人工水气界面养鱼法制造技术

本发明专利技术是一个在水下产生人工水气界面的可储气的结构，气体通过该结构溶解入水中，满足在一定的生态目标下水体对该气体的需求。本技术使用基本物理原理(溶解速率近似正比于气体分压和表面张力的原理)和简单的结构构造，可广泛用于鱼类养殖、家庭观赏鱼养殖、水产品养殖、环境保护、园林等等。以养鱼时，提高水体溶氧为例，相比于使用气泵一类的方法，人工水气界面法是不耗能的。而在实现更为复杂的生态目标，如环保等目标时，人工水气界面法所具备的可以向水体中以需要的速率在需要的空间溶解需要的目标气体的能力，则完全不是气泵一类方法所具备的。

【技术实现步骤摘要】

本技术使用基本物理原理和简单的结构构造，可广泛用于鱼类养殖，家庭观赏鱼养殖，水产品养殖，环境保护，园林等等。
技术介绍
湖泊、水库、池塘或鱼缸等水体，可以认为是个半开放的生态系统。该系统的总的生产力的提高需要阳光、养料和氧气、二氧化碳的某种均衡。以养鱼为例，鱼需要的氧气是从水中的溶解氧获得的，而水体溶氧主要来自于水体与空气的天然界面的溶氧和水中植物及微生物的光合作用造氧。但是在夜间和长期阴雨情况下，水体只能依靠水气界面的溶氧， 而这种溶氧方式的水体，溶氧量小，溶氧分布不均勻，往往造成问题。传统的解决办法往往是使用气泵，这样虽然可以解决一些问题，但是耗能。本专利技术在水体中引入人工水气界面，并利用纯净气体或近纯净气体在液气界面上有更高的溶解速率，使得在水体中保有一些气体储存库，通过对这些库的分布和设计，达到整个水体的溶气有一个更为合理的时间和空间的分布，从而提高水体总的生产力，并在此基础上进一步通过对水体生态目标的分析，调整改变外来气体和鱼种(水生动物种群)和植物种群的输入，以达到不同的生态目标，如环境保护，鱼类养殖等。
技术实现思路
分为三种a.覆盖法/连续水面溶气法覆盖法是一种基本的方法。其主要构造(剖面，剖面垂直于水面)参见图1，图2， 图3。覆盖法使用软质的膜或硬质的盖存储目标气体(如氧气，二氧化碳)。在本说明书中， 膜的含义是软或有一定柔软程度的水气二相之间的隔层以区别于盖，而盖的含义是硬的二相之间的隔层以区别于膜，盖具有一定的外形，它具有一个连续的上表面以及与之相连的侧面(也可以是上表面与某些侧面平滑过渡，类似斜面或曲面)，没有下表面，或下表面不完整。膜的实际材料可以是比如塑料膜、无纺布或孔眼非常小(织得很密)的纤维布等等。 盖的材料可以是比如玻璃、塑料等等。对膜或盖的基本要求是不透气，而透光性好的膜或盖可以保证膜/盖下的水体能够得到一定的光照，对满足水体的生态需要(光合作用)有很大好处。特别是在目标气体为氧气时，光合作用可以产生氧气，从而可以在透光性好的膜/ 盖下形成氧气的自存储。图1是使用软质的膜，而图2使用的是硬质的盖。图3使用的是硬质的框架结构(比如栅格)和软质的膜的复合结构。膜和盖可以根据水深的情况和养鱼的具体要求，在水体的不同深度处布置，从而形成重叠布置，大大提高水体溶气速度，并改善溶气率的空间分布。b.覆布法/两面溶气法覆布法是在覆盖法的基础上的改进。这里的“布”不只是指一般意义上的布，而是指带有很多小孔的膜/盖或网格或一般意义上的纤维布。这里的网格是用物理或化学的方法将不同方向的纤维拼(交织，粘，压，热粘等等)在一张平面或有一定厚度的层中，网格中由不同方向的纤维格出大量的眼(或叫孔)，这里网格和覆盖法中提到的栅格的主要不同在于其孔/眼的大小。对孔的要求是铺展在水下时，利用水的表面张力，在“布”下的空气和“布”上的水体之间形成微小的水面，气体不会通过这些小孔以气泡的方式直接逃逸，但是可以以溶解的方式进入水体。这样在“布”下的气体不仅通过气体下方的连续水面溶解进水体，而且可以通过气体上方的大量的非连续的由孔形成的微小水面溶解入水体，从而增大了气体总的溶解速率。覆布法主要构造(剖面，剖面垂直于水面)参见图4，图5，图6。 与覆盖法对膜/盖的透光性的分析类似，透光性好的膜/盖或网格或纤维布可以保证膜/ 盖或网格或纤维布下的水体能够得到一定的光照，对满足水体的生态需要(光合作用)有很大好处。同样，覆布法也可使用重叠布置。c.包布法包布法是在覆布法的基础上的改进。包布法用多孔的膜/布/盖，近乎完整地包裹住气体(一般地，还会有一个进气孔可能形成一个非表面张力的小的下表面水气界面， 但也不是非有不可)，气体的溶解主要通过由表面张力形成的微小水气界面进行。其主要结构剖面示意图参见图7。图7中有三种不同的包布法示意。a是基本无约束的包布，气体在其中自然膨胀，其唯一的约束来自对包布的固定，在a的情况中，固定由包布下方的绳子牵引。b、c则对包布进行约束，使包布在充气情况下呈现约束形貌，约束方法如缝纫，粘合等。约束形貌的包布可以横置，也可纵置，就像b、c示意的情况。同样，包布法也可使用重叠布置。附图说明图1是覆盖法(使用软质的膜)构造的剖面图。 图2是覆盖法(使用硬质的盖)构造的剖面图。图3是覆盖法(使用硬质的框架结构和软质的膜的复合结构)构造的剖面图。图4是覆布法(使用软质的多孔膜/布)构造的剖面图。图5是覆布法(使用硬质的多孔盖)构造的剖面图。图6是覆布法(使用框架结构和多孔的膜/布的复合结构)构造的剖面图。图7是包布法的3种包布(无约束包布，两种不同放置方式的约束包布)剖面示意图。所有图中的数字标示意义如下1.水面(水气自然界面)2.目标气体3.膜4.人工水气界面5.盖6.框架 *7.局部放大下的由孔和水的表面张力形成的微小水气界面8.软质的多孔的膜或布(网格或纤维布)9.多孔的盖10.多孔的膜/布/盖或由膜/布与框架形成的复合结构11.网格或纤维或膜/盖等隔层材料12.孔内由表面张力形成的微小水气界面*注这里的断续线表示的是纵深处框架在剖面上的投影，这不同于附图中其他由孔产生的断续线，它们表示的是实际的孔在剖面处产生的不连续。具体实施例方式本专利的结构非常简单，实施比较容易，下面以制造一个覆盖法的鱼缸为例，介绍一个实施方式。一个50cmX20cmX30cm的鱼缸，长50cm，宽20cm，高30cm。如果根据养鱼 (如鱼的大小)的情况，决定在IOcm高处布置一个覆盖，存储氧气以提高鱼缸内的溶氧。假设水质清，可以认为水中无水藻的耗氧，假设养鱼的目标是俩条(大小基本相同)，养鱼中发现，养俩条会有缺氧现象，而一条则不会。可以认为如果提高鱼缸中溶氧速率一倍即可。考虑氧气在水中的溶解速率近似正比于水气界面附近的气体中的氧分压。而纯氧的氧分压大致是空气中的氧分压的5倍。则鱼缸的水气自然界面的表面积Sfite和覆盖面积Sfts的关系是S覆盖 S恤/5这里Sfite= 50cm X 20cm = IOOOcm2所以Sajg^ 200cm2这样覆盖可以使用一个长为20cm，宽为10cm，高度为Icm的覆盖。覆盖可以和鱼缸采用同样的材料，如玻璃，其形态和鱼缸也类似，为一底四边的结构，其制造方法也和鱼缸一样，比如用玻璃胶粘连。可在其底部钻一通气孔。参照图2，将覆盖的底朝上，粘在鱼缸IOcm高处。粘牢后，放水，然后，通过通气孔将覆盖内的空气排净，然后，封住通气孔，向覆盖内充入纯氧，即可。权利要求1.人工水气界面养鱼法，其特征在于在自然水面下，通过布置一个或多个储气装置， 该储气装置可以阻止气体以气态方式逃逸，达到储气目的，同时该装置在水下产生人工水气界面，气体通过该界面以溶解方式进入水体，从而满足水体中该种气体的生态需求。2.如权利要求1所述人工水气界面养鱼法，其特征在于使用软质的膜或硬质的盖，或硬质的框架结构结合软质的膜的结构，总得来说，使用一个位于水气两相之间的具有一定可储气外形或约束的隔层(比如盖形，钟形等等，软质的膜的外形则是由注入气体膨胀并在一定约束下自然成形)，可作为水下布置的可产生人工水气界面的储气装置，其容纳气体的下表面就是人工水气界面。3.如权利要求1、2所述人工水气界面养鱼法，其特征在于使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程澎，
申请(专利权)人：程澎，
类型：发明
国别省市：