīng)用：水中的溶氧量在水面表層1cm處最為豐富，越接近底部溶解氧就呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，缸底部溶解氧和表層的溶解氧相差數(shù)十倍。我們?cè)谒嫦?，用葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)引起水的波動(dòng)，攪動(dòng)水使溶解氧較多表層水和溶解氧較低的底層水不斷進(jìn)行交換，從而達(dá)到環(huán)流，進(jìn)而使整個(gè)水體的溶解氧處于均衡狀態(tài)。 2.模型設(shè)計(jì)方案 概況：風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備以風(fēng)能和太陽能為動(dòng)力，以環(huán)流為形式，以增氧為目的，可以實(shí)現(xiàn)水體污染的防治。模型設(shè)計(jì)上的基本原則是輕質(zhì)耐用，低成本高效率。為了實(shí)現(xiàn)這兩項(xiàng)原則，我們進(jìn)行了大量的方案探討和改進(jìn)。 具體介紹如下： 2.1風(fēng)能動(dòng)力部分 1）設(shè)計(jì)思路：首先，我們確定使用立軸風(fēng)力葉片。因?yàn)榱⑤S較橫軸減少了一步機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，在小風(fēng)力條件下更具優(yōu)勢(shì)。其次，隨著科技的發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)到立軸風(fēng)輪的尖速比(葉尖處的線速度和風(fēng)速之比)不能大于1僅僅適用于阻力型風(fēng)輪(Savonius式風(fēng)輪) ,而升力型風(fēng)輪(Darrieus式風(fēng)輪) 的尖速比甚至可以達(dá)到6, 并且其風(fēng)能利用率也不低于橫軸風(fēng)輪。因制作難度限制，模型中只使用一組立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片，實(shí)物設(shè)計(jì)中使用6組立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片聯(lián)動(dòng)，共同組成風(fēng)能動(dòng)力部分。 2）風(fēng)力葉片設(shè)計(jì)：采用活動(dòng)式葉片作為基本設(shè)計(jì)思路，當(dāng)迎面來風(fēng)時(shí)葉片立起，帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)背風(fēng)時(shí)自動(dòng)倒下，減少阻力。為了完成此活動(dòng)葉片的制作，在風(fēng)力葉片軸上還需加入限位卡，使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制在30°～85°之間，同時(shí)需要精確配比葉片重量，尺寸。 3）制作材料：松木板（300*100*3），直徑3mm的鋼軸，內(nèi)徑3mm軸承，PVC版，鋁錠，安特固膠水等。 2.2太陽能動(dòng)力部分 采用12V太陽能電池板，以及勻速電機(jī)組成太陽能動(dòng)力部分。太陽能電池板與水平面呈40°角放置于裝置外，電機(jī)放置于水下環(huán)流套筒內(nèi)。 2.3水下葉輪 采用下壓式弧形三葉片式葉輪，葉片傾角30°，內(nèi)嵌軸承。第一葉輪穿于直徑3mm鋼軸上，同時(shí)軸上做兩個(gè)十字支撐，分別內(nèi)嵌軸承，保證旋轉(zhuǎn)時(shí)軸不偏移；第二葉輪固定于電機(jī)上方，同樣制作一個(gè)十字支撐。葉輪材料采用PVC塑料，避免金屬葉輪的腐蝕，同時(shí)減輕重量。 2.4增速傳動(dòng)輪 因?yàn)榭紤]到風(fēng)速的變化，在微風(fēng)條件下增氧效果可能達(dá)不到預(yù)期值，所以我們將風(fēng)力活動(dòng)葉片組和水下葉輪分軸放置，通過增速傳動(dòng)輪傳動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水下葉輪的增速，提高增氧效果。增速傳動(dòng)輪兩輪比例為1:4，采用PVC塑料板切割制作，傳動(dòng)帶采用無伸縮高強(qiáng)度線，既可增大摩擦力防止打滑，又牢固耐用。 2.5支撐、固定 本著經(jīng)濟(jì)耐用，透明可觀的原則，所有支撐及固定材料全部采用有機(jī)玻璃及PVC塑料，通過安特固膠水及AB膠固定。另外，為了方便演示，觀察效果，特采用有機(jī)玻璃桶作為整個(gè)裝置的主體部分，在其上粘結(jié)固定風(fēng)力活動(dòng)葉片組主軸和水下葉輪軸。 3.設(shè)計(jì)難點(diǎn)及重點(diǎn) 3.1風(fēng)力活動(dòng)葉片組尺寸的確定 風(fēng)力活動(dòng)葉片組尺寸，直接關(guān)系到在較小的風(fēng)速下葉片組能否正常轉(zhuǎn)動(dòng)，以及能否適應(yīng)風(fēng)向的頻繁變換。同時(shí)要求風(fēng)力葉片組具有低重量，高強(qiáng)度（不易彎折）的特性，故選擇了松木板。根據(jù)市場(chǎng)上出售的木板尺寸，初步確定為100mm*200mm*3mm的尺寸，經(jīng)過初步制作發(fā)現(xiàn)葉片尺寸偏小，后改為100mm*300mm*3mm松木板，效果較好。 3.2風(fēng)力活動(dòng)葉片組配比重量的確定 活動(dòng)風(fēng)力葉片組需要繞軸做起伏運(yùn)動(dòng)，軸的安放位置在木板的三分之一處，為了在較小的風(fēng)力下能使風(fēng)力活動(dòng)葉片翻動(dòng)，需要保證在軸兩側(cè)的木板重力力矩近似相等。經(jīng)過精密計(jì)算，確定在較窄一段貼上原木板三分之一寬的木板（33mm*300mm）兩片，短木片一片（33mm*200mm），使風(fēng)力在翻起葉片時(shí)只需要克服軸的摩擦阻力，以此降低風(fēng)力活動(dòng)葉片組的最低啟動(dòng)風(fēng)速。 3.3風(fēng)力活動(dòng)葉片組限位卡的角度確定 風(fēng)力活動(dòng)葉片組限位卡起到限制風(fēng)力活動(dòng)葉片活動(dòng)范圍的作用，需要保證在立起時(shí)能夠盡可能多地利用風(fēng)能，在倒下時(shí)盡量減小阻力，同時(shí)在立起的時(shí)候需要較小的風(fēng)速。根據(jù)實(shí)際制作水平，確定風(fēng)力活動(dòng)葉片組的活動(dòng)角度為30°～85°，利用鋼制小棍和PVC塑料板制作成限位卡，與風(fēng)力葉片軸固定。 3.4水下葉輪制作 水下葉輪是本裝置的核心零部件，通過水下葉輪將上層水壓到底層。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，在市場(chǎng)上沒有找到合適的水下葉輪，故采用手工磨制。首先用CAD打印出圖紙，粘貼在PVC塑料板上，用電動(dòng)砂輪磨出大致尺寸，之后用砂輪磨出葉輪所需斜面，最后用小挫進(jìn)行平整。 3.5水下葉輪揚(yáng)程 由于本裝置置于水中，根據(jù)水泵有效功率公式，使水運(yùn)動(dòng)只需要克服水的阻力，以及上下層水的微小密度差。在本裝置的使用范圍內(nèi)，密度差可以忽略，只須考慮水的阻力造成的水頭損失，即：H=H1+H2*2 ，H1為沿程損失，H2為管嘴出流損失。本裝置只需要風(fēng)力葉片組及太陽能電池板提供較少的能量即可帶動(dòng)水下葉輪進(jìn)行上下層水交換，以期達(dá)到增氧目的。 3.6傳動(dòng)輪設(shè)計(jì)制作方法 傳動(dòng)輪采用手工制作，利用現(xiàn)有模具將6mm PVC塑料板固定在車床上，利用車床進(jìn)行加工，之后打孔。每次加工一片，每個(gè)傳動(dòng)輪由兩片粘結(jié)組成，可以形成傳動(dòng)輪中間的凹槽，防止皮帶脫落，同時(shí)增加摩擦力。 4.作品主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 4.1使用綠色能源 此裝置采用分布廣泛、并且連續(xù)的自然資源——風(fēng)，以及廣泛使用的太陽能，共同作為帶動(dòng)整個(gè)裝置的動(dòng)力。不像傳統(tǒng)增氧機(jī)用電或氣壓等作為能源。起到了節(jié)能的目的。 4.2構(gòu)造簡(jiǎn)單 此裝置僅有太陽能動(dòng)力部分、風(fēng)力活動(dòng)葉片組、增速傳動(dòng)輪及水下葉輪構(gòu)成，構(gòu)造簡(jiǎn)易，適宜大量生產(chǎn)使用。即使在使用過程中出現(xiàn)問題，也易于修理和替換。 4.3設(shè)計(jì)新穎 此裝置采用自行設(shè)計(jì)的立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片組，可提高風(fēng)能利用效率，對(duì)于其他利用風(fēng)能的機(jī)械有一定參考和借鑒價(jià)值。 4.4使用方便 此裝置無需人員操作，只需在適當(dāng)位置安置，便可自行運(yùn)轉(zhuǎn)。 4.5造價(jià)低廉 由于裝置的構(gòu)造簡(jiǎn)易，并且使用零件及材料性價(jià)比較高。整個(gè)裝置的造價(jià)相對(duì)于同等技術(shù)的裝置較低廉。 4.6功能較多，實(shí)用性強(qiáng) 采用本裝置除可以起到水污染防治的目的外，還有以下作用：①抑制水體表面結(jié)冰；②增加水體含氧量利于水生物生長(zhǎng)；③采用壓水方式抑制漂浮藻類的繁殖。 4.7應(yīng)用范圍廣 此裝置可廣泛應(yīng)用于靜水河道、水庫凈化水質(zhì)，又可用于養(yǎng)殖池塘，環(huán)流的特點(diǎn)使氧氣充分且均勻地分布在水中，可抑制水中藻類生長(zhǎng)，以凈化水質(zhì)。 4.8裝置效率較高 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)以及對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的調(diào)研，此裝置效率較高，皮帶的傳動(dòng)減小了存在的阻力，上端葉片的獨(dú)特構(gòu)造，增大了風(fēng)的利用率，使風(fēng)能損失降到較低水平，盡可能將風(fēng)能充分利用。同時(shí)使用太陽能，克服風(fēng)力條件不足時(shí)啟動(dòng)困難的弊端。 5.預(yù)計(jì)應(yīng)用前景 我們所設(shè)計(jì)的風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備，充分詮釋了“節(jié)能減排，綠色能源”的設(shè)計(jì)理念。它除了可以節(jié)約大量的電能外還能減輕河水水質(zhì)日常管理與污染治理的費(fèi)用，同時(shí)改善水環(huán)境。在具體應(yīng)用上，可以進(jìn)行整機(jī)的設(shè)計(jì)和制作，并大量生產(chǎn)，安裝于河湖之內(nèi)，初期成本和運(yùn)行費(fèi)用都遠(yuǎn)低于電力式增氧機(jī)，因此此裝置經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。風(fēng)力增氧機(jī)部分不必進(jìn)行儲(chǔ)能，可直接把風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，其能量轉(zhuǎn)換效率很高，整體裝置使用和維護(hù)異常簡(jiǎn)便，一般地區(qū)的水環(huán)境內(nèi)均可使用，容易推廣和普及。 此裝置較其他早期風(fēng)力增氧機(jī)及以太陽能為動(dòng)力具有凈水功能的類似裝置具有明顯優(yōu)勢(shì)。首先，它采用雙動(dòng)力工作，分別作用在一個(gè)葉輪上推動(dòng)水體環(huán)流。其次，它可以深入水下進(jìn)行增氧工作，而非像其他增氧機(jī)那樣僅僅依靠表層水體飛濺實(shí)現(xiàn)表面水層增氧。再次，我們使用自行設(shè)計(jì)的活動(dòng)式立軸風(fēng)力葉片組，較其他類型風(fēng)力葉片具有更好的風(fēng)能利用效率。 綜上所述，此設(shè)備通過對(duì)DO值的提高，可廣泛應(yīng)用于飲用水源的凈化和保護(hù)，湖泊和水庫等水域的水體富營(yíng)養(yǎng)化防治，城市河道的治理和維護(hù)，生態(tài)景觀水體的治理與維護(hù)等，具有極其廣泛的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn)： [1] 百度百科 DO值 [2] 百度百科 風(fēng)能 [3] 百度百科 環(huán)流 [4] 白連祥 風(fēng)力增氧機(jī) 專利號(hào)89202736 [5] 徐學(xué)淵 輕便型風(fēng)能增氧機(jī) 專利號(hào)89214866 [6] 鄒華,楊振華 新型風(fēng)力增氧機(jī) 專利號(hào)200720066135 [7] 楊志成,周慧清 太陽能上流式水處理設(shè)備 專利號(hào)200820080321 [8] 蔣超奇,嚴(yán)強(qiáng) 水平軸與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的比較研究 上海電力2007年第2期 [9] 聞德蓀 工程流體力學(xué)（水力學(xué)）高等教育出版社
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作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 古語有云：“流水不腐，戶樞不蠹”。水中溶解氧（DO）的含量是衡量水體自凈能力的重要指標(biāo)。使水流動(dòng)起來，就能增加水中DO的含量，從而提高水體的自凈能力，防治水體污染。我們本著“節(jié)能減排，綠色能源”的設(shè)計(jì)理念，以風(fēng)能和太陽能為動(dòng)力，設(shè)計(jì)了立軸風(fēng)力環(huán)流增氧機(jī)和太陽能環(huán)流增氧機(jī)，二者同時(shí)使用便組成了風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備。此設(shè)備以雙動(dòng)力各驅(qū)動(dòng)一個(gè)水下葉輪旋轉(zhuǎn)，以向下壓水的方式使水體在局部形成豎直及水平方向的環(huán)流，進(jìn)而增大水體與空氣的接觸面積來提高水中DO值。 整體思路上，風(fēng)能部分此裝置利用風(fēng)力推動(dòng)立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片組轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過增速傳動(dòng)輪帶動(dòng)水下葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)；太陽能部分通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)另一個(gè)水下葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)水下葉輪類似于軸流泵葉片，都具有微小的揚(yáng)程，可以達(dá)到上層DO高的水與下層DO低的水進(jìn)行交換形成環(huán)流的目的，提高水體整體DO值，水體DO值改變量即是衡量此機(jī)器的主要技術(shù)指標(biāo)。 本裝置通過立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片組，將風(fēng)力直接轉(zhuǎn)化為軸上的扭矩，通過葉片的立起、倒下，達(dá)到增大正力矩減小負(fù)力矩的目的，克服了橫軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用率低機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，并加入增速傳動(dòng)輪，最大效率地利用了風(fēng)能。同時(shí)利用太陽能作為動(dòng)力，克服風(fēng)力條件較低情況下設(shè)備不能正常啟動(dòng)的弊端，進(jìn)一步提高裝置效率。 此裝置充分利用綠色能源，構(gòu)造簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎，使用方便，功能較多，效率較高，適用范圍廣泛。獨(dú)創(chuàng)立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片組以及深水環(huán)流凈水思路，其中活動(dòng)的風(fēng)力葉片及水下葉輪的制作是技術(shù)關(guān)鍵。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 我們所研究的風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備，太陽能部分以太陽能電池板和電機(jī)為動(dòng)力部件，風(fēng)力部分以獨(dú)創(chuàng)的立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片組為基礎(chǔ)，且并不需要太大的風(fēng)力，只需讓水下葉輪擁有很小的揚(yáng)程用來克服水頭損失及水中熱壓差，即可使上下層水形成環(huán)流，增大水體DO值防治水體污染。 本裝置通過利用太陽能及風(fēng)能使上下層水形成環(huán)流，達(dá)到提高水中DO值的目的。太陽能和風(fēng)能的利用使本裝置無需其他能源的輸入，卻又可以達(dá)到凈水的作用，不需采用耗能較高的普通電能增氧裝置。所以從節(jié)能角度講此裝置可謂是最大限度的利用了綠色能源。從治理效果上講，此裝置的應(yīng)用從根本上防治水體污染，可以減少河湖污水的治理費(fèi)用，同時(shí)優(yōu)化水中生態(tài)環(huán)境，間接減少了人為優(yōu)化生態(tài)環(huán)境的費(fèi)用。從技術(shù)上講，本裝置獨(dú)創(chuàng)立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片組和深水環(huán)流凈水思路，通過6組立軸風(fēng)力活動(dòng)葉片聯(lián)動(dòng)，以及太陽能電池板帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)水下葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以壓水方式形成環(huán)流，增大水中DO值，防治水體污染。較其他同類型裝置，具有效率高、功能多、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用低、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本裝置的初期作品“立軸風(fēng)力環(huán)流增氧機(jī)”在2011年4月舉辦的“北京建筑工程學(xué)院第三屆節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技創(chuàng)新比賽”中榮獲一等獎(jiǎng)，并得到評(píng)委老師們的一致認(rèn)可。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型 圖紙 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 我們所設(shè)計(jì)的風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備以風(fēng)能和太陽能作為雙動(dòng)力，除了可以節(jié)約大量的電能外還能減輕河水水質(zhì)日常管理與污染治理的費(fèi)用，同時(shí)改善水環(huán)境。在具體應(yīng)用上，可以進(jìn)行整機(jī)的設(shè)計(jì)和制作，并大量生產(chǎn)，安裝于流動(dòng)性較差的水域，安裝及維護(hù)費(fèi)用很低，因此此裝置經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。風(fēng)力增氧機(jī)部分不必進(jìn)行儲(chǔ)能，可直接把風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，其能量轉(zhuǎn)換效率很高。整體裝置使用和維護(hù)異常簡(jiǎn)便，一般地區(qū)的水環(huán)境內(nèi)均可使用，容易推廣和普及。 此裝置較其他早期風(fēng)力增氧機(jī)及以太陽能為動(dòng)力具有凈水功能的類似裝置具有明顯優(yōu)勢(shì)。首先，它采用雙動(dòng)力工作，分別作用在一個(gè)葉輪上推動(dòng)水體環(huán)流。其次，它可以深入水下進(jìn)行增氧工作，而非像其他增氧機(jī)那樣僅僅依靠表層水體飛濺實(shí)現(xiàn)表面水層增氧。再次，我們使用自行設(shè)計(jì)的活動(dòng)式立軸風(fēng)力葉片組，較其他類型風(fēng)力葉片具有更好的風(fēng)能利用效率。 所以，此裝置可廣泛應(yīng)用于飲用水源的凈化和保護(hù)，湖泊和水庫等水域的水體富營(yíng)養(yǎng)化防治，城市河道的治理和維護(hù)，生態(tài)景觀水體的治理與維護(hù)等，具有極其廣泛的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 截至目前，國(guó)內(nèi)外并未找到同時(shí)利用風(fēng)光動(dòng)力的類似設(shè)備，但水體污染防治始終是改善環(huán)境的重要課題?，F(xiàn)將利用綠色能源的水體治理設(shè)備描述如下： 一．1990年之前：風(fēng)力增氧機(jī)并未得到廣泛應(yīng)用，直到80年代末期國(guó)內(nèi)才有了相應(yīng)的專利。例如：申請(qǐng)?zhí)枺?89202736的風(fēng)力增氧機(jī)。由風(fēng)車、傳動(dòng)裝置、混氣輪、風(fēng)舵組成的風(fēng)力增氧機(jī)，風(fēng)車與機(jī)械增氧機(jī)構(gòu)直接連接形成整體，并僅有一個(gè)錨固點(diǎn)，風(fēng)車無旋轉(zhuǎn)調(diào)向機(jī)構(gòu)，由整機(jī)旋轉(zhuǎn)浮動(dòng)調(diào)節(jié)方向；風(fēng)舵和混氣輪組成自動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)，風(fēng)舵和混氣輪在工作時(shí)產(chǎn)生的側(cè)斜力偶，使風(fēng)車轉(zhuǎn)速保持在一定范圍內(nèi)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、造價(jià)低廉，適合于池塘或氧化塘等小面積增氧之用。 二．1990年～2000年：在此期間，陸續(xù)出現(xiàn)的多種類型不同原理的風(fēng)力增氧機(jī)。例如申請(qǐng)?zhí)枺?9214866的輕便型風(fēng)能增氧機(jī)。這是一種用于室外水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的風(fēng)能增氧機(jī)，對(duì)魚蝦類有救生增氧作用。它使用天然風(fēng)能代替電能，功效相當(dāng)于電能1.5千瓦的葉輪增氧機(jī)。 三．2000年之后：以應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)為目的的風(fēng)力增氧機(jī)已沒有太大發(fā)展空間，例如申請(qǐng)?zhí)枺?00720066135的新型風(fēng)力增氧機(jī)，原理和技術(shù)與之前的風(fēng)力增氧機(jī)類似，用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉帶動(dòng)風(fēng)葉主軸旋轉(zhuǎn)，通過換向錐齒輪傳遞給傳動(dòng)豎軸，進(jìn)而最后傳遞給撥水器轉(zhuǎn)動(dòng)軸，帶動(dòng)撥水器旋轉(zhuǎn)，達(dá)到為水池增氧的目的。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，能夠根據(jù)水位的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)撥水器的吃水深度。因?yàn)轱L(fēng)力增氧機(jī)的前景不被看好，所以太陽能式增氧機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。例如已經(jīng)應(yīng)用于北京沙河水庫的“太陽能上流式水處理設(shè)備”（專利號(hào)：CN200820080321.7），此設(shè)備應(yīng)用效果良好，但也僅僅局限于增加上層水體DO值。 綜上所述，風(fēng)力增氧機(jī)的應(yīng)用前景在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)并不被看好，反而是以電能為動(dòng)力的增氧機(jī)常見于魚塘之內(nèi)。究其原因，我們分析有以下兩點(diǎn)：①此類風(fēng)力增氧機(jī)只能提高水體上層DO，而對(duì)水體中下層DO值沒有太大影響；②此類風(fēng)力增氧機(jī)效率不高，不能夠滿足魚塘對(duì)高DO值的需求，從增氧效果上與電能增氧機(jī)相比完全處于劣勢(shì)?！疤柲苌狭魇剿幚碓O(shè)備”雖然在環(huán)保方面應(yīng)用效果良好，但無法提高水體下層DO值，具有一定的局限性。而我們的風(fēng)光動(dòng)力環(huán)流水體凈化設(shè)備，不僅綜合了其他設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，還很好的克服了以上弊端。
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