CN106186133A - 一种自然真空式太阳能海水淡化器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自然真空式太阳能海水淡化器，其特征在于：由真空罩、漂浮器、凝结室和配重组成，所述凝结室位于所述真空罩下方，所述漂浮器位于所述真空罩外侧，所述配重位于所述凝结室下方；所述凝结室上部有输汽管，所述输气管一端与所述凝结室封闲连接，另一端开口于所述真空罩顶部；所述凝结室下部有外排管，所述外排管与所述凝结室封闲连接，一端位于凝结室底部，另一端位于真空罩外并设有外排阀；所述真空罩、凝结室和配重采用固定连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种被动式太阳能海水淡化装置，尤其涉及一种自然真空式太阳能海水淡化装置。
背景技术
海水淡化工艺有热法和膜法。目前，大型工程主要使用膜法，但热法工艺中，利用太阳能的工艺路线，在理论研究和工程实践中，一直占有着重要的地位。在太阳能海水淡化工艺路线中，有主动式和被动式两种。在被动式技术路线中，自然真空低温蒸馏法，效率最好。
早在1995年，Bemporad就对倒U型管形成的自然真空用于太阳能海水淡化工艺路线进行了研究[1]。2000年，专利99244690.2获得授权。2003年，Kharabsheh研究了三管式自然真空低温蒸馏装置[2]，2010年，专利200710170545.7获得授权。
太阳能海水淡化的研究成果还有很多，它们无一例外的追求单位面积产水量这一指标。这主要是因为，太阳能的能量密度小，利用太阳能进行海水淡化，虽然不需要热量的投入，但却要占用很大的土地面积，对于大洋中的海岛而言，其陆地面积为珍贵，因此，单位面积产水量才显得尤为重要。对于大洋中的海岛而言，其海域面积则是非常广阔的，如利用海域面积进行海水淡化，则可以布置大量的淡化装置以满足产水量的需要-----将海水淡化装置浮于海面，是一个显然的解决办法。本专利申请就是利用自然真空原理并将其装置漂浮于海而上的一种创新设计。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自然真空式太阳能海水淡化器，其特征在于：由真空罩、漂浮器、凝结室和配重组成，所述凝结室位于所述真空罩下方，所述漂浮器位于所述真空罩外侧，所述配重位于所述凝结室下方；所述凝结室上部有输汽管，所述输气管一端与所述凝结室封闲连接，另一端开口于所述真空罩顶部；所述凝 结室下部有外排管，所述外排管与所述凝结室封闲连接，一端位于凝结室底部，另一端位于真空罩外并设有外排阀；所述真空罩、凝结室和配重采用固定连接。
与现有技术相比，本发明的一种自然真空式太阳能海水淡化器的有益效果是：1、漂浮于海面，不占用陆地面积；2、增加了海水的受幅射面积，提高了凝水的效率。
附图说明
图1是本发明实施例一种自然真空式太阳能海水淡化器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
实施例：
如图1所示的一种自然真空式太阳能海水淡化器，包括：真空罩1、漂浮器3、凝结室4和配重5，凝结室4位于真空罩1下方，漂浮器3位于真空罩1外侧，配重5位于凝结室4下方；凝结室4上部有输汽管2，输气管2一端与凝结室4封闲连接，另一端开口于真空罩1顶部；凝结室4下部有外排管7，外排管7与凝结室4封闲连接，一端位于凝结室4底部，另一端位于真空罩1外并设有外排阀7-1；真空罩1、凝结室4和配重5采用固定连接。
图1中，6为海水平面，8为罩内水面。
下面对实施例的工作过程简要介绍如下：
一种自然真空式太阳能海水淡化器的工作过程分为三个阶段：初始准备阶段、产水阶段、取水阶段。下面分别叙述之：
初始准备阶段：将自然真空式太阳能海水淡化器放置于海面以下，使其空腔内全部充满海水，排出全部空气，然后，将其垂直放置于海平面下。向漂浮器3内充入空气，使整个装置上浮。由于大气压的作用，在上浮过程中，真空罩1内的罩内水面8将会高于海水平面6。当真空罩1上浮的高度等于10.33米时，真空罩1内水柱的压力与大气压力相等。当继续使真空罩1上浮，超过10.33米时，真空罩1内的罩内水 面8在大气压力的作用下，只能维持10.33米，超过10.33米以上的空间，将会形成真空----即自然真空。继续使真空罩1上浮，使得罩内水面8低于输汽管2的上端口一定距离，以保证在海浪作用下，罩内水面8的溅水不会进入输汽管2。在真空罩1的上部真空形成足够的体积后，用外力，通过外排管7将凝结室4、输气管2及外排管7中的海水抽出，使装置的空腔内形成一个完整的真空空间。由于配重5的作用，整个装置垂直地漂浮于海面上。
产水阶段：完成初始准备阶段后，真空罩1内的水柱，暴露于太阳幅射下，温度升高，产生水汽并充满整个空腔。由于凝结室4在海水平面6以下，而海水平面6以下的水温低于真空罩1内水柱的水温，也低于水汽的温度，因此，水汽将在凝结室4内凝结，放热并产水。显然，海水有极大的量，水汽凝结所放出的热量不足以使海水温度升高，因此，太阳幅射所蒸发的水汽会在凝结室4内持续的凝结产水。由于凝结室4内水汽的凝结，凝结室4内的压力小于真空罩1内上部空间的压力，水汽会自流进凝结室4，从而使产水过程持续进行。
取水阶段：当淡水达到一定的量时，以外力通过外排管7将凝结室4中的淡水取出。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
参考文献：
[1]Kalogirou.S survey of solar desalination systems and system selection[J].energy，1997，22(1)：69-81
[2]Al-kharabsheb S，yogi D.Analysis of an innovative water desalinationsystem using low-grade solar heat[J].Desalination，2003，156(1)：323-332。
Claims (1)
1.一种自然真空式太阳能海水淡化器，其特征在于：由真空罩、漂浮器、凝结室和配重组成，所述凝结室位于所述真空罩下方，所述漂浮器位于所述真空罩外侧，所述配重位于所述凝结室下方；所述凝结室上部有输汽管，所述输气管一端与所述凝结室封闲连接，另一端开口于所述真空罩顶部；所述凝结室下部有外排管，所述外排管与所述凝结室封闲连接，一端位于凝结室底部，另一端位于真空罩外并设有外排阀；所述真空罩、凝结室和配重采用固定连接。
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