一种风能自动除藻器及其除藻方法与流程

本发明涉及一种风能与除藻器的结合应用，尤其涉及一种风能自动除藻器与其除藻方法。

背景技术：

湖泊等景观水体过于平静、流动性差，附生性食藻类原生动物难以接触藻类，致使藻类繁殖的速度大于被捕食的速率，水体中藻类密度越来越大是水体富营养化的根源。藻类大量繁殖，覆盖水域阻碍了水体与空气的接触，致使水中溶解氧降低，引起水质恶化，水体发黑发臭、鱼类死亡，严重者对人类和其他动物产生毒性。湖泊等景观水体的富营养化，大大削弱了其生态环境效益和社会经济效益。

而环保治理需要有个长期过程，藻类繁殖对供水的影响应引起足够的重视。目前,治理藻类泛滥是当今国内外正在探索的难题，国内外诸多学者历经多年的辛勤摸索，总结了常用的机械捞藻法，在大规模除藻行动的开始阶段或除藻前的准备阶段，适当捞藻清理水面是必要的。但实践证明，用此法作为主要的应急治理是不科学的。主要原因是：1.水体中能捞取出的藻量微乎其微，与投入不成比例。使藻类的减少量少到可以忽略不计的程度。2.捞藻的速度远远比不上藻类的生长速度。3.大量浪费资金。用捞藻法花费大量人力物力，开支十分巨大。

基于风车发力发电等技术的应用具有良好的效益，本申请人开始研究一种风能自动除藻器，而关于风车位置的设置和原理是本研究的关键。关于风车的设置，专利文ZL200310100459.0公开了一种万向风车，由叶片、支架、转轴构成，它是用长木条钉成两个十字交叉的上下支架，再用薄木条做支承固定，在每一支架的木条顶部，横向固定木条，制成支架；用薄铁皮制成半圆筒8个，制成叶片，两两交叉固定在支架上，在上下支架打孔后，穿入转轴；由于叶片 为弧形，当叶片侧面迎风时，凹面流速基本不变，而凸面根据流体连接性原理，流速加快，造成叶片凹凸两面流速不同；根据伯努利方程，在同一流线上，动压强与静压强之和保持不变，因凸面流速加快，动压强增加，静压强减少，使叶片受压差作用而产生力，两叶片的合力，使叶片向凸面方向转动；当叶片凹面迎风时，风的动压强转变成静压强，从而转变成力，使叶片可以继续转动。该万向风车存在不能将来自不同风向的风能转化为动能，当叶片凸面迎风时，有一部分动压强会使叶片反向旋转，抵消部分风车正向旋转力，造成风车效率降低，并且风车结构复杂，要提供较大的输出功率，需要万向风车串联或并联来实现。

因此，如何利用一种通过风车将风能转化为动能，并且在运行过程中无需专人照看，无需能源消耗的除藻器进行除藻显得非常必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种设计巧妙，结构简单，运行过程中无需专人照看，无需能源消耗，特别适合于湖泊等景观水体的净化的风能自动除藻器与其除藻方法。

本发明所采用的技术方案：一种风能自动除藻器，包括风能装置和除藻装置，所述风能装置包括风动叶轮和垂直转轴，所述风动叶轮通过第一变相齿轮设置在所述垂直转轴上端，所述风动叶轮端部连接有风向引导装置；所述除藻装置包括支撑结构、旋转轴承和腔室，所述支撑结构的一端通过滑轮与所述旋转轴承的一端连接，所述旋转轴承的另一端通过第二变相齿轮与所述垂直转轴连接，所述旋转轴承上焊接有若干腔室。

进一步的，所述腔室以螺旋的方式焊接在所述旋转轴承上。

进一步的，所述腔室内设置有载体和隔板。

进一步的，所述腔室和隔板上均设置有若干通孔。

进一步的，所述载体为海绵体。

进一步的，所述腔室为不锈钢腔室。

进一步的，所述第一变相齿轮和所述第二变相齿轮均为变速变相齿轮。

一种风能自动除藻器的除藻方法，通过支撑结构将风能自动除藻器安装在湖面上，其中，第一变相齿轮将风能转化为垂直转轴的动能，第二变相齿轮将垂直转轴的动能转化为水平方向的腔室的动能；腔室进行旋转，附着在腔室内载体上的食藻生物依次与水体中的藻类接触，实现有序除藻。

进一步的，在安装时，水风能自动除藻器的除藻方法的旋转轴承的中心线与水面齐平，使一半数量的腔室裸露在空气中。

进一步的，在风动叶轮端部连接有风向引导装置，使得第一变相齿轮将不同方向的风能转化为垂直转轴的动能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明通过将风能转化为垂直转轴的动能，再将垂直转轴的动能转化为水平方向的腔室的动能，腔室进行旋转，腔室旋转带动周围水的流动，不但使复氧过程加快，提高水中溶解氧，也使腔室内原生动物接触藻类的几率增加、活性提高，更有效地降低水体中藻类的浓度；(2)本发明通过腔室以螺旋的方式焊接在所述旋转轴承上，使得在具体使用时，腔室内的载体及附着在载体上的食藻生物与空气和水体交替接触，可同时增加食藻生物及水体中氧气的供应，加速水体中污染物的好氧降解；(3)本发明在螺旋形的腔室内设置有隔板，确保隔间内的每个载体均有小幅度的翻滚空间，避免堵塞和水流的死角；(4)本发明的腔室和隔板上均设置有通孔，确保藻、水和气自由自由穿过；(5)本发明腔室为不锈钢材质制成，该设计取材简单，且不锈钢具有抗腐蚀等多种优良性能，使得本发明耐腐蚀、耐用；(6)本发明通过设置风向引导装置，其带动风动叶轮任意旋转，使得风动叶轮始终正对特定风向，确保了不同水平方向的风能均可充分利用；(7)本发明的设计巧妙，结构简单，运行过程中无需专人照看，无需能源消耗，特别适合于湖泊等景观水体的净化。

附图说明

图1为本发明一种风能自动除藻器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1所示，一种风能自动除藻器，包括风能装置和除藻装置，所述风能装置包括风动叶轮1和垂直转轴2，所述风动叶轮1通过第一变相齿轮3设置在所述垂直转轴2上端，所述风动叶轮1端部连接有风向引导装置4，其带动风动叶轮1任意旋转，使得风动叶轮1始终正对特定风向，确保了不同水平方向的风能均可充分利用；所述除藻装置包括支撑结构5、旋转轴承6和腔室7，所述支撑结构5的一端通过滑轮8与所述旋转轴承6的一端连接，所述旋转轴承6的另一端通过第二变相齿轮9与所述垂直转轴2连接，所述旋转轴承6上焊接有若干腔室7。

所述腔室7以螺旋的方式焊接在所述旋转上，所述腔室7内设置有载体和隔板，使得在具体使用时，腔室7内的载体及附着在载体上的食藻生物可与空气和水体交替，使加快水体污染物的好氧降解，并确腔室7内的每个载体均有小幅度的翻滚空间，避免堵塞替接触，可同时增加食藻生物及水体中氧气的供应，加速水体中和水流的死角；所述腔室7和隔板上均设置有若干通孔10，确保藻、水和气自由自由穿过；所述载体为海绵体，所述腔室7为不锈钢腔室，所述第一变相齿轮3和所述第二变相齿轮9均为变速变相齿轮。

实施例二

如图1所示，一种风能自动除藻器与其除藻方法，通过支撑结构将风能自动除藻器安装在湖面上，其中，第一变相齿轮3将风能转化为垂直转轴的动能，第二变相齿轮9将垂直转轴的动能转化为水平方向的腔室7的动能，腔室7进行旋转，腔室7旋转带动周围水的流动，不但使复氧过程加快，提高水中溶解氧，也使腔室7内原生动物接触藻类的几率增加、活性提高，更有效地降低水体中藻类的浓度；同时，附着在腔室7内载体上的食藻生物依次与水体中的藻类接触，实现有序除藻；在安装时，水风能自动除藻器的除藻方法的旋转轴承6的中心线与水面齐平，使一半数量的腔室7裸露在空气中，在风动叶轮端部连接有风向引导装置，使得第一变相齿轮3将不同方向的风能转化为垂直转轴2的动能。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。