CN102667364A - 太阳能蒸馏器组件 - Google Patents

Abstract

本发明披露了太阳能处理装置（10），例如用于从污水或盐水源中产生清洁水的太阳能蒸馏器，所述太阳能处理装置（10）的至少一个壁（18、19）是由柔性塑料板构件形成，所述太阳能处理装置（10）还包括矩形或正方形周界框架（11），所述周界框架的边缘部分由边缘连接器装置（12）形成，每个边缘连接器装置（12）均由第一构件（13）形成，第一构件限定沿着第一构件（13）纵向延伸的第一细长凹部（25），边缘连接器装置（12）也包括具有第一细长凸缘（23）的第二构件（14），所述第一细长凸缘在使用中伸入第一细长凹部（25）内，从而将柔性塑料板构件（18、19）的边缘区（22）保持在第一细长凹部内（25）。

Description

太阳能蒸馏器组件

技术领域

本发明涉及太阳能液体处理装置的构造，所述太阳能液体处理装置包括太阳能蒸馏器（solar still），用于利用太阳能从盐水、微咸水或者污水来产生清洁水冷凝物。

背景技术

国际专利申请No.PCT/AU2009/000503披露了上述类型的太阳能蒸馏器模块，其具有实质上由间隔开的上柔性塑料材料板与下柔性塑料板限定的处理室，所述塑料材料板具有通过多个管状连接器构件固定的预成型边缘区。上柔性塑料材料板是基本透明的，以便于太阳能通过上板进入所述板之间的空间内的处理室。该太阳能蒸馏器具有处理室，该处理室以简便的方式形成为安装于上柔性塑料材料板与下柔性塑料材料板之间的空间内的托盘，使得托盘的面向上的内基部表面向基本透明的上柔性塑料材料板，并且在所述上柔性塑料材料板的下方与之隔开，以便接收穿过由上柔性塑料材料板限定的上壁的太阳能。该太阳能蒸馏器模块在使用中倾斜安装，使得待处理的水或其他液体被运输到托盘的基部表面的上端区域，并随后在该区域上向下流动以经受太阳能处理，从而水份蒸发，然后在上柔性塑料材料板的内表面上冷凝，以便在所述内表面上向下流动。该清洁水的冷凝物随后可以通过位于太阳能蒸馏器模块下端的管状连接器构件来收集。与以下需要理解的内容一样是有必要的，PCT/AU2009/000503的披露内容通过该引证的方式结合于本说明书。

国际专利申请No.PCT/AU2009/000503中披露用于太阳能蒸馏器的结构布置能达到满意的工作效果，但需要提供该类型的改进结构布置的太阳能处理装置。已经认识到，将柔性塑料材料板用于处理装置的上壁和下壁可能导致由于不同机制而引起的壁膨胀，包括热膨胀，特别是应用中施加的热引起，从而导致壁发生小程度的松垂（sag）。已经发现，聚碳酸酯板或膜在大约1米宽的范围内将膨胀3至4毫米。优选地，使这些壁保持尽可能张紧，并且使在上壁和下壁的内表面与位于上壁和下壁之间的处理托盘之间具有尽可能小的空气间隙或者间隔。此外，清洁冷凝物在至少上壁的内表面上向下流动，同样重要的是，该表面避免与该表面下面的处理托盘接触，从而避免清洁冷凝物被处理托盘上的水污染。

本发明的目的是提供用于上述讨论类型的太阳能处理装置的改进构造及该构造的零件，该改进的构造将克服或尽量减少现有或已知结构的困难。首选目的是将该讨论类型的太阳能处理装置的构造保持为成本相对低。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种边缘连接器装置，所述边缘连接器装置用来形成太阳能处理装置的周界边缘区，所述太阳能处理装置具有由柔性塑料板构件形成的至少一个壁，所述边缘连接器装置具有第一构件，所述第一构件限定沿所述第一构件纵向延伸的第一细长凹部（recess），所述边缘连接器装置还包括具有第一细长凸缘的第二构件，所述第一细长凸缘适于在使用中伸入所述第一细长凹部，从而将所述柔性塑料板构件的边缘区保持在所述第一细长凹部内。

便利地，所述柔性塑料板构件的边缘区包括折叠部，由此将所述柔性塑料板构件的一部分定位在第二构件的所述第一细长凸缘的相对侧上。优选地，折叠部在所述柔性塑料板构件的边缘区中预成型。优选地，预成型的折叠部在边缘区中永久地形成。

在优选的布置中，第二构件的第一细长凸缘能在至少两个间隔位置处可选择地性定位在第一构件的所述第一细长凹部中，由此第一细长凸缘保持在所述第一细长凹部中不同进入深度处。在第一优选实施方式中，所述第一细长凸缘包括位于所述第一细长凸缘的一个面上的至少一个棘齿结构（formation），这个或者每个所述棘齿结构能与所述第一细长凹部的内壁上的一个或多个向内突出结构接合。便利地，多个间隔开的所述棘齿结构可以形成在所述第一细长凸缘的所述一个面上。位于所述第一细长凹部的内壁上的一个或多个向内突出结构也可以形成为棘齿结构。便利地，多个棘齿结构可以形成在所述第一凹部的内壁上。在另一个优选实施方式中，该第一构件包括位于所述第一细长凹部外部的第二细长凸缘，所述第二细长凸缘包括与所述第二构件上的棘齿结构配合的棘齿结构，以使得所述第二构件能够可选择性地保留在所述至少两个间隔位置中。便利地，这个或每个前述棘齿结构可以完全地沿着第一构件和/或第二构件延伸从而形成边缘连接器装置。

在另一个优选实施方式中，第二构件可以包括密封装置，所述密封装置在使用中能与柔性塑料板构件的外表面相接合。便利地，该第一构件可以包括管道装置，所述管道装置沿着第一构件的长度纵向延伸，从而能够接收和运载液体（包括水）。优选地，第一构件形成为导管或者管道。

优选地，第一构件可以限定互相隔开定位的两个所述第一细长凹部，利用接合在相应的所述第一细长凹部中的分离的所述第二构件，所述第一细长凹部中的每一个在使用中可与分离的所述柔性塑料板构件配合。第一构件可以进一步包括至少一个且优选地两个凹槽（groove），所述凹槽位于所述两个隔开的第一细长凹部之间。

在本发明的另一个方面中，提供了一种太阳能处理装置，该装置包括由四个周界边缘区和两个间隔开的上柔性塑料板和下柔性塑料板，每个所述周界边缘区由前文所述的至少一个边缘连接器装置形成。

优选地，边缘连接器装置的第一构件和第二构件可以通过挤压形成，从而沿着第一构件和第二构件的长度具有一致的横截面。该第一和第二构件可以由合适的铝或铝合金挤压得到。可替换地，能使用固体或硬质塑料材料。

在又一方面中，本发明还提供了一种太阳能处理装置，该装置包括：矩形或者正方形周界框架，所述周界框架具有通过两个端部边缘框架构件连接的两个侧部边缘框架构件以及与所述边缘框架构件相连从而形成所述太阳能处理装置的上壁的柔性塑料板构件；将所述上壁连接于所述边缘框架构件的边缘连接器装置；以及至少一个横框架构件，所述至少一个横框架构件接合相对的所述边缘框架构件以便沿向外的方向驱动与所述相对的边缘框架构件关联的所述边缘连接器装置。便利地，这个或每个所述横框架构件在所述侧部边缘框架构件之间并且在所述端部框架构件的中间延伸。优选地，边缘连接器装置可以如前文描述那样的边缘连接器装置。

现在将参照附图描述优选实施方式。

附图说明

图1为根据第一优选实施方式的包括边缘连接器装置的太阳能处理装置的侧边缘区的边缘截面图；

图2为根据该第一优选实施方式的包括边缘连接器装置的太阳能处理装置的上或下边缘区的边缘截面图；

图3为与图1、图2相似的太阳能处理装置的侧边缘区的边缘截面图，其中部分省略了某些特征并示出了另一个优先实施方式；

图4为示出了在图3描绘的边缘连接器装置中使用的第二构件的细节的横截面视图；以及

图5和图6示意性地示出了根据本发明一个优选方面的太阳能处理装置的生产中阶段。

具体实施方式

关于附图，图1和图2中的每一幅均示出了根据第一优先实施方式的太阳能处理模块10的边缘区，所述太阳能处理模块具有正方形或矩形周界框架，该框架11具有包括第一构件13和一对第二构件14的边缘连接器装置12。图1示出了模块10中的框架11的任一侧边缘区，然而图2示出了模块10的框架11的上边缘区或下边缘区。第一构件13的横截面基本为矩形，且具有带有内部空间15的管状形状。内部半圆形凹槽结构16、17允许挤压到需要的长度从而形成第一构件13，所述第一构件在端部处斜角接合并且通过接合在结构16、17中的紧固件与类似的这种第一构件13连接，以便形成矩形周界框架。便利地，位于每个长度的端部处的斜角接头将包括合适形式的密封垫片或其他密封装置，以保证内部空间15提供连续的密封区，不过排除专门形成有入口通道和出口通道的位置，所述入口通道和出口通道用于允许根据需要从空间15或者从处理室20将液体（水）引入或排走。

模块10包括上壁18和下壁19，上壁和下壁的每一个均由硬质但具有柔性的薄塑料材料板制成。便利地，上壁18基本透明或高度半透明，以使得太阳能能够穿透上壁并进入总体上位于壁18、19之间的处理室20。有利地，形成壁18、19的板的周界边缘区21包括沿着边缘区21纵向延伸的预成型折叠部22。第二构件14形成为固定器带（retainer strip），且包括具有如图所示的U型构造的第一凸缘23和第二凸缘24。第一凸缘23压入细长凹部或凹槽25中，所述细长凹部或凹槽形成在第一构件13的限定内部空间15的上壁或下壁26的外部，并且形成在凸缘27的内部。凸缘27的外表面具有向外形成且纵向延伸的棘齿结构28，该棘齿结构与凸缘24的内表面上的可配合棘齿结构29接合。第二构件14还包括任何期望类型的密封结构30以来防止液体（例如雨水）通过密封结构30进入或流出。因此在使用中，可通过将折叠部22压入凹槽25来利用凸缘23定位固定器带14。如果壁18、19的材料在使用中伸展或膨胀，那么可以进一步向内按压固定器带14，以使得凸缘23进一步地移动至凹部或凹槽25中，从而重新张紧形成壁18、19的板材料。

在太阳能处理装置中，模块10可以包括具有底壁32、侧壁33以及上端壁和下端壁34的处理构件或托盘构件31。托盘构件31的结构和性质可以如国际专利申请No.PCT/AU2009/000503中所述的那样，并将不会在本说明书中进一步阐述。待处理的液体（比如，盐水、微咸水或者污水）在使用中被传输到托盘构件31的上端，以便在底壁32上向下流动。太阳能撞击在该液体流上，以便至少部分地蒸发该液体流，并且使得水蒸气在上壁18的内表面35上冷凝。该冷凝物在内表面35上向下流动，以便被收集在室20的下部区域中。一个或多个液流通道（未示出）可以通过构件13的内壁36定位，以便将清洁冷凝物收集在内部空间15中。一些冷凝物也可以形成在下壁19的内表面37上，这些冷凝物也向下流动到室20的下部区域。这是由于水蒸气在室20内在托盘构件31的上方和下方以及围绕托盘构件31的上边缘或下边缘循环（见图2）。托盘构件31可以通过接合在托盘构件31的边缘凸缘39下面的横支架构件38来支撑。横支架构件38的端部可以支撑在第一构件13中的上部面向内的凹槽40内。至少一个纵向支架构件41（上和下）定位成在托盘构件31的底壁32的下面支撑所述托盘构件。支架构件（一个或多个）41的端部可以支撑在构件13的下部面向内的凹槽42中。如果希望的话，可以在托盘构件31的上壁18与底壁32之间定位垫片构件（未显示），以确保壁18的内表面35上的冷凝物与托盘构件31的底壁32上的处理液体之间分离。如PCT/AU2009/000503所披露的，所述垫片构件（一个或多个）可以是独立形成的构件或者可以由托盘构件31的材料一体形成。

现在将参考图3和图4中所示的替代优选实施方式。在本实施方式中，框架11的边缘连接器装置12已经修改为与一对第二构件50配合性地相互接合。每个第二构件50包括本体部51以及具有相对面53、54的凸缘部分52。其中一个凸缘面53具有多个间隔开的棘齿结构55，每个棘齿结构均具有面向凸缘部分52的自由端57的前斜坡面56。主体部51包括用于以与图1、图2的实施方式相同的方式来接收和保持密封构件30的凹部58。凸缘面54还包括间隔的突起59，所述突起适于在使用中将上壁18的塑料板材料按压抵靠在细长凹部或凹槽25的壁面上。如图3所示，与之前的实施方式相似，形成上壁18的塑料板材料的边缘优选地具有预成型折叠部22，所述预成型折叠部形成在上述边缘中以使得塑料板材料的一部分接合凸缘部分52的两个面53、54。细长凹部或凹槽25的内面60包括突出结构61，所述突出结构在使用中（图3）与凸缘部分52上的其中一个棘齿结构55可选择性地接合。因此，第二构件50能被推入凹部25中，以便将更加向外定位的棘齿结构55与突出结构61接合，从而更进一步地伸展形成上壁18的材料。图3的实施方式中的构件13的内壁36包括间隔开的向内突出凸缘62、63、64和65，所述突出凸缘限定三个凹槽66、67和68。凸缘64可以被用于支撑和定位托盘构件31（图1、图2），并且凹槽66、68可用于支撑垫片构件以便将上壁18保持在期望的位置中以及类似地将下壁（未示出）保持在期望的位置中。

图5和图6示意性地示出了根据本发明的一个优选实施方式的太阳能处理模块10的装配和制造中的进行阶段。在图5中，一对间隔开的侧部第一挤压铝构件13已经在初始形成为矩形周界框架11，这通过将所述一对间隔开的侧部第一挤压铝构件与端部第一挤压铝构件13（未示出）连接来实现，其中拐角如之前描述的那样斜角连接。通过紧固件71（典型地，旋拧螺纹紧固件）将至少一个或优选地多个横支架构件70与第一构件13连接，所述横支架构件的长度略大于侧部第一构件13之间的宽度。所述横支架构件沿着侧部第一构件13的长度隔开，并且因为所述横支架构件的长度略大于第一构件13之间的宽度，所以所述横支架构件有弹性地弯成弓形，在图5中以略夸张的方式示出。同时侧部构件13朝外成角度，同样也在图5中以略夸张方式示出。接着，将包括横支架构件70的周界框架放置在支撑夹具72中（图6），其中透明或高度半透明的硬质但具有柔性的薄塑料材料板的上壁18如前所述的那样通过第二构件50固定至第一构件13。优选地，至少一个纵向支撑物73或两个间隔开纵向支撑物74、75定位于上壁18的内表面与托盘构件31的底壁32之间。便利地，当模块10从夹具72中释放时，横支架构件70会试图恢复图5中所示的弓形形状，在这情况下，所述横支架构件导致通过第二构件50固定至侧部第一构件13的上壁18上的横切或横向拉伸的水平增加。因此，当上壁18的温度在使用期间增加且上壁18的材料轻微膨胀时，由于内表面35很好地与托盘构件31的底壁32隔开，材料中增加的横向张力会依然保持拉紧的上壁。

下壁19可能在模块10保持在夹具72中的同时或者在所述模块从所述夹具释放之后固定在位。用于上壁18和下壁19的材料以及托盘构件31的材料和构造可以如国际专利申请No.PCT/AU2009/000503中所述的那样。

尽管附加示出了本发明的优先实施方式，但应理解在所附权利要求书的范围内可以进行改动。

Claims (18)

1.一种边缘连接器装置，用于形成太阳能处理装置的周界边缘区，所述太阳能处理装置具有由柔性塑料板构件形成的至少一个壁，所述边缘连接器装置具有第一构件，所述第一构件限定沿着所述第一构件纵向延伸的第一细长凹部，所述边缘连接器装置还包括具有第一细长凸缘的第二构件，所述第一细长凸缘适于在使用中伸入至所述第一细长凹部内，从而将所述柔性塑料板构件的边缘区保持在所述第一细长凹部内。

2.根据权利要求1所述的边缘连接器装置，其中，所述柔性塑料板构件的边缘区包括折叠部，由此所述柔性塑料板构件的一部分定位于所述第二构件的所述第一细长凸缘的相对侧上。

3.根据权利要求2所述的边缘连接器装置，其中，所述折叠部在所述柔性塑料板构件的边缘区中预成型。

4.根据权利要求1或2所述的边缘连接器装置，其中，所述第二构件的第一细长凸缘能够在至少两个间隔位置中可选择性地定位于所述第一构件的所述第一细长凹部中，由此所述第一细长凸缘保持在所述第一细长凹部中的不同进入深度处。

5.根据权利要求4所述的边缘连接器装置，其中，所述第一细长凸缘包括位于所述第一细长凸缘的一个面上的至少一个棘齿结构，该棘齿结构或每个所述棘齿结构能够与所述第一细长凹部的内壁上的一个或多个向内的突出结构接合。

6.根据权利要求5所述的边缘连接器装置，其中，多个间隔开的所述棘齿结构形成于所述第一细长凸缘的所述一个面上。

7.根据权利要求5或6所述的边缘连接器装置，其中，所述第一细长凹部的内壁上的所述一个或多个向内的突出结构形成为棘齿结构。

8.根据权利要求7所述的边缘连接器装置，其中，多个所述棘齿结构形成在所述第一细长凹部的内壁上。

9.根据权利要求4所述的边缘连接器装置，其中，所述第一构件包括位于所述第一细长凹部外部的第二细长凸缘，所述第二细长凸缘包括与所述第二构件上的棘齿结构配合的棘齿结构，以使得所述第二构件能够可选择性地保持在所述至少两个间隔位置中。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的边缘连接器装置，其中，该棘齿结构或每个所述棘齿结构沿着所述边缘连接器装置完全地延伸。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的边缘连接器装置，其中，所述第二构件包括在使用中能够与所述柔性塑料板构件的外表面接合的密封装置。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的边缘连接器装置，其中，所述第一构件包括沿着所述第一构件的长度纵向延伸从而能够接收和运输液体的管道装置。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的边缘连接器装置，其中，所述第一构件限定相互间隔开的两个所述第一细长凹部，利用接合在相应的所述第一细长凹部中的分离的所述第二构件，所述第一细长凹部中的每一个在使用中均能够与分离的所述柔性塑料板构件配合。

14.根据权利要求13所述的边缘连接器装置，还包括位于所述两个间隔开的第一细长凹部之间的至少一个细长凹槽。

15.一种太阳能处理装置，包括四个周界边缘区以及两个间隔开的上柔性塑料板和下柔性塑料板，每个所述周界边缘区由至少一个根据权利要求1至14中任一项所述的边缘连接器装置形成。

16.一种太阳能处理装置，包括：矩形或正方形周界框架，所述周界框架具有通过两个端部边缘框架构件连接的两个侧部边缘框架构件以及与所述边缘框架构件相连从而形成所述太阳能处理装置的上壁的柔性塑料板构件；将所述上壁连接至所述边缘框架构件的边缘连接器装置；以及至少一个横框架构件，所述至少一个横框架构件接合相对的所述边缘框架构件，以便沿向外的方向驱使与所述相对的边缘框架构件关联的所述边缘连接器装置。

17.根据权利要求16所述的太阳能处理装置，其中，该横框架构件或每个所述横框架构件在所述侧部边缘框架构件之间并且在所述端部框架构件的中间延伸。

18.根据权利要求16或17所述的太阳能处理装置，其中，所述边缘连接器装置为权利要求1至14中任一项所限定的边缘连接器装置。

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