专利名称：一种垂直轴式风力曝气机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种采用风力驱动，解决水污染的风力曝气机，属于水体净化技
术领域。
技术背景目前我国许多水库、湖泊、河道等大型水体都出现了严重的富营养化、黑臭等问 题，严重影响了我们生存环境。向污染的水中充氧，提高水体中的氧含量，加速水体中微生 物对有机物的氧化分解过程，改变水体中的微生物种群，从而提高水体的自净力是解决水 体富营养化问题的有效方法。传统曝气机多采用外接电源或采用柴油发电机驱动，能耗大， 运行成本高。我国专利"一种曝气机"(授权公告号CN 2642772Y)所采用风力机，轴是水 平放置，只有风向基本垂直风力机时风力机叶片才工作，具有挑风向的缺点。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提出一种垂直轴式风力曝气机，其曝气效果 好，无需外接电源、适合任何风向，风能利用率高、移动方便灵活、结构简单及成本低。 解决本实用新型的技术问题所采用的方案是风轮轴垂直设置，且风轮轴通过传 动机构分别与水泵和充气泵连接，水泵和充气泵通过管道连接水气混合室后再连接曝气 头。 为了进一步提高风能的利用效率，本装置的风轮的叶片可采用金属蜂窝板的叶 片、高分子有机材料的叶片或普通金属叶片，可达到大幅度减轻叶片的目的，也使整个装置 移动更加方便灵活。 本实用新型所述的风力曝气机可在岸边安装使用，也可放在较宽阔的水域中使 用。当在宽阔水域进行曝气时，风轮的安装机架下部装有浮筒，风轮轴与安装机架的重心重 合，传动机构采用相互啮合的齿轮组。 本实用新型的有益效果是 (1)效率高及成本低 传统水平轴式风力曝气机，由于轴呈水平放置，只有在风向与风力机转动轴基本 平行时才可工作，具有挑风向的缺点，工作效率低；虽然可以采用追风系统调整风力机风 向，但由于追风系统复杂，制造成本高。 采用本实用新型的垂直轴式风力曝气机，风轮叶片永远与风向垂直，任何风向均
可高效率地工作，无需昂贵的追风系统，风能利用效率高，制造成本低。
(2)曝气效果好 传统曝气机选择动力系统直接驱动曝气机，单纯将气体直接压入到水体中，气泡
直径大，气泡上浮快，气体在水体中停留时间短，水体增氧量少，曝气效果差。 本实用新型采用风力机直接驱动高压充气泵和水泵，使高压气体与水混合再经曝
气头释放形成超细微水气泡，单位体积内氧含量较普通曝气机高。超细气泡上浮过程缓慢，可以充分与水体接触，使各层水体含氧量增高；同时超细水气泡在水体中停留时间长，扩散 面积广，使得曝气面积广，处理能力强。
(3)安全性及稳定性高 水平轴式风力机，需要在轴尾端进行配重(重心朝前)，同时严格要求叶片重量相 差不能太大，需做动平衡试验才能保证风力机正常运行，安全性和稳定性差。 采用本实用新型的垂直轴式风轮，重心始终处在叶轮中心，无需配重，无需进行动 平衡试验。抗强风能力强，安全性和稳定性高。
图1为本实用新型垂直轴式风力曝气机示意图。 图l各标号表示风轮1、水泵2、充气泵3、传动齿轮4、水气混合室5、浮筒6、曝气 头7、安装机架8。
具体实施方式参见图l所示的水中漂浮式风力曝气机，风轮l的转轴垂直设置，且风轮转轴通过 传动机构分别与水泵2和充气泵3连接，水泵2和充气泵3通过管道连接到水气混合室5， 水与高压空气充分混合后，再通到连接的曝气头7。风轮l的转轴垂直装配在安装机架8 上，风轮轴与安装机架8的重心重合，在水中漂浮遇到较大风力时不会倾倒，安装机架8下 部装有浮筒6，传动机构采用相互啮合的传动齿轮4的齿轮组，直接驱动水泵2和充气泵3 工作。风轮l的叶片可采用金属蜂窝板的叶片、高分子有机材料的叶片或普通金属叶片，从 而减轻重量，提高风能的利用效率，并且移动方便。 实施例1 :采用3. 5mm厚度的蜂窝板制成直径为4m，高3. 5m的垂直轴式风力机的叶片，增速 比为12 : 1，与高压气泵、水泵和一个曝气头连接形成垂直轴式风力机。此方案制备的垂直 轴式风力机结构简单，启动风速为2m/s，水气泡生成率为95 150L/min，污水处理面积为 20m2以上。 实施例2 : 采用3mm厚度的金属铝板制成直径为6m，高6m的垂直轴式风力机的叶片，增速比 为15 : 1，与充气泵、水泵和三个曝气头连接形成垂直轴式风力机，利用浮筒漂浮在水面 上。此方案制备的垂直轴式风力机结构简单，启动风速为2. 5m/s，水气泡生成率为260 500L/min，污水处理面积为55m2以上。取用高原湖泊某污染严重的蓝藻水经过3个月试验 后，水质明显好转，其中氮磷含量明显降低。
权利要求一种垂直轴式风力曝气机，其特征是风轮轴垂直设置，且风轮轴通过传动机构分别与水泵和充气泵连接，水泵和充气泵通过管道连接水气混合室后再连接曝气头。
2. 按权利要求1所述的垂直轴式风力曝气机，其特征是风轮的叶片采用金属蜂窝板 的叶片、高分子有机材料的叶片或普通金属叶片。
3. 按权利要求1或2所述的垂直轴式风力曝气机，其特征是风轮的安装机架下部装 有浮筒，风轮轴与安装机架的重心重合，传动机构采用相互啮合的齿轮组。
专利摘要一种垂直轴式风力曝气机。本实用新型属于一种采用风力驱动，解决水污染的风力曝气机，属于水体净化技术领域。本实用新型所述的曝气机的风轮轴垂直设置，且风轮轴通过传动机构分别与水泵和充气泵连接，水泵和充气泵通过管道连接水气混合室后再连接曝气头。本垂直轴式风力曝气机的曝气效果好，无需外接电源、适合任何风向，风能利用率高、移动方便灵活、结构简单及成本低。
文档编号C02F3/02GK201458843SQ200920111529
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月16日 优先权日2009年6月16日
发明者孙勇, 彭明军, 潘志强, 王跃宗 申请人:昆明理工峰潮科技有限公司