本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)。

背景技術(shù)：

不同溫度的水比重不同，4℃的水比重最大，水溫越高則比重越小，這就是為什么溫度高的水會自動上升，而溫度低的水則自動下沉。水的這種物理特征使露天水體出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

在太陽照射下，水體上層水溫升高，由于水溫高時比重更輕，上層的水保留在水體上層，并且在持續(xù)光照下繼續(xù)升溫。水體中的藻類有微弱的游泳能力，由于需要光合作用，使藻類具有趨光的本能，因此藻類都集中在水體上層，藻類吸收和遮擋陽光，使下層的水無法接收到陽光，因此下層的水始終處于較低的溫度，無法與上層進(jìn)行交換。由于藻類在水體上層進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生的氧氣溶解在上層水體內(nèi)，有時使水體上層溶解氧達(dá)到過飽和而溢出到空氣中。

對于水產(chǎn)養(yǎng)殖而言，水體的溶氧量是決定水體水生生物容納量的一個重要的限制因子，藻類光合作用產(chǎn)生的溶解氧溢出到空氣中對于水體產(chǎn)出量是較大的損失，同時，由于水體下層溶解氧得不到補(bǔ)充，溶氧量將逐漸趨零，水生動物將無法在水體下層生存，并且下層的厭氧環(huán)境有利于致病菌的生存和繁衍，這對養(yǎng)殖的水生動物是極為不利的。鑒于水體中的溶解氧對水產(chǎn)養(yǎng)殖如此重要，我國自上世紀(jì)八十年代開始，已在池塘養(yǎng)殖中普及應(yīng)用增氧機(jī)。這些增氧機(jī)能增加氧氣從空氣溶入水體的速度，也能在原地進(jìn)行垂直的水層交換，因此水層交換的作用較小?，F(xiàn)有的增氧機(jī)都是電力驅(qū)動的，需要消耗大量的電能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、低能耗低成本的風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)，包括漂浮設(shè)置在水面上的機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架上的風(fēng)車、轉(zhuǎn)軸軸線與水平面呈夾角的設(shè)置在水面下的螺旋槳和帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動的從動軸，風(fēng)車和從動軸之間還傳動連接有齒輪機(jī)構(gòu)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，齒輪機(jī)構(gòu)包括輪軸線呈夾角嚙合設(shè)置的主動齒輪和從動齒輪，還設(shè)置有兩端分別與風(fēng)車和主動齒輪連接的主動軸，從動齒輪與從動軸連接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，主動齒輪和從動齒輪均為錐齒輪。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，主動齒輪和從動齒輪的輪軸線夾角不小于90°。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，機(jī)架包括底部框架和垂直底部框架設(shè)置的風(fēng)車架，風(fēng)車設(shè)置在風(fēng)車架上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，底部框架為三角架，底部框架的三個角位置均設(shè)置有使機(jī)架漂浮在水面上的浮球。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，主動軸上套設(shè)有第一軸承，第一軸承的外圈固定設(shè)置在風(fēng)車架上，風(fēng)車通過主動軸安裝在風(fēng)車架上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，從動軸套設(shè)有第二軸承，第二軸承的外圈與機(jī)架間還設(shè)置有支撐從動軸的若干根支撐桿。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，風(fēng)車和螺旋槳均設(shè)置有至少三個葉片，螺旋槳的直徑是風(fēng)機(jī)的直徑的八分之一。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，機(jī)架上還設(shè)置有鏈環(huán)或繩圈，通過將鏈環(huán)或繩圈套在水中設(shè)置的固定樁上以使機(jī)架可繞固定樁轉(zhuǎn)動進(jìn)而調(diào)整風(fēng)車的受風(fēng)方向。

本發(fā)明的有益效果：此風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)通過風(fēng)車和螺旋槳的設(shè)置，風(fēng)車轉(zhuǎn)動時，通過齒輪機(jī)構(gòu)將風(fēng)車的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動軸的轉(zhuǎn)動，從動軸轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，因螺旋槳的轉(zhuǎn)軸軸線與水平面呈夾角設(shè)置，螺旋槳轉(zhuǎn)動時攪動水下不同水層的水體進(jìn)行交換，以達(dá)到增氧和改善下層水體環(huán)境的效果，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，能耗低。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1是風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖2是風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)的整體結(jié)構(gòu)正視圖；

圖3是風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)的整體機(jī)構(gòu)俯視圖。

具體實施方式

參照圖1至圖3，本發(fā)明為一種風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)，包括漂浮設(shè)置在水面上的機(jī)架2、設(shè)置在機(jī)架2上的風(fēng)車1、轉(zhuǎn)軸軸線與水平面呈夾角的設(shè)置在水面下的螺旋槳6和帶動螺旋槳6轉(zhuǎn)動的從動軸51，風(fēng)車1和從動軸51之間還傳動連接有齒輪機(jī)構(gòu)。

通過風(fēng)車1和螺旋槳6的設(shè)置，風(fēng)車1轉(zhuǎn)動時，通過齒輪機(jī)構(gòu)將風(fēng)車1的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動軸51的轉(zhuǎn)動，從動軸51轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動螺旋槳6轉(zhuǎn)動，因螺旋槳6的轉(zhuǎn)軸軸線與水平面呈夾角設(shè)置，螺旋槳6轉(zhuǎn)動時攪動水下不同水層的水體進(jìn)行交換，以達(dá)到增氧和改善下層水體環(huán)境的效果，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，能耗低。

作為優(yōu)選的實施方式，齒輪機(jī)構(gòu)包括輪軸線呈夾角嚙合設(shè)置的主動齒輪4和從動齒輪5，還設(shè)置有兩端分別與風(fēng)車1和主動齒輪4連接的主動軸41，從動齒輪5與從動軸51連接。

作為優(yōu)選的實施方式，主動齒輪4和從動齒輪5均為錐齒輪。

作為優(yōu)選的實施方式，主動齒輪4和從動齒輪5的輪軸線夾角不小于90°。

主動齒輪4和從動齒輪5的輪軸線夾角不小于90°的設(shè)置使得主動齒輪4和從動齒輪5的輪軸線夾角為鈍角，保證螺旋槳6的傾斜度。

作為優(yōu)選的實施方式，機(jī)架2包括底部框架和垂直底部框架設(shè)置的風(fēng)車架，風(fēng)車1設(shè)置在風(fēng)車架上。

作為優(yōu)選的實施方式，底部框架為三角架，底部框架的三個角位置均設(shè)置有使機(jī)架2漂浮在水面上的浮球3。

作為優(yōu)選的實施方式，主動軸41上套設(shè)有第一軸承，第一軸承的外圈固定設(shè)置在風(fēng)車架上，風(fēng)車1通過主動軸41安裝在風(fēng)車架上。

作為優(yōu)選的實施方式，從動軸51套設(shè)有第二軸承，第二軸承的外圈與機(jī)架2間還設(shè)置有支撐從動軸51的若干根支撐桿52。

作為優(yōu)選的實施方式，風(fēng)車1和螺旋槳6均設(shè)置有至少三個葉片，螺旋槳6的直徑是風(fēng)機(jī)1的直徑的八分之一。

作為優(yōu)選的實施方式，機(jī)架2上還設(shè)置有鏈環(huán)或繩圈，通過將鏈環(huán)或繩圈套在水中設(shè)置的固定樁上以使機(jī)架2可繞固定樁轉(zhuǎn)動進(jìn)而調(diào)整風(fēng)車1的受風(fēng)方向。

進(jìn)一步的優(yōu)選：

風(fēng)車1設(shè)置有六片葉片，各葉片基部厚而窄并逐漸向外部薄而寬設(shè)置，各葉片長度為500mm，各葉片的最大寬度為300mm，各葉片的扭轉(zhuǎn)角度為30°，各葉片由不銹鋼材質(zhì)制作而成，各葉片沿風(fēng)車1旋轉(zhuǎn)軸軸線呈軸對稱的設(shè)置在風(fēng)車1的葉片基座上。

主動齒輪4和從動齒輪5均由鑄鐵材質(zhì)制作而成，主動齒輪4和從動齒輪5為錐齒輪，主動齒輪4和從動齒輪5的上平面和下平面直徑均分別為50mm和100mm，主動齒輪4和從動齒輪5的高度均為50mm，主動齒輪4和從動齒輪5上均設(shè)置有十二個輪齒，主動齒輪4和從動齒輪5的輪軸線呈夾角嚙合設(shè)置，主動齒輪4和從動齒輪5的輪軸線夾角大于90°。

機(jī)架3包括底部框架和垂直底部框架設(shè)置的風(fēng)車架，底部框架為三角架，底部框架為由鋼管焊接而成的等腰三角形，各鋼管管徑為50mm，三角架的兩根腰的長度為1500mm，三角架的底的長度為1200mm，底部框架的每個角位置焊接一個固定浮球3的金屬環(huán)，各金屬環(huán)的內(nèi)徑為85mm，高度為50mm。

浮球3有三個，各浮球3均為設(shè)置有頸部的空心球瓶，三個浮球3由塑料材質(zhì)制作而成，各浮球3的瓶壁厚度在6～10mm，各浮球3的球瓶直徑為300mm，頸部的直徑為80mm，各浮球3的高為100mm，各浮球3分別設(shè)置在底部框架的三個角位置。

風(fēng)車架包括兩根風(fēng)車架桿，兩根風(fēng)車架桿的下端固定設(shè)置在底部框架上，進(jìn)一步的，固定在底部框架的三角形架底邊上，兩根風(fēng)車架桿的上端與風(fēng)車1的安裝座連接，或者兩根風(fēng)車架桿的上端與主動軸41上設(shè)置的第一軸承安裝座連接，第一軸承安裝設(shè)置在該第一軸承安裝座上。

主動軸41和從動軸51均為金屬管或金屬桿，從動軸51為管徑40mm的鋼管，從動軸51的長度為1.2～1.5m之間，第二軸承套設(shè)在從動軸51的中部位置，第二軸承的內(nèi)徑為41mm，第二軸承焊接固定在距離從動齒輪5距離為300mm的從動軸51上，第二軸承外圈與兩根支撐桿52的端部固定連接，各支撐桿52的另一端固定設(shè)置在對應(yīng)的三角架的腰上，各支撐桿52的管徑為40mm。

螺旋槳6設(shè)置有三至四個葉片，旋轉(zhuǎn)半徑為50mm，螺旋槳的各葉片呈使水從下往上運(yùn)動進(jìn)行設(shè)置。

鏈環(huán)或繩圈設(shè)置在底部框架的三角架的頂角位置，以方便直接套設(shè)在水中的固定樁上，當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以將其設(shè)置為帶圓環(huán)的鎖鏈或拉繩，將圓環(huán)套設(shè)在固定樁上。

使用時，先在池塘中選定安裝點，打好固定樁，固定樁高出水面0.5～0.6m，將底部框架上設(shè)置的鏈環(huán)或繩圈套入固定樁，水面上有風(fēng)力時，該風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)將自動轉(zhuǎn)向受風(fēng)方向，風(fēng)力驅(qū)動風(fēng)車1轉(zhuǎn)動，并通過主動齒輪4和從動齒輪5的傳導(dǎo)，使水下的螺旋槳6旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而推動水流，從動軸51的軸線與水平面的夾角決定水流的方向，也即螺旋槳6的轉(zhuǎn)軸軸線與水平面的夾角決定了水流的方向，進(jìn)一步優(yōu)選，該夾角為60°，螺旋槳6轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的水流向上且偏向后方，螺旋槳6的轉(zhuǎn)軸軸線與垂直方向夾角為30°。

自然界的風(fēng)吹動池塘?xí)r會在池塘表面形成波浪，這些波浪會增加池塘表層水的溶氧量，然而對水層交換沒有明顯作用，且對改善整個池塘的溶氧和水質(zhì)的作用很小，該風(fēng)力驅(qū)動的水層交換機(jī)利用風(fēng)車1把部分風(fēng)能轉(zhuǎn)化為水層交換的動力，達(dá)到增氧和改善下層水體環(huán)境的效果，且充分利用了自然界的可再生清潔能源為生產(chǎn)提供動力，滿足了當(dāng)前環(huán)保節(jié)能的現(xiàn)實需求。

當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。