CN110054245A - 一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明专利专利涉及一种利用太阳能的海水淡化装置，包括板式聚光器，支撑架，蒸发管道，多孔海绵，浓海水收集板，浓海水管道，新鲜海水管道，集汽管；板式聚光器位于蒸发管道下方，中间用支撑架连接；板式聚光器与地面通过支架支撑，设有自动跟踪装置；新鲜海水管道上半部开凿均匀小孔，两端固定在蒸发管道的两端，一端密封，一端流通海水；多孔海绵和浓海水收集板位于蒸发管道内，其中海绵用碳粒填充，包裹在新鲜海水通道外部，吸收来自聚光板的太阳光，浓海水由重力作用下降到收集板上，通过下方的浓海水管道流出；上方的集汽管外部连接送引风机，内部抽吸蒸发管道内的蒸汽；该装置设备简单，增强了吸热效率和对流换热，提高了海水淡化速率。

Description

一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置
技术领域
本发明涉及海水淡化技术领域，具体设计一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置。
背景技术
太阳能作为一种用之不竭的能源，收集太阳能是发展清洁能源的重要途径，一般来说太阳能集热包括直接利用或者间接转化为机械能或电能，太阳能集热器是太阳能热利用系统中的核心部件，其任务是收集太阳能并使其转换为热能，它使集热器中的工质与透过玻璃盖板的太阳光进行热交换，研制高效太阳能集热器的原则应是尽可能收集较多的太阳辐射能，同时应该考虑材料、加工工艺等经济性问题。
淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一，伴随着人均淡水资源占有需求的增加，淡水资源的短缺是许多国家未来必将面临的严重问题，因此在海水资源丰富的地区，发挥临海优势，走海水淡化之路，是解决沿海城市缺水问题的一条重要途径。
海水淡化技术开发层出不穷，在热法海水淡化中，蒸馏法海水淡化的地位举足轻重，然而由于其运行温度较高，耗能巨大，同时传统的太阳能海水淡化装置中，海水运行温度低，加上自然对流造成传质传热效果差，因此降低蒸馏法海水淡化的温度和提高内部传质传热过程是改善蒸馏系统性能的重要的措施。
目前太阳能蒸馏法海水淡化的研究很多，但市场上的太阳能海水淡化装置较为复杂，产生的蒸汽不能及时从蒸发室内排出，导致蒸发室内湿度过大，抑制了海水与空气的传质，吸热材料较为昂贵，从而导致淡化水成本较高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种利用太阳能的新型海水淡化装置，充分利用太阳能的热能，装置简单易造，尤其适合小型化应用。
本发明的技术方案如下：
本发明专利涉及一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置，包括板式聚光器，支撑架，蒸发管道，多孔海绵，浓海水收集板，浓海水管道，新鲜海水管道，集汽管；板式聚光器位于蒸发管道下方，中间用支撑架连接；板式聚光器与地面通过支架支撑，设有自动跟踪装置；新鲜海水管道上半部开凿均匀小孔，两端固定在蒸发管道的两端，一端密封，一端流通海水；多孔海绵和浓海水收集板位于蒸发管道内，其中海绵用碳粒填充，包裹在新鲜海水通道外部，吸收来自聚光板的太阳光，浓海水由重力作用下降到收集板上，通过下方的浓海水管道流出；上方的集汽管外部连接送引风机，内部抽吸蒸发管道内的蒸汽；该装置设备简单，增强了吸热效率和对流换热，提高了海水淡化速率。
所述的蒸发管道，均质透明，透射率强，其两端与海水管道连接，一端接海水管道，一端留有小孔，与大气连通。
所述的浓海水收集板，两端高中间低，通过支撑架与海水管道连接，支撑架上部与海水管道焊接，下部通过螺纹孔与浓海水收集板连接，在其最低点与浓海水管道焊接。
所述的多孔海绵，填充细小碳粒，整体呈暗黑色，其包裹在海水管道，贴合的下部距离浓海水收集板约1cm的距离。
所述的集气管位于多孔海绵上方约1cm处，开凿四排均匀小孔，长度方向两端距离蒸发管道内壁约5cm，中间与集汽管道焊接。
所述的板式聚光器，通过支架与蒸发管道连接，并使蒸发管道位于板式聚光器的中心面上，下端通可跟踪支架与地面接触。
本发明有如下有益效果：本发明提供了一种利用太阳能的海水话装置，利用太阳能热量蒸发海水，通过多孔海绵扩大海水蒸发面积，填充碳粒可以起到提高水质的作用，集汽器可以有效降低蒸发管内湿度，多方面提高蒸发速率，装置制造简单，易于小型化生产，运行成本低。
附图说明
图1为海水淡化装置侧视结构示意图。
图2为海水淡化装置正视结构示意图。
附图标记：
1—吸气管道 7—浓海水收集板 13—太阳光
2—集气管 8—支撑架 14—管道孔
3—多孔海绵 9—浓海水管道 15—螺纹栓
4—蒸发管道 10—板式聚光器
5—新鲜海水管道 11—进气孔
6—支撑架 12—自动跟踪支架
具体实施案例
下面结合附图和具体实例来对本发明进行详细的说明
如图1所示，一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置，包括板式聚光器10，支撑架6、8，蒸发管道4，多孔海绵3，浓海水收集板7，浓海水管道9，新鲜海水管道5，集汽管2，自动跟踪支架12；所述板式聚光器10位于蒸发管道4下方，中间用支撑架8连接；所述板式聚光器10与地面通过自动跟踪支架12支撑；所述新鲜海水管道5上半部开凿均匀管道孔14，两端固定在蒸发管道4的两端，其一端密封，一端流通海水；所述多孔海绵3和浓海水收集板7位于蒸发管道4内；所述多孔海绵3用碳粒填充，包裹在新鲜海水通＝管道4外部，吸收来自聚光板的太阳光，浓海水由重力作用下降到浓海水收集板7上；所述浓海水收集板7，上方通过支撑架6连接，下方与浓海水管道9连接；上方的吸气管道1外部连接送引风机，内部抽吸蒸发管道4内的蒸汽。
其中，所述多孔介质海绵3，在溶有细小碳粒的溶液中浸泡，使碳粒填充在海绵内，利用海绵的虹吸效应，让来自新鲜海水管道5的海水，均匀覆盖在受热表面。
其中，所述图2中的集汽管道2，左右对称，下部距离多孔海绵3大约1cm，左右距离蒸发管道4的两端5cm左右。
其中，所述自动跟踪支架12，与板式聚光器10连接，可以自动跟踪太阳位置，尽最大面积接收太阳光。
其中，所述螺纹栓15，右侧与新鲜海水管道5末端连接，定位新鲜海水管道5的位置；
其中，所述浓海水收集板7，两端高中间低，下端与浓海水管道9连接，浓海水从浓海水管道9流出；
其中，所述进气孔11，开凿在蒸发管道4一侧，用于补充吸气管道1出去的气体，保证蒸发管道4内的压力恒定，也可以通入空气集热器加热后的热空气。
本发明的工作原理
将海水淡化装置搭建好之后，收集浓海水对新鲜海水进行预热，预热海水通入新鲜海水管道5内，由于另一端封闭，所以新鲜海水通过管道孔，进入多孔海绵3，海水在海绵的虹吸效应下，均匀布置在海绵表面，来自板式聚光器10的阳光照射在多孔海绵3上，产生的浓海水在重力作用下，下降到浓海水收集板7上，由于两端高中间低的设计，最终浓海水通过浓海水管道9流出，收集后对新鲜海水进行预热，进入下一个循环。
以上对本发明的实施例所提供的的一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置进行了详细介绍，对本领域技术人员，依据本发明实例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有所改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置，其特征在于，包括集汽管道(1)，集汽器(2)，多孔海绵(3)，蒸发管道(4)，新鲜海水管道(5)，支撑架(6)(8)(12)，浓海水收集板(7)，浓海水管道(9)，聚光器(10)；所述集汽管道(1)一端与送引风机连接，一端与集汽器(2)连接；所述多孔海绵(3)填充细小碳粒，包裹在新鲜海水管道(5)的外部，下部贴合支撑架(6)；所述蒸发管道(4)均质透明，两端密封，支撑新鲜海水管道(5)；所述新鲜海水管道(5)，与蒸发管道(4)连接；所述浓海水收集板(7)上部与支撑架(6)连接，下部和浓海水管道(9)连接；所述浓海水通道(10)，其上布置单通阀；所述聚光器(10)，下部通过具备自动跟踪装置的支撑架(12)连接支撑，上部通过支撑架(8)与蒸发管道(4)连接。
2.如权利要求1所述一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置，其特征在于，所述集汽器(2)横向布置，管道上四周均匀布置四排小孔，中间位置与集汽管道(1)焊接，集汽管道(1)出口与送引风机连接。
3.如权利要求1所述一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置，其特征在于，所述多孔海绵(3)填充细小碳粒或石墨烯材料。
4.如权利要求1所述一种利用太阳能的高效节能海水淡化装置，其特征在于，所述新鲜海水通道(5)一端密封，一端与新鲜海水储存罐通过管道连接，上部左右对称开凿三排均匀小孔，海水从小孔渗入多孔海绵(3)。
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