斯特林发动机驱动充气式增氧机系统技术方案

本发明专利技术涉及一种池塘增氧设备，具体是一种斯特林发动机驱动充气式增氧机系统，包括增氧机以及与增氧机连接的供气管道，其特征是，还包括底座，底座上设有斯特林发动机加热缸和斯特林发动机冷却缸，斯特林发动机加热缸与太阳能聚集装置位置匹配；还包括与斯特林发动机加热缸连接的第一连杆、与斯特林发动机冷却缸连接的第二连杆，第一连杆连接大飞轮，大飞轮连接主齿轮，第二连杆连接小飞轮，小飞轮连接副齿轮，主齿轮和副齿轮相互啮合，副齿轮连接增氧机，作为增氧机的动力输入。本发明专利技术利用太阳能的光热，无机可燃物或有机可燃物燃烧产生热量，或者生产生活余热来驱动斯特林机进行动作，再通过一定传动装置使池塘充气式增氧机工作，完成池塘的供氧作业。

Stryn engine driven aeration type aerator system

The present invention relates to a pond aeration device, in particular to a Stryn engine driven pneumatic system type aerator aerator, including gas pipeline and connected with the aerator, and is characterized in also comprising a base is arranged on the base of the Stryn and Stryn engine heating cylinder engine cooling cylinder, Stryn engine heating cylinder and solar collecting device position matching; which is connected with the Stryn engine cylinder heating rod, and the first Stryn engine cooling cylinder is connected to the second link, the first connecting rod big flywheel, flywheel is connected with the main gear, second connecting rod small flywheel, flywheel connected small gear, the main gear and gear meshing, gear connected with the aerator, as the power input of the aerator. The invention uses solar energy photothermal, inorganic or organic combustible fuel combustion to produce heat, heat production or life to drive the Stryn machine movement, the driving device of the pond inflatable aerator, complete oxygen pond operation.

【技术实现步骤摘要】
斯特林发动机驱动充气式增氧机系统
本专利技术涉及一种池塘增氧设备，具体是一种斯特林发动机驱动充气式增氧机系统。
技术介绍
增氧机是现代水产养殖不可缺少的一种工具。据统计，我国拥有淡水面积约2.7亿亩，可供养殖水面约7500万亩，其中池塘2000万亩。水产养殖环境的好坏，直接影响着水产品的产量和质量，进而影响养殖户的经济收入。目前，水产养殖都是以高密度的饲养模式来实现经济效益的最大化，然而高密度养殖在遇到水体环境变化，如天气变化、水体外部污染、水产品产生的粪便超过自然分解量、大量施肥时，都会造成水体部分或严重缺氧，不仅威胁水产品的正常生长，严重时甚至会引发水产品大规模死亡的事故。因此，在天气炎热、大量施肥等情况下，都需要通过增氧机为养殖池塘提供氧气，改善水产品的养殖环境。增氧机，或称供养机，可增加水中的氧气含量，以确保水中的水产品不会因缺氧而影响正常生长或死亡，与此同时也能抑制水中厌氧茵的生长，防止水体变质而威胁水产品的生存环境。现有的池塘增氧机有多种类型，按照结构和工作原理的不同有叶轮式、水车式、射流式、喷水式、充气式等。其中叶轮式增氧机，需要将池塘的水抽出水面，因此叶轮安装在池塘水面的中下深度，造成增氧机系统的负荷大，需要耗费较多动能。水车式增氧机由于产品结构设计的原因，无法有效扩大增氧面积，经常出现水底的含氧量远远小于水面含氧量的情况，当水底水质产生变异或毒气超标时水底无法有效溶氧，造成水底无氧或氧份不足，导致鱼虾浮头，甚至死亡事件。根据工作工程中增氧机是否可以移动，可分为在池塘固定位置的固定式增氧机和漂浮移动式增氧机两种。采用电力驱动增氧机的方式都需要电线连接，特别是浮动式增氧机由于电线的存在，在移动时会很不方便，而当电线出现老化、破损及电机故障时，这对于池塘里的水产品及养殖人员来讲都是一项非常严重的安全隐患。目前市场上的池塘增氧机基本上都是由市电直接供电，但由于养殖池塘的地点一般比较偏僻，分布上比较分散等原因，电网往往难以有效覆盖，给池塘增氧机的安装及使用带来非常大的困难，而且运行过程中电力费用较高，增加了养殖成本。同时，由于电力供给的日趋紧张，尤其是在最需要增氧的炎热潮闷的夏季，往往是电力供给难以保证的时段，缺电和电力供给不正常使增氧机难以正常使用，常常给池塘养殖带来巨大的损失。再是架设输电线路及其维护过程耗资巨大，所以寻找一种成本相对低廉、质量可靠且智能化的池塘增氧机势在必行。斯特林发动机，又叫热气机，是一种外部燃烧(加热)的封闭式活塞发动机，具有燃料来源广、噪音低、理论热效率高、环境污染小、综合成本低廉、维护方便且易于推广的优点，可以应用在许多领域内作为清洁高效的动力机。斯特林发动机对于燃料的适应性很强，可用能源除了煤、石油、天然气外，还可以利用太阳能、原子能、化学能以及木材、秸秆等农林废弃物燃烧所放出来的热能。例如，斯特林发动机可适用于聚光太阳能的热发电，还可利用化工、冶金等工业可燃废气、废热来作为动力热源，这使得斯特林发动机可运行于环境温度变化范围较大的许多不同环境中。斯特林发动机可将热转化为功，有利于使用太阳能、生物质能、工业废气废热等低品位能源。如在太阳能斯特林机发电装置中，太阳光通过聚集装置，将太阳能聚集在斯特林发动机的加热缸部分，缸内工质被加热并膨胀，使得斯特林发动机运行，从而带动电动机进行发电。斯特林发动机的热效率很高，理论上斯特林循环效率等于相同状态下的卡诺效率，实验表明斯特林发动机的实际有效效率可以达到32％～40％，最高甚至可达47％。斯特林发动机运行的污染物排放少，作为一种外燃机，燃料可以在足够的空气下连续燃烧，燃烧比较充分，与内燃机相比，排放的一氧化碳和碳氢化合物等有害气体大大减少。斯特林发动机没有气阀机构，工质在汽缸内的压力变化接近正弦波形，而且燃烧不会产生的爆震和排气波，因而运转比较平稳，噪音比较小；例如STM生产的50kW的斯特林发动机在裸机工作时，1m处的噪音低于75dB。斯特林发动机的运转比较平稳，扭矩比较均匀，超负荷能力强(可以在超负荷50％的情况下仍然能正常运转)，相比之下内燃机超负荷能力只有5％～15％。另外，斯特林发动机结构简单，比内燃机少40％的零部件，例如自由活塞式斯特林发动机只有密封的汽缸和活塞，没有容易出故障的气阀机构、高压喷油系统和需要良好润滑的活塞环，维修也比较方便。斯特林发动机由于采用封闭式循环，能够采用远大于大气压力的高压气体工作，提高发动机单位重量的功率，减小发动机的体积和重量。同时由于采用外燃方式，工质不直接参与燃烧，因此可允许燃料具有较高的杂质含量。另外，斯特林发动机在封闭式循环中工质与大气隔绝，使得它非常适合于高海拔地区使用。斯特林发动机的单机容量可以较小，机组容量可从20-50kw，因此方便因地制宜地增减系统的容量。目前，已有不少单位在研制利用太阳能和风能的增氧机。例如CN201520709681.9中介绍了一种太阳能鱼塘增氧机，在白天有光照时，太阳能电池组件将太阳能转变为电能为鱼塘增氧机供电，剩余电能储存在蓄电池中。夜间及阴雨天时，蓄电池的储存电量可继续为鱼塘增氧机供电，当蓄电池深度放电无法继续给鱼塘增氧机供电时，光伏控制器发挥作用，防止蓄电池过度放电损坏，从而实现了光电有效转化和电能的合理利用。CN201520368072.1公开了一种水产养殖用太阳能增氧机设备，包括增氧机壳体、太阳能板、叶轮、驱动电机，将以上部分按照固有顺序组装，当太阳能板接受太阳能时，浮筒支撑增氧机浮于水面，蓄电池带动驱动电机转动，电机带动叶轮转动，从而带动孔增氧管转动，实现了鱼塘供氧。该专利技术充分利用了太阳能，减少电力使用，节约了生产成本。CN201510693995.9中公布了一种水产养殖风力叶轮增氧机，包括底座，底座的周围设有连杆，连杆的一端与底座固定连接，连杆的另一端设有浮球，底座上设有支撑筒，支撑筒顶部设置转盘，转盘设置向下凸起的外沿，外沿内侧与套在支撑筒上的轴承连接，支撑筒顶部的轴承下方设置轴承挡套，支撑筒顶部的外沿设置有一个支撑转盘的滚动珠，太阳能板支架设置在底座和支撑筒的一侧，转盘上设置风力转动装置。当满足风力条件时，就可以驱动增氧机工作。综上所知，增氧机在池塘养殖业方面应用很广，但是在目前市面上已有的增氧机及相关专利技术专利在现实使用过程中仍存在诸多问题。如利用太阳能电池板发电后驱动增氧机工作，由于其中需要经过光电转换过程，目前即便是太阳能电池板中光电转换效率最高的单晶硅太阳能电池，其实验室光电转换效率最高也只能达到24％左右，商用光电转换效率仅能达到17％，太阳能电池板成本较高且占地面积大。风力直接驱动或者风力发电后驱动增氧机，在风速较小的情况下，难以达到有效增氧的要求。因此，积极开发一种成本相对低廉、质量可靠的池塘增氧机是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术目的是利用太阳能的光热，无机可燃物或有机可燃物(如化石能源及衍生物、生物质及衍生物、工业可燃废弃物等)燃烧产生热量，或者生产生活余热来驱动斯特林机进行动作，再通过一定传动装置使池塘充气式增氧机工作，完成池塘的供氧作业。本专利技术具体所采用的技术方案为：一种斯特林发动机驱动充气式增氧机系统，包括增氧机以及与增氧机连接的供气管道，其特征是，还包括底座，底座上设有斯特林发动机加热缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斯特林发动机驱动充气式增氧机系统，包括增氧机以及与增氧机连接的供气管道，其特征是，还包括底座，底座上设有斯特林发动机加热缸和斯特林发动机冷却缸，斯特林发动机加热缸与太阳能聚集装置位置匹配；还包括与斯特林发动机加热缸连接的第一连杆、与斯特林发动机冷却缸连接的第二连杆，第一连杆连接大飞轮，大飞轮连接主齿轮，第二连杆连接小飞轮，小飞轮连接副齿轮，主齿轮和副齿轮相互啮合，副齿轮连接增氧机，作为增氧机的动力输入。

【技术特征摘要】
1.一种斯特林发动机驱动充气式增氧机系统，包括增氧机以及与增氧机连接的供气管道，其特征是，还包括底座，底座上设有斯特林发动机加热缸和斯特林发动机冷却缸，斯特林发动机加热缸与太阳能聚集装置位置匹配；还包括与斯特林发动机加热缸连接的第一连杆、与斯特林发动机冷却缸连接的第二连杆，第一连杆连接大飞轮，大飞轮连接主齿轮，第二连杆连接小飞轮，小飞轮连接副齿轮，主齿轮和副齿轮相互啮合，副齿轮连接增氧机，作为增氧机的动力输入。2.根据权利要求1所述的斯特林发动机驱动充气式增氧机系统，其特征是，还包括太阳跟踪机构驱动太阳能聚集装置的动作，使聚光镜的轴线对准太阳，反射镜始终与太阳保持一个最佳角度，最大效率地采集太阳光的能量。3.根据权利要求2所述的斯特林发动机驱动充气式增氧机系统，其特征是，所述太阳能聚集装置采用槽式抛物面反射镜、菲涅尔原理反射镜、碟式旋转抛物面反射镜中的一种。4.根据权利要求1所述的斯特林发动机驱动充气式增氧机系统，其特征是，还包括发电机、蓄电装置和小齿轮，小齿轮与副齿轮啮合，带动发电装置进行发电，并将电力储存在蓄电装置内。5.根据权利要求4所述的斯特林发动机驱动充气式增氧机系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳善建，林琳，贾真，李余康，毕冬梅，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37