CN116874013B - 自漂浮式太阳能海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，属于海水淡化技术领域，包括箱体、环形浮块、毛细组件、冷凝板、滚压组件以及吸水层，所述箱体侧壁设置有环形聚光板，所述环形浮块安装在所述箱体外壁上，用于将所述箱体漂浮于海水表面，所述吸水层设置在所述箱体内侧底部，所述毛细组件一端延伸至所述箱体内部并与所述吸水层相连，另一端延伸至所述箱体下方的海水内部，用于对海水进行吸收并将吸收的海水传递至所述吸水层，所述滚压组件活动设置在所述箱体内侧底部。本发明实施例相较于现有技术，在海水制取淡水过程中，能够实现海水的无动力自动补水，无需消耗额外的电能，达到淡水制取时的节能以及环保目的。
Description
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，具体是一种自漂浮式太阳能海水淡化装置。
背景技术
地球上的淡水只占全球水量的很少一部分，大多是海水，海水咸度较高，无法直接饮用，需要通过淡化处理，常见的处理方式有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法等等。
目前，再利用蒸馏法对海水进行淡化处理时，大多需要借助水泵等取水机构将海水抽取至淡化箱体内部，然后利用太阳光能加热淡化箱体，使得淡化箱体内部的海水受热蒸发，最后利用冷凝机构对蒸发的淡水水汽进行冷凝收集，然而在借助水泵等取水机构将海水抽取至淡化箱体内部时需要耗费大量的电能，从而导致海水制取淡水的过程不够节能环保。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明实施例要解决的技术问题是提供一种自漂浮式太阳能海水淡化装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，包括箱体、环形浮块、毛细组件、冷凝板、滚压组件以及吸水层，
所述箱体侧壁设置有环形聚光板，
所述环形浮块安装在所述箱体外壁上，用于将所述箱体漂浮于海水表面，
所述吸水层设置在所述箱体内侧底部，
所述毛细组件一端延伸至所述箱体内部并与所述吸水层相连，另一端延伸至所述箱体下方的海水内部，用于对海水进行吸收并将吸收的海水传递至所述吸水层，
所述滚压组件活动设置在所述箱体内侧底部，当所述箱体在海浪作用下发生运动时，所述滚压组件在所述箱体内侧底部滚动，以将所述吸水层内部的海水压出，
所述冷凝板设置在所述箱体内部且位于所述吸水层上方，用于对蒸发的淡水水汽进行冷凝。
作为本发明进一步的改进方案：所述毛细组件包括毛细吸水绳以及配重块，
所述毛细吸水绳一端延伸至所述箱体内部并与所述吸水层相连，另一端延伸至所述箱体外部并与所述配重块相连。
作为本发明进一步的改进方案：所述箱体内侧底部中心位置设置有淡水储存桶，所述冷凝板呈锥形结构，所述冷凝板的锥尖部位朝向所述淡水储存桶方向设置。
作为本发明进一步的改进方案：所述箱体顶部固定设置有取水管，所述取水管一端延伸至所述淡水储存桶内部，另一端延伸至所述箱体外部并连接有软管，所述软管远离所述取水管的一端与外界水泵相连。
作为本发明再进一步的改进方案：所述吸水层上部还设置有柔性层，所述柔性层与所述吸水层相贴，
所述柔性层上表面开设有若干第一过水孔，所述柔性层下表面开设有若干与所述第一过水孔相对应的第二过水孔，所述第一过水孔与所述第二过水孔之间通过球型腔连通，
所述第一过水孔与所述第二过水孔直径相同，所述球型腔的直径大于所述第一过水孔以及所述第二过水孔的直径，所述球型腔内部活动设置有密封球，所述密封球的直径大小介于所述球型腔与所述第一过水孔以及所述第二过水孔之间，
所述滚压组件活动设置在所述柔性层上部。
作为本发明再进一步的改进方案：所述滚压组件为球形体或圆柱形杆体。
作为本发明再进一步的改进方案：所述箱体顶部设置有引风组件，
所述引风组件用于将外界风力引入到所述箱体内部，使得外界风力作用于所述冷凝板上表面。
作为本发明再进一步的改进方案：所述箱体顶壁开设有气孔，
所述引风组件包括转轴以及安装在所述转轴侧壁的若干扇叶，
若干所述扇叶呈倾斜分布，所述转轴底部与所述箱体转动连接，所述气孔设置在所述扇叶下方位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实施例中，在对海水进行淡化时，可将箱体置于海面上，此时在环形浮块的作用下使得箱体漂浮于海面上，毛细组件一端延伸至海水内部，以通过毛细作用将海水传递至吸水层内部，太阳光线照射至环形聚光板可使得箱体内侧温度升高，当箱体内部温度升高时，吸水层内部的海水受到高温蒸发从而形成淡水水汽，淡水水汽上浮作用于冷凝板表面进而凝结成淡水水珠，实现从海水中制取淡水的目的；上述过程中，由于箱体漂浮于海面上，在外界风力以及海浪作用下，箱体可在海面上进行适应性的运动，当箱体运动时，滚压组件在惯性作用下可沿箱体内侧底部适应性的滚动，进而对吸水层进行挤压，以将吸水层内部的海水压出，使得海水能够更好的被蒸发，从而提高淡水的制取效果，相较于现有技术，在海水制取淡水过程中，能够实现海水的无动力自动补水，无需消耗额外的电能，达到淡水制取时的节能以及环保目的。
附图说明
图1为一种自漂浮式太阳能海水淡化装置的结构示意图一；
图2为一种自漂浮式太阳能海水淡化装置的结构示意图二；
图3为图1中A区域放大示意图；
图4为图2中B区域放大示意图；
图中：10-箱体、101-取水管、102-软管、103-淡水储存桶、104-气孔、20-环形聚光板、30-环形浮块、40-毛细组件、401-毛细吸水绳、402-配重块、50-引风组件、501-扇叶、502-转轴、60-冷凝板、70-滚压组件、80-柔性层、801-第一过水孔、802-球型腔、803-密封球、804-第二过水孔、90-吸水层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本申请的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1和图2，本实施例提供了一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，包括箱体10、环形浮块30、毛细组件40、冷凝板60、滚压组件70以及吸水层90，所述箱体10侧壁设置有环形聚光板20，所述环形浮块30安装在所述箱体10外壁上，用于将所述箱体10漂浮于海水表面，所述吸水层90设置在所述箱体10内侧底部，所述毛细组件40一端延伸至所述箱体10内部并与所述吸水层90相连，另一端延伸至所述箱体10下方的海水内部，用于对海水进行吸收并将吸收的海水传递至所述吸水层90，所述滚压组件70活动设置在所述箱体10内侧底部，当所述箱体10在海浪作用下发生运动时，所述滚压组件70在所述箱体10内侧底部滚动，以将所述吸水层90内部的海水压出，所述冷凝板60设置在所述箱体10内部且位于所述吸水层90上方，用于对蒸发的淡水水汽进行冷凝。
在对海水进行淡化时，可将箱体10置于海面上，此时在环形浮块30的作用下使得箱体10漂浮于海面上，毛细组件40一端延伸至海水内部，以通过毛细作用将海水传递至吸水层90内部，太阳光线照射至环形聚光板20可使得箱体10内侧温度升高，当箱体10内部温度升高时，吸水层90内部的海水受到高温蒸发从而形成淡水水汽，淡水水汽上浮作用于冷凝板60表面进而凝结成淡水水珠，实现从海水中制取淡水的目的；上述过程中，由于箱体10漂浮于海面上，在外界风力以及海浪作用下，箱体10可在海面上进行适应性的运动，当箱体10运动时，滚压组件70在惯性作用下可沿箱体10内侧底部适应性的滚动，进而对吸水层90进行挤压，以将吸水层90内部的海水压出，使得海水能够更好的被蒸发，从而提高淡水的制取效果。
请参阅图1和图2，在一个实施例中，所述毛细组件40包括毛细吸水绳401以及配重块402，所述毛细吸水绳401一端延伸至所述箱体10内部并与所述吸水层90相连，另一端延伸至所述箱体10外部并与所述配重块402相连。
当箱体10漂浮于海面上时，在配重块402的重力作用下可使得毛细吸水绳401下垂伸直，使得毛细吸水绳401能够更好的伸入至海水内部，利用毛细作用毛细吸水绳401可对海水进行吸收，并将吸收的海水传递至箱体10内部的吸水层90内部，实现海水的自动补水操作。
请参阅图2，在一个实施例中，所述箱体10内侧底部中心位置设置有淡水储存桶103，所述冷凝板60呈锥形结构，所述冷凝板60的锥尖部位朝向所述淡水储存桶103方向设置。
当海水蒸发所形成的淡水水汽上浮时可作用于冷凝板60底壁，淡水水汽遇冷从而凝结于冷凝板60底壁上，随后凝结的淡水水珠沿着冷凝板60底壁向下滑动并从冷凝板60锥尖部位滴落至淡水储存桶103内部，从而实现淡水的收集。
请参阅图1和图2，在一个实施例中，所述箱体10顶部固定设置有取水管101，所述取水管101一端延伸至所述淡水储存桶103内部，另一端延伸至所述箱体10外部并连接有软管102，所述软管102远离所述取水管101的一端与外界水泵（图中未示出）相连。
通过外界水泵可将收集于淡水储存桶103内部的淡水自取水管101以及软管102抽出，从而实现淡水的取用。
请参阅图2和图4，在一个实施例中，所述吸水层90上部还设置有柔性层80，所述柔性层80与所述吸水层90相贴，所述柔性层80上表面开设有若干第一过水孔801，所述柔性层80下表面开设有若干与所述第一过水孔801相对应的第二过水孔804，所述第一过水孔801与所述第二过水孔804之间通过球型腔802连通，所述第一过水孔801与所述第二过水孔804直径相同，所述球型腔802的直径大于所述第一过水孔801以及所述第二过水孔804的直径，所述球型腔802内部活动设置有密封球803，所述密封球803的直径大小介于所述球型腔802与所述第一过水孔801以及所述第二过水孔804之间，所述滚压组件70活动设置在所述柔性层80上部。
当箱体10在外界风力以及海浪作用下沿海面运动时，滚压组件70在惯性作用下进行适应性的滚动，滚压组件70滚动过程中可对柔性层80以及吸水层90进行挤压，使得柔性层80以及吸水层90局部向下凹陷变形，吸水层90局部受压时，受压的吸水层90内部的海水被压出，海水压出后可穿过变形位置附近的第二过水孔804，随后海水推动密封球803使得密封球803与第二过水孔804上端孔沿分离，当密封球803与第二过水孔804上端孔沿分离后，海水可从密封球803与球型腔802之间的缝隙进入到第一过水孔801内部，再由第一过水孔801进入到柔性层80上表面，直至滚压组件70从该邻近的第二过水孔804附近滚离后，柔性层80以及吸水层90反向变形并重新展平，此时密封球803在重力作用下重新抵接于第二过水孔804上端孔沿，进而对第二过水孔804进行密封，以防止进入到柔性层80上部的海水由第一过水孔801以及第二过水孔804反向进入到吸水层90内部，进而避免被压出的海水又被吸水层90吸收，进而提高海水的蒸发效果；上述过程中，通过滚压组件70沿柔性层80以及吸水层90上部滚动并将海水从吸水层90内部压出，可避免吸水层90发生吸水饱和现象，使得毛细吸水绳401能够源源不断对海水进行吸收并将吸水的海水不断的传递至吸水层90，从而提高海水的补水效果。
在一个实施例中，所述柔性层80可以是橡胶层，也可以是硅胶层，此处不做限制。
在一个实施例中，所述吸水层90可以是海绵层，也可以是其他具备吸水作用的层体，此处不做限制。
在一个实施例中，所述环形聚光板20可以是透明玻璃板，也可以是透明亚克力板，此处不做限制。
在一个实施例中，所述滚压组件70可以是球形体，也可以是圆柱形杆体，此处不做限制。
请参阅图1，在一个实施例中，所述箱体10顶部设置有引风组件50，所述引风组件50用于将外界风力引入到所述箱体10内部，使得外界风力作用于所述冷凝板60上表面，从而增大冷凝板60上下表面的温差，以提高淡水水汽的冷凝效果。
请参阅图3，在一个实施例中，所述箱体10顶壁开设有气孔104，所述引风组件50包括转轴502以及安装在所述转轴502侧壁的若干扇叶501，若干所述扇叶501呈倾斜分布，所述转轴502底部与所述箱体10转动连接，所述气孔104设置在所述扇叶501下方位置。
在外界风力作用于扇叶501时可被扇叶501向下导流，随后风力通过气孔104进入到箱体10内部，从而作用于冷凝板60上表面，当风力作用于冷凝板60上表面时，可使得冷凝板60上下表面的温度差增大，以便于提高淡水水汽在冷凝板60下表面的凝结效果。
本发明实施例中，在对海水进行淡化时，可将箱体10置于海面上，此时在环形浮块30的作用下使得箱体10漂浮于海面上，毛细组件40一端延伸至海水内部，以通过毛细作用将海水传递至吸水层90内部，太阳光线照射至环形聚光板20可使得箱体10内侧温度升高，当箱体10内部温度升高时，吸水层90内部的海水受到高温蒸发从而形成淡水水汽，淡水水汽上浮作用于冷凝板60表面进而凝结成淡水水珠，实现从海水中制取淡水的目的；上述过程中，由于箱体10漂浮于海面上，在外界风力以及海浪作用下，箱体10可在海面上进行适应性的运动，当箱体10运动时，滚压组件70在惯性作用下可沿箱体10内侧底部适应性的滚动，进而对吸水层90进行挤压，以将吸水层90内部的海水压出，使得海水能够更好的被蒸发，从而提高淡水的制取效果，相较于现有技术，在海水制取淡水过程中，能够实现海水的无动力自动补水，无需消耗额外的电能，达到淡水制取时的节能以及环保目的。
上面对本申请的较佳实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括箱体、环形浮块、毛细组件、冷凝板、滚压组件以及吸水层，
所述箱体侧壁设置有环形聚光板，
所述环形浮块安装在所述箱体外壁上，用于将所述箱体漂浮于海水表面，
所述吸水层设置在所述箱体内侧底部，
所述毛细组件一端延伸至所述箱体内部并与所述吸水层相连，另一端延伸至所述箱体下方的海水内部，用于对海水进行吸收并将吸收的海水传递至所述吸水层，
所述滚压组件活动设置在所述箱体内侧底部，当所述箱体在海浪作用下发生运动时，所述滚压组件在所述箱体内侧底部滚动，以将所述吸水层内部的海水压出，
所述冷凝板设置在所述箱体内部且位于所述吸水层上方，用于对蒸发的淡水水汽进行冷凝，
所述吸水层上部还设置有柔性层，所述柔性层与所述吸水层相贴，
所述柔性层上表面开设有若干第一过水孔，所述柔性层下表面开设有若干与所述第一过水孔相对应的第二过水孔，所述第一过水孔与所述第二过水孔之间通过球型腔连通，
所述第一过水孔与所述第二过水孔直径相同，所述球型腔的直径大于所述第一过水孔以及所述第二过水孔的直径，所述球型腔内部活动设置有密封球，所述密封球的直径大小介于所述球型腔与所述第一过水孔以及所述第二过水孔之间，
所述滚压组件活动设置在所述柔性层上部，
所述柔性层为橡胶层或硅胶层。
2.根据权利要求1所述的一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述毛细组件包括毛细吸水绳以及配重块，
所述毛细吸水绳一端延伸至所述箱体内部并与所述吸水层相连，另一端延伸至所述箱体外部并与所述配重块相连。
3.根据权利要求1所述的一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述箱体内侧底部中心位置设置有淡水储存桶，所述冷凝板呈锥形结构，所述冷凝板的锥尖部位朝向所述淡水储存桶方向设置。
4.根据权利要求3所述的一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述箱体顶部固定设置有取水管，所述取水管一端延伸至所述淡水储存桶内部，另一端延伸至所述箱体外部并连接有软管，所述软管远离所述取水管的一端与外界水泵相连。
5.根据权利要求1所述的一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述滚压组件为球形体或圆柱形杆体。
6.根据权利要求1所述的一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述箱体顶部设置有引风组件，
所述引风组件用于将外界风力引入到所述箱体内部，使得外界风力作用于所述冷凝板上表面。
7.根据权利要求6所述的一种自漂浮式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述箱体顶壁开设有气孔，
所述引风组件包括转轴以及安装在所述转轴侧壁的若干扇叶，
若干所述扇叶呈倾斜分布，所述转轴底部与所述箱体转动连接，所述气孔设置在所述扇叶下方位置。
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