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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201110445569.5 (22)申请日 2011.12.27 C12M 1/18(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (73)专利权人 新奥科技发展有限公司 地址 065001 河北省廊坊市经济技术开发区 华祥路新奥科技园南区 B 座 (72)发明人 朱振旗 刘敏胜 王琳 丁彦聪 陈彦平 (74)专利代理机构 北京德恒律师事务所 11306 代理人 陆鑫 房岭梅 CN 102037118 A,2011.04.27, WO 2009043763 A1,2009.04.09, WO 2005068605 A1,200。
2、5.07.28, (54) 发明名称 用于光合生物培养的分光装置和光合生物培 养装置 (57) 摘要 本发明提供一种用于光合生物培养的分光装 置， 具有分光体， 分光体包括分光板， 分光板具有 第一表面和第二表面， 至少两块相邻分光板分别 以第一表面相互成角度地以相邻纵边相互连接。 还提供一种光合生物培养装置， 具有培养池， 以及 本发明前述任一分光装置， 分光装置固定于培养 池中。 本发明的分光装置具有更大的分光面积， 光 路短且直， 具有本发明分光体的培养装置增大了 培养物直接受光区域， 增大了培养物的见光表面 积， 从而增加光利用效率， 提高培养产量。 (51)Int.Cl. (56)对。
3、比文件 审查员 刘春杰 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书8页 附图8页 CN 103184149 B 2016.04.13 CN 103184149 B 1/1 页 2 1.一种用于光合生物培养的分光装置， 具有分光体 (2)， 其特征在于， 所述分光体 (2) 包括分光板 (201)， 所述分光板 (201) 具有第一表面 (222) 和第二表面 (224)， 至少两块相 邻分光板分别以第一表面 (222) 相互成角度地以相邻纵边 (225) 相互连接 ； 还包括用以固定所述分光体 (2) 的框架 (4)， 框架的形状与分光体形状相匹配 ； 所述。
4、分光体 (2) 由透明薄膜材料制成， 并覆盖于所述框架之下， 沿所述框架的表面连 续延伸 ； 所述分光体 (2) 为由长方形透明薄膜材料折叠成的折叠结构， 所述折叠结构具有 ： 第一折叠部 (2 -1)， 由沿长方形透明薄膜材料的短边方向呈连续波浪状的多个折面形 成， 所述折面构成所述分光板 ； 以及 凹陷部 (2 -2)， 由每相邻两个所述折面共有的折叠线在两端处向上折叠而成， 其中所 述凹陷部 (2 -2) 的下斜边相对所述折叠线的仰角在 0 180 度之间。 2.根据权利要求 1 所述的分光装置， 其特征在于， 所述第一表面 (222) 为光线入射面， 所述第二表面(224)为光线射出面。
5、， 所述分光板的第一表面(222)为平面或任意凹凸面， 相 邻接的两块所述分光板的第一表面 (222) 之间的夹角 为 0 90。 3.根据权利要求1或2所述的分光装置， 其特征在于， 位于所述分光体(2)的两端的分 光板分别有一条自由的纵边。 4.根据权利要求1或2所述的分光装置， 其特征在于， 还包括位于所述分光体(2)的两 块相邻分光板的第一表面(222)所构成的内角中的金属管(44)， 并且所述金属管(44)的长 度小于或等于分光体 (2) 的纵向长度。 5.根据权利要求 1 所述的分光装置， 其特征在于， 所述分光板 (201) 由 PVC、 PET、 PEEK、 PP、 PA、 P。
6、C、 PE、 PS 中任一种材料制成。 6.根据权利要求 1 所述的分光装置， 其特征在于， 所述凹陷部 (2 -2) 的下斜边相对所述折叠线的仰角为 45 度。 7.一种光合生物培养装置， 具有培养池 (1)， 其特征在于， 还具有前述任一权利要求所 述的分光装置， 所述分光装置固定于所述培养池 (1) 中。 8.根据权利要求 7 所述的光合生物培养装置， 其特征在于， 所述培养池 (1) 为椭圆形 池， 其上部敞开且底部密封， 所述椭圆形池中设有前后排列的分光体， 所述分光体沿着椭圆 形池的长边纵向相间或连续分布， 所述分光体以位于其两个端部的分光体的自由边分别固 定于所述椭圆形池的内壁。。
7、 9.根据权利要求 8 所述的光合生物培养装置， 其特征在于， 还包括用于固定所述分光 装置的横梁， 所述横梁为直横梁 (8 )、 或者为形状与所述框架形状匹配的弯曲横梁 (8)， 所 述横梁的两端分别固定于所述培养池 (1) 的内壁上。 10.根据权利要求 7 所述的光合生物培养装置， 其特征在于， 所述培养池中盛有培养 液， 充满所述分光体与所述培养池之间的空间， 其中， 所述分光体中所有分光板的第二表面的整个表面， 与所述培养液的液面相贴合。 11.根据权利要求 10 所述的光合生物培养装置， 其特征在于， 所述分光板的最上边缘 和最下边缘之间的竖直距离构成所述分光体的高度， 所述高度小。
8、于所述培养液的深度的 1/2。 权 利 要 求 书 CN 103184149 B 2 1/8 页 3 用于光合生物培养的分光装置和光合生物培养装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于光合生物培养的分光装置、 以及具有该分光装置的光合生物 培养装置。 背景技术 0002 光合微生物或植物细胞， 可利用太阳能、 水和简单的矿物质合成有机物及氢气、 甲 烷等形式无机物。微藻就是其中一个典型代表， 它是一类个体微小的光能自养型单细胞生 物， 具有分布广泛、 种类繁多、 光合效率高、 生长速度快、 适应性强等特点。微藻每年固定 的 CO2约占全球净光合产量的 40， 再加上其富含酯类、 烃类、 蛋白。
9、、 可溶性多糖、 虾青素、 - 胡萝卜素等高价值天然色素， 因此在环保、 能源和健康等问题倍受瞩目的今天， 微藻越 来越受到人们的关注。 0003 微藻的大规模、 高产养殖是制约微藻产业化发展的瓶颈， 高效培养装置的开发是 微藻规模化养殖的关键。 现阶段光生物反应器仍普遍存在着成本高、 不易放大等问题， 因此 当前众多企业继续沿用着传统的 “跑道池” 进行微藻规模化养殖。跑道池多为椭圆形或圆 形的浅池， 池中藻液一般为 20-25cm 深， 通过滚筒状搅拌桨对藻液进行持续搅拌， 从而实现 整池藻液的循环流动， 以使藻液中藻细胞及各营养物分布均一， 并增大藻细胞见光机会。 但 应用跑道池的养殖产。
10、量一直不够理想， 这主要是由于藻液浊度高， 阳光射入液面 2cm 左右 后即衰减为零， 仅表面一薄层藻细胞可见光进行光合作用， 单位体积藻液的受光面较小， 光 效率低。 0004 美国专利 US2009/0320362 A1 公开了一种可应用于光合生物培养的分光装置。通 过在培养液中插入透明的槽状容器， 从而加大原有培养体系见光面积， 提高深层培养液中 藻细胞见光几率。上述分光装置存在着光损失严重， 光利用率有限等缺陷。由于其垂直浸 入培养液中的一系列透明的槽状容器均具有两个平行的侧壁， 阳光只能直射到其中一侧面 的一定区域。 0005 根据美国专利US2009/0320362 A1， 利用反。
11、光镜将光线垂直导入透明空腔。 主入射 光直射在腔体底面， 在腔体底面和腔体底面与培养液的界面处发生两次反射和折射， 最终 第二次折射光射入腔体底面所接触培养液中。 与腔体平行侧壁所接触的培养液受到的光照 主要来自主入射光和主反射光在腔体中传播时所产生的散射光， 散射光在腔体侧壁和腔体 侧壁与培养液的界面处发生两次反射和折射， 最终第二次折射光射入腔体侧壁所接触培养 液中。此过程中， 主入射光线直射在腔体底面， 腔体侧面受到的入射光主要来自散射光。 0006 根据美国专利 US2009/0320362 A1， 在浸入培养液的一系列透明腔体中注入清水， 且各透明腔体上部连通为一透明空腔， 该空腔内。
12、无水。光线在连通空腔顶板处发生两次反 射及折射后， 二次折射光射入清水表面及一系列腔体底面， 射在腔体底面上的二次折射光 再次发生两次反射及折射后射入培养液表面 ； 射在清水表面的二次折射光再次经过反射、 折射后， 三次折射光射入清水并可传播一定深度， 经散射、 折射后射向腔体侧壁， 在侧壁处 及侧壁与培养液的界面处发生两次反射和折射， 最终射入腔体侧壁所接触的培养液中。此 说 明 书 CN 103184149 B 3 2/8 页 4 过程中主入射光直射在连通空腔顶板 ( 顶板的上下两侧为空气 ) 经多次折射、 反射射入腔 体底面和清水表面， 再经多次反射、 折射射入与腔体侧壁所接触培养液中，。
13、 过程曲折， 光损 失严重。 发明内容 0007 针对现有技术中光路曲折、 光损失严重、 光利用率有限等问题， 本发明提供一种用 于光合生物培养的分光装置、 以及具有该分光装置的光合生物培养装置， 该分光装置可更 大的提高培养液受光表面积， 特别是受直射光表面积， 光路短且直。 0008 为实现上述目的， 本发明提供了一种用于光合生物培养的分光装置， 具有分光体， 分光体包括分光板， 分光板具有第一表面和第二表面， 至少两块相邻分光板分别以第一表 面相互成角度地以相邻纵边相互连接。 0009 优选地， 第一表面为光线入射面， 所述第二表面为光线射出面， 分光板的第一表面 ( 用作第一分光面 )。
14、 为平面或曲面或任意凹凸面， 相邻接的两块分光板的第一表面之间的 夹角 为 0 90。该 在 0 到 180 度之间。 0010 优选地， 位于分光体的两端的分光板分别有一条自由的纵边。 0011 优选地， 分光装置还包括用以固定分光体的框架， 框架的形状与分光体的形状相 匹配。如果分光体的材料足够重且坚硬，“框架” 和后面提到的金属管并不是必需部件。只 是由于在多数情况下， 分光体在充有较多培养液的培养装置中会受浮力而漂在表面上， 为 了让分光体能更好的增大培养液见光面积 ( 所以需要排开更多液体体积 )， 所以要用框架、 固定装置、 或金属棒 ( 这个对硬质分光体材料比较合适 )。 001。
15、2 优选地， 分光装置还包括位于分光体的两块相邻分光板的第一表面所构成的内角 中的金属管， 并且金属管的长度小于或等于分光体的纵向长度。 0013 优选地， 分光板由玻璃、 PVC、 PET、 PEEK、 PP、 PA、 PC、 PE、 PS 及有机玻璃中任一种材 料制成。 0014 优选地， 分光体由透明薄膜材料制成， 并覆盖于所述框架之下， 沿框架的表面连续 延伸。 0015 优选地， 分光体为由长方形透明薄膜材料折叠成的折叠结构， 折叠结构具有 ： 第一 折叠部， 由沿长方形透明薄膜材料的短边方向呈连续波浪状的多个折面形成， 折面构成分 光板 ； 凹陷部， 由每相邻两个折面共有的折叠线在。
16、两端处向上折叠而成， 其中凹陷部的下斜 边相对折叠线的仰角为 45 度。 0016 另一方面本发明还提供一种光合生物培养装置， 具有培养池， 还具有本发明前述 任一分光装置， 分光装置固定于培养池中。 0017 优选地， 培养池为椭圆形池， 其上部敞开且底部密封， 椭圆形池中设有前后排列的 分光体， 分光体沿着椭圆形池的长边纵向相间或连续分布， 分光体以位于其两个端部的分 光体的自由边分别固定于椭圆形池的内壁。 0018 优选地， 培养装置还包括用于固定分光装置的横梁， 横梁为直横梁、 或者为形状与 框架形状匹配的弯曲横梁， 横梁的两端分别固定于培养池的内壁上。 0019 优选地， 培养池中盛。
17、有培养液， 充满分光体与培养池之间的空间， 其中分光体中所 有分光板的第二表面的整个表面， 与培养液的液面相贴合。 说 明 书 CN 103184149 B 4 3/8 页 5 0020 优选地， 分光板的最上边缘和最下边缘之间的竖直距离构成分光体的高度， 所述 高度小于培养液的深度的 1/2。 0021 本发明的有益技术效果在于 ： 0022 由于分光体的至少两个相邻分光板分别以第一表面相互成角度地以相邻纵边相 连， 这可以使更多入射光直接照射在分光板的第一表面上， 从而增加分光体接受入射光直 接照射的直射区域， 解决现有技术中自然光源对培养体系中深层藻液直射区域有限， 光线 在分光装置中传。
18、播路径曲折， 经多次反射、 折射， 光损失严重等问题 ； 0023 进一步， 分光体与培养液液面直接充分接触， 这极大的降低了光损失增大了培养 液受光表面积。 附图说明 0024 图1是本发明中分光体的直射区域与现有技术中分光体的直射区域比较图(排开 培养液体积相同的情况下 ) ； 0025 图 2 本发明分光装置中分光体的立体示意图 ； 0026 图 3 本发明分光装置中用以固定分光体的框架的立体示意图 ； 0027 图 4 是本发明光合生物培养装置的第一实施例中分光体的立体图 ； 0028 图 5 是图 4 中分光体的俯视图 ； 0029 图 6 是本发明光合生物培养装置的第一实施例中框架。
19、的截面图 ； 0030 图 7 是本发明光合生物培养装置的第一实施例中框架的立体图 ； 0031 图 8 是本发明光合生物培养装置的第一实施例的局部剖视图， 示出了培养池中安 装有分光体处的局部结构 ； 0032 图 9 是本发明光合生物培养装置的第二实施例的局部剖视图， 示出了培养池中安 装有分光体处的局部结构， 其中包括分光体、 固定在分光体上的框架、 固定在框架上的弯曲 横梁 ； 0033 图 10 是图 9 中弯曲横梁的立体图 ； 0034 图 11 是利用直横梁替换图 9 中弯曲横梁后的示意图 ； 0035 图 12 是本发明光合生物培养装置的第三实施例中分光体的立体图 ； 0036。
20、 图 13 是本发明光合生物培养装置的第三实施例中框架的一种实施方式的立体 图 ； 0037 图 14 是本发明光合生物培养装置的第三实施例中框架的另一实施方式的立体 图 ； 0038 图 15 是本发明光合生物培养装置的第三实施例中利用金属管直接压在分光体上 的情形， 利用金属管代替图 13 和 14 中的框架进行配重 ； 0039 图 16 是本发明光合生物培养装置的第四实施例中分光体的局部结构示意图， 其 中分光体由分光单体组合而成， 前后两排分光体单体重叠之前的情形 ； 0040 图 17 是图 16 中前后两排分光体单体重叠之后的情形 ； 0041 图18是本发明光合生物培养装置的第。
21、四实施例中培养池为椭圆形结构(即， 跑道 池 ) 时的立体图， 具有一组前后排列的分光体 ； 0042 图19是本发明光合生物培养装置的第五实施例中培养池为椭圆形结构(即， 跑道 说 明 书 CN 103184149 B 5 4/8 页 6 池 ) 的立体图。 具体实施方式 0043 以下参见附图， 描述本发明的具体实施方式。 0044 本发明提供一种用于光合生物培养的分光装置以及包含根据本发明的分光装置 的光合生物培养装置， 下面根据相应附图以具体实施例的方式对本发明做进一步的描述。 0045 如图1和2示出的， 本发明分光装置包括分光体2。 分光体2包括分光板201， 分光 板201具有第。
22、一表面222和第二表面224， 至少两块相邻分光板分别通过第一表面相互成角 度地方式以相邻纵边相互连接， 显然， 所述相邻纵边是相邻接的两个分光板彼此邻接的边。 假设在使用状态下， 光线沿图 1 箭头 A 所示方向射入分光板 201， 则分光板 201 的接受入射 光的面为分光体2的第一表面222， 第一表面222构成第一分光面， 第一分光面可以为平面、 曲面或任意凹凸面， 而光线从分光板 201 中穿出的一面为分光板 201 的第二表面 224， 即光 线出射面构成第二分光面， 第二分光面可以为平面、 曲面或任意凹凸面。 显然第一表面和第 二表面为分光板的两个相对表面， 这两个表面构成分光板。
23、的两个分光面。 0046 如图 2 所示， 分光体 2 由多个顺序相连的分光板 201 组成， 相邻两块分光板的第一 表面 222 之间的夹角为 。图 2 中的每块分光板 201 为长方形， 分别具有纵边 226 和短边 225。分光板 201 可由玻璃、 PVC、 PET、 PEEK、 PP、 PA、 PC、 PE、 PS 及有机玻璃等透明材料制成。 各分光板2顺次以各自的纵边226相互连接， 连接边Ln(n1， 3， 5.)处于同一平面， 连 接边 L2n(n 0， 1， 2， 3.) 中至少有一条不处于平面 内， 且不处于平面 内的连接 边 L2n(n 0， 1， 2， 3.) 可处于平。
24、面 两侧或一侧 ( 图 2 中示出处于一侧的情形 )， 其 距平面 的距离 h 任意。也就是说， 呈 W 状连接并延伸的分光体 2 中各分光板的短边 225 长度及相邻分光板间的夹角不一定均相等。 在本实施方式中， 连接边L2n(n0， 1， 2， 3.) 两侧的分光板材质及形状一样， 但根据具体实施方式， 也可以不同。连接边 L2n(n 0， 1， 2， 3.) 距平面 的距离 h 可分别等于 / 低于 / 高于其两侧的分光板距平面 的 最大距离。连接边 Ln(n 1， 3， 5.) 两侧的分光板材质及形状可相同或不同。连接边 L2n(n0， 1， 2， 3.)和连接边Ln(n1， 3， 5。
25、.)即可是实际的连接边也可以是虚拟 的连接边， 还可以是两分光板的接缝。 例如 ： 将每个分光板的用以与相邻分光板相连的部分 定义为连接边， 连接边可以是将两个相邻分光板首尾相连的条状连接板、 或者连接边可以 是两个相邻分光板之间的对接缝、 或者连接边可以是成型为一体的两个相邻分光板之间的 过渡部 ( 诸如， 当分光体为折叠件时， 连接边可以是折叠线， 此时折叠面构成了分光板 )。 0047 图 2 示出的是分光体 2 的最优选情形 ： 所有的连接边 L2n(n 0， 1， 2， 3.) 都 不处于平面内， 即距离平面的距离大于0， 并且所有的连接边L2n(n0， 1， 2， 3.) 均处于平。
26、面 一侧。分光体 2 连接边 Ln(n 1， 3， 5.) 所在同一平面 可高于、 低于 或等于培养装置底面。更详细地， 图 2 中分光体是连续的三角形波结构， 相邻接的两个分光 板构成了三角形波的峰谷或峰波， 并且每个分光板的第一和第二分光面均为平面。 0048 继续参见图 2， 分光体 2 的首端分光板与末端分光板之间断开， 即整个分光体 2 的 首块分光板的一条纵边是自由边， 而其最后一块分光板也具有一条自由边。由于在所有的 分光板 201 中， 至少两块相邻分光板分别以第一表面相互成角度地以相邻纵边相互连接， 如此本发明的分光装置可更大的提高培养液受光表面积， 特别是受直射光表面积， 。
27、光路短 说 明 书 CN 103184149 B 6 5/8 页 7 且直， 从而使得更多入射光可直接照射在分光板的第一表面(第一分光面)上， 从而提高了 光利用效率、 实现培养物高产。其中对于以第一表面 222 相互成角度设置的相邻两块分光 板而言， 这两块相邻分光板的第一表面 222 之间的夹角 在大于 0至小于等于 180之 间， 例如在一个优选实施例中 可以等于 90。应该指出， 本发明的分光体可以是组装件 也可以是整体件， 例如可以是由透明材料折叠成的整体件， 此时相邻折叠线之间的透明材 料即为前述的分光板。 0049 图 3 表示了用于根据本发明的分光装置中的框架 4。当分光体 2。
28、 中分光板 201 由 柔软透明的薄膜材料制成时， 需要额外设置图 3 所示的框架 4， 以便将柔软透明的薄膜材料 覆盖于其下， 形成具有固定形状的分光体 2， 其中分光体沿框架的表面连续延伸。在分光体 材料较软、 薄的情况下框架的形状决定了分光体的形状。 0050 框架 4 可由透光或不透光的材料制成， 框架 4 的形状与分光体 2 的形状相匹配， 用 于固定和配重， 使分光体2在培养液中的位置和形状满足设计需求， 其中框架4用于支承分 光板 201 的面可以是平面或向一侧凸起或凹陷的曲面。图 3 中示出框架 4 与图 2 示出的分 光体 2 形状一致， 所示框架 4 具有连接边 L、 L+。
29、1、 L-1、 L+2、 L-2、 L+3、 L-3、 L+4、 L-4。框架 4 主要由横向和纵向相间排列的支撑条构成。支撑条可以是金属材料的条或棒， 各个支撑条 在相交点上焊接固定在一起。支撑条相互编织形成一段一段的网片， 这些网片形状与最终 的分光体2中的分光板201的形状一致。 两块网片之间的夹角与分光板2之间的夹角一致。 框架 4 结构多样， 当分光体材料密度、 硬度及强度满足使用需求时， 可省略框架结构。 0051 图4和图5示出了根据本发明的一个分光体2的一个具体实施例 ： 在本实施例中， 分光体 2 由长 2.5 米、 宽 2.1 米的长方形 PE 硬质薄膜材料沿长边折叠成如图。
30、 4 所示形状， 折叠线即为连接边 L1-L9， 每相邻两条连接边 ( 例如 L1 和 L2) 之间的 PE 薄膜即相当于一 块分光板， 中间部分各分光板宽 29 厘米、 两侧最外分光板宽 38 厘米， 两端向上的仰角为 45 度， 上沿 214 高为 6 厘米。 0052 简而言之， 图4和5中示出的分光体2 为折叠结构， 由长方形透明薄膜材料折叠而 成。该折叠结构具有 ： 第一折叠部 2 -1 和凹陷部 2 -2。第一折叠部 2 -1 由沿长方形透 明薄膜材料的短边方向呈连续波浪状的多个折面形成， 此处每个折面即为前述的分光板 ； 凹陷部2 -2为将每相邻两个折面共有的折叠线(图4中呈V形。
31、的两个折面之间的折叠线) 在两端处向上折叠而成的， 凹陷部 2 -2 的下斜边相对于其折叠线的仰角为 45 度 ( 所述的 仰角实际上在 0 180 度之间都可以， 只是 45 度叠起来更整齐， 不需再在材料上剪口， 所以 实施例中仰角为 45 度 )。对于这种折叠而成的分光体， 在使用时可以根据需要将多个分光 体前后排列在一起， 其中后一分光体的构成所述凹陷部的边缘部 ( 图 4 示出了边缘部的上 沿 214) 作为插入端， 插入前一个分光体的凹陷部中， 以将前后分光体连成整体。 0053 图 6-7 示出的是与图 4-5 所示分光体 1 形状相匹配的框架 4 ， 此框架 4 为框架 4 的。
32、一个具体实施例。其由长 2.7 米、 宽 1.4 米的浸塑丝网折叠形成连续三角形波状结构。 图 6-7 示出了连接边 L1 -L9 。中间各段 (L2 、 L3 、 L4 、 L5 、 L6 、 L7 、 L8 之间的部分 ) 宽 29 厘米， 两侧最外段 (L1 与 L2 之间， 以及 L8 与 L9 之间的部分 ) 宽 48 厘米。框架 4 的最外侧的两段 (L1 与 L2 之间， 以及 L8 与 L9 之间的部分 ) 在端部上设有用于固定 框架 4 的上沿 410。使用时， 框架 4 自分光体 2 的上部盖住分光体 2。应该理解， 可以根 据具体应用情形改变分光体和框架的尺寸。 说 明 。
33、书 CN 103184149 B 7 6/8 页 8 0054 图 12 示出了根据本发明的分光体 2 的另一实施例。根据本实施例， 分光体 2” 由 亚克力材料制成如图 12 所示的形状。分光体 2” 的各分光板一起形成连续的三角形波状结 构， 换而言之， 每相邻两块分光板分别以第一表面成角度地以相邻纵边相互连接， 其中分光 体 2” 的中间部分各分光板宽 29 厘米、 两侧最外分光板宽 38 厘米。在两侧最外分光板上设 有上沿 220， 上沿 220 的高为 6 厘米。另外， 图 12 还示出了将各分光板短边所在截面封闭起 来的封闭部 221 和 223， 这样整个分光体就像一只船。 00。
34、55 图 13-15 分别示出了用于固定图 12 的分光体 2” 的框架 4” 和 4” ： 框架 4” 和 4” 由 10 毫米粗镀锌管焊接而成的形状如图 13 和 14 所示的结构， 其中一个框架即可用来固定 分光体 2” ； 图 15 示出了用金属管 44 替代框架来固定分光体 2” 的情形， 金属管 44 位于分 光体的两块相邻分光板的第一表面所构成的内角中。依靠框架 4” 和 4” 、 或者依靠金属管 44 与分光体 2” 的重量之和， 可以将分光体 2” 固定在相应位置处。 0056 参见图16和图17， 分别示出了相邻的两个分光体2 连接之前与连接之后的情形， 如前参见图 4 和。
35、图 5 的描述， 为了获得足够长度的分光体， 可以将分光体前后排列， 每两个 分光体相互重叠以连成整体。 如此不仅增强了培养装置的密闭性， 又使得分光体易于安装、 拆卸。图 16 和 17 示出的分光体结构与图 4 示出的分光体结构相同。 0057 综上， 本发明的分光装置， 具有分光板并且至少两个相邻分光板以第一表面成角 度以相邻纵边相连的方式连接， 从而本发明的分光装置具有更大的分光面积且使得光路 短、 直， 因此可以解决现有技术中自然光源在分光装置中传播路径曲折， 经多次反射、 折射， 光损失严重等问题。 0058 本发明培养装置的实施例 1 0059 参见图 4-8 描述本发明培养装置。
36、的实施例 1。图 4-5 示出了该实施例 1 中的分光 体 2 ( 参见以上详细描述 )， 图 6-7 示出了该实施例 1 中的框架 4 ( 参见以上详细描述 )。 图 8 示出了采用分光体 2 和框架 4 的培养装置， 具体地， 框架 4 自分光体 2 上部盖住分 光体 2 ， 并通过螺栓 5 与培养池 1 固定， 11 是表示培养池的底部， 在使用时， 分光体 2 与培 养池中的培养液直接充分接触， 以使培养液的液面形状与分光体的形状相同， 例如分光体 2 为连续三角形波状结构时， 培养液的液面也呈连续三角形波状结构。更多入射光直接照 射在分光板的第一表面上， 即， 增加了分光体 2 接受。
37、入射光直接照射的直射区域， 因此可以 解决现有技术中自然光源对培养体系中藻液直射区域有限， 光线在分光装置中传播路径曲 折， 经多次反射、 折射， 光损失严重等问题。进一步， 该实施例 1 中分光体 2 与培养液液面 直接充分接触， 这极大的降低了光损失， 增大了培养液的见光表面积。另外， 需要指出分光 体 2 的高度可与液面高度相等或小于液面高度。 0060 本发明培养装置的实施例 2 0061 参见图 9-11 描述本发明培养装置的实施例 2。在图 9 中， 示出的分光体 2 与前述 参见图 4-5 描述的分光体相同， 示出的框架 4 与参见图 6-7 描述的框架相同， 示出的弯曲 横梁 。
38、8( 其立体图在图 10 中示出 ) 用于压紧框架 4 。从图 9 看出， 分光体 2 的光线出射 面与培养液 6 直接充分接触， 培养液的液面与分光体 2 的形状相同， 框架 4 直接压在分光 体 2 的第一表面 222 上， 弯曲横梁 8 直接压紧在框架 4 上， 然后借助于螺栓 5 将弯曲横梁 8 的两端分别固定在培养池 1 的内壁上。如果框架尺寸不够， 可以将例如两个相同框架 4 组合在一起， 通过铁丝或绳状物将这两个框架 4 在结合部 E 处固定。进一步图 9 中示出， 说 明 书 CN 103184149 B 8 7/8 页 9 分光体、 框架、 弯曲横梁形状相互匹配， 分光体 2。
39、 中至少两个相邻分光板分别以第一表面成 角度地以相邻纵边相连， 框架和弯曲横梁具有与分光体 2 相匹配的结构。如图 11 所示， 也 可以用直横梁 8 代替弯曲横梁 8， 两个直横梁在 E 处连接在一起， 其他保持不变， 其中分光 体的高度可与液面高度相等或小于液面高度。基于与实施例 1 相同的理由， 实施例 2 可以 解决现有技术中自然光源在分光装置中传播路径曲折， 经多次反射、 折射， 光损失严重等问 题， 极大的降低了光损失 ； 并且增大了藻液见光表面积。 还包括用于固定所述分光装置的横 梁， 所述横梁为直横梁 8 、 或者为形状与所述框架形状匹配的弯曲横梁 8， 所述横梁的两端 分别固。
40、定于所述培养池 1 的内壁上。 0062 从图 11 还可看出， 藻液充满分光体与培养池之间的空间， 当以分光体的分光板的 第二表面用作与藻液直接接触的表面时， 所有分光板的第二表面的整个表面与培养液的液 面相贴合。在此情形下， 将分光板的最上边缘和最下边缘之间的竖直距离定义为分光体的 高度， 此高度小于藻液深度的 1/2， 应该理解， 此时藻液深度是藻液处于与所有第二表面的 整个表面完全贴合的情形下培养池中藻液的深度。尽管以藻液为例， 但是可以理解任何用 以培养光合生物的培养液均是适用的。 另外， 分光体可以不到池底， 只是在液体上层部分变 换设计便可以达到增大受光表面的作用， 如分光体的高。
41、度降低， 则密度加大。例如， 对于分 光体为三角形波纹板情形而言， 当波纹高度降低， 则波纹密度加大。 0063 本发明培养装置的实施例 3 0064 参见图12-15描述本发明培养装置的实施例3。 与前述实施例2相比， 其差别仅在 于， 将前述实施例中的分光体和框架用以下任一种组合代替 ： (1) 分光体 2” 和框架 4” 的组 合， 框架 4” 在分光体 2” 上 ； (2) 分光体 2” 与框架 4” ” 的组合， 框架 4” ” 在分光体 2” 上 ； (3) 分光体 2” 与金属管 4” ” ， 金属管 4” ” 在两块相邻分光板的第一表面所构成的内角中， 并 且金属管的长度小于或。
42、等于分光体的纵向长度。 前面已经详细描述了图12-15， 此处不再赘 述。基于与实施例 1 相同的理由， 实施例 3 可以解决现有技术中自然光源在分光装置中传 播路径曲折， 经多次反射、 折射， 光损失严重等问题， 极大的降低了光损失 ； 并且增大了藻液 见光表面积。 0065 本发明培养装置的实施例 4 0066 参见图 16-18 描述本发明培养装置的实施例 4。图 18 示出， 培养池为椭圆形池 1， 椭圆形池 1 的上部敞开且底部密封。池内安装有一组前后排列的分光体 ( 图 18 中示出前 后排列的分光体 2 )， 换而言之， 分光体 2 沿着椭圆形池的长边纵向相间或连续分布， 每个 。
43、分光体 2 以位于其两个端部的分光体的自由边分别固定于椭圆形池的内壁 ； 在椭圆形池 的弯曲处安装搅拌浆 10， 其中在椭圆形池弯曲处可不安装分光体以利于混合和物质交换。 而且， 椭圆形池弯曲处和搅拌浆处也可以用透明材料覆盖， 从而使得该培养装置形成封闭 系统。该实施例中前后排列的分光体 2 之间通过各自上沿之间的重叠连接在一起 ( 并未 紧密连接)， 如此不仅增强了培养装置的密闭性， 又使得分光体易于安装、 拆卸和清洗。 分光 体 2 已经在前面进行了详细描述。基于与实施例 1 相同的理由， 实施例 4 可以解决现有技 术中自然光源在分光装置中传播路径曲折， 经多次反射、 折射， 光损失严重。
44、等问题， 极大的 降低了光损失 ； 并且增大了藻液见光表面积。 0067 本发明培养装置的实施例 5 0068 参见图 19 描述本发明培养装置的实施例 5。与实施例 4 相比， 二者差别仅在于， 说 明 书 CN 103184149 B 9 8/8 页 10 在池内设置的分光体 2 是一个单独的分光体， 而不是两个分光体前后排列而成的， 并且分 光体的高度明显小于藻液深度。分光体 2 的结构已经在前面参见图 4-5 进行了详细描述， 此处不再赘述。在具体实施时， 可以将分光体 2 由 PVC 材料制成， 长 1.4 米， 中间部分各分 光板宽 15 厘米、 两侧最外分光板宽 19 厘米， 上。
45、沿高为 6 厘米。实施例 5 取得与实施例 4 相 同的技术效果 ： 可以解决现有技术中自然光源在分光装置中传播路径曲折， 经多次反射、 折 射， 光损失严重等问题， 极大的降低了光损失 ； 并且增大了藻液见光表面积。在上述培养装 置的实施例 1-5 中， 分光体的清洗可通过在培养液中加入密度与水相近的固体颗粒 ( 如塑 料颗粒 ) 实现。固体颗粒随培养液在分光体中流动， 与分光板相互碰撞， 从而达到清洗分光 体的作用。进一步在培养装置的实施例 1-5 中， 分光体与培养液上表面充分接触， 但其最低 端不与培养装置接触， 距培养装置底面一定距离。 0069 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，。
46、 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103184149 B 10 1/8 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103184149 B 11 2/8 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103184149 B 12 3/8 页 13 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103184149 B 13 4/8 页 14 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103184149 B 14 5/8 页 15 图 9 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 103184149 B 15 6/8 页 16 图 12 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 103184149 B 16 7/8 页 17 图 15 图 16 说 明 书 附 图 CN 103184149 B 17 8/8 页 18 图 17 图 18 图 19 说 明 书 附 图 CN 103184149 B 18 。