CN113548711A - 一种利用太阳能集热海水中取水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用太阳能集热海水中取水装置，涉及到太阳能技术领域，包括蒸发单元、太阳能集热单元，所述太阳能集热单元包括相连接的太阳能集热组件和太阳能热交换组件；所述蒸发单元包括淡水收集组件和海水蒸发组件，所述淡水收集组件用于对海水蒸发组件产生的淡水进行收集，所述太阳能集热组件用于吸收太阳的热能。本发明结构合理，实现了快速对海水加热蒸发形成水蒸汽，并冷却成水，提高了蒸发效果和蒸发速度，实现利用海面的反射光和太阳光加热，提高了螺旋加热管内的热介质加热效果，通过设置下反光镜和上反光镜，进一步对太阳光的收集，进一步的提高了加热的效果，提高了太阳能的利用率。

Description

一种利用太阳能集热海水中取水装置

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种利用太阳能集热海水中取水装置。

背景技术

随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为1×10 18 kW·h，为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项。中国海岛超过1万个，但大多数因匮乏淡水无法居住，有常住居民者不足500个，制约海岛开发、国防等功能。改善人居环境，使海水淡化成为严重缺水海岛地区主要供水方式之一，基本满足海岛不断提升的生活、生产用水需求。

现有的虽然对使用到一些太阳能集热器产热对海水进行蒸发，蒸发后的水蒸汽冷却后形成淡水，然而这些太阳能集热器结构复杂，集热效果一般，不能充分利用太阳能，造成一部分的太阳能浪费，且对海水蒸发速度慢，效果一般，因此，本申请提供了一种利用太阳能集热海水中取水装置来满足需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种利用太阳能集热海水中取水装置，实现了快速对海水加热蒸发形成水蒸汽，并冷却成水，提高了蒸发效果和蒸发速度，实现利用海面的反射光和太阳光加热，提高了螺旋加热管内的热介质加热效果，通过设置下反光镜和上反光镜，进一步对太阳光的收集，进一步的提高了加热的效果，提高了太阳能的利用率。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种利用太阳能集热海水中取水装置，包括蒸发单元、太阳能集热单元，所述太阳能集热单元包括相连接的太阳能集热组件和太阳能热交换组件；所述蒸发单元包括淡水收集组件和海水蒸发组件，所述淡水收集组件用于对海水蒸发组件产生的淡水进行收集，所述太阳能集热组件用于吸收太阳的热能，所述太阳能热交换组件用于对所述太阳能集热组件产生的能量将所述蒸发单元内海水蒸发，还包括固定单元，所述固定单元用于固定所述太阳能集热单元和所述蒸发单元；

所述固定单元包括放置台，所述放置台的底部四周均固定连接有立柱，四个所述立柱的底端均固定连接有底座，所述底座顶部的周圈均开设有多个安装孔，四个所述立柱两两之间均固定连接有连接杆，四个所述底座上均活动套接有活动板，四个所述活动板上均固定连接有多个销钉，所述太阳能集热组件、所述太阳能热交换组件、所述淡水收集组件均与所述放置台相连接。

优选的，所述淡水收集组件包括固定连接于所述放置台顶部上的储水箱，所述储水箱的顶部固定连接有蒸发箱，所述蒸发箱的顶部开设有安装槽，通过所述安装槽安装有蒸发罩，所述蒸发罩的顶部固定连接有蒸汽冷流管，所述蒸汽冷流管的一端固定连接在所述储水箱的侧壁上，所述蒸发罩的底部固定连接有收集管，所述收集管固定连接在所述蒸汽冷流管的侧壁上，所述储水箱的一侧固定连接有出水管，所述出水管上设置有第一阀门，所述海水蒸发组件与所述蒸发箱相连接

优选的，所述海水蒸发组件包括开设于所述蒸发箱顶部上的多个蒸发槽，多个所述蒸发槽的两端均固定连接有连接管，一对所述连接管上分别固定连接有注水海水管和海水排水管，所述注水海水管和所述海水排水管上均安装有第二阀门，所述蒸汽冷流管的一端依次贯穿多个所述蒸发槽，所述太阳能热交换组件与多个所述蒸发槽相连接，所述蒸发罩包括相连接的外弧形结构、底部弧形结构和中间方形结构，所述中间方形结构的长度和宽度分别等于多个所述蒸发槽组成的长度和宽度。

优选的，所述太阳能热交换组件包括分别设置与多个所述蒸发槽内的多个蒸发分管，多个所述蒸发分管的两端均分别固定连接有进液管和排液管，所述进液管的一端固定连接有热液管，所述排液管的一端固定连接有冷液管，所述冷液管上安装有循环泵，所述热液管和所述冷液管的一端固定连接有同一个螺旋加热管，所述太阳能集热组件与所述螺旋加热管相连接，所述热液管和所述冷液管上均套接有保温套。

优选的，所述太阳能集热组件包括固定套设于所述螺旋加热管上的放置盒，所述放置盒的顶部和底部均固定连接有聚光板，一对所述聚光板分别用于所述螺旋加热管的两侧集热，所述放置盒的侧壁上固定连接有多个连接柱，多个所述连接柱的一端固定连接有同一个保持架，所述保持架的顶部和底部均通过多个安装支架分别固定连接有上反光镜和下反光镜，所述上反光镜和所述下反光镜均呈C形结构，所述上反光镜用于太阳光收集反射至顶部的所述聚光板上，所述下反光镜用于收集海面反射的太阳光收集反射至底部的所述聚光板上。

优选的，所述保持架的两侧均固定连接有固定座，一对所述固定座上均通过安装螺栓固定连接有安装板，一对所述安装板的一侧均固定连接有支撑柱，一对所述支撑柱的一端均固定连接有液压伸缩杆，一对所述液压伸缩杆的一端固定连接有同一个固定板，所述固定板通过固定螺栓固定连接在所述放置台的顶部上。

综上，本发明的技术效果和优点：

1、本发明结构合理，在循环泵的作用下，加热后的热介质通过热液管进入进液管，然后通过进液管分别进入多个蒸发槽内的多个蒸发分管内，多个蒸发分管均与蒸发槽内的海水充分接触，将热介质的热能传递至海水内，实现热交换，使海水快速升温，海水升温后开始蒸发，形成水蒸汽，水蒸汽与蒸发罩的内避免接触，一部分蒸汽冷却成水滴，沿着蒸发罩的内壁滑至蒸发罩的底部，通过收集管收集至储水箱内进行收集，还有一部分通过蒸汽冷流管冷流后回收至储水箱内，实现了快速对海水加热蒸发形成水蒸汽，并冷却成水，提高了蒸发效果和蒸发速度；

2、本发明中，太阳光照射在顶部上的聚光板上，聚光板将太阳光收集照射在螺旋加热管上，实现对螺旋加热管内的热介质进行加热，通过液压伸缩杆，将太阳能集热组件延伸至海面上，太阳光照射在海面上后，光线进行反射至底部的聚光板上，聚光板对螺旋加热管的另一面进行加热，提高了螺旋加热管内的热介质加热效果，通过设置下反光镜和上反光镜，进一步对太阳光的收集，进一步的提高了加热的效果，提高了太阳能的利用率；

3、本发明中，蒸发罩包括相连接的外弧形结构、底部弧形结构和中间方形结构，中间方形结构的长度和宽度分别等于多个蒸发槽组成的长度和宽度，这样设置的好处是，充分对蒸发的水蒸汽进行收集，避免大量的水蒸汽冷却后的液体水滴落在蒸发槽和蒸发箱的顶部上面，造成浪费，提高了水蒸汽回收的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为利用太阳能集热海水中取水装置立体结构示意图；

图2为利用太阳能集热海水中取水装置局部剖开第一视角立体结构示意图；

图3为利用太阳能集热海水中取水装置局部剖开第二视角立体结构示意图；

图4为太阳能集热单元放大立体结构示意图；

图5为本保持架、上反光镜、下反光镜配合放大立体结构示意图；

图6为蒸发罩剖开放大正视结构示意图。

图中：1、储水箱；2、蒸发箱；3、蒸发罩；4、蒸汽冷流管；5、固定板；6、液压伸缩杆；7、保持架；8、下反光镜；9、上反光镜；10、放置台；11、立柱；12、活动板；13、销钉；14、底座；15、冷液管；16、连接管；17、出水管；18、循环泵；19、放置盒；20、聚光板；21、螺旋加热管；22、注水海水管；23、蒸发槽；24、热液管；25、蒸发分管；26、保温套；27、安装支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：参考图1-6所示的一种利用太阳能集热海水中取水装置，包括蒸发单元、太阳能集热单元，太阳能集热单元包括相连接的太阳能集热组件和太阳能热交换组件；

蒸发单元包括淡水收集组件和海水蒸发组件，淡水收集组件用于对海水蒸发组件产生的淡水进行收集，太阳能集热组件用于吸收太阳的热能，太阳能热交换组件用于对太阳能集热组件产生的能量将蒸发单元内海水蒸发；

还包括固定单元，固定单元用于固定太阳能集热单元和蒸发单元；

固定单元包括放置台10，放置台10的底部四周均固定连接有立柱11，四个立柱11的底端均固定连接有底座14，底座14顶部的周圈均开设有多个安装孔，四个立柱11两两之间均固定连接有连接杆，四个底座14上均活动套接有活动板12，四个活动板12上均固定连接有多个销钉13，太阳能集热组件、太阳能热交换组件、淡水收集组件均与放置台10相连接，通过底座14上的多个安装孔将取水装置固定在海边，向下滑动活动板12使销钉13与地面接触，并将销钉13插入地面内，使取水装置进一步固定，提高了固定后的稳定性。

作为本实施例中的一种实施方式，淡水收集组件包括固定连接于放置台10顶部上的储水箱1，储水箱1的顶部固定连接有蒸发箱2，蒸发箱2的顶部开设有安装槽，通过安装槽安装有蒸发罩3，蒸发罩3的顶部固定连接有蒸汽冷流管4，蒸汽冷流管4的一端固定连接在储水箱1的侧壁上，蒸发罩3的底部固定连接有收集管，收集管固定连接在蒸汽冷流管4的侧壁上，储水箱1的一侧固定连接有出水管17，出水管17上设置有第一阀门，海水蒸发组件与蒸发箱2相连接，海水蒸发组件包括开设于蒸发箱2顶部上的多个蒸发槽23，多个蒸发槽23的两端均固定连接有连接管16，一对连接管16上分别固定连接有注水海水管22和海水排水管，注水海水管22和海水排水管上均安装有第二阀门，蒸汽冷流管4的一端依次贯穿多个蒸发槽23，太阳能热交换组件与多个蒸发槽23相连接，蒸发罩3包括相连接的外弧形结构、底部弧形结构和中间方形结构，中间方形结构的长度和宽度分别等于多个蒸发槽23组成的长度和宽度，这样设置的好处是，充分对蒸发的水蒸汽进行收集，避免大量的水蒸汽冷却后的液体水滴落在蒸发槽23和蒸发箱2的顶部上面，造成浪费，提高了水蒸汽回收的效果，太阳能热交换组件包括分别设置与多个蒸发槽23内的多个蒸发分管25，多个蒸发分管25的两端均分别固定连接有进液管和排液管，进液管的一端固定连接有热液管24，排液管的一端固定连接有冷液管15，冷液管15上安装有循环泵18，热液管24和冷液管15的一端固定连接有同一个螺旋加热管21，太阳能集热组件与螺旋加热管21相连接，热液管24和冷液管15上均套接有保温套26，太阳能集热组件将太阳光的热能进行收集，并对螺旋加热管21进行加热，使螺旋加热管21内的热介质快速升温，在循环泵18的作用下，加热后的热介质通过热液管24进入进液管，然后通过进液管分别进入多个蒸发槽23内的多个蒸发分管25内，多个蒸发分管25均与蒸发槽23内的海水充分接触，将热介质的热能传递至海水内，实现热交换，使海水快速升温，海水升温后开始蒸发，形成水蒸汽，水蒸汽与蒸发罩3的内避免接触，一部分蒸汽冷却成水滴，沿着蒸发罩3的内壁滑至蒸发罩3的底部，通过收集管收集至储水箱1内进行收集，还有一部分通过蒸汽冷流管4冷流后回收至储水箱1内。

在本实施例中，太阳能集热组件包括固定套设于螺旋加热管21上的放置盒19，放置盒19的顶部和底部均固定连接有聚光板20，一对聚光板20分别用于螺旋加热管21的两侧集热，放置盒19的侧壁上固定连接有多个连接柱，多个连接柱的一端固定连接有同一个保持架7，保持架7的顶部和底部均通过多个安装支架27分别固定连接有上反光镜9和下反光镜8，上反光镜9和下反光镜8均呈C形结构，上反光镜9用于太阳光收集反射至顶部的聚光板20上，下反光镜8用于收集海面反射的太阳光收集反射至底部的聚光板20上，保持架7的两侧均固定连接有固定座，一对固定座上均通过安装螺栓固定连接有安装板，一对安装板的一侧均固定连接有支撑柱，一对支撑柱的一端均固定连接有液压伸缩杆6，一对液压伸缩杆6的一端固定连接有同一个固定板5，固定板5通过固定螺栓固定连接在放置台10的顶部上，太阳光照射在顶部上的聚光板20上，聚光板20将太阳光收集照射在螺旋加热管21上，实现对螺旋加热管21内的热介质进行加热，通过液压伸缩杆6，将太阳能集热组件延伸至海面上，太阳光照射在海面上后，光线进行反射至底部的聚光板20上，聚光板20对螺旋加热管21的另一面进行加热，提高了螺旋加热管21内的热介质加热效果，通过设置下反光镜8和上反光镜9，进一步对太阳光的收集，进一步的提高了加热的效果，提高了太阳能的利用率。

本发明工作原理：

通过底座14上的多个安装孔将取水装置固定在海边，向下滑动活动板12使销钉13与地面接触，并将销钉13插入地面内，使取水装置进一步固定，提高了固定后的稳定性；

太阳光照射在顶部上的聚光板20上，聚光板20将太阳光收集照射在螺旋加热管21上，实现对螺旋加热管21内的热介质进行加热，通过液压伸缩杆6，将太阳能集热组件延伸至海面上，太阳光照射在海面上后，光线进行反射至底部的聚光板20上，聚光板20对螺旋加热管21的另一面进行加热，提高了螺旋加热管21内的热介质加热效果，通过设置下反光镜8和上反光镜9，进一步对太阳光的收集，加速热介质升温，在循环泵18的作用下，加热后的热介质通过热液管24进入进液管，然后通过进液管分别进入多个蒸发槽23内的多个蒸发分管25内，多个蒸发分管25均与蒸发槽23内的海水充分接触，将热介质的热能传递至海水内，实现热交换，使海水快速升温，海水升温后开始蒸发，形成水蒸汽，水蒸汽与蒸发罩3的内避免接触，一部分蒸汽冷却成水滴，沿着蒸发罩3的内壁滑至蒸发罩3的底部，通过收集管收集至储水箱1内进行收集，还有一部分通过蒸汽冷流管4冷流后回收至储水箱1内，取水装置结构简单，充分的利用了太阳能，实现快速对海水进行蒸发，并冷却成淡水。

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 (6)

1.一种利用太阳能集热海水中取水装置，其特征在于，包括蒸发单元、太阳能集热单元，所述太阳能集热单元包括相连接的太阳能集热组件和太阳能热交换组件；

所述蒸发单元包括淡水收集组件和海水蒸发组件，所述淡水收集组件用于对海水蒸发组件产生的淡水进行收集，所述太阳能集热组件用于吸收太阳的热能，所述太阳能热交换组件用于对所述太阳能集热组件产生的能量将所述蒸发单元内海水蒸发；

还包括固定单元，所述固定单元用于固定所述太阳能集热单元和所述蒸发单元；

所述固定单元包括放置台（10），所述放置台（10）的底部四周均固定连接有立柱（11），四个所述立柱（11）的底端均固定连接有底座（14），所述底座（14）顶部的周圈均开设有多个安装孔，四个所述立柱（11）两两之间均固定连接有连接杆，四个所述底座（14）上均活动套接有活动板（12），四个所述活动板（12）上均固定连接有多个销钉（13），所述太阳能集热组件、所述太阳能热交换组件、所述淡水收集组件均与所述放置台（10）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能集热海水中取水装置，其特征在于：所述淡水收集组件包括固定连接于所述放置台（10）顶部上的储水箱（1），所述储水箱（1）的顶部固定连接有蒸发箱（2），所述蒸发箱（2）的顶部开设有安装槽，通过所述安装槽安装有蒸发罩（3），所述蒸发罩（3）的顶部固定连接有蒸汽冷流管（4），所述蒸汽冷流管（4）的一端固定连接在所述储水箱（1）的侧壁上，所述蒸发罩（3）的底部固定连接有收集管，所述收集管固定连接在所述蒸汽冷流管（4）的侧壁上，所述储水箱（1）的一侧固定连接有出水管（17），所述出水管（17）上设置有第一阀门，所述海水蒸发组件与所述蒸发箱（2）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种利用太阳能集热海水中取水装置，其特征在于：所述海水蒸发组件包括开设于所述蒸发箱（2）顶部上的多个蒸发槽（23），多个所述蒸发槽（23）的两端均固定连接有连接管（16），一对所述连接管（16）上分别固定连接有注水海水管（22）和海水排水管，所述注水海水管（22）和所述海水排水管上均安装有第二阀门，所述蒸汽冷流管（4）的一端依次贯穿多个所述蒸发槽（23），所述太阳能热交换组件与多个所述蒸发槽（23）相连接，所述蒸发罩（3）包括相连接的外弧形结构、底部弧形结构和中间方形结构，所述中间方形结构的长度和宽度分别等于多个所述蒸发槽（23）组成的长度和宽度。

4.根据权利要求3所述的一种利用太阳能集热海水中取水装置，其特征在于：所述太阳能热交换组件包括分别设置与多个所述蒸发槽（23）内的多个蒸发分管（25），多个所述蒸发分管（25）的两端均分别固定连接有进液管和排液管，所述进液管的一端固定连接有热液管（24），所述排液管的一端固定连接有冷液管（15），所述冷液管（15）上安装有循环泵（18），所述热液管（24）和所述冷液管（15）的一端固定连接有同一个螺旋加热管（21），所述太阳能集热组件与所述螺旋加热管（21）相连接，所述热液管（24）和所述冷液管（15）上均套接有保温套（26）。

5.根据权利要求4所述的一种利用太阳能集热海水中取水装置，其特征在于：所述太阳能集热组件包括固定套设于所述螺旋加热管（21）上的放置盒（19），所述放置盒（19）的顶部和底部均固定连接有聚光板（20），一对所述聚光板（20）分别用于所述螺旋加热管（21）的两侧集热，所述放置盒（19）的侧壁上固定连接有多个连接柱，多个所述连接柱的一端固定连接有同一个保持架（7），所述保持架（7）的顶部和底部均通过多个安装支架（27）分别固定连接有上反光镜（9）和下反光镜（8），所述上反光镜（9）和所述下反光镜（8）均呈C形结构，所述上反光镜（9）用于太阳光收集反射至顶部的所述聚光板（20）上，所述下反光镜（8）用于收集海面反射的太阳光收集反射至底部的所述聚光板（20）上。

6.根据权利要求5所述的一种利用太阳能集热海水中取水装置，其特征在于：所述保持架（7）的两侧均固定连接有固定座，一对所述固定座上均通过安装螺栓固定连接有安装板，一对所述安装板的一侧均固定连接有支撑柱，一对所述支撑柱的一端均固定连接有液压伸缩杆（6），一对所述液压伸缩杆（6）的一端固定连接有同一个固定板（5），所述固定板（5）通过固定螺栓固定连接在所述放置台（10）的顶部上。

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