[發明專利]一種用于管式太陽能海水淡化裝置的親水蒸發槽

有效

• 申請號: 201210072717.8
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102603022A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 常澤輝;鄭宏飛;陳志莉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;中國人民解放軍后勤工程學院
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;李愛英

技術領域

本發明涉及一種提高管式太陽能海水淡化裝置性能的裝置，屬于海水淡化和水處理技術領域。具體涉及一種利用特殊材料和相應的結構來提高管式太陽能海水淡化裝置的生產淡水能力的裝置。

背景技術

淡水資源匱乏的問題已經成為影響人類社會生產發展的一個不可忽視的因素，海水淡化技術在一定程度上能很好地解決這個問題。考慮到節能環保以及造價和運行成本，利用太陽能進行海水淡化越來越受到人們的重視。專利CN102167413A公開了一種多效管式太陽能海水淡化裝置，由于其高產水效率、低成本、適用性強，獲得了廣泛關注。但同時，它也存在著一定的缺陷，一般的管式太陽能海水淡化裝置，在進行海水的蒸發冷凝時，只有正對著盛水槽開口的那部分套管能利用蒸發潛熱，下級盛水槽里的海水受熱很不均勻，這在一定程度上也很大的降低了熱能的利用效率，降低了海水淡化的效果。因此，針對盛水槽進行相應的改進能夠很好的提高管式太陽能海水淡化裝置的性能。

發明內容

為改善現有的管式太陽能海水淡化裝置的性能，提高其產水效率，本發明提供了一種用于管式太陽能海水淡化裝置的親水蒸發槽，它可用于管式太陽能海水淡化裝置或者其他熱能驅動的管式海水淡化裝置。

一種用于管式太陽能海水淡化裝置的親水蒸發槽，其中：管式太陽能海水淡化裝置包括兩級以上的盛水槽、一級以上的套管、光線收集器、加熱管、高反射涂層、管狀外殼、連通管、淡水輸出管和儲水箱，外圍設備為真空泵；其中管狀外殼為管狀圓柱形可抽真空殼體，管狀外殼的外圓周下半部鍍有高反射涂層；管狀外殼內逐級套裝有盛水槽和套管，盛水槽與套管或管狀外殼之間未充滿海水的空間形成蒸發-冷凝腔，最內一級的套管內再套裝一個盛水槽，最內一級盛水槽內套裝有加熱管且最內一級的盛水槽內壁設置有光線收集器；連通管與各級盛水槽相連通，管狀外殼和套管內壁的底部與淡水輸出管相連通，淡水輸出管連通儲水箱；其中盛水槽、套管和管狀外殼均采用透明塑料材料制成。

該親水蒸發槽包括盛水槽、親水陶瓷膜、匯水翼、匯水器；其中盛水槽為外殼上沿軸向開口的圓柱形殼體，盛水槽頂部兩側外緣沿軸向均布有透水孔，盛水槽的外表面均布有蜂窩孔且盛水槽的外表面均勻附著有一層親水陶瓷膜，盛水槽外表面的側下方對稱開有凹槽，凹槽外沿焊接有與盛水槽等長的弧形匯水翼，匯水翼的一端半封閉另一端封閉，盛水槽的一端安裝有匯水器，匯水器上開有排水孔，匯水翼的一端與匯水器的內腔相通。

工作原理：管狀外殼能將其內腔與大氣隔開，并在真空泵的作用下使各級蒸發-冷凝腔形成真空狀態，海水通過海水進水管注入第一級的盛水槽內，海水經連通管由外至內逐級進入第二級盛水槽中，第二級盛水槽中的光線收集器收集太陽光能轉化為熱能加熱其中的海水并促使其蒸發；在進行海水淡化之前，盛水槽中的海水首先會通過透水孔流到盛水槽的外表面，由于親水陶瓷膜的親水性能，海水會在盛水槽的外表面形成一層均勻的水膜，且蜂窩孔的結構會在盛水槽的外表面形成很多“熱陷阱”，增大了盛水槽表面的熱阻，使得海水膜得到了充分加熱；

在進行海水淡化的時候，產生的蒸汽進入最內一級的蒸發-冷凝腔中，并在套管內壁凝結生成淡水，同時放出潛熱加熱第一級盛水槽中的海水，由于水膜的存在，形成的蒸汽會在整個套管內壁凝結，套管會得到全局的加熱，而不是局部的加熱，這樣會大大的提高能源的利用效率。按照這樣的步驟逐級往下進行，從而完成整個蒸發與冷凝過程，在各級套管和管狀外殼內壁凝結的淡水經淡水輸出管匯集至儲水箱中供用戶取用，釋放的潛熱經管狀外殼的壁傳給環境，從而完成整個蒸發和冷凝過程，實現用太陽能淡化海水；為了防止未蒸發海水水膜匯集成滴，污染所生成的淡水，裝置通過匯水翼將濃的海水排到匯水器中，并經排水孔排到下一級裝置中，再次進行淡化。

最內一級盛水槽中的加熱管還可以利用太陽能集熱器將收集到的熱能加熱最內一級盛水槽中的海水，進一步促進海水蒸發。

此外，盛水槽外表面的側下方可以采用壓槽代替在其表面上挖槽形成一體化凹槽；且盛水槽的外表面還可以采用拋物面代替圓柱面；

在盛水槽的外表面也可以采用密布分水棱代替親水陶瓷膜：在進行海水淡化之前，盛水槽中的海水首先會通過透水孔流到盛水槽的外表面，流出的海水是呈股流狀，由于密布分水棱和蜂窩孔的存在，將一股水流分成更多更細的水流，從而在盛水槽外表面近似形成海水膜。