本發(fā)明涉及一種池塘增氧設(shè)備，具體是一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

增氧機(jī)是現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖不可缺少的一種工具。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)擁有淡水面積約2.7億畝，可供養(yǎng)殖水面約7500萬(wàn)畝，其中池塘2000萬(wàn)畝。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的好壞，直接影響著水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，進(jìn)而影響?zhàn)B殖戶的經(jīng)濟(jì)收入。目前，水產(chǎn)養(yǎng)殖都是以高密度的飼養(yǎng)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，然而高密度養(yǎng)殖在遇到水體環(huán)境變化，如天氣變化、水體外部污染、水產(chǎn)品產(chǎn)生的糞便超過(guò)自然分解量、大量施肥時(shí)，都會(huì)造成水體部分或嚴(yán)重缺氧，不僅威脅水產(chǎn)品的正常生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)水產(chǎn)品大規(guī)模死亡的事故。因此，在天氣炎熱、大量施肥等情況下，都需要通過(guò)增氧機(jī)為養(yǎng)殖池塘提供氧氣，改善水產(chǎn)品的養(yǎng)殖環(huán)境。

增氧機(jī)，或稱供養(yǎng)機(jī)，可增加水中的氧氣含量，以確保水中的水產(chǎn)品不會(huì)因缺氧而影響正常生長(zhǎng)或死亡，與此同時(shí)也能抑制水中厭氧茵的生長(zhǎng)，防止水體變質(zhì)而威脅水產(chǎn)品的生存環(huán)境。

現(xiàn)有的池塘增氧機(jī)有多種類型，按照結(jié)構(gòu)和工作原理的不同有葉輪式、水車式、射流式、噴水式、充氣式等。其中葉輪式增氧機(jī)，需要將池塘的水抽出水面，因此葉輪安裝在池塘水面的中下深度，造成增氧機(jī)系統(tǒng)的負(fù)荷大，需要耗費(fèi)較多動(dòng)能。水車式增氧機(jī)由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因，無(wú)法有效擴(kuò)大增氧面積，經(jīng)常出現(xiàn)水底的含氧量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水面含氧量的情況，當(dāng)水底水質(zhì)產(chǎn)生變異或毒氣超標(biāo)時(shí)水底無(wú)法有效溶氧，造成水底無(wú)氧或氧份不足，導(dǎo)致魚蝦浮頭，甚至死亡事件。

根據(jù)工作工程中增氧機(jī)是否可以移動(dòng)，可分為在池塘固定位置的固定式增氧機(jī)和漂浮移動(dòng)式增氧機(jī)兩種。采用電力驅(qū)動(dòng)增氧機(jī)的方式都需要電線連接，特別是浮動(dòng)式增氧機(jī)由于電線的存在，在移動(dòng)時(shí)會(huì)很不方便，而當(dāng)電線出現(xiàn)老化、破損及電機(jī)故障時(shí)，這對(duì)于池塘里的水產(chǎn)品及養(yǎng)殖人員來(lái)講都是一項(xiàng)非常嚴(yán)重的安全隱患。

目前市場(chǎng)上的池塘增氧機(jī)基本上都是由市電直接供電，但由于養(yǎng)殖池塘的地點(diǎn)一般比較偏僻，分布上比較分散等原因，電網(wǎng)往往難以有效覆蓋，給池塘增氧機(jī)的安裝及使用帶來(lái)非常大的困難，而且運(yùn)行過(guò)程中電力費(fèi)用較高，增加了養(yǎng)殖成本。同時(shí)，由于電力供給的日趨緊張，尤其是在最需要增氧的炎熱潮悶的夏季，往往是電力供給難以保證的時(shí)段，缺電和電力供給不正常使增氧機(jī)難以正常使用，常常給池塘養(yǎng)殖帶來(lái)巨大的損失。再是架設(shè)輸電線路及其維護(hù)過(guò)程耗資巨大，所以尋找一種成本相對(duì)低廉、質(zhì)量可靠且智能化的池塘增氧機(jī)勢(shì)在必行。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，又叫熱氣機(jī)，是一種外部燃燒(加熱)的封閉式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，具有燃料來(lái)源廣、噪音低、理論熱效率高、環(huán)境污染小、綜合成本低廉、維護(hù)方便且易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在許多領(lǐng)域內(nèi)作為清潔高效的動(dòng)力機(jī)。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于燃料的適應(yīng)性很強(qiáng)，可用能源除了煤、石油、天然氣外，還可以利用太陽(yáng)能、原子能、化學(xué)能以及木材、秸稈等農(nóng)林廢棄物燃燒所放出來(lái)的熱能。例如，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可適用于聚光太陽(yáng)能的熱發(fā)電，還可利用化工、冶金等工業(yè)可燃廢氣、廢熱來(lái)作為動(dòng)力熱源，這使得斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可運(yùn)行于環(huán)境溫度變化范圍較大的許多不同環(huán)境中。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可將熱轉(zhuǎn)化為功，有利于使用太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、工業(yè)廢氣廢熱等低品位能源。如在太陽(yáng)能斯特林機(jī)發(fā)電裝置中，太陽(yáng)光通過(guò)聚集裝置，將太陽(yáng)能聚集在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱缸部分，缸內(nèi)工質(zhì)被加熱并膨脹，使得斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，從而帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率很高，理論上斯特林循環(huán)效率等于相同狀態(tài)下的卡諾效率，實(shí)驗(yàn)表明斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際有效效率可以達(dá)到32％～40％，最高甚至可達(dá)47％。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的污染物排放少，作為一種外燃機(jī)，燃料可以在足夠的空氣下連續(xù)燃燒，燃燒比較充分，與內(nèi)燃機(jī)相比，排放的一氧化碳和碳?xì)浠衔锏扔泻怏w大大減少。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)沒有氣閥機(jī)構(gòu)，工質(zhì)在汽缸內(nèi)的壓力變化接近正弦波形，而且燃燒不會(huì)產(chǎn)生的爆震和排氣波，因而運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，噪音比較?。焕鐂tm生產(chǎn)的50kw的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在裸機(jī)工作時(shí)，1m處的噪音低于75db。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，扭矩比較均勻，超負(fù)荷能力強(qiáng)(可以在超負(fù)荷50％的情況下仍然能正常運(yùn)轉(zhuǎn))，相比之下內(nèi)燃機(jī)超負(fù)荷能力只有5％～15％。另外，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比內(nèi)燃機(jī)少40％的零部件，例如自由活塞式斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)只有密封的汽缸和活塞，沒有容易出故障的氣閥機(jī)構(gòu)、高壓噴油系統(tǒng)和需要良好潤(rùn)滑的活塞環(huán)，維修也比較方便。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由于采用封閉式循環(huán)，能夠采用遠(yuǎn)大于大氣壓力的高壓氣體工作，提高發(fā)動(dòng)機(jī)單位重量的功率，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量。同時(shí)由于采用外燃方式，工質(zhì)不直接參與燃燒，因此可允許燃料具有較高的雜質(zhì)含量。另外，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在封閉式循環(huán)中工質(zhì)與大氣隔絕，使得它非常適合于高海拔地區(qū)使用。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的單機(jī)容量可以較小，機(jī)組容量可從20-50kw，因此方便因地制宜地增減系統(tǒng)的容量。

目前，已有不少單位在研制利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的增氧機(jī)。例如cn201520709681.9中介紹了一種太陽(yáng)能魚塘增氧機(jī)，在白天有光照時(shí)，太陽(yáng)能電池組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔転轸~塘增氧機(jī)供電，剩余電能儲(chǔ)存在蓄電池中。夜間及陰雨天時(shí)，蓄電池的儲(chǔ)存電量可繼續(xù)為魚塘增氧機(jī)供電，當(dāng)蓄電池深度放電無(wú)法繼續(xù)給魚塘增氧機(jī)供電時(shí)，光伏控制器發(fā)揮作用，防止蓄電池過(guò)度放電損壞，從而實(shí)現(xiàn)了光電有效轉(zhuǎn)化和電能的合理利用。

cn201520368072.1公開了一種水產(chǎn)養(yǎng)殖用太陽(yáng)能增氧機(jī)設(shè)備，包括增氧機(jī)殼體、太陽(yáng)能板、葉輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，將以上部分按照固有順序組裝，當(dāng)太陽(yáng)能板接受太陽(yáng)能時(shí)，浮筒支撐增氧機(jī)浮于水面，蓄電池帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)孔增氧管轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了魚塘供氧。該發(fā)明充分利用了太陽(yáng)能，減少電力使用，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

cn201510693995.9中公布了一種水產(chǎn)養(yǎng)殖風(fēng)力葉輪增氧機(jī)，包括底座，底座的周圍設(shè)有連桿，連桿的一端與底座固定連接，連桿的另一端設(shè)有浮球，底座上設(shè)有支撐筒，支撐筒頂部設(shè)置轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤設(shè)置向下凸起的外沿，外沿內(nèi)側(cè)與套在支撐筒上的軸承連接，支撐筒頂部的軸承下方設(shè)置軸承擋套，支撐筒頂部的外沿設(shè)置有一個(gè)支撐轉(zhuǎn)盤的滾動(dòng)珠，太陽(yáng)能板支架設(shè)置在底座和支撐筒的一側(cè)，轉(zhuǎn)盤上設(shè)置風(fēng)力轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。當(dāng)滿足風(fēng)力條件時(shí)，就可以驅(qū)動(dòng)增氧機(jī)工作。

綜上所知，增氧機(jī)在池塘養(yǎng)殖業(yè)方面應(yīng)用很廣，但是在目前市面上已有的增氧機(jī)及相關(guān)發(fā)明專利在現(xiàn)實(shí)使用過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題。如利用太陽(yáng)能電池板發(fā)電后驅(qū)動(dòng)增氧機(jī)工作，由于其中需要經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，目前即便是太陽(yáng)能電池板中光電轉(zhuǎn)換效率最高的單晶硅太陽(yáng)能電池，其實(shí)驗(yàn)室光電轉(zhuǎn)換效率最高也只能達(dá)到24％左右，商用光電轉(zhuǎn)換效率僅能達(dá)到17％，太陽(yáng)能電池板成本較高且占地面積大。風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)或者風(fēng)力發(fā)電后驅(qū)動(dòng)增氧機(jī)，在風(fēng)速較小的情況下，難以達(dá)到有效增氧的要求。因此，積極開發(fā)一種成本相對(duì)低廉、質(zhì)量可靠的池塘增氧機(jī)是非常有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是利用太陽(yáng)能的光熱，無(wú)機(jī)可燃物或有機(jī)可燃物(如化石能源及衍生物、生物質(zhì)及衍生物、工業(yè)可燃廢棄物等)燃燒產(chǎn)生熱量，或者生產(chǎn)生活余熱來(lái)驅(qū)動(dòng)斯特林機(jī)進(jìn)行動(dòng)作，再通過(guò)一定傳動(dòng)裝置使池塘充氣式增氧機(jī)工作，完成池塘的供氧作業(yè)。

本發(fā)明具體所采用的技術(shù)方案為：

一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)，包括增氧機(jī)以及與增氧機(jī)連接的供氣管道，其特征是，還包括底座，底座上設(shè)有斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻缸，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸與太陽(yáng)能聚集裝置位置匹配；還包括與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸連接的第一連桿、與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻缸連接的第二連桿，第一連桿連接大飛輪，大飛輪連接主齒輪，第二連桿連接小飛輪，小飛輪連接副齒輪，主齒輪和副齒輪相互嚙合，副齒輪連接增氧機(jī)，作為增氧機(jī)的動(dòng)力輸入。白天有陽(yáng)光時(shí)，太陽(yáng)光通過(guò)太陽(yáng)能聚集裝置匯聚到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱缸部分，缸內(nèi)工質(zhì)被加熱并膨脹，當(dāng)達(dá)到啟動(dòng)工況后斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)開始動(dòng)作，動(dòng)力通過(guò)一定傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)充氣式增氧機(jī)工作。

本發(fā)明還包括太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能聚集裝置的動(dòng)作，使聚光鏡的軸線對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，反射鏡始終與太陽(yáng)保持一個(gè)最佳角度，最大效率地采集太陽(yáng)光的能量。

所述太陽(yáng)能聚集裝置根據(jù)所用聚光鏡的不同，可以采用槽式拋物面反射鏡、菲涅爾原理反射鏡、碟式旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡等將太陽(yáng)光線聚集或點(diǎn)聚焦到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸，優(yōu)選碟式旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡。上述太陽(yáng)光發(fā)射鏡的焦點(diǎn)可不必直接落在加熱缸的表面上，加熱缸吸熱面可布置于焦點(diǎn)前后方。

為充分利用太陽(yáng)能，本發(fā)明還包括發(fā)電機(jī)、蓄電裝置和小齒輪，小齒輪與副齒輪嚙合，帶動(dòng)發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，并將電力儲(chǔ)存在蓄電裝置內(nèi)，電力可提供一定照明或者為太陽(yáng)跟蹤裝置、控制系統(tǒng)等提供能源。

進(jìn)一步，本發(fā)明還設(shè)有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)與副齒輪同軸，并由蓄電裝置提供電力使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)增氧機(jī)工作，從而保證充氣式增氧機(jī)能夠在不同季節(jié)、多種天氣條件下按照需求進(jìn)行池塘水體增氧作業(yè)。另外，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)遇到較大的摩擦阻力，為輔助斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)順利完成啟動(dòng)過(guò)程，從而帶動(dòng)充氣式增氧機(jī)工作，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中可由電動(dòng)機(jī)提供短時(shí)間的啟動(dòng)動(dòng)力。

本發(fā)明還包括與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸匹配的燃?xì)鈬娮欤约爸糜谒固亓职l(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸下部的固體或液體燃料補(bǔ)燃料倉(cāng)。當(dāng)白天陽(yáng)光較弱或者夜晚時(shí)，通過(guò)無(wú)機(jī)可燃物或有機(jī)可燃物的燃燒產(chǎn)生熱量。

本發(fā)明還包括與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸匹配的余熱換熱裝置，利用生產(chǎn)生活余熱作為補(bǔ)充熱源來(lái)驅(qū)動(dòng)斯特林機(jī)動(dòng)作。

本發(fā)明的固體或液體燃料補(bǔ)燃料倉(cāng)、燃?xì)鈬娮炜墒褂枚喾N燃料，將固體或液體可燃燃料放置于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸下部的凹型補(bǔ)燃料倉(cāng)內(nèi)，或者將可燃?xì)怏w通入燃?xì)鈬娮?，通過(guò)人工點(diǎn)火、電子點(diǎn)火、等離子點(diǎn)火、電阻絲點(diǎn)火等一種或多種方式將燃料點(diǎn)燃，產(chǎn)生熱量驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，點(diǎn)火過(guò)程中可加入適當(dāng)?shù)闹嘉镔|(zhì)。當(dāng)有溫度合適的工業(yè)余熱、生活廢熱時(shí)，也可通過(guò)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸外部的熱交換器或者直接加熱斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸的方式，驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作。

上述固體或液體可燃燃料，可以為化石能源及衍生物、生物質(zhì)及衍生物、工業(yè)可燃廢棄物等，優(yōu)選生物質(zhì)及衍生物。其中化石能源及衍生物，可選擇如石油、汽油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油、重油、乙醇、乙醚、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、氯丁烷、甲醇、正丙醇、乙醚、乙醛、丙酮、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙腈、丙烯腈、呋喃、吡啶、正壬烷、正癸烷、二乙苯、正丙苯、苯乙烯、正丁醇、福爾馬林、乙酸、乙二胺、硝基甲烷、石蠟、渣油、瀝青、煤炭、煤矸石、焦炭、合成纖維、合成橡膠、合成塑料等一種或多種混合物。其中生物質(zhì)及衍生物，可選擇如木材及加工廢棄物、農(nóng)作物秸稈、雜草、植物性油脂、動(dòng)物性油脂、生物乙醇、木炭、廢舊的棉、麻、紙、蠶絲、生物柴油、天然橡膠、人工板材、包裝紙板等一種或多種混合物。其中工業(yè)可燃廢棄物，可選擇如廢輪胎、廢塑料、水泥刨花板、酚醛塑料、聚氯乙烯塑料、脲甲醛塑料、三聚氰胺塑料等一種或多種混合物。除上述以外，經(jīng)干燥后的污泥、高濃度有機(jī)廢水、農(nóng)業(yè)廢塑料薄膜等也可作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的固體或液體可燃燃料。

上述斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的固體或液體可燃燃料，可選擇化石能源及衍生物、生物質(zhì)及衍生物、工業(yè)可燃廢棄物等中的一種或者多種的混合物作為燃料。

上述可燃?xì)怏w燃料，可以為天然氣、煤氣、石油氣、水煤氣、氫氣、一氧化碳、甲烷、焦?fàn)t氣、高爐氣、沼氣、生物質(zhì)氣化氣、硫化氫、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、乙炔、氯乙烯、甲醛、甲胺、環(huán)氧乙烷、油田伴生氣、硫氧化碳、發(fā)生爐煤氣等中的一種或者多種的混合物。

本發(fā)明中，所述的充氣式增氧機(jī)，將空氣加壓后通過(guò)水底的微孔管道或者濾芯，排出微小氣泡，為池塘水體提供氧氣。

為監(jiān)測(cè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是否滿足啟動(dòng)條件，所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)可設(shè)置相應(yīng)的傳感器，如在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸部分設(shè)置溫度傳感器或者檢測(cè)太陽(yáng)光強(qiáng)度的光電傳感器，將傳感器測(cè)量信號(hào)反饋到控制系統(tǒng)，判斷斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是否滿足啟動(dòng)條件，由蓄電裝置提供電力使電動(dòng)機(jī)完成對(duì)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。

所述斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)，為了簡(jiǎn)便的需要，有些場(chǎng)合發(fā)電機(jī)也可作為電動(dòng)機(jī)使用，即發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)為一體，不再另外設(shè)置電動(dòng)機(jī)。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)快或過(guò)慢都對(duì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不利，為監(jiān)測(cè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可設(shè)置相應(yīng)的測(cè)速裝置，如測(cè)量主、副齒輪的轉(zhuǎn)速，或者主軸的轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速測(cè)量信號(hào)反饋到控制系統(tǒng)，判斷斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。當(dāng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)快或過(guò)慢時(shí)，通過(guò)調(diào)整太陽(yáng)光發(fā)射鏡焦點(diǎn)的位置，或者無(wú)機(jī)可燃物或有機(jī)可燃物的燃料量多少、或者生產(chǎn)生活余熱的溫度高低，實(shí)現(xiàn)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在合適的范圍之內(nèi)。

所述控制系統(tǒng)，是指控制整個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)的工作，包括太陽(yáng)能聚集裝置中太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)控制、太陽(yáng)光發(fā)射鏡焦點(diǎn)位置調(diào)整、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)輔助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、傳感器信號(hào)處理、無(wú)機(jī)可燃物或有機(jī)可燃物燃料量調(diào)整、生產(chǎn)生活余熱的溫度調(diào)整、系統(tǒng)故障報(bào)警、系統(tǒng)工作狀態(tài)提示等功能。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)采用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)工作，具有燃料來(lái)源廣、噪音低、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、環(huán)境污染小、綜合成本低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；

2)直接利用太陽(yáng)光的熱量使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)為充氣式增氧機(jī)提供動(dòng)力，避免了太陽(yáng)能電池板發(fā)電后再驅(qū)動(dòng)增氧機(jī)工作的光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，與后者相比提高太陽(yáng)光的能量利用率2.5～3倍；一般陽(yáng)光越好時(shí)，池塘增氧越需要大功率作業(yè)，而此時(shí)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)因太陽(yáng)能聚集溫度較高，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度也越快，可實(shí)現(xiàn)與增氧作業(yè)需求間的良好適配性；

3)可采用太陽(yáng)能光熱、無(wú)機(jī)可燃物或有機(jī)可燃物的燃燒熱、生產(chǎn)生活余熱來(lái)共同使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)工作，具有很好的多種類型能源互補(bǔ)性，可滿足增氧機(jī)在不同季節(jié)、多種氣候條件下的作業(yè)需求；

4)以多種能源作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源，具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，可不必需要外部電源，避免了長(zhǎng)距離的輸配電網(wǎng)建設(shè)，節(jié)省了投資；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程噪音低，有利于水產(chǎn)品的養(yǎng)殖，而且充氣式增氧機(jī)能使水體上下平緩地溶氧，不損傷水產(chǎn)品身體，特別適合魚蝦苗池的增氧使用；

5)通過(guò)設(shè)置斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)輔助啟動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)速裝置及整體控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)在較低熱源溫度下的啟動(dòng)運(yùn)行，并能實(shí)現(xiàn)在安全運(yùn)行區(qū)間下的狀態(tài)調(diào)整，延長(zhǎng)裝置的使用壽命。

附圖說(shuō)明

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)類型有很多，主要有α型、β型和γ型等三種，以及依上述三種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)變換而來(lái)的多種變異結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所指斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是指斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的所有類型，包括多缸形式。為了更形象地闡述此發(fā)明中斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)的工作過(guò)程，附圖中僅選用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的一種形式。同樣，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)僅為最佳示出，可對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定變型。

圖1是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)俯視圖

圖2是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)正視圖

圖3是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)a處的向視圖

圖4是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)b處放大圖

圖5是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4聯(lián)合加熱系統(tǒng)

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的工作過(guò)程作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1、3所示，本發(fā)明包括底座3，底座3上設(shè)有斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻缸5，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4與太陽(yáng)能聚集裝置17位置匹配，即加熱缸4布置在太陽(yáng)能聚集裝置17的焦點(diǎn)前后；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4連接第一連桿2，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻缸5連接第二連桿6，第一連桿2連接大飛輪1，大飛輪1連接主齒輪10，第二連桿6連接小飛輪15，小飛輪15連接副齒輪14，主齒輪10和副齒輪14相互嚙合，副齒輪14連接增氧機(jī)7，作為增氧機(jī)7的動(dòng)力輸入，增氧機(jī)7上連接供氣管道22。在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4下部設(shè)有固體或液體燃料補(bǔ)燃料倉(cāng)19，在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4相應(yīng)位置設(shè)有與之匹配的燃?xì)鈬娮?0。

如圖2、4所示，還包括發(fā)電機(jī)11、蓄電裝置8和小齒輪16，小齒輪16與副齒輪14嚙合，帶動(dòng)發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，并將電力儲(chǔ)存在蓄電裝置8內(nèi)。

如圖5所示，還設(shè)有太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)18，驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能聚集裝置17的動(dòng)作，使聚光鏡的軸線對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，反射鏡始終與太陽(yáng)保持一個(gè)最佳角度，最大效率地采集太陽(yáng)光的能量。

在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4設(shè)有余熱換熱裝置。

在所示圖中，飛大輪1、主齒輪10、電動(dòng)機(jī)9、小飛輪15安裝在同一根軸的，即電機(jī)主軸。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4、第一連桿2、大飛輪1、小飛輪15、第二連桿6、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻缸5組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)和充氣式增氧機(jī)工作。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)加熱缸4可采用耐高溫的不銹鋼或陶瓷材料，可以承受超過(guò)較高的熱源溫度且不易變形生銹，避免了因加熱缸長(zhǎng)期溫度過(guò)高引起變形而導(dǎo)致不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的工質(zhì)氣體可選用氫或氦，高壓下具有較強(qiáng)的傳熱能力。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻缸5外表面布置散熱肋片，強(qiáng)化散熱，提高斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)工作主軸上的主齒輪10與副齒輪14、小齒輪16嚙合在一起，當(dāng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主齒輪10及副齒輪14、小齒輪16轉(zhuǎn)動(dòng)，其中副齒輪14與充氣式增氧機(jī)7在同一根輸出軸上，小齒輪16與發(fā)電機(jī)11在同一根軸上，因此當(dāng)主齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)11及充氣式增氧機(jī)7工作。通過(guò)發(fā)電機(jī)11發(fā)電，把電能儲(chǔ)存在蓄電裝置8里面。測(cè)速裝置13可以測(cè)量副齒輪的轉(zhuǎn)速，將測(cè)量信號(hào)反饋到控制系統(tǒng)12，依此判斷斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。充氣式增氧機(jī)7是柱塞泵式的，當(dāng)副齒輪14帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，充氣式增氧機(jī)7會(huì)向通入池塘水內(nèi)的管道注入空氣，通過(guò)水底的微孔管道或者濾芯，排出微小氣泡，為池塘水體提供氧氣。另外在增氧過(guò)程中還可以把池塘底層的腐殖質(zhì)、糞便攪動(dòng)，加速糞便的分解，給魚群提供一個(gè)清潔的生存環(huán)境。

在陰雨天或夜晚，蓄電裝置8可以保證電動(dòng)機(jī)9帶動(dòng)充氣式增氧機(jī)7在無(wú)外熱源的情況下能夠達(dá)到10小時(shí)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為池塘提供增氧作業(yè)，避免池塘因氧氣含量過(guò)低，導(dǎo)致魚群“翹頭”的現(xiàn)象發(fā)生，為魚群提供一個(gè)舒適的環(huán)境。

整個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用模塊化設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)12有自檢功能，可以將傳感器的測(cè)量信號(hào)反饋到操作界面，操作者可以根據(jù)指示燈來(lái)判斷裝置部件是否發(fā)生損壞，便于操作者對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和維修。

實(shí)施例2

在我國(guó)某西部偏遠(yuǎn)缺電地區(qū)，使用本發(fā)明為魚類養(yǎng)殖池塘增氧作業(yè)，其中斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)采用太陽(yáng)能的光熱和農(nóng)作物秸稈燃燒熱量作為熱源。為簡(jiǎn)化裝置、降低成本，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)不設(shè)置電動(dòng)機(jī)9、齒輪測(cè)速裝置13和發(fā)電機(jī)11，太陽(yáng)能聚集裝置17選用槽式拋物面反射鏡，控制系統(tǒng)僅有太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)18的控制功能，其中太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)18由可更換的蓄電裝置8提供電力。

當(dāng)太陽(yáng)光照條件達(dá)到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)要求時(shí)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)進(jìn)行增氧作業(yè)，太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)18保證太陽(yáng)能聚集裝置17追蹤太陽(yáng)的軌跡，為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)提供太陽(yáng)能。當(dāng)太陽(yáng)光照不足或者陰天下雨、夜晚時(shí)，由人工點(diǎn)燃置于補(bǔ)燃料倉(cāng)19的農(nóng)作物秸稈，燃燒產(chǎn)生熱量作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱源，從而保證斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)能夠正常作業(yè)。

實(shí)施例3

某池塘采用本發(fā)明為水產(chǎn)品養(yǎng)殖池塘進(jìn)行增氧作業(yè)，且該池塘附近建有家用沼氣池，沼氣池到本發(fā)明間有沼氣管道，因此可利用沼氣燃燒熱作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱源。本發(fā)明裝置有太陽(yáng)能聚集裝置、沼氣補(bǔ)燃裝置，沼氣管道上設(shè)有電動(dòng)閥門，當(dāng)需要進(jìn)行沼氣補(bǔ)燃時(shí)開啟電動(dòng)閥門，用電子打火方式點(diǎn)燃沼氣，從而為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱源。為了簡(jiǎn)化裝置、降低設(shè)備成本，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)同樣不設(shè)置電動(dòng)機(jī)9、齒輪測(cè)速裝置13和發(fā)電機(jī)11，太陽(yáng)能聚集裝置17選用碟式旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡，控制系統(tǒng)僅有太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)18的控制功能，其中太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)18由可更換的蓄電裝置8提供電力。

當(dāng)太陽(yáng)光照條件達(dá)到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)要求時(shí)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)進(jìn)行增氧作業(yè)，太陽(yáng)跟蹤機(jī)構(gòu)18保證太陽(yáng)能聚集裝置17追蹤太陽(yáng)的軌跡，為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)提供太陽(yáng)能。當(dāng)太陽(yáng)光照不足或者夜晚時(shí)，開啟沼氣管道的電動(dòng)閥門，利用電子打火方式點(diǎn)燃沼氣，燃燒產(chǎn)生熱量作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱源，從而保證斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)仍能夠正常作業(yè)。

實(shí)施例4

某池塘靠近工業(yè)園區(qū)，如毗鄰化工、水泥、鋼鐵、熱電、陶瓷、有色金屬、造紙或玻璃制造等企業(yè)，在生產(chǎn)中會(huì)有如高爐氣、焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣、煉油氣、紙漿黑液等可燃物質(zhì)產(chǎn)出，并排放100～350℃的中低溫?zé)煔狻１景l(fā)明裝置有太陽(yáng)能聚集裝置、固體或液體燃料補(bǔ)燃料倉(cāng)19、燃?xì)庋a(bǔ)燃裝置、余熱換熱裝置21。燃?xì)夤艿郎显O(shè)有電動(dòng)閥門，當(dāng)需要進(jìn)行燃?xì)庋a(bǔ)燃時(shí)開啟電動(dòng)閥門，用電子打火方式點(diǎn)燃從而為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱源。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)設(shè)置蓄電裝置8、電動(dòng)機(jī)9、發(fā)電機(jī)11，太陽(yáng)能聚集裝置17選用菲涅爾原理反射鏡。

當(dāng)太陽(yáng)光照條件達(dá)到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)要求時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，蓄電裝置8能夠使電動(dòng)機(jī)9提供暫時(shí)動(dòng)力，輔助斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)進(jìn)行增氧作業(yè)。當(dāng)太陽(yáng)光照不足或者陰天下雨、夜晚時(shí)，可利用100～350℃的中低溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)余熱換熱裝置21為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱源。若該熱源仍無(wú)法滿足斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作需要，開啟燃?xì)夤艿赖碾妱?dòng)閥門，利用電子打火方式點(diǎn)燃可燃?xì)怏w，如高爐氣、焦?fàn)t氣、轉(zhuǎn)爐氣、煉油氣等，燃燒產(chǎn)生熱量作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱源?；蛘唿c(diǎn)燃補(bǔ)燃料倉(cāng)19內(nèi)的固體或液體燃料，如造紙黑液，通過(guò)燃燒產(chǎn)生熱量作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱源，保證斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)系統(tǒng)能夠正常作業(yè)。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)充氣式增氧機(jī)工作工程中，可同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)11進(jìn)行發(fā)電，將多余電力儲(chǔ)存在蓄電裝置8內(nèi)。