CN103597069B - 微藻类生物燃料制备用设备、培养槽及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微藻类生物燃料制备用设备。上述设备包括：设备空间部，具有内部空间；培养部，配置于上述设备空间部的内部空间，在相互不同的位置使从外部供给的包含微藻类的流体连续循环并进行培养；以及温度调节部，使上述设备空间部的内部空间的温度值在已设定的温度值范围内。

Description

微藻类生物燃料制备用设备、培养槽及制备方法
技术领域
本发明涉及生物燃料制备用设备（plant），详细地，涉及造成能够大量培养微藻类的生长环境来能够制备生物燃料的生物燃料原料生产及利用该原料的微藻类生物燃料制备用设备。
本发明涉及生物燃料制备用培养槽，详细地，涉及在使包含微藻类的流体连续地强制循环的同时供给氧来能够进行大量培养的生物燃料制备用培养槽。
本发明涉及微藻类生物燃料的制备方法，详细地，涉及大量培养微藻类来能够制备生物燃料的微藻类生物燃料的制备方法。
背景技术
通常，微藻类为地球上生存时间最长的生物，其数量就达到几十万种。根据报告，其中仅有约0.1%左右的微藻类具有生理活性，以产业化规模培养的只有极少的一部分。
具有代表性的是，小球藻（chlorella）或螺旋藻（spirulina）等微藻类正被开发为食疗助剂、保健食品、水产养殖用饲料、替代医药品以及能源资源等多种材料物质。上述的微藻类栖息于淡水或海水，并作为无根、茎、叶的单细胞型植物，用叶绿素进行光合作用。上述微藻类含有植物性脂肪酸、蛋白质、矿物质以及各种维生素，因而在健康食品等方面利用度高。上述微藻类具有根据培养环境条件快速生长和繁殖，具有能够在短时间内大量收获的优点，因而作为生物柴油的原料具有无限潜力。
通常，以往使用以下两种方法，来形成上述微藻类的培养环境使其生长。
第一种方法是，通过管搬运藻类和培养水，以保障最大限度地受到阳光照射。由于藻类在与实验室条件相类似的封闭型环境下生长，对于藻类的污染危险相对低。由于设备所占的土地比开放型系统少，因而每公顷生产率也很高。
但是，以往若要生产商业水准的油量，则需要几千米长的管，因而设备本身价格很高，且存在维护维修所需费用上升的问题。
第二种方式是，利用使培养水流动来使藻类受到阳光照射的方法。以往的开放型池塘与封闭型系统相比设备本身的费用低廉。但是，以往的开放型池塘由于所储藏的海水处于停滞状态、而不连续地供氧，具有致使微藻类憋死的问题。
而且，由于开放型池塘位于外部，因而不仅无法控制含有微藻类的海水或淡水，还无法控制其周边的温度，因而具有实际上无法可变地调节微藻类的培养环境或生长条件的问题。
发明内容
技术问题
本发明的一目的在于，提供一种可容易控制能够大量培养微藻类的培养温度及光合作用等生长条件的生物燃料原料生产以及利用该原料的微藻类生物燃料制备用设备。
本发明的再一目的在于，提供一种微藻类生物燃料制备用设备，上述微藻类生物燃料制备用设备可在有限的空间使微藻类连续循环的同时，向微藻类连续地供给氧，来能够使微藻类容易生长。
本发明的另一目的在于，提供一种生物燃料制备用培养槽，上述生物燃料制备用培养槽以规定量储藏包含微藻类的流体，并连续实施强制使微藻类循环和供氧的过程，从而能够大量培养，并且降低设备费用。
本发明的还一目的在于，提供一种生物燃料制备用培养槽，上述生物燃料制备用培养槽能够实时调节包含微藻类的流体的培养环境。
本发明的又一目的在于，提供一种微藻类生物燃料的制备方法，上述微藻类生物燃料的制备方法在容易控制培养温度及光合作用等生长条件来大量培养微藻类的同时，能够大量生产微藻类生物燃料。
本发明的又一目的在于，提供一种微藻类生物燃料的制备方法，上述微藻类生物燃料的制备方法在有限的设备的内部空间使微藻类连续地循环的同时，向微藻类连续供给氧来能够使微藻类容易生长。
解决问题的手段
根据优选的实施方式，本发明提供微藻类生物燃料制备用设备。
上述生物燃料制备用设备包括：设备空间部，具有内部空间；培养部，配置于上述设备空间部的内部空间，在相互不同的位置使从外部供给的包含微藻类的流体连续循环并进行培养；以及温度调节部，使上述设备空间部的内部空间的温度值在已设定的温度值范围内。
在这里，上述设备空间部包括：底部，由混凝土形成；壁体部，包围上述底部的周围；顶棚部，以从上述壁体部的周围形成内部空间的方式盖住上述壁体部的上部；以及一个或多个门，设置于上述壁体部，用于开闭内部空间。
而且，优选地，上述壁体部、上述顶棚部及上述门分别具有铝材质的多个格子框架和设置于多个上述格子框架之间的玻璃板。
并且，上述培养部包括：多个水槽，配置于上述设备空间部的内部空间，用于储藏规定量的流体，并形成上述流体的循环流路；以及多个水车，配置于上述水槽，从外部接收动力来旋转，以使上述流体沿着上述循环流路强制流动。
并且，优选地，各个上述水槽的下端部以插入的方式设置于上述底部。
在这里，优选地，各个上述水槽包括：水槽本体，向上方开口，并具有用于储藏流体的储藏空间；以及隔板，从上述水槽本体的内部底面向上方突出，来形成上述循环流路。
优选地，在上述水槽本体的储藏空间的侧面和上述隔板的外侧面分别形成倾斜面，上述倾斜面引导上述水槽本体的储藏空间的侧面与上述隔板的外侧面之间宽度沿着上述水槽本体的内部底面逐渐变窄。
而且，优选地，在上述水槽本体的储藏空间的侧面和上述隔板分别形成流体限定槽，上述流体限定槽用于限定上述流体的储藏水位。
并且，优选地，上述水车包括：支承部件，以配置于上述循环流路上的方式选择性地固定于上述水槽本体；旋转轴，两端被上述支承部件支承，以从外部接收动力来进行旋转；多个第一叶片，以板状形成，并以放射状设置于上述旋转轴；多个第二叶片，设置于多个上述第一叶片的端部，并与各个上述第一叶片形成规定角度的倾斜；旋转马达，与上述旋转轴相连接，用于使上述旋转轴旋转；以及水车控制单元，用于控制上述旋转马达的工作。
在这里，优选地，上述水车控制单元从上述温度调节部接收电信号，根据所测定的上述温度值来对上述旋转轴的转速进行可变调节。
上述温度调节部包括：加热单元，设置于上述培养部的底面，将上述底面加热至规定温度；一个或多个开闭单元，从外部接收电信号，来开闭上述设备空间部的内部空间；温度传感器，测定上述设备空间部的内部的温度值；以及控制单元，控制上述加热单元和上述开闭单元的工作，以使上述温度传感器所测定的上述温度值在上述已设定的基准温度值范围内。
在这里，优选地，各个上述开闭单元包括：开闭门，被上述设备空间部支承，以开闭上述设备空间部的内部；马达，设置于上述设备空间部，具有马达轴，上述马达轴从上述控制单元接收控制信号来旋转；齿轮，与上述马达轴相连接；以及齿条，从上述开闭门突出形成，沿着曲率路径与上述齿轮啮合，随着上述马达轴的旋转动作而使上述开闭门旋转。
而且，优选地，上述加热单元包括：循环管，以形成规定间隔的方式埋设于上述培养部的底面；以及锅炉，与上述循环管相连接，并从上述控制单元接收电信号来将制热用水加热至规定温度，向上述循环管供给经加热的上述制热用水并使上述制热用水循环。
除此之外，在上述设备空间部的内部还设置有照明部。
在这里，优选地，上述照明部包括：多个发光元件，配置于上述培养部的上部，从外部接收电信号来形成规定照度并发光；以及照明控制单元，与上述发光元件电连接，向多个上述发光元件传输信号，以使多个上述发光元件确保已设定的照度及发光时间。
另一方面，本发明提供微藻类生物燃料的制备方法。
上述微藻类生物燃料的制备方法包括：流体储藏步骤，形成循环流路，并在配置于设备室内的培养槽储藏包含微藻的流体；流体循环步骤，使上述流体沿着上述循环流路连续循环；温度调节步骤，使上述设备室内的内部空间温度值在已设定的温度值范围内；以及分离及榨油步骤，从上述流体分离出微藻类并榨油。
在这里，优选地，上述流体循环步骤中，将用于在上述循环流路上产生强制流动的强制循环器配置于培养槽，并使上述强制循环器工作，来使上述流体沿着上述循环流路连续地强制流动。
而且，优选地，在上述培养槽的内部设置隔板来形成上述循环流路，在上述培养槽的内侧壁和上述隔板形成水位限定槽，并以使上述流体的水位达到上述水位限定槽的方式，将上述流体储藏于上述培养槽。
并且，优选地，上述流体循环步骤中，将上述强制循环器的工作控制成，根据上述设备室内的内部空间温度值，来改变上述强制流动的速度。
并且，上述温度调节步骤包括：培养槽温度调节步骤，根据上述设备室内的内部空间的温度值来调节上述培养槽的温度；通风调节步骤，根据上述设备室内的内部空间的温度值来调节上述设备室内内部的通风。
在这里，优选地，上述培养槽温度调节步骤中，使用温度传感器来测定上述设备室内的内部的温度值，向控制单元传输所测定的上述温度值，使用上述控制单元，通过设置于上述培养槽的底面的制热单元的工作，将上述底面加热至规定温度，以使上述温度传感器所测定的上述温度值在上述已设定的第一基准温度值范围内。
而且，优选地，在上述培养槽的底面埋设循环管，从上述控制单元接收电信号，使用锅炉将制热用水加热至规定温度，向上述循环管供给经加热的上述制热用水并使上述制热用水循环，来对上述培养槽的底面进行加热。
并且，优选地，使用温度传感器测定上述设备室内的内部的温度值，并向控制单元传输所测定的上述温度值，使用上述控制单元，通过一个或多个通风调节单元的工作，开闭上述设备室内的内部空间，以使上述温度传感器所测定的上述温度值在上述已设定的第二基准温度值范围内。
并且，包括光供给步骤，上述光供给步骤中，向沿着上述循环流路循环的流体供给规定的光。
优选地，在上述光供给步骤中，在上述培养槽的上部配置多个灯，多个上述灯从外部接收电信号来形成规定的照度并发光，使用光控制单元来使多个上述灯以确保已设定的照度及发光时间的方式工作。
发明的效果
本发明具有可容易控制能够大量培养微藻类的培养温度及光合作用等生长条件的效果。
并且，本发明具有在有限的空间能够使微藻类连续循环的同时向微藻类连续供给氧来能够使微藻类容易生长的效果。
本发明具有可在容易控制培养温度及光合作用等生长条件来大量培养微藻类的同时，能够大量生产微藻类生物燃料的效果。
并且，本发明具有可在有限的设备的内部空间使微藻类连续循环的同时连续向微藻类供给氧而能够使微藻类容易生长的效果。
附图说明
图1为表示本发明的微藻类生物燃料制备用设备的主视图。
图2为表示本发明的微藻类生物燃料制备用设备的后视图。
图3为表示本发明的微藻类生物燃料制备用设备的侧视图。
图4为表示本发明的微藻类生物燃料制备用设备的剖视图。
图5为表示本发明的设备空间部的俯视图。
图6为表示本发明的水槽的剖视图。
图7为表示图6的标示符号A的部分放大剖视图。
图8为表示本发明的水槽的俯视图。
图9为表示图8的水车的立体图。
图10为表示图8的水车设置于水槽本体的状态的立体图。
图11为表示本发明的设备空间部的顶棚部的俯视图。
图12为表示本发明的开闭单元的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的微藻类生物燃料制备用设备进行说明。
图1和图2表示本发明的生物燃料制备用设备的正面和背面。图3表示图1及图2的设备的内部平面。
参照图1至图3，本发明的生物燃料制备用设备大体由设备空间部1、培养部2、温度调节部构成。
对上述设备空间部1进行说明。
上述设备空间部1由底部100、壁体部110、顶棚部120以及多个门130构成。
上述底部100由混凝土形成。
上述壁体部110从上述底部100的周围向上方形成规定高度的墙壁。
上述壁体部110由多个格子框架10构成。多个上述格子框架10由铝等金属材质形成。上述铝为硬质金属，具有向外部散热的功能。
在多个上述格子框子10之间设置多个玻璃板20。多个上述玻璃板20由透明的材质形成。多个上述玻璃板20向内部空间透射外部的太阳光。
上述顶棚部120配置成盖住上述壁体部110的上部。上述顶棚部120的结构基本与上述壁体部110的结构相同。上述顶棚部120以最上端尖锐的形状形成。
在上述顶棚部120的上端设置有多个开闭单元500。对上述开闭单元500的结构及作用将后述。
如图1及图2所示，多个上述门130分别设置于设备空间部1的正面部和背面部。各个上述门130由壁体部110等多个格子框架10和在多个格子框架10之间设置的多个玻璃板11构成。
并且，在各个上述门130还设置如防虫网等形成规定大小的网眼的网131。上述网131可用作外部空气流入通道，也可用于防止外部的害虫侵入设备空间部1的内部。
对本发明的培养部2进行说明。
图4表示设备空间部的剖面。
参照图4，上述培养部2设置于设备空间部1的底部100。
上述培养部2由一个或多个水槽200、多个水车300构成，多个上述水车300设置于各个上述水槽200。
如图4所示，可并列设置一对水槽200。在这里，各个上述水槽200的结构相同。因此，将对一个水槽200的结构进行说明。
图5表示一对水槽的配置状态。图6表示水槽的剖面。图7表示图6中用标记“A”表示的部分。图8表示水槽的平面。
参照图4，上述水槽200由水槽本体210、隔板212构成，上述隔板212形成于水槽本体210的中央部。
上述水槽本体210由水槽底面213、侧壁211构成，上述侧壁211从上述水槽底面213的周围向上方延伸。上述水槽200的储藏空间由上述底部213和侧壁211包围，且上述水槽200的上部向外部露出。
上述水槽本体210通过管与流体供给部（未图示）相连接，上述流体供给部用于供给包含微藻类的流体。在上述水槽本体210的储藏空间，可将从流体供给部供给的流体储藏规定量。
上述水槽本体210由钢筋布置的混凝土形成。
而且，上述水槽本体210的下端部的一部分插入于设备空间部1的底部100。因此，上述水槽本体210可通过其下端部从底部100接收规定的地热。
上述隔板212形成于上述水槽本体210的中央部。
上述隔板212沿着上述水槽本体210的长度方向形成规定长度，并向上方形成规定的高度。上述隔板212的高度实际与上述水槽本体210的侧壁211的高度相同。
通过设置上述隔板212，如图5所示，在上述水槽本体210的储藏空间形成能够使流体循环的循环流路a。
参照图6，水槽本体210的侧壁211和隔板212之间的宽度沿着下方逐渐变窄。
在上述侧壁211的侧面和隔板212的外面分别形成倾斜面S。各个上述倾斜面S的角度与水槽本体210的底面213形成钝角。
并且，在上述水槽本体210形成有流体限定槽210a。
上述流体限定槽210a分别形成于水槽本体210的侧壁211和隔板212。
上述流体限定槽210a的形成位置为从水槽本体210的底面213形成规定设置高度的位置。
在上述水槽本体210的储藏空间侧的侧壁211形成的流体限定槽210a以上述设置高度沿着侧壁211的外面连续形成。
在上述隔板212的外面形成的流体限定槽210a形成上述设置高度而连续形成。
因此，在隔板及侧壁形成的流体限定槽210a的设置高度相互相同。
如图7所示，上述流体限定槽210a可以是四方形状的槽，也可以是内周面形成曲面的槽。
因此，借助上述流体限定槽210a能够将储藏于水槽本体210的储藏空间的流体限定在规定的水位。
而且，参照图7，在上述水槽本体210的外面形成规定厚度的防水层220。上述防水层220由聚氯乙烯（PVC）衬里形成。
除此之外，如图6所示，上述水槽本体210的下端部的一部分以插入的方式设置于底部100的设备空间部1也形成其他防水层。
参照图5及图8，在水槽本体210设置水车。
上述水车300配置于形成在水槽本体210的循环流路a上。
上述循环流路a包括以隔板212为边界形成于两侧的两个直线流路和连接上述直线流路的两端侧的两个曲线流路。
上述水车300配置于上述直线流路和上述曲线流路的边界位置。
参照图8至图10，对上述水车300的结构进行说明。
参照图8及图10，上述水车300具有一对支承部件310。
各个上述支承部件310由支承板311构成，上述支承板311形成有向下方开口的支承槽311a。
各个上述支承部件310的支承板311的支承槽311a插入于侧壁211的上端或隔板212的上端。而且，在这种状态下，各个上述支承部件310的支承板311通过螺栓B来固定。
参照图8及图10，上述旋转轴320的两端被上述一对支承部件310支承。
上述旋转马达350与上述旋转轴320的一端相连接。
图8所示的水车控制单元360与上述旋转马达350电连接，来控制上述旋转马达350的工作。
上述第一叶片330具有耐蚀性。
参照图9及图10，多个上述第一叶片330的一端固定于上述旋转轴320。多个上述第一叶片330设置成以上述旋转轴320为中心形成放射状。
多个上述第二叶片340分别设置于多个上述第一叶片330的端部。多个上述第二叶片340分别从多个上述第一叶片330形成规定的倾斜。
如上所述的第一叶片330的端部、第二叶片340的端部随着旋转依次含浸于储藏在水槽本体210的储藏空间的流体。
从各个上述第一叶片330倾斜的各个第二叶片340随着旋转能够使流体沿着循环流路a强制流动，并向上方提升流体后，能够从规定高度使被提升的上述流体向下方落下。
因此，上述水车300使用旋转的多个叶片330、340来在水槽本体210内形成流体的强制循环流路，并且向上方提升循环的流体并使流体降落，从而能够向循环的流体连续产生氧。
对本发明的温度调节部进行说明。
参照图4，上述温度调节部由加热单元400、多个开闭单元500、温度传感器610、控制单元600构成。
上述加热单元400由循环管410和锅炉420构成。
上述循环管410埋设于水槽本体210的下端部。上述循环管呈之字形（jigjiag）。上述循环管410的两端与上述锅炉420相连接。上述循环管410的一端为流入制热用水的端部，另一端为排出制热用水的端部。
上述锅炉420与控制单元600电连接。上述控制单元600控制上述锅炉420的工作。
上述锅炉420从控制单元600接收电信号，来将从外部接收的制热用水加热至规定的加热温度，并向循环管410供给。向上述循环管410供给的制热用水沿着循环管410循环。
因此，上述加热单元400能够将水槽本体210的底面加热至规定温度来进行制热。
图11表示设备空间部的顶棚部。
参照图11，多个上述开闭单元500设置于设备空间部1的顶棚部120。
上述开闭单元500设置有两个，并设置为以上述顶棚部120的最上端的边界为基准两侧相互对称。
在上述顶棚部120形成开口11，上述开口11用于设置两个开闭单元500。
图12表示本发明的开闭单元。
对一个开闭单元500的结构进行说明。
参照图12，各个上述开闭单元500由开闭门510、马达520、齿轮530、齿条540构成，上述开闭门510具有铰链轴511。
上述开闭门510配置于开口11，上述开口11形成于设备空间部1的顶棚部120。
上述开闭门510具有可配置于开口11的规定的幅度和宽度。上述开闭门510可由多个格子框架和透明的玻璃板构成，多个上述格子框架由铝等的金属形成，上述玻璃板设置于多个格子框架之间。
上述铰链轴511设置于上述顶棚部120的边界。
因此，上述开闭门510能够以铰链轴511为旋转中心沿着上下方旋转。
上述马达520与控制单元600电连接。
上述马达520固定设置于开口附近的顶棚部120的格子框架。
通过另外的固定托架（未图示）来固定上述马达520。
上述马达520具有马达轴521，上述马达轴521从控制单元600接收控制信号来以规定转速旋转。上述马达轴521与上述铰链轴511以规定距离隔开，且形成相互并列的方向。
上述马达轴521与齿轮530的中心相连接。上述齿轮530呈圆盘形状。在上述齿轮530的外周面形成齿轮齿。在这里，上述齿轮通过另外的托架（未图示）固定设置于开口11附近的格子框架。
而且，在上述开闭门510的下面部设置有“U”状的齿条540，上述齿条540具有规定长度。
上述齿条540形成曲率路径，并且上述齿轮530的齿轮齿与齿轮相连接。
上述齿轮530的旋转带动齿条540的强制移动。上述齿条540沿着上下方强制旋转移动。由于上述齿条540的端部固定于开闭门510的下面部，因而上述开闭门510能够沿着上下方向旋转。
在本发明中，如上所述，设置有两个具有上述结构的开闭单元500，两个开闭单元500以顶棚部120的边界为基准相对称。
上述控制单元500控制成使各个上述开闭单元500的开闭门510同时或独立进行旋转动作。
参照图4，上述温度传感器610与控制单元600电连接。
上述温度传感器610可以是热电偶等装置，实时测定设备空间部1的内部空间的温度值，并向控制单元600传输所测定的上述温度值。
优选地，上述温度传感器610配置为测定水槽200的上部空间及包围水槽200的空间的温度值。
如上所述，上述控制单元600与开闭单元500的马达520、温度传感器610电连接。
在上述控制单元600设定基准温度值范围内。可借助输入器（未图示）等装置在上述控制单元600以可变的方式设定上述基准温度值范围内。
例如，上述基准温度值范围可以是摄氏20度至30度以内的范围。该范围为一年四季能够容易培养微藻类的温度范围。
参照图5，本发明的设备具有照明部4。
上述照明部4由多个发光元件720、底座710、照明控制单元730构成，上述底座710用于固定多个发光元件720。
上述照明部4配置于各水槽200的上部。
上述底座710配置于水槽200的上部，可通过从顶棚部120延伸的固定杆（未图示）来固定上述底座710。
多个上述发光元件720配置于上述底座710。
上述照明控制单元730控制多个上述发光元件720的工作。
在上述照明控制单元730预先设定多个发光元件720的发光时间和照度。因此，上述照明控制单元730控制多个发光元件720的工作，以使多个发光元件720确保已设定的照度及发光时间。例如，上述发光时间可以是下午5点至10点之间的时间。
从上述发光元件720发出的光照射储藏于水槽本体210的流体。包含微藻类的流体中，微藻类可借助所照射的上述光进行光合作用。
本发明的设备具有离心分离器800和榨油机810。
上述离心分离器800和上述榨油机810配置于设备空间部1的内部空间。
上述离心分离器800通过管（未图示）与水槽本体210相连接。上述管设置有用于开闭流路的阀（未图示）。上述管设置有用于抽吸流体的泵（未图示）。
若上述阀开放且泵工作，则在水槽本体210的储藏空间循环的包含微藻类的流体通过管向离心分离器800移动。
上述离心分离器800可从上述流体中分离出比重相互不同的油类成分和其他成分。
上述榨油机810通过管（未图示）与离心分离器800相连接。
在上述离心分离器800和榨油机810之间的管设置有能够抽吸流体的泵（未图示）。
上述榨油机810可通过管接收从上述离心分离器800分离的油类成分，并去除包含在油类成分中的其他成分，来榨出生物柴油。
而且，榨出的上述生物柴油沿着排出线储藏于另外设置的储藏器820。
接下来，对具有如上所述的结构的本发明的生物燃料制备用设备的作用进行说明。
参照图1至图3，本发明的设备空间部1整体由铝材质的格子框架10构成，因而容易设置，并且可执行向外部散热的功能。
并且，在多个上述格子框架10之间设置的多个玻璃板20可使外部的阳光容易向内部空间传递。
因此，上述设备空间部1形成如同温室的氛围。
在上述设备空间部1的两侧部设置的两个门130在引导作业人员出入，并以相向的方式设置，因而可使内部空间的通风顺畅。
设置于上述设备空间部1的上端部，优选为顶棚部120的开闭单元500以从外部接收电信号来开闭的方式工作，通过该开闭单元500的工作可执行内部空间的通风及温度调节。对此，将在下述中进行详细说明。
参照图4及图5，在上述设备空间部1的内部空间设置有两个水槽200。
上述两个水槽200中的一个可储藏海水，另一个可储藏淡水。在这里，储藏于各水槽200的流体的种类可选择性地改变。
将一个水槽200作为代表性的例来进行说明。
水槽本体210的储藏空间储藏有规定量的包含微藻类的海水。上述海水可通过流体供给部（未图示）储藏于上述水槽本体210的储藏空间。
在水槽本体210的底面213中央部以形成规定长度的方式形成的隔板212与侧壁211形成规定间隔，来在水槽本体210的储藏空间内形成流体的循环流路a。上述循环流路a由直线流路和曲线流路形成。
在这里，海水储藏于水槽本体210的优选的水位通过流体限定槽210a限定为好。
参照图6及图7，在水槽本体210的侧壁211和隔板212的外周以相同高度形成流体限定槽210a。
因此，海水形成与流体限定槽210a所处的高度相同的水位，并储藏于水槽本体210的储藏空间内。
参照图8及图9，在上述水槽本体210的循环流路a上配置有水车。此时，水车以使多个第二叶片340随着旋转而依次含浸于海水的方式设置于水槽200为好。
水车控制单元360驱动旋转马达350。上述旋转马达350使旋转轴320以规定转速旋转。
因此，在旋转轴320的外周以放射状形成的多个第一叶片330以规定的转速旋转。而且，从各个上述第一叶片330的端部倾斜的多个第二叶片340也同时旋转。
多个上述第二叶片340在旋转的同时可使流体沿着循环流路a循环。
多个上述第二叶片340随着旋转可依次向上方提升储藏于水槽本体210的海水。而且，被提升到上方的规定位置的海水可向下方降落。
通过多个上述第二叶片340的旋转，海水被提升而被提升的上述海水又重新向所储藏的海水降落的过程重复进行。
通过如上所述的重复过程，海水可沿着水槽本体210的循环流路a循环。
而且，通过第二叶片340的旋转被提升的海水从规定的高度向储藏于下方的水槽本体210中的海水降落。此时，由于落差，水槽本体210的海水形成多个气泡，从而可向海水供给氧。
因此，在水槽本体210沿着循环流路a循环的海水通过上述的连续性的降落过程来得到供氧。
由此，包含于海水的微藻类在连续循环的同时得到供氧，因而可容易生长。
上述水槽200由钢筋布置的混凝土形成，并且如图7所示，在上述水槽200的外面形成防水层220。可借助上述防水层220，来防止储藏于上述水槽本体210的海水或淡水向外部泄漏或向水槽本体210的内部渗透。
参照图6，在水槽本体210的侧壁211的内侧面和隔板212外侧面分别形成倾斜面S。水槽200的循环流路a的剖面宽度沿着下方逐渐变窄。
因此，储藏于水槽本体210的储藏空间中的海水可借助上述倾斜面S稳定地循环，且循环时不会从储藏空间向外部溢出。
参照图4，本发明的照明部4可使上述微藻类包含于在水槽200循环的海水中包含的微藻类进行光合作用。
上述照明部4的多个发光元件720以设置于底座710的状态配置于水槽本体210的上部。
与发光元件720电连接的照明控制单元730使多个发光元件720以确保已设定的发光时间范围及照度的方式发光。
例如，在将上述发光时间范围设定为下午5点至10点的情况下，上述照明控制单元730使多个发光元件720以确保所设定的上述时间范围及照度的方式发光。
向沿着水槽本体210的循环流路a循环的海水供给从多个上述发光元件720发出的光。
包含于上述海水的微藻类借助从外部供给的光进行光合作用。
本发明中表述的从多个发光元件720发出的的发光面积可设定为包括水槽本体210的储藏空间上面部区域，也可设定为包括循环流路a的上面部区域。
除此之外，上述发光面积可设定为包括循环流路a的上部的一部分区域。
可根据设置多个发光元件720的底座710的面积来调节上述发光面积，也可通过将底座710设置成能够在水槽本体210的上部旋转，来调节发光角度，从而调节发光面积。
本发明的照明部4提供使储藏于水槽本体210并包含于海水中的微藻类进行光合作用的环境。
虽然未图示，多个发光元件720也可设置于图9所示的水车300的多个第一叶片330、第二叶片340。在这种情况下，优选的是用防水材料（未图示）包围上述发光元件720后设置于第一叶片330、第二叶片340。当然，上述发光元件720可设置于水车300的旋转轴320。
并且，虽然未图示，但图4示出的多个发光元件720可内设于水槽本体210的侧壁211、隔板212以及底面213。
在这种情况下，内设的多个上述发光元件720可直接向储藏于水槽本体210的储藏空间的海水供给光。
参照图4，本发明的温度调节部3可使设备空间部1的内部空间的温度值在已设定的温度值范围内。
温度传感器610实时测定设备空间部1的内部空间的温度值。上述温度传感器610向控制单元传输所测定的上述温度值。
上述控制单元600判断所测定的上述温度值是否在已设定的温度值范围内。例如，上述已设定的温度值范围可以是摄氏20度至30度的范围。
而且，上述控制单元600控制多个开闭单元500和加热单元400的工作，以使所测定的上述温度值在上述已设定的温度值范围内。
对多个上述开闭单元500的工作进行说明。在这里，对一个开闭单元500的工作进行说明。
参照图11及图12，开闭门510可形成封闭开口11的状态，上述开口11形成于顶棚部120。
上述控制单元600使马达520工作，上述马达520使上述马达轴521单向旋转。
与上述马达轴521相连接的齿轮530与马达轴521的旋转联动地单向旋转。
上述齿轮530与“U”状齿条540的一面啮合，上述齿条540设置于开闭门510的下面部。
因此，随着上述齿轮530单向旋转，与此联动的上述齿条540向上方，即开闭门510开放的方向上升。而且，与上述齿条540相连接的开闭门510开放顶棚部120的开口11。
而且，另一个开闭单元500的工作方式与上述工作方式相同。
顶棚部120的开口11由开放的上述开闭门510开放，设备空间部1的内部空间通过开放的开口11向外部露出。
因此，通过上述开口11，外部空气可向设备空间部1的内部空间流入。
像夏天，外部空气的温度有可能比设备空间部1的内部温度更低，因而随着外部空气流入，设备空间部1的内部的温度可下降至为规定以下的温度。
除此之外，上述控制单元600控制两个开闭单元500的工作。
在这里，上述控制单元600可使各开闭单元500的马达520同时工作，也可马达520相互独立地工作。
由此，控制单元500可同时开闭各开闭门510或仅开闭某一个。因而，可调节向设备空间部1的内部空间流入的外部空气的量。
对上述加热单元400的工作进行说明。
参照图4，控制单元600使锅炉420工作。
上述锅炉420从外部接收制热用水。上述锅炉420在将上述制热用水加热至规定温度后向循环管410供给。
循环管410的两端与锅炉相连接，向循环管410供给的制热用水可沿着循环管410循环。
在这里，上述循环管410埋设于水槽本体210的底面内部。
因此，供加热至规定温度的制热用水循环的循环管410被加热至规定温度。而加热温度向水槽本体210的底面传递。
因此，上述水槽本体210的储藏空间及储藏于该储藏空间的海水的温度将上升至规定温度。
除此之外，上述水槽本体210的底面部分以插入的方式设置于设备空间部1的底部100。
因此，像冬天，上述水槽本体210通过水槽本体210的底面213来直接接收地热。
如上所述，温度调节部实时控制多个开闭单元500及加热单元400的工作，从而可使设备空间部1的内部空间的温度一年四季都维持规定范围，即摄氏20度至30度的范围。
另一方面，上述温度调节部可对图9及图10示出的水车300的工作进行控制。
参照图4、图9及图10，水车控制单元360与温度调节部的控制单元600电连接。
若设备空间部1的内部温度值在已设定的基准温度值范围以下，则控制单元600如上所述地对多个开闭单元500及加热单元400的工作进行控制，并向水车控制单元360传输电信号。
上述水车控制单元360对旋转马达350的工作进行控制，以将旋转轴320的转速提高至规定以上。形成于上述旋转轴320的多个第一叶片330、第二叶片340的转速也将提高。
由此，可提高储藏于水槽本体210的储藏空间中的海水沿着循环流路a循环的流速。并且，由于海水降落的次数增加，因而海水中的氧产生量也增加。
根据本发明，在设备空间部1的内部温度在规定温度以下的情况下，能够增加海水的循环流速，来强制提升微藻类的活动性。
另一方面，上述温度调节部也可控制图4中示出的照明部4的工作。
照明控制单元730与温度调节部的控制单元600电连接。
若设备空间部1的内部温度值在已设定的基准温度值范围以下，则控制单元600如上所述地控制多个开闭单元500及加热单元400的工作，并向照明控制单元730传输电信号。
上述照明控制单元730可将设定的照度提升至规定水准。
由此，储藏于水槽本体210的储藏空间中的海水暴露于形成上升的照度而进行发光的光。包含于暴露在上述光的海水中的微藻类活跃地产生光合作用。
而且，随着照度上升，发出的光包含热量，因而该热量将向海水传递。因此，海水可上升至规定温度。
如上所述，储藏于水槽本体210的包含微藻类的海水在水槽本体210内循环，并接受供氧。
与此同时，实时控制设置多个水槽200的设备空间部1的内部温度值，以在设定的基准温度值范围内。
由此，本发明容易调节微藻类的生长环境，从而能够使微藻类大量生长。
接着，通过管向离心分离器800排出包含在多个上述水槽200生长的微藻类的海水。
上述离心分离器800利用包含微藻类的物质与海水之间的比重差来将这些相互分离。上述包含微藻类的物质为制备成生物燃料的原料。
如上所述的上述原料通过管向榨油机810排出。
上述榨油机810破坏微藻类原料的细胞壁，分离出包含于该微藻类原料的油类成分和其他成分后，只对油类成分进行榨油。上述榨油机810可使用具有能够分离出油类成分的功能的其他装置以及方法。
向另外设置的储藏器820排出如上所述地榨油的油类成分来进行储藏。
产业上的可利用性
根据上述的作用，本发明具有可容易控制能够大量培养微藻类的培养温度以及光学作用等生长条件的优点。
并且，本发明具有在有限的空间使微藻类连续循环的同时向微藻类连续供氧而能够使微藻类容易生长的优点。

Claims (26)

1.一种微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，包括：
设备空间部，具有内部空间；
培养部，配置于上述设备空间部的内部空间，在相互不同的位置使从外部供给的包含微藻类的流体连续循环并进行培养；以及
温度调节部，使上述设备空间部的内部空间的温度值在已设定的温度值范围内，
其中，所述培养部包括：
水槽，配置于上述设备空间部的内部空间，用于储藏规定量的流体，并形成上述流体的循环流路；以及
水车，配置于上述水槽，从外部接收动力来旋转，以使上述流体沿着上述循环流路强制流动，
其中，所述水车包括：
支承部件，以配置于上述循环流路上的方式选择性地固定于上述水槽本体；
旋转轴，两端被上述支承部件支承，以从外部接收动力来进行旋转；
多个第一叶片，以板状形成，并以放射状设置于上述旋转轴；
多个第二叶片，设置于多个上述第一叶片的端部，并与各个上述第一叶片形成规定角度的倾斜；
旋转马达，与上述旋转轴相连接，用于使上述旋转轴旋转；以及
水车控制单元，用于控制上述旋转马达的工作。
2.根据权利要求1所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，
上述设备空间部包括：
底部，由混凝土形成，
壁体部，包围上述底部的周围，
顶棚部，以从上述壁体部的周围形成内部空间的方式盖住上述壁体部的上部，以及
一个或多个门，设置于上述壁体部，用于开闭内部空间；
上述壁体部、上述顶棚部及上述门分别具有铝材质的格子框架和设置于上述格子框架之间的玻璃板。
3.根据权利要求2所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，上述水槽的下端部以插入的方式设置于上述底部。
4.根据权利要求1所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，上述水槽包括：
水槽本体，向上方开口，并具有用于储藏流体的储藏空间；以及
隔板，从上述水槽本体的内部底面向上方突出，来形成上述循环流路。
5.根据权利要求4所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，在上述水槽本体的储藏空间的侧面和上述隔板的外侧面分别形成倾斜面，上述倾斜面引导上述水槽本体的储藏空间的侧面与上述隔板的外侧面之间宽度沿着上述水槽本体的内部底面逐渐变窄。
6.根据权利要求4所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，在上述水槽本体的储藏空间的侧面和上述隔板分别形成流体限定槽，上述流体限定槽用于限定上述流体的储藏水位。
7.根据权利要求1所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，上述水车控制单元从上述温度调节部接收电信号，根据所测定的上述温度值来对上述旋转轴的转速进行可变调节。
8.根据权利要求1所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，上述温度调节部包括：
加热单元，设置于上述培养部的底面，将上述底面加热至规定温度；
一个或多个开闭单元，从外部接收电信号，来开闭上述设备空间部的内部空间；
温度传感器，测定上述设备空间部的内部的温度值；以及
控制单元，控制上述加热单元和上述开闭单元的工作，以使上述温度传感器所测定的上述温度值在上述已设定的基准温度值范围内。
9.根据权利要求8所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，各个上述开闭单元包括：
开闭门，被上述设备空间部支承，以开闭上述设备空间部的内部；
马达，设置于上述设备空间部，具有马达轴，上述马达轴从上述控制单元接收控制信号来旋转；
齿轮，与上述马达轴相连接；以及
齿条，从上述开闭门突出形成，沿着曲率路径与上述齿轮啮合，随着上述马达轴的旋转动作而使上述开闭门旋转。
10.根据权利要求8所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，上述加热单元包括：
循环管，以形成规定间隔的方式埋设于上述培养部的底面；以及
锅炉，与上述循环管相连接，并从上述控制单元接收电信号来将制热用水加热至规定温度，向上述循环管供给经加热的上述制热用水并使上述制热用水循环。
11.根据权利要求1所述的微藻类生物燃料制备用设备，其特征在于，
在上述设备空间部的内部还设置有照明部；
上述照明部包括：
多个发光元件，配置于上述培养部的上部，从外部接收电信号来形成规定照度并发光，以及
照明控制单元，与上述发光元件电连接，向多个上述发光元件传输信号，以使多个上述发光元件确保已设定的照度及发光时间。
12.一种生物燃料制备用培养槽，其特征在于，包括：
培养部，上部开放，并在内部形成生物燃料制备用流体的循环路径；以及
流体流动部，配置于上述循环路径上，使上述流体沿着循环路径强制循环，并向上述流体供给氧，
其中，所述流体流动部包括：
支承部件，设置于上述培养部，并具有旋转轴；
多个板状的叶片，从上述旋转轴的外周以放射状形成，端部以规定角度弯曲，上述叶片用于使流体流动；
旋转马达，与上述旋转轴相连接，从外部接收电信号来使上述旋转轴旋转；以及
流体流动部控制单元，与上述旋转马达电连接，用于控制上述旋转马达的工作，
其中，各个上述板状的叶片包括：
板状的第一叶片，从上述旋转轴的外周以放射状设置；以及
板状的第二叶片，以与上述第一叶片形成规定角度的倾斜的方式设置于上述第一叶片的端部。
13.根据权利要求12所述的生物燃料制备用培养槽，其特征在于，上述培养部包括：
侧壁，形成用于储藏上述流体的储藏空间；
底面，连接上述侧壁的下端部；以及
隔板，以直立的方式设置于上述底面的中央部，划分上述储藏空间来形成上述循环路径。
14.根据权利要求13所述的生物燃料制备用培养槽，其特征在于，上述循环路径的剖面的宽度从上述培养部的上方起沿着下方逐渐变窄。
15.根据权利要求14所述的生物燃料制备用培养槽，其特征在于，在上述侧壁和上述隔板相向的面形成倾斜面，上述倾斜面引导相向面的间隔从上述培养部的上方起沿着下方逐渐变窄。
16.根据权利要求12所述的生物燃料制备用培养槽，其特征在于，上述培养部的下端部以规定深度插入地上。
17.根据权利要求13所述的生物燃料制备用培养槽，其特征在于，在上述侧壁和上述隔板分别形成流体水位限定槽，上述流体水位限定槽用于限定上述流体的储藏水位。
18.根据权利要求12所述的生物燃料制备用培养槽，其特征在于，
在上述旋转轴和各个上述叶片之间还设置有支承框架；
上述支承框架包括：
多个第一支承框架，从上述旋转轴的外周的多个位置以放射状延伸规定长度；以及
第二支承框架，沿着上述旋转轴的圆周方向分别连接多个上述第一支承框架的端部，来固定各个上述叶片。
19.一种微藻类生物燃料的制备方法，其特征在于，包括：
流体储藏步骤，形成循环流路，并在配置于设备室内的培养槽储藏包含微藻的流体；
流体循环步骤，使上述流体沿着上述循环流路连续循环；
温度调节步骤，使上述设备室内的内部空间温度值在已设定的温度值范围内，或根据上述设备室内的内部空间温度值来控制上述培养槽的温度值；以及
分离及榨油步骤，从上述流体分离出微藻类并榨油，
其中，使上述流体循环包括：
配置水车以产生沿着上述循环流路的强制循环；和
操作所述水车以使上述流体沿着上述循环流路连续地强制流动，
其中，所述水车包括：
支承部件，以配置于上述循环流路上的方式选择性地固定于权利要求1所述的水槽本体；
旋转轴，两端被上述支承部件支承，以从外部接收动力来进行旋转；
多个第一叶片，以板状形成，并以放射状设置于上述旋转轴；
多个第二叶片，设置于多个上述第一叶片的端部，并与各个上述第一叶片形成规定角度的倾斜；
旋转马达，与上述旋转轴相连接，用于使上述旋转轴旋转；以及
水车控制单元，用于控制上述旋转马达的工作。
20.根据权利要求19所述的微藻类生物燃料的制备方法，其特征在于，
在上述培养槽的内部设置隔板来形成上述循环流路，
在上述培养槽的内侧壁和上述隔板形成水位限定槽，并以使上述流体的水位达到上述水位限定槽的方式，将上述流体储藏于上述培养槽。
21.根据权利要求19所述的微藻类生物燃料的制备方法，其特征在于，上述流体循环步骤中，将上述强制循环器的工作控制成，根据上述设备室内的内部空间温度值或储藏于上述培养槽的流体的温度值来改变上述强制流动的速度。
22.根据权利要求19所述的微藻类生物燃料的制备方法，其特征在于，上述温度调节步骤，
经过选择步骤，选择是否对上述培养槽的温度值和上述设备室内的内部空间的温度值中的某一个进行控制，
若选择了控制上述培养槽的温度值，则经过培养槽温度调节步骤，上述培养槽温度调节步骤中，根据上述设备室内的内部空间的温度值来控制上述培养槽的温度，
若选择了控制上述设备室内的内部空间的温度值，则经过通风调节步骤，上述通风调节步骤中，调节上述设备室内的内部的空气，以使上述设备室内的内部空间的温度值在上述已设定的温度值范围内。
23.根据权利要求22所述的微藻类生物燃料的制备方法，其特征在于，上述培养槽温度调节步骤中，
使用温度传感器来测定上述设备室内的内部的温度值，
向控制单元传输所测定的上述温度值，
使用上述控制单元，通过设置于上述培养槽的底面的制热单元的工作，将上述底面加热至规定温度，以使上述温度传感器所测定的上述温度值在已设定的第一基准温度值范围内。
24.根据权利要求23所述的微藻类生物燃料的制备方法，其特征在于，
在上述培养槽的底面埋设循环管，
从上述控制单元接收电信号，使用锅炉将制热用水加热至规定温度，向上述循环管供给经加热的上述制热用水并使上述制热用水循环，来对上述培养槽的底面进行加热。
25.根据权利要求22所述的微藻类生物燃料的制备方法，其特征在于，
使用温度传感器测定上述设备室内的内部的温度值，
向控制单元传输所测定的上述温度值，
使用上述控制单元，通过一个或多个通风调节单元的工作，开闭上述设备室内的内部空间，以使上述温度传感器所测定的上述温度值在已设定的第二基准温度值范围内。
26.根据权利要求19所述的微藻类生物燃料的制备方法，其特征在于，
包括光供给步骤，上述光供给步骤中，向沿着上述循环流路循环的流体供给规定的光；
在上述光供给步骤中，
在上述培养槽的上部配置多个灯，多个上述灯从外部接收电信号来形成规定的照度并发光，
使用光控制单元来使多个上述灯以确保已设定的照度及发光时间的方式工作。
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