一种多功能漩涡沼气机的制作方法

本发明涉及能源设备技术领域，特别是指一种多功能漩涡沼气机。

背景技术：

目前，能源是世界各国大力发展的领域，传统的能源即将枯竭，新的能源尚未形成，包括风电、水电、地热能、太阳能、生物质能等等新的能源纷纷涌现出来。而且，可以看到传统能源的生产使用使得自然生态环境遭到严重的破坏，导致了全球气候变暖，空气、水资源严重污染等等的重大问题。因此，我们迫切的需要一种新能源，能够在提供人类消耗使用的同时，能够大量减少对环境资源的破坏。

利用生物质发酵生产沼气是一种既环保又可再生的能源发生方式，由于用生物质发酵生产沼气，在获得能源的同时，还产生大量有机肥料，并把植物吸收的部分二氧化碳和能源以有机肥料的形式返回到土壤中，若大规模生产，地球上的土壤将会越来越肥沃，大气中的二氧化碳浓度将逐渐降低，地球的温室气体效应将得以缓解。可见沼气不仅可减少污染，还可以改善自然环境，这是其他新能源所没有的优点。利用生物发酵产生沼气，需要在一密封性较好的空间内放置生物原料，生物原料发酵产生沼气，所产生的沼气可以输出用于发电、燃烧等使用。在现有技术中，传统生物质能源沼气存在诸多问题，其中最主要的就是产气慢，原料放入反应器后，需要一定时间(一般是几个月)的发酵才能产生能够达到使用标准的沼气，效率低下；同时也存在着进料难、出料难、搅拌难、冬天产气难等难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种能够快速、稳定产气的多功能漩涡沼气机。

基于上述目的本发明提供的一种多功能漩涡沼气机，包括：反应罐，以及设置在所述反应罐内部的隔断板、主管道、输气管、入料管、出料管；

所述隔断板水平设置在所述反应罐内的上部位置，将所述反应罐的内部空间隔断为上方的第一内室和下方的第二内室；所述隔断板的上表面为向上凸起的斜面，且所述隔断板的中心位置处与竖直设置的所述主管道的上端口连通；所述主管道的下端口位于所述第二内室的下部，且所述主管道的下端口连接有至少三个以所述主管道的轴线为中心对称且向所述第二内室底部倾斜设置的多功能导流管，所述多功能导流管的末端为斜口、且位于所述第二内室底部的边角处；

所述入料管和出料管以所述主管道为中心对称的设置在所述反应罐上部，且均与所述第一内室连通；所述输气管与所述第二内室上部连通，用于引导向外部设备供气。

在一些实施方式中，所述反应罐内还设置有用于排出发酵反应尾料的循环管，所述循环管上设置有循环泵。

在一些实施方式中，所述输气管与循环管均经由所述反应罐顶部向外部延伸；所述反应罐顶部还设置有用于保护所述输气管与循环管管路的保护盖。

在一些实施方式中，所述保护盖上部设置有可开启的观察口盖。

在一些实施方式中，所述反应罐内还设置有温湿度计，所述反应罐顶部、所述保护盖内相应的设置有用于显示罐内温度和湿度的显示器。

在一些实施方式中，所述反应罐下部还设置有至少一个与所述第二内室底部连通的辅助出料管。

在一些实施方式中，所述反应罐上部还设置有与所述第一内室连通的液位管，所述液位管延伸至所述第一内室下部，且其内设置有用于标示所述反应罐内原料液位的浮子标尺。

在一些实施方式中，所述反应罐上部还设置有与所述第一内室连通的排气管。

在一些实施方式中，所述反应罐的侧壁外表面还均匀分布有多个用于辅助加热保温的太阳能加热管。

在一些实施方式中，所述反应罐内用于发酵反应生成沼气的原料为：秸秆和人畜粪便的混合物。

从上面所述可以看出，本发明提供的多功能漩涡沼气机，通过创造性的在反应罐内的第一内室、第二内室、主管道和多功能导流管设置，使得加入原料和使用的过程中在反应罐底部边角处形成小范围旋涡流，实现除杂和原料粉碎的功能；同时在供气过程中达到一种动态循环状态，实现了高效快速产气，产气效果能够达到现有沼气发酵装置产气的80倍；其中最主要的是，通过产生的旋涡流避免了现有的气发酵装置在入料后需要经过相当时间的放置才能产生沼气的重大缺陷；此外，基于上述特点，本发明的多功能漩涡沼气机能够在各种不利用沼气生成的环境下照常的生成沼气，应用范围广、适应性强，结构简单、紧凑，使用方便，面向我国的广大的沼气使用对象，符合当前的新能源发展要求，特别适合在大范围推广应用。

另外，本发明的多功能漩涡沼气机中发酵反应后的尾料又名“碳沼肥”，其能够作为植物生成的营养液，是传统肥料的理想替代品，具有极高的技术价值和经济价值。

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他的附图。

图1为本发明实施例的多功能漩涡沼气机结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明实施例提供了一种多功能漩涡沼气机。参考图1，为本发明实施例的多功能漩涡沼气机结构示意图。

所述多功能漩涡沼气机，包括：反应罐1以及设置在其内部的隔断板2、主管道3、输气管4、入料管5、出料管6。具体的：

反应罐1是本发明的多功能漩涡沼气机的主体部分，大部分的组件均安装设置其内部，同时，反应罐1还主要用于盛放发酵反应生成沼气的原料，原料在反应罐1内部发生发酵反应生成沼气。作为优选的，反应罐1为圆柱型结构、且以长边沿竖直方向的状态放置，即如图1中所示；材料方面优选使用较为轻便、方便清洁、寿命较长的不锈钢材料。在其他实施例中，根据不同的使用需要，特别是根据供气对象的不同，在漩涡沼气呼吸机的整体体积很大时，反应罐也可以设计为通过水泥浇筑的大型正方体或长方体的结构形式。同样作为优选的，本实施例中，用于发酵反应生成沼气的原料为：秸秆和人畜粪便的混合物。

隔断板2水平设置在反应罐1内的上部位置，将反应罐1的内部空间隔断为上方的第一内室101和下方的第二内室102。第一内室101即为隔断板2上表面与反应罐1内壁构成的空间，第二内室102即为隔断板2下表面与反应罐1内壁构成的空间；显然，由于隔断板2设置在反应罐1内的上部位置，第一内室101的空间容积小于第二内室102的空间容积。隔断板2的上表面为向上凸起的斜面，即隔断板2的上表面由边缘向中心凸起。

主管道3竖直的设置在反应罐1中央位置处。隔断板2的中心位置处与主管道3的上端口连通；主管道3竖直的向下延伸进如第二内室102内，且主管道3的下端口位于第二内室102的下部；即第一内室101和第二内室102通过主管道3实现连通。进一步的，在主管道3的下端口处，连接有三个以主管道3的轴线为中心对称且向第二内室102底部倾斜设置的多功能导流管7。即多功能导流管7的始端与主管道3的下端口相连，末端延伸至第二内室102底部的边角处，且末端为斜口。三个多功能导流管7的分布方式为：三个多功能导流管7沿一以主管道3为圆心圆周均匀分布，即任意两个多功能导流管7间的夹角为120度。其中，多功能导流管7的数量至少为三个；根据具体的使用需要，多功能导流管7的使用数量可以更多，且优选的，多个多功能导流管7仍以主管道3的轴线为中心对称分布设置。

用于导入原料的入料管5和用于排出反应后的尾料的出料管6以主管道3为中心对称的设置在反应罐1上部，且入料管5和出料管6均与第一内室101连通。入料管5和出料管6上还均设置有用于控制管路开闭的开关阀。

输气管4与第二内室102上部连通，输气管4与外部的用气设备相连，用于引导向外部设备供气。

基于上述本发明的优选实施例，所述的多功能漩涡沼气机的工作过程如下：

打开入料管5的开关阀，通过入料管5向反应罐1内注入原料，原料经过入料管5、主管道3后，由主管道3下端进入第二内室102主管道3下端时，会分流进入多功能导流管7，由于多功能导流管7的倾斜状态以及尾端的斜口设置，原料从多功能导流管7的尾端流出时，由于重力作用产生的较大速度、以及反应罐1底面和侧壁的阻挡作用，原料会在第二内室102底部的边角位置处形成小范围的旋涡流；在该旋涡流作用下，原料中的物质会相互挤压碰撞，相互间产生剪切力，这会使得原料中的含硫气体(含硫气体会影响发酵反应的反应效率)被排出，同时还会使得大块的原料被旋转切割粉碎为小块，即同时实现了除杂和原料粉碎的效果。随着原料不断加入、积累，原料的液面逐渐上升，优选的，加入原料至其液面与隔断板2的下端平齐为止，即如图1中所示的虚线位置。加入完原料后，原料将充满第二内室102大、主管道3的大部分空间，以及完全填满多功能导流管7。在短时间内，主要存在于第二内室102内的原料发生发酵反应生成沼气，沼气逐渐充满原料液面与隔断板2凸起部分包围形成的空间，即图1中所示的标识为A的空间。随着沼气的持续生成，前述的标识为A的空间内已经不够容纳更多的沼气，此时生成的沼气在其与原料相接的边界处会给与原料一向下的作用力，并随着沼气的持续生成持续向下挤压原料，使得原料进一步通过多功能导流管7和主管道3逐渐的进入第一内室101，最终状态下，原料会填充满第一内室101，而多功能导流管7全部和主管道3下部将充满沼气；此时，打开出料管6的开关阀即可排出反应后的尾料。需要使用沼气时，从与沼气主要储存的区域即第二内室102的连通的输气管4即可将沼气引出，向外部的用气设备供气。随着向外部的供气，第二内室102内的沼气逐渐减少，沼气对反应罐1原料的压力随之减小，此时原料自身的重力起到主导作用，主管道3和第一内室101内的原料将发生回流。原料经过主管道3从多功能导流管7回流至第二内室102，当原来从多功能导流管7流出时，仍会出现如前述的产生小范围旋涡流的过程。上述的生成沼气压迫原料进入主管道3和第一内室101，以及主管道3和第一内室101内的原料回流的过程，会随着外部设备的供气而动态循环发生，使得沼气高效、快速的生成、以及稳定持续的供气过程实现一种动态平衡，即实现一种类似“呼吸”的效果。

可见，本发明的多功能漩涡沼气机，通过创造性的在反应罐内的第一内室、第二内室、主管道和多功能导流管设置，使得加入原料和使用的过程中在反应罐底部边角处形成小范围旋涡流，实现除杂和原料粉碎的功能；同时在供气过程中达到一种动态循环状态，实现了高效快速产气，产气效果能够达到现有沼气发酵装置产气的80倍；其中最主要的是，通过产生的旋涡流避免了现有的气发酵装置在入料后需要经过相当时间的放置才能产生沼气的重大缺陷；此外，基于上述特点，本发明的多功能漩涡沼气机能够在各种不利用沼气生成的环境下照常的生成沼气，应用范围广、适应性强，结构简单、紧凑，使用方便，面向我国的广大的沼气使用对象，符合当前的新能源发展要求，特别适合在大范围推广应用。

另外，本发明的多功能漩涡沼气机中发酵反应后的尾料又名“碳沼肥”，其能够作为植物生成的营养液，是传统肥料的理想替代品，具有极高的技术价值和经济价值。

在一些其他的实施例中，参考图1，反应罐1内还设置有用于排出发酵反应尾料的循环管8，循环管8上设置有循环泵801。在一些情况下(如沼气使用量不大时)，反应罐1内发酵反应生成的尾料将会处于反应罐1的底部，循环管8的入口端设置于第二内室102底部，并通过其上设置的循环泵801，将发酵反应生成的尾料泵送至反应罐1外。根据具体的使用情况，循环管8的入口端可以灵活的选择设置在反应罐1内的不同位置。

在一些其他的实施例中，参考图1，输气管4与循环管8均经由反应罐1顶部向外部延伸；相应的，反应罐1顶部还设置有用于保护输气管4与循环管8管路的保护盖9。进一步的，保护盖9上部设置有可开启的观察口盖。通过开启观察口盖，可以对输气管4与循环管8的管路工作情况进行观察和维护工作。另外，反应罐内1还设置有温湿度计，反应罐1顶部、保护盖9内相应的设置有用于显示罐内温度和湿度的显示器(未示出)。

在一些其他的实施例中，参考图1，反应罐1下部还设置有至少一个与第二内室102底部连通的辅助出料管10，辅助出料管10上设置有开关阀。在一些情况下(如沼气使用量不大时)，反应罐1内发酵反应生成的尾料将会处于反应罐1的底部时，可通过打开开关阀，使用辅助出料管10排出发酵反应生成的尾料。

在一些其他的实施例中，参考图1，反应罐1上部还设置有与第一内室101连通的液位管11，液位管11延伸至第一内室101下部，且其内设置有用于标示反应罐内1原料液位的浮子标尺12。在使用时，当原料填充进入第一内室101后，需要控制原料液位，则通过液位管11内的浮子标尺12即可标示第一内室101内的原料液位。

在一些其他的实施例中，参考图1，反应罐1上部还设置有与第一内室101连通的排气管13。使用时，由于主管道3上端口与第一内室101连通，其内的原料也会产生一小部分沼气进入第一内室101，通过排气管13可将该部分沼气导出。

在一些其他的实施例中，反应罐1的侧壁外表面还均匀分布有多个用于辅助加热保温的太阳能加热管，通过太阳能加热管的加热，进一步的保证反应罐1内的温度，保证反应生成沼气的效率。

通过上述实施例可见，本发明的多功能漩涡沼气机具有超高的沼气产生效率，与相应的装置配合使用时，能够用于日常生活所需的供气、供电、供暖。此外，根据供应对象的规模大小不同，本发明的多功能漩涡沼气机的大小规格也可以相应设置；例如，当供应对象一个区域内的大量用户时，多功能漩涡沼气机可以为一个大型设备，当供应对象单个用户时，多功能漩涡沼气机可以小型化、微型化。

本发明的多功能漩涡沼气机应用范围广、适应性强，结构简单、紧凑，使用方便，面向我国的广大的沼气使用对象，符合当前的新能源发展要求，特别适合在大范围推广应用。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。