CN102619255A - 热声太阳能制水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热声太阳能制水装置，具有太阳能聚光装置用于将太阳光聚焦在热声发动机的吸热头上；热声发动机用于将太阳能聚光装置聚焦后产生的热能转换成振荡波；谐振管一端与所述热声发动机连接，用于与热声发动机形成气体谐振系统，并支撑和固定热声发动机，同时将热声发动机产生的振荡波能量传输至热声制冷机；热声制冷机与谐振管的另一端连接，用于通过所述振荡波进行制冷；空气冷凝器的冷却介质入口与热声制冷机的冷却介质出口连通，空气冷凝器的冷却介质出口与热声制冷机的冷却介质入口连通。该热声太阳能制水装置，可以利用太阳能从空气中获得淡水。
Description
技术领域
本发明涉及制水技术，尤其涉及一种热声太阳能制水装置。
背景技术
淡水是地球上所有生物所必须的重要资源之一，缺少淡水则植物无法生长、动物的生命无法延续。
在沙漠及无淡水的海岛，可以饮用的淡水显得弥足珍贵。即使在干旱的沙漠地区，其空气中也是含有一定量的水蒸气的，因此，从空气中获得可供饮用的淡水是解决沙漠及无淡水的海岛缺乏饮用淡水的一个有效途径。由此可见，如何从空气中获取可供饮用的淡水是本领域技术人员所要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种能够利用太阳能来从空气中获取淡水的热声太阳能制水装置。
本发明提供的一种热声太阳能制水装置，具有：
太阳能聚光装置，用于将太阳光聚焦在热声发动机的吸热头上；
所述热声发动机，用于将所述太阳能聚光装置聚焦后产生的热能转换成振荡波；
谐振管，一端与所述热声发动机连接，用于与所述热声发动机形成气体谐振系统，并支撑和固定所述热声发动机，同时将所述热声发动机产生的振荡波能量传输至热声制冷机；
所述热声制冷机，与所述谐振管的另一端连接，用于通过所述振荡波进行制冷；
空气冷凝器，所述空气冷凝器的冷却介质入口与所述热声制冷机的冷却介质出口连通，所述空气冷凝器的冷却介质出口与所述热声制冷机的冷却介质入口连通。
如上所述的热声太阳能制水装置，其中，所述空气冷凝器的下方设置有集水槽，所述集水槽具有朝向所述空气冷凝器的开口，所述开口用于收集经空气冷凝器冷凝形成水滴。
如上所述的热声太阳能制水装置，其中，所述太阳能聚光装置包括反光镜支架和反光镜，其中，
所述反光镜设置在所述反光镜支架上，所述反光镜将太阳光聚焦在所述热声发动机的吸热头上。
如上所述的热声太阳能制水装置，其中，所述反光镜支架连接有太阳位置跟踪装置，用于调整所述反光镜，使所述反光镜随太阳位置改变而转动。
如上所述的热声太阳能制水装置，其中，还具有：
直线振荡电机，与所述谐振管的一端连接，用于通过所述振荡波进行发电；
空气冷凝器风扇，设置于所述空气冷凝器的一侧为所述空气冷凝器送风，同时与所述直线振荡电机电连接，由所述直线振荡电机提供驱动所述空气冷凝器风扇转动的电能，所述直线振荡电机还可以为所述太阳位置跟踪装置提供驱动电源。
如上所述的热声太阳能制水装置，其中，所述热声发动机为行波型热声发动机，或者为驻波型发动机，或者为双作用型发动机。
如上所述的热声太阳能制水装置，其中，所述热声制冷机为行波型热声制冷机，或者为驻波型热声制冷机，或者为双作用型热声制冷机。
本发明提供的热声太阳能制水装置，其太阳能聚光装置将太阳光聚焦在热声发动机的吸热头上，使热声发动机将太阳光的热能转换成振荡波，振荡波经谐振管传递至热声制冷机，以供热声制冷机进行制冷，并通过冷却介质使空气冷凝器温度降低至可以使空气中水蒸气冷凝，此时，接触空气冷凝器的空气被冷却，则空气中的水蒸气冷凝成水滴，收集凝而成的水滴形成可供饮用的淡水。由此可见，该热声太阳能制水装置可以应用于缺少淡水的地区(例如沙漠及无淡水的海岛的地区)，通过太阳能从空气中获取可以饮用的淡水。
附图说明
图1为本发明热声太阳能制水装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明热声太阳能制水装置实施例的结构示意图。如图1所示，本发明热声太阳能制水装置的实施例，该热声太阳能制水装置，具有太阳能聚光装置用于将太阳光聚焦在热声发动机1的吸热头2上；热声发动机1用于将太阳能聚光装置聚焦后产生的热能转换成振荡波；谐振管5一端与热声发动机1连接用于与热声发动机1形成气体谐振系统，并支撑和固定热声发动机1，同时将热声发动机1产生的振荡波能量传输至热声制冷机7；热声制冷机7与谐振管5的另一端连接，用于通过振荡波进行制冷；空气冷凝器的冷却介质入口与热声制冷机7的冷却介质出口连通，空气冷凝器的冷却介质出口与热声制冷机7的冷却介质入口连通。
上述方案的热声太阳能制水装置，其太阳能聚光装置将太阳光聚焦在热声发动机1的吸热头2上，使热声发动机1将太阳光的热能转换成振荡波，振荡波经谐振管5传递至热声制冷机7，以供热声制冷机7进行制冷，并通过冷却介质使空气冷凝器10温度降低至可以使空气中水蒸气冷凝，此时，接触空气冷凝器10的空气被冷却，则空气中的水蒸气冷凝成水滴，收集凝而成的水滴形成可供饮用的淡水。由此可见，该热声太阳能制水装置可以应用于缺少淡水的地区(例如沙漠及无淡水的海岛的地区)，通过太阳能从空气中获取淡水。此淡水可以进行后继处理以用于不同的用途。
具体地，基于上述实施例，该热声太阳能制水装置的太阳能聚光装置具有反光镜支架4和反光镜6，其中，反光镜6安装在反光镜支架4上，在使用时，该反光镜6可以将太阳光聚焦在热声发动机1的吸热头2上。该实施例中，反光镜6为碟式反光镜6。在反光镜支架4上还安装有谐振管5，谐振管5倾斜向上设置，且穿过反光镜6。在谐振管5的上端固定安装热声发动机1，下端固定安装热声制冷机7。热声发动机1的吸热头2朝向反光镜6，用于接收反光镜6反射聚焦的太阳光，该热声发动机1将太阳能聚光装置聚焦后产生的热能转换成高压振荡波形式的机械能。谐振管5用于支撑和固定热声发动机1，并将热声发动机1产生的振荡波传输至热声制冷机7；热声制冷机7用于通过从谐振管5接收到的振荡波进行制冷，热声制冷机7的散热，14用于进行热交换，使热声制冷机7获得较低的温度。。热声制冷机7连接一个空气冷凝器10，空气冷凝器10用于从热声制冷机7获得低温，以对其周边的空气进行冷却，使空气中的水蒸气冷凝成水滴并附着在空气冷凝器的翅片上，水滴靠重力向下汇集，经收集获得可供饮用的淡水。其中，空气冷凝器10与热声制冷机7的连接关系是，空气冷凝器10的冷却介质入口与热声制冷机7的冷却介质出口连通，空气冷凝器10的冷却介质出口与热声制冷机7的冷却介质入口连通，这样在空气冷凝器10与热声制冷机7之间形成一个制冷介质的循环通路，在制冷介质循环通路中填充制冷介质，制冷介质在热声制冷机7内放热，温度降低，在空气冷凝器10内吸热，温度升高，制冷介质经上述过程将热声制冷机7产生的低温转移至空气冷凝器10，以供空气冷凝器10对从进气口11进入热声制冷机7内的空气进行降温，使水蒸汽冷凝。而冷凝出水蒸气后的干燥空气从干燥空气出口12排出。
进一步地，基于上述实施例，为了便于收集空气冷凝器10翅片上凝集的水滴，在空气冷凝器10的下方设置有集水槽9，集水槽9具有朝向空气冷凝器10的开口，该开口用于收集经空气冷凝器10冷凝形成水滴，即冷凝的水滴从开口流入或滴入集水槽9。
进一步地，基于上述实施例，为了可以充分的利用太阳能以提高制水效率，在反光镜支架4上连接有太阳位置跟踪装置13，用于调整反光镜6，使反光镜6随太阳位置改变而转动，保证反光镜6处于朝向太阳的状态，以接收足够的光线来反射至热声发动机1的吸热头2上。
进一步地，基于上述实施例，为了提高空气冷凝器接触空气的量，以提高制水量，还设置了空气冷凝器风扇(图中未示出)，该空气冷凝器风扇设置在空气冷凝器10的一侧为空气冷凝器10送风，使更多的空气从进风口11进入接触到空气冷凝器10的翅片以使空气中的水蒸气冷凝，而经冷凝后的空气从干燥空气出口12排出。
由于该热声太阳能制水装置的使用环境一般处于野外，因此其需要自身可以提供电源来驱动空气冷凝器风扇及太阳位置跟踪装置，故，该热声太阳能制水装置还具有直线振荡电机8，该直线振动电机与谐振管5连接，用于通过振荡波进行发电，其中直线电机可以通过三通等形式连接在谐振管5的端部，也可以连接在谐振管5的中部。该直线振动电机同时与空气冷凝器风扇及太阳位置跟踪装置电连接，以对空气冷凝器风扇及太阳位置跟踪装置提供电能，当然，太阳位置跟踪装置也可以由蓄电池来进行供电。
另外，上述实施例中的热声发动机1可以为行波型热声发动机，或者为驻波型发动机，或者为双作用型发动机。热声制冷机7可以为行波型热声制冷机，或为驻波型热声制冷机，或为双作用型热声制冷机。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种热声太阳能制水装置，其特征在于，具有：
太阳能聚光装置，用于将太阳光聚焦在热声发动机的吸热头上；
所述热声发动机，用于将所述太阳能聚光装置聚焦后产生的热能转换成振荡波；
谐振管，一端与所述热声发动机连接，用于与所述热声发动机形成气体谐振系统，并支撑和固定所述热声发动机，同时将所述热声发动机产生的振荡波能量传输至热声制冷机；
所述热声制冷机，与所述谐振管的另一端连接，用于通过所述振荡波进行制冷；
空气冷凝器，所述空气冷凝器的冷却介质入口与所述热声制冷机的冷却介质出口连通，所述空气冷凝器的冷却介质出口与所述热声制冷机的冷却介质入口连通。
2.根据权利要求1所述的热声太阳能制水装置，其特征在于，所述空气冷凝器的下方设置有集水槽，所述集水槽具有朝向所述空气冷凝器的开口，所述开口用于收集经空气冷凝器冷凝形成水滴。
3.根据权利要求1或2所述的热声太阳能制水装置，其特征在于，所述太阳能聚光装置包括反光镜支架和反光镜，其中，
所述反光镜设置在所述反光镜支架上，所述反光镜将太阳光聚焦在所述热声发动机的吸热头上。
4.根据权利要求3所述的热声太阳能制水装置，其特征在于，所述反光镜支架连接有太阳位置跟踪装置，用于调整所述反光镜，使所述反光镜随太阳位置改变而转动。
5.根据权利要求4所述的热声太阳能制水装置，其特征在于，还具有：
直线振荡电机，与所述谐振管连接，用于通过所述振荡波进行发电，并为所述太阳位置跟踪装置提供驱动电源。
6.根据权利要求1或2所述的热声太阳能制水装置，其特征在于，还具有：
直线振荡电机，与所述谐振管连接，用于通过所述振荡波进行发电；
空气冷凝器风扇，设置于所述空气冷凝器的一侧为所述空气冷凝器送风，同时与所述直线振荡电机电连接，由所述直线振荡电机提供驱动所述空气冷凝器风扇转动的电能。
7.根据权利要求1或2所述的热声太阳能制水装置，其特征在于，所述热声发动机为行波型热声发动机，或者为驻波型发动机，或者为双作用型发动机。
8.根据权利要求1或2所述的热声太阳能制水装置，其特征在于，所述热声制冷机为行波型热声制冷机，或者为驻波型热声制冷机，或者为双作用型热声制冷机。
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