带有风力增氧机的活鱼运输箱

本实用新型属于渔业机械领域中的活鱼运输机具类。它是依靠活鱼运输车辆行驶时后掠的高速气流驱使本装置上的风轮旋转从而带动浸入活鱼箱水体中的增氧机工作，吸入空气和水体混搅溶和达到增氧，以确保运输过程中鱼类的高成活率。

现有的车载活鱼运输箱中，其水体增氧是依靠加装汽油机为动力带动增氧机增氧的。如附图1所示：1－1贮鱼箱、1－2射流器、1－3过滤罩、1－4三通阀、1－5管路、1－6汽油机自吸泵。

这种装置因要另备汽油发动机，结构复杂，造价及维修费用较高，且要专人值守，致活鱼运输不易发展。

为克服现有装置的缺陷，创造了本实用新型。它的主要特征是直接利用车辆前进中激起的后掠气流的能量驱动风轮旋转作增氧动力，省去了汽油机和专人值守的麻烦。

附图2为本装置的结构图：2－1机动车辆、2－2贮鱼箱、2－3射流器、2－4过滤罩、2－5离心泵、2－6元锥齿轮、2－7螺旋桨风轮。

本装置活鱼箱上的风力机是具有2至3个叶片横轴螺旋桨下风 式风轮，或达里厄型立轴式风轮，当用立式风轮时无直角传动装置。其共同特征是这里风力机都不带舵和限速、防超载系统，故结构甚简。

贮鱼箱中的增氧机依靠风力驱动，它是离心泵射流式、叶轮式或空压机式。后者的优点在车辆停驶时可借贮气持续增氧。这三种增氧机的主轴和风力机共轴，轴承体还兼作风力机支承并与贮鱼箱装成整体的。

设计实例：

例1、二吨半车载风力增氧活鱼运输箱（见附图2）

在水温20～30℃环境下，贮鱼箱中的鱼水比为1：2，则可运载活鱼800公斤。一般淡水鱼的耗氧量在20～30℃时约为0.2克／公斤小时，则运载800公斤活鱼每小时增氧量应为160克。

设引用离心泵射流增氧装置，它的增氧效率较低约为0.8公斤／千瓦时。则增氧160克／小时，应配动力为200瓦，另加裕量25％，则风力机出力应不低于250瓦。

设运鱼车平均车速为35公里／小时（9.72米／秒）按风力机输出P＝0.481V³D²Cp i（瓦）

式中：V风速（米／秒），D风轮直径（米），

Cp风能利用系数二叶螺旋桨式风轮取0.4，

i元锥齿轮传动效率＝95％。

则风轮直径D＝ <math> <mrow> <msqrt> <mfrac> <mi>P</mi> <mrow> <mn>0.481</mn> <msup> <mi>V</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>cp&eta;i</mi> </mrow> </mfrac> </msqrt> <mo>=</mo> <msqrt> <mfrac> <mn>250</mn> <mrow> <mn>0.481</mn> <mo>&times;</mo> <msup> <mn>9.72</mn> <mn>3</mn> </msup> <mo>&times;</mo> <mn>0.4</mn> <mo>&times;</mo> <mn>0.95</mn> </mrow> </mfrac> </msqrt> </mrow> </math>

＝1.22（米）取1.25米。

风轮转速n＝ (60VZn)/(πD) （转／分）

式中：Zn高速性系数，对于二叶片螺桨式风轮≈6

则n＝ (60×9.72×6)/(3.14×1.25) ＝892（转／分）

按能量平衡准则配泵，已知风力机输出只250瓦，故匹配的是小泵，选转速n＝2800转／分，则元锥齿轮增速比i_n＝ 2800/892 ＝3.14，取小齿轮为19齿，则大齿轮齿数当为3.14×19≈60。

如泵之扬程H＝5米，泵效率 p＝0.7，则泵的流量Q＝ (102Pηp)/(H) ＝ (102×0.25×0.7)/5 ＝3.57升／秒

泵的比转数n_s＝ <math> <mrow> <mfrac> <mrow> <mn>0.1155</mn> <mi>n</mi> <msqrt> <mi>Q</mi> </msqrt> </mrow> <msup> <mi>H</mi> <mrow> <mn>3</mn> <mo>/</mo> <mn>4</mn> </mrow> </msup> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>0.1155</mn> <mo>&times;</mo> <mn>2800</mn> <mo>&times;</mo> <msqrt> <mn>3.57</mn> </msqrt> </mrow> <msup> <mn>5</mn> <mrow> <mn>3</mn> <mo>/</mo> <mn>4</mn> </mrow> </msup> </mfrac> <mo>-</mo> </mrow> </math> ＝183

根据比转数相近的模型泵（IB100－80－140）换算得叶轮直径D₂＝73毫米，构成50－50－73型泵。

泵的出口接射流泵，分为两支，每支流量q＝ (Q)/2 ＝ 3.57/2 ＝1.79升／秒

喷嘴流速V＝ <math> <mrow> <mi>C</mi> <msqrt> <mn>2</mn> <mi>gH</mi> </msqrt> <mo>=</mo> <mn>0.97</mn> <mo>&times;</mo> <msqrt> <mn>2</mn> <mo>&times;</mo> <mn>9.8</mn> <mo>&times;</mo> <mn>5</mn> </msqrt> </mrow> </math> ＝9.6（米／秒）≈96分米／秒

射束直径d_O＝ <math> <mrow> <msqrt> <mfrac> <mrow> <mn>4</mn> <mi>q</mi> </mrow> <mi>&pi;v</mi> </mfrac> </msqrt> <mo>=</mo> <msqrt> <mfrac> <mrow> <mn>4</mn> <mo>&times;</mo> <mn>1.76</mn> </mrow> <mrow> <mn>3.14</mn> <mo>&times;</mo> <mn>96</mn> </mrow> </mfrac> </msqrt> </mrow> </math> ＝0.155（分米）＝15.5毫米

喷嘴直径d_z＝1.05d_O＝1.05×15.5＝16.2（毫米）用φ16。选喷嘴收缩角45°、喉管进口角120°、喉管直径φ30、喉嘴距16、喉管长200、扩散管出口φ60、长200。

贮鱼箱用薄钢板电焊而成，容积3立方米。

例2：要求条件同例1，但采用达里厄立轴风轮并和叶轮式增氧机同轴。

取3叶片达里厄型风轮，高速性系数Zn＝4.5、风能利用系数Cp＝0.36、风轮直径仍为1.25米可以算得风轮输出功率在9.72米／秒车速时，出力为P＝250（瓦），转速668转／分。叶轮增氧机的叶轮直径φ200。叶轮为120°倒元锥盘，其瑴部以键与立轴联结，锥盘上贯穿12支短管，其逆旋转方向一侧钻有排孔，旋转时，产生负压把倒锥体上腔的空气源源吸出拌水搅混达到增氧目的。锥体12支吸气管中间并焊有等间距叶片12个作搅水用。

附图3为达里厄立式风力机带叶轮式增氧机的车载活鱼箱结构图。3－1贮鱼箱    3－2过滤罩    3－3叶轮式增氧机    3－4达里厄风轮。

例3：用船式三轮摩托车运送鱼苗的风力增氧活鱼运输箱

设在20℃气温下运送鱼苗100公斤，鱼水比仍取1：2，摩托车时速50公里／小时＝13.89米／秒，采用达里厄2叶立式风轮其主轴与压缩机同轴，风轮直径0.63米，并设Zn＝5、Cp＝0.35则风机输出：

P＝0.481V³D²Cp＝0.481×13.89³×0.63²×0.35＝179瓦。

风力机转速：

n＝ (60VZn)/(πD) ＝ (60×13.89×5)/(3.14×0.63) ＝2100转／分。设100公斤鱼苗每小时耗氧量为20克换算成容积≈15升（20℃时），在空气中氧只占21％，故换算成空气量应为72升／时。设只有1／5被水溶和，则实际需空气量为360升／时≈0.1升／秒。设气压罐容积50升在压力为245KPa时，停车之后可持续增氧20分钟。

本装置组成见附图4：4－1贮鱼箱    4－2散气石    4－3气压罐    4－4滑片式压缩机    4－5达里厄风轮。