CN105861286A - 太阳能加热式沼气池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能加热式沼气池，它包括沼气池池体（1）、底座（21）、水箱（22）、若干个菲涅尔透镜（23）、加热水管（24）和水泵（25），各菲涅尔透镜（23）分别安装在透镜支架（26）上，透镜支架（26）铰接在水箱（22）上，水箱（22）内安装有若干个聚热体（27），水箱（22）转动安装在底座（21）上，加热水管（24）盘绕在沼气池池体（1）的外部，加热水管（24）的一端与水箱（22）的出水口相连、另一端与水箱（22）的回水口相连。它采用太阳光做为光源，具有能量投入小，沼气获取多的优点，具有显著的经济效益。它可以在气温不够高的季节自动对沼气池进行加热，达到北方地区全年生产沼气的目的，节能又环保，值得广泛的推广和应用。

Description

太阳能加热式沼气池

技术领域

本发明涉及沼气发生装置，具体涉及一种利用太阳能加热的沼气池。

背景技术

众所周知，沼气是一种节能、环保又经济的绿色能源，受到广泛的青睐，生产沼气可以处理生活垃圾，节能又环保，沼渣和沼液又可以做为绿色肥料用于农田施肥，可以减少化肥的使用量，可以生产绿色有机蔬菜和粮食。但是由于沼气的产生对温度有比较高的要求，我国北方地区的沼气推广一直不是很好，因为北方地区只有在夏天气温够高时才能满足沼气的产生条件，春天和秋天气温较低的时间段和冬天的常温条件下都无法产生足够量的沼气来加以利用，天气寒冷的季节建于地下的沼气池也容易因为冻害而造成损坏，严重影响了北方沼气产业的发展。虽然一直有人想到通过加热的方式使沼气池的温度升高以满足沼气的发生条件，但是由于利用常规方式加热沼气池能耗比较高，没有经济效益可言，这些加热方式根本无法得到推广。

发明内容

本发明的目的是针对我国北方地区温度达不到生产沼气的要求，目前所采用的沼气池加热方式能耗高，没有经济效益可言，无法得到推广的缺陷，提供一种太阳能加热式沼气池。

本发明的技术解决方案是：它包括沼气池池体，它还包括沼气池加热装置，沼气池加热装置包括有底座、水箱、若干个菲涅尔透镜、加热水管和水泵，各菲涅尔透镜与水箱相间隔开一定距离分别安装在透镜支架上，透镜支架沿水平铰接轴向铰接在水箱上可以前后俯仰调节角度以确保各菲涅尔透镜聚焦到水箱内，水箱为向上开口的槽状体，水箱内安装有若干个与各菲涅尔透镜的聚焦位置分别一一对应的聚热体，水箱转动安装在底座上可以水平转动，水箱上安装的大齿圈与安装在底座上的减速电机输出轴上的小齿轮相啮合，减速电机通过小齿轮带动水箱和各菲涅尔透镜转动实现跟踪太阳光，加热水管盘绕在沼气池池体的侧壁和底壁的外部，加热水管的一端通过水泵与水箱的出水口相连、另一端与水箱的回水口相连。

本发明的技术效果是：它采用太阳光做为光源，利用菲涅尔透镜聚焦阳光加热水来对沼气池进行循环加热，具有能量投入小，沼气获取多的优点，具有显著的经济效益。菲涅尔透镜可以高效地将太阳光聚焦转化成热能，并可随着太阳光的移动始终保证各透镜一直正对着阳光的投射方向，以达到高效利用太阳能的目的。这种沼气池加热方式只需要设置一个减速电机带着水箱和透镜随着太阳光转动即可，减速电机和水泵皆采用间歇方式工作，达到节省电能的目的。它可以在气温不够高的季节自动对沼气池进行加热，以达到北方地区全年生产沼气的目的，节能又环保，值得广泛的推广和应用。

附图说明

图1为本发明实施例立体结构和示意图。

具体实施方式

如图1所示，它包括沼气池池体1，它还包括沼气池加热装置2，沼气池加热装置2包括有底座21、水箱22、若干个菲涅尔透镜23、加热水管24和水泵25，各菲涅尔透镜23与水箱22相间隔开一定距离分别安装在透镜支架26上，透镜支架26沿水平铰接轴向铰接在水箱22上可以前后俯仰调节角度以确保各菲涅尔透镜23聚焦到水箱22内，水箱22为向上开口的槽状体，水箱22内安装有若干个与各菲涅尔透镜23的聚焦位置分别一一对应的聚热体27，水箱22转动安装在底座21上可以水平转动，水箱22上安装的大齿圈28与安装在底座21上的减速电机3输出轴上的小齿轮31相啮合，减速电机3通过小齿轮31带动水箱22和各菲涅尔透镜23转动实现跟踪太阳光，加热水管24盘绕在沼气池池体1的侧壁和底壁的外部，加热水管24的一端通过水泵25与水箱22的出水口相连、另一端与水箱22的回水口相连。

各聚热体27的上端部分别为圆球状、下部分别为柱状，柱状部分的外壁上设有多个散热翅片。各聚热体27的下端分别固定在水箱22的底部、下部的柱状部分没入水箱22内的水中、上端部的圆球状位于水箱22内水面的上方用于接受阳光聚焦。

水箱22内的水面以下设有连接在各聚热体27之间的网状散热板29。

各聚热体27和网状散热板29分别为防锈防腐蚀的金属材料制成。可以是铝合金，也可以是不锈钢或其它金属材料。

水箱22的上口位置安装有不影响各菲涅尔透镜23向水箱22内的各聚热体27聚焦的透明水箱盖30，水箱22的四周壁和底壁的外部分别设有保温层32。

水箱22为扁平状的浅槽状体。

透镜支架26上远离透镜支架26与水箱22相铰接的位置设有用于手动调节透镜支架26俯仰角度以便各透镜准确聚焦到各聚热体27上的弧形孔33，弧形孔33内设有一端固定在水箱22上并与弧形孔33滑动配合的锁紧螺栓34，锁紧螺栓34位于弧形孔33外的另一端通过螺纹安装有可以将透镜支架26锁定在水箱22上的螺母35。

各菲涅尔透镜23在透镜支架26上左右成排排列且受光面分别斜向朝向南方太阳的方向，前后各排的菲涅尔透镜23呈前后阶梯状固定在透镜支架26上以保证各菲涅尔透镜23都能聚焦到水箱22内位置高度相等的各聚热体27上。

水箱22的出水口和回水口分别通过适应水箱22转动需要的软管36与加热水管24和水泵25相连通。

减速电机3为小功率直流减速电机，减速电机3上连接有直流调速控制器37，通过直流调速控制器37可以调节减速电机3的转速使水箱22跟踪阳光移动的速度，从而实现各菲涅尔透镜23最高效率地向聚热体27上聚焦阳光的目的。直流调速控制器37上还设有间歇工作定时开关，以控制减速电机3间歇性工作，达到省电的目的。减速电机3也可以采用PLC进行控制，可以设定好跟踪阳光的间歇工作频率，水箱22从东一步一步间歇性转到西后自动反转回到东部起点位置，为下一天的继续工作做好准备，下一天再继续开始工作。沼气池加热实现自动控制既节省人工，运行起来也方便可靠。

加热水管24与水泵25相连接的位置设有阀门38。

使用时设定好减速电机3的转速，使水箱22和各菲涅尔透镜23在白天跟踪阳光从东转到西，然后再自动转回东部起点位置为下一天做好准备，如此往复，达到每天白天跟踪聚焦太阳光的目的。水泵25也可以采用间歇工性工作制工作，以满足用电投入小，节省电能的目的。经测试直径1米的菲涅尔透镜23在白天晴天时聚焦产生的热量能达到500摄氏度左右，完全可以达到快速将水箱22内的水加热的目的。水箱22和加热水管24内的水经过水泵25循环起来，就可以达到水流混合，恒定水温的目地，完全可以满足长时间加热沼气池池体1的需要。软管36外部、水箱22外部、水泵25外部和加热水管24的外部可以套上保温套用于冬季保温，以防止热量大量散失和冻坏管道，还可以防止沼气池池体1内的温度在夜晚大幅度下降，从而不用在白天再次浪费大量的能源进行升温。

Claims (10)

1.太阳能加热式沼气池，它包括沼气池池体（1），其特征在于：它还包括沼气池加热装置（2），沼气池加热装置（2）包括有底座（21）、水箱（22）、若干个菲涅尔透镜（23）、加热水管（24）和水泵（25），各菲涅尔透镜（23）与水箱（22）相间隔开一定距离分别安装在透镜支架（26）上，透镜支架（26）沿水平铰接轴向铰接在水箱（22）上可以前后俯仰调节角度以确保各菲涅尔透镜（23）聚焦到水箱（22）内，水箱（22）为向上开口的槽状体，水箱（22）内安装有若干个与各菲涅尔透镜（23）的聚焦位置分别一一对应的聚热体（27），水箱（22）转动安装在底座（21）上可以水平转动，水箱（22）上安装的大齿圈（28）与安装在底座（21）上的减速电机（3）输出轴上的小齿轮（31）相啮合，减速电机（3）通过小齿轮（31）带动水箱（22）和各菲涅尔透镜（23）转动实现跟踪太阳光，加热水管（24）盘绕在沼气池池体（1）的侧壁和底壁的外部，加热水管（24）的一端通过水泵（25）与水箱（22）的出水口相连、另一端与水箱（22）的回水口相连。

2.如权利要求1所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于各所述聚热体（27）的上端部分别为圆球状、下部分别为柱状，柱状部分的外壁上设有多个散热翅片。

3.如权利要求2所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于各所述聚热体（27）的下端分别固定在水箱（22）的底部、下部的柱状部分没入水箱（22）内的水中、上端部的圆球状位于水箱（22）内水面的上方用于接受阳光聚焦。

4.如权利要求1所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于所述水箱（22）内的水面以下设有连接在各聚热体（27）之间的网状散热板（29）。

5.如权利要求1所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于所述水箱（22）的上口位置安装有不影响各菲涅尔透镜（23）向水箱（22）内的各聚热体（27）聚焦的透明水箱盖（30），水箱（22）的四周壁和底壁的外部分别设有保温层（32）。

6.如权利要求1所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于所述透镜支架（26）上远离透镜支架（26）与水箱（22）相铰接的位置设有用于手动调节透镜支架（26）俯仰角度以便各透镜准确聚焦到各聚热体（27）上的弧形孔（33），弧形孔（33）内设有一端固定在水箱（22）上并与弧形孔（33）滑动配合的锁紧螺栓（34），锁紧螺栓（34）位于弧形孔（33）外的另一端通过螺纹安装有可以将透镜支架（26）锁定在水箱（22）上的螺母（35）。

7.如权利要求1所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于各所述菲涅尔透镜（23）在透镜支架（26）上左右成排排列且受光面分别斜向朝向南方太阳的方向，前后各排的菲涅尔透镜（23）呈前后阶梯状固定在透镜支架（26）上以保证各菲涅尔透镜（23）都能聚焦到水箱（22）内位置高度相等的各聚热体（27）上。

8.如权利要求1所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于所述水箱（22）的出水口和回水口分别通过适应水箱（22）转动需要的软管（36）与加热水管（24）和水泵（25）相连通。

9.如权利要求1所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于所述减速电机（3）为小功率直流减速电机，减速电机（3）上连接有直流调速控制器（37），通过直流调速控制器（37）可以调节减速电机（3）的转速使水箱（22）跟踪阳光移动的速度。

10.如权利要求1所述的太阳能加热式沼气池， 其特征在于所述加热水管（24）与水泵（25）相连接的位置设有阀门（38）。