[實用新型]一種垂直軸式風力曝氣機

無效

• 申請號: 200920111529.5
• 申請日: 2009-06-16
• 公開（公告）號: CN201458843U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 孫勇;彭明軍;王躍宗;潘志強
• 申請（專利權）人: 昆明理工峰潮科技有限公司
• 主分類號: C02F7/00
• 分類號: C02F7/00;C02F3/02
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

技術領域

本實用新型屬于一種采用風力驅動，解決水污染的風力曝氣機，屬于水體凈化技術領域。

技術背景

目前我國許多水庫、湖泊、河道等大型水體都出現了嚴重的富營養化、黑臭等問題，嚴重影響了我們生存環境。向污染的水中充氧，提高水體中的氧含量，加速水體中微生物對有機物的氧化分解過程，改變水體中的微生物種群，從而提高水體的自凈力是解決水體富營養化問題的有效方法。傳統曝氣機多采用外接電源或采用柴油發電機驅動，能耗大，運行成本高。我國專利“一種曝氣機”(授權公告號：CN?2642772Y)所采用風力機，軸是水平放置，只有風向基本垂直風力機時風力機葉片才工作，具有挑風向的缺點。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提出一種垂直軸式風力曝氣機，其曝氣效果好，無需外接電源、適合任何風向，風能利用率高、移動方便靈活、結構簡單及成本低。

解決本實用新型的技術問題所采用的方案是：風輪軸垂直設置，且風輪軸通過傳動機構分別與水泵和充氣泵連接，水泵和充氣泵通過管道連接水氣混合室后再連接曝氣頭。

為了進一步提高風能的利用效率，本裝置的風輪的葉片可采用金屬蜂窩板的葉片、高分子有機材料的葉片或普通金屬葉片，可達到大幅度減輕葉片的目的，也使整個裝置移動更加方便靈活。

本實用新型所述的風力曝氣機可在岸邊安裝使用，也可放在較寬闊的水域中使用。當在寬闊水域進行曝氣時，風輪的安裝機架下部裝有浮筒，風輪軸與安裝機架的重心重合，傳動機構采用相互嚙合的齒輪組。

本實用新型的有益效果是：

(1)效率高及成本低

傳統水平軸式風力曝氣機，由于軸呈水平放置，只有在風向與風力機轉動軸基本平行時才可工作，具有挑風向的缺點，工作效率低；雖然可以采用追風系統調整風力機風向，但由于追風系統復雜，制造成本高。

采用本實用新型的垂直軸式風力曝氣機，風輪葉片永遠與風向垂直，任何風向均可高效率地工作，無需昂貴的追風系統，風能利用效率高，制造成本低。

(2)曝氣效果好

傳統曝氣機選擇動力系統直接驅動曝氣機，單純將氣體直接壓入到水體中，氣泡直徑大，氣泡上浮快，氣體在水體中停留時間短，水體增氧量少，曝氣效果差。

本實用新型采用風力機直接驅動高壓充氣泵和水泵，使高壓氣體與水混合再經曝氣頭釋放形成超細微水氣泡，單位體積內氧含量較普通曝氣機高.超細氣泡上浮過程緩慢，可以充分與水體接觸，使各層水體含氧量增高；同時超細水氣泡在水體中停留時間長，擴散面積廣，使得曝氣面積廣，處理能力強.

(3)安全性及穩定性高

水平軸式風力機，需要在軸尾端進行配重(重心朝前)，同時嚴格要求葉片重量相差不能太大，需做動平衡試驗才能保證風力機正常運行，安全性和穩定性差。

采用本實用新型的垂直軸式風輪，重心始終處在葉輪中心，無需配重，無需進行動平衡試驗。抗強風能力強，安全性和穩定性高。

附圖說明

圖1為本實用新型垂直軸式風力曝氣機示意圖。

圖1各標號表示：風輪1、水泵2、充氣泵3、傳動齒輪4、水氣混合室5、浮筒6、曝氣頭7、安裝機架8。

具體實施方式

參見圖1所示的水中漂浮式風力曝氣機，風輪1的轉軸垂直設置，且風輪轉軸通過傳動機構分別與水泵2和充氣泵3連接，水泵2和充氣泵3通過管道連接到水氣混合室5，水與高壓空氣充分混合后，再通到連接的曝氣頭7。風輪1的轉軸垂直裝配在安裝機架8上，風輪軸與安裝機架8的重心重合，在水中漂浮遇到較大風力時不會傾倒，安裝機架8下部裝有浮筒6，傳動機構采用相互嚙合的傳動齒輪4的齒輪組，直接驅動水泵2和充氣泵3工作。風輪1的葉片可采用金屬蜂窩板的葉片、高分子有機材料的葉片或普通金屬葉片，從而減輕重量，提高風能的利用效率，并且移動方便。

實施例1：

采用3.5mm厚度的蜂窩板制成直徑為4m，高3.5m的垂直軸式風力機的葉片，增速比為12∶1，與高壓氣泵、水泵和一個曝氣頭連接形成垂直軸式風力機。此方案制備的垂直軸式風力機結構簡單，啟動風速為2m/s，水氣泡生成率為95～150L/min，污水處理面積為20m²以上。

實施例2：

采用3mm厚度的金屬鋁板制成直徑為6m，高6m的垂直軸式風力機的葉片，增速比為15∶1，與充氣泵、水泵和三個曝氣頭連接形成垂直軸式風力機，利用浮筒漂浮在水面上。此方案制備的垂直軸式風力機結構簡單，啟動風速為2.5m/s，水氣泡生成率為260～500L/min，污水處理面積為55m²以上。取用高原湖泊某污染嚴重的藍藻水經過3個月試驗后，水質明顯好轉，其中氮磷含量明顯降低。