CN109455779A - 一种海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海水淡化装置，包括水车和楔形腔体，楔形腔体包括上层空腔和长斜顶面上铺设有碳纤维织物的下层楔形泡沫塑料块，楔形腔体的长斜顶表面的上方盖设有凸透玻璃并构成斜面空腔，楔形腔体的长斜顶表面的顶端设有与斜面空腔连通的导流槽，导流槽与水车相邻，在上层空腔内设有集水槽，集水槽的一侧设有用于将淡水导出的开孔。本发明利用太阳能作为蒸馏法的热源，通过精巧的结构设计聚焦太阳能并达到保温效果，高效率地产生太阳能蒸馏所需的高温水蒸气，实现海水淡化。本发明结构简单，制造容易，成本低廉，绿色环保，适合各种应用场景，能够极大地方便人们从海水中制取淡水。

Description

一种海水淡化装置

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种海水淡化装置。

背景技术

众所周知，地球71％的表面都被水覆盖，而能供人们生活用的淡水资源仅仅占全部水资源的2.5％，与其相对应的海水含量却占据了全部水资源的97.5％，随着世界人口增长、现代工业的高速发展，对水资源，特别是淡水资源的需求量越来越大。因此，淡水资源匮乏已经成为当今世界面临的非常严峻的全球性问题。

海水淡化是指利用海水脱盐，从海水中取得淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响。通过海水淡化方法获得淡水资源被认为是解决水资源匮乏问题的最佳途径。目前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80％用于饮用水，解决了1亿多人的供水问题，即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。

随之出现的海水淡化的方法也非常之多，其中被广泛应用且技术发展较成熟的方法有反渗透法、电渗析法以及蒸馏法。

反渗透法实现海水淡化，主要借用装置中的一种半透膜，使得膜两侧产生渗透压，再在盐水一侧施加外界压力，且该压力值要大于渗透压，于是，盐水中一部分水就反渗透到淡水一侧，从而实现分离出淡水的目的。具体过程为：先用增压泵把海水压到一端封闭的半透膜芯里，淡水穿过半透膜后进入淡水发生罐的淡水区；而盐份和其他大分子物质则留在半透膜表面附近，形成浓度很高的盐水；有些盐分子或其他大分子物质则堵在半透膜的孔眼上。由于淡水穿过半透膜后就会有海水压过来补充并把浓海水压向半透膜表面，这样使靠近半透膜表面的浓海水无法向外扩散。靠近半透膜表面海水的浓度越来越高，它严重阻碍了淡水穿过半透膜。我们知道只有水分子以一定的速度从半透膜孔眼中穿过才成为淡水；那些撞到半透膜壁上和撞到半透膜孔眼上的盐分子或其他大分子物质的一部分被弹了回来，另一部分盐分子或其他大分子物质则堵在半透膜的孔眼上。随着海水浓度的增高，盐分子和其他大分子物质撞到半透膜的孔眼的机会增加；少数撞入半透膜孔眼的盐分子和大分子物质没有弹回来，留在半透膜的孔眼上就会堵塞半透膜。这使得水分子撞入半透膜孔眼、并穿过去的机会就会减少。所以半透膜对海水的阻力越来越大，半透膜芯内的水压力越来越高、淡水的出水量越来越少。半透膜芯内的海水压力高到某一高值时，电气控制系统就会通过电磁阀断开增压泵，而转接高压泵。半透膜芯的出淡水量又得到恢复。而半透膜芯内的海水浓度进一步提高，半透膜芯内的水压也进一步提高。直到半透膜芯内的水压达到某一更高值时，电气控制系统才会通过电磁阀断开高压泵，通过海水回收电磁阀把海水进水管转接到能量回收器上。再通过能量回收器转接到增压泵的出口上，让其对其他半透膜芯内的海水施压；直到已接到能量回收器的那个半透膜芯内的水压与增压泵的出水压力相同时，电气控制系统才会通过海水回收电磁阀断开与能量回收器的连接。然后通过电磁阀把海水进水管接到浓海水管上，把半透膜芯内的浓海水排到大海里。最后是用清水泵抽取淡水，从淡水发生罐的淡水区那边加压反向冲洗半透膜；同时用高压鼓风机配合吹通半透膜的孔眼，并重新将这个半透膜芯接到增压泵的出口上。反渗透装置有多个淡水发生罐，所以增压泵和高压泵始终处于工作状态。用反渗透法生产淡水，只能生产出35％的淡水，排出的浓海水占65％。由于浓海水中盐的浓度没有达到可以用来提取食盐的浓度，只能被作为废水被送回大海，造成了巨大的浪费。而且，反渗透法海水淡化，淡水发生罐是间歇式工作，还需要周期性的用淡水反冲清洗半透膜，浪费淡水。因此，总的来看，反渗透法应用较早且技术相对成熟，但在淡化过程中，需要很高的外界压力，对配套设施要求较高，水和能源的浪费比较大，而且，装置容易结垢，设备维修比较麻烦，提高了淡化成本。

电渗析法实现海水淡化，其核心组成部分就是离子交换膜，在高强电压的作用下，海水中的阴离子和阳离子分别选择透过交替组合的阴、阳离子交换膜，在不同的收集设备中分别得到淡水和浓缩海水，从而实现海水分离的目的。具体为：在阳极与阴极之间使阴极膜和阳极膜交替排列；阴极膜与阳极膜之间衬以隔板(隔板内有水流通道)夹紧之后，两端加上电极。为了不让氯离子进入阳极，在阳极上覆盖一层阳极膜或惰性膜。海水通过电渗析装置时，在电压的作用下，阴离子穿过阴离子膜后，无法再穿过阳离子膜；阳离子穿过阳离子膜后，无法再穿过阴离子膜。这样就会出现一个隔膜中流动的是淡水，而旁边的隔膜流动的是浓海水。把多个隔膜里流出淡水的并联起来，从淡水管流出；把多个隔膜里流出的浓海水并联起来，从浓海水管流出。这种装置生产出的淡水纯度很高，在化工、能源、生物制药等都具有较广泛的应用。但该法的缺点是在淡化海水的过程中，离子交换膜常常会被离子积累导致膜污垢阻塞，必须定期清除。而且，电渗析海水淡化设备体积大，要施加很强的电压，能耗大、成本高；也不能隔离非离子物质，因此不被广泛使用。

蒸馏法为海水淡化最直接和常见的方法，通过蒸馏海水，使海水中淡水汽化，再将水蒸气冷凝获得淡水。工业上使用比较多的是闪蒸法和多效蒸发。闪蒸法是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟，运行安全性高弹性大，但是能耗高，必须与火电站联合建设，主要在海湾国家采用。多效蒸发是让加热后的海水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。多效蒸发也有结垢的问题。蒸馏法对原料海水水质要求低、装置的生产能力大，是当前海水淡化的主流技术之一。

但是，正如我们所知，盐水变成淡水，是一个熵减少过程，不可能自发进行，需要消耗大量的能量。现有技术中，即便蒸馏法可利用电厂和其他工厂的低品位热来降低能耗，也仍然需要采用大型的横管降膜设备作为换热设备，设备大都结构比较复杂。例如专利号为ZL 201210276749.X的中国发明专利中公开了一种高效海水淡化机，包括通过管路连接的海水淡化装置和给水箱；海水淡化装置作为立式密闭容器，包括高压水室、换热室、管板、横槽纹管、喷射器、换热面、成膜器、挡板和多根热管；高压水室和换热室相邻，高压水室位于换热室上方，两室之间由管板分隔开；高压水室壁面设有海水进口，横槽纹管竖直或盘旋地穿过高压水室后通向外界；喷射器、换热面、成膜器、挡板设置在换热室内，并且它们的中心线都与装置的中心线保持一致；所述的喷射器是一个空心圆锥体，喷射器下端缘竖直向下延伸至换热室底面，喷射器侧面沿圆周方向设置了多排喷孔，换热室底部设有烟气进口与喷射器空腔相通；换热面是一个完全罩住喷射器的空心圆台体，换热面下端缘竖直向下延伸至换热室底面，换热面与换热室底面和侧面构成汇水槽，换热室底部设有排污口与汇水槽相通，换热面内表面为光滑面，换热面外表面为敷有金属多孔层的粗糙面；成膜器是由两根同心竖管相套在一起而组成，内管分别与换热面上端缘和横槽纹管相连接，外管上端缘与管板开孔端缘连接，下端缘处在换热面上端缘上方位置，并且在内外管之间形成的狭窄夹层通道中设置轴向旋流叶片；挡板是由圆台形隔热罩和与隔热罩上端缘连接的一段竖管组成，竖管上端缘处在管板的下方位置并高于成膜器外管的下端缘，挡板处于换热面的上方且在成膜器的外侧，挡板下端缘与换热室壁面连接并构成淡水槽，换热室壁面设有淡水出口与淡水槽相通，并在挡板上方的换热室壁面设有抽气口；多根热管布满于管板面上，并贯穿于高压水室和换热室的挡板上方所在空间，各根热管外壁都与管板的开孔端缘连接，处在换热室所在空间的热管段外表面开出具有V形剖面的纵槽。此外，在进行海水淡化处理过程中，还存在降膜后的海水堵塞管道的问题。

可见，目前的海水淡化工艺面临着能耗较高，装置复杂，设备投入大等问题，随之而来的高成本和环境污染也限制了其应用，尤其是对于航行中的船舶和海上的小岛来说，这样负担较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种海水淡化装置，利用太阳能清洁新能源提供海水淡化所需能量，装置结构简单，成本低，便于装设，尤其适合在航行中的船舶和海上的小岛上使用。

为实现以上目的，本发明采用以下的技术方案：

一种海水淡化装置，包括：

楔形腔体，所述楔形腔体由水平底表面、长斜顶表面、垂直侧表面和相对的前、后侧表面包围而成，所述楔形腔体的长斜顶表面与垂直侧表面相交的棱边为楔顶边，所述楔形腔体的长斜顶表面与水平底表面相交的棱边为楔底边；所述楔形腔体内填设有楔形泡沫塑料块，所述楔形泡沫塑料块的水平底面、垂直侧面、前侧面、后侧面分别与所述楔形腔体的水平底表面、垂直侧表面、前侧表面、后侧表面在同一平面上，所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面与所述楔形腔体的长斜顶表面以及所述楔形腔体的水平底表面相交在所述楔底边，所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面将所述楔形腔体的内部分为上下两层，在所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面与所述楔形腔体的长斜顶表面之间的空间为上层空腔，所述楔形泡沫塑料块则为下层楔形体；在所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面上铺设碳纤维织物，所述碳纤维织物的一端穿过设在所述楔形腔体的任一侧表面上的开口并向下垂遮在所述侧表面上；

凸透玻璃，所述凸透玻璃盖设在所述楔形腔体的长斜顶表面的上方，所述凸透玻璃与所述楔形腔体的长斜顶表面所围成的空间构成两端开口的斜面空腔；

导流槽，所述导流槽设置在所述楔形腔体的长斜顶表面与垂直侧表面相交的棱边上，所述导流槽与所述斜面空腔的一端开口连通；

水车，所述水车紧邻所述导流槽设置在所述楔形腔体的一侧，所述水车的转动将海水运转进入所述导流槽；

集水槽，所述集水槽设置在所述楔形腔体的上层空腔内，所述集水槽由底面、顶面、开口端面和相对的两侧面围成，所述集水槽的顶面与所述楔形腔体的长斜顶表面的内壁在同一平面上，所述集水槽的顶面与底面有一公共底边，所述公共底边靠近所述楔底边，所述集水槽的顶面与底面在远离所述公共底边的一端形成开口端面，所述开口端面上的开口紧贴着所述透明楔形腔体的长斜顶表面的内壁，在所述集水槽的底面上，开口端在竖直方向的高度高于所述公共底边所在端在竖直方向的高度，所述集水槽的相对两侧面分别与所述楔形腔体的前、后侧表面在同一平面上，在所述集水槽的相对两侧面中的任一侧面上设有开孔，所述开孔用于将淡水导出。

优选的技术方案，所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面与所述楔形腔体的水平底表面之间的夹角是30～45°，以便于阳光照射，从而使得尽可能多的太阳光被吸收用于蒸发海水。

优选的技术方案，所述楔形泡沫塑料块采用聚苯乙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料。

优选的技术方案，所述碳纤维织物的一端穿过设在所述楔形腔体的垂直侧表面上的狭缝并向下垂遮在所述垂直侧表面上。

优选的技术方案，所述凸透玻璃为拱形瓦片状。

优选的技术方案中，所述楔形腔体由透明材料制成，材质为透明玻璃或透明石英。

进一步优选的技术方案中，所述楔形腔体由石英玻璃制成，所述石英玻璃的透光率为75％～90％，其具有良好的透光性和耐侵蚀性能，能吸收尽可能多的光照，并可在海水中长期使用。

优选的技术方案中，所述碳纤维织物为碳纤维经亲水处理后得到的碳纤维织物。

优选的技术方案中，所述碳纤维织物为碳纤维和黑色亲水高分子纤维的混合织物。黑色亲水高分子纤维，可以是聚醚或聚丙烯酰胺。

进一步优选的技术方案中，所述碳纤维的外形直径为5～20微米，孔宽分布在0.5～1.5nm间的微孔体积占总孔体积的90％以上，比表面积为800～1500m²/g。

本发明的海水淡化装置中，所述水车与所述楔形腔体可以通过多种方式连接，比如可以通过硬杆将水车和楔形腔体之间相对位置固定，只要确保水车盛起的水能够倒入导流槽中即可。

本发明中，利用碳纤维织物的毛细作用将海水吸到楔形腔体中，在楔形腔体的上下层界面上形成薄薄的待蒸发层，利用太阳光透过凸透玻璃和斜面空腔的组合照射到该薄层上，加热待蒸发层海水，由于楔形腔体的下层为泡沫塑料块，其能够起到隔热保温的作用，因此，薄层的海水很容易蒸发；同时，利用水流带动水车转动，将海水通过导流槽导入到斜面空腔，海水持续从斜面空腔内流过，使得蒸发的水蒸气上升碰到楔形腔体的长斜顶表面的内壁时被迅速冷凝，冷凝水流到集水槽并通过集水槽上的开孔导出并收集起来，实现海水淡化处理，获得淡水。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1)本发明装置利用太阳能作为蒸馏法的热源，相对于现有技术中的高能耗带来的成本攀升，本发明具有极大的成本优势，并且绿色环保无污染。

2)本发明装置通过精巧的结构设计，聚焦太阳能，利用各种常见材料，充分考虑虹吸原理，热辐射、热对流和热传导的理论，达到保温隔热隔冷的效果，高效率地产生太阳能蒸馏所需的高温水蒸气，实现海水淡化。相对于现有技术中所使用的大型换热设备，本发明的结构简单，制造容易，可以因地制宜地设计不同的尺寸，成本低廉，适合各种不同的应用场景，能够极大地方便人们从海水中制取淡水。

3)本发明装置在运行中不容易出现堵塞问题，各部件更换也非常方便，维护特别简单，成本低，完全可以成为一款人人都会用的海水淡化装置。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的海水淡化装置的一具体实施例的结构示意图。

图2是图1中斜面空腔的结构示意图。

图3是图1中水车和楔形腔体的相对位置示意图。

图4是在上层空腔内设置了引导槽的结构示意图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，以更清楚地理解本发明的技术内容。

如图1～3所示，本发明的一具体实施例中，一种海水淡化装置，包括：楔形腔体1、楔形泡沫塑料块2、碳纤维织物3、凸透玻璃4、斜面空腔5、集水槽6、开孔7、水车8、导流槽9和狭缝10。

楔形腔体1由水平底表面、长斜顶表面、垂直侧表面和两个相对的前、后侧表面包围而成。楔形腔体1的长斜顶表面与垂直侧表面相交的棱边为楔顶边，楔形腔体1的长斜顶表面与水平底表面相交的棱边为楔底边11，楔形腔体1的长斜顶表面的另外两条边为斜边。

楔形腔体1分为上层空腔和下层楔形体，下层楔形体为楔形泡沫塑料块2，楔形泡沫塑料块2的水平底面、垂直侧面、前侧面、后侧面分别与楔形腔体1的水平底表面、垂直侧表面、前侧表面、后侧表面紧密贴合，将紧密贴合的两个面视为在同一平面上，那么，楔形泡沫塑料块2的水平底面与楔形腔体1的水平底表面在同一平面上，楔形泡沫塑料块2的垂直侧面与楔形腔体1的垂直侧表面在同一平面上，楔形泡沫塑料块2的前侧面与楔形腔体1的前侧表面在同一平面上，楔形泡沫塑料块2的后侧面与楔形腔体1的后侧表面在同一平面上，楔形泡沫塑料块2的长斜顶面与楔形腔体1的长斜顶表面不在同一平面上，楔形泡沫塑料块2的长斜顶面与楔形腔体1的长斜顶表面以及楔形腔体1的水平底表面仅共有一条楔底边11(即，相交在楔底边11)。

碳纤维织物3铺设在楔形泡沫塑料块2的长斜顶面上，碳纤维织物3的一端穿过设在楔形腔体1的垂直侧表面上的狭缝10并向下垂遮在该垂直侧表面上(在使用时，狭缝10位于海面以上，碳纤维织物3垂伸在楔形腔体1外的这一端进入海水中)。

凸透玻璃4盖设在楔形腔体1的长斜顶表面的上方，凸透玻璃4为拱形瓦片状，凸透玻璃4与楔形腔体1的长斜顶表面所围成的空间构成两端开口的斜面空腔5(如图2所示)。

导流槽9设置在楔形腔体1的长斜顶表面与垂直侧表面相交的棱边(即，楔顶边)上，导流槽9由两片导流板和两片导流板之间的间隙构成，间隙与斜面空腔5的一端开口连通，海水经导流槽9流进到斜面空腔5。

水车8紧邻导流槽9设置在楔形腔体1的一侧，水车8的转动将海水运转进入导流槽9。

集水槽6设置在楔形腔体1的上层空腔内，也即是，设置在楔形腔体1的长斜顶表面与楔形泡沫塑料块2的长斜顶面之间，集水槽6由底面、顶面、开口端面和相对的两侧面围成，集水槽6的顶面与楔形腔体1的长斜顶表面的内壁在同一平面上，集水槽6的顶面与底面有一条公共底边61，公共底边61位于楔形腔体1的长斜顶表面，并且公共底边61靠近楔底边11，集水槽6的顶面与底面在远离公共底边61的一端形成开口端面，开口端面上的开口紧贴着楔形腔体1的长斜顶表面的内壁(便于内壁上冷凝的淡水顺着开口进入集水槽6)，在集水槽6的底面上，开口端在竖直方向的高度高于公共底边61所在端在竖直方向的高度(即，开口端在高处，公共底边61所在端在低处)，这样，在楔形腔体1的长斜顶表面的内壁上冷凝所得淡水由开口端面进入集水槽6后，向下往公共底边61所在端的方向流动，集水槽6的相对两侧面分别与楔形腔体1的前、后侧表面位于同一平面上，在集水槽6的相对两侧面中的任一侧面上设有开孔7，开孔7用于将淡水导出。

上述本发明的海水淡化装置的具体实施方式中，楔形泡沫塑料块2的长斜顶面与楔形腔体1的水平底表面之间的夹角是30～45°，以便于阳光照射，从而吸收尽可能多太阳光。

上述本发明的海水淡化装置的具体实施方式中，楔形腔体1由透明材料制成，材质为透明玻璃或透明石英，优选石英玻璃，石英玻璃的透光率为75％～90％，其具有良好的透光性和耐侵蚀性能，能吸收尽可能多的光照，并可在海水中长期使用。

上述本发明的海水淡化装置的具体实施方式中，楔形泡沫塑料块2可以采用聚苯乙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料。

上述本发明的海水淡化装置的具体实施方式中，碳纤维织物3可以是将市售的碳纤维进行常规的亲水处理后得到的碳纤维织物，例如，亲水处理可以通过将碳纤维在表面活性剂(例如八烷基三甲基溴化铵)溶液中浸泡30～60min实现。

上述本发明的海水淡化装置的具体实施方式中，碳纤维织物3还可以是市售的碳纤维和黑色亲水高分子纤维的混合织物，例如，将2～4股碳纤维和6～10股黑色亲水高分子纤维纺织成线，再将这些线纺织成布。黑色亲水高分子纤维，可以是聚醚或聚丙烯酰胺。

上述的碳纤维，可以选择市售产品，例如，碳纤维产品的外形直径为5～20微米，孔宽分布在0.5～1.5nm间的微孔体积占总孔体积的90％以上，比表面积为800～1500m²/g。

上述本发明的海水淡化装置的具体实施方式中，水车8与楔形腔体1可以通过多种方式连接，例如，可以通过硬杆将水车8和楔形腔体1之间相对位置固定，如图3所示，只要水车8盛起的水能够倒入导流槽9中即可。

本领域技术人员可以理解，上述本发明的海水淡化装置的具体实施方式中，供碳纤维织物3穿过的狭缝既可以设置在楔形腔体1的垂直侧表面上(如图1和图3所示)，也可以设置在楔形腔体1的两个相对的前、后侧表面上，此时，只需要将碳纤维织物3固定在楔形泡沫塑料块2的表面即可。

本领域技术人员可以理解，上述本发明的海水淡化装置的具体实施方式中，还可以在楔形腔体1的长斜顶表面的内壁上设置若干条引导槽，每条引导槽均与长斜顶表面的斜边平行，每条引导槽的一端设在楔形腔体1的长斜顶表面与垂直侧表面相交的棱边(即：楔顶边)上，另一端向楔形腔体1的长斜顶表面与水平底表面相交的棱边(即：楔底边11)延伸。引导槽可以设置为引导凹槽。图4给出了一种三角棱形的引导凹槽结构，横截面为三角形，从而加大与水蒸气接触的面积，能够加速水蒸气冷凝，冷凝水沿着导流槽流到集水槽，能够加速将冷凝水导走，尽可能避免冷凝水回到碳纤维织物上。

上述实施例中的海水淡化装置的使用方法和工作原理如下：

装设上述实施例中的海水淡化装置，使得水车的车轮至少有一部分位于海面以上，楔形腔体1漂浮在海面上，狭缝10高于海面，楔形腔体1的长斜顶表面朝着太阳。

使用时，利用铺设在下层楔形泡沫塑料块2的长斜顶面上的碳纤维织物3的毛细作用将海水吸上来，海水在下层楔形泡沫塑料块2的长斜顶面上形成薄薄的一层待蒸发层，太阳光透过凸透玻璃4和斜面空腔5的组合照射在碳纤维织物3上的待蒸发层海水上，海水被加热后迅速蒸发；同时，水车8随着水流转动，把海水运到导流槽9，海水从导流槽9流入斜面空腔5，蒸发的水蒸气上升碰到楔形腔体1的长斜顶表面的内壁，迅速被斜面空腔5中流动的海水冷凝，冷凝的水顺着楔形腔体1的长斜顶表面的内壁往下流，经由集水槽6的开口流入集水槽6中，再通过开孔7收集，即可得到淡水。其中，泡沫塑料块2兼具隔热保温和漂浮的作用，既能够保证整个海水淡化装置漂浮于海面之上，又能够减少热辐射和传导，从而使得楔形腔体1的上层空腔保持足够的温度而便于蒸发的迅速进行。该海水淡化装置，利用了太阳能这一绿色无污染的新能源，无需消耗额外的电能或热能，利用海水的自然流动带动水车运转，无需再进行额外的人力或机械操作，即可完成海水淡化的过程。还可根据实际需求来设计装置的具体尺寸，该装置方便安装和移动，简易便携，运行维护简便，对环境友好，应用场景和范围广，特别适合用在航行中的船舶、海上的小岛等。

可见，上述装置利用太阳能作为蒸馏法的热源，大大节省了能源，减少能耗，绿色环保无污染；并且，通过精巧的结构设计，利用常见的各种材料，充分考虑虹吸原理，热辐射、热对流和热传导的理论，聚焦太阳能并达到保温隔热隔冷的效果，高效率地产生太阳能蒸馏所需的高温水蒸气，实现海水淡化；不使用大型换热设备，结构简单，制造容易，可以因地制宜地设计不同的尺寸，成本低廉，适合各种不同的应用场景，能够极大地方便人们从海水中制取淡水；上述装置在运行中不容易出现堵塞问题，各部件更换也非常方便，维护特别简单，成本低，完全可以成为一款人人都会用的海水淡化装置。

由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理的情况下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种海水淡化装置，其特征在于，包括：

楔形腔体，所述楔形腔体由水平底表面、长斜顶表面、垂直侧表面和相对的前、后侧表面包围而成，所述楔形腔体的长斜顶表面与垂直侧表面相交的棱边为楔顶边，所述楔形腔体的长斜顶表面与水平底表面相交的棱边为楔底边；所述楔形腔体内填设有楔形泡沫塑料块，所述楔形泡沫塑料块的水平底面、垂直侧面、前侧面、后侧面分别与所述楔形腔体的水平底表面、垂直侧表面、前侧表面、后侧表面在同一平面上，所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面与所述楔形腔体的长斜顶表面以及所述楔形腔体的水平底表面相交在所述楔底边，所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面将所述楔形腔体的内部分为上下两层，在所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面与所述楔形腔体的长斜顶表面之间的空间为上层空腔，所述楔形泡沫塑料块则为下层楔形体；在所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面上铺设碳纤维织物，所述碳纤维织物的一端穿过设在所述楔形腔体的任一侧表面上的开口并向下垂遮在所述侧表面上；

凸透玻璃，所述凸透玻璃盖设在所述楔形腔体的长斜顶表面的上方，所述凸透玻璃与所述楔形腔体的长斜顶表面所围成的空间构成两端开口的斜面空腔；

导流槽，所述导流槽设置在所述楔形腔体的长斜顶表面与垂直侧表面相交的棱边上，所述导流槽与所述斜面空腔的一端开口连通；

水车，所述水车紧邻所述导流槽设置在所述楔形腔体的一侧，所述水车的转动将海水运转进入所述导流槽；

集水槽，所述集水槽设置在所述楔形腔体的上层空腔内，所述集水槽由底面、顶面、开口端面和相对的两侧面围成，所述集水槽的顶面与所述楔形腔体的长斜顶表面的内壁在同一平面上，所述集水槽的顶面与底面有一公共底边，所述公共底边靠近所述楔底边，所述集水槽的顶面与底面在远离所述公共底边的一端形成开口端面，所述开口端面上的开口紧贴着所述透明楔形腔体的长斜顶表面的内壁，在所述集水槽的底面上，开口端在竖直方向的高度高于所述公共底边所在端在竖直方向的高度，所述集水槽的相对两侧面分别与所述楔形腔体的前、后侧表面在同一平面上，在所述集水槽的相对两侧面中的任一侧面上设有开孔，所述开孔用于将淡水导出。

2.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述楔形泡沫塑料块的长斜顶面与所述楔形腔体的水平底表面之间的夹角是30～45°。

3.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述碳纤维织物的一端穿过设在所述楔形腔体的垂直侧表面上的狭缝并向下垂遮在所述垂直侧表面上。

4.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述凸透玻璃为拱形瓦片状。

5.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述楔形腔体由透明材料制成，材质为透明玻璃或透明石英。

6.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述楔形腔体由石英玻璃制成，所述石英玻璃的透光率为75％～90％。

7.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述碳纤维织物为碳纤维经亲水处理后得到的碳纤维织物。

8.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述碳纤维织物为碳纤维和黑色亲水高分子纤维的混合织物。

9.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述楔形泡沫塑料块采用聚苯乙烯泡沫塑料或聚氯乙烯泡沫塑料。。

10.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述水车与所述楔形腔体通过硬杆固定。