CN201010644Y

CN201010644Y - 太阳能沼气池

Info

Publication number: CN201010644Y
Application number: CNU2006201362509U
Authority: CN
Inventors: 郑爱平
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2016-12-01

Abstract

本实用新型为解决沼气池出渣难以及池内浮渣易结壳，影响产气率低下的问题，利用太阳能热水循环技术结合方便的搅拌出渣装置，提供了一种结构简单、建造成本低的太阳能沼气池。其包括一个池体、一个太阳能集热器，所述池体的储气间连通有导气管，所述太阳能集热器的进出口连通有热水循环装置，该热水循环装置设有换热盘管，该换热盘管布置在池体的发酵间底部，所述池体直径方向两侧分别设有进料口和水压间，在池体外上方设有一个搅拌出渣器，该搅拌出渣器穿入池体中央顶部延伸至池体发酵间的底部。

Description

太阳能沼气池

技术领域

本实用新型涉及一种沼气生产装置，特别涉及一种太阳能沼气池。

背景技术

一个5～6口人的农村家庭，如果建一个8～10立方米的沼气池，每天产气约1.5立方米，可基本满足炊事以及照明用能的需要。农村办沼气，除了解决农民烧柴难的问题之外，还扩大了肥源，提高了肥效，增加了饲料，促进了家庭养殖业的发展，并且改进了农村卫生条件。以太阳能为热源，以农村户用沼气池技术改造为基础，将太阳能热水供给技术与沼气池相结合的太阳能沼气池，可利用太阳能热水循环系统提高沼气池发酵温度，从而提高其冬、春季节产气率。由于现有的太阳能沼气池存在以下三个不足，因而困扰着农村太阳能沼气技术的推广和应用：1)占地面积大，或建造成本高，难以在庭院内建造，不利于太阳能综合利用。2)进料方便，但出渣难。沼气池要求勤进料，勤出渣，一般每隔3个月需小清一次，一年左右需大清一次。小清时，一般要用长柄勺从出料间掏出几十担沼渣溶液；大清时，则需要彻底清除沼渣、沼液。考虑池体结构受力情况，沼气池顶部的活动盖板直径比较小，这对于以秸秆为主要发酵原料的沼气池来说，不仅小清困难，大清工作也十分困难。3)由于没有搅拌装置，池内浮渣容易结壳，且难于破碎，所以发酵原料的利用率不高，沼气池产气率偏低。

实用新型内容

本实用新型针对现有太阳能沼气池所存在的上述缺陷，利用太阳能热水循环技术结合方便的搅拌出渣装置，提供了一种结构简单、建造成本低的太阳能沼气池。

为达到以上目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：

一种太阳能沼气池，包括一个池体、一个太阳能集热器，所述池体的储气间连通有导气管，所述太阳能集热器的进出口连通有热水循环装置，其特征是，所述热水循环装置设有换热盘管，该换热盘管布置在池体的发酵间底部，所述池体直径方向两侧分别设有进料口和水压间，在池体外上方设有一个搅拌出渣器，该搅拌出渣器穿入池体中央顶部延伸至池体发酵间的底部。

上述方案中，所述热水循环装置包括储热水箱、循环泵及控制阀，储热水箱上水口连通换热盘管的一端，换热盘管的另一端连通循环泵，该循环泵通过控制阀与太阳能集热器连通，在该控制阀与太阳能集热器管路之间还设置有一个控制分阀并通过分管路连通储热水箱。

所述搅拌出渣器包括出料管和连通出料管上端的出渣口，出料管中设有活塞杆，活塞杆的一端伸出出料管上端连接一个手压柄，活塞杆的另一端连接一个与出料管内壁紧密配合的活塞，活塞运行的最低点处于出料管1/5高度位置，处于活塞行程下1/3高度位置的出料管的外周设有径向均匀分布的4个向上倾斜的喷嘴。所述喷嘴的轴线与出料管轴线呈45°夹角；所述活塞上设有活塞孔和活动压盖；所述换热盘管沿池壁呈螺旋环状布置。

本实用新型的有益效果是：

1.在沼气池顶部活动盖上安装一根具有搅拌功能的活塞式出渣器，摇动手压柄，使活塞向下运动，活塞顶部的活动压盖打开，出料管中的沼渣溶液自活塞孔进入活塞上部空间；当活塞向上运动时，活塞上的活动压盖在沼渣溶液的重力作用下可关闭活塞孔，活塞上行接近喷嘴入口平面时，沼渣溶液以一定的压力自喷嘴喷出，喷出的沼渣可扰动发酵间里的沼渣溶液，降低液面结壳机会，起到搅拌的作用。活塞上行超过喷嘴入口平面后，其压力迫使出料管中的沼渣溶液上升并从出渣口排出。活塞上行的同时，活塞下部空间形成真空，借此抽力来抽取发酵间底部的沼渣溶液。这种搅拌出渣器，具有搅拌和出渣双重功能，在不需要出渣的情况下，只要降低活塞行程，便可以单独完成搅拌的功能。从而解决沼气池进料方便，出渣难以及池内浮渣结壳，沼气池产气率低下的问题。

2.在沼气池底部敷设太阳能热水加热盘管，通过热水循环，直接为发酵间供热，以提高沼气池冬、春季节产气率。而在夏季，可关闭控制阀以切断沼气池底部换热盘管的循环管路，并打开控制分阀，使太阳能集热器与贮热水箱组成一套自然循环式热水系统，热水不再进入沼气池，而为室内提供洗浴用生活热水，从而解决沼气池一年四季供气量波动范围过大的问题，同时实现炊事用能、照明以及太阳能热水供应一体化。

附图说明

图1为本实用新型太阳能沼气池整体结构图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中搅拌出渣器9的结构图。

图4为图3中K部的放大图，其中图4a是轴向剖面图，图4b是径向剖面图。

图5为图4中的活塞18的结构图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，一种太阳能沼气池，包括池体1 2、连通池体12储气间的导气管11、安置在卫生间房顶的太阳能集热器1及与其进出口连通的热水循环装置；热水循环装置包括储热水箱2、循环泵3及控制阀6，储热水箱上水口通过上水管路的水管4连通换热盘管5的一端，上水管路设有补水管8，换热盘管5的另一端通过循环管路的水管4’连通循环泵3的一侧，该循环泵3的另一侧通过控制阀6与太阳能集热器1入口连通，太阳能集热器1出口与储热水箱2相连通；在控制阀6与太阳能集热器1连通管路之间还设置有一个控制分阀7，并通过一个分管路与储热水箱2连通。换热盘管5布置在池体12的发酵间底部，并沿池壁呈螺旋环状布置；池体12直径方向两侧分别设有进料口31和水压间，进料口可设置在卫生间中与便池连通；水压间上方设有一个溢流口；在池体外上方设有一个搅拌出渣器9，该搅拌出渣器9穿入池体12中央顶部延伸至池体12发酵间的底部。

冬春寒冷季节，需要提高沼气池发酵温度的时候，打开控制阀6，启动循环泵3，使储存在贮热水箱2中的太阳能热水，通过水管4进入沼气池底部换热盘管5，通过管壁与发酵池内的发酵原料进行热量交换，以提高沼气池发酵温度。热水经过换热盘管5换热之后，温度下降，再由循环泵3通过水管4’送入太阳能集热器1，吸取太阳热能，进入贮热水箱2，如此不断循环，从而提高了沼气池发酵温度，提高冬、春季节产气率。

在夏秋炎热季节，或不需要向沼气池供热的时候，停止循环泵3的运行，关闭控制阀6，打开控制分阀7，贮热水箱2中的热水不再进入沼气池，而使太阳能集热器1与贮热水箱2组成一套自然循环式热水系统，利用贮热水箱2中的太阳能热水为人们提供洗浴用生活热水，从而实现炊事用能、照明、太阳能热水供应一体化。

对于农村户用，本实用新型的太阳能沼气池可采用8～10m³的固定拱盖水压式圆筒形沼气池：太阳能集热器1选用结构简单、性能良好的平板式太阳能集热器；贮热水箱2可选用容积为160升的水箱；循环泵3可选用扬程为8m，流量为0.3L/s的小型离心式管道泵；循环水管4和4’可采用公称直径DN20的交联聚乙烯管(PE-X)，长度根据现场安装高度而定；换热盘管5可采用公称直径DN20的交联聚乙烯管(PE-X)，长度根据管子能在沼气池底部水平环绕3周而定。

如图3、图4所示，搅拌出渣器9包括出料管21和连通出料管21上端的出渣口16，出料管21中设有活塞杆14，活塞杆14的一端通过导向机构15伸出出料管21上端连接一个手压柄13，活塞杆14的另一端通过一个吊篮20连接活塞18，活塞18运行的最低点处于出料管1/5高度位置；在活塞18上方处于活塞行程1/3高度位置的出料管21的外周均匀布设有4个或6个轴线与出料管轴线呈45°夹角并向上倾斜的喷嘴10。出料管2 1可采用Φ108×2不锈钢管制作，内壁面水力光滑。活塞杆14可采用Φ15×1.0公称直径的镀锌钢管制作，通过吊篮20与活塞18焊接在一起；吊篮20采用三根直径为Φ8mm的不锈钢棒制作；喷嘴10可分别焊接在活塞行程下1/3部位的出料管外壁面上，与出料管21相通，喷嘴入口孔径为Φ25，出口孔径为Φ15，由2mm不锈钢板制作。

搅拌出渣器9安装在沼气池顶部活动盖上方，其出料管21一直插入到发酵间的沼渣溶液中，如图1所示。

如图5所示，活塞18由上钢板23、下钢板24以及夹在钢板中间的密封垫片25等组成，由压紧螺栓26固定，活塞中间开有活塞孔19，活塞上方还设有活动压盖17，活动压盖17下面设置有压盖垫片22。

活塞18的直径为96mm，要求与出料管21紧密配合，密封性能良好。活塞孔19的直径可为50mm，密封垫片25可采用直径为104mm，厚度为5mm，型号为2040的耐酸碱橡胶板制作；活塞上钢板23、下钢板24均可采用厚度为2mm的不锈钢板制作；活动压盖17可采用厚度为3mm的不锈钢板制作，直径为65mm；压盖垫片22采用厚度为5mm，直径为65mm，型号为2040的耐酸碱橡胶板制作，与活动压盖17粘贴在一起，要求活动压盖17与活塞18密封性能良好。

搅拌出渣器工作时，摇动手压柄13，在活塞杆14、导向机构15的作用下，活塞18向下运动，活塞18顶部的活动压盖17以及压盖垫片22打开，出料管21中的沼渣溶液便自活塞孔19进入活塞18上部空间；当活塞18运行到最低点位置之后，随着手压柄13的摇动，向上运动时，活塞顶部的活动压盖17在沼渣溶液的重力作用下可关闭活塞孔；当活塞18上行接近喷嘴10入口平面时，活塞18的上升力迫使沼渣溶液以一定的压力自喷嘴10喷出，扰动发酵室里的沼渣溶液，相当于搅拌的作用，从而降低了液面结壳的机会，提高了发酵原料的利用率；当活塞18继续上行超过喷嘴10的入口平面后，其压力迫使出料管中的沼渣溶液上升并从出渣口16排出；活塞18上行的同时，活塞18下部空间形成真空，借此抽力来抽取发酵间底部的沼渣溶液；随着手压柄13的上下摆动，活塞18在出料管21中往复运动，同时完成搅拌、出渣功能。

在不需要出渣的情况下，只要降低活塞18的行程，随着手压柄13的上下运动，便可以单独完成对发酵原料搅拌的功能。这种特殊设计的搅拌出渣装置，不仅可以大大降低劳动强度，缩短出渣时间，减少液面结壳机会，提高沼气池产气率，而且可以保证水压间不再积存沼渣而全是沼肥水，有利于繁荣家庭养殖业。

本实用新型太阳能沼气池，以太阳能为动力，以农村户用沼气池技术改造为基础，利用太阳能热水循环技术和活塞式出渣、搅拌装置，解决了沼气池冬春季节发酵温度过低、进料方便，出料难以及池内浮渣结壳，沼气池产气率低下的问题，提高了沼气池冬、春季节产气率。实现了″以太阳能为动力，以沼促粮，以粮促畜，以畜促沼″的良性循环。预计用于建造太阳能沼气池的总投资大约可以在2.3年内收回。

Claims

1.一种太阳能沼气池，包括一个池体、一个太阳能集热器，所述池体的储气间连通有导气管，所述太阳能集热器的进出口连通有热水循环装置，其特征是，所述热水循环装置设有换热盘管，该换热盘管布置在池体的发酵间底部，所述池体直径方向两侧分别设有进料口和水压间，在池体外上方设有一个搅拌出渣器，该搅拌出渣器穿入池体中央顶部并延伸至池体发酵间的底部。

2.根据权利要求1所述的太阳能沼气池，其特征是，所述热水循环装置包括储热水箱、循环泵及控制阀，储热水箱上水口连通换热盘管的一端，换热盘管的另一端连通循环泵，该循环泵通过控制阀与太阳能集热器连通，在该控制阀与太阳能集热器管路之间还设置有一个控制分阀并通过分管路连通储热水箱。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能沼气池，其特征是，所述搅拌出渣器包括出料管和连通出料管上端的出渣口，出料管中设有活塞杆，该活塞杆的一端伸出出料管上端连接一个手压柄，活塞杆的另一端连接一个与出料管内壁紧密配合的活塞，该活塞运行的最低点处于出料管1/5高度位置，在活塞行程下1/3高度位置的出料管的外周还设有径向均匀分布的至少4个向上倾斜的喷嘴。

4.根据权利要求3所述的太阳能沼气池，其特征是，所述活塞上设有活塞孔和活动压盖。

5.根据权利要求3所述的太阳能沼气池，其特征是，所述喷嘴的轴线与出料管轴线呈45°夹角。

6.根据权利要求1、2、4、5之一所述的太阳能沼气池，其特征是，所述换热盘管沿池壁呈螺旋环状布置。

7.根据权利要求3所述的太阳能沼气池，其特征是，所述换热盘管沿池壁呈螺旋环状布置。