專利名稱：一種垂直軸式風力曝氣機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種采用風力驅(qū)動，解決水污染的風力曝氣機，屬于水體凈化技
術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前我國許多水庫、湖泊、河道等大型水體都出現(xiàn)了嚴重的富營養(yǎng)化、黑臭等問 題，嚴重影響了我們生存環(huán)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(yǎng)化問題的有效方法。傳統(tǒng)曝氣機多采用外接電源或采用柴油發(fā)電機驅(qū)動，能耗大， 運行成本高。我國專利"一種曝氣機"(授權(quán)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(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)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(jié)構(gòu)簡單及成本低。 解決本實用新型的技術(shù)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(gòu)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(gòu)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(tǒng)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(zhuǎn)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(tǒng)調(diào)整風力機風 向，但由于追風系統(tǒng)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(tǒng)，風能利用效率高，制造成本低。
(2)曝氣效果好 傳統(tǒng)曝氣機選擇動力系統(tǒng)直接驅(qū)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(qū)動高壓充氣泵和水泵，使高壓氣體與水混合再經(jīng)曝
氣頭釋放形成超細微水氣泡，單位體積內(nèi)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(wěn)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(wěn)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?？箯婏L能力強，安全性和穩(wěn)定性高。

圖1為本實用新型垂直軸式風力曝氣機示意圖。 圖l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l所示的水中漂浮式風力曝氣機，風輪l的轉(zhuǎn)軸垂直設置，且風輪轉(zhuǎn)軸通過 傳動機構(gòu)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l的轉(zhuǎn)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(gòu)采用相互嚙合的傳動齒輪4的齒輪組，直接驅(qū)動水泵2和充氣泵3 工作。風輪l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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jīng)過3個月試驗 后，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，其中氮磷含量明顯降低。
權(quán)利要求一種垂直軸式風力曝氣機，其特征是風輪軸垂直設置，且風輪軸通過傳動機構(gòu)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。
2. 按權(quán)利要求1所述的垂直軸式風力曝氣機，其特征是風輪的葉片采用金屬蜂窩板 的葉片、高分子有機材料的葉片或普通金屬葉片。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的垂直軸式風力曝氣機，其特征是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(gòu)采用相互嚙合的齒輪組。
專利摘要一種垂直軸式風力曝氣機。本實用新型屬于一種采用風力驅(qū)動，解決水污染的風力曝氣機，屬于水體凈化技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型所述的曝氣機的風輪軸垂直設置，且風輪軸通過傳動機構(gòu)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。本垂直軸式風力曝氣機的曝氣效果好，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(jié)構(gòu)簡單及成本低。
文檔編號C02F3/02GK201458843SQ200920111529
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者孫勇, 彭明軍, 潘志強, 王躍宗 申請人:昆明理工峰潮科技有限公司