CN103112981B - 太阳能净水装置 - Google Patents

Abstract

“太阳能净水装置”利用阳光使太阳能发热管加热，达31度时，发热管涂层发射红外线，加热的水上移至水箱，水箱的相对冷水下移，经过滤层，再入太阳能发热管，如此循环过滤，使核辐射和各种有害物质污染的水过滤污水流入污水瓶，作工业原料。净水供软用和即热式沐浴及空调。如遇阴天无风，在太阳能和风力发电无作用时，自动转入市电经变压器，变成36伏，如淋浴器发生漏电，同时控制电脑意外失控，对人体也无伤害。

Description

太阳能净水装置

1.技术领域：

利用太阳能将水净化，将海水淡化的装置。

2.背景技术：

目前市场上的太阳能发热管，一端开口，一端封闭，由于热水上升，冷水下降的原理，决定了太阳能管子的封闭端，永远在下，大水箱只能高高在上，使在下的封闭端水放不尽，易沉积水垢。太阳能管子很易结冰冻裂，

3.发明内容：

太阳能净水装置结构见图2，原理请看图3实验设备：将二只矿泉水瓶的瓶口“1”，用刀割去，用上、下二根塑料自来水管“3”相连，上面自来水管与瓶隔断。在二根塑料自来水管间，垂直连接二根石英管“4”石英管外壁涂螺旋状红外线发热涂料，在涂料层两端引出两根金属导线。矿泉水瓶底盛放自制活性炭和植物纤维的过滤层“11”、“12”、“13”、“14”四层。在过滤层“11”的上部约3公分处，挖一小孔，用硅胶管“7”引出并用线将硅胶管“7”扎紧，作净水出口，左侧作污水出口“8”，所有接口处，用环氧树脂封闭，使不漏水。将带臭味的含盐分的生活污水“2”，放入左侧矿泉水瓶中，二根导线“10”间连接12伏电瓶“9”，上端接正极，下端接负极，将涂红外线发热涂料的石英管“4”微微加热，使管中的热水上移，进入右侧矿泉水瓶中，矿泉水瓶底部相对冷水经过滤层入红外线发热管“4”，受加热以后，红外线发热管“4”底部的水又上移，由于红外线发热管“4”上端的水温，相对矿泉水瓶上部的水热，又进入矿泉水瓶，矿泉水瓶底部经过滤层的水，又进入红外线发热管“4”的底部，受加热后，又上移，如此循环，使污水过滤，一段时间后，从硅胶管“7”放出的水，无色无味，PH试纸显中性。如打开左侧排污口“8”，随着污水的排出，左瓶压力减小，右瓶的水，经左侧瓶过滤层向上移动，形成反冲，将积聚在左侧瓶过滤层上的污物沉淀冲洗而排出。

如果将12伏电瓶去掉，用太阳光照射红外线发热管“4”，也能达到净水效果(因不加直流电，无磁效应)。

如果把实验中的矿泉水瓶换成大的水箱，将红外线发热管加长，就成了新型的太阳能净水装置。

太阳能净水装置包括：

1.进水口、2.水、3.上端水管、4.太阳能红外线发热管、5.涂层6.电极、7.净水出口、8.排污口9.满水孔、10.导线、11、12、13、14过滤层、15.下端水管。

太阳能净水装置结构见图2，两个一米高的圆筒形水箱，中间相距2米，用上、下两根金属管连接，上端水管(3)与左水箱接连处不通，另一端和右水箱连通。下端水管(15)和左、右水箱都连通。在两根金属水管间，垂直安装多根太阳能红外线发热管(4)，太阳能红外线发热管也叫红外线发热石英管或太阳能管，在这些太阳能管上端的电极(6)都相连，通过开关接36V直流正电压，这些太阳能管下端电极(6)也相连并接36V直流负电压，在两个水箱底部放置自制的活性炭和由植物纤维组成的过滤层，即第一过滤层(11)、第二过滤层(12)、第三过滤层(13)、第四过滤层(14)四层，在过滤层上部1公分处，开一孔，左水箱的孔为排污口(8)，右水箱的孔为净水出口(7)，左水箱上端的孔为进水口(1)，右水箱上端的孔为满水孔(9)，当进水口(1)注入水时，水经过滤层入下端水管(15)分二路，一路经太阳能管至上端水管(3)入右水箱，另一路经过滤层至右水箱，当左、右水箱都注满水时，停止进水，当太阳光照在太阳能发热管(4)上时，将太阳能管(4)中已经过左水箱过滤的水加热，使热水上移，右水箱的冷水，经箱底过滤层，流入下端水管(15)至太阳能发热管，经太阳光加热后，又上升，右水箱的相对冷水又下降，经过滤层进入下端水管(15)，再入太阳能管(4)，经阳光不断加热，水不断上、下循环，水合离子发生逐级分解，同时发生各种型类的聚合反应，随着时间增大，导致沉淀生成，被过滤。净水从净水出口(7)流出，由于右水箱压力减小，，左水箱的水经左水箱底部的过滤层进入下端水管(15)，一路经右水箱底部过滤层向上升至净水出口(7)一路经太阳能红外线发热管进入右水箱，使原右水箱上部的相对冷水下移，这二股水以相对冷水下移为主，如果利用屋顶的斜面，放置同样的净水装置，使位置在上的净水装置的水，又经过位置在下的另一套净水装置，使已净化的水，再净化，可将海水淡化。除了对海水淡化，还可将被核污染的水和蔬菜净化。当铀235的化合物六氟化铀和碘-131，被风雨吹降到蔬菜叶子上时，将沉淀在蔬菜叶子上，随着沉淀的积累，蔬菜叶上的核污染向叶子内部浸透，这样的蔬菜用自来水洗不干净。而用太阳能净水装置可将蔬菜的表面和内部的核污染都滤去。

化学经典理论指出：“物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝对不溶解的物质。金属离子在水中都是以水合离子存在，水合离子发生逐级分解，随着水解的进行，同时发生各种型类的聚合反应，这类聚合度随着时间增大，而最终将导致沉淀生成。”

太阳能净水装置受太阳光照射，红外线发热管在阳光下达到31度，自身发射红外线，如果将太阳能净水装置的红外线发热管接上正负电极，螺旋状红外线发热涂料有磁场作用，使阴离子上升，一次次自动循环、过滤，这种净化的水含较多的阴离子，具有大海、大湖边和森林里的阴离子，并有磁化水的攻效。对人体很有益。

太阳能管和水箱控制原理

新型太阳能发热管的管壁涂层主要材料是硅锗等，能在光照31摄氏度时，自身发射红外线加热，且对人体无害。见图6“1”、“4”、为塑料封口管座，“2”粗石英管、“3”细石英管，“5”塑料管座真空封口，“6”红外线涂层的电极引出导线。

控制线路图4为太阳能管和水箱的控制线路。

感温探头采用一只硅三极管G1把它接成二极管的形式，硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mv/c，即温度每上升1度，发射结电压下降2.5mv，运放A1连接成同相直流放大形式，温度越高晶体管G1的压降越小，运放A1的输出端电压V。越低成线性放大。V。输给运放A2正端，R5、R6、R7为分压电阻，R6为可调电阻，调节R6为运放A2设定比较电平V1，当V。大于V1时，运放A2输出高平，通过D1和分压电阻R8、R9输给G2基极，使G2导通，经R11和发光管LED，触发双向可控硅TLC，使继电器J将触点J1、J2吸合，使220伏交流输至太阳能发热管加热，220伏电源经开关K和保险丝，接C3、R15、D4、D5建立直流工作电压。当冬天无太阳时，水温低，发热管将自动接通电源，达到设定温度又自动切断电源，这样使太阳能发热管不因冰冻而裂损且省电。同时也可供生活用水，如要洗浴，通过即热式淋浴器马上可洗浴。视用户需要可装风力发电机，可用风力发电来供给太阳能发热管，也可用太阳能硅光电池。

新型太阳能管制作

目前市场上的太阳能发热管，一端开口，一端封闭，由于热水上升，冷水下降的原理，决定了太阳能管子的封闭端，永远在下，大水箱只能高高在上，使在下的封闭端水放不尽，易沉积水垢。太阳能管子很易结冰冻裂，针对这些原因，新型的太阳能管为二端开口的真空太阳能管，用大小直径不等的二根石英管子，在小石英管子外壁涂新型的涂层，该涂层主要材料是二氧化硅等，该涂层受太阳光照可自身发热，没有光照时，两端可通电加热。将小石英管放入大石英管中，留出引出的金属导线，然后将大、小石英管之间的空气抽为真空状封装。冬天如气候很冷，又无太阳，太阳能管的本身可通电，接36伏安全电压加热，加热用电和水路分开，很安全。如长期不用，可将管中的水放尽。

太阳能发热管图7，1、4.塑料封装管座，2.大石英管，3.小石英管，5.塑料封口，6.涂层连接导线(由金属弹簧夹、簧片、圆垫圈组成)。

太阳能净水洗菜桶

利用太阳能洗去蔬菜污染的设备。

化学经典理论指出：“物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝对不溶解的物质。金属离子在水中都是以水合离子存在，水合离子发生逐级分解，随着水解的进行，同时发生各种型类的聚合反应，这类聚合度随着时间增大，而最终将导致沉淀生成。”净水洗菜桶可将被核污染的水和蔬菜净化。当铀235的化合物六氟化铀和碘-131，被风雨吹降到蔬菜叶子上时，将沉淀在蔬菜叶子上，随着沉淀的积累，蔬菜叶上的核污染向叶子内部浸透，这样的蔬菜用自来水洗不干净。而用太阳能净水装置可将蔬菜的表面和内部的核污染都滤去。

如将蔬菜放在太阳能净水洗菜桶中，桶中注入自来水，太阳使发热管加热水，使水上移，水箱中的水流过放置的蔬菜，经过滤层，又受太阳能发热管的加热，使水上移，如此不断循环，将先使蔬菜表面的核污染物质溶解于水中，经过滤层沉淀析出，蔬菜内浓度高的核污染物质和重金属，也会随着蔬菜叶表面的净化，内部高浓度污染向表面析出，这是高浓度向低浓度浸润的原因，随着水不断的上下流动，水合离子发生逐级水解和聚合反应，随着时间增大，最终将导致沉淀生成，经过滤层过滤掉，只要掌握使污染物过滤掉的时间，取出蔬菜，可使蔬菜的营养成份不受损失，而污染已被去除。利用这个原理，制作了太阳能净水洗菜桶，见图8“1”太阳能净水洗菜桶盖、2”洗菜桶拎环、“3”过滤层、“4”水阀门、“5”太阳能净水桶、“6”红外线发热管。“7”连通水管、“8”导线、“9”电源、“10”自来水进水。“6”红外线发热管，受太阳光照射，红外线发热管在阳光下达到31度，自身发射红外线，如果将太阳能净水装置的红外线发热管接上正负电极，螺旋状红外线发热涂料有磁场作用，一次次自动循环、过滤使蔬菜洗净。“7”为两个水桶间连接软水管，利用两个水桶间的位置高低，使水反冲，将过滤层“3”的沉淀冲洗，经“4”水阀门放出污水，“8”为电源线，接直流12V至36V的电源“9”，自来水进水从“10”水阀门入。

4.附图说明：

图1、图2是太阳能净水装置示意图：

图中：1进水口、2水、3上端水管、4太阳能红外线发热管、5涂层、6电极、7净水出口8排污口9满水孔、10导线、11、12、13、14过滤层15下端水管、

图3是实验设备示意图：

图中：1矿泉水瓶的瓶口、2生活污水、3.塑料自来水管、4.石英管5.涂红外线发热涂料、6.太阳能发热管电极、7.硅胶管作净水出口、8.硅胶管作污水出口、9、12伏电瓶、10.连接导线、11、12、13、14四层过滤层。

图4是太阳能净水装置的控制线路

图5、图6、图7是太阳能发热管解剖示意图

图中：1、4封装管座、2大石英管、3小石英管、5封口、6涂层连接导线簧片。

图8是太阳能净水洗菜桶示意图

图中1太阳能净水洗菜桶盖、2洗菜桶拎环、3过滤层、4水阀门、5太阳能净水桶、6红外线发热管、7连接管道、8电源线、9电瓶、10水阀门。

5.具体实施方式：

太阳能净水装置包括：(1)进水口、(2)水、(3)上端水管、(4)太阳能红外线发热管、(5)涂层、(6)电极、(7)净水出口、(8)排污口、(9)满水孔、(10)导线、(11)、(12)、(13)、(14)过滤层、(15).下端水管、

太阳能净水装置结构见图2，两个1米左右高的圆筒形水箱，中间相距约2米，用上、下两根金属管连接，上端水管“3”与左水箱连接处不通，另一端和右水箱连通。下端水管“15”和左、右水箱都连通。在两根金属水管间，垂直按装，太阳能红外线发热管多根，在这些太阳能管上端的电极都相连，通过开关接36V直流正电压，这些太阳能管下端电极也相连并接36V直流负电压。在两个水箱底部放置自制的活性炭和由植物纤维组成的过滤层，在过滤层上部约1公分处，开一孔，左水箱的孔“8”为排污口，右水箱的孔“7”为净水出口。左水箱上端的孔“1”为进水口，右水箱上端的孔“9”为满水孔。当进水口“1”注入水时，水经过滤层入水管“15”分二路，一路经太阳能管至水管“3”入右水箱，另一路经过滤层至右水箱，当左、右水箱都注满水时，停止进水。当太阳光照在太阳能发热管上时，将太阳能管中已经过左水箱过滤的水加热，使热水上移，右水箱的冷水，经箱底过滤层，流入水管“15”至太阳能发热管，经太阳光加热后，又上升，右水箱的相对冷水又下降，经过滤层进入水管“15”，再入太阳能管，经阳光不断加热，水不断上、下循环，水合离子发生逐级分解，同时发生各种型类的聚合反应，随着时间增大，导致沉淀生成，被过滤。净水从“7”流出。由于右水箱压力减小，左水箱的水经左水箱底部的过滤层进入水管“15”，一路经右水箱底部过滤层向上升至净水出口“7”，一路经太阳能红外线发热管进入右水箱，使原右水箱上部的相对冷水下移，这二股水以相对冷水下移为主。如果利用屋顶的斜面，放置同样的净水装置，使位置在上的净水装置的水，又经过位置在下的另一套净水装置，使已净化的水，再净化，可将海水淡化。控制线路图4为太阳能管和水箱的控制线路。

感温探头采用一只硅三极管G1把它接成二极管的形式，硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mv/c，即温度每上升1度，发射结电压下降2.5mv，运放A1连接成同相直流放大形式，温度越高晶体管G1的压降越小，运放A1的输出端电压V。越低成线性放大。V。输给运放A2正端，R5、R6、R7为分压电阻，R6为可调电阻，调节R6为运放A2设定比较电平V1，当V。大于V1时，运放A2输出高平，通过D1和分压电阻R8、R9输给G2基极，使G2导通，经R11和发光管LED，触发双向可控硅TLC，使继电器J将触点J1、J2吸合，使220伏交流输至太阳能发热管加热，220伏电源经开关K和保险丝，接C3、R15、D4、D5建立直流工作电压。当冬天无太阳时，水温低，发热管将自动接通电源，达到设定温度又自动切断电源，这样使太阳能发热管不因冰冻而裂损且省电。同时也可供生活用水，如要洗浴，通过即热式淋浴器马上可洗浴。视用户需要可装风力发电机，可用风力发电来供给太阳能发热管，也可用太阳能硅光电池。

Claims (1)

1.太阳能净水装置包括(进水口(1)、水(2)、上端水管(3)、太阳能红外线发热管(4)、涂料层(5)、电极(6)、净水出口(7)、排污口(8)、满水孔(9)、导线(10)、第一过滤层(11)、第二过滤层(12)、第三过滤层(13)、第四过滤层(14)、下端水管(15),

其特征在于：两个圆筒形水箱，中间相距2米，用上、下两根金属管连接，上端水管(3)与左水箱连接处不通，另一端和右水箱连通，下端水管(15)和左、右水箱都连通，在两根金属水管间，垂直安装多根太阳能红外线发热管(4)，该管的石英管外壁涂螺旋状红外线发热涂料层(5)，在这些太阳能红外线发热管上端的电极(6)都相连，通过开关接36V直流正电压，这些太阳能管下端电极(6)也相连，并接36V直流负电压，在两个水箱底部放置自制的活性炭和由植物纤维组成的过滤层，即第一过滤层(11)、第二过滤层(12)、第三过滤层(13)、第四过滤层(14)，在过滤层上部1公分处，开一孔，左水箱的孔为排污口(8)，右水箱的孔为净水出口(7)、左水箱上端的孔为进水口(1)、右水箱上端的孔为满水孔(9)，当进水口(1)注入水(2)时，水经过滤层入下端水管(15)分二路，一路经太阳能红外线发热管(4)至上端水管(3)入右水箱，另一路经过滤层至右水箱，当左、右水箱都注满水时，停止进水，当太阳光照在太阳能红外线发热管(4)上时，将太阳能红外线发热管(4)中已经过左水箱过滤的水加热，使热水上移，右水箱的冷水，经箱底过滤层，流入下端水管(15)至太阳能红外线发热管，经太阳光加热后又上升，右水箱的相对冷水又下降，经过滤层进入下端水管(15)再入太阳能红外线发热管(4)，经阳光不断加热，水不断上、下循环，水合离子发生逐级分解，同时发生各种型类的聚合反应，随着时间增大，导致沉淀生成，被过滤，净水从净水出口(7)流出，由于右水箱压力减小，左水箱的水经左水箱底部的过滤层进入下端水管(15)一路经右水箱底部过滤层向上升至净水出口(7)一路经太阳能红外线发热管(4)进入右水箱，使原右水箱上部的相对冷水下移，这二股水以相对冷水下移为主，如果利用屋顶斜面，放置同样的净水装置，使位置在上的净水装置的水，又经过位置在下的另一套净水装置，使已净化的水，再净化，可将海水淡化。