耕水机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种旋转式叶轮机械，特别涉及一种可应用于养殖、环保领域改善水质的旋转式叶轮机械。一种耕水机，用于改善水质，有一旋转轴，在所述旋转轴的一端连接有驱动源，以所述旋转轴为中心呈放射状地分布有多个辐条，在所述辐条上设置有叶片；在实际使用状态下，所述辐条露出水面，并在所述驱动源的作用下带动所述叶片低速旋转。所述辐条为一悬浮体。所述旋转速度在每分钟５转以下。所述驱动源安装在一悬浮体上。所述叶片最大外径大于等于１米。本实用新型专利技术能把大量的水从水底都导入水面，形成循环水流，且节约能源。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种旋转式叶轮机械，特别涉及一种可应用于养殖、环保领域改善水质的旋转式叶轮机械。
技术介绍
目前，我们经常听到这样的抱怨，“我们想要使水池的水清澈透明，防止池底腐坏，消除恶臭气味和预防蓝藻的发生，但是到现在我们都无从下手”。事实也是这样，在我国象杭州西湖、武汉东湖、云南滇池等湖泊的治理，国家花了大量的人力、物力，使用各种方法，到目前为止都还没有成功的案例。现在，为了解决水底腐败的问题基本都是利用水泵、水车、喷流式曝气机等向水中吹入空气，都属于空气曝气装置。如果只是小庭院式水池的水和少量的产业废水，按这些常规方法我们就可以处理了；但是针对大型养殖池及公园里的景观池、水库、湖泊、沼泽、入海口区域的水净化，就是很大的难题。比如说，为防止面积为10万平方米，水深为10米的水库中的水腐烂，需要将深处10米的水底水通过一种设备翻腾上来，使水面与水底没有温度差，使整个水库达到有氧状态；恐怕现在还没有开发这样大型的充氧流体设备机器。即使有，采用这种方法消耗的电力也是难以想象的，因此目前这些常规的方法是行不通的。同时这种把水掀起，向水中注入细气泡，虽然增强了水的冲击力，但既浪费电力又破坏水中的微生物。本来，微生物体的植物浮游生物和动物性浮游生物等，在太阳紫外线的照射下产生凝集，并产生氧气，使水中的溶氧量增加，起到水的净化剂的作用；同时这些微生物体也是水中的虫、小鱼、幼鱼等生育时所需的饵料。现在由于增氧机等空气曝气装置带来强的振动，发出超声波，冲洗了鱼类的保护膜，将杂菌散布在水中，促使杂菌感染生长，这样就破坏了生态系统，结果就是发生了鱼病。因此更进一步的说明只是考虑向水中供给气体的常规做法，是得不到效果的。可以说至今为止的做法——用电力强行把水掀起供氧，打乱了自然特有的自然净化原理，无视自然的力量——通过向水面吹风和太阳光及产生的植物浮游生物，能够保证向水中供氧。用电力强行把水掀起供氧，如果，加快水流速，电力消耗将按其流速3次方的比例增长。但是，即使消耗了大量电力得到的效果的仅是扬起水面的一部分水，水底部分是没有效果的，底水照样停滞不前，造成缺氧状态，解决不了腐烂和恶臭的状态。拥有纯净的水是人类生活的愿望，想办法找出更好的技术、用简单省能源无浪费的技术引导自然的力量净化活水是我们唯一能做的事。众所周知，发生水腐败的根源是水的滞留、氧气没有散布到水底导致水底腐败不能养殖鱼介类。因此，不能顺利地生成食物链，浮游生物发生异常，使水混浊；进而遮住太阳光，由于光不足以使水底的光合成，丧失了机能，不能正常生成氧气，所以越是缺氧水质越是腐败。这是水池、湖泊、水库和入海口腐败的原因构成。但是，地球却是例外。从宇宙俯瞰地球是一个圆水槽，地球的水就是滞留在水槽的水。如果把它放置的话，像水库那样腐败，是理所当然的，但是其实不然。经过数亿年的洗礼，今天地球的水还是清彻透明的。其实，地球什么都没有做，既没有用水泵把掀起喷水，又没有水车增氧的转动，更没有投入巨大的电力用在压缩机增氧。地球上，风静静地吹着水面的水，把深层水从水底导出水面，通过太阳照射和风的吹拂又导入水底反复循环，太阳光能使植物性浮游生物生成氧气，培育动物性浮游生物和鱼介类；由于这些生命体的作用被分解产生的氨气和臭气在风的作用下(换气作用)向水面散发；水中的浮游杂菌被太阳紫外线的消除后，整个水域能养殖成健康的鱼介类；食物链形成的同时达到净化水的效果。可以说，地球仅用风持续耕水把海洋从腐败中解救出来。这是地球经过数十亿年永年岁月的证明，教给我们的，也让我们学到了“自净原理”。用耕水来确定生态体系，重要的不是单纯往水中增加氧，而是顺利生成食物链，达到水的净化目的。浩瀚的大海用风来耕水，而在湖泊、入海口的闭塞处水域、深水库和水池的时候不能依靠风，必须要人为的非强烈冲击的耕水。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于改善水质的旋转式叶轮机械，其能够把大量的水从水底导入水面，形成循环水流。本技术的目的是通过如下技术方案实现的一种耕水机，用于改善水质，有一旋转轴，在所述旋转轴的一端连接有驱动源，以所述旋转轴为中心呈放射状地分布有多个辐条，在所述辐条上设置有叶片；在实际使用状态下，所述辐条露出水面，并在所述驱动源的作用下带动所述叶片低速旋转。所述辐条为一悬浮体。所述驱动源安装在一悬浮体上。所述驱动源通过一连杆绕一支点移动。所述支点也为一悬浮体，所述支点通过一锚栓相对固定在水面上。所述旋转速度在每分钟30转以下。所述旋转速度在每分钟10转以下。所述旋转速度在每分钟5转以下。所述叶片最大外径大于等于1米。由于在实际使用状态下，所述耕水机的所述辐条浮在水面上绕旋转轴缓慢的转动，叶片轻轻地耕着水，旋转的水面的水移开，水底的水按纵向上移，在水面掀起很大的水流，所述辐条使水流向水面呈放射状扩展，然后风把水波流向远的水面，逐渐被水面的水埋没回到水底；然后又随着上升水流一起返回耕水机的旋转中心，重复一个流动循环。本技术能把大量的水从水底都导入水面，形成循环水流，且节约能源。下面从如一三个方面阐述为什么本技术能够到达上述目的。一、通过如图1所示的数学模型介绍一下本技术为什么能够节能假设R是从旋转轴中心到所述叶片最大外径的距离，ω表示叶片旋转的角速度，水流的循环水量Q，电力效率η(1瓦循环的水量)，所述叶片的长度k1*R，宽度k2*R。当所述叶片匀速旋转时，循环水量Q等于叶片的面积乘以平均速度k3*ωR，k1、k2、k3、K、k为是叶片的形式决定的常数。即Q＝k1*RXk2*RXk3*(ωR)＝k1k2k3*ωR3＝KωR3在此过程中电动机所做的功为P＝F*s＝m*a*s＝ρv g*a*s＝ρQg*(ω2R)*(k3R)η＝Q/P＝1/ρg*(ω2R)*(k3R)＝{1/(ρg k3)}*{1/(ωR)2}＝k{1/(ωR)2}〔m3/分W〕 根据上述表达式，增大R，循环水量Q也会增加。这样电力效率η就会降低，耕水时就要消耗大的电量。假设R保持不变，叶片旋转的角速度ω变小，即让(ωR)变小，电力效率就会提高。例如假设叶片形状一定，当R为1米时，叶片旋转的角速度ω为1分钟2转时，电力效率为1.4k〔m3/分W〕，1分钟循环水量Q为13K(m3/分)。这样，所需要的电力仅是9.3K/k(W)。如果按照以前快速旋转搅动水的方式增氧，当R为0.23米时，要达到相同的循环水量，在保证水不会到处飞溅的前提下，最少叶片1分钟170转。叶片以这样速度快速回转，即使R很小，其电力效率也下降为0.0037k〔m3/分W〕；所需要的电力为3.6K/k(KW)两者所消耗的电力相比相差380倍。因此使叶片外径变大，速度变慢的方法，能够达到我们所期望的节能的效果。二、下面分析本技术水面移动水流波扩展距离。假设r为从叶片外径R处向水面流出扩展水流波的水流扩展距离，r处的水流的角速度为ω0。则，r＝R(ω0/ω)1/2〔m〕上式表明水流的扩展距离与叶片外径R成正比例关系，R越大水流扩展的距离越大。实验表明，当R为1.74m，耕水机浮在水深10米的水库上，用50w的电机以每分钟转3次，每分钟的循环水量为25m3，水流的扩展距离为130米，能使水面和水底3℃的温差没有了，这是我们实际测试的数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耕水机，用于改善水质，其特征在于，有一旋转轴，在所述旋转轴的一端连接有驱动源，以所述旋转轴为中心呈放射状地分布有多个辐条，在所述辐条上设置有叶片；在实际使用状态下，所述辐条露出水面，并在所述驱动源的作用下带动所述叶片旋转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵万立，
申请(专利权)人：赵万立，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]