CN210974626U - 一种光生物反应器幕墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及绿色环保建筑的技术领域，具体涉及一种光生物反应器幕墙，其包括用于供微藻生长的微藻培养器，所述微藻培养器内设有对所述微藻培养器内液体过滤的过滤组件，所述过滤组件包括进液管、排液管和横设于所述微藻培养器顶部的过滤器组，所述进液管和排液管分别设于所述过滤器组相对两侧，且所述进液管和所排液管通过所述过滤器组相连通。微藻培养器内的溶液从进液管流入到过滤器组内进行过滤，过滤后的溶液从排液管排出返回到微藻培养器内，通过设置过滤组件，对微藻培养器内的溶液起到了过滤的作用，解决了现有技术中光生物反应器内杂质较多影响微藻生长的问题，更有利于微藻的生长。

Description

一种光生物反应器幕墙

技术领域

本发明涉及绿色环保建筑的技术领域，具体涉及一种光生物反应器幕墙。

背景技术

现有的建筑物尤其是高层建筑，玻璃幕墙是最主要的立面材料之一，一方面是为了室内采光，另一方面也是现代建筑的审美需求。但过大面积的玻璃幕墙会带来很多问题。对室外而言，会产生温室效应、城市热岛效应和光污染等众多问题；对室内而言，被迫使用大功率的空调设备维持室内较好的环境，进一步恶化了室外的环境。不管是双层玻璃还是新材料技术，都是治标不治本，仅仅减少热量的损失，没有从改善环境的角度出发

光生物反应器，是指能够用于光合微生物及其具有光合作用能力的组织或者细胞培养的一类装置。这种反应器和一般的生物反应器具有相似的结构，在一般的条件下都需要一定的光照、温度以及营养物质等来对微生物进行培养和对***的环境进行调节和控制，目前应用于生物燃料、食品保健品、制药、污染治理、发电等。

在授权公告号为CN103998697B的中国发明专利中，公开了一种用于建筑物立面中的微藻的最优工业生产的集成幕墙，幕墙上安装有光生物反应器，光生物反应器内的微藻产生的生物质能和热能会通过一个封闭循环***运送到建筑物的能源管理中心，热交换器再以浮选方式收集能源。整套***与住宅的建筑设备全面结合，幕墙内微藻产生的热能可以用来供应热水或为建筑物供暖，或储存以备日后使用。生物质能的优点在于可以灵活地用于发电和供暖，且可以在几乎没有能量损耗的情况下储存。此外，在生物反应器平板上培养的微藻不占额外空间，气候转变对其影响不大。微藻所需的二氧化碳碳可以从任何燃烧过程的气体中吸取，从而实现一个较短的碳循环，并防止碳排放进入大气而导致气候变化。微藻会吸光，所以光生物反应器也可以用作动态遮阳装置。生物反应器内的细胞浓度取决于光收集的情况，当有更多的日光可用，就会有微藻生长，从而为建筑物提供更多的遮阳。

上述的现有技术方案存在以下缺陷：微藻在培养过程中自身繁殖会产生过量的微藻个体，且用于容纳微藻的光生物反应器需要设置为半开放式，方便交换空气，因此光生物反应器内会存在较多的杂质，不仅会影响空气净化器的效率还会影响微藻的生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种光生物反应器幕墙，以解决现有技术中光生物反应器内杂质较多影响微藻生长的问题。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：提供一种光生物反应器幕墙，包括用于供微藻生长的微藻培养器，所述微藻培养器内设有对所述微藻培养器内液体过滤的过滤组件，所述过滤组件包括进液管、排液管和横设于所述微藻培养器顶部的过滤器组，所述进液管和排液管分别设于所述过滤器组相对两侧，且所述进液管和所排液管通过所述过滤器组相连通。

进一步地，所述过滤器组包括杂质过滤器、微藻过滤器和油脂过滤器中的任一个或多个。

进一步地，所述过滤组件还包括潜水泵和溶液提取管，所述潜水泵与所述进液管通过所述溶液提取管相连通。

进一步地，所述微藻培养器内还设有对所述微藻培养器的内壁清洗的清洗组件。

进一步地，所述清洗组件包括竖直设于所述微藻培养器内的导向轴、套设于所述导向轴上的清洗器以及驱动所述清洗器沿着所述导向轴往复运动的驱动装置。

进一步地，所述清洗器包括本体和安装在所述本体上的毛刷，所述本体套设于所述导向轴上，所述毛刷的一端固定连接于所述本体的一侧，所述毛刷的另一端与所述微藻培养器的内壁相抵接。

进一步地，所述潜水泵安装在所述本体上且靠近室外光照的一侧。

进一步地，所述微藻培养器内还设有对所述微藻培养器内的液体进行检测的监控组件。

进一步地，所述监控组件包括控制器和监控传感器，所述控制器与所述监控传感器相连接。

进一步地，所述监控传感器的数量至少为两个，且两个所述监控传感器在所述微藻培养器内的高度不同。

进一步地，所述微藻培养器内还设有换气组件，所述换气组件包括进气口和排气口，所述进气口和所述排气口分别位于所述微藻培养器的两端。

进一步地，所述进气口位于所述微藻培养器的底端，且所述排气口位于所述微藻培养器的顶端。

进一步地，所述换气组件还包括气泵和设于所述微藻培养器内部的气泡生成器，所述气泡生成器和所述进气口通过所述气泵相连通。

进一步地，所述进气口和所述排气口上均设有活动式百叶窗。

进一步地，所述微藻培养器的一侧设有溶液更新口，所述溶液更新口通过管体与外部设备相连通。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、进液管和排液管分别设置在过滤器组件的两侧，保证微藻培养器内的溶液从进液管流入到过滤器组内进行过滤，过滤后的溶液从排液管排出返回到微藻培养器内。通过设置过滤组件，对微藻培养器内的溶液起到了过滤的作用，将外部进入的杂质过滤，保证了溶液的清洁，更有利于微藻的生长。

2、过滤器组包括杂质过滤器、微藻过滤器和油脂过滤器，通过几种过滤器的单独使用或者是组合使用，可以对微藻培养器内的杂质过滤以及对体积较大的微藻进行收集利用。

3、通过设置的潜水泵和溶液提取管，潜水泵可以抽取微藻培养器内的溶液，溶液提取管和进液管相连通，从而可以方便的把微藻培养器内的微藻抽取到过滤组件内，对溶液进行过滤。及时过滤过量的微藻和杂质，保持微藻培养器内最优的培养条件

4、通过设置清洗组件，方便对微藻培养器的内壁进行清洗，使得吸附在微藻培养器的内壁上的杂质清洗下来，保证微藻培养器侧壁的清洁，从而保证了微藻培养器内部微藻的光合作用，并且直接在微藻培养器的内部设置清洗组件，可以更加方便的对微藻培养器的内壁除杂。通过设置导向轴和驱动装置，使得清洗器在驱动组件的驱动下，沿着导向轴的方向做往复运动，清洗器可以对微藻培养器侧壁进行上下的清洁，从而保证整个清洗组件的清洗效率，可以达到自动清洗微藻培养器的内壁的作用，提高了清洗效率。

5、清洗器包括本体和毛刷，本体套设于导向轴上，本体沿着导向轴方向往复运动，带动了毛刷的往复运动，毛刷的一端抵接微藻培养器的内壁，毛刷的往复运动，使得粘附在微藻培养器内壁上的微藻和杂质被清理下来，便于除杂。

6、通过设置监控组件，可以自动监测微藻的生长情况以及微藻培养器内溶液的变化情况，方便后续对微藻培养器内溶液的酸碱度等进行调整，便于微藻的更好生长。

7、监控组件包括控制器和监控传感器，监控传感器把检测到的微藻生长情况以及溶液酸碱度等情况以电信号的形式传递给控制器，控制器通过控制外部设备做出相应的动态调整，以改善微藻培养器内的变化情况，使得微藻更好的生长。由于微藻培养器的高度较高，且微藻在微藻培养器内不是均匀分布，因此通过设置多个高度不同的监控传感器，可以对微藻培养器内不同部位的溶液情况进行监测，使得监测的情况更加准确，减小监测的误差。

8、通过设置换气组件，进气口排入二氧化碳进入到微藻培养器内，利于微藻的光合作用，同时产生的氧气从排气口排出，增加室内空气的含氧量，换气组件起到了更新室内空气的作用。进气口设置在微藻培养器的底端，二氧化碳从微藻培养器的底端进入时，需要贯穿整个微藻培养器才能从排气口排出，此时二氧化碳的行程路径较长，可以使得排入的二氧化碳更多的被微藻吸收，利于微藻的光合作用。

9、气泵吸入的二氧化碳，通过气泡生成器排入到微藻培养器内，二氧化碳通过气泡生成器的排出，可以增加二氧化碳与微藻培养器内溶液的接触面积，使得二氧化碳充分与溶液结合进而被微藻利用，完成空气的净化。

10、由于微藻进行光合作用会消耗水和一些无机盐，通过设置的溶液更新口，方便对微藻培养器内补充原料，利于微藻的生长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的光生物反应器幕墙的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光生物反应器幕墙中幕墙支撑框的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光生物反应器幕墙中所采用的过滤组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光生物反应器幕墙中所采用的清洗组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的光生物反应器幕墙中所采用的监控组件的位置示意图。

附图标记说明：

1、幕墙支撑框；11、固定板；12、支撑架；2、微藻培养器；21、过滤组件；211、进液管；212、排液管；213；过滤器组；2131、杂质过滤器； 2132、微藻过滤器；2133、油脂过滤器；214、潜水泵；215、溶液提取管； 22、清洗组件；221、导向轴；222、清洗器；2221、本体；2222、毛刷；223、驱动装置；23、监控组件；231、控制器；232、监控传感器；24、换气组件；241、进气口；242、排气口；243、气泵；244、气泡生成器；245、活动式百叶窗；3、溶液更新口；4、建筑墙体；5、后补埋件；6、显示屏。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明的不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，一种光生物反应器幕墙，包括微藻培养器2和幕墙支撑框1，微藻培养器2为半开放式，顶部设置有开口，且内部装有培养液和微藻，微藻培养器2安装在幕墙支撑框1内。幕墙支撑框1包括固定板11 和支撑架12，固定板11对微藻培养器的侧壁进行固定，支撑架12对微藻培养器2进行支撑。幕墙支撑框1的顶部和底部的建筑墙体4均安装有后补埋件5，通过设置的后补埋件5，加强了建筑墙体4与幕墙支撑框1的连接强度。微藻培养器2内安装有过滤组件21、清洗组件22、监控组件23 和换气组件24。

参照图3和图4,过滤组件21包括进液管211、排液管212和过滤器组 213，过滤器组213安装在微藻培养器2的顶部且高于微藻培养器2内溶液的水平面，同时横向安装于微藻培养器2的顶部。进液管211安装在固定板11上靠近微藻培养器2的一侧，且进液管211的出水口位于过滤组件21 的上方。排液管212安装在过滤组件21的底部远离进液管211的一侧位置上。微藻培养器2内的溶液从进液管211流入过滤组件21内，过滤后的溶液从排液管212排出，流回到微藻培养器2内。当然根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，进液管211也可安装在微藻培养器2的侧壁上。

过滤组件21还包括潜水泵214和溶液提取管215，潜水泵214安装在清洗组件22上，潜水泵214上安装有溶液提取管215，溶液提取管215的一端和进液管211相连通，潜水泵214工作时，可通过溶液提取管215把溶液抽取到过滤器组213内进行过滤。当然根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，过滤器组213也可纵向安装，此处不做唯一限定。

过滤器组213包括杂质过滤器2131、微藻过滤器2132和油脂过滤器 2133中的一个或多个，本实施例中，过滤器组213由杂质过滤器2131、微藻过滤器2132和油脂过滤器2133依次连接。微藻培养器2内的溶液先从进液管211流入到杂质过滤器2131内，然后依次流经微藻过滤器2132和油脂过滤器2133，最后从排液管212流回到微藻培养器2内。其中，过滤器组213还可以由杂质过滤器2131、微藻过滤器2132和油脂过滤器2133 中的任一个或者多个并列配合使用，杂质过滤器2131、微藻过滤器2132和油脂过滤器2133分别单独进行过滤。过滤器组213可拆卸的连接于微藻微藻培养器2上，可以对过滤器组213拆卸进行定期清理。其中，可拆卸的连接可以为卡接、插接、螺栓连接等，此处不做唯一限定。

清洗组件22包括导向轴221、清洗器222和驱动装置223，导向轴221 竖直的安装在微藻培养器2内且靠近边缘的位置。清洗器222包括本体2221 和安装在本体2221一侧的毛刷2222，本体2221套设在导向轴221上，毛刷2222的一端与微藻培养器2的内壁相抵接。本实施例中导向轴221的数量为四个，其中一个设置有外螺纹，设置有外螺纹的导向轴221与本体2221 保持螺纹连接，驱动装置223为电机，与设置有外螺纹的导向轴221保持固定连接。电机工作时，电机的转动带动设置有外螺纹的导向轴221转动，设置有外螺纹的导向轴221转动，带动本体2221的上升或下降，其余三个导向轴221对本体2221的升降起到了更好的导向作用，使得升降的更加顺畅。当然根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，导向轴221 的数量也可以为至少一个，驱动装置223也可替换成气缸或电子伸缩杆，此处不做唯一限定。

优选地，潜水泵214安装在本体2221上且靠近室外光照的一侧。吸附在微藻培养器2内壁上靠近室外光照一侧的微藻长时间进行光合作用，生长的较快，体积较大，需及时被收集和提取。当毛刷2222把微藻培养器2 内壁上的微藻清理下来时，潜水泵214此时距离清理下来的微藻较近，可以及时把体积较大的微藻抽取到过滤组件21内进行过滤收集。其中，潜水泵214还可以安装在本体2221或者微藻培养器2内任一位置，此处不做唯一限定。

参照图1和5，监控组件23包括控制器231和监控传感器232，监控传感器232与控制器231保持电连接，监控传感器232把检测到的情况以电信号的形式传递给控制器231，控制器231通过控制外部设备做出相应的调整，使得微藻更好的生长。监控传感器232的数量至少为两个，本实施例中监控传感器232的数量为三个，且每个监控传感器232在微藻培养器2内的高度不同。由于微藻培养器2的高度较高，且微藻在微藻培养器2内不是均匀分布，因此通过设置多个高度不同的监控传感器232可以更好的对微藻培养器2内的情况进行监测，减小监测的误差。幕墙支撑框1的一侧靠近底部的位置安装有显示屏6，显示屏6可显示监控传感器232监测到的各项数据。

换气组件24包括进气口241、排气口242和气泵243，进气口241位于微藻培养器2的底端，排气口242位于微藻培养器2的顶端。进气口241 内安装有气泵243，气泵243的一端安装有气泡生成器244，且气泡生成器244位于微藻培养器2内。进气口241与排气口242上均安装有活动式百叶窗245，通过调节活动式百叶窗245可以控制进气出气的流速和方向，便于微藻更好的进行光合作用。当然根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，进气口241也可设置在微藻培养器2一侧靠近底端的位置，排气口242也可设置在微藻培养器2一侧靠近顶端的位置，活动式百叶窗 245也可替换成其他的挡风装置，此处不做唯一限定。

参照图1和图3，幕墙支撑框1上远离进液管211的一侧安装有溶液更新口3，溶液更新口3通过管体与外部设备相连通。由于微藻的光合作用与呼吸作用，会改变溶液的PH值，因此可通过溶液更新口3定期往微藻培养器2内添加溶液，调整溶液PH值，利于微藻更好的生长。当然根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，溶液更新口3也可安装在微藻培养器2的侧壁上或者安装在进液管211的同一侧，此处不做唯一限定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种光生物反应器幕墙，包括用于供微藻生长的微藻培养器(2)，其特征在于，所述微藻培养器(2)内设有对所述微藻培养器(2)内液体过滤的过滤组件(21)，所述过滤组件(21)包括进液管(211)、排液管(211)和横设于所述微藻培养器(2)顶部的过滤器组(213)，所述进液管(211)和排液管(212)分别设于所述过滤器组(213)相对两侧，且所述进液管(211)和所排液管(212)通过所述过滤器组(213)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述过滤器组(213)包括杂质过滤器(2131)、微藻过滤器(2132)和油脂过滤器(2133)中的任一个或多个。

3.根据权利要求1所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述过滤组件(21)还包括潜水泵(214)和溶液提取管(215)，所述潜水泵(214)与所述进液管(211)通过所述溶液提取管(215)相连通。

4.根据权利要求1所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述微藻培养器(2)内还设有对所述微藻培养器(2)的内壁清洗的清洗组件(22)，所述清洗组件(22)包括竖直设于所述微藻培养器(2)内的导向轴(221)、套设于所述导向轴(221)上的清洗器(222)以及驱动所述清洗器(222)沿着所述导向轴(221)往复运动的驱动装置(223)。

5.根据权利要求4所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述清洗器(222)包括本体(2221)和安装在所述本体(2221)上的毛刷(2222)，所述本体(2221)套设于所述导向轴(221)上，所述毛刷(2222)的一端固定连接于所述本体(2221)的一侧，所述毛刷(2222)的另一端与所述微藻培养器(2)的内壁相抵接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述微藻培养器(2)内还设有对所述微藻培养器(2)内的液体进行检测的监控组件(23)。

7.根据权利要求6所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述监控组件(23)包括控制器(231)和监控传感器(232)，所述控制器(231)与所述监控传感器(232)相连接，所述监控传感器(232)的数量至少为两个，且两个所述监控传感器(232)在所述微藻培养器(2)内的高度不同。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述微藻培养器(2)内还设有换气组件(24)，所述换气组件(24)包括进气口(241)和排气口(242)，所述进气口(241)和所述排气口(242)分别位于所述微藻培养器(2)的两端，所述进气口(241)位于所述微藻培养器(2)的底端，且所述排气口(242)位于所述微藻培养器(2)的顶端。

9.根据权利要求8所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述换气组件(24)还包括气泵(243)和设于所述微藻培养器(2)内部的气泡生成器(244)，所述气泡生成器(244)和所述进气口(241)通过所述气泵(243)相连通。

10.根据权利要求1至5任一项所述的一种光生物反应器幕墙，其特征在于，所述微藻培养器(2)的一侧设有溶液更新口(3)，所述溶液更新口(3)通过管体与外部设备相连通。

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