太陽能相變蓄熱生物培養裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物培養領域，尤其是涉及一種太陽能相變蓄熱生物培養裝置。
【背景技術】
[0002]廣泛應用于植物、動物以及微生物培養的生物培養裝置，價格均較為昂貴，而為了使置于其中的培養對象保持恒定的溫度，需要長時間不間斷的晝夜工作，不僅消耗大量的電能，而且零部件極易損壞，運行成本高，其在工作時還會產生大量的噪音。尤其在用電高峰期，現有的利用電能進行加熱保溫的生物培養裝置經常因為電壓過低而無法啟動，不能給培養物提供一個適宜的環境，使培養工作中斷，白白耗費前期工作所花費的人力、物力和時間，嚴重影響正常的培養工作。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供一種太陽能相變蓄熱生物培養裝置，目的在于解決現有生物培養裝置使用電能進行加熱保溫方式所造成的耗電量大、電壓低無法啟動等問題。
[0004]為實現上述目的，本實用新型可采取下述技術方案:
[0005]本實用新型所述的太陽能相變蓄熱生物培養裝置，包括帶有下底板的外筒體，所述外筒體內設置有與培養瓶外形相適應的內筒體，所述內筒體內壁上設置有測溫元件;所述內筒體上邊沿與外筒體上邊沿通過上蓋板密封連接，在內筒體、外筒體和上蓋板之間圍成的腔室內填充有相變材料;所述外筒體外壁上依次包裹有電加熱層、保溫層和柔性太陽能光伏材料層;所述外筒體底部設置有底座，所述底座上設置的旋轉支架上連接有與所述柔性太陽能光伏材料層間隔設置的弧形太陽能聚光板;所述底座內設置有太陽能蓄電元件及溫度調節單元。
[0006]所述溫度調節單元包括太陽能供熱開關、溫度設定按鈕、設置溫度顯示器和實測溫度顯示器。
[0007]所述內筒體為3-15個。
[0008]所述內筒體開口處設置有保溫蓋。
[0009]本實用新型提供的太陽能相變蓄熱生物培養裝置，使用可旋轉的弧形太陽能聚光板能夠使柔性太陽能光伏材料層充分吸收太陽能，并將太陽能轉化為電能進行存儲，在培養物溫度較低時利用太陽能直接轉化的電能或者存儲的電能對相變材料進行電加熱，從而傳遞熱量給培養物;在培養物溫度較高時，相變材料吸熱使培養瓶保持適宜溫度。裝置外部的保溫層具有良好的隔熱作用，能夠有效防止熱量散失。本實用新型能夠給培養物提供適宜的環境溫度，有效保證培養工作的正常進行。此外，不額外消耗電能，充分利用太陽能，低碳環保，節約了生物培養成本。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的結構示意圖。[0011 ]圖2是圖1的橫剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1、2所示，本實用新型所述的太陽能相變蓄熱生物培養裝置，包括帶有下底板的外筒體1，外筒體1內設置有與培養瓶2外形相適應的內筒體3，內筒體3內側底壁上設置有測溫元件4，培養瓶2—般使用指形試管，測溫元件4一般采用熱電偶；內筒體3上邊沿與外筒體1上邊沿通過上蓋板密封連接，內筒體3、外筒體1和上蓋板之間圍成的腔室內填充有相變材料5;外筒體1外壁上依次包裹有電加熱層6、保溫層7和柔性太陽能光伏材料層8，電加熱層6—般采用柵欄型排列的電加熱絲;外筒體1底部設置有底座，底座上活動連接旋轉支架9，該旋轉支架9上連接有與柔性太陽能光伏材料層8間隔設置的弧形太陽能聚光板10;底座內設置有太陽能蓄電元件11及溫度調節單元12。為了充分利用該裝置，可同時放置多個培養瓶，如可在外筒體1內設置10個大小、形狀、深淺一致的內筒體3。另外，可根據實際情況，增加或減少內筒體3的數量以及合理布置其位置。為了減少裝置散熱，在內筒體3的上部開口處均活動設置有保溫蓋13，其為軟木塞或泡沫塞。
[0013]本實用新型的外筒體1及內筒體3—般采用耐腐蝕的金屬材料制成，例如不銹鋼，具有較好的支撐性及導熱性，兩者形成的密封腔體，可以隔絕相變材料5與外界空氣的接觸，防止相變材料變質與泄露。相變材料5具體根據生物培養的特征選擇合適的中溫相變材料，例如:可以選用石蠟類、高級脂肪酸類、聚烯烴、醇類等有機相變材料，或者是結晶水合鹽、熔融鹽、金屬合金等無機相變材料，或者是由石蠟與鋁粉復合而成的復合相變材料。保溫層7為聚氨酯、聚丁烯等絕熱材料。電加熱層6、柔性太陽能光伏材料層8及太陽能聚光板10所需材料均為市售材料。太陽能蓄電元件11為現有市售產品。溫度調節單元12包括太陽能供熱開關、溫度設定按鈕、設置溫度顯示器和實測溫度顯示器。
[0014]工作時，柔性太陽能光伏材料層8所吸收的光能轉化為電能后，通過溫度調節單元12直接供給電加熱層6的電加熱絲進行熱能轉化，如果電能足夠供應所有元器件工作使用且仍有富裕時，多余部分的電能會儲存在太陽能蓄電元件11中，如果電能不足，太陽能蓄電元件11存儲的電能會對電加絲進行補充供電。電加熱絲進行熱轉化時，當測溫元件4(熱電偶)探測到實際溫度低于設定溫度，溫度調節單元12啟動電加熱絲，進行供熱；當熱電偶探測到實際溫度高于設定溫度，溫度調節單元12關閉電加熱絲，停止供熱。
[0015]本實用新型的培養裝置使用時，首先應配置新鮮的培養基，將其分裝在各培養瓶2中，將待培養物轉移至培養瓶2中后，培養瓶2瓶口處加蓋保溫透氣的瓶塞;然后打開內筒體3上的保溫蓋13，將培養瓶2裝入合適的內筒體3中，使培養瓶2的下半部分處于內筒體3中，上半部分暴露在外，接收環境中的陽光和空氣。當需要觀察生物的生長發育狀況時，拔出培養瓶2即可。
[0016]對于常見的果蠅培養，一般要求溫度為20?25°C，打開溫度調節單元12開關，設定培養溫度為23°C。根據不同季節太陽光的直射角度調節旋轉支架9的方位，使太陽能聚光板10能夠獲得最多的反射光。柔性太陽能光伏材料層8吸收反射光，通過光電元件將光能轉化為電能進行存儲。置于筒體內的相變材料5選擇熔點為23°C的相變材料，當測溫元件4檢測到培養瓶2內溫度低于23°C時，相變材料5釋放熱量，培養物吸熱，這時，如果培養瓶2內溫度仍然低于23°C，溫度調節單元12發出信號使柔性太陽能光伏材料層8或太陽能蓄電元件11向電加熱層6供給能量，電加熱層6將電能轉化為熱能，對相變材料5進行加熱，再通過熱傳遞，使培養瓶2內物質吸熱，保持既定溫度。當培養瓶2內溫度高于23°C時，電加熱層6停止工作，同時，培養瓶2向相變材料5釋放熱量，直至培養瓶到達既定溫度。電加熱層6外部包裹的保溫層7能夠減少內部培養瓶2及相變材料5熱量的散失。
[0017]在培養期間，上述工作元件保持上述工作狀態，使裝置維持在恒定的溫度區間，以保證培養工作的順利進行。
[0018]本實用新型利用相變材料吸熱放熱、絕熱保溫層保溫，并設置電加熱層。當環境溫度高于相變材料的熔點，相變材料能吸收環境中的熱量，降低生物材料的培養溫度；當環境溫度低于相變材料的熔點，相變材料釋放出吸收的熱量，提高生物材料的培養溫度，如果仍無法達到所設置的生物材料培養所需溫度時，則利用由太陽能轉化而來的電能補給供熱，使培養溫度恒定在設定溫度。多余的熱能儲存為相變材料的潛熱，在沒有陽光，沒有電能的時候，釋放潛熱，以此循環，維持生物培養裝置內的溫度，充分利用了綠色能源，減少了電能的消耗，降低了培養成本，實現生物培養的低碳節能環保。
【主權項】
1.一種太陽能相變蓄熱生物培養裝置，其特征在于:包括帶有下底板的外筒體(1)，所述外筒體(1)內設置有與培養瓶(2)外形相適應的內筒體(3)，所述內筒體(3)內壁上設置有測溫元件(4);所述內筒體(3)上邊沿與外筒體(1)上邊沿通過上蓋板密封連接，在內筒體(3)、外筒體(1)和上蓋板之間圍成的腔室內填充有相變材料(5);所述外筒體(1)外壁上依次包裹有電加熱層(6)、保溫層(7)和柔性太陽能光伏材料層(8);所述外筒體(1)底部設置有底座，所述底座上設置的旋轉支架(9)上連接有與所述柔性太陽能光伏材料層(8)間隔設置的弧形太陽能聚光板(10);所述底座內設置有太陽能蓄電元件(11)以及溫度調節單元(12)。2.根據權利要求1所述的太陽能相變蓄熱生物培養裝置，其特征在于:所述溫度調節單元(12)包括太陽能供熱開關、溫度設定按鈕、設置溫度顯示器和實測溫度顯示器。3.根據權利要求1所述的太陽能相變蓄熱生物培養裝置，其特征在于:所述內筒體(3)為3-15個。4.根據權利要求1所述的太陽能相變蓄熱生物培養裝置，其特征在于:所述內筒體(3)的上部開口處設置有保溫蓋(13)。
【專利摘要】本實用新型公開的太陽能相變蓄熱生物培養裝置，包括帶有下底板的外筒體，所述外筒體內設置有與培養瓶外形相適應的內筒體，所述內筒體內壁上設置有測溫元件；所述內筒體上邊沿與外筒體上邊沿通過上蓋板密封連接，在內筒體、外筒體和上蓋板之間圍成的腔室內填充有相變材料；所述外筒體外壁上依次包裹有電加熱層、保溫層和柔性太陽能光伏材料層；所述外筒體底部設置有底座，所述底座上設置的旋轉支架上連接有與所述柔性太陽能光伏材料層間隔設置的弧形太陽能聚光板；所述底座內設置有太陽能蓄電元件及溫度調節單元。本實用新型不額外消耗電能，充分利用太陽能，低碳環保，節約了生物培養成本。
【IPC分類】C12M1/02, C12M1/34
【公開號】CN205099677
【申請號】CN201520848371
【發明人】黃雅琴, 劉敏杰, 劉濤, 王清, 李森, 李盡哲
【申請人】信陽農林學院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年10月30日