直接利用风能曝气增氧系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种直接利用风能曝气增氧系统，包括叶片、传动轴、齿轮箱、旋转轴、空压机、储气罐、曝气装置，所述齿轮箱输入端通过传动轴连接叶片，输出端通过旋转轴连接空压机，叶片通过传动轴、齿轮箱、旋转轴带动空压机压缩空气；空压机连接储气罐，将压缩空气存储在储气罐内，储气罐连接曝气装置，使压缩空气通过曝气装置进入水中。该系统直接利用风能，避免了能量间的多次转换，提高风能利用率；使用曝气软管从水底曝气，增氧均匀、效果好；高压空气经由储气罐进入曝气装置，有效解决了风能利用的不稳定性问题；可维持水中氧气含量稳定，节省人工成本；可集群化发展，适应范围广阔。
【专利说明】
直接利用风能曝气増氧系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种城市污水处理和饮用自来水厂水处理的曝气增氧系统，尤其是一种直接利用风能曝气增氧系统。
【背景技术】
[0002]风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，而我国是季风盛行的国家，风能资源量大面广，因此开发利用风能有着十分重要的意义。
[0003]大量的城市污水处理和饮用自来水厂水处理过程都需要曝气增氧技术。自来水厂用于曝气的罗茨风力机能耗占厂总能耗的80%?90%。而一般这类厂址多在郊区，风受城市建筑影响较小加之风能直接利用对风质量要求不高，风力曝气增氧技术将在这些领域发挥重要作用。
[0004]近几年对于风能利用装置的研究设计层出不穷，在利用风能曝气增氧方面也已经取得了一些显著的研究成果。申请号为201310659508.8，公布号为CN104692520A的发明公开了一种新型风能曝气装置，在风能推动下，自助力风扇旋转，带动连接轴的搅拌桨对水进行搅拌，使水和空气混合增加水的溶解氧。此装置在水中的搅拌器易受水流影响，而且水体较深时增氧效果不理想。
[0005]申请号为CN201220192084，公开号为CN202588099U的实用新型公开了一种利用风能的曝气增氧系统，通过风力发电机将风能转换为电能，并通过逆变器将转换的电能变成交流电，经稳压处理后输出到鼓风机进行曝气增氧。这种方法经过风能-电能-机械能的两次转换，降低了风能利用率。
【发明内容】
[0006]本发明是要提供一种直接利用风能曝气增氧系统，该系统直接利用风能，避免了能量间的多次转换，提高风能利用率;使用曝气软管从水底曝气，增氧均匀、效果好;高压空气经由储气罐进入曝气装置，有效解决了风能利用的不稳定性问题。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种直接利用风能曝气增氧系统，包括叶片、传动轴、齿轮箱、旋转轴、空压机、储气罐、曝气装置，所述齿轮箱输入端通过传动轴连接叶片，输出端通过旋转轴连接空压机，叶片通过传动轴、齿轮箱、旋转轴带动空压机压缩空气；空压机连接储气罐，将压缩空气存储在储气罐内，储气罐连接曝气装置，使压缩空气通过曝气装置进入水中。
[0008]所述叶片(I)为三叶片升力型垂直轴风力机的叶片。所述齿轮箱为换向和变速齿轮箱。所述空压机为螺杆式空压机。所述空压机与储气罐之间连接有安全阀，当空压机产生的空气压强大于储气罐中气压时，安全阀自动打开，空气进入储气罐中储存；当空压机产生的空气压强低于储气罐中气压时，安全阀自动关闭，用于防止高压气体回流破坏空压机。所述曝气装置为一系列并连在储气罐出气口的软管，当曝气时，软管膨胀，当停止曝气时，软管受静水压力作用被压扁;所述软管周围分布出气孔，出气孔为狭长的细缝。
[0009]本发明的有益效果是:
通过垂直轴风力机转动，传动轴依次通过换向和变速齿轮，带动空压机压缩空气存储至储气罐，然后压缩空气通过曝气管进入水中，达到均匀、迅速增氧的目的。同时在水中设置测氧传感器，根据氧气含量自动控制储气罐排气阀门开关，维持水中所需氧气含量。
[0010]该系统直接利用风能，避免了能量间的多次转换，提高风能利用率;使用曝气软管从水底曝气，增氧均匀、效果好;高压空气经由储气罐进入曝气装置，有效解决了风能利用的不稳定性问题;可维持水中氧气含量稳定，节省人工成本;可集群化发展，适应范围广阔。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的直接利用风能曝气增氧系统示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0013]如图1所示，本发明的直接利用风能曝气增氧系统，包括叶片1、传动轴2、塔架3、齿轮箱4、旋转轴5、空压机6、安全阀7、储气罐8、排气阀9、曝气装置1。
[0014]齿轮箱4输入端通过传动轴2连接叶片I，输出端通过旋转轴5连接空压机6，叶片I通过传动轴、齿轮箱、旋转轴带动空压机压缩空气；空压机6连接储气罐8，将压缩空气存储在储气罐内，储气罐8连接曝气装置10，使压缩空气通过曝气装置10进入水中。叶片I为三叶片升力型垂直轴风力机的叶片。齿轮箱4为换向和变速齿轮箱，空压机6为螺杆式空压机，空压机6与储气罐8之间连接有安全阀7。
[0015]风力机转动后，传动轴2依次通过齿轮箱4中的换向和转速齿轮，带动空压机6旋转轴转动，压缩空气产生高压气体。若此气体压力大于储气罐8中气压，安全阀7自动打开，空气进入储气罐8储存，若小于储气罐8中气压，安全阀7自动关闭，防止高压气体倒流破坏空压机装置。当水中的传感器监测到水中氧气含量低于所需氧气最小值时，储气罐8排气阀9打开，系统开始曝气，当达到所需氧气最大值时，排气阀9关闭，系统停止曝气。
[0016]曝气装置10为一系列并连在储气罐出气口的软管，当曝气时，软管膨胀，当停止曝气时，软管受静水压力作用被压扁；软管周围分布出气孔，出气孔为狭长的细缝。曝气装置10可根据工程规模、原水水质、曝气程度及处理工艺流程等选定，可替代曝气软管实现本发明。
【主权项】
1.一种直接利用风能曝气增氧系统，包括叶片(1)、传动轴(2)、齿轮箱(4)、旋转轴(5)、空压机(6)、储气罐(8)、曝气装置(10)，其特征在于:所述齿轮箱(4)输入端通过传动轴(2)连接叶片(I)，输出端通过旋转轴(5)连接空压机(6)，叶片(I)通过传动轴(2)、齿轮箱(4)、旋转轴带动空压机(6)压缩空气；空压机(6)连接储气罐(8)，将压缩空气存储在储气罐(8)内，储气罐(8)连接曝气装置(10)，使压缩空气通过曝气装置(10)进入水中。2.根据权利要求书I所述的直接利用风能曝气增氧系统，其特征在于:所述叶片(I)为三叶片升力型垂直轴风力机的叶片。3.根据权利要求1所述的直接利用风能曝气增氧系统，其特征在于:所述齿轮箱(4)为换向和变速齿轮箱。4.根据权利要求1所述的直接利用风能曝气增氧系统，其特征在于:所述空压机(6)为螺杆式空压机。5.根据权利要求1所述的直接利用风能曝气增氧系统，其特征在于:所述空压机(6)与储气罐(8)之间连接有安全阀(7)，当空压机(6)产生的空气压强大于储气罐(8)中气压时，安全阀(7)自动打开，空气进入储气罐(8)中储存；当空压机(6)产生的空气压强低于储气罐(8)中气压时，安全阀(7)自动关闭，用于防止高压气体回流破坏空压机。6.根据权利要求1所述的直接利用风能曝气增氧系统，其特征在于:所述曝气装置(10)为一系列并连在储气罐(8)出气口的软管，当曝气时，软管膨胀，当停止曝气时，软管受静水压力作用被压扁;所述软管周围分布出气孔，出气孔为狭长的细缝。
【文档编号】C02F7/00GK105923798SQ201610406355
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】张楠, 李春, 王东华, 袁全勇, 王渊博, 丁勤卫, 杨阳
【申请人】上海理工大学