CN115583684A

CN115583684A - 水体淡化装置

Info

Publication number: CN115583684A
Application number: CN202211394494.7A
Authority: CN
Inventors: 钟伟
Original assignee: Sany Silicon Energy Zhuzhou Co Ltd
Current assignee: Sany Silicon Energy Shuozhou Co ltd
Priority date: 2022-11-08
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2023-01-10

Abstract

本发明涉及水处理技术领域，提供一种水体淡化装置，包括容器本体、蒸馏组件、光伏发电组件和/或摩擦发电组件，容器本体包括第一容器和位于第一容器内的第二容器，第一容器和第二容器之间设置有用于储存水体的储水仓，第二容器用于收集蒸馏水；蒸馏组件用于蒸馏水体，光伏发电组件和/或摩擦发电组件用于给蒸馏组件供电。可以通过光伏发电组件将太阳光转化为电能供给蒸馏组件使用，也可以通过摩擦发电组件发电来对蒸馏组件供电，从而使水体淡化装置可以高效利用环境中的能源来促进水体中淡水的蒸馏，可以帮助处于绝境中的遇险者更好的生存。

Description

水体淡化装置

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种水体淡化装置。

背景技术

海水淡化杯是一种用于身处极端地理环境时获取淡水的随身物品，这种极端环境包括但不限于荒岛、航海中的轮船、沿海或沿盐湖的沙漠。现有海水淡化杯的能源利用形式和功能都比较单一，比如只能利用太阳光来对海水蒸馏，但是当在夜晚或阴天环境中则无法利用太阳光对海水蒸馏，从而使海水淡化杯不能够很好的满足人们在绝境中对淡水的需要。

发明内容

本发明提供一种水体淡化装置，用以解决现有技术中海水淡化杯的能源利用形式和功能都比较单一而不能够很好的满足人们在绝境中对淡水的需要的缺陷。

本发明提供一种水体淡化装置，包括：

容器本体，包括第一容器和位于所述第一容器内的第二容器，所述第一容器和所述第二容器之间设置有用于储存水体的储水仓，所述第二容器用于收集蒸馏水；

蒸馏组件，用于蒸馏所述水体；

光伏发电组件和/或摩擦发电组件，用于给所述蒸馏组件供电。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，所述蒸馏组件包括：

加热组件，用于加热所述水体，所述加热组件与所述光伏发电组件和/或所述摩擦发电组件电连接；

冷却组件，设置在所述容器本体的顶部，所述冷却组件用于使水蒸气冷凝为所述蒸馏水，且所述冷却组件包括用于引流的导向部，所述导向部朝向所述第二容器设置。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，所述摩擦发电组件包括：

摩擦管，位于所述第二容器内，所述摩擦管设置有进水口和出水口，所述进水口位于所述导向部的下方，且所述出水口与所述第二容器的内腔连通；

电极，位于所述摩擦管的管壁内，且所述电极与所述加热组件电连接；

其中，所述摩擦管的内壁上设置有与所述电极接触的介电材料层。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，所述摩擦管为螺旋管。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，沿所述摩擦管的延伸方向，所述摩擦管的管壁内设置有多个所述电极，相邻两个所述电极之间留有间距。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，所述冷却组件还包括：

冷却部，用于对所述导向部降温，所述冷却部设置在所述导向部的上方，且所述冷却部设置有空腔，所述空腔用于盛装冷却物质。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，所述导向部呈倒锥形结构，且所述导向部的锥尖端的俯视投影点处于所述进水口处。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，所述光伏发电组件包括光伏发电板，所述光伏发电板设置在所述第一容器的外壁上或所述冷却组件的上方。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，所述第一容器为金属材质，且所述第一容器的外壁涂覆有吸光涂层。

根据本发明提供的一种水体淡化装置，所述第一容器上设置有减压阀门，所述减压阀门靠近所述第一容器的顶端设置，且所述减压阀门与所述储水仓连通。

本发明提供的水体淡化装置，包括容器本体、蒸馏组件、光伏发电组件和/或摩擦发电组件，容器本体包括第一容器和第二容器，第二容器位于第一容器内，并且第一容器和第二容器之间可以设置有储水仓，储水仓用于储存水体，蒸馏组件设置在容器本体上并用于蒸馏水体，以使水体中的淡水蒸馏成为蒸馏水并被收集在第二容器内，并且可以通过光伏发电组件将太阳光转化为电能供给蒸馏组件使用，也可以通过摩擦发电组件发电来对蒸馏组件供电，从而使水体淡化装置可以高效利用环境中的能源来促进水体中淡水的蒸馏，可以帮助处于绝境中的遇险者更好的生存。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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是本发明提供的水体淡化装置的分解示意图；

图2是本发明提供的摩擦管的纵向剖视图；

图3是本发明提供的摩擦管的横向剖视图；

图4是本发明提供的摩擦发电组件的工作示意图；

图5是本发明提供的直流调压电路的示意图；

图6是本发明提供的调压电路的示意图。

附图标记：

1、第一容器；2、第二容器；3、光伏发电板；

4、摩擦发电组件；5、盖板；6、减压气口；

7、密封塞；8、冷却组件；81、冷却部；

82、导向部；31、第二电压调理模块；32、第二电容；

41、摩擦管；42、管腔；43、电极；

431、第一电极；432、第二电极；433、第三电极；

434、第四电极；44、间隙；451、第一二极管；

452、第二二极管；453、第三二极管；454、第四二极管；

455、第五二极管；456、第六二极管；457、第七二极管；

458、第八二极管；46、第一电压调理模块；47、第一电容。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

下面结合图1至图6描述本发明的水体淡化装置。

如图1所示，本发明提供的一种水体淡化装置，可以包括容器本体、蒸馏组件、光伏发电组件和/或摩擦发电组件4。

容器本体可以包括第一容器1和第二容器2，第二容器2可以位于第一容器1内，并且第一容器1和第二容器2之间可以设置有储水仓，储水仓用于储存水体，第二容器2用于收集蒸馏水。

蒸馏组件可以设置在容器本体上，并且蒸馏组件用于蒸馏水体，以使水体中的淡水蒸馏成为蒸馏水。

光伏发电组件和/或摩擦发电组件4用于给蒸馏组件发电，以保证为蒸馏组件提供对水体进行蒸馏所需的能量。这样，可以通过光伏发电组件将太阳光转化为电能供给蒸馏组件使用，也可以通过摩擦发电组件4发电来对蒸馏组件供电，从而使水体淡化装置可以高效利用环境中的能源来促进水体中淡水的蒸馏，可以帮助处于绝境中的遇险者更好的生存。

在本发明的可选实施例中，水体淡化装置还可以包括GPS定位组器、信号发射器和显示组件，GPS定位器可以用于定位，一方面以供遇险者知道自己的位置，另一方面可以将遇险者的位置传输给外界搜救人员或后台，便于搜救人员及时搜救。信号发射器可以与GPS定位器通信连接，并能够将GPS定位器所定位的信息发送至外界搜救人员或后台。显示组件可以包括显示屏和/或指示灯和/或照明灯，显示屏可以与GPS定位器和信号发射器通信连接，以将GPS定位器的定位信息和信号发射器的发射信息显示出来，以便于遇险者观察。指示灯可以与蒸馏组件电连接，当蒸馏组件工作时指示灯可以显示绿灯，可以表明蒸馏组件在对水体进行蒸馏；照明灯可以用于照明，以为遇险者提供照明供遇险者在夜间行走等。

在可选的实施例中，光伏发电组件和/或摩擦发电组件4可以为GPS定位组器、信号发射器和显示组件分别提供电能，以保证GPS定位组器、信号发射器和显示组件能够正常工作。

当然，水体淡化装置还可以包括其他功能的用电器件，光伏发电组件和/或摩擦发电组件4可以为用电器件提供电能。

在本发明的可选实施例中，蒸馏组件可以包括加热组件，加热组件可以用于加热水体，以使水体中的淡水蒸发为水蒸气。

这里，加热组件可以包括至少一个加热器，加热组件可以设置在第一容器上，也可以设置在储水仓内，只需能够对储水仓内的水体起到加热作用即可。

并且，加热组件可以与光伏发电组件和/或摩擦发电组件4电连接，以使光伏发电组件和/或摩擦发电组件4能够为加热组件提供工作所需的电能，从而保证加热组件能够正常工作。

此外，蒸馏组件还可以包括冷却组件8，冷却组件8可以设置在容器本体的顶部，并且冷却组件8可以用于使水蒸气冷凝为蒸馏水，即水蒸气碰到冷却组件8后冷凝为蒸馏水，蒸馏水进入第二容器2内并被收集，从而满足遇险者对淡水的需求。

冷却组件8可以包括用于引流的导向部82，导向部82可以朝向第二容器2设置。这样，储水仓内的水体中的淡水受热转化为水蒸气后会进行上升运动，当温度较高的水蒸气遇到温度较低的导向部82后会冷凝为小水滴，随着冷凝现象的持续发生，小水滴的体积也会不断长大，最终会在表面张力和重力的作用下沿导向部82滑落，在滑落过程中将路程上的小水滴聚集为大水滴最终滴落进第二容器2内。

在本发明的可选实施例中，摩擦发电组件4可以包括摩擦管41，摩擦管41可以位于第二容器2内，并且摩擦管41设置有进水口和出水口，进水口位于导向部82的下方，出水口与第二容器2的内腔连通，这样，从导向部82滴落的水滴可以通过进水口进入摩擦管41内，并顺着摩擦管41从出水口流入第二容器2的内腔中存贮下来。

摩擦发电组件4还可以包括电极43，电极43可以位于摩擦管41的管壁内，并且电极43可以与加热组件电连接。此外，摩擦管41的内壁上设置有介电材料层，介电材料层与电极43接触。

这样，水滴在进入摩擦管41内后顺着摩擦管41的管腔42在介电材料层上滑动，水滴与介电材料层之间的摩擦会使水滴带上正电荷，并且随着水滴的滑落，会在电极43上交替地感应出电势差，从而驱动电子在电极43上来回交替流动形成交流电，以给加热组件供电。

这里，可以直接将摩擦管41的材质设置为介电材料。

在可选的实施例中，摩擦管41可以为螺旋管，这样，可以有效增大摩擦管41的长度，从而增大水滴的移动路径，可以充分利用水滴运动产生的机械能，提高摩擦发电组件4的发电效率。

这里，摩擦管41可以是在直管上经过弯折实现的，或者采用热弯的方式将直管弯折成螺旋状，或者可以通过多个直管依次连接成螺旋状。

在可选的实施例中，沿摩擦管41的延伸方向，摩擦管41的管壁内可以设置有多个电极43。这样，可以充分将水滴运动产生的机械能转化为电能，从而可以有效提高摩擦发电组件4的发电效率。

这里，电极43可以随摩擦管41的延长而增多，以增大摩擦发电组件4的输出电量。

并且，相邻两个电极43之间留有间距。这样，可以使各个电极43不接触导通，可以使每个电极43均能够因水滴运动感应出电势变化而生成电能。

具体地，在摩擦管41的管壁内设置有密封空腔，密封空腔沿摩擦管41的延伸方向设置，多个电极43分布在密封空腔内。

在可选的实施例中，电极43可以为叉指电极，叉指电极可以呈圆环状，叉齿电极环绕摩擦管41的管腔42设置，并且叉指电极设置有间隙44，这样可以使叉指电极具有两端，以形成正负两极。

在可选的实施例中，水体淡化装置还可以包括直流调压电路，直流调压电路可以包括两个分别与电极43的两端电连接的单向导通的二极管，这样，电极43因水滴运动感应出的电势变化都会趋势电子从电极43固定的一端流出或从固定的一端流入，从而可以形成直流电。

直流调压电路还可以包括第一电压调理模块46，第一电压调理模块46可以与加热组件电连接，第一电压调理模块46与两个二极管电连接，以对电极43生成的直流电进行调压，以满足加热组件所需的电压。

在本实施例中，沿摩擦管41的延伸方向，密封空腔内设置有四个叉指电极，如图5所示，四个叉指电极分别可以为第一电极431、第二电极432、第三电极433和第四电极434，第一电极431的正负端分别连接有第一二极管451和第二二极管452；第二电极432的正负端分别连接有第三二极管453和第四二极管454；第三电极433的正负端分别连接有第五二极管455和第六二极管456；第四电极434的正负端分别连接有第七二极管457和第八二极管458。

在本发明的可选实施例中，水体淡化装置还可以包括电池，电池可以用于为加热组件供电，电池也可以为GPS定位组器、信号发射器和显示组件或其他用电组件供电，以在无法获取太阳光和机械能的情况下，保证加热组件、GPS定位组器、信号发射器和显示组件或其他用电组件正常工作。

在可选的实施例中，电池可以为蓄电池，光伏发电组件和/或摩擦发电组件4可以为电池充电。

此外，如图5所示，直流调压电路还可以包括第一电容47，第一电容47可以与加热组件或其他用电组件并联，第一电容47可以与电压调制模块电连接，并且第一电容47可以与电池电连接。这样，摩擦发电组件4可以通过第一电容47为电池充电。

在本发明的可选实施例中，光伏发电组件可以包括光伏发电板3，光伏发电板3可以设置在第一容器1的外壁上或冷却组件8的上方。这样，可以使光伏发电板3充分获取外界的太阳光，以将太阳能转化为电能。

在可选的实施例中，水体淡化装置还可以包括调压电路，调压电路可以包括第二电压调理模块31，第二电压调理模块31分别与光伏发电组件以及电池或用电组件电连接，以为电池充电或为用电组件供电。由于光伏发电组件所发出的电本身为直流电，所以只需通过电压调理模块对电压进行调制即可用于为电池充电或为用电组件供电。

此外，如图6所示，调压电路还可以包括第二电容32，第二电容32可以与加热组件或其他用电组件并联，第二电容32可以与电压调制模块电连接，并且第二电容32可以与电池电连接。这样，光伏发电组件可以通过第二电容32为电池充电。

在本发明的可选实施例中，冷却组件8还可以包括冷却部81，冷却部81可以设置在导向部82的上方，并且冷却部81可以设置有空腔，空腔可以用于盛装冷却物质，冷却部81可以对导向部82降温，以对运动到容器本体上部的水蒸气起到降温冷却作用，从而可以使水蒸气快速冷凝为水滴并顺着导向部82滑落进第二容器2内。

这里，冷却物质可以为冰块、海水或沙土，或其他温度较低的物质，只需能够对遇到导向部82的水蒸气起到降温的作用即可。

在本实施例中，冷却部81可以位于第一容器1的上方，并且冷却部81可以封闭第一容器1的顶端开口，以使储水仓形成密闭环境，以防止水蒸气通过第一容器1的顶端开口排出而无法冷凝为水滴。

在可选的实施例中，导向部82可以呈倒锥形结构，并且导向部82的锥尖端的俯视投影点可以处于摩擦管41的进水口处。这样，从导向部82滴落的水滴能够正好通过进水口进入到摩擦管41的管腔42内。

在可选的实施例中，导向部82与摩擦管41之间留有空隙，并且导向部82和摩擦管41之间的空隙可以满足导向部82锥尖端处的水滴顺利通过，使导向部82表面凝结的水滴可以在表面张力和重力的作用下滑落至锥尖处并在锥尖处滴落进入摩擦管41的管腔42内。

在可选的实施例中，冷却部81的侧壁材质可以为隔热材质，这样，可以对空腔内的冷却物质起到保温作用，从而有利于保证冷却组件8的低温环境。

另外，冷却部81的外表面可以涂覆有反光涂层，以反射太阳光，从而有利于防止太阳光给冷却组件8加热而降低冷却组件8的降温效果。

在可选的实施例中，导向部82的材质可以为导热性高的材料，比如导向部82的材质可以为金属材质。这样，导向部82的上表面可以向冷却部81的空腔内的冷却物质传热，导向部82的外壁面和底部可以吸收水蒸气的热量，使水蒸气可以在导向部82的表面迅速冷凝为蒸馏水。

在本发明的可选实施例中，第一容器1可以为金属材质，并且第一容器1的外壁可以涂覆有吸光涂层。这样，吸光涂层可以充分吸收太阳光的能量并将其转化为热能，并通过金属材质的第一容器1可以将热量传导至水体，以对水体加热，可以充分利用太阳光，加快水体中淡水的蒸发速度，从而可以进一步地提高对水体的蒸馏效果。

在本发明的可选实施例中，第一容器1上可以设置有减压阀门，减压阀门靠近第一容器1的顶端设置，并且减压阀门可以与储水仓连通。这样，可以通过减压阀门抽出储水仓内的气体从而可以降低储水仓内的压强，进而可以加快水体中淡水的蒸发速度。具体地，可以利用抽气泵通过减压阀门将储水仓内的气体抽出，或者可以利用其他各种抽真空的方式抽走储水仓内的气体。

在可选的实施例中，减压阀门可以包括设置在第一容器1上的减压气口6和密封塞7，密封塞7可以带起关闭和打开减压气口6的作用。

在本发明的可选实施例中，第一容器1和第二容器2可拆卸地连接，这样，在使用过程中可以将第一容器1和第二容器2分离并分别作用盛水容器，使第一容器1和第二容器2均可以用于盛装饮用水，以增大容量。

在可选的实施例中，加热组件、光伏发电组件和/或摩擦发电组件4可以与容器本体可拆卸地连接。这样，当将加热组件、光伏发电组件和/或摩擦发电组件4拆卸后，可以使容器本体作为普通容器使用；并且，光伏发电组件也可以拆卸出来单独使用，摩擦发电组件4可以被拆卸出来单独用于收集落体的能量。

这里，GPS定位器、信号发射器和显示组件均可以与容器本体可拆卸地连接，以使容器本体可以作为普通容器使用。

并且，冷却部81上的空腔也可以作为储物空间使用，比如冷却部81上的空腔可以用于盛装茶叶等。

在可选的实施例中，摩擦发电组件4的螺旋管可以与第二容器2的内壁接触固定，或者，螺旋管可以与第二容器2卡接，或者可以通过卡件安装在第二容器2内。这里，不对螺旋管和第二容器2的连接关系作具体限定，只需螺旋管能够可拆卸地安装在第二容器2内即可，并保证螺旋管的进水口时刻处于导向部82锥尖端的正下方。

在可选的实施例中，水体淡化装置还包括盖板5，盖板5可以设置在冷却组件8的上方，盖板5可以对冷却部81上的空腔起到封闭的作用，从而提高冷却组件8的冷却效果；并且光伏发电组件可以设置在盖板5的上端面，以充分获取太阳光的能量。

这里，盖板5可以盖合在第一容器1的顶端，当将冷却组件8拆卸后，可以直接通过盖板5将第一容器1封闭。

在本发明的可选实施例中，第一容器1、第二容器2、导向部82、盖板5均可以为不锈钢、铁、银、金或其他金属材质，或者也可以为陶瓷、石料等无机非金属材质，或者也可以为苯乙烯-丙烯腈共聚物或聚碳酸酯等高分子材料。

冷却部81的侧壁可以为真空板隔热壁，真空板隔热壁的材质可以是不锈钢、铁、银或金等金属材料；或者，冷却部81的侧壁的材质可以是玻璃纤维、气凝胶毡。酚醛泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料等固体隔热材料制成。

螺旋管的螺旋参数(如螺距、螺旋度、倾斜角等)可以根据实际需要任意设置。当然，摩擦管41也可以为直管或其他利于水滴滑落的形状。

摩擦发电组件4的叉指电极可以由铜、金、银、铝或ITO等导电材料制成。相邻叉指电极间的间隔可以是相等的，也可以是不等的，具体可以根据需要任意设置；叉指电极呈围绕管壁的圆环且设置有间隙44，间隙44的大小也可以任意设置但要保证叉指电极的两端并不导通。

叉指电极上覆盖的介电材料层可以为聚四氟乙烯层、聚酰亚胺、聚氯乙烯等能与水滴摩擦起电的高分子绝缘层。

摩擦发电组件4可以不局限于收集水滴的能量，也能收集其他溶液或物体下落的能量，准确的来讲任何带电体或能与介电材料摩擦后成为带电体的物体的机械能都能被收集。

各部件的固定方式可以为卡扣、粘贴、螺口、或过盈连接等固定方式，例如第一容器1与第二容器2、第一容器1与冷却组件8的冷却部81、冷却组件8的冷却部81与盖板5、盖板5与光伏发电板3、减压气口6与密封塞7。密封塞7可以由橡皮塞、木塞或聚乙烯塑料等气密性好的材料制成。

第一容器1外表面上的吸光涂层可以是炭黑等任何利于吸收太阳光的材料，冷却部81上的反光涂层可以是反光漆等任何能有利于反射太阳光的涂层。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种水体淡化装置，其特征在于，包括：

蒸馏组件，用于蒸馏所述水体；

2.根据权利要求1所述的水体淡化装置，其特征在于，所述蒸馏组件包括：

3.根据权利要求2所述的水体淡化装置，其特征在于，所述摩擦发电组件包括：

4.根据权利要求3所述的水体淡化装置，其特征在于，所述摩擦管为螺旋管。

5.根据权利要求3所述的水体淡化装置，其特征在于，沿所述摩擦管的延伸方向，所述摩擦管的管壁内设置有多个所述电极，相邻两个所述电极之间留有间距。

6.根据权利要求2所述的水体淡化装置，其特征在于，所述冷却组件还包括：

7.根据权利要求3所述的水体淡化装置，其特征在于，所述导向部呈倒锥形结构，且所述导向部的锥尖端的俯视投影点处于所述进水口处。

8.根据权利要求2所述的水体淡化装置，其特征在于，所述光伏发电组件包括光伏发电板，所述光伏发电板设置在所述第一容器的外壁上或所述冷却组件的上方。

9.根据权利要求1所述的水体淡化装置，其特征在于，所述第一容器为金属材质，且所述第一容器的外壁涂覆有吸光涂层。

10.根据权利要求1所述的水体淡化装置，其特征在于，所述第一容器上设置有减压阀门，所述减压阀门靠近所述第一容器的顶端设置，且所述减压阀门与所述储水仓连通。