一种利用深层海水养殖能源微藻的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种养殖能源微藻的装置及其方法，尤其是一种利用深层海水养殖能源微藻的装置及其方法。
【背景技术】
[0002]据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94%，是各种海洋能中的“首户”。大洋中最容易产生的波浪的波长是80?140m，波周期为7?10s，利用这些特性通过合理设计利用海浪发电；利用海洋表面温水及深层海水的低温特性进行温差发电。深层海水具有低温、肥沃、清洁的特性培养能源微藻，能源微藻可直接利用阳光、二氧化碳及N、P等简单营养物质在胞内合成大量油脂，其光合作用效率高，生长周期短，有的藻种甚至一天可以收获两季，且微藻脂类含量是陆地植物远远达不到的。研宄表明高等植物种子脂肪酸含量为干重的15%?20%，而微藻脂肪酸含量在氮元素缺乏时可达细胞干重的80 %。在未来的数年之内，微藻有望代替现在的麻风树和黄连木，成为生物柴油的主要原料。另外，微藻每年可固定的二氧化碳大约占全球净光合产量的40%。深层海水含有丰富的氮、钙、镁和磷等成分，并且无菌，十分适合海水养殖。目前缺乏利用波浪能和深层海水养殖能源微藻的装置和方法。
【发明内容】
[0003]本发明的第一个目的是提供一种结构简单可靠、使用方便、节能环保的利用海浪发电与深层海水养殖能源微藻的装置。
[0004]本发明的第二个目的是提供一种利用海浪发电与深层海水养殖能源微藻的方法。
[0005]为实现本发明的第一个目的，本发明的一种利用深层海水养殖能源微藻的装置包括与供水装置连接的供水管，所述利用深层海水养殖能源微藻的装置还包括内部设有气腔的充气进水悬浮装置、通过连接装置与充气进水悬浮装置连接的透明胶管、通过连接装置与透明胶管连接的发电悬浮装置和通过连接装置与发电悬浮装置连接的用于收集能源微藻的收集网袋，所述供水管穿过充气进水悬浮装置的气腔进入透明胶管内，所述透明胶管内养殖能源微藻，发电悬浮装置由外向内依次设有气腔和中空的水腔，所述水腔内设有涡轮发电机，所述收集网袋为中空的网状结构，所述通过供水装置进入到透明胶管的深层海水在海浪的作用下作波浪运动带动涡轮发电机发电，并从收集网袋排出。
[0006]作为本发明的一种优选实施方式，所述透明胶管内设有通过导线电缆与涡轮发电机连接的照明灯，所述照明灯为能源微藻的光合作用提供光源。
[0007]作为本发明的一种优选实施方式，发电悬浮装置上端设有用于分离气体和液体的气液分离器。
[0008]作为本发明的一种优选实施方式，所述充气进水悬浮装置由设置在充气进水悬浮装置上部并穿过浮球的空气软管、设置在充气进水悬浮装置上部的放气管、设置在充气进水悬浮装置底部的进出水管以及由充气进水悬浮装置和隔板围成的气腔组成，所述空气软管、放气管和进出水管均与充气进水悬浮装置的气腔连通，通过调节充气进水悬浮装置空腔内的空气和海水容量使充气进水悬浮装置悬浮于海面或沉入海中，所述空气软管还与二氧化碳气肥管连通。
[0009]作为本发明的一种优选实施方式，充气进水悬浮装置内的空压机设置在空气软管的下端，空压机的排气管I伸入充气进水悬浮装置的气腔内，空压机的排气管II穿过隔板伸入透明胶管内，所述空压机的动力由涡轮发电机提供。
[0010]作为本发明的一种优选实施方式，发电悬浮装置的气腔上端设有穿过浮球的空气软管和放气管，发电悬浮装置的气腔下端设有进出水管，通过调节发电悬浮装置气腔内的空气和海水容量使发电悬浮装置悬浮于海面或沉入海中。
[0011]作为本发明的一种优选实施方式，发电悬浮装置内的空压机设置在空气软管的下端，空压机的排气管I伸入发电悬浮装置的气腔内，所述空压机的动力由涡轮发电机提供。
[0012]作为本发明的一种优选实施方式，所述供水装置为内部带有止逆阀的深水管，所述深水管伸入海水中，所述内部带有止逆阀的深水管通过法兰与供水管连通，深水管在海浪的作用下作上下往复运动，进而使得海水通过止逆阀进入透明胶管内。
[0013]作为本发明的一种优选实施方式，所述供水装置为内部带有涡轮提水泵的深水管，所述内部带有涡轮提水泵的深水管通过法兰与供水管连通，利用涡轮提水泵将深层海水注入透明胶管内。
[0014]作为本发明的一种优选实施方式，所述供水装置为海洋深井泵管，所述海洋深井泵管由海洋深井和涡轮提水泵管组成，涡轮提水泵管一端通过法兰与供水管连通，另一端与海洋深井连通，所述海洋深井由浮箱、海洋深井内管、与浮箱通过连接件可拆卸连接在一起的海洋深井框架组成，所述海洋深井框架由若干节海洋深井框架可拆卸固定连接在一起而组成，海洋深井框架与海洋深井内管可拆卸的连接在一起，海洋深井内管为柔性材质材料，所述海洋深井的形状为圆形或者多边形。
[0015]作为本发明的一种优选实施方式，可以在海洋深井泵管中的涡轮提水泵管与供水管之间设置温差发电装置，利用海水温差发电后带有一定温度的冷却水进入透明胶管内，温差发电装置可为各个设备提供动力。
[0016]为实现本发明的第二个目的，本发明的一种利用深层海水养殖能源微藻的装置养殖能源微藻的方法，包括如下步骤:通过调节充气进水悬浮装置和发电悬浮装置里的空气和海水容量使利用深层海水养殖能源微藻的装置悬浮于海面或沉入海中的步骤；将能源微藻在透明胶管饲养的步骤；将深层海水通过供水装置注入到透明胶管的步骤；利用海浪使得利用深层海水养殖能源微藻的装置里的海水作波浪运动，从而带动涡轮发电机发电的步骤；涡轮发电机为照明灯和空压机提供动力的步骤；利用太阳光和照明灯促使能源微藻进行光合作用的步骤；利用空压机向能源微藻充氧的步骤；将能源微藻收集在收集网袋内，并使得海水排出收集网袋的步骤。
[0017]采用本发明一种利用深层海水养殖能源微藻的装置及其方法，深层海水通过供水装置注入到透明胶管内，为能源微藻提供丰富的营养物质，促进了能源微藻的生长发育。透明胶管通过太阳光照射为能源微藻的光合作用提供光源，通过供水装置进入到透明胶管的深层海水在海浪的作用下作波浪运动带动涡轮发电机发电，涡轮发电机将电输送到透明胶管内设有的照明灯，实现了全天候不间断为能源微藻提供光源，促进了能源微藻的光合作用。通过调节充气进水悬浮装置和发电悬浮装置内的空气和海水容量，使利用深层海水养殖能源微藻的装置悬浮于海面或沉入海中。供水装置可以选用多种形式，灵活运用，利用内部带有止逆阀的深水管使得深层海水提入到透明胶管内，不仅节能环保，而且充分利用了自然资源。内部带有涡轮提水泵的深水管，供水快速而可靠。利用由海洋深井和涡轮提水泵管组成的海洋深井泵管，使得海洋深井一节一节的下入到深海，海洋深井框架使得海洋深井稳定、可靠、便捷、充分的利用深层海水。利用温差发电装置产生的冷凝水为能源微藻提供温度适宜的深层海水，利用温差发电装置为利用深层海水养殖能源微藻的装置提供动力源，节能环保，持续可靠。通过充气进水悬浮装置内的空压机为能源微藻提供充足的氧气，进一步促进能源微藻的繁殖生长。收集网袋将能源微藻收集在收集网袋内。本发明还提供了一种使用方便可靠、节能环保的利用海浪发电与深层海水养殖能源微藻的方法。
【附图说明】
[0018]图1是一种利用深层海水养殖能源微藻的装置的结构示意图。
[0019]图2是充气进水悬浮装置结构示意图。
[0020]图3是发电悬浮装置结构示意图。
[0021]图4是一种利用深层海水养殖能源微藻的装置的第一种实施方式结构示意图。
[0022]图5是一种利用深层海水养殖能源微藻的装置的第二种实施方式结构示意图。
[0023]图6是一种利用深层海水养殖能源微藻的装置的第三种实施方式结构示意图。
[0024]图7是一种利用深层海水养殖能源微藻的装置的第四种实施方式结构示意图。
[0025]充气进水悬浮装置1、透明胶管2、发电悬浮装置3、收集网袋4、照明灯5、供水管6、供水装置7、固定装置8、空压机排气管I 9、放气管10、空压机11、浮球12、空气软管13、空压机排气管II 14、气腔15、进出水管16、供水管17、连接装置18、隔板19、导线电缆20、气液分离器21、涡轮发电机22、止逆阀23、深水管24、涡轮提水泵25、浮箱26、连接件27、涡轮提水泵管28、海洋深井29、海洋深井内管30、海洋深井框架31、温差发电装置32、深层海水33、连接链34、二氧化碳气肥管35。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0027]图1至图3所示一种利用深层海水养殖能源微藻的装置，包括与供水装置7连接的供水管6，所述利用深层海水养殖能源微藻的装置还包括内部设有气腔15的充气进水悬浮装置1、通过连接装置18与充气进水悬浮装置I连接的透明胶管2、通过连接装置18与透明胶管2连接的发电悬浮装置3和通过连接装置18与发电悬浮装置3连接的用于收集能源微藻的收集网袋4，所述供水管6穿过充气进水悬浮装置I的气腔15进入透明胶管2内，所述透明胶管2内养殖能源微藻，发电悬浮装置3由外向内依次设有气腔15和中空的水腔，所述水腔内设有涡轮发电机22，所述收集网袋4为中空的网状结构，所述通过供水装置7进入到透明胶管2的深层海水33在海浪的作用下作波浪运动带动涡轮发电机22发电，并从收集网袋4排出，所述透明胶管2内的能源微藻在太阳光的照射下进行光合作用进而生产繁殖。用于固定利用深层海水养殖能源微藻的装置的固定装置8设置在充气进水悬浮装置I上。
[0028]为了实现全天候不间断为能源微藻提供光源，所述透明胶管2内设有通过导线电缆20与涡轮发电机22连接的照明灯5，所述照明灯5为能源微藻的光合作用提供光源。
[0029]为了分离一种利用深层海水养殖能源微藻的装置内的气体和液体，保证水质的健康，发电悬浮装置3上端设有用于分离气体和液体的气液分离器21。
[0030]为了实现充气进水悬浮装置I悬浮于海面或沉