CN102616874B - 提纯水渠结构及由其所构成的水提纯装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提纯水渠结构，其特征在于：该水渠结构包括具有热辐射加热功能的水渠底部、具有反射功能的两个水渠反射镜侧面以及带有坡度的透明水渠顶部，水渠底部与水渠侧面之间以及水渠侧面与水渠顶部之间均密封；两个水渠反射镜侧面包括第一水渠反射镜侧面和第二水渠反射镜侧面，水渠顶部向其中的第一水渠反射镜侧面倾斜，在水渠顶部与第一水渠侧面之间的夹角位置下方设置有集水渠，本发明以清洁能源为动力，并可对剩余水加以利用，具备装置简易、造价低廉、提纯效率高、节能环保等特点。

Description

提纯水渠结构及由其所构成的水提纯装置
技术领域
 本发明属水提纯装置，涉及水提纯应用，包括对海水、中水、废水等各种水质的提纯。
背景技术
我国是一个干旱缺水严重的国家，淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 目前世界上常用的淡水取用方式有地下取水、远程调水和海水（苦咸水）淡化、废水循环利用等。开采地下水作为一个重要的开源措施，受资源条件限制很大，而且许多地区多年来由于过度开采地下水，已形成地下漏斗，造成房屋倾斜，甚至导致了海水倒灌等环境危害。 远程调水，除了巨额的投资之外，还要占用大量耕地，还存在被引水地区的环境危害等问题。 对于海水淡化，能耗是直接决定其成本高低的关键。每吨淡化水成本是多年来制约海水淡化产业发展的一个关键因素，只有当水价涨到每吨5元以上，现有技术的海水淡化才有钱可赚。目前现有的废水处理存在资金不足，引进外国设备导致的维修、维护费用高、提纯水质质量不高等问题。
发明内容
发明目的：本发明提供一种提纯水渠结构及由其所构成的水提纯装置，其目的是解决目前的水提纯领域所存在的成本高和效果不理想的问题。
技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种提纯水渠结构，其特征在于：该水渠结构包括具有热辐射加热功能的水渠底部、具有反射功能的两个水渠反射镜侧面以及带有坡度的透明水渠顶部，水渠底部与水渠侧面之间以及水渠侧面与水渠顶部之间均密封；两个水渠反射镜侧面包括第一水渠反射镜侧面和第二水渠反射镜侧面，水渠顶部向其中的第一水渠反射镜侧面倾斜，在水渠顶部与第一水渠侧面之间的夹角位置下方设置有集水渠。
在水渠底部上镀有太阳光谱选择性吸收涂层。
第一水渠反射镜侧面和第二水渠反射镜侧面与水渠底部之间的夹角均在100°～140°之间。
水渠顶部与水渠底部之间的角度为8°～53°。
集水渠为能将从水渠顶部的内壁流下来的水收集起来的装置。
集水渠设置在第一水渠反射镜侧面上，集水渠朝向水渠顶部的最低点方向设置有用于进水的开口。
在水渠底部、第一水渠反射镜侧面和第二水渠反射镜侧面的外围还包裹有提纯水渠保温层。
利用上面所述的提纯水渠结构所构成的水提纯装置，其特征在于：该装置包括上面所述的提纯水渠结构、光伏水泵和光伏矩阵；光伏矩阵通过电缆连接至设置在水下的光伏水泵，光伏水泵通过水管连接至提纯水渠结构。
提纯水渠结构连通至晒盐场。
提纯水渠结构连接光伏水泵的一端为起始端，该起始端与地平面之间存在一个距离使提纯水渠结构与地平面形成夹角，使整个提纯水渠结构构成一个起始端抬起的倾斜装置。
优点及效果：本发明的目的是提供一种安装简易、花费低廉、高效节能的水提纯装置。本发明在水渠底部的玻璃上镀有一层太阳光谱选择性吸收涂层，该涂层在收到太阳光照射时产生热辐射，加热流过底部的水流使其蒸发产生水蒸汽，而水渠顶部的透明材质温度较水渠内温度低，水蒸汽接触到水渠顶部后冷凝成蒸馏水，并顺着顶部透明材质的坡度流到集水渠中汇集成流后被统一收集。
本发明水渠两侧是反射镜，并与水渠底部形成100°～140°的夹角。射到水渠两侧的太阳光被再次反射到水渠底部，增加了对太阳光的吸收，提高利用率。
本发明整体设计利于形成温室效应。太阳光辐射能量强、波长短，容易穿过透明材质进入水渠内部空间，被水渠内空气及底部的太阳光谱选择性吸收涂层吸收后产生热辐射，使水渠底部及水渠内部空气增温，将水加热产生水蒸汽收集蒸馏水。太阳光吸收后被辐射出的长波不易穿透各侧材质而被大部分保留在水渠内，使进入水渠内部的太阳辐射能大于水渠向周围环境散失的热量，从而使水渠内的空气温度升高，提高水提纯效率。
附图说明：
图1是本新型水提纯装置的整体示意图。
附图标记说明：
1、提纯水渠结构、2. 晒盐场、3. 光伏水泵、4. 光伏矩阵、5. 连接光伏矩阵与光伏水泵的电缆、6. 连接光伏水泵及提纯水渠的水管
图2是本新型提纯水渠结构的整体示意图。
附图标记说明：
7．水渠底部、8. 水渠一侧装有集水渠的第一水渠反射镜侧面、9. 集水渠、10. 水渠顶部、11. 第二水渠反射镜侧面
图3是图2的提纯水渠结构的横断面示意图
附图标记说明：
7水渠底部、8. 第一水渠反射镜侧面、9. 集水渠、10. 水渠顶部、11. 第二水渠反射镜侧面、12. 提纯水渠保温层。
具体实施方式：下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图2所示，本发明提供一种提纯水渠结构，该装置包括具有热辐射加热功能的水渠底部7、具有反射功能的两个水渠反射镜侧面以及带有坡度的透明水渠顶部10，水渠底部7与水渠侧面之间以及水渠侧面与水渠顶部10之间均密封；两个水渠反射镜侧面包括第一水渠反射镜侧面8和第二水渠反射镜侧面11，水渠顶部10向其中的第一水渠反射镜侧面8倾斜，在水渠顶部10与第一水渠侧面8之间的夹角位置下方设置有集水渠9。在水渠底部7上镀有太阳光谱选择性吸收涂层从而实现热辐射加热功能，当然也可以采用其他的方式实现。
第一水渠反射镜侧面8与水渠底部7之间的夹角均在100°～140°之间，第二水渠反射镜侧面11与水渠底部7之间的夹角也均在100°～140°之间，这个角度可以很好的保证光反射的效果。
水渠顶部10与水渠底部7之间的角度为8°～53°，这个角度可以很好的保证收集的水可以顺着水渠顶部10的内壁流入集水渠9。集水渠9为能将从水渠顶部10的内壁流下来的水收集起来的装置。
如图3所示，集水渠9设置在第一水渠反射镜侧面8上，集水渠9与第一水渠反射镜侧面8相接，不与水渠顶部10相连，集水渠9朝向水渠顶部10的最低点方向设置有用于进水的开口。
在水渠底部7、第一水渠反射镜侧面8和第二水渠反射镜侧面11的外围还包裹有提纯水渠保温层12，用以更好的保证加热效果。
如图1所示，该图所示为由提纯水渠结构所构成的水提纯装置，该装置包括如上所述的提纯水渠结构1、光伏水泵3和光伏矩阵4；光伏矩阵4通过电缆5连接至设置在水下的光伏水泵3，光伏水泵3通过水管6连接至提纯水渠结构1。提纯水渠结构1连通至晒盐场2。
提纯水渠结构1连接光伏水泵3的一端为起始端，该起始端与地平面之间存在一个距离使提纯水渠结构1与地平面形成夹角，使整个提纯水渠结构1构成一个起始端抬起的倾斜装置。
本发明选用直流调频光伏水泵将水从水源抽入提纯水渠结构1。如图1所示，光伏矩阵4吸收太阳能所产生的直流电力由电缆5被引入调频光伏水泵3，水由连接光伏水泵及提纯水渠结构的水管6被抽入到提纯水渠结构1。提纯水渠结构1起始端与水平面有一定的夹角，向水渠末端缓缓倾斜，以便水自高向低流过提纯水渠结构1，经过提纯水渠结构1提纯后的高浓度水，若含有盐分并有晒盐的价值，可选用水渠末端的晒盐场2设计，经提纯后的高浓度水被汇集到晒盐场进行晒盐利用。
直流调频光伏水泵3、光伏矩阵4所产生的电力随光照强弱而起伏，并与提纯水渠结构1提纯效率高低相匹配，即当光照强度好的时候，直流调频光伏水泵3、光伏矩阵4产生电力多，而此时水渠底部7太阳光谱选择性吸收涂层吸收太阳辐射能量率高，因而水提纯效率好；而当光照效果不佳时，例如阴天、雨天、夜晚等，提纯率下降，此时直流调频光伏水泵3、光伏矩阵4也处于低发电或不发电状态，可借此时机对提纯水渠结构1进行维修、维护、保养等工作。
另外，也可以采用其他的方式将水引至提纯水渠结构1，提纯水渠结构1起始端与水平面有一定的夹角，向提纯水渠结构1末端缓缓倾斜，以便水自高向低流过提纯水渠结构1。经过提纯后的高浓度水，若含有盐分并有晒盐的价值，可选用水渠末端的晒盐场2设计，经提纯后的高浓度水被汇集到晒盐场2进行晒盐利用。
请参阅图2所示的本新型提纯水渠结构1在污水/废水/中水水道、河道、溪道等其他水道通过利用现实环境中应用的示意图。提纯水渠结构1的运作流程为：
太阳光透过水渠顶部10照射到水渠底部7，涂有太阳光谱选择性吸收涂层的水渠底部7吸收太阳光产生热能，对流过水渠底部7的水加热，水被加热后蒸发产生水蒸汽汇集到水渠顶部10，水蒸汽在水渠顶部10冷凝后，顺着水渠顶部10的坡度流到集水渠9并被收集。其中，射到第一水渠反射镜侧面8和第二水渠反射镜侧面11的太阳光被两个侧面的反射镜反射到水渠底部7，增加太阳光的吸收量，提高阳光利用率。整个提纯水渠结构1利于形成温室效应，太阳光透过水渠顶部10的透明材质进入提纯水渠结构1内部空间，使进入提纯水渠结构1内部的太阳辐射能大于提纯水渠结构1向周围环境散失的热量，从而使提纯水渠结构1内的空气温度升高，提高水提纯效率。另外，提纯水渠保温层12也可以很好的防止热量的散失。
本发明以清洁能源为动力，并可对剩余水加以利用，具备装置简易、造价低廉、提纯效率高、节能环保等特点。

Claims (10)

1.一种提纯水渠结构，其特征在于：该水渠结构包括具有热辐射加热功能的水渠底部（7）、具有反射功能的两个水渠反射镜侧面以及带有坡度的透明水渠顶部（10），水渠底部（7）与水渠侧面之间以及水渠侧面与水渠顶部（10）之间均密封；两个水渠反射镜侧面包括第一水渠反射镜侧面（8）和第二水渠反射镜侧面（11），水渠顶部（10）向其中的第一水渠反射镜侧面（8）倾斜，在水渠顶部（10）与第一水渠反射镜侧面（8）之间的夹角位置下方设置有集水渠（9）。
2.根据权利要求1所述的提纯水渠结构，其特征在于：在水渠底部（7）上镀有太阳光谱选择性吸收涂层。
3.根据权利要求1所述的提纯水渠结构，其特征在于：第一水渠反射镜侧面（8）和第二水渠反射镜侧面（11）与水渠底部（7）之间的夹角均在100°～140°之间。
4.根据权利要求1所述的提纯水渠结构，其特征在于：水渠顶部（10）与水渠底部（7）之间的角度为8°～53°。
5.根据权利要求1所述的提纯水渠结构，其特征在于：集水渠（9）为能将从水渠顶部（10）的内壁流下来的水收集起来的装置。
6.根据权利要求5所述的提纯水渠结构，其特征在于：集水渠（9）设置在第一水渠反射镜侧面（8）上，集水渠（9）朝向水渠顶部（10）的最低点方向设置有用于进水的开口。
7.根据权利要求1所述的提纯水渠结构，其特征在于：在水渠底部（7）、第一水渠反射镜侧面（8）和第二水渠反射镜侧面（11）的外围还包裹有提纯水渠保温层（12）。
8.利用权利要求1所述的提纯水渠结构所构成的水提纯装置，其特征在于：该装置包括权利要求1所述的提纯水渠结构（1）、光伏水泵（3）和光伏矩阵（4）；光伏矩阵（4）通过电缆（5）连接至设置在水下的光伏水泵（3），光伏水泵（3）通过水管（6）连接至提纯水渠结构（1）。
9.根据权利要求8所述的水提纯装置，其特征在于：提纯水渠结构（1）连通至晒盐场（2）。
10.根据权利要求8所述的水提纯装置，其特征在于：提纯水渠结构（1）连接光伏水泵（3）的一端为起始端，该起始端与地平面之间存在一个距离使提纯水渠结构（1）与地平面形成夹角，使整个提纯水渠结构（1）构成一个起始端抬起的倾斜装置。
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