CN203229397U - 太阳能海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能海水淡化装置，包含：一反射单元，其包括一支撑底架、一设置于该支撑底架上方的阳光反射器、一设置于该阳光反射器周缘的固定支架，及一设置于该阳光反射器上方的集热槽，该集热槽上设有一侧孔与一通孔，且该固定支架是与该集热槽连接；一进水单元，其包括一进水管，该进水管的一端与该集热槽的侧孔连接；一冷凝单元，其包括一蒸发管与一连接该蒸发管的储水槽，该蒸发管的一端与该集热槽的通孔连接。本实用新型通过该阳光反射器可以反射太阳光至该集热槽上，并对该集热槽进行加热，而流入该集热槽的水受热蒸发并自该蒸发管逸出，并经冷凝后至该储水槽储存，利用太阳光进行照射加热可以不须额外消耗能源即能得到洁净的水资源。

Description

太阳能海水淡化装置
技术领域
本实用新型有关一种海水淡化装置，特别是指一种利用太阳热能进行海水淡化的太阳能海水淡化装置。
背景技术
地球上水总储量约为1.36x1018m3，但除去海洋等咸水资源外，只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形式存在，河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。
世界气象组织于1996年初指出：缺水是全世界城市面临的首要问题，估计到2050年，全球有46％的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说，水已经超出生活资源的范围，而成为战略资源，由于水资源的稀有性，水战争爆发的可能性越来越高。为了让全世界都关心淡水资源短缺的问题，第47届联合国大会遂决定将每年3月22日定为世界水日。
早期人们会抽取使用地下水，然而使用地下水会造成地层下陷并破坏地底结构，造成无法回复的永久性破坏，亦有可能阻断地下水，在许多地方人们禁止使用地下水，以避免各种永久性的损害。 海水淡化是其一种对策，但由于耗用能量过高及成本过高，多数海水淡化厂在建成后不久就因资金不足被迫关闭。在中东杜拜这个干旱但富裕地方，则利用这个方法取得淡水。
中国台湾第I348994号实用新型专利“淡水生成方法、淡水生成装置、海水淡化方法及海水淡化装置”，揭示一种能够自海水等非净化水中获得淡水等净化水的淡水生成方法。其主要是通过逆渗透膜加压过滤而生成淡水，将盐浓度低于海水的低盐浓度水与海水混合，并对由该混合所获得的混合水进行逆渗透膜过滤，借此生成淡水。
但是，要将海水通过逆渗透膜需要外加能量进行挤压，否则水分子无法快速通过密度极细的逆渗透膜，因此有必要运用大量能源来产制淡水。而此举会因为能源价格上涨而使成本大增，导致不具大规模推广潜力。
由上述所言可知，水是地球上的任何生物、生命体的必需物质，缺水的土壤便无法孕育生物，淡水更是灌溉与孕育陆地生物的必要元素，淡水的来源、节约、储存、利用是全球的重要议题。所以，实有必要发展一种可以有效进行海水淡化，又不会额外浪费能源的技术，以增加洁净淡水的产出。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种太阳能海水淡化装置。
为达到上述目的，本实用新型提供一种太阳能海水淡化装置，包含：
一反射单元，其包括一支撑底架、一设置于该支撑底架上方的阳光反射器、一设置于该阳光反射器周缘的固定支架，及一设置于该阳光反射器上方的集热槽，该集热槽上开设有一侧孔与一通孔，该固定支架与该集热槽连接；
一进水单元，其包括一进水管，该进水管的一端与该集热槽的该侧孔连接；
一冷凝单元，其包括一蒸发管与一连接该蒸发管的储水槽，该蒸发管的一端与该集热槽的通孔连接。
作为优选方案，其中该集热槽更具有一设于其上的温度传感器。
作为优选方案，其中该进水单元更具有一设于该进水管上方的流量控制器。
作为优选方案，其中该冷凝单元更具有一设于该蒸发管上方的冷凝器。
作为优选方案，其中该阳光反射器的表面设有一个以上的聚焦镜片。
作为优选方案，其中该阳光反射器的后方更设有一设置于该支撑底架上的滑动齿轮组，该支撑底架具有一转动的心轴，该阳光反射器通过该滑动齿轮组在一第一滑动位置与一第二滑动位置之间做往复运动，通过该阳光反射器在第一、二滑动位置间滑动与配合该心轴的转动，该阳光反射器跟随着太阳光的方向进行滑动与转动。
作为优选方案，其中该支撑底架具有一可360度转动的心轴。
作为优选方案，其中该反射单元更具有一设置于该支撑底架上的电控组，该电控组能控制该滑动齿轮组及该心轴的作动。
作为优选方案，其中该聚焦镜片由该电控组调整其反射角度。
作为优选方案，其中该集热槽更具有一本体，及一设置于该本体上用以启闭该本体的开盖。
本实用新型的有益功效在于，通过该阳光反射器可以反射太阳光至该集热槽上，并对该集热槽进行加热，而流入该集热槽的水受热蒸发并自该蒸发管逸出，并经冷凝后至该储水槽储存，利用太阳光进行照射加热可以不须额外消耗能源即能得到洁净的水资源。
附图说明
图1是本实用新型太阳能海水淡化装置的第一较佳实施例的实施示意图；
图2是该第一较佳实施例中一集热槽的局部剖面示意图； 
图3是一方块示意图，说明该一温度传感器反馈信号给一流量控制器，以控制一进水槽流经该流量控制器的水量多寡； 
图4是本实用新型太阳能海水淡化装置的第二较佳实施例的实施示意图。
【主要元件符号说明】
3-反射单元；31-支撑底架；311-心轴；32-阳光反射器；321-反射面；322-聚焦镜片；323-滑动齿轮组；33-固定支架；331-支脚；34-集热槽；341-侧孔；342-通孔；343-本体；344-开盖；345-温度传感器；35-电控组；
4-进水单元；40-进水槽；41-进水管；411-流量控制器；
5-冷凝单元；51-蒸发管；52-储水槽；53-冷凝器。
具体实施方式
有关本实用新型的特征与技术内容，以下配合参考附图的三个较佳实施例详细说明如下。
在进行详细说明前，要注意的是，类似的元件是以相同的编号进行表示。
参阅图1、2，为本实用新型太阳能海水淡化装置的第一较佳实施例，该太阳能海水淡化装置包含一反射单元3、一进水单元4，及一冷凝单元5。
该反射单元3包括一支撑底架31、一阳光反射器32、一固定支架33，及一集热槽34。该支撑底架31是撑立于地面，该阳光反射器32设置于该支撑底架31的上方并具有一可反射太阳光的反射面321，该固定支架33具有多个支脚331，每一支脚331的一端是设置于该阳光反射器32的周缘上，相反的另一端则向上且向中心共点集中。该集热槽34与多个支脚331共点集中，受多个支脚331连接而撑立于该阳光反射器32的上方。
在本较佳实施例中，该阳光反射器32是一圆形碟造型，但实际实施时，也可以是凹槽形、多边形或是其它几何形状等，不应以此为限。而该集热槽34更具有一侧孔341、一通孔342、一本体343，及一设置于该本体343上用以启闭该本体343的开盖344。
该进水单元4包括一进水槽40，及一进水管41。该进水槽40中容纳有海水并位于高处且连接该进水管41，该进水管41的一端与该进水槽40连接，相反的另一端则与该集热槽34的侧孔341连接。该冷凝单元5包括一蒸发管51与一连接该蒸发管51的储水槽52，该蒸发管51的一端并与该集热槽34的通孔342连接。
值得一提的是，本实用新型在实际实施时，该冷凝单元5也可以视需要而配置一设于该蒸发管51上的冷凝器53(例如金属散热器)，用以快速对该蒸发管51中的水蒸气进行冷却，由于该冷凝器53的构造众多，且非本实用新型重点所在，故于此不再对该冷凝器53的构造多加赘述。
本实用新型太阳能海水淡化装置通过该阳光反射器32可以反射太阳光至该集热槽34上，并对该集热槽34进行加热，而流入该集热槽34的海水受热而汽化蒸发并自该蒸发管51逸出，途中经冷凝结成水滴后至该储水槽52储存，利用太阳光能不须额外消耗能源即可得到洁净的水资源。
而该开盖344设置于该集热槽34的底部，用以开启及封闭该集热槽34，当海水流入该集热槽34中并且受热蒸发之后，会遗留下水中杂质或海盐结晶体等残留物，通过该开盖344的设计，便可以方便使用者清除该集热槽34中的残留物。
配合参阅图3，在本较佳实施例中，该集热槽34更具有一设于其上并可承受高温的温度传感器345。该进水单元4更具有一设于该进水管41上方的流量控制器411。该流量控制器411是一阀门，用以控制自该进水槽40流经该进水管41并流入该集热槽34的水量。该流量控制器411的构造例如传统的点滴控制机构，由于阀门及点滴控制机构的种类众多，且非本实用新型重点所在，故于此不再对该流量控制器411的构造多加赘述。
该温度传感器345设置于该集热槽34上，当该集热槽34受到较强烈的太阳光照射而使温度上升较高、蒸发速率变快时，会反馈一个信号给该流量控制器411，使流经该流量控制器411的水量增多，此时，海水便能快速地进入该集热槽34。相对地，当该集热槽34受到较少太阳光照射而使温度下降、蒸发速率变慢时，会反馈一个信号给该流量控制器411，使流经该流量控制器411的水量减少，使海水能较缓慢地流入该集热槽34中。
由上述说明可知，当该集热槽34升温之后，利用该流量控制器411来控制进入该集热槽34的水量，使之维持相对高的温度，让蒸发效率能有效提高，变成一个有效率的控制方式。
参阅图4，为本实用新型太阳能海水淡化装置的第二较佳实施例，该第二较佳实施例同样包含一反射单元3、一进水单元4，及一冷凝单元5。相同之处于此不再赘述，不同之处在于，在该第二较佳实施例中，该阳光反射器32是类似一般的圆形天线碟并具有一光滑的反射面321，该反射面321可以将太阳光进行反射，而为了增加太阳光的反射效率，该阳光反射器32的反射面321更设置有多个聚焦镜片322。
在该第二较佳实施例中，该阳光反射器32的背面更具有一设置于该支撑底架31上的滑动齿轮组323。该支撑底架31具有一可360度转动的心轴311，该滑动齿轮组323可使该阳光反射器32在一第一滑动位置与一第二滑动位置之间做往复运动。通过该阳光反射器32可在第一、二滑动位置间滑动与配合该心轴311的转动，可使该阳光反射器32跟随着太阳的运行轨迹进行滑动与转动。
由于该阳光反射器32的反射面321可以随着太阳光而移动，所以设置于该阳光反射器32上的集热槽34会一直受到太阳光反射而持续加热升温，不会因为无法反射太阳光而失去加热能力。
值得一提的是，该反射单元3更具有一设置于该支撑底架31上的电控组35，该电控组35除了可以控制该滑动齿轮组323及该心轴311作动之外，还可调整该聚焦镜片322的反射角度。
只要输入太阳运行轨迹给该电控组35，该电控组35即可驱动该齿轮组323及该心轴311相对作动，以满足该阳光反射器32能时刻对准太阳光源。当然，实际实施时，也可以利用手动方式让该阳光反射器32对准太阳光源，不应以此为限。
对于蒸发的定义是：个别的水分子因获得能量变得较活跃，因而脱离原来的水体，散逸至空气中。在提供定额能量时，水体越大，温度上升越慢，蒸发量也就越少。在本实用新型的设计中，海水被类似点滴般的流量控制器411隔离地一滴一滴吸热，相对少量的液态水分子瞬间接触相对大量的热能，有助于提高蒸发效率。
此外，该阳光反射器32的聚热效果亦可大幅提高蒸发效率。本实用新型的第二较佳实施例中，该阳光反射器32的反射面321设置有多个聚焦镜片322，精心打造的聚焦镜片322，在艳阳下可在几分钟内就使聚焦处升温至摄氏数百度。而由于蒸发效率高，适宜运用本实用新型的地点亦相应扩大。
而高纬度的欧洲、日本或中国的华北等地，虽然均温较低、日照相对较少，仍可运用本实用新型来取得一定程度的淡水。因运用太阳能的故，本实用新型的绝大优势是干旱越严重时，海水淡化的效率就越高，因而也就越有利于缓解干旱带来的损失。即便没有到闹旱灾的程度，妥善利用夏季的日照资源实施海水淡化，搭配精心设计的戏水设施，亦有助于消暑及减少空调能源的消耗。
除此之外，本实用新型的太阳能海水淡化装置，在海面上也能实施。虽然在海面上实施还须打造浮台，但在地狭人稠的区域还是有其价值。例如在中国台湾缺乏冬雨的高雄市，在附近海域实施此方案即可大幅提高淡水供应的稳定度。另外在长期缺水的澎湖，则更是如此。本实用新型除可能影响全球水资源供应、及粮食供应的情势外，还可能产生其它衍生性影响，例如：水库的兴建，就值得重新评估。而且，应有助于既有森林的保育、甚至将部分的近山的农地退耕还林，从而有利于水土保持。
综合上述，本实用新型太阳能海水淡化装置通过该阳光反射器32可以反射太阳光至该集热槽34上，并对该集热槽34进行加热，而流入该集热槽34的水受热而汽化蒸发并自该蒸发管51逸出，途中经冷凝结成水滴后至该储水槽52储存，利用太阳光能不须额外消耗能源即可得到洁净的水资源，而配合温度传感器345反馈信号给该流量控制器411，当该集热槽34急遽升温之后，利用该流量控制器411来控制进入该集热槽34的水量，使之保持一定的温度，让蒸发效率能有效提高，以达成本实用新型的目的。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以此限定本实用新型的专利范围，举凡依本实用新型专利精神所作的等效变化与修饰等，均同理属于本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，包含：
一反射单元，其包括一支撑底架、一设置于该支撑底架上方的阳光反射器、一设置于该阳光反射器周缘的固定支架，及一设置于该阳光反射器上方的集热槽，该集热槽上开设有一侧孔与一通孔，该固定支架与该集热槽连接；
一进水单元，其包括一进水管，该进水管的一端与该集热槽的该侧孔连接；及
一冷凝单元，其包括一蒸发管与一连接该蒸发管的储水槽，该蒸发管的一端与该集热槽的通孔连接。
2.如权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该集热槽更具有一设于其上的温度传感器。
3.如权利要求2所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该进水单元更具有一设于该进水管上方的流量控制器。
4.如权利要求3所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该冷凝单元更具有一设于该蒸发管上方的冷凝器。
5.如权利要求4所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该阳光反射器的表面设有一个以上的聚焦镜片。
6.如权利要求5所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该阳光反射器的后方更设有一设置于该支撑底架上的滑动齿轮组，该支撑底架具有一转动的心轴，该阳光反射器通过该滑动齿轮组在一第一滑动位置与一第二滑动位置之间做往复运动，通过该阳光反射器在第一、二滑动位置间滑动与配合该心轴的转动，该阳光反射器跟随着太阳光的方向进行滑动与转动。
7.如权利要求6所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该支撑底架具有一可360度转动的心轴。
8.如权利要求6或7所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该反射单元更具有一设置于该支撑底架上的电控组，该电控组能控制该滑动齿轮组及该心轴的作动。
9.如权利要求8所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该聚焦镜片由该电控组调整其反射角度。
10.如权利要求1所述的太阳能海水淡化装置，其特征在于，该集热槽更具有一本体，及一设置于该本体上用以启闭该本体的开盖。
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