全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器，包括箱式或圓罐式光生物反應(yīng)器，光生物反應(yīng)器上有可拆卸的透明蓋板，透明蓋板上固定設(shè)有全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列，全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列由數(shù)個(gè)全內(nèi)反射導(dǎo)光柱長(zhǎng)短相間、等間隔排列而成。根據(jù)全內(nèi)反射原理，太陽(yáng)光從導(dǎo)光柱陣列一端入射，凡是滿足全內(nèi)反射入射角要求的光都可以全部在內(nèi)表面多次反射后從另一端射出，使反應(yīng)器內(nèi)部不同深度的培養(yǎng)液都獲得太陽(yáng)光的照射；超出全內(nèi)反射入射角的光線也可借助導(dǎo)光柱入射到較淺的上層培養(yǎng)液中，從而提高了光照利用率。透明蓋板與全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列為一體式設(shè)計(jì)，便于整體拆裝清洗，而且拆卸后的反應(yīng)器內(nèi)部空間比板式反應(yīng)器的內(nèi)部空間大，也利于清洗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光熱利用【技術(shù)領(lǐng)域】和生物【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]封閉式光生物反應(yīng)器具有光照表面積體積比大，太陽(yáng)能利用率高，培養(yǎng)密度和單位面積產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。在這類(lèi)光生物反應(yīng)器中，平板式和圓罐式反應(yīng)器得到了廣泛應(yīng)用。然而，這兩種反應(yīng)器仍然有其無(wú)法避免的缺陷。平板式結(jié)構(gòu)為了追求短光程，板厚度盡量小，這樣就產(chǎn)生了兩個(gè)不利的后果--第一，單個(gè)反應(yīng)器的培養(yǎng)容積較小，高度較高，大規(guī)模應(yīng)用中，多個(gè)反應(yīng)器并排使用，為了避免相互間的陽(yáng)光遮擋，間隔較大，所以單位地面面積的有效培養(yǎng)總面積和有效培養(yǎng)總?cè)莘e較小，影響產(chǎn)量提高；第二，微生物掛壁是產(chǎn)生遮光而影響光照的重要因素之一，由于平板式光生物反應(yīng)器內(nèi)部空間狹小，清理掛壁的微生物很不方便，尤其對(duì)于用大量板式反應(yīng)器進(jìn)行大規(guī)模微生物培養(yǎng)時(shí)，此項(xiàng)清理工作將帶來(lái)很高的成本。圓罐式反應(yīng)器的主要問(wèn)題是罐體處于中間區(qū)域的培養(yǎng)液得不到充足的光照。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光照利用率高、拆裝清洗方便的全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器，包括箱式或圓罐式光生物反應(yīng)器，光生物反應(yīng)器上有可拆卸的透明蓋板，透明蓋板上固定設(shè)有全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列，全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列由數(shù)個(gè)全內(nèi)反射導(dǎo)光柱長(zhǎng)短相間、等間隔排列而成。
[0005]全內(nèi)反射導(dǎo)光柱為透明固體介質(zhì)制成的正四棱柱或圓柱體，透明蓋板的材質(zhì)與全內(nèi)反射導(dǎo)光柱材質(zhì)相同。
[0006]全內(nèi)反射導(dǎo)光柱長(zhǎng)度略小于光生物反應(yīng)器深度，短條的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的長(zhǎng)度是長(zhǎng)條的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的一半。
[0007]全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的折射率比光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液的折射率大，以保證光在全內(nèi)反射導(dǎo)光柱內(nèi)產(chǎn)生全內(nèi)反射。
[0008]針對(duì)現(xiàn)有箱式或圓罐式光生物反應(yīng)器存在的問(wèn)題，發(fā)明人以其為基礎(chǔ)，根據(jù)全內(nèi)反射原理，通過(guò)增設(shè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列，太陽(yáng)光從全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列的一端入射，凡是滿足全內(nèi)反射入射角要求的光都可以全部在內(nèi)表面多次反射后從另一端射出，使反應(yīng)器內(nèi)部不同深度的培養(yǎng)液都將獲得太陽(yáng)光的照射；超出全內(nèi)反射入射角的光線也可借助導(dǎo)光柱入射到較淺的上層培養(yǎng)液中，從而提高了光照利用率。透明蓋板與全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列為一體式設(shè)計(jì)，便于整體拆裝清洗，而且拆卸后的反應(yīng)器內(nèi)部空間比板式反應(yīng)器的內(nèi)部空間大，`也利于清洗?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源(箱式)光生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中:1箱式光生物反應(yīng)器，2全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列，3透明蓋板。
[0010]圖2是圖1中光生物反應(yīng)器的透明蓋板和正四棱柱全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列的組合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是圖2中單行或單列高低相間的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱分布示意圖。
[0012]圖4是圖3中單個(gè)全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的光線傳輸示意圖，圖中:nl為空氣的折射率，n2為全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的折射率，n3為培養(yǎng)液的折射率。
[0013]圖5是圖3中高低相間的多個(gè)全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的光線傳輸不意圖。
[0014]圖6是圓柱體全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列和透明蓋板的組合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖7是本發(fā)明全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源(圓罐式)光生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，?！揪唧w實(shí)施方式】
[0016]如圖1至7所示，全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器，包括箱式或圓罐式光生物反應(yīng)器，光生物反應(yīng)器上有可拆卸的透明蓋板，透明蓋板上固定設(shè)有全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列,全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列由數(shù)個(gè)全內(nèi)反射導(dǎo)光柱長(zhǎng)短相間、等間隔排列而成；全內(nèi)反射導(dǎo)光柱為透明固體介質(zhì)制成的正四棱柱或圓柱體，透明蓋板的材質(zhì)與全內(nèi)反射導(dǎo)光柱材質(zhì)相同；全內(nèi)反射導(dǎo)光柱長(zhǎng)度略小于光生物反應(yīng)器深度，短條的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的長(zhǎng)度是長(zhǎng)條的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的一半；全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的折射率比光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液的折射率大，以保證光在全內(nèi)反射導(dǎo)光柱內(nèi)產(chǎn)生全內(nèi)反射。
[0017]其中，箱式光生物反應(yīng)器是將傳統(tǒng)的板式光生物反應(yīng)器的厚度增大而成，其基本組成部分與傳統(tǒng)的板式光生物反應(yīng)器相同，包含光生物反應(yīng)器的必備部件。圓罐式光生物反應(yīng)器透明蓋板相應(yīng)的改為圓形，`與其組合的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱可為正四棱柱或圓柱體。
[0018]本發(fā)明主要是利用光在透明介質(zhì)內(nèi)部的全反射原理，如圖4所示，Ii1為空氣的折射率，n2為全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的折射率，n3為培養(yǎng)液的折射率，只要滿足n2 > n3 > Ii1，則存在
【權(quán)利要求】
1. 一種全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器，包括箱式或圓罐式光生物反應(yīng)器，光生物反應(yīng)器上有可拆卸的透明蓋板，其特征在于:所述透明蓋板上固定設(shè)有全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列，全內(nèi)反射導(dǎo)光柱陣列由數(shù)個(gè)全內(nèi)反射導(dǎo)光柱長(zhǎng)短相間、等間隔排列而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器，其特征在于:所述全內(nèi)反射導(dǎo)光柱為透明固體介質(zhì)制成的正四棱柱或圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器，其特征在于:所述全內(nèi)反射導(dǎo)光柱長(zhǎng)度略小于光生物反應(yīng)器深度，短條的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的長(zhǎng)度是長(zhǎng)條的全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全內(nèi)反射式導(dǎo)光太陽(yáng)能內(nèi)光源光生物反應(yīng)器，其特征在于:所述全內(nèi)反射導(dǎo)光柱的折射率比光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液的折射率大。
【文檔編號(hào)】C12M1/00GK103614285SQ201310664013
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】何開(kāi)巖 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)