CN201817297U - 一种多级太阳能海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例公开了一种多级太阳能海水淡化装置，该装置至少包括4层结构：最底层为蒸发层，最上层为冷凝层，中间设有两级淡水采集层，冷凝层及淡水采集层内设置有淡水收集槽，用于收集冷凝产生的淡水；装置层与层之间的隔板上设有蒸汽连通管，用于连通上下两层内的水蒸气，保持各层的压力一致；淡水采集层与冷凝层之间、以及各级淡水采集层之间设有通过连接槽与淡水收集槽连通的淡水引流管，用于将上层收集的淡水导入下层。实施本实用新型实施例，可以将装置上部淡水收集槽内的液体通过淡水引流管导入底部淡水收集槽，经过收集汇总流入淡水箱供用户使用。同时，利用淡水引流管和蒸汽连通管的特性，起到淡水收集和汽水分离的作用。

Description

一种多级太阳能海水淡化装置 
技术领域
本实用新型涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种多级太阳能海水淡化装置。 
背景技术
随着世界淡水资源的日益枯竭，海水淡化已成为解决淡水资源紧缺最重要手段之一。常规的海水淡化是高能耗产业，而当前石化资源面临即将耗尽的威胁。使用常规能源进行海水淡化不仅加剧能源紧缺，而且排放温室气体、氮氧化合物等污染物质，因此，利用可再生清洁能源(如太阳能等)实现海水淡化必将成为海水淡化技术的重要发展方向，成为解决淡水危机的重要途径，对确保人类社会可持续发展具有重要意义。目前最常用的就是热法太阳能海水淡化装置，即多级太阳能海水淡化装置。 
多级太阳能海水淡化装置运行原理是利用太阳能，将海水加热蒸发后，对水蒸气进行冷凝，从而得到淡水。但是，发明人在实施本实用新型的过程中发现，现有的多级太阳能海水淡化装置存在明显的缺陷： 
目前，在多级太阳能海水淡化装置中，淡水的收集方法主要是在各级淡水收集槽处接管，将淡水分别引出收集。这种收集方式不仅使系统复杂，增加了装置的加工成本，也降低了装置的气密性和淡水收集效率。 
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种多级太阳能海水淡化装置，可以将装置上部淡水收集槽内的液体通过淡水引流管逐级导入底部淡水收集槽内，经过收集和汇总流入淡水箱并供用户使用。同时，利用淡水引流管和蒸汽连通管的特性，起到淡水收集和汽水分离的双重作用，使得对装置抽真空时蒸汽只能通过蒸汽连通管由最后一级依次经过上一级到达装置顶部，达到蒸汽和淡水分离的效果，提高了淡水的收集效率。 
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种多级太阳能海水淡化装置，该多级太阳能海水淡化装置至少包括4层结构：装置最底层为蒸发层， 用于加热海水产生水蒸汽；装置最上层为冷凝层，用于冷凝水蒸汽生成淡水；所述蒸发层与冷凝层之间，至少设有两级淡水采集层，用于加热海水产生水蒸汽，并冷凝水蒸汽生成淡水；所述冷凝层及淡水采集层内设置有淡水收集槽，用于收集冷凝产生的淡水；其特征在于， 
所述多级太阳能海水淡化装置层与层之间的隔板上设有蒸汽连通管，用于连通上下两层内的水蒸气，保持各层的压力一致； 
所述多级太阳能海水淡化装置淡水采集层与冷凝层之间、以及各级淡水采集层之间设有淡水引流管，所述淡水引流管上端通过连接槽与所述淡水收集槽连通，用于将上层收集的淡水导入下层。 
其中，所述蒸发层中设有蒸发器，用于加热海水产生水蒸汽； 
所述淡水采集层中设有蒸发器和冷凝器，分别用于加热海水产生水蒸汽，与冷凝水蒸汽生成淡水； 
所述冷凝层中设有冷凝器，用于冷凝水蒸汽生成淡水。 
其中，所述蒸汽连通管的上端高于所述淡水收集槽内的淡水液面，所述蒸汽连通管的下端高于下一层的蒸发器。 
其中，所述淡水引流管为“N”字型，其弯角处为圆弧状，该淡水引流管由斜管、直管和U型管三部分构成。 
其中，所述多级太阳能海水淡化装置位于最下一级的淡水采集层设有淡水引流总管，所述淡水引流总管一端与所述最下一级的淡水采集层内的淡水收集槽连接，另一端与淡水储存罐连接，用于将所述多级太阳能海水淡化装置生成的淡水集中收集到所述淡水储存罐中。 
其中，所述多级太阳能海水淡化装置还包括： 
进海水盘管，所述进海水盘管从多级太阳能海水淡化装置的顶部引入装置的内部，用于向各层的蒸发器中注入海水。 
其中，所述多级太阳能海水淡化装置中，各级的蒸发器由浓盐水引流管依次连通，所述浓盐水引流管用于将所述蒸发器内的浓盐水导出至所述多级太阳能海水淡化装置的底部。 
其中，所述多级太阳能海水淡化装置底部设有抽浓盐水泵，用于将浓盐水引流管从各级蒸发器中导出的浓盐水抽出所述多级太阳能海水淡化装置。 
其中，所述多级太阳能海水淡化装置顶部设有真空泵，用于在所述多级太 阳能海水淡化装置正常产水前，将所述多级太阳能海水淡化装置内部抽为真空。 
实施本实用新型实施例，可以将多级太阳能海水淡化装置上部淡水收集槽内的淡水通过淡水引流管逐级导入底部淡水收集槽内，经过收集和汇总流入淡水箱并供用户使用。同时，利用淡水引流管和蒸汽连通管的特性，起到淡水收集和汽水分离的双重作用，使得对装置抽真空时蒸汽只能通过蒸汽连通管由最后一级依次经过上一级到达装置顶部，达到蒸汽和淡水分离的效果，提高了淡水的收集效率。 
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为本实用新型提供的多级太阳能海水淡化装置第一实施例结构示意图； 
图2为本实用新型提供的多级太阳能海水淡化装置第二实施例结构示意图； 
图3为本实用新型提供的多级太阳能海水淡化装置淡水引流管结构示意图； 
图4为本实用新型提供的多级太阳能海水淡化装置第三实施例结构示意图。 
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。 
参见图1，为本实用新型提供的多级太阳能海水淡化装置第一实施例结构示意图，如图所示： 
该多级太阳能海水淡化装置至少包括4层结构：装置最底层一级为蒸发层1，用于加热海水产生水蒸汽；装置最上层一级为冷凝层4，用于冷凝水蒸汽生成淡水；所述蒸发层与冷凝层之间，至少设有两级淡水采集层(图中所示为淡水采集层2、淡水采集层3两层)，用于加热海水产生水蒸汽，并冷凝水蒸汽生成淡 水；所述冷凝层4及淡水采集层2、3内设置有淡水收集槽(图中所示分别为41、21、31)，用于收集冷凝产生的淡水。 
关键在于，所述多级太阳能海水淡化装置层与层之间的隔板上设有蒸汽连通管51，用于连通上下两层内的水蒸气，保持各层的压力一致。 
同时，多级太阳能海水淡化装置淡水采集层3与冷凝层4之间、以及各级淡水采集层之间设有淡水引流管52，所述淡水引流管52上端通过连接槽53与淡水收集槽连通，淡水引流管52用于将上层收集的淡水导入下层。 
实施本实用新型实施例提供的多级太阳能海水淡化装置，可以将装置上部淡水收集槽内的淡水通过淡水引流管逐级导入底部淡水收集槽内，经过收集和汇总流入淡水箱并供用户使用。同时，利用淡水引流管和蒸汽连通管的特性，起到淡水收集和汽水分离的双重作用，使得对装置抽真空时蒸汽只能通过蒸汽连通管由最后一级依次经过上一级到达装置顶部，达到蒸汽和淡水分离的效果，提高淡水的收集效率。 
参见图2，为本实用新型提供的多级太阳能海水淡化装置第二实施例结构示意图，在本实施例中，更进一步详细的描述该多级太阳能海水淡化装置的结构及其特征，该装置如图2所示： 
该多级太阳能海水淡化装置至少包括4层结构：装置最底层为蒸发层1，用于加热海水产生水蒸汽；装置最上层为冷凝层4，用于冷凝水蒸汽生成淡水；所述蒸发层与冷凝层之间，至少设有两级淡水采集层(图中所示为淡水采集层2、淡水采集层3两层)，用于加热海水产生水蒸汽，并冷凝水蒸汽生成淡水。 
需要说明的是，在实际应用中，淡水采集层可能不止两级，但为说明方便，本实用新型中仅以两级淡水采集层为例进行说明，多级的原理与两级的原理一致，因此，不能以此限定本实用新型的保护范围。 
蒸发层1中设有蒸发器12，用于加热海水产生水蒸汽。淡水采集层2、3中分别设有蒸发器22、32和冷凝器23、33，分别用于加热海水产生水蒸汽，与冷凝水蒸汽生成淡水。冷凝层4中设有冷凝器43，用于冷凝水蒸汽生成淡水。 
冷凝层4及淡水采集层2、3内设置有淡水收集槽(图中所示分别为41、21、31)，用于收集冷凝产生的淡水。 
关键在于，多级太阳能海水淡化装置层与层之间的隔板上设有蒸汽连通管51，用于连通上下两层内的水蒸气，保持各层的压力一致。更为具体的，蒸汽 连通管51的上端高于淡水收集槽内的淡水液面，蒸汽连通管51的下端高于下一层的蒸发器。 
同时，多级太阳能海水淡化装置淡水采集层3与冷凝层4之间、以及淡水采集层2与淡水采集层3之间设有淡水引流管52，淡水引流管52上端通过连接槽53与淡水收集槽连通，淡水引流管52用于将上层收集的淡水导入下层。更为具体的，该淡水引流管52如图3所示，其主体类似“N”字型，其弯角处为圆弧状，该淡水引流管由斜管521、直管522、U型管523三部分构成。 
所述多级太阳能海水淡化装置位于最下一级的淡水采集层2设有淡水引流总管54，淡水引流总管54一端与所述最下一级的淡水采集层2内的淡水收集槽21连接，另一端与淡水储存罐6连接，用于淡水引流总管54将多级太阳能海水淡化装置各级生成的淡水集中收集到淡水储存罐中6。 
实施本实用新型实施例提供的多级太阳能海水淡化装置，可以将装置上部淡水收集槽内的淡水通过淡水引流管逐级导入底部淡水收集槽内，经过收集和汇总流入淡水箱并供用户使用。同时，利用淡水引流管和蒸汽连通管的特性，起到淡水收集和汽水分离的双重作用，使得对装置抽真空时蒸汽只能通过蒸汽连通管由最后一级依次经过上一级到达装置顶部，达到蒸汽和淡水分离的效果，提高淡水的收集效率。 
参见图4，为本实用新型提供的多级太阳能海水淡化装置第三实施例结构示意图，在本实施例中，更为详细的描述该多级太阳能海水淡化装置的结构及其特征，该装置如图3所示： 
该多级太阳能海水淡化装置至少包括4层结构：装置最底层为蒸发层1，用于加热海水产生水蒸汽；装置最上层为冷凝层4，用于冷凝水蒸汽生成淡水；所述蒸发层与冷凝层之间，至少设有两级淡水采集层(图中所示为淡水采集层2、淡水采集层3两层，在实际应用中可以不止两级)，用于加热海水产生水蒸汽，并冷凝水蒸汽生成淡水。 
蒸发层1中设有蒸发器12，用于加热海水产生水蒸汽。两级淡水采集层2、3中分别设有蒸发器22、32和冷凝器23、33，分别用于加热海水产生水蒸汽，与冷凝水蒸汽生成淡水。冷凝层4中设有冷凝器43，用于冷凝水蒸汽生成淡水。 
冷凝层4及淡水采集层2、3内设置有淡水收集槽(图中所示分别为41、21、31)，用于收集冷凝产生的淡水。 
关键在于，多级太阳能海水淡化装置层与层之间的隔板上设有蒸汽连通管51，用于连通上下两层内的水蒸气，保持各层的压力一致。更为具体的，蒸汽连通管51的上端高于淡水收集槽内的淡水液面，防止淡水进入管中，蒸汽连通管51的下端高于下一层的蒸发器。 
同时，多级太阳能海水淡化装置淡水采集层3与冷凝层4之间、以及两级淡水采集层2与淡水采集层3之间设有淡水引流管52，淡水引流管52上端通过连接槽53与淡水收集槽连通，淡水引流管52用于将上层收集的淡水导入下层。更为具体的，该淡水引流管52如图3所示，其主体为“N”字型，其弯角处为圆弧状，该淡水引流管由斜管521、直管522和U型管523这三部分构成。 
所述多级太阳能海水淡化装置位于最下一级的淡水采集层2设有淡水引流总管54，淡水引流总管54一端与所述最下一级的淡水采集层2内的淡水收集槽21连接，另一端与淡水储存罐6连接，用于淡水引流总管54将多级太阳能海水淡化装置各级生成的淡水集中收集到淡水储存罐中6。 
更为具体的，本实施例提供的多级太阳能海水淡化装置还包括：进海水盘管7，所述进海水盘管7从多级太阳能海水淡化装置的顶部引入装置的内部，用于向各淡水采集层的蒸发器中注入海水。 
多级太阳能海水淡化装置中，各淡水采集层的蒸发器由浓盐水引流管55依次连通，所述浓盐水引流管55用于将所述蒸发器内的浓盐水导出至所述多级太阳能海水淡化装置的底部。所述多级太阳能海水淡化装置底部设有抽浓盐水泵8，用于将浓盐水引流管55从各级蒸发器中导出的浓盐水抽出多级太阳能海水淡化装置。 
同时，该多级太阳能海水淡化装置顶部设有真空泵9，用于在多级太阳能海水淡化装置正常产水前，将所述多级太阳能海水淡化装置内部抽为真空。 
当通过真空泵9对多级太阳能海水淡化装置抽真空时，蒸发层1中蒸发器12产生的蒸汽经过蒸汽连通管51进入最下一级的淡水采集层2，蒸汽经混合再通过淡水采集层2与淡水采集层3之间的的蒸汽连通管51进入淡水采集层3，最终所有蒸汽经过冷凝层4，进入真空泵9。此时，真空泵9对多级太阳能海水淡化装置抽真空使得淡水引流管52中的淡水无法顺利流入淡水收集槽而停留在淡水引流管52中。由于它的U型结构使得蒸汽进入淡水引流管52的阻力加大而只能通过蒸汽连通管51，从而使蒸汽与淡水得到分离。 
当该多级太阳能海水淡化装置正常产水时，淡水引流管52与各级淡水收集槽相连，将上一级的淡水引入到下一级；蒸汽连通管51穿过淡水收集槽将相邻两级的蒸汽连通，从而使整个装置内的压力保持一致。在本实施例提供的二级太阳能海水淡化装置中，冷凝层4中的淡水收集槽41内的液体(淡水)可以通过淡水引流管52到达第一级(淡水采集层3)的淡水收集槽31中，由此类推，最终淡水进入第二级(淡水采集层2)的淡水收集槽21内，经过收集和汇总，通过淡水引流总管54流入淡水储存罐6并供用户使用。 
实施本实用新型实施例提供的多级太阳能海水淡化装置，可以将装置上部淡水收集槽内的淡水通过淡水引流管逐级导入底部淡水收集槽内，经过收集和汇总流入淡水箱并供用户使用。同时，利用淡水引流管和蒸汽连通管的特性，起到淡水收集和汽水分离的双重作用，使得对装置抽真空时蒸汽只能通过蒸汽连通管由最后一级依次经过上一级到达装置顶部，达到蒸汽和淡水分离的效果，提高淡水的收集效率。 
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。 
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。 

Claims (9)

1.一种多级太阳能海水淡化装置，所述多级太阳能海水淡化装置至少包括4层结构：装置最底层为蒸发层，用于加热海水产生水蒸汽；装置最上层为冷凝层，用于冷凝水蒸汽生成淡水；所述蒸发层与冷凝层之间，至少设有两级淡水采集层，用于加热海水产生水蒸汽，并冷凝水蒸汽生成淡水；所述冷凝层及两级淡水采集层内设置有淡水收集槽，用于收集冷凝产生的淡水；其特征在于，
所述多级太阳能海水淡化装置层与层之间的隔板上设有蒸汽连通管，用于连通上下两层内的水蒸气，保持各层的压力一致；
所述多级太阳能海水淡化装置淡水采集层与冷凝层之间、以及各级淡水采集层之间设有淡水引流管，所述淡水引流管上端通过连接槽与所述淡水收集槽连通，用于将上层收集的淡水导入下层。
2.如权利要求1所述的多级太阳能海水淡化装置，其特征在于，
所述蒸发层中设有蒸发器，用于加热海水产生水蒸汽；
所述淡水采集层中设有蒸发器和冷凝器，分别用于加热海水产生水蒸汽，与冷凝水蒸汽生成淡水；
所述冷凝层中设有冷凝器，用于冷凝水蒸汽生成淡水。
3.如权利要求2所述的多级太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述蒸汽连通管的上端高于所述淡水收集槽内的淡水液面，所述蒸汽连通管的下端高于下一层的蒸发器。
4.如权利要求3所述的多级太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述淡水引流管为“N”字型，其弯角处为圆弧状，该淡水引流管由斜管、直管和U型管三部分构成。
5.如权利要求4所述的多级太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述多级太阳能海水淡化装置位于最下一级的淡水采集层设有淡水引流总管，所述淡水引流总管一端与所述最下一级的淡水采集层内的淡水收集槽连接，另一端与淡 水储存罐连接，用于将所述多级太阳能海水淡化装置生成的淡水集中收集到所述淡水储存罐中。
6.如权利要求5所述的多级太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述多级太阳能海水淡化装置还包括：
进海水盘管，所述进海水盘管从多级太阳能海水淡化装置的顶部引入装置的内部，用于向各级淡水采集层内的蒸发器中注入海水。
7.如权利要求6所述的多级太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述多级太阳能海水淡化装置中，各级淡水采集层内的蒸发器由浓盐水引流管依次连通，所述浓盐水引流管用于将所述蒸发器内的浓盐水导出至所述多级太阳能海水淡化装置的底部。
8.如权利要求7所述的多级太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述多级太阳能海水淡化装置底部设有抽浓盐水泵，用于将浓盐水引流管从蒸发器中导出的浓盐水抽出所述多级太阳能海水淡化装置。
9.如权利要求8所述的多级太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述多级太阳能海水淡化装置顶部设有真空泵，用于在所述多级太阳能海水淡化装置正常产水前，将所述多级太阳能海水淡化装置内部抽为真空。 
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