CN214880343U - 聚光式海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海水淡化技术领域，为解决现有技术太阳能海水淡化过程中效率低下的技术问题，提出了一种聚光式海水淡化装置。该装置包括：盛水容器，用于盛放海水，且所述盛水容器可透光；光反射件，用于将接收的光反射至所述盛水容器；凝结部，所述凝结部可透光，所述凝结部用于凝结水蒸气得到冷凝水；储存部，所述储存部用于储存所述凝结部凝结的冷凝水。本实用新型的聚光式海水淡化装置放置于光源下，通过两次光线照射，使盛水容器中的液体两侧均可以得到照射加热，提高了受热蒸发效率，也提高了光源利用率，具有结构简单，工作效率高，节能环保的优点。

Description

聚光式海水淡化装置

技术领域

本实用新型涉及海水淡化领域，尤其涉及一种聚光式海水淡化装置。

背景技术

传统的海水淡化装置，通常是将海水灌入蒸馏器中，并在蒸馏器上方盖上玻璃盖板，使蒸馏器形成密封的腔体；然后将灌有海水的蒸馏器暴晒在自然光下，在阳光的照射下，海水受热开始蒸发，水蒸气向上遇到温度较低的玻璃盖板，在玻璃盖板上凝结成水滴，水滴沿着玻璃盖板流下进入集水槽中。如此实现了海水向淡水的转化。但是这种海水淡化装置，仅能从其上部接收光照，让受到光线照射的液体上表面吸热蒸发，吸热面积和范围有限，海水升温蒸发较慢，淡化海水的效率较低，光源的利用率较低。目前的太阳能海水淡化技术大都局限于大规模低效率。因此，如何对现有的海水淡化装置进行改造来提高海水淡化效率成了我们亟待研究的课题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种聚光式海水淡化装置，用以解决现有技术的太阳能海水淡化过程中海水淡化效率低下的技术问题。

本实用新型实施例提供一种聚光式海水淡化装置，所述装置包括：

盛水容器，用于盛放海水，且所述盛水容器可透光；

光反射件，用于将接收的光反射至所述盛水容器；

凝结部，所述凝结部可透光，所述凝结部用于凝结水蒸气得到冷凝水；

储存部，所述储存部用于储存所述凝结部凝结的冷凝水。

优选的，所述光反射件至少包括一个弧形反射面，且所述弧形反射面向背离所述盛水容器方向凸出。

优选的，所述凝结部与所述储存部围合成腔体，所述盛水容器容置于所述腔体内，且所述储存部设置于所述凝结部的下方。

优选的，所述凝结部向背离所述盛水容器的方向凸出。

优选的，所述凝结部朝向所述盛水容器的一面设置有疏水薄膜，所述疏水薄膜可透光。

优选的，所述盛水容器中设置有吸热体，所述吸热体用于吸收热量并加热所述盛水容器中的海水。

优选的，所述吸热体的表面呈多弯曲弧面型。

优选的，所述盛水容器中设置有至少1个隔热片，所述隔热片将所述盛水容器分隔成至少2个隔间。

优选的，所述盛水容器中设置有输水管，所述输水管在每个所述隔间都设置有独立出水口。

优选的，所述装置还包括固定架，所述固定架用于固定支撑所述装置。

综上所述，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型实施例提供的聚光式海水淡化装置，放置于热光源下，来自热光源的光线照射盛水容器，对盛水容器中液体进行第一次照射加热，光线透过盛水容器后，通过光反射件的反射，再次照射至盛水容器，使盛水容器中液体受到第二次照射加热，盛水容器中的液体在光源一侧和反射件一侧均可以得到照射加热，吸收的热量更多，提高了受热蒸发的效率，也提高了光源的利用率，并且不需要额外能源。该聚光式海水淡化装置解决了太阳能海水淡化过程中效率低下的技术问题，具有结构简单，工作效率高，节能环保的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，这些均在本实用新型的保护范围内。

图1为本实用新型实施例中聚光式海水淡化装置的立体结构示意图；

图2为：本实用新型实施例中聚光式海水淡化装置的分解结构示意图。

图3为：本实用新型实施例中盛水容器的结构示意图。

图4为：本实用新型实施例中凝结部与储存部围合成腔体结构示意图。

图5为：本实用新型实施例中聚光式海水淡化装置的侧视内部结构示意图。

图中零件部件及编号：10、凝结部；11、储存部；12、光反射件；13、固定架；14、菲涅尔透镜阵列；20、进水口；21、吸热体；22、出水口；23、盛水容器；24、光热膜；25、隔热片；26、输水管；30、涡轮机；31、吹风机构。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型实施例提供了一种聚光式海水淡化装置，结合图1和图2，包括：盛水容器23，如为水槽，盛水容器23用于盛放液体，且盛水容器23可透光；光反射件12，光反射件12位于盛水容器23的一侧，光反射件12用于将透过盛水容器23的光反射至盛水容器23；凝结部10，凝结部10可透光，凝结部10用于凝结水蒸气得到冷凝水；储存部11，储存部11用于储存凝结部10凝结的冷凝水。

本实施例中，该装置放在热光源下工作，待净化的液体盛放于盛水容器23之中，光线照射盛水容器23之后，对盛水容器23中液体进行第一次照射加热，光线透过盛水容器后，通过光反射件12的反射，再次照射至盛水容器23，使盛水容器23中液体受到第二次照射加热，盛水容器23中的液体在两次照射下吸热蒸发，水蒸气在凝结部10凝结成水珠，滚落至储存部11，成为已净化的淡化水储存起来。进一步地，将凝结部10设置为不导热的透光材料，使光线透过凝结部10，同时保持低温，使水蒸气更容易凝结。

优选的，光反射件12至少包括一个弧形反射面，且弧形反射面向背离盛水容器23方向凸出。

在本实施例中，光反射件12为中空的半圆柱体状，即光反射件12为一个弧形反射面；将光反射件12设置为弧形的反射面，增大了光反射件12的面积，即令弧形反射面可以向盛水容器23反射更多的光，进而提高盛水容器23中的液体吸收的光照量，进而提高了液体的升温速度，进而提高液体的蒸发速度，进而提高了液体的净化效率。进一步地，光反射件12设置为反射镜、锡纸。进一步地，光反射件12不透光，不吸收热量，避免在反射光线过程中产生光能和热能损失，提高光源的利用率。

优选的，凝结部10与储存部11围合成腔体，盛水容器23容置于腔体内，且储存部11设置于凝结部10的下方。

在本实施例中，该装置为一体型设计的密闭腔体，避免蒸发的水蒸气向敞开的环境扩散，进而使更多水蒸气在凝结部10凝结；同时更多的水蒸气加大了腔体内部水蒸气的分压，即也加快了水蒸气凝结的速度，进而提高了海水淡化的效率。进一步地，光反射件12与储存部11贴合在一起，设置在储存部11朝向盛水容器23的一侧，储存部11向背离盛水容器23方向凸出，有利于水珠滑落聚集到一起，避免了水珠附着在光反射件12上影响反射效果。

优选的，凝结部10向背离盛水容器23方向凸出。

在本实施例中，凝结部10的凸出结构有利于凝结的水珠滑落到储存部11，避免水珠附着在凝结部10影响光线照射盛水容器23，进而影响蒸发效率和凝结效率。

优选的，凝结部10朝向盛水容器23的一面设置有疏水薄膜，疏水薄膜可透光。

在本实施例中，疏水薄膜有利于凝结的水珠更快地滑落到储存部11，避免水珠附着在凝结部10影响光线照射盛水容器23，进而影响蒸发效率和凝结效率。进一步地，光反射件12朝向盛水容器23的一面，即反射面，设置有疏水薄膜，疏水薄膜可透光。光反射件12的疏水薄膜有利于凝结的水珠更快地滑落至装置底部聚集成淡化水，避免水珠附着在光反射件12，影响光反射件12的反射效果。

优选的，盛水容器23的底部向背离盛水容器23的轴线方向凸出。

在本实施例中，盛水容器23的底部凸出可以增加液体盛放量，另外，底部的表面积增大，受到的光反射件12反射过来的光照增加，盛水容器23中的液体被照射的更加充分，有利于提高吸热效率。

优选的，盛水容器23的底部设置为V形或者弧形。

在本实施例中，盛水容器23的底部为V形或者弧形更有利于吸收光反射件12反射过来的光，盛水容器23中的液体被照射的更加充分，有利于提高吸热效率。

优选的，盛水容器23中设置有吸热体21，吸热体21用于吸收热量并加热盛水容器23中的液体。

在本实施例中，吸热体21可以吸收热量、储存热量、释放热量，吸收的热量来源至少包括太阳光直接照射和光反射件12的反射光照射。吸热体21在吸收热量后可以将热量储存起来，在盛水容器23中与待净化的液体接触时，再将储存的热量释放出来，加热盛水容器23中的液体。当该装置受到的光照强度不稳定的情况下，通过吸热体21的吸热储热放热，可以保证该装置的蒸发效率稳定不受影响。在失去光源的条件下，如日落后，该装置在仍可以利用吸热体21储存的热量继续工作，延长了工作时间，提高了光源的利用率。

优选的，吸热体21的表面呈多弯曲弧面型。

在本实施例中，吸热体21的表面积更大，吸收储存的热量更多，释放热量的时间也更久，可以保证该装置在光照不足、失去光源的情况下工作更长时间，提高了光源的利用率。

优选的，装置还包括固定架13，固定架13用于固定支撑装置。

在本实施例中，固定架13可以让装置稳定耐用，防风抗震。进一步地，固定架13设置4个支撑脚和1个底座。

优选的，腔体的一侧设置有进水口20，进水口20与盛水容器23通过输水管26连通。

在本实施例中，从进水口20通过输水管26向盛水容器23中补充液体，不影响装置的正常工作，操作方便。进一步地，储存部11底部向背离盛水容器23的方向凸出，凸出处设置出水口22，让已处理完毕的淡化水及时排出装置，在不影响装置正常工作的同时，节省了装置加水放水的时间，提高了净水效率。进一步地，输水管26由吸热储热材料制成，设置于盛水容器23中，替代了吸热体21，兼具补充液体和加热液体的功能。

优选地，盛水容器23中设置有至少1个隔热片25，隔热片25将盛水容器23分隔成至少2个隔间。这里分割成隔间后，每个区域的隔间内容纳有海水。为提高海水的蒸发速率，在凝结部10的上方设置汇聚光源的透镜，这样将光源的能量聚焦，然后集中能量对每一个隔间内的海水加热，由于能量集中对每个隔间内的海水进行照射加热，有助于水份蒸发。由于有2个以上的隔间，为确保每个隔间都能及时地蒸发，因此将透镜设置为位置可调节。这样就可以聚焦到每个隔间上，由于太阳光的位置不断变化，且单纯的透镜位置调节并不能最好地将光聚焦在海水上进行蒸发，优选地，本实用新型还采用焦距可调节的菲涅尔透镜阵列14。这样不仅菲涅尔透镜阵列14的位置可以调节，而且其焦距也可调节，确保海水光照加热时能量集中，尽快挥发。

在本实施例中，根据不同时段太阳光的照射角度，调整菲涅尔透镜阵列14的位置使得更多光线能够聚焦在盛水容器23，以加快盛水容器内的海水蒸发。

在本实施例中，根据不同时段太阳光的照射角度和强烈程度，不同隔间的吸热效率不同，吸热效率高的隔间可以快速蒸发，避免了热量从吸热效率高的隔间向吸热效率低的隔间传递，提升了整体的蒸发效率。进一步地，输水管26在每个隔间都设置有独立出水口，进水口20通过输水管26与每个隔间的独立出水口相连通，及时向水分蒸发快的隔间中补充液体。进一步地，输水管26设置于盛水容器23中，输水管26由吸热储热材料制成，替代了吸热体21，在向水分蒸发快的隔间中补充液体的同时，加热液体，加快水分蒸发效率，兼具了吸热体与输水管的双重功能，简单高效。

优选地，盛水容器23中设置有光热膜24，光热膜24覆盖在液体表面；光热膜24的材料包括钙钛矿氧化物。

在本实施例中，光热膜24在光照下迅速升温，加速液体蒸发，提升了蒸发效率。

优选地，腔体内设置有涡轮机30，涡轮机30与装置外部的发电机相连。

在本实施例中，盛水容器内的液体吸热蒸发成为水蒸气，水蒸气在向凝结部10移动过程中，推动涡轮机30转动，涡轮机30转动使发电机工作。在腔体密闭的条件下，该装置受到光源照射使得腔体内的水蒸气不断增加，水蒸气的分压增大，过热的水蒸气膨胀做功，推动涡轮机30转动后，涡轮机30带动发电机工作。做功之后的水蒸气移动到温度较低的凝结部10，凝结成冷凝水，冷凝水滑落到储存部收集起来得到处理完毕的淡化水。在大规模海水淡化的情形下，液体蒸发产生的水蒸气的量非常大，大量的水蒸气聚集在该装置内如果不能及时冷凝成冷凝水，将会导致该装置内的气压过大，该装置有破裂损坏的风险。本实施例将海水淡化装置与蒸汽发电装置相结合，充分释放了过热过量的水蒸气中蕴含的能量，保护了海水淡化装置，实现了海水淡化过程的稳定性和持久性，同时将过热过量的水蒸气中蕴含的能量转化为电能，实现能源的有效转化与充分利用，避免了能源的浪费。

优选地，装置内设置有吹风机构31。

在本实施例中，吹风机构31用于引导水蒸气向涡轮机30方向流动，在大规模海水淡化的情形下，大量过热的水蒸气在装置内无法及时冷凝成为冷凝水，使得装置内气压升高，吹风机构31在装置内气压大于外界环境气压时启动，引导过热的水蒸气向涡轮机30方向流动，推动涡轮机30转动，释放水蒸气中蕴含的能量，避免过热的水蒸气在装置内长时间停留。水蒸气在推动涡轮机30转动后温度下降，更容易在凝结部10冷凝成冷凝水。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述装置包括：

盛水容器，用于盛放海水，且所述盛水容器可透光；

光反射件，用于将接收的光反射至所述盛水容器；

凝结部，所述凝结部可透光，所述凝结部用于凝结水蒸气得到冷凝水；

储存部，所述储存部用于储存所述凝结部凝结的冷凝水。

2.根据权利要求1所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述光反射件至少包括一个弧形反射面，且所述弧形反射面向背离所述盛水容器方向凸出。

3.根据权利要求1所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述凝结部与所述储存部围合成腔体，所述盛水容器容置于所述腔体内，且所述储存部设置于所述凝结部的下方。

4.根据权利要求3所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述凝结部向背离所述盛水容器的方向凸出。

5.根据权利要求4所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述凝结部朝向所述盛水容器的一面设置有疏水薄膜，所述疏水薄膜可透光。

6.根据权利要求1所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述盛水容器中设置有吸热体，所述吸热体用于吸收热量并加热所述盛水容器中的海水。

7.根据权利要求6所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述吸热体的表面呈多弯曲弧面型。

8.根据权利要求1所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述盛水容器中设置有至少1个隔热片，所述隔热片将所述盛水容器分隔成至少2个隔间。

9.根据权利要求8所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述盛水容器中设置有输水管，所述输水管在每个所述隔间都设置有独立出水口。

10.根据权利要求1所述的聚光式海水淡化装置，其特征在于，所述装置还包括固定架，所述固定架用于固定支撑所述装置。

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