CN1840649A - 新型高效太阳能沼气发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明针对我国所修建的沼气发酵池普遍存在着出料难、产气率低、气密性能不够理想等问题，提供一种新型高效太阳能沼气发生器，该发明设置有太阳能集蓄热室、密封进料口、发酵反应室、料液循环搅动系统、储气供气系统、出料水压室、有压拍门出料口和出料池。该发明不仅可以使产气率大幅度的提高，而且也较好的解决了出料难和气密性不够理想的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用和生物发酵技术，具体讲是提供一种新型高效太阳能沼气发生器。
背景技术
沼气作为一种新型的再生能源，是一种对生物质能的有效利用。沼气的生成是通过有机物的发酵产生，可利用人和畜禽粪便、农作物秸杆和屑壳、生活垃圾中的厨余、废纸、纸浆废液、糟粕、污水和污泥产生沼气。沼气工程在我国农村经过近40年的推广应用，在不少地区已经初具规模，并取得了显著的社会经济效益，它不仅替代节省了大量的传统能源，而且使大量的垃圾得到了较好的转化利用，净化了环境。然而，目前常用的沼气发酵池由于结构功能不够完善，技术方法落后等原因，致使我国所修建的沼气发酵池普遍存在着出料难、产气率低、气密性能不够理想等问题。出料难主要表现在发酵余物多沉积在发酵池底部，不能靠出料口正常出料，一般每隔半年至一年就要将发酵池全部排空清理一次，清理后又需花费1-2月的时间才能正常运行；产气率低主要表现在对发酵原料在池内停留时间不能进行有效控制，致使对发酵原料利用率低，从而造成产气率低，同时，由于池温受外界温度影响，当外界温度较低时，尤其是在冬天，产气量急剧降低，在北方，由于冬天温度比南方温度更低，冬季近4个月的时间基本上不能正常运行；气密性能不够理想主要表现在进、出料口不能封闭，在夏天高效率季节易出现反气或漏气，即造成了能量的消耗，严重时又会带来空气污染。为了使我国农村沼气工程的建设有一个长足的发展，解决目前我国农村沼气工程中存在的技术问题势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型高效太阳能沼气发生器，该发明不仅可以使产气率大幅度的提高，而且也较好的解决了出料难和气密性不够理想的问题。
本发明的目的是这样实现的：在一个装置内设置有太阳能集蓄热室、密封进料口、发酵反应室、料液循环搅动系统、储气供气系统、出料水压室、有压拍门出料口和出料池。太阳能集蓄热室是由壳体、玻璃罩、真空室、吸热管、托架和储蓄热能室所组成，其作用就是捕获太阳能，并通过输热管将热能送入发酵反应室。发酵反应室是由推移环绕式反应槽和太阳能散热器所组成，其作用就是通过太阳能加热加温使物料进行高效发酵，并将发酵后的余物按存留时间长短有序地推移出发酵反应室。密封进料口是由进料管、悬浮球和推杆所组成，和发酵反应室相连通，密封进料口不仅能很容易地将物料送入发酵反应室，而且还可以在不需进料时自动密封。料液循环搅动系统是由水泵和循环多孔管道所组成，循环多孔管道布置在发酵反应室推移环绕式反应槽内，该系统的作用是通过对发酵反应室液料的循环和搅动，不仅可以提高新物料和微生物的接触机率，而且也可以使旧物料充分发酵利用，可以防止物料沉淀板结。储气供气系统是由储气室、环形管、输气管和闸阀所组成，设置在发酵反应室的上部，和发酵反应室相连通，其作用就是对发酵反应室所产生的沼气进行储存，并为用户用气提供稳定的气源。出料水压室是由水压室、出料通道所组成，设置在发酵反应室的一侧面，并和发酵反应室中的推移环绕式反应槽的尾部相连通，其作用就是稳定储气室的气压，并为发酵反应后的余物提供排出通道。有压拍门出料口是由拍门和出料口所组成，和水压室相连通，其作用就是进行有压自动出料，当水压室压力达到一定值时，有压拍门自动打开并开始出料，当部分余物流出后，水压室压力迅速降低时，有压拍门自动关闭。出料池设置在水压室一侧，其作用就是接纳有压拍门出料口的不定时的出料。
该发明的工作原理是这样的：当太阳能集热储蓄热室捕获太阳热能后，通过吸热管将热能输送给发酵反应室，使反应室的水温达到发酵要求的温度。在进料时，将物料放进密封进料口，推动推杆后，物料进入发酵反应室后，进料口自动密封。进入发酵反应室后的新物料首先进入推移环绕式反应槽的首部，新物料在此一方面和液料循环搅动系统中输送来的微生物进行接触预发酵，另一方面等侯通过后续物料的进入或发酵后的余物的出料，使其进入主发酵反应区，发酵物料在主发酵反应区进行较强的发酵反应，从而生成大量的沼气，沼气由于比重较小而向上移动从而进入储气室，当主发酵反应区里的物料经发酵分解后在新物料的自然推移下和储气室气压作用下，会不断的向出料水压室方向进行位移，进入推移环绕式反应槽尾部的物料会在液料循环搅动系统的作用下，物料搅动并和微生物进行更一步的接触，使物料进行完全充分发酵分解。完全充分发酵分解后的余物随后在水压力的作用下进入水压室，当水压室的水压达到一定值后，进入水压室的余物通过拍门出料口会自动依次排出。排出的余物进入出料池储存，以做肥料之用。
该发明具有一定的新颖性，具体体现在在申请日以前没有同样的发明或者实用新型，在国内外出版物上公开发表过，在国内外公开使用过或者以其它方式为公众所知，也没有同样的发明或实用新型由他人向专利局提出过申请并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中。
该发明也具有一定的创造性，具体体现在在申请日以前，我国目前常用的沼气发酵技术普遍存在着出料难、产气率低、气密性能不够理想等问题，该发明不仅可以使产气率大幅度的提高，而且也较好的解决了出料难和气密性不够理想的问题。和目前国内同类技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。
该发明也具有一定的实用性，具体体现在该发明能够制造或者使用，并且能够产生以下积极有益的效果：
(1)该发明由于设置有太阳能集蓄热室、推移环绕式反应槽，不仅可以使发酵反应室高效稳定地进行发酵反应，在环境温度较低时仍可保证正常生产沼气，而且还可以使物料发酵反应充分彻底，可以使产气率提高35％以上。
(2)该发明不仅进、出料方便，而且进、出料口均能进行自动密封，使整个装置具有良好的密封性能。
(3)该发明通过循环搅动系统的作用，使液料进行不断循环和搅动，不仅可以使物料发酵过程缩短，而且可以防止余物沉淀板结。
附图说明
图1是该发明一实施例立面剖视图。
图2是图1俯视平面剖视图。
图3是图2中A-A剖视图。
图4是图2中B-B剖视图。
图5是图3中拍门(22)放大图。
图中，1.玻璃罩 2.真空室 3.吸热管 4.托架 5.储蓄热能室 6.太阳能集热器壳体 7.散热器 8.壳体 9.隔板 10.反应槽 11.进料管 12.浮球 13.储气室 14.环形管 15.闸阀 16.输气管 17.水泵 18.循环多孔管道 19.出料通道 20.水压室 21.出料口 22.拍门 23.出料储存池 24.拍门阀辨 25.加强板 26.转轴 27.轴座 28.配重块
具体实施方式
在图1、图2和图4中，太阳能集蓄热室是由壳体(6)、玻璃罩(1)、真空室(2)、吸热管(3)、托架(4)和储蓄热能室(5)所组成，其作用就是捕获太阳能，并通过输热管将热能送入发酵反应室。玻璃罩(1)采用透光玻璃制作而成，和太阳能集热器壳体(6)密封粘接在一起，从而形成真空室(2)和储蓄热能室(5)，吸热管(3)是由铜管制作而成，设置在真空室(2)里，其表面镀有黑铬层，通过输热管和散热器(7)连接在一起，储蓄热能室(5)设置在真空室(2)的下部，蓄能介质为石英砂，太阳能集热器壳体(6)采用玻璃钢制作而成。发酵反应室是由推移环绕式反应槽(10)和太阳能散热器(7)所组成，其作用就是通过太阳能加热加温使物料进行高效发酵，并将发酵后的余物按存留时间长短有序地推移出发酵反应室。壳体(8)可以做成砖混凝土结构，也可以采用玻璃钢制作而成，隔板(9)采用玻璃钢板或预制钢筋混凝土板制作而成，它将壳体(8)所形成的圆柱体空间分隔成一条连通环绕推移反应槽(10)，反应槽(10)的地板设置有一定的坡度。太阳能散热器(7)设置在反应槽(10)内，通过输热管和吸热管(3)连接在一起。密封进料口是由进料管(11)、悬浮球(12)和推杆所组成，和发酵反应室相连通，密封进料口不仅能很容易地将物料送入发酵反应室，而且还可以在不需进料时自动密封。进料管(11)是由混凝土管或玻璃钢制作而成，和反应槽(10)相连通，浮球(12)为空心塑料圆球，或为空心玻璃钢圆球，自由设置在进料管(11)的下端。进料时通过推杆推动浮球(12)，使物料进入反应槽(10)。储气供气系统是由储气室(13)、环形管(14)、输气管(16)和闸阀(15)所组成，设置在发酵反应室的上部，和发酵反应室相连通，其作用就是对发酵反应室所产生的沼气进行储存，并为用户用气提供稳定的气源。储气室(13)设置在反应槽(10)的上部，和反应槽(10)相连通，环形管(14)由玻璃钢管制作而成，为圆环形，环形管(14)侧面开有许多进气小孔，嵌套在进料管(11)的外圆，输气管(16)和储气室(13)相连通，闸阀(15)安装在输气管(16)上。料液循环搅动系统是由水泵(17)和循环多孔管道(18)所组成，该系统的作用是通过对发酵反应室液料的循环和搅动，不仅可以提高新物料和微生物的接触机率，而且也可以使旧物料充分发酵利用，可以防止物料沉淀板结。水泵(17)采用污水泵，安装在反应槽(10)的尾端，其出水管和循环多孔管道(18)连接在一起，循环多孔管道(18)是由玻璃管制作而成，循环多孔管道(18)两侧开有许多出水小孔，布置安装在发酵反应室推移环绕式反应槽(10)的地板上。出料水压室是由水压室(20)、出料通道(19)所组成，设置在发酵反应室的一侧面，并和发酵反应室中的推移环绕式反应槽(10)的尾部相连通，其作用就是稳定储气室(13)的气压，并为发酵反应后的余物提供排出通道。出料通道(19)由玻璃钢管或混凝土管制作而成，两端分别和反应槽(10)尾端与水压室(20)相连通，水压室(20)为一个密封空间，其地板设置有一个向出料口(21)方向的坡度。有压拍门出料口是由拍门(22)和出料口(21)所组成，和水压室(20)相连通，其作用就是进行有压自动出料，当水压室(20)压力达到一定值时，有压拍门出料口自动打开并开始出料，当部分余物流出后，水压室(20)压力迅速降低时，有压拍门(22)自动关闭。出料口(21)是由玻璃钢管制作而成，和水压室(20)相连通，拍门(22)安装在出料口(21)上。出料储存池(23)设置在水压室(20)一侧，其作用就是接纳有压拍门出料口的不定时的出料，出料储存池(23)由砖混凝土结构制作而成。
在图3和图5中，拍门阀辨(24)由钢板切割加工而成，为圆形板，加强板(25)由扁钢加工制作而成，和拍门阀辨(24)焊接在一起，转轴(26)由圆钢加工制作而成，轴座(27)由扁钢加工制作而成，和出料口(21)焊接在一起，配重块(28)由铸铁制作而成，通过钢丝绳和拍门阀辨(24)连接在一起。
在上述图示中，虽然列举了本发明较佳实施例进行了说明，但众所周知，不应由该实施例反而限制了本发明的权力保护范围，亦即，任何熟悉该发明创新点的工程技术科学研究人员，若应用本发明主要之特征，进行若干细节的变动，皆仍应属于本发明的专利保护范围。
Claims (6)
1、一种新型高效太阳能沼气发生器装置，其特征在于该装置内设置有太阳能集蓄热室、密封进料口、发酵反应室、料液循环搅动系统、储气供气系统、出料水压室、有压拍门出料口和出料池。太阳能集蓄热室通过散热器和发酵反应室相连接，密封进料口、出料水压室分别和发酵反应室首部与尾部相连通，储气室设置在发酵反应室的上部，二者相连通，料液循环搅动系统设置在发酵反应室的底部，有压拍门出料口和出料水压室相连通。
2、根据权利要求1所述一种新型高效太阳能沼气发生器，其特征在于太阳能集蓄热室是由壳体、玻璃罩、真空室、吸热管、托架和储蓄热能室所组成，吸热管设置在真空室内，由铜管制作而成，其表面镀有黑铬，和发酵反应室里的太阳能散热器相连通，储蓄热室设置在真空室的下部，其内充满石英砂。
3.根据权利要求1所述一种新型高效太阳能沼气发生器，其特征在于密封进料口是由进料管、悬浮球和推杆所组成，悬浮球为塑料或玻璃钢空心球，自由设置在进料管的下部，进料管和发酵反应室相连通。
4.根据权利要求1所述一种新型高效太阳能沼气发生器，其特征在于发酵反应室是由推移环绕式反应槽和太阳能散热器所组成，推移环绕式反应槽是由隔板将壳体所形成的圆柱体空间分隔而成，推移环绕式反应槽地板有一定的坡度，其首部和密封进料口相连通，其尾部和出料水压室相连通，太阳能散热器设置在推移环绕式反应槽内，通过管道和太阳能集蓄热室里的吸热管相连接。
5.根据权利要求1所述一种新型高效太阳能沼气发生器，其特征在于料液循环搅动系统是由污水泵和循环多孔管道所组成，循环多孔管道布置在发酵反应室推移环绕式反应槽内，和污水泵相连通。
6.根据权利要求1所述一种新型高效太阳能沼气发生器，其特征在于有压拍门出料口是由拍门和出料口所组成，出料口和水压室相连通，拍门安装在出料口。
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