專利名稱：一種微生物燃料電池的控溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于控溫裝置，具體涉及一種微生物燃料電池的控溫裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)化的快速推進(jìn)和能源日益短缺，以及 環(huán)境惡化的矛盾也日趨明顯，水體污染已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一個大問題，但是現(xiàn) 有水處理技術(shù)大多需要高額的運(yùn)行管理費(fèi)用，消耗大量電能。微生物燃料電池(MFC)不僅 能有效處理廢水而且還能產(chǎn)電，很好地解決能源的綜合利用和環(huán)境污染這兩大問題，經(jīng)成 為環(huán)境領(lǐng)域最熱門的研究課題之一。微生物燃料電池(MFC)是一種以微生物為陽極催化劑，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能 的裝置。利用微生物燃料電池不僅可以直接將水中或者污泥中的有機(jī)質(zhì)降解，同時可以將 有機(jī)物在微生物代謝過程中產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)化成電流，從而獲得電能。將其應(yīng)用在污水處理 領(lǐng)域，把廢水的處理和發(fā)電集于一體，具有十分誘人的應(yīng)用前景。它相對于蓄電池而言，能 量密度和功率密度高，不需要進(jìn)行充放電，可以廣泛用于電站、可移動的電源。微生物燃料 電池相對于普通的燃料電池，對環(huán)境的要求較低，可以在較低的環(huán)境溫度下運(yùn)行，高效清 潔，不會產(chǎn)生對環(huán)境有害的污染物。但是微生物燃料電池與蓄電池相比功率輸出方面有一 定的差距，只能限于傳感器等低能耗的器械上，主要原因是MFC的產(chǎn)電功率較低，為提高其 產(chǎn)電性能，對微生物燃料電池運(yùn)行工藝條件進(jìn)行深入地研究。溫度是影響微生物燃料電池 產(chǎn)電效率的一個重要因素，溫度對陽極室內(nèi)產(chǎn)電微生物的新陳代謝產(chǎn)生重要的影響，適宜 的溫度可以提高產(chǎn)電微生物的代謝速度，從而提高電子的產(chǎn)生量，提高微生物燃料電池處 理廢水時的產(chǎn)電性能。目前，微生物燃料電池實(shí)驗(yàn)裝置的溫度控制都采用水浴鍋加熱的方法實(shí)現(xiàn)。但這 種方法不能確保微生物燃料電池裝置的各個部位的溫度一致，此外，水浴加熱只能升高反 應(yīng)溫度，而不能迅速降低反應(yīng)的溫度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述存在問題，提供一種微生物燃料電池的控溫裝置， 該裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，可以根據(jù)反應(yīng)溫度的需要實(shí)現(xiàn)溫度的上升和降低。本實(shí)用新型的的技術(shù)方案—種微生物燃料電池的控溫裝置，由水槽、擋板、鈦加熱管、熱電偶、循環(huán)水泵、半 導(dǎo)體制冷器和電器控制儀表構(gòu)成；水槽為長方形結(jié)構(gòu)并設(shè)有進(jìn)水口和出水口，水槽內(nèi)壁上 設(shè)有擋板插槽；擋板為長方形板并開有長方形水流孔；鈦加熱管和熱電偶固定在水槽內(nèi)； 循環(huán)水泵進(jìn)水口通過管道與水槽出水口相連，循環(huán)水泵出水口通過管道與半導(dǎo)體制冷器進(jìn) 水口相連，半導(dǎo)體制冷器出水口通過管道與水槽進(jìn)水口相連；鈦加熱管、熱電偶、循環(huán)水泵 和半導(dǎo)體制冷器分別通過導(dǎo)線與電器控制儀表連接。所述水槽為長度50厘米-100厘米，寬為30厘米-60厘米，高度為20厘米-40厘米，厚度為8毫米-15毫米；進(jìn)水口和出水口的直徑為10毫米-30毫米；擋板插槽寬度為3毫米-6毫米，深度為3毫米-5毫米，間隔為1厘米；擋板長度和寬度與擋板插槽適配，厚度 為2毫米-4毫米，水流擋板一側(cè)開有長方形孔，孔的高度為15厘米-35厘米，孔的寬度為 1厘米-2厘米。本實(shí)用新型的工作機(jī)理在該控溫裝置的水槽內(nèi)放入微生物燃料電池裝置，通過將擋板插入擋板插槽內(nèi)來 固定微生物燃料電池裝置；將微生物燃料電池裝置浸沒在水槽水中；開啟循環(huán)水泵，水槽 內(nèi)的水流通過擋板上的方孔形成“S”型循環(huán)回路，使水槽內(nèi)的水流充分混勻以便其溫差減 到最小；在電器控制儀表上設(shè)定實(shí)驗(yàn)溫度；熱電偶感應(yīng)水槽內(nèi)水的溫度，當(dāng)水的溫度低于 設(shè)定溫度時，鈦加熱器運(yùn)行以升高水溫，當(dāng)水的溫度高于設(shè)定溫度時，半導(dǎo)體制冷器運(yùn)行降 低水溫。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、易于操作；可以根據(jù)反應(yīng)溫度的需要實(shí)現(xiàn)溫度 的上升和降低，為微生物燃料電池運(yùn)行工藝條件的深入研究提供有力的實(shí)驗(yàn)條件。

附圖為該微生物燃料電池控溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.水槽2.循環(huán)水泵3.半導(dǎo)體制冷器4.電器控制儀表5.鈦加熱管6.熱 電偶7.擋板8.導(dǎo)線9.水槽出水口 10.水槽進(jìn)水口 11.循環(huán)水泵進(jìn)水口 12.循環(huán)水泵出 水口 13.半導(dǎo)體制冷器組件進(jìn)水口 14.半導(dǎo)體制冷器組件出水口 15.擋板插槽
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一種微生物燃料電池控溫裝置，由水槽1、擋板7、鈦加熱管5、熱電偶6、循環(huán)水泵 2、半導(dǎo)體制冷器3和電器控制儀表4構(gòu)成；水槽1為長方形結(jié)構(gòu)并設(shè)有水槽進(jìn)水口 10和水 槽出水口 9，水槽1內(nèi)壁上設(shè)有擋板插槽15 ；擋板7為長方形板并開有長方形水流孔；鈦加 熱管5和熱電偶6固定在水槽1內(nèi)；循環(huán)水泵進(jìn)水口 11通過管道與水槽出水口 9相連，循 環(huán)水泵出水口 12通過管道與半導(dǎo)體制冷器進(jìn)水口 13相連，半導(dǎo)體制冷器出水口 14通過管 道與水槽進(jìn)水口 10相連；鈦加熱管5、熱電偶6、循環(huán)水泵2和半導(dǎo)體制冷器3分別通過導(dǎo) 線與電器控制儀表4連接。該實(shí)施例中，水槽和水流擋板的材料均采用聚乙烯材料，水槽為長度50厘米，寬 為35厘米，高度為25厘米；進(jìn)水口和出水口的直徑為10毫米；插槽寬度為3毫米，深度為 3毫米，間隔為1厘米；擋板長度和寬度與擋板插槽適配，厚度為2毫米，擋板一側(cè)開有長方 形孔，孔的高度為15厘米，孔的寬度為1厘米；鈦加熱器的加熱功率為500瓦，安裝在水槽 一側(cè)，固定位置是距離水槽地面3厘米，通過導(dǎo)線與水槽外的電器控制儀表相連；熱電偶的 直徑為0. 5厘米，長度為15厘米，溫度感應(yīng)范圍為10°C -80°C，安裝在加熱管的上方，固定 位置是距離水槽底面10厘米，通過導(dǎo)線與水槽外的電器控制儀表相連；水槽出水口與循環(huán) 水泵進(jìn)水口通過軟管相連，循環(huán)水泵出水口與半導(dǎo)體制冷器進(jìn)水口通過軟管相連，半導(dǎo)體 制冷器出水口與槽體的進(jìn)水口通過軟管相連，循環(huán)水泵和半導(dǎo)體制冷器通過導(dǎo)線與電器控 制儀表相連。鈦加熱器采用深圳市華冠工業(yè)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的U型鈦加熱器；熱電偶采用無錫惠鑫熱工儀表有限公司生產(chǎn)的WROK系列鎧裝熱電偶；循環(huán)水泵采用溫州信西山實(shí) 業(yè)有限公司生產(chǎn)的MP-6R磁力驅(qū)動循環(huán)泵；半導(dǎo)體制冷器為天津電源研究所生產(chǎn)；電器控 制儀表采用廈門宇光自動化工程有限公司生產(chǎn)的AI-708型人工智能溫控儀表。
權(quán)利要求一種微生物燃料電池控溫裝置，其特征在于由水槽、擋板、鈦加熱管、熱電偶、循環(huán)水泵、半導(dǎo)體制冷器和電器控制儀表構(gòu)成；水槽為長方形結(jié)構(gòu)并設(shè)有進(jìn)水口和出水口，水槽內(nèi)壁上設(shè)有擋板插槽；擋板為長方形板并開有長方形水流孔；鈦加熱管和熱電偶固定在水槽內(nèi)；循環(huán)水泵進(jìn)水口通過管道與水槽出水口相連，循環(huán)水泵出水口通過管道與半導(dǎo)體制冷器進(jìn)水口相連，半導(dǎo)體制冷器出水口通過管道與水槽進(jìn)水口相連；鈦加熱管、熱電偶、循環(huán)水泵和半導(dǎo)體制冷器分別通過導(dǎo)線與電器控制儀表連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微生物燃料電池控溫裝置，其特征在于所述水槽為長度50厘 米-100厘米，寬為30厘米-60厘米，高度為20厘米-40厘米，厚度為8毫米-15毫米；進(jìn) 水口和出水口的直徑為10毫米-30毫米；擋板插槽寬度為3毫米-6毫米，深度為3毫米-5 毫米，間隔為1厘米；擋板長度和寬度與擋板插槽適配，厚度為2毫米-4毫米，水流擋板一 側(cè)開有長方形孔，孔的高度為15厘米-35厘米，孔的寬度為1厘米_2厘米。
專利摘要一種微生物燃料電池控溫裝置，由水槽、擋板、鈦加熱管、熱電偶、循環(huán)水泵、半導(dǎo)體制冷器和電器控制儀表構(gòu)成；水槽為長方形結(jié)構(gòu)并設(shè)有進(jìn)水口和出水口，水槽內(nèi)壁上設(shè)有擋板插槽；擋板為長方形板并開有長方形水流孔；鈦加熱管和熱電偶固定在水槽內(nèi)；循環(huán)水泵進(jìn)水口通過管道與水槽出水口相連，循環(huán)水泵出水口通過管道與半導(dǎo)體制冷器進(jìn)水口相連，半導(dǎo)體制冷器出水口通過管道與水槽進(jìn)水口相連；鈦加熱管、熱電偶、循環(huán)水泵和半導(dǎo)體制冷器分別通過導(dǎo)線與電器控制儀表連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、易于操作；可以根據(jù)反應(yīng)溫度的需要實(shí)現(xiàn)溫度的上升和降低，為微生物燃料電池運(yùn)行工藝條件的深入研究提供有力的實(shí)驗(yàn)條件。
文檔編號H01M8/04GK201773896SQ201020298150
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者葉建山, 張偉德, 張嘉琪, 張旭宏, 武晨, 池強(qiáng)龍, 王曉麗, 鄭嗣華 申請人:天津理工大學(xué)