CN112537816B - 一种太阳能海水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能海水处理装置，属于海水处理技术领域。它解决了现有技术设计海水制淡水效率低的问题。本太阳能海水处理装置，包括太阳光反射组件、以及与其相适配的装有导热流体的集热管，集热管的两端分别与放热管的两端密封连通形成封闭的循环管路，放热管设于供海水吸热蒸发的蒸发箱内，蒸发箱通过第一海水引入管与外部的海水连通，第一海水引入管上设有抽液泵，蒸发箱通过蒸汽管与淡水箱密封连通，蒸发箱内设有用于将由第一海水引入管输入的海水进行雾化处理的雾化组件等。本太阳能海水处理装置的优点在于：将海水制成小颗粒状，提高了海水吸热后快速蒸汽化的能力。

Description

一种太阳能海水处理装置

一、技术领域

本发明属于海水处理技术领域，尤其是涉及一种利用太阳能的热量对海水进行蒸馏制得淡水的太阳能海水处理装置。

二、背景技术

目前的太阳能海水淡化装置,主要采用蒸馏的方式从海水中获取淡水，其操作原理为:采用由导热流体作为吸热介质来吸收太阳的热能，然后通过将装载有吸收热量的导热流体的管路布置在装有海水的箱体内，来与海水进行热交换，吸收热量的海水变成蒸汽；这种情况下，要使箱体内的海水产生蒸汽，必须要保证箱体内的所有海水都要达到较高的温度才可能排出一定量的蒸汽，否则即使有一部分变成了蒸汽也会在上升至水面的过程中被其它温度相对较低的海水吸收热量而被液化，这样即使有蒸汽脱离海水、数量也是极少的，对于使用者来说没有意义，而且在箱体内的所有海水整体吸热达到较高的温度这一阶段所消耗的时间也较长，导致制得一定量的淡水所需时间加长。

三、发明内容

本发明的目的是针对上述问题中的至少一部分的太阳能海水处理装置。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的太阳能海水处理装置，包括太阳光反射组件、以及与其相适配的装有导热流体的集热管，集热管的两端分别与放热管的两端密封连通形成封闭的循环管路，放热管设于供海水吸热蒸发的蒸发箱内，蒸发箱通过第一海水引入管与外部的海水连通，第一海水引入管上设有抽液泵，蒸发箱通过蒸汽管与淡水箱密封连通，蒸发箱内设有用于将由第一海水引入管输入的海水进行雾化处理的雾化组件，通过雾化组件喷出的颗粒状的雾粒直接作用于放热管的外表面、以吸收来自放热管的热量。

在上述的太阳能海水处理装置中，雾化组件包括若干雾化喷头，每雾化喷头的进气端与空气输送管密封连接、进液端与第一海水引入管密封连接，每雾化喷头喷出方向与和其相邻的放热管相对应。

在上述的太阳能海水处理装置中，放热管包括若干放热分管,其自下向上依次呈间隔设置，每放热分管绕设为同心的多圈形的结构，每放热分管对应有至少一个与其配合的雾化喷头，每放热分管的两端分别与集热管的两端连通。

在上述的太阳能海水处理装置中，放热分管的周侧围设的面积的大小与垂直于蒸发箱高度方向的横截面基本相同。

在上述的太阳能海水处理装置中，每放热分管的相对上侧和相对下侧各至少对应有一个与其配合的雾化喷头。

在上述的太阳能海水处理装置中，蒸汽管包括第一蒸汽分管和第二蒸汽分管，第一蒸汽分管的两端分别连接蒸发箱和余热换热器上的一对端口中的一端，第二蒸汽分管的两端分别连接淡水箱和余热换热器上的该对端口中的另一端，余热换热器上的另一对端口中的一端与用于海水引入的第二海水引入管密封连接、另一端通过连接管与第一海水引入管连通。

在上述的太阳能海水处理装置中，集热管由金属材料制成且其横截面为环状结构，其内的空心部填设有储热材料。

在上述的太阳能海水处理装置中，集热管内侧面沿径向方向的周向间隔设有用于容纳储热材料的容纳凹槽。

在上述的太阳能海水处理装置中，太阳光反射组件包括若干与集热管配合的抛光镜。

与现有技术相比，本太阳能海水处理装置的优点在于：通过雾化组件将海水产生细小的微粒，增加了海水的吸热面积，提升了单位时间内海水吸热蒸发的数量，从而增加了淡水单位时间内的制得量。

四、附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1提供了本发明中的一个实施例的管路示意图。

图2提供了本发明中的另一个实施例中的蒸发箱内的管路结构示意图。

图3提供了本发明中的又一个实施例中的集热管剖视示意图。

图中，海水a，抛光镜1、集热管2、容纳凹槽21、放热分管31、放热连接分管32、蒸发箱4、第一海水引入管51、第二海水引入管52、抽液泵6、第一蒸汽分管71、第二蒸汽分管72、余热换热器8、淡水箱9、雾化喷头101、空气输送管102、连接管11、单向阀12。

五、具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1至3所示，本太阳能海水处理装置，包括太阳光反射组件、集热管2、放热管、蒸发箱4、淡水箱9。

太阳光反射组件，包括若干抛光镜1。

集热管2，内装入液态的导热介质(如导热油)，其与抛光镜1相适配。

放热管，其两端分别与集热管2的两端密封连通形成封闭的循环管路。

蒸发箱4，放热管设于该的蒸发箱4内，其为用于供从第一海水引入管51引入的海水进入其内以吸热放热管的热量后蒸发的装置，第一海水引入管51上设有抽液泵6，以便抽吸海水，海水蒸发后变成蒸汽并通过蒸汽管输送至淡水箱9内，在该蒸汽管内，运行中的蒸汽逐渐放热，至少一部分冷凝后变成了液态的水。

雾化组件，设于蒸发箱4内，包括若干雾化喷头101，每雾化喷头101的进气端与空气输送管102密封连接、进液端与第一海水引入管51密封连接，每雾化喷头101喷出方向与和其相邻的放热管相对应，通过雾化组件喷出的颗粒状的雾粒直接作用于放热管的外表面、以吸收来自放热管的热量。

淡水箱9，存放来自蒸汽管的液态淡水或水汽。

工作原理：在出太阳的时间端，抛光镜1将接收到的太阳光反射给集热管2、以供其吸收热量，吸收热量的导热介质随后进入蒸发箱4内的放热管内，用抽液泵6将海水从第一海水引入管51抽入蒸发箱4，由位于蒸发箱4内雾化组件对准放热管进行喷洒，雾粒由于质量小、吸热面积增大，因此在吸收了放热管的热量后可快速转化为水汽，水汽通过蒸汽管输送至淡水箱9内。

在一个或一些实施例中，放热管包括若干放热分管31,其自下向上依次呈间隔设置，每个放热分管31绕设为同心的多圈形且呈扁平状的结构，每放热分管31对应有至少一个与其配合的雾化喷头101，每放热分管31的两端分别与集热管2的两端连通。

当然还可以再设置两根放热连接分管32，该两个放热连接分管32的一端为封堵状态，另一端则分别与集热管2的两端一一连通，而且每根放热分管31的两端分别与两根放热连接分管32一一连通。

为了增加发热面积，在一个或一些实施例中，放热分管31的周侧围设的面积的大小与垂直于蒸发箱4高度方向的横截面基本相同，这样使每个放热分管31尽量的占满蒸发箱4内同一高度处的横截面空间。

为了提高放热分管31上与其直接接触的雾粒的量，在一个或一些实施例中，每放热分管31的相对上侧和相对下侧各至少对应有一个与其配合的雾化喷头101，这样放热分管31的相对上侧和相对下侧都能与雾粒直接接触，这样可实现通过热传导这个热量交换最高效的方式来实现热量的传递。

由于蒸汽管中的蒸汽通过在其内流动的过程中为自然地逐渐释放了热量，得到液态淡水所需时间相对较长，且该释放的热量也未能被再次利用，为此在一个或一些实施例中，蒸汽管包括第一蒸汽分管71和第二蒸汽分管72，第一蒸汽分管71的两端分别连接蒸发箱4和余热换热器8上的一对端口中的一端，第二蒸汽分管72的两端分别连接淡水箱9和余热换热器8上的该对端口中的另一端，余热换热器8上的另一对端口中的一端与用于海水引入的第二海水引入管52密封连接、另一端通过连接管11与第一海水引入管51连通。

另外为防止从余热换热器8出来的吸热后的海水回流，在一个或一些实施例中，在连接管11上设置了单向阀12以保证从余热换热器8出来的吸热后的海水只向第一海水引入管51内流动。

在一个或一些实施例中，集热管2由金属材料制成且其横截面为环状结构，其内的空心部填设有储热材料。

需要说明的是，集热管2通常由钢管或铸铁管制成，当然可以选择导热性能更好地铜管，这样有利于其内的液态的导热介质通过其外周侧的侧部间接地吸收来自太阳光的热能，而且吸收了热能的导热介质再通过集热管2内周侧部将热量传递给中心部的储热材料，这里的储热材料为高储热密度及吸放热稳定的特性的相变材料，具体如包括但不限于石蜡、三水醋酸钠等。

为了加大储热材料与集热管2内周侧部的接触面积，在一个或一些实施例中，集热管2内侧面沿径向方向的周向间隔设有用于容纳储热材料的容纳凹槽21。

另外，在一个或一些实施例中，集热管2内周侧形成的一个圆的半径长度是该环形结构的集热管2内、外周侧形成的两个同心圆的半径差的1.5至2.5倍之间，优选地，为2倍。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了海水a，抛光镜1、集热管2、容纳凹槽21、放热分管31、放热连接分管32、蒸发箱4、第一海水引入管51、第二海水引入管52、抽液泵6、第一蒸汽分管71、第二蒸汽分管72、余热换热器8、淡水箱9、雾化喷头101、空气输送管102、连接管11、单向阀12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种太阳能海水处理装置，包括太阳光反射组件、以及与其相适配的装有导热流体的集热管（2），所述的集热管（2）的两端分别与放热管的两端密封连通形成封闭的循环管路，所述的放热管设于供海水吸热蒸发的蒸发箱（4）内，所述的蒸发箱（4）通过第一海水引入管（51）与外部的海水连通，所述的第一海水引入管（51）上设有抽液泵（6），所述的蒸发箱（4）通过蒸汽管与淡水箱（9）密封连通，其特征在于：所述的蒸发箱（4）内设有用于将由第一海水引入管（51）输入的海水进行雾化处理的雾化组件，通过所述的雾化组件喷出的颗粒状的雾粒直接作用于放热管的外表面、以吸收来自放热管的热量；

所述的雾化组件包括若干雾化喷头（101），每所述的雾化喷头（101）的进气端与空气输送管（102）密封连接、进液端与第一海水引入管（51）密封连接，每所述的雾化喷头（101）喷出方向与和其相邻的放热管相对应；

所述的放热管包括若干放热分管（31）,其自下向上依次呈间隔设置，每所述的放热分管（31）绕设为同心的多圈形的结构，每所述的放热分管（31）的两端分别与集热管（2）的两端连通；

所述的放热分管（31）的周侧围设的面积的大小与垂直于蒸发箱（4）高度方向的横截面基本相同；

每所述的放热分管（31）的相对上侧和相对下侧各至少对应有一个与其配合的雾化喷头（101）；

所述的蒸汽管包括第一蒸汽分管（71）和第二蒸汽分管（72），所述的第一蒸汽分管（71）的两端分别连接蒸发箱（4）和余热换热器（8）上的一对端口中的一端，所述的第二蒸汽分管（72）的两端分别连接淡水箱（9）和余热换热器（8）上的该对端口中的另一端，所述的余热换热器（8）上的另一对端口中的一端与用于海水引入的第二海水引入管（52）密封连接、另一端通过连接管（11）与第一海水引入管（51）连通。

2.根据权利要求1所述的太阳能海水处理装置，其特征在于，所述的集热管（2）由金属材料制成且其横截面为环状结构，其内的空心部填设有储热材料。

3.根据权利要求2所述的太阳能海水处理装置，其特征在于，所述的集热管（2）内侧面沿径向方向的周向间隔设有用于容纳储热材料的容纳凹槽（21）。

4.根据权利要求1所述的太阳能海水处理装置，其特征在于，所述的太阳光反射组件包括若干与集热管（2）配合的抛光镜（1）。

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