专利名称：增加水中溶氧量的系统的制作方法 鱼虾等各种水产在繁殖过程中无时不依赖水而生存，故水质环境的变化，将影响到各种水产的生长及对疾病的抵抗力，严重者甚至会引起大量的死亡，其中，最重要的因素当属水中溶氧量。由文献中可以发现，水中溶氧量是随着季节的变化，而有所增减。一般在夏天由于水温升高、蒸发快，再加上鱼虾与其他水中生物代谢率增加，造成水中溶氧量较少；反之，冬天水温较低、鱼虾与其他水中生物代谢率降低，故水中溶氧量较高。如果水中溶氧量降低到不能满足鱼虾类生理上最低需要时，则往往因窒息而导致死亡，我们称为致死水溶氧(oxygen threshold)，致死水溶氧依鱼虾种类、环境、水温等等因素而异，如草虾致死水溶氧为0.3ppm，淡水长臂大虾的致死水溶氧平均为1.5ppm，通常稚虾致死水溶氧比成虾为低。而鱼类养殖系统中合适的溶氧浓度至少要保持在4ppm以上。以鱼类为例，当水中溶氧减少到一定程度时，鱼类会感到呼吸困难而游到池表层，将口伸出水面吞取空气，这种现象即所谓的浮头。一般来说，夜间水生植物的光合作用停止，鱼类和其他水生生物仍需进行呼吸而消耗氧气，如此水中溶氧逐渐降低，到天亮前水中的溶氧量必然降至最低限度，这就是为什么鱼类浮头的现象多发生在清早日出之前的缘故。如果鱼池在上半夜或半夜后鱼就开始浮头，这表示池中严重缺氧，此时若不及时抢救，会造成养殖鱼类大批死亡，甚至全部死亡，这种现象称为泛池。另一方面，鱼摄食时呼吸速率会剧增而造成溶氧快速下降，可参考图1所示，其中，喂食溶氧需求曲线120较无喂食溶氧需求曲线110高出许多，所以大量喂食鱼类的前后特别要对溶氧状况加以监控，以防止鱼类大批暴毙。参考图1所示，130为饱和溶氧量曲线，一般定义饱和溶氧量为定温、定压与定盐度下，不施加外力时水中的最大溶氧量。而传统增加水中溶氧量的方法常使用叶片旋转水车，但其增氧功效在表层水较佳，越往下层功效则递减，所以其增氧效果不佳且不均匀，只能达到饱和溶氧量的70％以下，又耗费大量能源，因此养殖成本一直无法下降，养殖物的品质也无法提升。尤其现在流行的“环保高能饲料”，必须在水中溶氧量达到8ppm以上才可投饵喂养，否则原本寄望加速水产成长的目的尚未达咸，各种水产早已因为池水中溶氧量不足而奄奄一息。另一影响水产养殖的重要因素为必须保持池水流动，使其成为活水的状态，以避免池水不流动而造成各种不利水产养殖的厌氧菌繁殖，进而产生沼气等有毒物质。而传统使用叶片旋转水车必须利用大量的水车将空气打入水中，同时搅动整池的水，才能使池水保持流动，需要耗费大量的能源与电力成本，综合以上所述，因此需要一套可以有效增加水中溶氧量的系统以管理养殖环境，节省人力，降低生产成本与风险，提高水产品质并增加收益。鉴于上述的发明背景中，为了符合产业上的要求，本发明提供一种新的增加水中溶氧量的系统以降低生产成本并提高水产品质且增加收益。
本发明的一目的在于由具有氧气补给及动力提供的垂直井设备以控制大量高压的气体，产生类似汽水往上涌出的动能以驱动池水，此方法耗费较低的电力与能源，并且更有效率增加水中溶氧量。因此，本发明能符合经济上的效益与产业上的利用性。本发明的另一目的在于设置前述具有氧气补给及动力提供的垂直井设备于一具有分道设计的水池中，以赋予水流流动方向，制造活水，并配合复数个倾斜隔网与沉降池的设计，以达到避免不同种类或不同养殖阶段的水产混合养殖而降低生产效率、减少水池底质污染与提供水耕植物的最佳养分来源。
根据以上所述的目的，本发明揭示了一种增加水中溶氧量的系统，其特征在于，该增加水中溶氧量的系统包含一水池；与一具有具有氧气补给及动力提供的垂直井设备，该具有具有氧气补给及动力提供的垂直井设备是由一高压气体增加水中溶氧并产生驱动池水的动能。
其中上述的垂直井设备包含一进水口；一进水水道，该进水水道的底部位置低于该水池底部，且该池水是经由该进水口流入该进水水道中；一出水水道，该出水水道的底部位置低于该水池底部；一出水口，该池水是经由该出水水道流出该出水口；一具有复数个气道的分隔装置，该具有复数个气道的分隔装置是用以分隔该进水水道与该出水水道；与一出气装置，该出气装置是与该具有复数个气道的分隔装置连接。
其中上述的具有复数个气道的分隔装置在出水水道一侧具有复数个出气孔，由该复数个出气孔喷出大量高压的气体，产生类似汽水往上涌出的动能以驱动池水。
其中上述的复数个出气孔设置位置靠近该出水水道底部。
其中上述的出气装置包含一空气压缩机；与一机电设备，该机电设备分别连接该空气压缩机与该具有复数个气道的分隔装置，其中，该机电设备是用以控制出气量与出气频率以调整池水流速与水中含氧量。
其中上述的出气装置还包含至少一氧气来源以提高水中溶氧量。
其中上述的出气装置还包含一感测器以侦测水中溶氧量并传送信号至该机电设备以即时调整氧气补给量与频率。
其中上述的水池是为一具有分道设计的水池。
其中上述的具有分道设计的水池包含复数条水道与一条连接用水道，其中，相邻水道的水流方向相反，且该连接用水道的水流方向与该复数条水道的水流方向垂直，又该连接用水道是用以连接最外侧两条水道，以使得池水进行循环。
其中上述的复数条水道包含4条水道。
其中上述的具有具有氧气补给及动力提供的垂直井设备是设置于特定相邻水道之间。
其中上述的具有分道设计的水池还包含复数个隔网，该复数个隔网是设置于该复数条水道的入水端与出水端。
其中上述的出水端所设的隔网皆往顺水流方向倾斜一特定角度，且在顺水流方向、隔网之后设置一污物沉降池。
其中上述的特定角度还包含一45度角。
其中上述的污物沉降池还包含一污泥泵，并由该污泥泵移除该沉降池中的污物。
由前述的具有复数个气道的分隔装置喷出大量高压的气体，产生类似汽水往上涌出的动能，此设备耗费较低的电力与能源以驱动池水流动，并且更有效率增加水中溶氧量。另一方面，设置前述的氧气补给与动力提供的垂直井设备于一具有分道设计的水池中，并配合复数个倾斜隔网与沉降池的设计，以达到避免不同种类或不同养殖阶段的水产混合生长、减少水池底质污染与提供水耕植物的最佳养分来源。


为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1所示是为根据本发明的一较佳实施例中，不同溶氧需求量对时间的关系图；图2所示是为根据本发明的一较佳实施例中，一种增加水中溶氧量的系统示意图；图3所示是为根据本发明的一较佳实施例中，一种具有分道设计的水池示意图；图4所示是为根据本发明的一较佳实施例中，一种倾斜隔网与沉降池设计的示意图；与图5所示是为根据本发明的一较佳实施例中，应用本发明的增加水中溶氧量的系统于水产养殖实验的结果。

本发明在此所探讨的方向为一种增加水中溶氧量的系统。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤或组成结构。显然地，本发明的施行并未限定于水产养殖领域的技艺者所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本发明的范围不受限定，其以之后的专利范围为准。
参考图2所示，在本发明的一实施例中，首先提供一种增加水中溶氧量的系统，此系统包含一水池21与一具有氧气补给及动力提供的垂直井设备22，此具有氧气补给及动力提供的垂直井设备22包含一进水口221、一进水水道222、一具有复数个气道的分隔装置223、一出气装置224、一出水水道225与一出水口226，前述的具有复数个气道的分隔装置223用以分隔进水水道222与出水水道225，其次，出气装置224更与具有复数个气道的分隔装置223连接，前述的出气装置224包含一空气压缩机224a与一机电设备224b，此机电设备224b是分别连接空气压缩机224a与具有复数个气道的分隔装置223，而前述的出气装置224还包含至少一氧气来源，以进一步提高水中溶氧量。前述的进水水道222的底部位置低于水池21底部，且出水水道225的底部位置亦低于水池21底部，由于重力的作用，池水由进水口221流入进水水道222中，如图2所示，当池水到达进水水道222的底部时，在出水水道225一侧，由前述的具有复数个气道的分隔装置223的出气孔223a喷出大量高压的氧气，产生类似汽水往上涌出的动能，以驱动池水于出水水道225中流动并经由出水口226排出，此时出水口226处的池水具有高度动能造成其水平面高于他处池面，因此产生水流，而进水口221处的池水则会持续流入进水水道222中补充，如此一来，此具有氧气补给及动力提供的垂直井设备22可持续驱动池水流动。另一方面，前述的进水水道222的底部位置须低于水池21底部，且前述的具有复数个气道的分隔装置223的出气孔223a设置位置靠近出水水道225底部，其原理在于气体的密度远低于水，所以气泡上升到达水面的速度很快，为了增加气泡与池水接触的时间以提高水中溶氧量，因此必须注意进水水道222的深度、出水水道225的深度及出气孔223a的设置位置，而且水深越深水压越大，水中溶氧也会随的增加，其次，前述的机电设备224b是用以控制出气量与出气频率以调整池水流速与水中含氧量，而前述的出气装置224还包含一感测器，由此侦测水中溶氧量的高低并传送信号至机电设备由此调整氧气补给的多寡与频率，如此一来可即时调整水中溶氧量至一适当值，可参考图1所示的适当水中溶氧曲线140。
参考图3所示，在本实施例中，前述的水池还包含一具有分道设计的水池。此具有分道设计的水池包含水道31、水道32、水道33与水道34，且图中箭头指示方向即为水流方向，池水依序流过水道31、水道32、水道33与水道34，然后又回到水道31继续进行循环。为了保持各水道的水中含氧量与流速相近，所以设置2套前述的具有氧气补给及动力提供的垂直井设备35于外围水道(水道34及水道31)与内围水道(水道32及水道33)的交界处。
另外，个别水道的进水端与出水端分别设有隔网，以避免不同种类或不同养殖阶段的水产混合生长。再者，参考图4所示，个别水道的出水端所设的隔网41皆往顺水流方向倾斜一特定角度，并且在顺水流方向、隔网41之后设置一污物沉降池42，前述特定角度包含一45度角，其次，前述的污物沉降池42还包含一污泥泵，由此污泥泵抽出移除沉降池中的污物。前述的倾斜隔网与沉降池的设计除了减少水池底质污染外，所移除的池中污物更可做为水耕植物的最佳养分来源，期望能建立一个养殖/栽培与环保双赢的局面。
参考图5所示，应用上述实施例中的增加水中溶氧量的系统于水产养殖实验，其结果之一如下当本发明翠独使用空气压缩机时可将水中氧气提高至饱和溶氧量的85、95％，远高于叶片旋转水车的70％；当本发明增加氧气来源时，则水中溶氧量亦随的提升，其值可达饱和溶氧量的100％、200％以上，并无上限溶氧量的限制。而且由提升水中溶氧量以便于高效率的使用高能完全饲料，因此可降低饲料成本30％，缩短养殖时间30、50％，减少电能使用90％，以及提高育成率10-30％。
综合以上所述，本发明揭露了一种增加水中溶氧量的系统，此系统包含一水池与一具有氧气补给及动力提供的垂直井设备，前述的水池还包含一具有分道设计的水池，而前述的具有氧气补给及动力提供的垂直井设备又包含一进水口、一进水水道、一具有复数个气道的分隔装置、一出气装置、一出水水道与一出水口，由前述的具有复数个气道的分隔装置喷出大量高压的气体，产生类似汽水往上涌出的动能，此设备耗费较低的电力与能源以驱动池水流动，并且更有效率增加水中溶氧量。另一方面，设置前述的氧气补给与动力提供的垂直井设备于一具有分道设计的水池中，并配合复数个倾斜隔网与沉降池的设计，以达到避免不同种类或不同养殖阶段的水产混合生长、减少水池底质污染与提供水耕植物的最佳养分来源。据此，本发明能符合经济上的效益与产业上的利用性。
显然地，依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异。因此需要在其附加的权利要求项的范围内加以理解，除了上述详细的描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例中施行。上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的中请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述申请专利范围内。


本发明揭示了一种增加水中溶氧量的系统，此系统包含一水池与一具有氧气补给及动力提供的垂直井设备，前述的水池还包含一具有分道设计的水池，而前述的具有氧气补给及动力提供的垂直井设备是由一高压气体增加水中溶氧并产生驱动池水的动能，且此设备还包含一感测器以侦测水中溶氧量并由此调整氧气补给量与频率，如此一来可即时调整水中溶氧量至一适当值。前述的具有氧气补给及动力提供的垂直井设备耗费较低的电力与能源以驱动池水流动，由此更有效率地增加水中溶氧量。另一方面，配合复数个倾斜隔网与沉降池的设计，以减少水池底质污染与提供水耕植物的最佳养分来源。