[發(fā)明專利]海面漂浮式太陽能海水淡化器

有效

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• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103964525A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康慧芳;程鵬;鄭宏飛;楊英俊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能海水淡化器。

背景技術(shù)

從海水中提取淡水方法有很多種，目前比較成熟的技術(shù)有兩類：反滲透膜法及蒸餾法。

反滲透膜法有一次性投資大，需要消耗常規(guī)電能等缺陷，與現(xiàn)在的節(jié)能環(huán)保的理念相悖。另一種利用熱能驅(qū)動的海水淡化的蒸餾法是目前最成熟的，是當(dāng)今海水淡化工業(yè)的主流。但此系統(tǒng)常常需要消耗大量熱能，另外此系統(tǒng)還處在真空負(fù)壓下工作，因此它還需要強(qiáng)度堅(jiān)固和抗腐蝕性良好的外殼材料，這增加了它的造價(jià)和運(yùn)行成本。因此利用太陽能進(jìn)行海水淡化既節(jié)能又環(huán)保，因而受到人們推崇。如果在太陽能海水淡化系統(tǒng)中，還能利用傳統(tǒng)廉價(jià)的非金屬材料作為裝置的主體材料，無疑會進(jìn)一步提高太陽能海水淡化的吸引力。但現(xiàn)有的太陽能盤式蒸餾裝置存在下面4個明顯的缺陷：(1)蒸汽凝結(jié)成淡水過程放出的潛熱未被重復(fù)利用，而是直接散發(fā)到環(huán)境中，致使裝置能效率不高；(2)現(xiàn)有裝置所采用常壓下的自然對流傳熱模式，沒有強(qiáng)化水蒸氣的蒸發(fā)與凝結(jié)過程，因此傳熱系數(shù)不高，大大限制了裝置性能的改善。(3)裝置中待蒸發(fā)的原水熱容量太大，限制了它的運(yùn)行溫度提高，減弱了蒸發(fā)過程的驅(qū)動力，也大大延緩了裝置的出水時間；(4)現(xiàn)有盤式太陽能蒸餾器占地面積較大，不利于節(jié)約土地成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)海水淡化裝置的造價(jià)高，耗能大，運(yùn)行溫度高，不易于攜帶等缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種海面漂浮式太陽能海水淡化器結(jié)構(gòu)，直接利用太陽光產(chǎn)生淡水；

本發(fā)明的技術(shù)方案是：海面漂浮式太陽能海水淡化器，它設(shè)置于海平面上，包括：透明薄膜、支撐架、反射冷凝面以及底板；

反射冷凝面為非平面結(jié)構(gòu)，安裝于底板上，反射冷凝面表面鍍有高反射率涂層，在反射冷凝面底部與底板的連接處設(shè)有淡水出水管；

支撐架安裝在反射冷凝面周圍的底板上，支撐架之間貼附有親水多孔材料；

透明薄膜設(shè)置在支撐架頂部，透明薄膜的正投影將反射冷凝面、底板覆蓋；

底板上還設(shè)有海水進(jìn)水孔，海水進(jìn)水孔設(shè)置于淡水出水管外側(cè)，并由擋水板將其與淡水出水管隔開。

本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡易可攜帶，造價(jià)低易推廣，無需任何外界能量輸入，同時還可將本裝置進(jìn)行排列，在海上形成大規(guī)模的太陽能海水淡化系統(tǒng)，為海上人員提供淡水源；

(2)反射冷凝面表面鍍有的高反射率涂層，可反射接直射時間段的太陽光至親水多孔材料上，有效利用了太陽光接近直射時間段的能量；

(3)進(jìn)水孔和淡水出水管之間安裝擋水板防止了海水與腔內(nèi)生成的淡水混合。

附圖說明

圖1是反射冷凝面為錐形結(jié)構(gòu)時本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是支撐架組成矩形框架時的本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，其中陰影部分為親水多孔材料；

圖3是反射冷凝面為弧面結(jié)構(gòu)的本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是支撐架組成柱狀框架時時本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其中陰影部分為親水多孔材料；

其中，1-透明薄膜；2-支撐架；3-親水多孔材料；4-反射冷凝面；5-擋水板；6-淡水出水管；7-海水進(jìn)水孔；8-底板；9-海水；11-斜射太陽光；12-直射太陽光。

具體實(shí)施方式

海面漂浮式太陽能海水淡化器，它設(shè)置于海平面上，它包括：透明薄膜1、支撐架2、反射冷凝面4以及底板8；

反射冷凝面4為非平面結(jié)構(gòu)，安裝于底板8上，反射冷凝面4表面鍍有高反射率涂層，在反射冷凝面4底部與底板8的連接處設(shè)有淡水出水管6；

支撐架2安裝在反射冷凝面4周圍的底板8上，支撐架2之間貼附有親水多孔材料3；

透明薄膜1設(shè)置在支撐架2頂部，透明薄膜1的正投影將反射冷凝面4、底板8覆蓋；

底板8上還設(shè)有海水進(jìn)水孔7，海水進(jìn)水孔7設(shè)置于淡水出水管6外側(cè)，并由擋水板5將其與淡水出水管6隔開；

工作原理：當(dāng)斜射太陽光11入射時，斜射太陽光11直接透過透明薄膜1照射在吸附了大量海水9的親水多孔材料3上，加熱其上的海水，產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽凝結(jié)形成水珠，凝結(jié)在透明薄膜1和反射冷凝面4，其中透明薄膜1與外界空氣進(jìn)行對流換熱，反射冷凝面4與海水9直接接觸進(jìn)行換熱；水珠在淡水出水口6匯集流出；

當(dāng)直射太陽光12在接近垂直方向時，太陽光透射過透明薄膜1后部分直接照射在親水多孔材料3上，部分太陽光會照射在反射冷凝面4上，經(jīng)反射冷凝面4反射后，再照射在另一側(cè)的親水多孔材料3上，同樣加熱其上的親水多孔材料，產(chǎn)生水蒸汽，凝結(jié)在透明薄膜1和反射冷凝面4，產(chǎn)生水珠，水珠在淡水出水口6匯集流出；