CN109437355A - 一种板式太阳能蒸馏装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种板式太阳能蒸馏装置，包括装置本体，所述装置本体包括底座，所述底座顶部两端分别设置有左侧板和右侧板，所述左侧板和所述右侧板相邻一侧的底部之间固定连接有底板，所述右侧板的顶部一侧固定安装有原水水槽，所述左侧板和所述右侧板顶部设置有双面蒸发冷凝室，双面蒸发冷凝室底端设置有下部水槽组成，本发明光热利用效率高、单位面积产水量较目前常见的被动式太阳能蒸馏器获得较大提升；本发明装置不依赖大型集热器、多效蒸馏等器件，在常压常温下运行，结构简单，安全可靠；本发明低能耗无污染，仅利用太阳能进行蒸馏；本发明操作简便，适时加注海水、转运淡水即可；五是设备结构简单，制造成本低，维护费用少，使用寿命长。

Description

一种板式太阳能蒸馏装置

技术领域

本发明涉及太阳能蒸馏装置，具体为一种板式太阳能蒸馏装置，属于太阳能低温热利用领域。

背景技术

太阳能蒸馏器是一种利用太阳能净化污水、海水淡化脱盐和咸水盐结晶的装置。该装置利用太阳辐射热加热污水、海水或苦咸水使其汽化，而其中的污泥、盐、泥沙等成分被截留在原水中，然后对蒸汽进行冷凝收集，获得纯水，该装置也可实现对多组分的混合溶液进行分馏。传统的太阳能蒸馏器结构简单，主要由装满原水的水池和覆盖在它上面的玻璃或透明塑胶盖板构成。水池底面涂黑，装满待蒸馏的原水，且底部绝热。而水池上覆盖的玻璃或透明塑胶盖板下缘装有集水沟，并与外部集水器皿相通。太阳辐射透过透明盖板被水池吸收，加热池中的原水，蒸发产生蒸气，蒸气上升并与盖板接触后凝结成水滴，沿着倾斜盖板借助重力流到集水沟里，然后流到集水器中，即可获得纯水。

然而，传统的太阳能蒸馏器虽然具备结构简单、取材方便、运行费用低等优点，但是由于其吸收光照能量并转化为热能后，需要对水池内整个水体进行加热升温，然后蒸发产生蒸汽。而水的比热容较大，因此大部分热量浪费在了升温和向环境的热损失过程中，光热利用率低、热能损失较大，其单位产水量较低，从而极大地限制了它的推广与应用。为了改善其性能，近年来各国研究者们都提出了较有效的措施。如引入太阳能集热器提升光热转换效率，引入聚光器提升蒸发水体的温度，引入多效蒸馏器重复利用潜热等。这些方法的确一定程度上提高了装置的单位面积产水量，但又产生了单位产量的设备投资提高、装置不易操作等问题。到目前为止，还没有出现可以完美解决以上问题的太阳能蒸馏器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种板式太阳能蒸馏装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种板式太阳能蒸馏装置，包括装置本体，所述装置本体包括底座，所述底座顶部两端分别设置有左侧板和右侧板，所述左侧板和所述右侧板相邻一侧的底部之间固定连接有底板，所述右侧板的顶部一侧固定安装有原水水槽，所述左侧板和所述右侧板顶部设置有双面蒸发冷凝室，双面蒸发冷凝室底端设置有下部水槽组成，下部水槽由纯水水槽和浓水水槽组成，所述浓水水槽是嵌套在所述纯水水槽中，并留有浓水出水口，所述纯水水槽上下连通，底部设有纯水出水口，所述浓水出水口和所述纯水出水口均连接有第四导管，两个所述第四导管上均设置有第四阀门，所述右侧板一侧设置有抽水泵，所述抽水泵与所述底座顶部位于所述右侧板的一端固定连接，所述抽水泵顶部设置有出口管，所述抽水泵一侧设置有第一进口管和第二进口管，所述出口管与所述原水水槽进口端之间通过第一导管连接，所述底座顶部位于所述左侧板的一端设置有集水槽，所述第一进口管与所述集水槽之间通过第二导管连接，所述第二进口管连接有第三导管。

作为本发明的一种优选技术方案，所述左侧板、右侧板和底板之间相互连接形成了支架，支架用于固定装置，原水水槽用于盛放原水，并在靠近双面蒸发冷凝室一侧开槽，保证吸光材料的上端可以放入原水水槽中吸取原水，顶盖留有长缝隙，吸光材料的上端从顶盖的长缝隙延伸出，进入原水水槽中。

作为本发明的一种优选技术方案，双面蒸发冷凝室顶部设置有上玻璃盖板，双面蒸发冷凝室底部设置有下玻璃盖板，上玻璃盖板和下玻璃盖板均通过玻璃胶将双面蒸发冷凝室密封，双面蒸发冷凝室底部两端与左侧板和右侧板顶部之间固定连接，双面蒸发冷凝室具有一定的倾斜角度，双面蒸发冷凝室角度倾斜向上的一端设置有顶盖。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一导管上设置有第一阀门，第二导管上设置有第二阀门，第三导管上设置有第三阀门。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸光材料仅上端放置于原水水槽中与原水接触，可通过毛细作用吸取原水，使整片材料浸润，也可用水管采用分布定点滴水的方式供水。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸光材料具有极高的吸光效率，是一种孔隙率高、亲水性好可快速吸水的二维材料，且热导率低。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸光材料放置在双面蒸发冷凝室的内部，不与上玻璃盖板和下玻璃盖板接触，从而避免对纯水的污染。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸光材料吸收阳光后转化为热能加热原水，可同时在材料的上下两个面蒸发产生蒸汽，并在上玻璃盖板与下玻璃盖板的内表面冷凝，从而获得纯水，吸光材料的下端设置于浓水水槽中，未蒸发的浓水沿着吸光材料向下流淌汇入浓水水槽中，然后通过浓水出水口排出。

本发明所达到的有益效果是：

一：本发明光热利用效率高、单位面积产水量较目前常见的被动式太阳能蒸馏器获得较大提升；

二：本发明装置不依赖大型集热器、多效蒸馏等器件，在常压常温下运行，结构简单，安全可靠；

三：本发明低能耗无污染，仅利用太阳能进行蒸馏；

四：本发明操作简便，适时加注海水、转运淡水即可；五是设备结构简单，制造成本低，维护费用少，使用寿命长。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的支架和双面蒸发冷凝室侧视图；

图3是本发明的支架和底座连接结构示意图；

图4是本发明的抽水泵结构示意图；

图5是本发明图1中A处的放大图。

图中：1、装置本体；2、底座；3、左侧板；4、右侧板；5、底板；6、原水水槽；7、吸光材料；8、顶盖；9、上玻璃盖板；10、下玻璃盖板；11、抽水泵；12、第一导管；13、第一阀门；14、第二导管；15、第二阀门；16、集水槽；17、第三导管；18、第三阀门；19、第四导管；20、第四阀门；21、纯水水槽；22、浓水水槽；23、浓水出水口；24、纯水出水口；25、出口管；26、第一进口管；27、第二进口管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1-5所示，一种板式太阳能蒸馏装置，包括装置本体1，所述装置本体1包括底座2，所述底座2顶部两端分别设置有左侧板3和右侧板4，所述左侧板3和所述右侧板4相邻一侧的底部之间固定连接有底板5，所述右侧板4的顶部一侧固定安装有原水水槽6，所述左侧板3和所述右侧板4顶部设置有双面蒸发冷凝室，双面蒸发冷凝室底端设置有下部水槽组成，下部水槽由纯水水槽21和浓水水槽22组成，所述浓水水槽22是嵌套在所述纯水水槽21中，并留有浓水出水口23，所述纯水水槽21上下连通，底部设有纯水出水口24，所述浓水出水口23和所述纯水出水口24均连接有第四导管19，两个所述第四导管19上均设置有第四阀门20，所述右侧板4一侧设置有抽水泵11，所述抽水泵11与所述底座2顶部位于所述右侧板4的一端固定连接，所述抽水泵11顶部设置有出口管25，所述抽水泵11一侧设置有第一进口管26和第二进口管27，所述出口管25与所述原水水槽6进口端之间通过第一导管12连接，所述底座2顶部位于所述左侧板3的一端设置有集水槽16，所述第一进口管26与所述集水槽16之间通过第二导管14连接，所述第二进口管27连接有第三导管17。

作为本发明的一种优选技术方案，所述左侧板3、右侧板4和底板5之间相互连接形成了支架，支架用于固定装置，原水水槽6用于盛放原水，并在靠近双面蒸发冷凝室一侧开槽，保证吸光材料7的上端可以放入原水水槽6中吸取原水，顶盖8留有长缝隙，吸光材料7的上端从顶盖8的长缝隙延伸出，进入原水水槽6中。

作为本发明的一种优选技术方案，双面蒸发冷凝室顶部设置有上玻璃盖板9，双面蒸发冷凝室底部设置有下玻璃盖板10，上玻璃盖板9和下玻璃盖板10均通过玻璃胶将双面蒸发冷凝室密封，双面蒸发冷凝室底部两端与左侧板3和右侧板4顶部之间固定连接，双面蒸发冷凝室具有一定的倾斜角度，双面蒸发冷凝室角度倾斜向上的一端设置有顶盖8。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一导管12上设置有第一阀门13，第二导管14上设置有第二阀门15，第三导管17上设置有第三阀门18。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸光材料7仅上端放置于原水水槽6中与原水接触，可通过毛细作用吸取原水，使整片材料浸润，也可用水管采用分布定点滴水的方式供水。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸光材料7具有极高的吸光效率，是一种孔隙率高、亲水性好可快速吸水的二维材料，且热导率低。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸光材料7放置在双面蒸发冷凝室的内部，不与上玻璃盖板9和下玻璃盖板10接触，从而避免对纯水的污染。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸光材料7吸收阳光后转化为热能加热原水，可同时在材料的上下两个面蒸发产生蒸汽，并在上玻璃盖板9与下玻璃盖板10的内表面冷凝，从而获得纯水，吸光材料7的下端设置于浓水水槽22中，未蒸发的浓水沿着吸光材料7向下流淌汇入浓水水槽22中，然后通过浓水出水口23排出。

具体的，在使用时，在天气晴朗的条件下，将装置放于室外水平面上，装置较低端面向阳光方向，将原水海水、苦咸水、污水等倒入原水水槽6中，也可以通过开启抽水泵11、第二阀门15和第三阀门18，通过第二导管14和第三导管17向集水槽16和外界进行抽水，然后开启第一阀门13，通过第一导管12将水源输送到原水水槽6内部，然后保证吸光材料7的上端浸没在原水中，原水在吸光材料7的毛细作用下，下整片材料扩散，阳光通过上玻璃盖板9入射到吸光片表面，被吸收转化为热能加热吸光材料7上的原水，蒸汽分别在上玻璃盖板9和下玻璃盖板10上冷凝，在玻璃盖上冷凝产生的纯水流入纯水水槽21并从纯水出水口24流出，而未淡化的浓水则沿着吸光材料7继续向下流入浓水水槽22中，通过浓水出水口23流出，然后开启第四阀门20，将水源通过第四导管19排出。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种板式太阳能蒸馏装置，包括装置本体（1），其特征在于，所述装置本体（1）包括底座（2），所述底座（2）顶部两端分别设置有左侧板（3）和右侧板（4），所述左侧板（3）和所述右侧板（4）相邻一侧的底部之间固定连接有底板（5），所述右侧板（4）的顶部一侧固定安装有原水水槽（6），所述左侧板（3）和所述右侧板（4）顶部设置有双面蒸发冷凝室，双面蒸发冷凝室底端设置有下部水槽组成，下部水槽由纯水水槽（21）和浓水水槽（22）组成，所述浓水水槽（22）是嵌套在所述纯水水槽（21）中，并留有浓水出水口（23），所述纯水水槽（21）上下连通，底部设有纯水出水口（24），所述浓水出水口（23）和所述纯水出水口（24）均连接有第四导管（19），两个所述第四导管（19）上均设置有第四阀门（20），所述右侧板（4）一侧设置有抽水泵（11），所述抽水泵（11）与所述底座（2）顶部位于所述右侧板（4）的一端固定连接，所述抽水泵（11）顶部设置有出口管（25），所述抽水泵（11）一侧设置有第一进口管（26）和第二进口管（27），所述出口管（25）与所述原水水槽（6）进口端之间通过第一导管（12）连接，所述底座（2）顶部位于所述左侧板（3）的一端设置有集水槽（16），所述第一进口管（26）与所述集水槽（16）之间通过第二导管（14）连接，所述第二进口管（27）连接有第三导管（17）。

2.根据权利要求1所述的一种板式太阳能蒸馏装置，其特征在于，所述左侧板（3）、右侧板（4）和底板（5）之间相互连接形成了支架，支架用于固定装置，原水水槽（6）用于盛放原水，并在靠近双面蒸发冷凝室一侧开槽，保证吸光材料（7）的上端可以放入原水水槽（6）中吸取原水，顶盖（8）留有长缝隙，吸光材料（7）的上端从顶盖（8）的长缝隙延伸出，进入原水水槽（6）中。

3.根据权利要求1所述的一种板式太阳能蒸馏装置，其特征在于，双面蒸发冷凝室顶部设置有上玻璃盖板（9），双面蒸发冷凝室底部设置有下玻璃盖板（10），上玻璃盖板（9）和下玻璃盖板（10）均通过玻璃胶将双面蒸发冷凝室密封，双面蒸发冷凝室底部两端与左侧板（3）和右侧板（4）顶部之间固定连接，双面蒸发冷凝室具有一定的倾斜角度，双面蒸发冷凝室角度倾斜向上的一端设置有顶盖（8）。

4.根据权利要求1所述的一种板式太阳能蒸馏装置，其特征在于，所述第一导管（12）上设置有第一阀门（13），第二导管（14）上设置有第二阀门（15），第三导管（17）上设置有第三阀门（18）。

5.根据权利要求1所述的一种板式太阳能蒸馏装置，其特征在于，所述吸光材料（7）仅上端放置于原水水槽（6）中与原水接触，可通过毛细作用吸取原水，使整片材料浸润，也可用水管采用分布定点滴水的方式供水。

6.根据权利要求1所述的一种板式太阳能蒸馏装置，其特征在于，所述吸光材料（7）具有极高的吸光效率，是一种孔隙率高、亲水性好可快速吸水的二维材料，且热导率低。

7.根据权利要求1所述的一种板式太阳能蒸馏装置，其特征在于，所述吸光材料（7）放置在双面蒸发冷凝室的内部，不与上玻璃盖板（9）和下玻璃盖板（10）接触，从而避免对纯水的污染。

8.根据权利要求1所述的一种板式太阳能蒸馏装置，其特征在于，所述吸光材料（7）吸收阳光后转化为热能加热原水，可同时在材料的上下两个面蒸发产生蒸汽，并在上玻璃盖板（9）与下玻璃盖板（10）的内表面冷凝，从而获得纯水，吸光材料（7）的下端设置于浓水水槽（22）中，未蒸发的浓水沿着吸光材料（7）向下流淌汇入浓水水槽（22）中，然后通过浓水出水口（23）排出。