太阳能相变蓄热生物培养装置的制造方法

文档序号:10189254阅读:552来源:国知局
太阳能相变蓄热生物培养装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物培养领域,尤其是涉及一种太阳能相变蓄热生物培养装置。
【背景技术】
[0002]广泛应用于植物、动物以及微生物培养的生物培养装置,价格均较为昂贵,而为了使置于其中的培养对象保持恒定的温度,需要长时间不间断的昼夜工作,不仅消耗大量的电能,而且零部件极易损坏,运行成本高,其在工作时还会产生大量的噪音。尤其在用电高峰期,现有的利用电能进行加热保温的生物培养装置经常因为电压过低而无法启动,不能给培养物提供一个适宜的环境,使培养工作中断,白白耗费前期工作所花费的人力、物力和时间,严重影响正常的培养工作。

【发明内容】

[0003]本实用新型提供一种太阳能相变蓄热生物培养装置,目的在于解决现有生物培养装置使用电能进行加热保温方式所造成的耗电量大、电压低无法启动等问题。
[0004]为实现上述目的,本实用新型可采取下述技术方案:
[0005]本实用新型所述的太阳能相变蓄热生物培养装置,包括带有下底板的外筒体,所述外筒体内设置有与培养瓶外形相适应的内筒体,所述内筒体内壁上设置有测温元件;所述内筒体上边沿与外筒体上边沿通过上盖板密封连接,在内筒体、外筒体和上盖板之间围成的腔室内填充有相变材料;所述外筒体外壁上依次包裹有电加热层、保温层和柔性太阳能光伏材料层;所述外筒体底部设置有底座,所述底座上设置的旋转支架上连接有与所述柔性太阳能光伏材料层间隔设置的弧形太阳能聚光板;所述底座内设置有太阳能蓄电元件及温度调节单元。
[0006]所述温度调节单元包括太阳能供热开关、温度设定按钮、设置温度显示器和实测温度显示器。
[0007]所述内筒体为3-15个。
[0008]所述内筒体开口处设置有保温盖。
[0009]本实用新型提供的太阳能相变蓄热生物培养装置,使用可旋转的弧形太阳能聚光板能够使柔性太阳能光伏材料层充分吸收太阳能,并将太阳能转化为电能进行存储,在培养物温度较低时利用太阳能直接转化的电能或者存储的电能对相变材料进行电加热,从而传递热量给培养物;在培养物温度较高时,相变材料吸热使培养瓶保持适宜温度。装置外部的保温层具有良好的隔热作用,能够有效防止热量散失。本实用新型能够给培养物提供适宜的环境温度,有效保证培养工作的正常进行。此外,不额外消耗电能,充分利用太阳能,低碳环保,节约了生物培养成本。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图。[0011 ]图2是图1的横剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1、2所示,本实用新型所述的太阳能相变蓄热生物培养装置,包括带有下底板的外筒体1,外筒体1内设置有与培养瓶2外形相适应的内筒体3,内筒体3内侧底壁上设置有测温元件4,培养瓶2—般使用指形试管,测温元件4一般采用热电偶;内筒体3上边沿与外筒体1上边沿通过上盖板密封连接,内筒体3、外筒体1和上盖板之间围成的腔室内填充有相变材料5;外筒体1外壁上依次包裹有电加热层6、保温层7和柔性太阳能光伏材料层8,电加热层6—般采用栅栏型排列的电加热丝;外筒体1底部设置有底座,底座上活动连接旋转支架9,该旋转支架9上连接有与柔性太阳能光伏材料层8间隔设置的弧形太阳能聚光板10;底座内设置有太阳能蓄电元件11及温度调节单元12。为了充分利用该装置,可同时放置多个培养瓶,如可在外筒体1内设置10个大小、形状、深浅一致的内筒体3。另外,可根据实际情况,增加或减少内筒体3的数量以及合理布置其位置。为了减少装置散热,在内筒体3的上部开口处均活动设置有保温盖13,其为软木塞或泡沫塞。
[0013]本实用新型的外筒体1及内筒体3—般采用耐腐蚀的金属材料制成,例如不锈钢,具有较好的支撑性及导热性,两者形成的密封腔体,可以隔绝相变材料5与外界空气的接触,防止相变材料变质与泄露。相变材料5具体根据生物培养的特征选择合适的中温相变材料,例如:可以选用石蜡类、高级脂肪酸类、聚烯烃、醇类等有机相变材料,或者是结晶水合盐、熔融盐、金属合金等无机相变材料,或者是由石蜡与铝粉复合而成的复合相变材料。保温层7为聚氨酯、聚丁烯等绝热材料。电加热层6、柔性太阳能光伏材料层8及太阳能聚光板10所需材料均为市售材料。太阳能蓄电元件11为现有市售产品。温度调节单元12包括太阳能供热开关、温度设定按钮、设置温度显示器和实测温度显示器。
[0014]工作时,柔性太阳能光伏材料层8所吸收的光能转化为电能后,通过温度调节单元12直接供给电加热层6的电加热丝进行热能转化,如果电能足够供应所有元器件工作使用且仍有富裕时,多余部分的电能会储存在太阳能蓄电元件11中,如果电能不足,太阳能蓄电元件11存储的电能会对电加丝进行补充供电。电加热丝进行热转化时,当测温元件4(热电偶)探测到实际温度低于设定温度,温度调节单元12启动电加热丝,进行供热;当热电偶探测到实际温度高于设定温度,温度调节单元12关闭电加热丝,停止供热。
[0015]本实用新型的培养装置使用时,首先应配置新鲜的培养基,将其分装在各培养瓶2中,将待培养物转移至培养瓶2中后,培养瓶2瓶口处加盖保温透气的瓶塞;然后打开内筒体3上的保温盖13,将培养瓶2装入合适的内筒体3中,使培养瓶2的下半部分处于内筒体3中,上半部分暴露在外,接收环境中的阳光和空气。当需要观察生物的生长发育状况时,拔出培养瓶2即可。
[0016]对于常见的果蝇培养,一般要求温度为20?25°C,打开温度调节单元12开关,设定培养温度为23°C。根据不同季节太阳光的直射角度调节旋转支架9的方位,使太阳能聚光板10能够获得最多的反射光。柔性太阳能光伏材料层8吸收反射光,通过光电元件将光能转化为电能进行存储。置于筒体内的相变材料5选择熔点为23°C的相变材料,当测温元件4检测到培养瓶2内温度低于23°C时,相变材料5释放热量,培养物吸热,这时,如果培养瓶2内温度仍然低于23°C,温度调节单元12发出信号使柔性太阳能光伏材料层8或太阳能蓄电元件11向电加热层6供给能量,电加热层6将电能转化为热能,对相变材料5进行加热,再通过热传递,使培养瓶2内物质吸热,保持既定温度。当培养瓶2内温度高于23°C时,电加热层6停止工作,同时,培养瓶2向相变材料5释放热量,直至培养瓶到达既定温度。电加热层6外部包裹的保温层7能够减少内部培养瓶2及相变材料5热量的散失。
[0017]在培养期间,上述工作元件保持上述工作状态,使装置维持在恒定的温度区间,以保证培养工作的顺利进行。
[0018]本实用新型利用相变材料吸热放热、绝热保温层保温,并设置电加热层。当环境温度高于相变材料的熔点,相变材料能吸收环境中的热量,降低生物材料的培养温度;当环境温度低于相变材料的熔点,相变材料释放出吸收的热量,提高生物材料的培养温度,如果仍无法达到所设置的生物材料培养所需温度时,则利用由太阳能转化而来的电能补给供热,使培养温度恒定在设定温度。多余的热能储存为相变材料的潜热,在没有阳光,没有电能的时候,释放潜热,以此循环,维持生物培养装置内的温度,充分利用了绿色能源,减少了电能的消耗,降低了培养成本,实现生物培养的低碳节能环保。
【主权项】
1.一种太阳能相变蓄热生物培养装置,其特征在于:包括带有下底板的外筒体(1),所述外筒体(1)内设置有与培养瓶(2)外形相适应的内筒体(3),所述内筒体(3)内壁上设置有测温元件(4);所述内筒体(3)上边沿与外筒体(1)上边沿通过上盖板密封连接,在内筒体(3)、外筒体(1)和上盖板之间围成的腔室内填充有相变材料(5);所述外筒体(1)外壁上依次包裹有电加热层(6)、保温层(7)和柔性太阳能光伏材料层(8);所述外筒体(1)底部设置有底座,所述底座上设置的旋转支架(9)上连接有与所述柔性太阳能光伏材料层(8)间隔设置的弧形太阳能聚光板(10);所述底座内设置有太阳能蓄电元件(11)以及温度调节单元(12)。2.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热生物培养装置,其特征在于:所述温度调节单元(12)包括太阳能供热开关、温度设定按钮、设置温度显示器和实测温度显示器。3.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热生物培养装置,其特征在于:所述内筒体(3)为3-15个。4.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热生物培养装置,其特征在于:所述内筒体(3)的上部开口处设置有保温盖(13)。
【专利摘要】本实用新型公开的太阳能相变蓄热生物培养装置,包括带有下底板的外筒体,所述外筒体内设置有与培养瓶外形相适应的内筒体,所述内筒体内壁上设置有测温元件;所述内筒体上边沿与外筒体上边沿通过上盖板密封连接,在内筒体、外筒体和上盖板之间围成的腔室内填充有相变材料;所述外筒体外壁上依次包裹有电加热层、保温层和柔性太阳能光伏材料层;所述外筒体底部设置有底座,所述底座上设置的旋转支架上连接有与所述柔性太阳能光伏材料层间隔设置的弧形太阳能聚光板;所述底座内设置有太阳能蓄电元件及温度调节单元。本实用新型不额外消耗电能,充分利用太阳能,低碳环保,节约了生物培养成本。
【IPC分类】C12M1/02, C12M1/34
【公开号】CN205099677
【申请号】CN201520848371
【发明人】黄雅琴, 刘敏杰, 刘涛, 王清, 李森, 李尽哲
【申请人】信阳农林学院
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月30日
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