[發明專利]便攜式太陽能全玻璃真空集熱管承壓海水蒸餾淡化器

有效

• 申請號: 201010216323.6
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101870503A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 劉振華;李元陽
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種海水淡化技術領域的裝置，具體是一種便攜式太陽能全玻璃真空集熱管承壓海水蒸餾淡化器。

背景技術

隨著世界淡水資源的日益短缺，人們越來越重視海水淡化技術，傳統的海水淡化技術如蒸餾法、電滲析法、冷凍法等存在著設備造價高，耗電力或燃料多，機構不易清理，故障維修難等不足，因而不能普及。且這些方法均適用于規模較大的海水淡化裝置，不適合應用于某些特殊場合，如軍事用途、野外旅游、船舶、海島等。在這些流動性強、位置偏僻和場地狹窄的地方，需要一種以維生、應急為目的淡化效率高、體積小不需消耗電力或燃料的可攜帶的小型太陽能海水淡化化裝置。

經過對現有相關技術文獻檢索發現，中國專利申請號：98225969.7，記載了一種真空管太陽能海水淡化器，該發明特征是采用圓形太陽能凹面鏡對真空玻璃集熱管加熱，需要真空泵將蒸汽引出。不能承壓且要靠真空泵引出蒸汽，耗費電能，并且太陽能凹面鏡為點聚焦，集熱效率低，集熱板體積大不便攜帶。

進一步檢索發現，中國專利申請號：200810143400.2，記載了一種太陽能海水淡化或不凈水蒸餾裝置采用太陽灶通過一根石英超導熱管進行傳熱給蒸餾水箱，從而得到水蒸氣，通過空氣冷卻成淡水，該裝置由于海水與熱管的傳熱面積相對較小，傳熱效率低，且由于熱管整體暴露在空氣中熱量散失大，集熱效率低。集熱板同樣不便攜帶。

在太陽能開水器領域，中國專利申請號：98210907.5，記載了一種復合拋物反射面聚焦的太陽能開水器，該裝置使用真空集熱管不能承壓，集熱板同樣不適于攜帶。且其裝置由于體積較大，結構分散，所以存在不易拆卸，不便攜帶的缺點。中國專利申請號：200620004703.2記載了一種手提太陽能開水器，該裝置使用拋物柱面板組成反光板，對真空集熱管內的水進行加熱。該裝置使用真空集熱管加熱，用橡膠塞類材料封閉管口，不能承壓。中國專利申請號：200820139952.1，記載了一種大口徑內聚光真空管太陽能開水器，采用大口徑內聚光全玻璃真空管，玻璃管是套管結構，內管外壁面是加熱面，內管與外管間設置漸開線形雙翼面反光板。這種集熱管造價昂貴，集熱板面積小，集熱效率低。

總結現有的玻璃集熱管的小型海水淡化裝置發明專利，尤其是上述申請號98225969.7所記載的一種海水淡化裝置，能明顯看出現有專利中存在幾個普遍性的問題：一是集熱板基本都是非折疊式的，體積龐大，難以拆裝攜帶。二是玻璃管都用橡膠塞類材料封閉管口，密封性差，不能承壓。在長期加熱使用后密封條件很難保證。第三也是最重要的是，這些裝置都是直接將海水裝入玻璃管中加熱，水不能濕潤整個傳熱面。在玻璃集熱管工作時，玻璃管是傾斜放置的，裝入的海水只能占據玻璃管下部非受熱部分，而玻璃管上部面對太陽的受熱部分反倒沒有水濕潤。在有集熱板聚熱時的夏天運行時，上部沒有水濕潤的玻璃部分干燒溫度可以達到300度，下部玻璃最多100度，因此玻璃管極易炸裂。作為海水淡化裝置對于蒸汽的引出和冷凝要有合理的冷凝管路設計。所以這些裝置可以說沒有安全實用價值。因此，目前還沒有商品化的可攜帶海水淡化裝置。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種便攜式太陽能全玻璃真空集熱管承壓海水蒸餾淡化器，該裝置體積小，重量輕，結構簡單，集熱板可折疊，攜帶安全可靠，內管有彈性，能一直緊貼玻璃管以降低接觸熱阻，在任何情況下，水能濕潤整個玻璃管集熱面，傳熱效率高；本發明可直接通過太陽能實現水蒸氣冷凝且裝置安全，即使炸管，熱水和水蒸氣也能保存在金屬內管內。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：真空管集熱管、折疊式簡化CPC聚光板、折疊支架以及冷凝管，其中：折疊式簡化CPC聚光板安裝在折疊支架的斜梁上表面，真空集熱管插放在折疊支架兩端的集熱管支撐板中，冷凝管安裝在折疊支架的斜梁下表面。

所述的真空集熱管的中心線與折疊式簡化CPC板的聚光中心線相互重合。