TWI678150B - 增氧水車用的葉輪 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種增氧水車用的葉輪,包括一個輪轂以及非放射狀地設置在輪轂外周圍的複數個葉片,各葉片包括一個第一部份以及一個第二部份,各葉片進一步包括形成在第一部份上的一個導管,導管界定提供空氣與水流通的一個通道,如此葉輪運轉時,導管將水面上的空氣帶入水面下並且被水壓與離心力作用擠出形成數量眾多的小氣泡,並且在葉片脫離水面時導管也會將水帶離水面,並且因離心力作用將導管內的水甩出與空氣接觸後再落入水中,使得水的含氧量得以增加。
Description
本發明係關於一種增氧水車用的葉輪,尤指一種設置在漁業的養殖池中用來增加池水含氧量的水車所使用的葉輪。
有一種已知的人工飼養的漁業養殖池(例如魚塭),主要是在地面上設置封閉的大型凹槽,並且在凹槽中積蓄池水,進一步將要飼養的水族(例如魚、蝦)放置在池水中飼養,由於這種漁業養殖池的池水沒有流動,因此需要使用一種已知的增氧水車保持養殖池的池水含氧量在適合養殖的範圍內。
所述的增氧水車透過一個電動馬達帶動一個轉軸轉動,進一步結合在轉軸兩端的兩個葉輪轉動而擾動池水,使得池水與有更多的接觸,並且在池水中產生氣泡,進一步使得池水內的含氧量得以增加至所養殖的水族可以順利存活的程度。所述增氧水車主要靠著葉輪轉動而達到提高池水含氧量的效果,然而傳統的葉輪設計雖然能夠增加池水的含氧量,但其效率並不佳,也就是說,傳統的葉輪轉動時能在水中產生的氣泡數量並不夠多,因此增氧水車需要較長時間的運作,才能使得池水保持在含氧量足夠的狀態,再者,由於傳統葉輪在水中產生的氣泡不夠多,因此池水含氧量較高的區域較狹小(以葉輪為中心向外擴散的範圍太小),如此也不利於養殖。
為解決此問題,本發明提供一種增氧水車用的葉輪包括:一個輪轂,包括用來與一轉軸結合的一個軸部,複數個葉片,分別設置在輪轂的外周圍,各葉片包括一個第一部份以及與第一部份形成一個第一夾角的一個第二部份,所述第一部份包括一個第一表面與一個第二表面,所述第一部份相對軸部所界定的一個樞轉軸線形成非相互垂直的一個第二夾角,第二部份相對軸部界定的樞轉軸線形成一個第三夾角,此外第二部份包括貫穿狀的複數個透孔,各葉片進一步包括形成在第一部份的第二表面上的一個導管,導管界定提供空氣與水流通的一個通道。
本發明的葉輪透過個葉片上設置導管,能夠快速且有效率地將水面上的空氣帶到水面下,並且在水面下因離心力與水壓作用將導管的通道內的空氣擠出產生數量眾多的氣泡,有效地增加水的含氧量,此外導管也能將水帶離水面後利用離心力作用噴濺至空氣中,可以增加水接觸空氣的面積,並且脫離水面的水落入水面也會產生水花也能增加水接觸空氣的面積,如此能夠有效地增加水的含氧量。
其中各葉片進一步包括遠離輪轂的一個外端以及與輪轂結合的一個內端,所述導管與外端朝向內端的方向平行且介於外端與內端之間。
其中各葉片進一步包括遠離輪轂的一個外端以及與輪轂結合的一個內端,所述第二部份與第一部份之間的第一夾角介於115
。~90
。,所述第二部份進一步包括由內端朝外端延伸但與外端隔開的一個缺口,使得第二部份形成三角形,所述第一部份相對軸部所界定的一個樞轉軸線形成非相互垂直的一個第二夾角,第二部份相對軸部界定的樞轉軸線形成一個第三夾角,第二夾角介於50
。~60
。,第二夾角較佳為60
。,第三夾角較佳為介於30
。~45
。,第三夾角較佳為33
。。
發明的葉輪的第一部份與軸部界定的樞轉軸線形成非垂直的夾角,並且第二部份與軸部界定的樞轉軸線形成夾角,如此可以減少個葉片在水中移動的阻力同時兼具使水產生對流的效果,使得含氧量較高的水能夠以葉輪為中心向外擴散,此外第二部分的透孔提供水通過,使得第二部份在水中移動時也能產生氣泡。
其中各葉片相對輪轂為非放射狀地排列。
其中所述輪轂包括圓形片狀的一個第一片材以及圓形片狀的一個第二片材,所述第一片材包括形成在中央的一個第一軸孔,第一片材進一步包括由外周緣非徑向往靠近第一軸孔方向延伸且與第一軸孔隔開的複數個第一槽,第二片材包括與第一軸孔排列成一直線的一個第二軸孔,第二片材進一步包括由外周緣非徑向往靠近第二軸孔方向延伸且與第二軸孔隔開的複數個第二槽,每一個第一槽搭配偏位一小角度的一個第二槽共同形成數量與複數個葉片相同的且為階狀的複數個輪轂結合部,所述複數個葉片各自包括形成在一內端的一個葉片結合部,複數個葉片各自的葉片結合部與對應的一個輪轂結合部結合,使得各葉片的第一部份相對軸部所界定的樞轉軸線形成非相互垂直的第二夾角,所述軸部與第一及第二軸孔結合。
其中所述的葉輪也可以包括一個定位柱,所述第一片材進一步包括形成在第一軸孔外側且與各第一槽隔開的一個第一定位孔,所述第二片材進一步包括形成在第二軸孔外側且與各第二槽隔開的一個第二定位孔,所述定位柱結合在第一與第二定位孔中。
其中所述第一部份為沒有孔洞的平整壁面。
本發明進一步提供另一實施例的增氧水車用的葉輪,包括:一個輪轂,包括用來與一轉軸結合的一個軸部,複數個葉片,分別設置在輪轂的外周圍,各葉片包括一個外端以及與輪轂結合的一個內端,各葉片進一步包括一個第一部份以及與第一部份形成一個第一夾角的一個第二部份,此外第二部份包括貫穿狀的複數個透孔,各葉片進一步包括形成在第一部份上的一個導管,導管界定出平行於外端延伸至內端B的方向並提供空氣與水流通的一個通道。
其中所述第二部份進一步包括由內端朝外端延伸但與外端隔開的一個缺口,使得第二部份形成三角形。
其中所述第一部份為沒有孔洞的平整壁面。
在配合圖式說明本發明的說明性實施例的詳細說明之下將可更清楚瞭解本發明。
本發明所述的葉輪安裝在用於漁業養殖池內的一種增氧水車上(每一台增氧水車可能包括兩個葉輪),本發明所述的葉輪10轉動時能夠用來攪動養殖池的池水中的含氧量,所述葉輪10包括一個輪轂20以及與輪轂20結合的複數個葉片26(如第1、2圖所示),參閱第1圖所示,所述輪轂20包括一個第一片材21以及一個第二片材23,輪轂20進一步包括結合在第一與第二片材21、23之間的一個中間片材25,其中第一片材21包括形成在中央的一個第一軸孔21A以及由外周緣非徑向往靠近第一軸孔21A方向延伸且與第一軸孔21A隔開的複數個第一槽21B,第一片材21進一步包括形成在第一軸孔21A外周圍且與各第一槽21B隔開的三個第一定位孔21C。
所述第二片材23包括形成在中央的一個第二軸孔23A以及由外周緣非徑向往靠近第二軸孔23A方向延伸且與第二軸孔23A隔開的複數個第二槽23B,第二片材23進一步包括形成在第二軸孔23A外周圍且與各第二槽23B隔開的三個第二定位孔23C。
所述中間片材25包括形成在中央的一個中間軸孔25A以及由外周緣非徑向往靠近中間軸孔25A方向延伸且與中間軸孔25A隔開的複數個中間槽25B,中間片材25進一步包括形成在中間軸孔25A外周圍且與各中間槽25B隔開的三個中間定位孔25C。
所述第一片材21與第二片材23分別貼靠在中間片材25的兩側面,第一軸孔21A、第二軸孔23A與中間軸孔25A排列成一直線,並且每一個第一定位孔21C與對應的一個第二定位孔23C以及一個中間定位孔25C排列成一直線,三個定位柱27分別結合在排列成一直線的第一定位孔21C、第二定位孔23C與中間定位孔25C中,如此第一片材21、第二片材23以及中間片材25各自繞葉輪10的樞轉軸線的圓周方向的位置被固定,使得所述的每一個第一槽21B分別搭配偏位一小角度(繞葉輪10樞轉軸線的圓周方向偏位一小角度)一個第二槽23B以及偏位一小角度(繞葉輪10樞轉軸線的圓周方向偏位一小角度)一個中間槽25B共同組成一個輪轂結合部20A,如此輪轂20包括截面為階狀的複數個輪轂結合部20A(圖式以五個為實施例)。
輪轂20進一步包括與第一軸孔21A、第二軸孔23A以及中間軸孔25A結合的一個軸部24,所述各輪轂結合部20A相對軸部24呈現非放射狀的排列(延伸方向沒有通過樞轉軸線)。
所述複數個葉片26的數量與輪轂20的輪轂結合部20A的數量相等,各葉片26包括一個外端26A以及與外端26A隔開的一個內端26B,各葉片26進一步包括由外端26A延伸至內端26B且為沒有孔洞的平整壁面的一個第一部份28以及與第一部份28形成一個第一夾角A1的一個第二部份30,所述第一部份28包括一個第一表面32與一個第二表面34以及介於第一與第二表面32、34之間的一個第一切水邊36,此外所述第一夾角A1的角度介於115
。~90
。,較佳第一夾角A1為90
。(如第4圖所示)。
各葉片26的第二部份30進一步包括從內端26B朝外端26A延伸但與外端26A隔開的一個缺口42,使得各葉片26的第二部份30形成三角形,此外第二部份30包括貫穿狀的複數個透孔40以及與第一切水邊36位於同一側的一個第二切水邊38,各葉片26進一步包括形成在第一部份28的第二表面34上的一個導管46,參閱第3、5、6圖所示,導管46界定出平行於外端26A延伸至內端26B的方向並提供空氣與水流通的一個通道48,所述各葉片26的導管46介於外端26A與內端26B之間,此外,各葉片26進一步包括形成在內端26B由缺槽構成的一個葉片結合部44。
所述各葉片26的葉片結合部44分別與輪轂20對應的一個輪轂結合部20A嵌合,參閱第4圖所示,所述各輪轂結合部20A的截面為階狀,因而各葉片26的葉片結合部44與輪轂結合部20A嵌合時,使得各葉片26的第一部份28相對軸部24所界定的一個樞轉軸線形成非相互垂直的一個第二夾角A2,第二部份30相對軸部24界定的樞轉軸線形成一個第三夾角A3,第二夾角A2介於50
。~60
。,第二夾角A2較佳為60
。,第三夾角A3較佳為介於30
。~45
。,第三夾角A3較佳為33
。,並且因為各輪轂結合部20A相對軸部24為非放射狀的排列,因而各葉片26相對於軸部24也呈非放射狀地排列(如第3、5、7圖所示)。
所述的葉輪10的軸部24係用來與增氧水車的一轉軸結合(轉軸的兩端個安裝一個葉輪),參閱第5所示,所述的葉輪10的一部分葉片26位於養殖池51的水面下,剩餘的一部份葉片26位於養殖池51的水面上,假設所述增氧水車的轉軸沒有轉動,如此位於水面上的各葉片26的通道48內充滿空氣50,而位於水面下的各葉片26的通道48內則充滿池水52(通道內的水)。
假設增氧水車運轉,轉軸連動葉輪10轉動(以第6圖的方向觀察為順時針轉動,第7圖的方向觀察為逆時針轉動),因著葉輪10轉動,位於養殖池51水面上的各葉片26的第一切水邊36最先接觸養殖池51的池水(如第7圖所示),隨後為第二切水邊38接觸養殖池51的池水,因為各葉片26的第一部份28與軸部24所界定的樞轉軸線之間形成第二夾角A2且第二部份30與軸部24所界定的樞轉軸線之間形成第三夾角A3,因而各葉片26進入養殖池51的水面下時不會產生太大的阻力,在各葉片26從養殖池51的水面上進入水面下時會造成養殖池51的池水被濺起,如此增加養殖池51的池水接觸空氣的面積,進一步本來位於水面上充滿空氣50的通道48進入水面下之後,通道48內的空氣受到水壓與離心力作用逐漸地被擠出導管46的通道48外,如第6圖所示,導管46一開始進入養殖池51的水面下時的空氣50較多,而當葉片26越靠近離開養殖池51水面的位置時,導管46的通道48內的空氣50就越少而且通道內的水52越多,直至位於養殖池51水面下的導管46的通道48內都充滿池水,這些被擠出通道48外側的空氣在養殖池51中形成數量眾多的氣泡(因為葉輪是快速轉動)。
參閱第7圖所示,所述各葉片26進入養殖池51的水面下時,第一部份28與第二部份30攪動池水,使得養殖池51的池水產生對流,並且因為第二部份30設置的複數透孔40允許池水流通,如此造成養殖池51的池水產生對流同時產生氣泡(體積較導管46產生的氣泡大)。
當各葉片26從養殖池51的水面下樞轉脫離至養殖池51的水面上時,本來充滿在通道內的水52因為旋轉的離心力作用而向通道48外沿著葉輪10轉動的切線方向噴濺,如此造成空氣再次被吸入導管46的通道48中,參閱第6圖所示,在葉片26剛脫離養殖池51的水面時,所述導管46的通道48內的水52只有少部分被甩出(標號54為被甩出的水),隨著脫離養殖池51的水面上的葉片26逐漸樞轉再次靠近養殖池51的水面的過程,通道內的水52容量減少(因離心力而被甩出)但空氣50的容量增加,使得要再次進入養殖池51水面下之前的葉片26的通道48內再次充滿空氣,如此不斷地循環,使得各葉片26利用導管46將養殖池51外部的空氣帶入養殖池51的水面下。
需特別說明的是,所述被甩出的水54接觸到空氣之後進一步再落入養殖池51內,而且被甩出的水54掉落至養殖池51的水面時,會進一步使養殖池51的水面濺起水花,這些水花也會與空氣接觸,如此也能有效地增加養殖池51的池水的含氧量,如此循環,各葉片26擾動養殖池51的池水使之產生對流、噴濺與水花,增加養殖池51的池水接觸空氣的面積,造成充足含氧量的池水因為對流而擴散成較大的範圍。
本發明的葉輪10透過個葉片26上設置導管46,能夠快速且有效率地將水面上的空氣帶到水面下,並且在水面下因離心力與水壓作用將導管46的通道48內的空氣50擠出產生數量眾多的氣泡,有效地增加水的含氧量,此外導管46也能將水帶離水面後利用離心力作用噴濺至空氣中,可以增加水接觸空氣的面積,並且脫離水面的水落入水面也會產生水花也能增加水接觸空氣的面積,如此能夠有效地增加水的含氧量。
本發明的葉輪10的第一部份28與軸部24界定的樞轉軸線形成非垂直的夾角,並且第二部份30與軸部24界定的樞轉軸線形成夾角,如此可以減少個葉片26在水中移動的阻力同時兼具使水產生對流的效果,使得含氧量較高的水能夠以葉輪10為中心向外擴散,此外第二部分的透孔40提供水通過,使得第二部份30在水中移動時也能產生氣泡。
本發明的基本教導已加以說明,對具有本領域通常技能的人而言,許多延伸和變化將是顯而易知者。舉例言之,所述輪轂20可以不包括中間片材25,在這樣的狀態下,輪轂20的第一與第二片材21、23相互結合能然可以構成輪轂20。或者,所述各葉片26的第二部份30可以不包括缺口42,在這樣的狀態下,各葉片26在水中移動的阻力雖然會增加,但仍然不影響葉輪10轉動時產生數量眾多氣泡的功能使池水含氧量有效增加的效果。
由於說明書揭示的本發明可在未脫離本發明精神或大體特徵的其它特定形式來實施,且這些特定形式的一些形式已經被指出,所以,說明書揭示的實施例應視為舉例說明而非限制。本發明的範圍是由所附的申請專利範圍界定,而不是由上述說明所界定,對於落入申請專利範圍的均等意義與範圍的所有改變仍將包含在其範圍之內。
10‧‧‧葉輪
20‧‧‧輪轂
20A‧‧‧輪轂結合部
21‧‧‧第一片材
21A‧‧‧第一軸孔
21B‧‧‧第一槽
21C‧‧‧第一定位孔
23‧‧‧第二片材
23A‧‧‧第二軸孔
23B‧‧‧第二槽
23C‧‧‧第二定位孔
24‧‧‧軸部
25‧‧‧中間片材
25A‧‧‧中間軸孔
25B‧‧‧中間槽
25C‧‧‧中間定位孔
26‧‧‧葉片
26A‧‧‧外端
26B‧‧‧內端
27‧‧‧定位柱
28‧‧‧第一部份
30‧‧‧第二部份
32‧‧‧第一表面
34‧‧‧第二表面
36‧‧‧第一切水邊
38‧‧‧第二切水邊
40‧‧‧透孔
42‧‧‧缺口
44‧‧‧葉片結合部
46‧‧‧導管
48‧‧‧通道
50‧‧‧空氣
51‧‧‧養殖池
52‧‧‧通道內的水
54‧‧‧甩出的水
A1‧‧‧第一夾角
A2‧‧‧第二夾角
A3‧‧‧第三夾角
第1圖為本發明增氧水車用的葉輪的輪轂的立體分解圖。
第2圖為本發明增氧水車用的葉輪的立體分解圖。
第3圖為本發明增氧水車用的葉輪另一角度的立體組合圖。
第4圖為本發明增氧水車用的葉輪的俯視圖。
第5圖為本發明增氧水車用的葉輪停止運轉的狀態圖。
第6圖為本發明增氧水車用的葉輪運轉的狀態圖。
第7圖為本發明增氧水車用的葉輪運轉的另一角度的狀態圖。
所有圖式係僅便於解釋基本教導而已,圖式中將對構成說明用實施例之元件的數目、位置、關係、及尺寸之延伸將有所說明或在閱讀及了解以下描述後屬於業界技能。另外,在閱讀及了解以下描述後,配合特定力量、重量、強度、及類似要求之精確尺寸及尺寸比例之改變亦屬業界技能。
在不同圖式中係以相同標號來標示相同或類似元件;另外請了解文中諸如“頂部”、“底部” 、“第一”、“第二”、“向前”、“向後”、“反向”、“前”、“後”、“高度”、“寛度”、“長度”、“端”、“側”、“水平”、“垂直”等等及類似用語係僅便於看圖者參考圖中構造以及僅用於幫助描述說明用實施例而已。
Claims (8)
- 一種增氧水車用的葉輪,包括:一個輪轂(20),包括用來與一轉軸結合的一個軸部(24);複數個葉片(26),分別設置在輪轂(20)的外周圍,各葉片(26)包括一個第一部份(28)以及與第一部份(28)形成一個第一夾角(A1)的一個第二部份(30),所述第一部份(28)包括一個第一表面(32)與一個第二表面(34),所述第一部份(28)相對軸部(24)所界定的一個樞轉軸線形成非相互垂直的一個第二夾角(A2),第二部份(30)相對軸部(24)界定的樞轉軸線形成一個第三夾角(A3),此外第二部份(30)包括貫穿狀的複數個透孔(40),各葉片(26)進一步包括形成在第一部份(28)的第二表面(34)上的一個導管(46),導管(46)界定提供空氣與水流通的一個通道(48);其中各葉片(26)進一步包括遠離輪轂(20)的一個外端(26A)以及與輪轂(20)結合的一個內端(26B),所述第二部份(30)與第一部份(28)之間的第一夾角(A1)介於115°~90°,所述第二部份(30)進一步包括由內端(26B)朝外端(26A)延伸但與外端(26A)隔開的一個缺口(42),使得第二部份(30)形成三角形,所述第一部份(28)相對軸部(24)所界定的一個樞轉軸線形成非相互垂直的一個第二夾角(A2),第二部份(30)相對軸部(24)界定的樞轉軸線形成一個第三夾角(A3),第二夾角(A2)介於50°~60°,第三夾角(A3)介於30°~45°。
- 如申請專利範圍第1項所述的增氧水車用的葉輪,其中各葉片(26)進一步包括遠離輪轂(20)的一個外端(26A)以及與輪轂(20)結合的一個內端(26B),所述導管(46)與外端(26A)朝向內端(26B)的方向平行且介於外端(26A)與內端(26B)之間。
- 如申請專利範圍第1項所述的增氧水車用的葉輪,其中各葉片(26)相對輪轂(20)為非放射狀地排列。
- 如申請專利範圍第3項所述的增氧水車用的葉輪,其中所述輪轂(20)包括圓形片狀的一個第一片材(21)以及圓形片狀的一個第二片材(23),所述第一片材(21)包括形成在中央的一個第一軸孔(21A),第一片材(21)進一步包括由外周緣非徑向往靠近第一軸孔(21A)方向延伸且與第一軸孔(21A)隔開的複數個第一槽(21B),第二片材(23)包括與第一軸孔(21A)排列成一直線的一個第二軸孔(23A),第二片材(23)進一步包括由外周緣非徑向往靠近第二軸孔(23A)方向延伸且與第二軸孔(23A)隔開的複數個第二槽(23B),每一個第一槽(21B)搭配偏位一小角度的一個第二槽(23B)共同形成數量與複數個葉片(26)相同的且為階狀的複數個輪轂結合部(20A),所述複數個葉片(26)各自包括形成在一內端(26B)的一個葉片結合部(44),複數個葉片(26)各自的葉片結合部(44)與對應的一個輪轂結合部(20A)結合,使得各葉片(26)的第一部份(28)相對軸部(24)所界定的樞轉軸線形成非相互垂直的第二夾角(A2),所述軸部(24)與第一及第二軸孔(21A)、(23A)結合。
- 如申請專利範圍第4項所述的增氧水車用的葉輪,進一步包括:一個定位柱(27),所述第一片材(21)進一步包括形成在第一軸孔(21A)外側且與各第一槽(21B)隔開的一個第一定位孔(21C),所述第二片材(23)進一步包括形成在第二軸孔(23A)外側且與各第二槽(23B)隔開的一個第二定位孔(23C),所述定位柱(27)結合在第一與第二定位孔(21C)、(23C)中。
- 如申請專利範圍第1項所述的增氧水車用的葉輪,其中所述第一部份(28)為沒有孔洞的平整壁面。
- 一種增氧水車用的葉輪,包括:一個輪轂(20),包括用來與一轉軸結合的一個軸部(24);複數個葉片(26),分別設置在輪轂(20)的外周圍,各葉片(26)包括一個外端(26A)以及與輪轂(20)結合的一個內端(26B),各葉片(26)進一步包括一個第一部份(28)以及與第一部份(28)形成一個第一夾角(A1)的一個第二部份(30),此外第二部份(30)包括貫穿狀的複數個透孔(40),各葉片(26)進一步包括形成在第一部份(28)上的一個導管(46),導管(46)界定出平行於外端(26A)延伸至內端(26B)的方向並提供空氣與水流通的一個通道(48);其中所述第二部份(30)進一步包括由內端(26B)朝外端(26A)延伸但與外端(26A)隔開的一個缺口(42),使得第二部份(30)形成三角形。
- 如申請專利範圍第7項所述的增氧水車用的葉輪,其中所述第一部份(28)為沒有孔洞的平整壁面。
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