CN102844274A - 利用太阳能的各种水蒸馏装置以及蒸馏方法 - Google Patents

利用太阳能的各种水蒸馏装置以及蒸馏方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102844274A
CN102844274A CN2010800651572A CN201080065157A CN102844274A CN 102844274 A CN102844274 A CN 102844274A CN 2010800651572 A CN2010800651572 A CN 2010800651572A CN 201080065157 A CN201080065157 A CN 201080065157A CN 102844274 A CN102844274 A CN 102844274A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
pipe
cohesion
vapour
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800651572A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102844274B (zh
Inventor
洪廷豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN102844274A publication Critical patent/CN102844274A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102844274B publication Critical patent/CN102844274B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/0011—Heating features
    • B01D1/0029—Use of radiation
    • B01D1/0035—Solar energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/26—Multiple-effect evaporating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0057—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
    • B01D5/006—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/30—Solar heat collectors using working fluids with means for exchanging heat between two or more working fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425—Horizontal axis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Abstract

本发明涉及一种利用太阳能的水蒸馏装置及蒸馏方法。更详细而言，涉及太阳跟踪式圆筒形抛物面镜太阳能集热器，该太阳能集热器固定太阳能集热器的太阳光反射面焦点轴，所述太阳光反射面焦点轴具有反射太阳光而能够聚集太阳光的反射面，太阳光反射面以焦点轴为中心左右旋转，进一步形成太阳能集热器式太阳能蒸发装置，该装置在所述太阳能集热器的焦点轴位置设置通过太阳能加热水并使之膨胀的膨胀水管和将膨胀的水冷却并使之凝聚的凝聚水槽；在所述太阳能集热器的相同的焦点轴位置设置利用太阳能和高温水蒸气同时加热水并使水蒸发的蒸发水槽和通过太阳能加热在蒸发水槽产生的水蒸气的水蒸气再加热蒸汽管，且进一步包含与所述太阳能蒸发装置一同预热需要蒸发的水并冷却蒸馏的蒸馏水的热交换器和在运转初期能够将水填满于太阳能蒸发装置的供水用手动泵。因此，本发明无需油料或电能等能量而只利用太阳能通过抽水、热交换、水蒸气再加热及蒸发的复合工序获得以高效率蒸馏海水或各种水的效果。

Description

利用太阳能的各种水蒸馏装置以及蒸馏方法
技术领域
本发明涉及一种利用太阳能的各种水(本发明中，“各种水”是指“海水”或“如废水等各种水”，以下标记为“水”)的蒸馏装置及蒸馏方法，更详细而言，涉及包含海水的各种水的蒸馏方法以及其装置，其构成为如下：在圆筒形抛物面镜太阳能集热器等具有高性能太阳能集热功能的太阳能集热器中，固定集热器的反射面焦点轴，而圆筒形抛物面镜以反射面焦点轴为中心左右旋转而构成跟踪太阳的圆筒形抛物面镜太阳能集热器，在固定于所述太阳能集热器的反射面焦点轴的支撑棒上分别设置膨胀水管和凝聚水槽，并用太阳能加热水使之膨胀，然后用凝聚水槽内的水使膨胀的水凝聚，通过此作用可以同时执行加热水和供水功能，另外，在固定于反射面焦点轴的支撑棒上设置蒸发水槽和水蒸气再加热蒸汽管，用太阳能加热水蒸气，并用经加热的高温水蒸气和太阳能同时加热整发水槽内的水，将太阳热与水蒸气的残热一起再利用于水的蒸发，以此结构形成太阳能蒸发装置，并设置所述太阳能蒸发装置的同时还设置热交换器以及手动泵，对流进蒸发装置的低温水进行预热，而对从蒸发装置排放的高温蒸馏水进行冷却，以此结构并利用太阳能进行抽水、水蒸气再加热、蒸发及热交换的复合功能。
背景技术
作为现有所利用的蒸馏或蒸发技术，代表性的有多效蒸馏(Multi-Effect Distillation)系统和多级闪蒸(Multi-Stage Flashing)系统。这些蒸发系统，用水蒸气加热水后蒸发水，并在将此时发生的水蒸气作为蒸发热源再利用的过程中，每次经过蒸发器的一个阶段时，发生水蒸气的温度逐渐变低。为了用该温度变低的水蒸气蒸发水，需利用减压泵降低蒸发室的气压。因此存在用于减压的动力费用、及随此所需的附属设施费用、运转费用增多的问题。而且，蒸汽压缩(Mechanical VaporCompression)蒸发方法也存在需要用于蒸汽压缩的动力费用、附属设施费用以及运转费用增多的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种不需要运转费用且装置费用低廉的利用太阳能的水蒸馏装置以及蒸馏方法。
本发明的另一目的在于，提供一种在太阳能集热器的反射面焦点轴构成水的膨胀、凝聚、水蒸气的再加热以及蒸发等复合功能，通过这些复合化的功能具有仅用太阳能以高效率蒸馏水的效果的利用太阳能的水蒸馏装置以及蒸馏方法。
根据本发明，所述目的通过太阳能蒸馏装置而达成，所述太阳能蒸馏装置，其特征在于，包括：圆筒形抛物面镜的太阳能集热器，其具备太阳光反射面，该太阳光反射面反射太阳光并形成聚集太阳光的焦点轴；凝聚水槽，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，并从外部流进水；膨胀水管，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，并通过太阳能加热及膨胀所述凝聚水槽的水；凝聚水管，贯穿所述凝聚水槽，将在所述膨胀水管加热及膨胀的水与流进所述凝聚水槽的水进行热交换进而冷却及凝聚；蒸发水槽，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，并通过太阳能蒸发在所述凝聚水管凝聚的水进而产生低温的水蒸气；水蒸气再加热蒸汽管，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，并通过太阳能再加热在所述蒸发水槽产生的低温的水蒸气进而产生高温的水蒸气；加热水蒸气管，贯穿所述蒸发水槽，将在所述水蒸气再加热蒸汽管产生的高温的水蒸气与流进所述蒸发水槽的水进行热交换使之凝聚进而产生蒸馏水。
所述太阳能蒸馏装置，其特征在于，进一步包括，固定支撑棒，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，用于支撑所述凝聚水槽、所述膨胀水管、所述蒸发水槽和所述水蒸气再加热蒸汽管。
所述太阳能蒸馏装置，其特征在于，在连接所述凝聚水槽和所述膨胀水管的配管、连接所述膨胀水管和所述凝聚水管的配管、连接所述凝聚水管和所述蒸发水槽的配管分别设置有止回阀用于调整水的流动方向。
所述太阳能蒸馏装置，其特征在于，所述凝聚水槽、所述膨胀水管、所述蒸发水槽和所述水蒸气再加热蒸汽管经黑体表面处理。
所述太阳能蒸馏装置，其特征在于，所述膨胀水管和所述水蒸气再加热蒸汽管以螺旋形卷绕在所述固定支撑棒的外周。
所述太阳能蒸馏装置，其特征在于，进一步包括：泵，向所述凝聚水槽供应外部的水；送水管，将从所述泵排放的水引导至所述凝聚水槽；热交换器，将流在所述送水管的水和由所述加热水蒸气管经蒸馏的蒸馏水互相进行热交换。
根据本发明的其他领域，所述目的通过利用太阳能的水蒸馏方法而达成。所述利用太阳能的水蒸馏方法包括如下步骤：准备圆筒形抛物面镜的太阳能集热器，所述圆筒形抛物面镜的太阳能集热器具备反射太阳光并形成聚集太阳光的焦点轴的太阳光反射面；向配置于所述焦点轴上的膨胀水管供应水并通过太阳能加热及膨胀水；通过安装于凝聚水槽的内部的凝聚水管凝聚通过所述膨胀水管加热及膨胀的水，其中所述凝聚水槽配置在所述焦点轴上；通过配置于所述焦点轴上的蒸发水槽利用太阳能蒸发在所述凝聚水管凝聚的水进而产生低温的水蒸气；通过配置于所述焦点轴上的水蒸气再加热蒸汽管利用太阳能再加热在所述蒸发水槽产生的低温的水蒸气进而产生高温的水蒸气；通过安装于所述蒸发水槽的内部的加热水蒸气管将在所述水蒸气再加热蒸汽管产生的高温的水蒸气与流进所述蒸发水槽的水进行热交换使之凝聚进而产生蒸馏水。
所述利用太阳能的水蒸馏方法进一步包括如下步骤，即，将供应到所述膨胀水管的水和由所述加热水蒸气管经蒸馏的蒸馏水互相进行热交换。
通过本发明，仅用太阳能以少量太阳能将包含多量海水的各种水无需运转人力也能进行蒸馏，从而能代替现有的利用人工能量的高费用的蒸发装置，除海水淡化领域外还能贡献于废水处理等环境领域，考虑未来缺水状况可以利用于生活废水的再利用，由此可以期待经济性效果。
附图说明
图1是示出利用太阳能的水蒸馏装置的整体构造的主视图。
图2是沿图1的A1-A2的截面图。
图3是沿图1的B1-B2的截面图。
图4是沿图1的C1-C2的截面图。
图5是沿图1的D1-D2的截面图。
图6是图1的俯视图。
图7是图1的右视图。
图8是图1的左视图。
图中：
1：太阳能蒸发装置，2：双管式热交换器，3：手动泵，4：供水槽，5：蒸馏水集水槽，10：钢化玻璃，11：抛物面镜侧面板，12：圆筒形抛物面镜，13：太阳能蒸发装置支撑棒，14：膨胀水管，15：圆筒形凝聚水槽，16：圆筒形蒸发水槽，17：水蒸气再加热蒸汽管，18：旋转驱动轴，21：热交换器内管，22：热交换器外管，31：泵缸，101、102、103、302、303：止回阀，104：排气阀，105：水蒸气疏水阀，111：支撑棒固定侧面板，112：抛物面镜侧面板结合导轨，131：太阳能蒸发装置托架，151：凝聚水管，152：凝聚水槽排水管，161：加热水蒸气管，162：水位调整用排水管，163：水蒸气室，181：驱动轴挂，601、602、603、604、605、606、607：送水管，a：热交换器外管排水口，b：热交换器外管入水口，c：热交换器内管入水口，d：热交换器内管排水口，e：气缸排气孔
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明。
图1是示出本发明的整体构成要素的代表图。本发明的主要构成要素包括由太阳能集热器而成的蒸发装置、热交换器以及供水用手动泵，其中，太阳能集热器蒸发装置由具备太阳跟踪构造的左右旋转式太阳能聚光反射面和在所述反射面的焦点中心轴设置的具有通过太阳能进行水的膨胀、凝聚、蒸发及水蒸气再加热功能的管或圆筒而成，热交换器将流进所述蒸发装置的水和从蒸发装置排出的蒸馏水进行热交换，供水用手动泵在初期启动时使用。
太阳能蒸馏装置的太阳能集热方法利用了具有能够将太阳能集热到高温的太阳光反射面的太阳能集热器。如上所述的太阳能集热器具有现商用化的圆筒形抛物面镜式太阳能集热器、PTC(Parabolic TroughConcentration)型太阳能集热器以及CPC(Compound ParabolicConcentration)型太阳能集热器等多种太阳能集热器，但在本发明的构成中将圆筒形抛物面镜太阳能集热方式作为代表而使用，热交换器是将双管式的热交换方式作为代表而使用。
因此本发明的主要构成是，如图1所述，在太阳能集热器的反射面焦点轴上配置具有水的膨胀，凝聚，蒸发以及水蒸气再加热功能的太阳能蒸发装置1以及包含双管式热交换器2、手动泵3、供水槽4以及蒸馏水集水槽5，从而将各种水利用太阳能加热并使之蒸发。
更详细而言，所述太阳能蒸发装置1包括：圆筒形抛物面镜12，向太阳光反射面反射太阳光并将太阳光聚集(Focusing)在反射面焦点轴，可以仅将太阳光反射面以反射面焦点轴为中心左右旋转而跟踪太阳；膨胀水管14，固定于所述圆筒形抛物面镜12的焦点轴的支撑棒，用于吸收太阳能；圆筒形凝聚水槽15；圆筒形蒸发水槽16以及水蒸气再加热蒸汽管17。
构成如下圆筒形抛物面镜太阳能集热器1，即，在所述太阳能蒸发装置的圆筒形抛物面12的开口面(Aperture)的上部覆盖阻挡辐射能的钢化玻璃10，用于通过短波长光线和红外线，而阻挡辐射能引起的长波长的红外线，以放聚集在反射镜12的焦点轴的热能再次辐射到外部。(以下将“圆筒形抛物面镜太阳能集热器1”称为“太阳能蒸发装置1”或者简称为“蒸发装置”。)
更详细而言，构成如下太阳能蒸发装置1，即，太阳能蒸发装置1的支撑棒13是，将其两端设置在两方托架131并将支撑棒13固定于反射面焦点轴的位置，圆筒形抛物面镜12的两侧抛物面镜侧面板11结合于通过结合导轨112固定的支撑棒13两端的固定侧面板111，进而圆筒形抛物面镜12以固定于反射面焦点轴的支撑棒13为中心进行左右旋转，在所述太阳能蒸发装置1的反射面焦点轴的固定支撑棒13上设置经黑体表面处理的膨胀水管14，且在所述反射面焦点轴的固定支撑棒13上设置在内部安装有凝聚水管151和凝聚水槽排水管152的经黑体表面处理的圆筒形凝聚水槽15。在膨胀水管14和凝聚水管151的两端和中间分别结合调整流体的流动方向的止回阀101、102、103，凝聚水槽排水管152和膨胀水管14用止回阀101结合而构成为水能够流进膨胀水管14使得通过所述结构引起膨胀水管14内的水的膨胀作用和凝聚水管151内的水的凝聚作用能够同时进行水的加热和供水功能而构成膨胀水管14和圆筒形凝聚水槽15。
在所述太阳能蒸发装置1的反射面焦点轴的固定支撑棒13上设置经黑体表面处理的圆筒形蒸发水槽16和经黑体表面处理的水蒸气再加热蒸汽管17。在所述圆筒形蒸发水槽16的后端上部具备水蒸气室(SteamRoom)163，在圆筒形蒸发水槽16的内部设置有排气阀104和结合有水蒸气疏水阀(Steam Trap)105的加热水蒸气管161以及用于调整圆筒形蒸发水槽16内部的水位的排水管(Overflow Drain Tube)162。圆筒形蒸发水槽16的后端的水蒸气室163和圆筒形蒸发水槽16内的加热水蒸气管分别结合于水蒸气再加热蒸汽管17的两端。
通过如上所述构成形成如下太阳能蒸发装置1。即，膨胀水管14和圆筒形凝聚水槽15通过太阳能进行水的加热、抽水及供水功能，圆筒形蒸发水槽16和水蒸气再加热蒸汽管17利用太阳能和供应到加热水蒸气管161的高温水蒸气同时加热圆筒形蒸发水槽16内的水，从而将太阳能和水蒸气的潜热再利用于蒸发。
设置所述膨胀水管14、凝聚水管151、加热水蒸气管161和水蒸气再加热蒸汽管17的方法有很多，但在本发明中膨胀水管14、圆筒形凝聚水槽15、圆筒形蒸发水槽16及水蒸气再加热蒸汽管17的金属表面经黑体表面处理而能够最大限度地吸收太阳能。根据设置方法将如下方式作为本发明的代表性的手段。即，膨胀水管14和水蒸气再加热蒸汽管17是以固定支撑棒13为中心螺旋形卷绕设置经黑体表面处理的金属管，凝聚水管151和加热水蒸气管161也以螺旋形卷绕设置于圆筒形凝聚水槽15和圆筒形蒸发水槽16的内部。
在如上所述构成的太阳能蒸发装置1、供水槽4及蒸馏水集水槽5之间设置热交换器2，所述热交换器热交换从蒸发装置1排放的高温凝聚水和流进蒸发装置的低温海水，并构成在蒸发装置初期运转时用于向膨胀水管14、凝聚水管151、圆筒形凝聚水槽15及圆筒形蒸发水槽16填满水的手动泵3。
若说明如上所述构成的本发明的动作原理则为如下。
若以太阳跟踪方式操作本发明的太阳能蒸发装置1时，将太阳跟踪用驱动轴结合于圆筒形抛物面镜的旋转驱动轴18的驱动轴挂181，若以固定方式操作太阳能蒸发装置1时，将太阳能蒸发装置1的开口面(Aperture)朝天空垂直固定。本发明的太阳能蒸发装置1只提供太阳跟踪功能，而太阳跟踪装置并不包含于本发明。
如上所述完成太阳能蒸发装置1的所有结构时，在初期运转时启动手动泵3向圆筒形凝聚水槽15、膨胀水管14、凝聚水管151及圆筒形蒸发水槽16依次填满需要蒸馏的水。填满水后，溢出的水通过圆筒形蒸发水槽16的排水管(Overflow Drain Tube)162进行排水。此时，停止运转手动泵3关闭关闭阀301。
填满需要蒸馏的水的过程则为如下。
首先，若拉泵的手柄，则热交换器2侧的止回阀303被关闭而供水槽4侧的止回阀302被打开，从而海水从供水槽4经过送水管605、止回阀302、关闭阀301流入泵缸31内。此时，若将泵的手柄推进泵缸31内，则供水槽4侧的止回阀302被关闭而热交换器2侧的止回阀303被打开，从而水从泵缸31流进太阳能蒸发装置1侧。汽缸排气孔e用于疏通空气使泵顺利运转。
需要蒸馏的水的流通渠道为从供水槽4以送水管605、止回阀302、送水管606、关闭阀301、手动泵3、关闭阀301、送水管606、止回阀303、送水管607、热交换器外管入水口a、热交换器外管22、热交换器外管排水口b、送水管601、圆筒形凝聚水槽15、凝聚水槽排水管152、止回阀101、膨胀水管14、止回阀102、凝聚水管151、止回阀103、圆筒形蒸发水槽16的顺序填满水，若圆筒形蒸发水槽16被填满时，溢出的水经过水位调整用排水管162和送水管603流进供水槽5。
如上所述若在太阳能蒸发装置1填满水，则蒸发过程为如下。
若太阳能蒸发装置1的固定的焦点轴充分接收太阳直射光和圆筒形抛物面镜12的太阳反射光，则位于圆筒形抛物面镜12的焦点轴上的膨胀水管14、圆筒形凝聚水槽15、圆筒形蒸发水槽16及水蒸气再加热蒸汽管全部被加热。膨胀水管14内部的水充分被加热而生成水蒸气时，由于水蒸气的体积膨胀而膨胀水管14内部的压力上升，此时由于凝聚水槽排水管152侧的设有止回阀101的方向为反方向，因此水和水蒸气不能流动，而凝聚水管151侧的设有止回阀102的方向为正方向，因此水和水蒸气通过止回阀102流进圆筒形凝聚水槽15内的凝聚水管151。流进凝聚水管151的水和水蒸气通过圆筒形凝聚水槽15的内部的水被凝聚而凝聚水管151内的水和水蒸气被收缩，从而凝聚水管151的内部由于减压作用而圆筒形蒸发水槽16侧的止回阀103被关闭，膨胀水管14侧的止回阀102被打开，进而水和水蒸气由于收缩力经过膨胀水管14侧的止回阀102流进凝聚水管151。
反复进行所述过程时，膨胀水管14内的水膨胀，此时凝聚水槽排水管152侧的止回阀101被关闭，而膨胀水管14侧的止回阀102和圆筒形蒸发水槽16侧的止回阀被打开，从而水从膨胀水管14经过凝聚水管151流进圆筒形蒸发水槽16。
凝聚水管151内部的水和水蒸气凝聚时，凝聚水槽排水管152侧的止回阀101和膨胀水管14侧的止回阀102被打开而圆筒形蒸发水槽16侧的止回阀103被关闭，从而水从外部通过凝聚水槽排水管152侧的止回阀101流进膨胀水管14。
如上所述，通过膨胀水管14和圆筒形凝聚水管15的膨胀和凝聚作用具有从外部抽水而向圆筒形蒸发水槽16供水的功能。
通常，加热水来产生水蒸气时，水蒸气的体积约膨胀1600倍，从而产生膨胀力，另一面冷却水蒸气时，体积约收缩1600分之1，从而产生收缩力，所述方法是利用所述膨胀和收缩现象的抽水方法。
如上所述，水流进圆筒形蒸发水槽16时，蒸发水槽16内的水通过太阳能被加热，从而蒸发水槽内的水沸腾。此时，由于沸腾产生的水蒸气聚集在水蒸气室163，而聚集于水蒸气室163的水蒸气供应到水蒸气再加热蒸汽管17，而供应到水蒸气再加热蒸汽管17的水蒸气通过太阳能被加热变为高温水蒸气，所述高温水蒸气供应到圆筒形蒸发水槽16内的加热水蒸气管161，此时，利用太阳能和再加热的高温水蒸气加热圆筒形蒸发水槽16内的水，从而更加促进蒸发。
如上所述，是利用太阳能和高温水蒸气蒸发圆筒形蒸发水槽16内的水，此时，被蒸发的水蒸气通过太阳能加热来提高水蒸气的温度从而重新利用为蒸发热源的蒸发方法。利用为蒸发热源的水蒸气利用于水加热后，凝聚而成为蒸馏水，所述蒸馏水通过水蒸气疏水阀105后经过送水管602、热交换器内管入水口c、热交换器内管21、热交换器内管排水口d及送水管604排放到蒸馏水集水槽5。
此时，排气阀104将水蒸气内的空气向外部排出。流进太阳能蒸发装置1的水和从太阳能蒸发装置排出的蒸馏水进行热交换，并预热需要蒸发的水而提高热效率，而生成于蒸发装置的蒸馏水能够获得冷却的效果。
因此，本发明是一种具有只用太阳能进行水的抽水、水蒸气再加热及蒸发的功能的太阳能蒸发装置，其特征在于，提供通过太阳能以高效率蒸馏包含海水的各种水的方法。

Claims (8)

1.一种利用太阳能的水蒸馏装置，其特征在于，包括：
圆筒形抛物面镜的太阳能集热器，其具备太阳光反射面，所述太阳光反射面反射太阳光并形成聚集太阳光的焦点轴；
凝聚水槽，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，并从外部流进水；
膨胀水管，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，并通过太阳能加热及膨胀所述凝聚水槽的水；
凝聚水管，贯穿所述凝聚水槽，将在所述膨胀水管加热及膨胀的水与流进所述凝聚水槽的水进行热交换进而冷却及凝聚；
蒸发水槽，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，并通过太阳能蒸发在所述凝聚水管凝聚的水进而产生低温的水蒸气；
水蒸气再加热蒸汽管，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，并通过太阳能再加热在所述蒸发水槽产生的低温的水蒸气进而产生高温的水蒸气；
加热水蒸气管，贯穿所述蒸发水槽，将在所述水蒸气再加热蒸汽管产生的高温的水蒸气与流进所述蒸发水槽的水进行热交换使之凝聚进而产生蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能的水蒸馏装置，其特征在于，进一步包括，固定支撑棒，配置于所述太阳能集热器的焦点轴上，用于支撑所述凝聚水槽、所述膨胀水管、所述蒸发水槽和所述水蒸气再加热蒸汽管。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能的水蒸馏装置，其特征在于，在连接所述凝聚水槽和所述膨胀水管的配管、连接所述膨胀水管和所述凝聚水管的配管、连接所述凝聚水管和所述蒸发水槽的配管分别设置有止回阀。
4.根据权利要求1所述的利用太阳能的水蒸馏装置，其特征在于，所述凝聚水槽、所述膨胀水管、所述蒸发水槽和所述水蒸气再加热蒸汽管经黑体表面处理。
5.根据权利要求2所述的利用太阳能的水蒸馏装置，其特征在于，所述膨胀水管和所述水蒸气再加热蒸汽管以螺旋形卷绕在所述固定支撑棒的外周。
6.根据权利要求1所述的利用太阳能的水蒸馏装置，其特征在于，进一步包括：
泵，向所述凝聚水槽供应外部的水；
送水管，将从所述泵排放的水引导至所述凝聚水槽；
热交换器，将流在所述送水管的水和由所述加热水蒸气管经蒸馏的蒸馏水互相进行热交换。
7.利用太阳能的水蒸馏方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
准备圆筒形抛物面镜的太阳能集热器，所述圆筒形抛物面镜的太阳能集热器具备反射太阳光并形成聚集太阳光的焦点轴的太阳光反射面；
向配置于所述焦点轴上的膨胀水管供应水并通过太阳能加热及膨胀水；
通过安装于凝聚水槽的内部的凝聚水管凝聚通过所述膨胀水管加热及膨胀的水，其中所述凝聚水槽配置在所述焦点轴上；
通过配置于所述焦点轴上的蒸发水槽利用太阳能蒸发在所述凝聚水管凝聚的水进而产生低温的水蒸气；
通过配置于所述焦点轴上的水蒸气再加热蒸汽管利用太阳能再加热在所述蒸发水槽产生的低温的水蒸气进而产生高温的水蒸气；
通过安装于所述蒸发水槽的内部的加热水蒸气管将在所述水蒸气再加热蒸汽管产生的高温水蒸气与流进所述蒸发水槽的水进行热交换使之凝聚进而产生蒸馏水。
8.根据权利要求7所述的利用太阳能的水蒸馏方法，其特征在于，该方法进一步包括，将供应到所述膨胀水管的水和由所述加热水蒸气管经蒸馏的蒸馏水互相进行热交换。
CN201080065157.2A 2010-03-03 2010-03-03 利用太阳能的各种水蒸馏装置以及蒸馏方法 Expired - Fee Related CN102844274B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2010/001306 WO2011108771A1 (ko) 2010-03-03 2010-03-03 태양열을 이용한 각종 물 증류장치 및 증류방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102844274A true CN102844274A (zh) 2012-12-26
CN102844274B CN102844274B (zh) 2014-11-05

Family

ID=44542397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080065157.2A Expired - Fee Related CN102844274B (zh) 2010-03-03 2010-03-03 利用太阳能的各种水蒸馏装置以及蒸馏方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120318658A1 (zh)
CN (1) CN102844274B (zh)
WO (1) WO2011108771A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11285400B2 (en) * 2014-05-19 2022-03-29 D And D Manufacturing Multi-effect solar distillation system and associated methods

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104556280A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 浙江宏阳新能源科技有限公司 一种太阳能蒸馏净水器
US11325846B2 (en) 2020-06-22 2022-05-10 D And D Manufacturing Solar distillation system with supplemental distillation units and associated methods
CN112093841A (zh) * 2020-07-31 2020-12-18 曾庆福 一种太阳能蒸馏饮水系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2803591A (en) * 1953-04-29 1957-08-20 Coanda Henri Apparatus for purification of undrinkable water
KR20020066502A (ko) * 2001-02-12 2002-08-19 박창호 태양열을 이용한 해수 담수화 방법 및 그 장치
CN1535921A (zh) * 2003-04-11 2004-10-13 徐宝安 一种太阳能热虹吸循环浸没管式多效蒸发脱盐装置
JP2005214139A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Xenesys Inc 太陽熱発電及び淡水化システム
JP2006125700A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽熱集熱装置および太陽熱集熱装置を用いた緑化、放牧方法
CN201059805Y (zh) * 2006-10-29 2008-05-14 宗师全 抛物线凹型槽反射镜聚焦太阳能发电、净水装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1683266A (en) * 1925-08-05 1928-09-04 Lewis H Shipman Solar heating apparatus
US2141330A (en) * 1937-03-15 1938-12-27 Abbot Charles Greeley Solar distilling apparatus
US3300393A (en) * 1962-07-25 1967-01-24 Franklin G Fisher Saline spray distillation within rotating solar heater
US3915147A (en) * 1973-12-03 1975-10-28 Arthur E Rineer Solar energy steam generator
US4058110A (en) * 1975-08-05 1977-11-15 Holt F Sheppard Wide angle solar heat collection system
US4075063A (en) * 1976-02-17 1978-02-21 Yaw Jenn Tsay Solar powered distilling device
US4134393A (en) * 1976-07-09 1979-01-16 Virgil Stark Solar energy collection
US4194949A (en) * 1977-06-15 1980-03-25 Virgil Stark Solar distillation apparatus
US4134392A (en) * 1977-09-19 1979-01-16 Spectrum Conversion, Inc. Solar energy collection
US4323052A (en) * 1979-01-05 1982-04-06 Virgil Stark Solar energy system
US4749447A (en) * 1983-05-06 1988-06-07 Lew Hyok S Evacuated evaporation-pressurized condensation solar still
FR2670875B1 (fr) * 1990-12-21 1993-04-23 Djelouah Myriam Chauffe-eau solaire ainsi qu'appareil de refroidissement et de climatisation ou de dessalement de l'eau de mer.
JPH06300363A (ja) * 1993-04-15 1994-10-28 Motoda Electron Co Ltd 太陽熱利用加熱装置
US20080164135A1 (en) * 2005-01-21 2008-07-10 Avraham Slook Solar Desalination Apparatus
DE102009007915B4 (de) * 2008-11-07 2015-05-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Entsalzung von salzhaltigem Wasser
WO2011050317A2 (en) * 2009-10-23 2011-04-28 Altela, Inc. Leverage of waste product to provide clean water

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2803591A (en) * 1953-04-29 1957-08-20 Coanda Henri Apparatus for purification of undrinkable water
KR20020066502A (ko) * 2001-02-12 2002-08-19 박창호 태양열을 이용한 해수 담수화 방법 및 그 장치
CN1535921A (zh) * 2003-04-11 2004-10-13 徐宝安 一种太阳能热虹吸循环浸没管式多效蒸发脱盐装置
JP2005214139A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Xenesys Inc 太陽熱発電及び淡水化システム
JP2006125700A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 太陽熱集熱装置および太陽熱集熱装置を用いた緑化、放牧方法
CN201059805Y (zh) * 2006-10-29 2008-05-14 宗师全 抛物线凹型槽反射镜聚焦太阳能发电、净水装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11285400B2 (en) * 2014-05-19 2022-03-29 D And D Manufacturing Multi-effect solar distillation system and associated methods

Also Published As

Publication number Publication date
CN102844274B (zh) 2014-11-05
WO2011108771A1 (ko) 2011-09-09
US20120318658A1 (en) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2977610B2 (ja) ソーラールーフコレクタ
JP3698730B2 (ja) 淡水化装置及びその運転方法
US20120112473A1 (en) Solar desalination system with reciprocating solar engine pumps
CN107027304B (zh) 多效太阳能蒸馏系统及相关方法
CN102844274B (zh) 利用太阳能的各种水蒸馏装置以及蒸馏方法
US11255585B2 (en) Heat transfer device
CN204873910U (zh) 一种基于吸光沸腾的太阳能海水淡化装置
US20180169541A1 (en) Solar desalination device and method
CN103069174A (zh) 太阳能压缩机/泵组合
US20120325644A1 (en) Throughput solar still
CN102923802A (zh) 固定条形镜面太阳能线聚光组合海水淡化装置及淡化方法
US11047626B2 (en) Heat transfer device
US20150344325A1 (en) Device and method for solar distillation
CN112850833A (zh) 海水淡化设备
CN109179543A (zh) 一种高效聚光太阳能海水淡化技术及系统
CN202083124U (zh) 聚光式太阳能制取热水及纯净水装置
KR100993387B1 (ko) 태양열을 이용한 해수를 포함한 각종 물을 증류시키는 방법및 그 장치
CN205527829U (zh) 外凝结式倾斜芯型太阳能蒸馏海水淡化装置
CN113735213B (zh) 一种动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置
RU150516U1 (ru) Солнечный опреснитель
WO2022178926A1 (zh) 被动式全天候一体化太阳能水淡化与冷凝收集装置
CN202936283U (zh) 固定条形镜面太阳能线聚光组合海水淡化装置
CN216377553U (zh) 一种基于cpc集热的太阳能海水淡化与透明辐射冷凝器相结合的全天淡水收集系统
EP3255356B1 (en) Heating device with two combined heat unit and heating method
CN206144725U (zh) 太阳能蒸汽热电系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141105

Termination date: 20190303

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee