CN106064840B - 有色粒子聚太阳光热蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有色粒子聚太阳光热蒸发器，包括进水阀门、倾斜玻璃、聚光成线柱面镜、集水凹槽、真空玻璃壁面、绝热壁面、有色粒子、防渗垫层、隔热棉、排水管、集水器、排气管、简易冷凝室、移动滑轮和底部排水口；蒸发器底部铺有色粒子，与盐碱水充分混合。蒸发器的壁面由三面隔热的壁面和一面真空玻璃壁面组成，蒸发器底面设有防渗垫层和隔热棉。蒸发器上方设有倾斜玻璃，倾斜玻璃设有伸出铁架，铁架上设有可以360º转动的聚光成线柱面镜。蒸发器内设有集水凹槽，凹槽下方设有排水管，排水管与淡水收集器相通。本发明用于盐碱水的淡化，制造简单，造价低，绿色环保，工作效率高，适用于盐碱化严重地区的净水获取，具有广泛的市场前景。

Description

有色粒子聚太阳光热蒸发器
技术领域
本发明涉及一种有色粒子聚太阳光热蒸发器。
背景技术
世界上许多地方都缺乏淡水，而在许多缺水的地区往往拥有丰富的太阳能和可供淡化的盐碱水，如中国的塔里木盆地。因此，利用太阳能进行盐碱水淡化从而解决居民饮用水和农业灌溉用水问题具有重要的意义。在节能减排技术不断进步的背景下，太阳能蒸发器获取淡水装置成为了当前全球的研究热点。然而，太阳能蒸发器淡化技术至今仍然不能大规模推广利用，究其原因是它的经济性太差，无法与传统的工业化盐碱水淡化系统相媲美，而且以往的研究都不能解决太阳能蒸发器淡化技术中太阳能集热系统在高温段时蒸发效率低，而淡水收集系统在低温段时凝结效率低的结构性不匹配问题。目前，公知的太阳能蒸发器构造是由倾斜玻璃、集热底板、蒸发器、集水装置组成。将太阳能蒸发器置于太阳光照充足的区域，太阳光透过倾斜玻璃进入蒸发器，被集热底板吸收，从而蒸发器内部温度升高产生水蒸气，在重力作用下，水蒸气在倾斜玻璃上凝结而成的水珠汇集流入集水装置。但是，太阳能蒸发器只有一面能够透光，聚光热效果不佳，腔体内产生水蒸气量少；另外，冷凝时所需内外温差不高，净水产出量非常有限。
发明内容
为了克服传统的太阳能蒸发器工作效率过低的不足，本发明提供了一种有色粒子聚太阳光热蒸发器，该装置不仅能够大大提高蒸发器的工作效率，而且具有调整太阳光入射方向的功能。
一种有色粒子聚太阳光热蒸发器，包括进水阀门、倾斜玻璃、聚光成线柱面镜、集水凹槽、真空玻璃壁面、绝热壁面、有色粒子、防渗垫层、隔热棉、排水管、集水器、排气管、简易冷凝室、移动滑轮和底部排水口；所述太阳能蒸发器一侧安装有进水阀门，进水阀门与盐碱水相通，将盐碱水导入蒸发器腔体；蒸发器底部铺有色粒子，与盐碱水充分混合，蒸发器的壁面由三面绝热壁面和一面真空玻璃壁面组成，蒸发器底面从上到下依次设有防渗垫层和隔热棉；蒸发器上方设有倾斜玻璃，倾斜玻璃设有伸出铁架，铁架上设有可以360º转动的聚光成线柱面镜，蒸发器内设有集水凹槽，凹槽下方设有排水管，排水管与淡水收集器相通，蒸发器顶部设有通气孔，通过排气管与简易冷凝室相连，将水蒸气引入简易冷凝室凝结取水；蒸发器底部设有排水口，将饱和浓度的盐水排出。
所述聚光成线柱面镜由透镜材料制成，经过打磨，具有聚光成线的作用。
所述倾斜玻璃在表面喷涂增透膜以增加透光率。
所述绝热壁面由玻璃纤维制成，在表面喷涂真空膜形成绝热效果。
所述真空玻璃壁面由两块玻璃组合而成，中间间隙经过真空处理。
所述有色粒子，属于黑色陶瓷颗粒，对入射太阳辐射能量具有吸收作用，减少太阳光线透过率，直径为0.72mm。
所述简易冷凝室由绝热箱体与集水装置组成，绝热箱体与外界隔热，保持箱体内温度处于较低状态，并置于通风处散热，使得水蒸气遇冷能够凝结。
所述的蒸发器底部设有移动滑轮。
本发明的有益效果是，不仅制造简单，造价低，持续产水，移动方便，而且与现有技术相比，工作效率得到明显提升，具有广泛的市场前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明有色粒子聚太阳光热蒸发器示意图；
图中：进水阀门1、倾斜玻璃2、聚光成线柱面镜3、集水凹槽4、真空玻璃壁面5、绝热壁面6、有色粒子7、防渗垫层8、隔热棉9、排水管10、集水器11、排气管12、简易冷凝室13、移动滑轮14、底部排水口15。
图2 是聚光成线柱面镜的示意图；
图3 是聚光成线柱面镜的原理图。
具体实施方式
在图1中，有色粒子聚太阳光热蒸发器，包括进水阀门1、倾斜玻璃2、聚光成线柱面镜3、集水凹槽4、真空玻璃壁面5、绝热壁面6、有色粒子7、防渗垫层8、隔热棉9、排水管10、集水器11、排气管12、简易冷凝室13、移动滑轮14和底部排水口15。所述太阳能蒸发器一侧安装有进水阀门1，进水阀门与盐碱水存放容器相通，利用水头差将盐碱水导入蒸发器腔体。蒸发器底部铺有色粒子7，与盐碱水充分混合，蒸发器的壁面由三面隔热的壁面6和一面真空玻璃壁面5组成，蒸发器底面设有防渗垫层8和隔热棉9。蒸发器上方设有倾斜玻璃2，倾斜玻璃设有伸出铁架，铁架上设有可以360º转动的聚光成线柱面镜3。蒸发器内设有集水凹槽4，凹槽下方设有排水管10，排水管10与淡水收集器11相通，蒸发器底部设有移动滑轮14。蒸发器顶部设有通气孔，通过排气管12与简易冷凝室13相连，将水蒸气引入简易冷凝室凝结取水；蒸发器底部设有排水口15，将饱和浓度的盐水排出。
图1中的有色粒子7采用0.72mm的黑色陶瓷颗粒。这是由于随着水体中有色粒子数量增加，粒径大的粒子表面对光线的散射比例增加，导致透射率减幅变小，因此采用粒径小的颗粒效果更佳。经过实验研究，在入射光强相同条件下，含有粒径为 0.72 mm 的粒子水体透射率小于含有其他粒径的水体透射率，最高能使水体透射率降低77%左右。
图2是聚光成线柱面镜的示意图，通过在蒸发器上安装不锈钢架子，将柱面镜与蒸发器形成一个整体装置。透镜两端安装有活动螺丝，可以调整透镜与光线之间的角度，使光线射入蒸发器腔体内部。
图3 是聚光成线柱面镜的原理图。该柱面镜为双凸柱面透镜，可以有效减小球差和色差，并能聚焦成线。

Claims (7)

1.一种有色粒子聚太阳光热蒸发器，其特征是：包括进水阀门（1）、倾斜玻璃（2）、聚光成线柱面镜（3）、集水凹槽（4）、真空玻璃壁面（5）、绝热壁面（6）、有色粒子（7）、防渗垫层（8）、隔热棉（9）、排水管（10）、集水器（11）、排气管（12）、简易冷凝室（13）、移动滑轮（14）和底部排水口（15）；所述蒸发器一侧安装有进水阀门（1），进水阀门（1）与盐碱水相通，将盐碱水导入蒸发器腔体；蒸发器底部铺有色粒子（7），与盐碱水充分混合，蒸发器的壁面由三面绝热壁面（6）和一面真空玻璃壁面（5）组成，蒸发器底面从上到下依次设有防渗垫层（8）和隔热棉（9）；蒸发器上方设有倾斜玻璃（2），倾斜玻璃设有伸出铁架，铁架上设有可以360º转动的聚光成线柱面镜（3），蒸发器内设有集水凹槽（4），凹槽下方设有排水管（10），排水管（10）与集水器（11）相通，蒸发器顶部设有通气孔，通过排气管（12）与简易冷凝室（13）相连，将水蒸气引入简易冷凝室凝结取水；蒸发器底部设有排水口（15），将饱和浓度的盐水排出；
所述有色粒子（7），属于黑色陶瓷颗粒，对入射太阳辐射能量具有吸收作用，减少太阳光线透过率，直径为0.72mm。
2.根据权利要求1所述的有色粒子聚太阳光热蒸发器，其特征是：所述聚光成线柱面镜（3）由透镜材料制成，经过打磨，具有聚光成线的作用。
3.根据权利要求1所述的有色粒子聚太阳光热蒸发器，其特征是：所述倾斜玻璃（2）在表面喷涂增透膜以增加透光率。
4.根据权利要求1所述的有色粒子聚太阳光热蒸发器，其特征是：所述绝热壁面（6）由玻璃纤维制成，在表面喷涂真空膜形成绝热效果。
5.根据权利要求1所述的有色粒子聚太阳光热蒸发器，其特征是：所述真空玻璃壁面（5）由两块玻璃组合而成，中间间隙经过真空处理。
6.根据权利要求1所述的有色粒子聚太阳光热蒸发器，其特征是：所述简易冷凝室（13）由绝热箱体与集水装置组成，绝热箱体与外界隔热，保持箱体内温度处于较低状态，并置于通风处散热，使得水蒸气遇冷能够凝结。
7.根据权利要求1所述的有色粒子聚太阳光热蒸发器，其特征是：所述的蒸发器底部设有移动滑轮（14）。
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