CN104611191A - 一种光生物反应器*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光合生物养殖领域，尤其涉及一种光生物反应器***，其中所设置的反光装置结构简单，便于操作，能够提高该光生物反应器的光能利用率。克服了现有技术中反光装置结构复杂，实现困难的缺陷。本发明实施例提供的光生物反应器***，包括：至少两个光生物反应器和至少一个反光装置，所述反光装置设置于两个光生物反应器之间，包含第一反光板和第二反光板，所述第一反光板和第二反光板分别向上倾斜且顶边相交，用于将照射到所述反光装置上的自然光反射到所述光生物反应器上。

Description

一种光生物反应器***
技术领域
本发明涉及光合生物养殖领域，尤其涉及一种光生物反应器***。
背景技术
光生物反应器***是指通过提高光能利用率来对光合微生物及具有光自养能力的组织或细胞进行培养的一种养殖装置。提高光生物反应器的光能利用率可有效提高光合生物的养殖产量，如单细胞藻类是一种光自养微生物，在食品、营养和保健等领域具有重要的应用价值，通过提高藻类的光能利用率能够提高藻类的养殖产量。通常我们采用的光生物反应器之间有一定的空间，照射到其间的光不能被充分利用，虽然可以通过增加光生物反应器的数量来提高光能利用率，但是会带来较高的养殖成本。
为了提高光能利用率，降低养殖成本，公告号为CN 102453674A的专利提供了一种光生物反应器***，该反应器包括位于光生物反应器下方的沟槽，反光装置布置在所述沟槽中，具体反光装置的形状和结构参数不确定，导致该反光装置结构复杂，使得实现困难，光能利用率低。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种光生物反应器***，其中所设置的反光装置结构简单，便于操作，能够提高该光生物反应器的光能利用率。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明实施例提供一种光生物反应器***，包括：
至少两个光生物反应器；
至少一个反光装置，所述反光装置设置于两个光生物反应器之间，包含第一反光板和第二反光板，所述第一反光板和第二反光板分别向上倾斜且顶边相交，用于将照射到所述反光装置上的自然光反射到所述光生物反应器上。
优选的，所述第一反光板和第二反光板的底边分别位于所述两个光生物反应器的底部。
可选的，所述第一反光板和第二反光板分别为可以伸缩的结构。
一种可选的实现方式为：所述第一反光板和第二反光板对称设置。
进一步地，所述光生物反应器的高度大于相邻光生物反应器之间的距离，所述第一反光板能够将照射到所述第一反光板上的自然光全部反射到位于第一反光板一侧光生物反应器上；所述第二反光板能够将照射到所述第二反光板上的自然光全部反射到位于第二反光板一侧光生物反应器上。
其中，若光生物反应器以该光生物反应器平行于地面的中心线为轴旋转则可得第一圆柱，两个光生物反应器之间的中分平面与所述第一圆柱相交的部分可构成第一截面，所述第一反光板和第二反光板相交的顶边设置于所述第一截面内。
优选的，所述第一反光板和第二反光板相交的顶边位于所述第一截面的最下端。
在我国北方地区，南面光照是反光装置捕获光能的重点，因此，另一种可选的实现方式为：所述光生物反应器面朝南北放置，第一反光板与地面的夹角等于当地的最高太阳高度角的余角，其中，所述第一反光板朝向北倾斜。
优选的，所述第一反光板的顶边，与第一光生物反应器的顶点和O点之间的连线相交，第一光生物反应器与第一反光板相邻，所述O点位于所述第一光生物反应器正午时分投影上。
进一步优选的，所述O点为所述第一光生物反应器当天正午时分投影的端点；或者，所述O点根据当地预设时间段内所述第一光生物反应器每天正午时分投影的端点所处的范围确定。
优选的，所述反光装置还包括底座，所述底座两端分别设置有转动轴，所述第一反光板与所述第二反光板靠近光生物反应器的一端分别与所述底座一端的转动轴转动连接。
进一步优选的，所述底座上设置有凹槽，当所述第一反光板和所述第二反光板处于收缩状态时，能够嵌合在所述凹槽内。
本发明实施例提供的一种光生物反应器***，其中，两个光生物反应器之间设置有反光装置，该反光装置结构简单，能够将照射到该反光装置的自然光以一定的角度反射到光生物反应器上，进而提高光生物反应器的光能利用率。克服了现有技术中所采用的反光装置结构复杂，实现困难的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种光生物反应***示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种光生物反应***示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种光生物反应***示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种光生物反应***示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种光生物反应***示意图；
图6为本发明实施例提供的再一种光生物反应***示意图；
图7为本发明实施例提供的一种反光装置示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种反光装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例提供的一种光生物反应器***，参见图1，包括：至少两个光生物反应器1和至少一个反光装置2，所述反光装置2设置于两个光生物反应器1之间，包含第一反光板3和第二反光板4，所述第一反光板3和第二反光板4分别向上倾斜且顶边相交，用于将照射到其上的自然光反射到所述光生物反应器1上。
本发明实施例提供的一种光生物反应器***，其中，反光装置2设置于两个光生物反应器1之间，反光装置结构简单，当自然光照射在两个光生物反应器1之间时，正好被设置于两个光生物反应器1之间反光装置2所接受，并且反光装置2将照射到反光装置2上的自然光以一定的角度如图1箭头所示方向反射到光生物反应器1上，提高光能的利用率。克服了现有技术中反光装置结构复杂，实现困难的缺陷。
下面对本发明实施例的具体实现方式进行说明。
其中，光生物反应器是指通过利用光能来培养光合微生物及具有光自养能力的组织或细胞的一种养殖装置。光合生物是指通过光合作用，将CO2、水等转变为自身生长所需的有机物的各种生物体，在此对光合生物的种类不做限定。例如，可以为各种藻类。
为了提高反光装置的反射效果，进而提高光能利用率，优选的，所述第一反光板和第二反光板的底边分别位于所述两个光生物反应器的底部。使得所述反光装置2在地面的投影完全覆盖所述反光装置2两侧的光生物反应器1之间的地面，使得照射到两个光生物反应器1之间的自然光落在所述反光装置2上，进而使得反光装置2最大程度上将接受到的自然光反射到两个光生物反应器1上。
优选的，第一反光板3和第二反光板4分别为可以伸缩的结构，以使得对第一反光板3和第二反光板4的长度以及与地面的角度等进行灵活调节，形成可以适应各种不同环境的反光装置2。将照射到所述第一反光板3与第二反光板4的自然光最大程度上反射到相应的光生物反应器1上，提高光能利用率，进而提高光合生物的养殖产量。例如，反光装置中的第一反光板3与第二反光板4可以为竹节状可调节长度的反光板。
其中，需要说明的是，所述反光板可以为通过具有反光功能的反光材料制作而得到，也可以为具有支撑作用的其他材料上铺上反光膜制作而得到，在此不做限定。
接下来，对所述反光装置2的实现方式以及适用环境进行说明。
一种优选的实现方式是，参见图2，所述第一反光板3和第二反光板4对称设置。
进一步优选的，若光生物反应器1以该光生物反应器1平行于地面的中心线为轴旋转则可得第一圆柱，参见图2，两侧的光生物反应器1之间的中分平面MM′N′N与所述第一圆柱相交的部分可构成第一截面CC′E′E。
优选的，当所述第一反光板3和第二反光板4相交的顶边CC′位于所述第一截面CC′E′E的最下端即与CC′重合，参见图2，这时，当自然光照射到所述反光装置2上时，所述第一反光板3和第二反光板4能够将照射到所述第一反光板3和第二反光板4上的自然光以一定的角度最大程度上反射到光生物反应器1上，如图2所示自然光照射到第一反光板3时，第一反光板3以一定的角度如图2 DFG所示方向将自然光最大程度上反射到光生物反应器1上，最大效率地提高光能利用率。
需要说明的是，为了进一步提高光能利用率，优选的，所述光生物反应器的高度AH大于所述光生物反应器之间的距离AB。
其中，还需要说明的是，光能利用率的高低除了与光生物反应器1的高度和两个光生物反应器1之间的距离有关外，还与所述反光装置2的高矮直接相关，例如，参见图3，当所述第一反光板3和第二反光板4相交的顶边CC′设置于所述第一截面CC′E′E之外，即CC′设置于参见图3所示的平行于CC′的下方，用C1C1′表示，这时，与上述实施例相比，所述反光装置2比较低矮，当自然光照射到第一反光板3时，如图3中DFG所示方向被反射到所述光生物反应器1的外部。再例如，当所述第一反光板3和第二反光板4相交的顶边CC′设置于所述第一截面CC′E′E内，如CC′设置于参见图4所示的平行于CC′的上方，用C2C2′表示，此结构虽然能够将照射到反光装置上的自然光如图4中DFG所示方向最大程度上反射到光生物反应器上，能够提高光能利用率，但是，这时反光装置2比较高，容易挡光。
还需要说明的是，在该实施例中，光生物反应器1的摆放方向不受养殖地点与太阳位置的限定，即光生物反应器1的摆放方向为南北朝向和东西朝向都适用。
在我国北方地区，南面的光照是反光装置2捕获光能的重点。为了充分利用南面的光能，可以将光生物反应器1面朝南北放置，此时，一种优选的结构可以为：参见图5，第一反光板3与地面的夹角α等于当地的最高太阳高度角的余角α，其中，所述第一反光板3朝向北倾斜。
优选的，所述第一反光板3的顶边，与第一光生物反应器1的顶点H和O点之间的连线相交于C点，所述O点位于所述第一光生物反应器正午时分投影上。
需要说明的是，O点位于第一光生物反应器正午时分投影上均可实现本发明目的，其中，O点位于第一光生物反应器正午时分投影的端点相对非端点时，效果更佳。下面分别进行说明。
例如，参见图5，O点为所述第一光生物反应器1当天正午时分投影的端点，此时图5中AA′C′C为第一反光板，BB′C′C为第二反光板，第一光生物反应器1与第一反光板3相邻，当上午和下午时分，自然光照射到第一反光板3时，如图5中DFG所示方向自然光被均匀地反射到所述第一光生物反应器1上，而正午时分当自然光照射到第二反光板4时，如图5中JKL所示方向被均匀地反射到所述第二光生物反应器1上，所述反光装置2能够将自然光最大程度上均匀地反射到第一光生物反应器1和第二光生物反应器1上。
需要说明的是，随着不同季节太阳纬度的变化，当地的最高太阳高度角的余角每天都不同，所述第一光生物反应器1每天正午时分投影的端点也不同，一种实现方式是根据所述第一光生物反应器1每天正午时分投影的端点对反光装置2的结构参数进行实时调节，另一种实现方式是根据预设时间段内所述第一光生物反应器1正午时分投影的端点的平均值对反光装置2的结构参数进行调节。
其中，在此预设的时间段不做限定，例如，可以为一个星期或月份，在该星期或月份中所述第一光生物反应器1正午时分投影的端点会处于一个范围内，将O点设置于该范围的中心即可，所述反光装置能够将这个季度的自然光以平均的最佳效果反射到光生物反应器上，使得光能以平均的最佳效果被利用。
再例如，参见图6，第一光生物反应器1当天正午时分投影的端点为E，O点为第一光生物反应器1当天正午时分投影的非端点，AC相对于图5中AC变短，正午时分当自然光照射到第二反光板4时，如图6中JKL所示方向被反射到所述第二光生物反应器1的外部，同时，在上午与下午时分，自然光照射到第一反光板3时，如图6中DFG所示方向自然光被反射到所述第一光生物反应器1的底部，光线集中在第一光生物反应器1的下半部，光强分布不均匀。
本实施例通过合理设置反光装置2的结构参数，能最大程度上提高光能的利用率，并且通过适当提高光合生物的养殖密度可以使得单个光生物反应器的养殖产量增高。不难理解，通过应用反光装置2有效的收集光能，能够在保证光能利用效率的前提下，增加光生物反应器之间的间距，进而减少光生物反应器1的数量，从而也降低了光生物反应器1的投资和维护成本。
为了简化反光装置，提高其利用效率，参见图7，所述反光装置还包括底座5，所述底座5两端分别设置有转动轴6，所述第一反光板3与所述第二反光板4靠近光生物反应器1的一端分别与所述底座5一端的转动轴6转动连接。
为了减少所述反光装置的体积及耗材，优选的，参见图8，所述底座5设置有凹槽7，所述第一反光板3与所述第二反光板4与所述底座5能够伸缩，通过折叠缩短所述第一反光板3与第二反光板4的长度使得所述第一反光板3和所述第二反光板4完全嵌合在所述凹槽7内，而所述底座5也可根据不同光生物反应器之间的距离进行伸缩调节，以达到本实施例的目的。
在通过上述实施例提供的反光装置2对光生物反应器1进行反射光能时，根据光生物反应器1之间的距离对所述底座5的长度进行伸缩调节，使得所述底座5完全覆盖光生物反应器1之间的地面，再根据不同季节、不同地点及光生物反应器的摆放方向对反光装置2的结构参数的影响，对所述反光装置2中的第一反光板3与地面的角度和第一反光板3与第二反光板4的长度进行合理调节，使得可以将照射到所述第一反光板3与第二反光板4的自然光最大程度上反射到相应的光生物反应器1上，提高光能利用率，进而提高光合生物的养殖产量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种光生物反应器***，其特征在于，包括：
至少两个光生物反应器；
至少一个反光装置，所述反光装置设置于两个光生物反应器之间，包含第一反光板和第二反光板，所述第一反光板和第二反光板分别向上倾斜且顶边相交，用于将照射到所述反光装置上的自然光反射到所述光生物反应器上。
2.根据权利要求1所述的光生物反应器***，其特征在于，
所述第一反光板和第二反光板的底边分别位于所述两个光生物反应器的底部。
3.根据权利要求1所述的光生物反应器***，其特征在于，所述第一反光板和第二反光板分别为可以伸缩的结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光生物反应器***，其特征在于，
所述第一反光板和第二反光板对称设置。
5.根据权利要求4所述的光生物反应器***，其特征在于，所述光生物反应器的高度大于相邻光生物反应器之间的距离，所述第一反光板能够将照射到所述第一反光板上的自然光全部反射到位于第一反光板一侧光生物反应器上；所述第二反光板能够将照射到所述第二反光板上的自然光全部反射到位于第二反光板一侧光生物反应器上。
6.根据权利要求4所述的光生物反应器***，其特征在于，若光生物反应器以该光生物反应器平行于地面的中心线为轴旋转则可得第一圆柱，两个光生物反应器之间的中分平面与所述第一圆柱相交的部分可构成第一截面，所述第一反光板和第二反光板相交的顶边设置于所述第一截面内。
7.根据权利要求6所述的光生物反应器***，其特征在于，所述第一反光板和第二反光板相交的顶边位于所述第一截面的最下端。
8.根据权利要求1-3任一项所述的光生物反应器***，其特征在于，所述光生物反应器面朝南北放置时，第一反光板与地面的夹角等于当地的最高太阳高度角的余角，其中，所述第一反光板朝向北倾斜。
9.根据权利要求8所述的光生物反应器***，其特征在于，所述第一反光板的顶边，与第一光生物反应器的顶点和O点之间的连线相交，第一光生物反应器与第一反光板相邻，所述O点位于所述第一光生物反应器正午时分投影上。
10.根据权利要求9所述的光生物反应器***，其特征在于，所述O点为所述第一光生物反应器当天正午时分投影的端点；
或者，所述O点根据当地预设时间段内所述第一光生物反应器每天正午时分投影的端点所处的范围确定。
11.根据权利要求1-3任一项所述的光生物反应器***，其特征在于，所述反光装置还包括底座，所述底座两端分别设置有转动轴，所述第一反光板与所述第二反光板靠近光生物反应器的一端分别与所述底座一端的转动轴转动连接。
12.根据权利要求11所述的光生物反应器***，其特征在于，所述底座上设置有凹槽，当所述第一反光板和所述第二反光板处于收缩状态时，能够嵌合在所述凹槽内。
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