一种风力直驱循环充氧设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102765823A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102765823A(43)申请公布日2012.11.07(21)申请号201210253174.X(22)申请日2012.07.20(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市雁塔路13号(72)发明人卢金锁闫帅军(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216代理人李郑建(51)Int.Cl.C02F7/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称一种风力直驱循环充氧设备(57)摘要本发明涉及一种风力直驱循环充氧设备，包括竖向传力轴，在竖向传力轴由上至下依次安装有风轮，浮伐系统，齿轮转换装置，提水涡轮和固定块，其中，齿轮转换装置包括齿轮箱，齿轮箱中有主齿轮和副齿轮，主齿轮与竖向传力轴相连接，副齿轮与横向传力轴连接，在横向传力轴两端，安装有一对叶片方向相反的推流叶轮。该设备在风力作用下风轮旋转，将风能转化为动能，经过竖向传力轴向搅动涡轮和提水涡轮传力，完成底部水体向上循环，在搅动涡轮作用下浅层水流横向扩撒，与表层水体对流交换，实现大面积水体扰动。结构简单布置紧凑，操作方便，节省能源，适用于湖泊，水塘水质改善。CN10276583ACN102765823A权利要求书1/1页1.一种风力直驱循环充氧设备，其特征在于，包括竖向传力轴（5），在竖向传力轴（5）由上至下依次安装有风轮（1），浮伐系统（2），齿轮转换装置（3），提水涡轮（6）和固定块（7），其中，齿轮转换装置（3）包括齿轮箱（8），齿轮箱（8）中有主齿轮（31）和副齿轮（32），主齿轮（31）与副齿轮（32）相啮合，主齿轮与竖向传力轴（5）相连接，副齿轮与横向传力轴（9）连接，在横向传力轴（9）两端，安装有一对叶片方向相反的推流叶轮（4）。2.如权利要求1所述的风力直驱循环充氧设备，其特征在于，所述的风轮（1）由均匀分布的三组叶片组成，用固定盘（10）固定在竖向传力轴（5）上。3.如权利要求1所述的风力直驱循环充氧设备，其特征在于，所述的竖向传力轴（5）与提水涡轮（6）之间可拆卸。4.如权利要求1所述的风力直驱循环充氧设备，其特征在于，所述的提水涡轮（6）是盘旋在竖向传力轴（5）上的螺旋片。5.如权利要求1所述的风力直驱循环充氧设备，其特征在于，所述的推流叶轮（4）与横向传力轴（9）之间采用螺纹连接。2CN102765823A说明书1/3页一种风力直驱循环充氧设备技术领域[0001]本发明涉及环境工程科学领域的一种设备，具体的说是一种风力直驱循环充氧设备。背景技术[0002]近年来随着我国经济的快速发展，环境污染趋势日益严重。天然河道，景观湖泊的不断涌现所带来一系列问题如：水体污染，富营养化，水体变色，散发出恶臭气味，湖泊水质下降等现象越来越明显。其根本原因是水中污染物引起异养微生物大量生长繁殖，造成水体的耗氧速率大于复氧速率，耗尽了水体中的溶解氧，致使耗氧微生物失去了主导地位厌氧微生物占据主导地位，水体呈现厌氧状态，有机污染物被分解为硫化氢，甲烷，氨气等。解决此问题的方法之一就是提高水体含氧量。影响水中溶解氧含量的因素很多，主要是温度，含盐量，氧分压。影响溶解速率的因素主要是不饱和浓度，水体运动，水气接触面，接触方式等情况。使得水体中实现水体增氧的主要措施有：[0003]（1）搅动水体，如中国专利申请“一种垂直轴风力曝气机”（授权公告号CN102225810A）借助表面叶片拨动水体增加水气接触面积，增加水体溶解氧向下层水体扩散。[0004]（2）将水分散为小水滴，喷入气相，增大气水接触面积，提高溶解溶解氧含量。如中国专利申请“气压水汽自控曝气机”。[0005]（3）负压吸气，令气泡分散为微气泡压入水中。如“风力水体充氧机”中国专利申请（授权公告号CN2501877Y），充分利用微气泡在水体中的溶解原理增大水体溶解氧含量。[0006]一些传统的增氧方式有，水泵远距离抽送复氧，大型风轮搅动复氧，水流跌坎阶梯流等设备。近年来随着环境科学技术的不断发展，越来越多的充氧设备被应用在实践中，如，武汉科技大学经过四年的努力，研发的“太阳能湖水净化技术及设备”并在武汉市部分湖泊应用，“一种风光互补曝气充氧机的控制保护装置”在实践中效果很好。众多曝气充氧设备或多或少存在一些缺陷或不足，主要是：[0007]（1）曝气不充分。旨在依靠风力实现水体表层曝气，未能考虑底部水体的对流交换充氧，未能改变深层水体总溶解氧含量。[0008]（2）充氧面积小。目前众多工艺设备仅考虑设备作用范围之内水体的复氧量，未能满足大面积水体复氧和水体上下层循环。[0009]（3）能耗大，操作复杂。一些设备依靠外在电力，柴油发电机等外在