《聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器.pdf（7页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103964523 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103964523 A (21)申请号 201410177817.6 (22)申请日 2014.04.29 C02F 1/14(2006.01) C02F 103/08(2006.01) (71)申请人 北京理工大学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街 5 号 (72)发明人 郑宏飞 毛巨正 康慧芳 熊建银 (74)专利代理机构 北京理工大学专利中心 11120 代理人 郭德忠 仇蕾安 (54) 发明名称 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器 (57) 摘要 本发明属于太阳能利用技术领域，。
2、 具体涉及 一种太阳能海水淡化器。聚光蒸发脉动自提水太 阳能海水淡化器， 其技术方案是 ： 集水槽 (5) 与冷 凝壁(4)的底部密封连接， 冷凝壁(4)的顶部覆盖 有透明盖板(2)， 集水槽(5)、 冷凝壁(4)与透明盖 板(2)组成集水冷凝腔 ； 填充有亲水多孔材料(6) 的海水进水管(9)安装于集水槽(5)， 海水进水管 (9)的一端与海水(7)接触， 另一端位于集水冷凝 腔内 ； 脉动出水管 (10) 将集水槽 (5) 与淡水收集 槽 (3) 连通 ； 冷凝壁 (4) 内表面设有用于将光线 (1)反射至海水进水管(9)顶部的反光材料镀层。 本发明利用太阳能产生蒸汽凝结生成淡水， 脉动 。
3、式泵出淡水， 从而达到生产淡水目的。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103964523 A CN 103964523 A 1/1 页 2 1. 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 其特征在于 ： 它包括 ： 透明盖板 (2)、 淡水收集槽 (3)、 冷凝壁 (4)、 集水槽 (5)、 海水进水管 (9) 以及脉动出水管 (10) ； 所述集水槽 (5) 与所述冷凝壁 (4) 的底部密封连接， 所述冷凝壁 (4。
4、) 的顶部覆盖有所 述透明盖板(2)， 所述集水槽(5)、 所述冷凝壁(4)与所述透明盖板(2)组成集水冷凝腔 ； 填 充有亲水多孔材料 (6) 的海水进水管 (9) 安装于所述集水槽 (5)， 所述海水进水管 (9) 的 一端与海水 (7) 接触， 另一端位于所述集水冷凝腔内 ； 所述脉动出水管 (10) 将所述集水槽 (5) 与所述淡水收集槽 (3) 连通 ； 所述冷凝壁 (4) 内表面设有用于将光线 (1) 反射至所述 海水进水管 (9) 顶部的反光材料镀层。 2. 如权利要求 1 所述的聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 其特征在于 ： 所述集 水冷凝腔内填充密度小于空气且不易溶于水。
5、的气体。 3. 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 其特征在于 ： 它包括 ： 聚 光透镜 (11)、 淡水收集槽 (3)、 冷凝壁 (4)、 集水槽 (5)、 海水进水管 (9) 以及脉动出水管 (10) ； 所述集水槽 (5) 与所述冷凝壁 (4) 的底部密封连接， 所述冷凝壁 (4) 的顶部覆盖有所 述聚光透镜 (11)， 所述集水槽 (5)、 所述冷凝壁 (4) 与所述聚光透镜 (11) 组成集水冷凝腔 ； 填充有亲水多孔材料 (6) 的海水进水管 (9) 安装于所述集水槽 (5)， 所述海水进水管 (9) 的一端与海水 (7) 接触， 另一端位于所述集水冷凝腔内 。
6、； 所述脉动出水管 (10) 将所述集水 槽 (5) 与所述淡水收集槽 (3) 连通 ； 所述聚光透镜 (11) 将光线 (1) 聚焦至所述海水进水管 (9) 顶部。 4. 如权利要求 3 所述的聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 其特征在于 ： 所述聚 光透镜 (11) 水平或倾斜设置在所述冷凝壁 (4) 的顶部。 5. 如权利要求 3 或 4 所述的聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 其特征在于 ： 所 述集水冷凝腔内填充密度小于空气且不易溶于水的气体。 6. 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 其特征在于 ： 它包括 ： 透 明盖板 (2)、 聚光透镜 (11)、。
7、 淡水收集槽 (3)、 冷凝壁 (4)、 集水槽 (5)、 海水进水管 (9) 以及 脉动出水管 (10) ； 所述集水槽 (5) 与所述冷凝壁 (4) 的底部密封连接， 所述冷凝壁 (4) 的顶部覆盖有所 述透明盖板 (2)， 所述集水槽 (5)、 所述冷凝壁 (4) 与所述透明盖板 (2) 组成集水冷凝腔， 所 述聚光透镜(11)设置在所述透明盖板(2)的中心位置 ； 填充有亲水多孔材料(6)的海水进 水管 (9) 安装于所述集水槽 (5)， 所述海水进水管 (9) 的一端与海水 (7) 接触， 另一端位于 所述集水冷凝腔内 ； 所述脉动出水管 (10) 将所述集水槽 (5) 与所述淡水收。
8、集槽 (3) 连通 ； 所述冷凝壁(4)内表面设有反光材料镀层， 所述反光材料镀层以及所述聚光透镜(11)将光 线 (1) 聚焦至所述海水进水管 (9) 顶部。 7. 如权利要求 6 所述的聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 其特征在于 ： 所述集 水冷凝腔内填充密度小于空气且不易溶于水的气体。 权 利 要 求 书 CN 103964523 A 2 1/3 页 3 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器 技术领域 0001 本发明属于太阳能利用技术领域， 具体涉及一种太阳能海水淡化器。 背景技术 0002 淡水作为人类社会经济发展必不可少的关键资源， 特别是在淡水资源十分匮乏的 沿海地区， 越来。
9、受到重视， 从地球上储量最大的海水中提取淡水的技术也成为研究热点。 目 前海水淡化的方法有多种， 主要有反渗透膜法、 蒸馏法等。 0003 反渗透膜法利用渗透压的原理实现海水淡化。在正常的情况下， 当用渗透膜将淡 水和海水隔开时， 淡水中的水分子会在渗透压的作用下向海水一侧渗透。但是当在海水一 侧施加大于渗透压的压力时， 可以使海水中的水分子通过渗透膜向淡水一侧渗透， 而海水 中的盐产生的离子由于体积较大无法通过渗透膜， 从而使水分子和盐分子分离， 得到淡水。 反渗透膜法的优点是装置占地面积小， 处理出来的水质稳定 ； 缺点是装置复杂， 须有高压 设备， 需要额外供电， 渗透膜的价格也较高， 。
10、渗透膜由于技术流程的问题， 在压力下不可避 免的会被栓塞， 会被污染， 必须定期清洁， 检查， 后期运营成本相对较高， 且容易造成二次污 染。 0004 蒸馏法的原理很简单， 海水受热蒸发形成水蒸汽， 蒸汽中不含有任何盐类， 将蒸汽 冷凝就形成了淡水。 传统的蒸馏淡化法， 不利于节能环保， 因此用太阳能来加热海水实现蒸 发更有意义。 发明内容 0005 本发明的目的是 ： 为克服现有海水淡化装置运行复杂， 使用困难， 消耗大量化石能 源等缺点， 提出了一种聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器 ； 0006 本发明的技术方案一 ： 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 包括 ： 。
11、透明盖板、 淡水收集槽、 冷凝壁、 集水槽、 海水进水管以及脉动出水管 ； 0007 集水槽与冷凝壁的底部密封连接， 冷凝壁的顶部覆盖有透明盖板， 集水槽、 冷凝壁 与透明盖板组成集水冷凝腔 ； 填充有亲水多孔材料的海水进水管安装于集水槽， 海水进水 管的一端与海水接触， 另一端位于集水冷凝腔内 ； 脉动出水管将集水槽与淡水收集槽连通 ； 冷凝壁内表面设有用于将光线反射至海水进水管顶部的反光材料镀层。 0008 本发明的技术方案二 ： 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 包括 ： 聚光透镜、 淡水收集槽、 冷凝壁、 集水槽、 海水进水管以及脉动出水管 ； 0009 集水槽与。
12、冷凝壁的底部密封连接， 冷凝壁的顶部覆盖有聚光透镜， 集水槽、 冷凝壁 与聚光透镜组成集水冷凝腔 ； 填充有亲水多孔材料的海水进水管安装于集水槽， 海水进水 管的一端与海水接触， 另一端位于集水冷凝腔内 ； 脉动出水管将集水槽与淡水收集槽连通 ； 聚光透镜将光线聚焦至海水进水管顶部。 0010 本发明的技术方案三 ： 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 包括 ： 透明盖板、 聚光透镜、 淡水收集槽、 冷凝壁、 集水槽、 海水进水管以及脉动出水管 ； 说 明 书 CN 103964523 A 3 2/3 页 4 0011 集水槽与冷凝壁的底部密封连接， 冷凝壁的顶部覆盖有透明。
13、盖板， 集水槽、 冷凝壁 与透明盖板组成集水冷凝腔， 聚光透镜设置在透明盖板的中心位置 ； 填充有亲水多孔材料 的海水进水管安装于集水槽， 海水进水管的一端与海水接触， 另一端位于集水冷凝腔内 ； 脉 动出水管将集水槽与淡水收集槽连通 ； 冷凝壁内表面设有反光材料镀层， 反光材料镀层以 及聚光透镜将光线聚焦至海水进水管顶部。 0012 本发明的有益效果是 ： (1) 本发明利用太阳能进行海水淡化， 则不需要常规能量 输入， 利用特殊的聚光结构产生热量直接加热海水， 产生蒸汽凝结生成淡水， 脉动式泵出淡 水， 从而达到生产淡水目的 ； 0013 (2) 本发明中的亲水多孔材料可吸附海水至其上端，。
14、 同时也能防止海水被蒸发后 产生结晶和防止海水直接进入集水冷凝腔中 ； 0014 (3) 本发明使用方便， 造价低， 可以通过串联并联形成大规模的太阳能海水淡化装 置。 附图说明 0015 图 1 是本发明的一个结构示意图 ； 0016 图 2 是本发明的一个结构示意图 ； 0017 图 3 是本发明的一个结构示意图 ； 0018 图 4 是本发明的一个结构示意图 ； 0019 其中， 1-光线 ； 2-透明盖板 ； 3-淡水收集槽 ； 4-冷凝壁 ； 5-集水槽 ； 6-亲水多孔材 料 ； 7- 海水 ； 8- 淡水层 ； 9- 海水进水管 ； 10- 脉动出水管 ； 11- 聚光透镜。 具。
15、体实施方式 0020 实施例 1， 参见附图 1， 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 它包括 ： 透明盖板 2、 淡水收集槽 3、 冷凝壁 4、 集水槽 5、 海水进水管 9 以及脉动出水管 10 ； 0021 集水槽 5 与冷凝壁 4 的底部密封连接， 冷凝壁 4 的顶部覆盖有透明盖板 2， 集水槽 5、 冷凝壁 4 与透明盖板 2 组成集水冷凝腔 , 集水冷凝腔内填充密度小于空气且不易溶于水 的气体 ； 填充有亲水多孔材料 6 的海水进水管 9 安装于集水槽 5， 海水进水管 9 的一端与海 水7接触， 另一端位于集水冷凝腔内 ； 脉动出水管10将集水槽5与淡水收集槽。
16、3连通 ； 冷凝 壁 4 内表面设有用于将光线 1 反射至海水进水管 9 顶部的反光材料镀层。 0022 实施例 2， 参见附图 2， 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 其特征在于 ： 它包括 ： 聚光透镜 11、 淡水收集槽 3、 冷凝壁 4、 集水槽 5、 海水进水管 9 以及脉 动出水管 10 ； 0023 集水槽 5 与冷凝壁 4 的底部密封连接， 冷凝壁 4 的顶部覆盖有聚光透镜 11， 集水 槽 5、 冷凝壁 4 与聚光透镜 11 组成集水冷凝腔 , 集水冷凝腔内填充密度小于空气且不易溶 于水的气体 ； 填充有亲水多孔材料 6 的海水进水管 9 安装于集水槽 。
17、5， 海水进水管 9 的一端 与海水 7 接触， 另一端位于集水冷凝腔内 ； 脉动出水管 10 将集水槽 5 与淡水收集槽 3 连通 ； 聚光透镜 11 将光线 1 聚焦至海水进水管 9 顶部。 0024 参见附图 3， 聚光透镜 11 水平或倾斜设置在冷凝壁 4 的顶部 ； 聚光透镜 11 倾斜放 置， 这样在阳光倾斜入射时， 可以充分利用光线。 说 明 书 CN 103964523 A 4 3/3 页 5 0025 实施例 3， 参见附图 4， 聚光蒸发脉动自提水太阳能海水淡化器， 它放置于海水中， 它包括 ： 透明盖板 2、 聚光透镜 11、 淡水收集槽 3、 冷凝壁 4、 集水槽 5、。
18、 海水进水管 9 以及脉 动出水管 10 ； 0026 集水槽 5 与冷凝壁 4 的底部密封连接， 冷凝壁 4 的顶部覆盖有透明盖板 2， 集水槽 5、 冷凝壁 4 与透明盖板 2 组成集水冷凝腔， 聚光透镜 11 设置在透明盖板 2 的中心位置 ； 填 充有亲水多孔材料 6 的海水进水管 9 安装于集水槽 5， 海水进水管 9 的一端与海水 7 接触， 另一端位于集水冷凝腔内 , 集水冷凝腔内填充密度小于空气且不易溶于水的气体 ； 脉动出 水管 10 将集水槽 5 与淡水收集槽 3 连通 ； 冷凝壁 4 内表面设有反光材料镀层， 反光材料镀 层以及聚光透镜 11 将光线 1 聚焦至海水进水管。
19、 9 顶部。 0027 工作过程为 ： 工作时将本发明放置在有阳光照射的海面上， 光线 1 通过透明盖板 2 或/及聚光透镜11进入并到达冷凝壁4的内表面， 反光材料镀层或/及聚光透镜11将光线 1 聚焦至海水进水管 9 顶部， 加热海水进水管 9 中亲水多孔材料 6 吸附的海水， 冷凝壁 4 下 部因为浸在海水 7 中， 所以壁面温度相对腔内其余壁面较低， 且由于集水冷凝腔内填充了 密度小于空气且不易溶于水的气体， 水蒸汽上升阻力变大， 导致蒸汽主要在冷凝壁 4 下部 内表面凝结， 随着蒸汽不断冷凝， 淡水逐渐增加， 冷凝壁 4 下部温度较低区域被淡水覆盖， 直到淡水液面大致上升至 8 处， 减小了冷凝壁 4 的冷凝面积， 导致蒸汽冷凝速度下降， 腔内 温度与压强随之增加， 当压强增到一定程度后， 腔内凝结的淡水通过脉动出水管 10 被泵到 腔外， 进入淡水收集槽 3 中， 当部分淡水被泵出后， 淡水液面降低， 腔内压强降低， 冷凝面积 增大， 蒸汽冷凝速度加快， 腔内淡水再次增加， 最终形成 “凝结出水凝结” 脉动式循环， 自动将淡水泵出供用户取用。 说 明 书 CN 103964523 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103964523 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103964523 A 7 。