CN219239307U - 全天候智能淡化装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种全天候智能淡化装置，包括高透顶盖、太阳能储电装置和箱体，箱体内包括第一腔室和第二腔室，第一腔室内设置有若干光热装置，光热装置通过转轴装置与箱体连接；光热装置与箱体底部之间形成原水存储腔；光热装置与高透顶盖之间形成蒸发冷凝腔；光热装置包括光热结构以及设置于光热结构外侧的疏水层、第一亲水层、第二亲水层、第三亲水层，第一亲水层围设于疏水层的周侧，形成第一平面结构；第二亲水层垂直于第一平面结构；第三亲水层与第二亲水层接驳设置，且第三亲水层形成第二平面结构；该装置能够满足全天候海水高效率淡化且能够在不同光照强度下对应进行光热装置的翻转调整，以实现高效蒸发，大大提高淡化效率。

Description

全天候智能淡化装置

技术领域

本公开涉及海水淡化技术领域，尤其涉及一种全天候智能淡化装置。

背景技术

人们尝试通过各种方法从海水中获取淡水，该技术统称为海水淡化技术。

目前占主流的海水淡化设备是基于反渗透法的，海水从进水口到出水口，依次需要经历预处理系统，反渗透系统，后处理系统等，其中水的输送需要消耗大量的能量，吸水泵、高压泵等作为水传输组件都需要电力供应，一般主要依靠燃烧化石能源的电力供应，造成环境污染。预处理系统为多个不同精度的过滤器，对进入的海水进行初步的过滤，以免大量杂质对反渗透膜造成损害；反渗透系统为高压泵、反渗透膜和能量回收装置等，高压泵为海水提供高压，帮助海水能够逆浓度梯度通过反渗透膜，能量回收装置从高压海水中回收能量再利用；后处理系统为水质检测、PH调节和消毒杀菌装置，对通过反渗透膜的水进行水质检测，加试剂调节PH，消毒杀菌以满足饮用水要求。还有一部分设备基于蒸馏法，如多级闪蒸和多效蒸馏技术，通过太阳能集热加热海水蒸发，冷凝得到淡水。

大型反渗透系统水的输送需要消耗大量的能量，吸水泵、高压泵等作为水传输组件都需要电力供应，一般主要依靠燃烧化石能源的电力供应，造成环境污染。一些小型反渗透设备会自带蓄电池，并可以外接太阳能板依靠光伏发电辅助发电，但是仅仅适合在白天太阳能充足时，对于夜晚或者阴雨天则无能为力。基于太阳能集热蒸馏法的系统如传统太阳能蒸馏器、多级闪蒸和多效蒸馏等的唯一外源能量为太阳能，即便是引入界面蒸发技术，在太阳能不充足时，也依然巧妇难为无米之炊，不能获得足够的热量维持水的持续蒸发。

实用新型内容

有鉴于此，本公开实施例提供了一种全天候智能淡化装置，至少部分的解决现有技术中存在的无法满足全天候海水高效率淡化以及在太阳能不充足时淡化效率低的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种全天候智能淡化装置，包括：

高透顶盖；

太阳能储电装置；

箱体，所述箱体内包括第一腔室以及收集淡水的第二腔室；

所述第一腔室内设置有若干光热装置，若干所述光热装置分别通过若干转轴装置与所述箱体连接；

若干所述光热装置与所述箱体的底部之间形成原水存储腔；若干所述光热装置与所述高透顶盖之间形成蒸发冷凝腔；

所述光热装置包括光热结构以及设置于光热结构外侧的疏水层、第一亲水层、第二亲水层、第三亲水层，所述第一亲水层围设于所述疏水层的周侧，形成第一平面结构；所述第二亲水层垂直于所述第一平面结构设置；所述第三亲水层与所述第二亲水层接驳设置，且所述第三亲水层形成第二平面结构。

可选的，所述太阳能储电装置包括太阳能板、电能存储组件和电加热组件，所述太阳能板覆设于所述箱体的侧部；

所述电能存储组件与所述太阳能板连接；

所述电加热组件设置于所述原水存储腔。

可选的，所述转轴装置包括第一连接轴、第二连接轴和驱动电机，所述驱动电机装设于所述箱体；所述第一连接轴的一端与所述驱动电机的动力输出端固定连接，另一端与所述光热装置的一端固定连接；

所述第二连接轴的一端与所述光热装置的另一端固定连接，另一端与所述箱体连接。

可选的，所述第一连接轴的纵向轴线、所述第二连接轴的纵向轴线与所述光热装置的纵向中心轴线一致设置；

所述光热装置的纵向中心轴线与所述箱体的纵向轴向垂直设置。

可选的，所述第二腔室设置有两个，两个所述第二腔室分别设置于所述第一腔室的两侧。

可选的，所述高透顶盖与所述箱体密封连接；

所述高透顶盖包括第一斜板、第二斜板以及两个平行设置的侧板，所述第一斜板与所述第二斜板连接处位于所述第一腔室的上方；

所述第一斜板、所述第二斜板的底部分别与两个所述第二腔室的侧壁连接；

所述侧板的周侧分别与所述第一斜板、所述第二斜板、所述箱体连接。

可选的，所述第二腔室的宽度小于所述第一腔室的宽度。

可选的，若干所述光热装置平行等间隔设置。

可选的，所述箱体的底部设置有多个支架，多个所述支架均匀设置。

可选的，还包括总控中心和光强探测装置，所述光强探测装置、所述转轴装置均与所述总控中心信号连接；

所述光强探测装置用于实时检测太阳光的强弱；

所述总控中心基于所述光强探测装置检测的第一范围光强控制所述转轴装置以使所述第一平面结构翻转至下方；

所述总控中心基于所述光强探测装置检测的第二范围光强控制所述转轴装置以使所述第一平面结构翻转至上方；

所述第二范围光强大于所述第一范围光强。

本申请公开的全天候智能淡化装置，通过光热装置的设置，能够在不同光强下对应翻转调整，实现更快的蒸发效率；当白天光照充足，通过转轴装置将光热装置的第二平面结构朝下，即疏水层朝上，通过第三亲水层、第二亲水层以及第一亲水层的接驳设置，形成较快较强的吸水效果，即实现快速的原水传输；在白天光照不足的时间段，通过转轴装置将光热装置的第一平面结构朝下，即疏水层朝下，可以最大程度将热量更集中在上表面更薄的水层里，抑制了向下面水体的热传导损失，促进水蒸发；或者，在白天光照不足的时间段，不仅将光热装置的第一平面结构朝下，即疏水层朝下，还可以利用存储的电能通过电加热组件进行电热供应，为光热结构提供足够的温度，保证持续高效的水蒸发，大大提高淡化速率。

本申请公开的全天候智能淡化装置，在太阳光充足的白天，依靠界面蒸发技术，通过光热效应使水蒸发和冷凝高效产生淡水，且通过太阳能板的光伏效应为蓄电池充电，同时，太阳能板受光照也会产生废热，可以回收利用废热加热第一腔室内的水体，促进蒸发，提高淡化效率。在太阳光不充足的夜晚和阴雨天，依靠白天蓄电池储存的电能，通过电加热组件的电热效应加热水继续维持水的蒸发，拥有全天候水蒸发能力，具有高效的光热转换能力和水蒸发效率，能够维持各种天气情况下水的蒸发，做到全天候海水淡化。

上述说明仅是本公开技术方案的概述，为了能更清楚了解本公开的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本公开的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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它的附图。

图1为本公开实施例提供的一种全天候智能淡化装置的立体结构示意图。

图2为图1的爆炸示意图。

图3为图2中的箱体和光热装置的示意图。

图4为图2中的光热装置另一种设置示意图。

附图标记说明：10、第一腔室；20、第二腔室；100、高透顶盖；110、第一斜板；120、第二斜板；130、侧板；200、太阳能储电装置；300、箱体；400、光热装置；410、疏水层；420、第一亲水层；430、第二亲水层；440、第三亲水层；510、第一连接轴；520、第二连接轴；600、支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

参照图1至图3，本申请公开了一种全天候智能淡化装置，包括箱体300、装设于其上方的高透顶盖100以及设置于箱体300底部的多个支架600，其中，箱体300敞口设置，高透顶盖100与箱体300形成密封空间；高透顶盖100的透明设置可以最大程度减少太阳光反射率，保证太阳光尽可能多地进入到箱体300内，以使光热装置400能够充分进行太阳能的热量吸收。

具体地，高透顶盖100与箱体300密封连接，高透顶盖100包括第一斜板110、第二斜板120以及两个平行设置的侧板130，第一斜板110与第二斜板120连接处位于第一腔室10的上方。

箱体300内包括容纳原水的第一腔室10以及用于收集淡水的第二腔室20，其中，第二腔室20设置有两个，两个第二腔室20分别设置于第一腔室10的两侧，并且第二腔室20的宽度小于第一腔室10的宽度。

第一斜板110、第二斜板120的底部分别与两个第二腔室20的侧壁连接；侧板130的周侧分别与第一斜板110、第二斜板120、箱体300连接。

箱体300的侧部设置有太阳能储电装置200，用于吸收太阳能，并将热能转换为电能存储。

太阳能储电装置200包括太阳能板、电能存储组件和电加热组件，太阳能板覆设于箱体300的侧部；电能存储组件与太阳能板连接，以存储电能并用于为电加热组件供应电热。

电加热组件设置于第一腔室10，具体地，其在水面上露出1/5，在水里浸入设置4/5。

优选地，电能存储组件为蓄电池。

第一腔室10内设置有若干光热装置400，若干光热装置400分别通过若干转轴装置与箱体300连接，且若干光热装置400独立设置。

转轴装置包括第一连接轴510、第二连接轴520和驱动电机(图中未示出)，驱动电机装设于箱体300；第一连接轴510的一端与驱动电机的动力输出端固定连接，另一端与光热装置400的一端固定连接；第二连接轴520的一端与光热装置400的另一端固定连接，另一端与箱体300可转动连接。

光热装置400包括光热结构以及设置于光热结构外侧的疏水层410、第一亲水层420、第二亲水层430、第三亲水层440，第一亲水层420围设于疏水层410的周侧，形成第一平面结构。

第二亲水层430垂直于第一平面结构设置；第三亲水层440与第二亲水层430接驳设置，且第三亲水层440形成第二平面结构，即在本实施例中，第一亲水层420、第二亲水层430、第三亲水层440形成对疏水层410的包覆式设置。

若干光热装置400与箱体300的底部之间形成原水存储腔，用于存储大量的原水；若干光热装置400与高透顶盖100之间形成蒸发冷凝腔，用于水蒸气上浮，由于高透顶盖100的温度远低于水蒸气的温度，则会在高透顶盖100的内壁冷凝为淡水滴，在内壁经过一定量的集聚后，在重力作用下沿斜面流向第二腔室20的上方后落入第二腔室20内存储。

在白天时，太阳光透过高透顶盖100照射到光热结构，通过光热效应产热，并使热量集中于蒸发界面处，高效产生水蒸气；然后水蒸气在高透顶盖100上冷凝成蒸馏水，沿盖子滑落至两侧的第二腔室20储存起来；同时，太阳能板受光照也会产生废热，可以回收利用废热加热第一腔室内的原水，促进蒸发。

当白天光照充足，限制蒸水的主要是水传输速率，此时通过转轴装置将光热装置400的第二平面结构朝下，即疏水层410朝上，通过第三亲水层440、第二亲水层430以及第一亲水层420的接驳设置，形成较快较强的吸水效果，即实现快速的供给水输运，提高水蒸气蒸发效率。

在白天光照不足的时间段，限制蒸水的主要是光产的热量不足，此时通过转轴装置将光热装置400的第一平面结构朝下，即疏水层410朝下，可以最大程度将热量更集中在上表面更薄的水层里，抑制了向下面水体的热传导损失，促进水蒸发。

或者，在白天光照不足的时间段，不仅将光热装置400的第一平面结构朝下，即疏水层410朝下，还可以利用存储的电能通过电加热组件进行电热供应，为光热结构提供足够的温度，保证持续高效的水蒸发，大大提高淡化速率。

在黑夜时，通过电能存储组件存储的电能对电加热组件提供电能，以将热量传递给原水，继续维持水的蒸发，实现全天候不停歇的淡化。

第二腔室20内还设置有斜坡，第二腔室20的侧部开设有出水口，则淡水可全部沉积于第二腔室20的一侧，易于从出水口排出。

优选地，第一连接轴510的纵向轴线、第二连接轴520的纵向轴线与光热装置400的纵向中心轴线一致设置，提高翻转平稳性。

在本实施例中，光热装置400的纵向中心轴线与箱体300的纵向轴向垂直设置；光热装置400设置有三个，三个光热装置400平行等间隔设置。

三个光热装置400形成覆盖第一腔室10的光热转化层，同时，三个光热装置400的宽度之和小于第一腔室10的长度，保证三个光热装置400的翻转互不干涉。

优选地，多个支架600均匀设置，保证对箱体300的稳固承载。

进一步地，全天候智能淡化装置还包括总控中心和光强探测装置，光强探测装置、转轴装置均与总控中心信号连接，光强探测装置用于实时检测太阳光的强弱。

在工作过程中，总控中心基于光强探测装置检测的第一范围光强控制转轴装置以使第一平面结构翻转至下方；总控中心基于光强探测装置检测的第二范围光强控制转轴装置以使第一平面结构翻转至上方，第二范围光强大于第一范围光强。

即在弱光时，自动将其中一个或多个光热装置400的疏水层410翻转至下方，为保证较高的蒸发效率，采用光热与电热结合的方式，对于电热方面，是利用存储的电能通过电加热组件进行电热供应，为光热结构提供足够的温度，保证持续高效的水蒸发；在强光时，将疏水层410翻转至上方，通过底下大面积的第三亲水层440、周侧的第二亲水层430以及围设的第一亲水层420，实现快速吸水，保证原水的快速供应，提高蒸发效率。

通过本申请公开的全天候智能淡化装置，在太阳光充足的白天，依靠界面蒸发技术，通过光热效应使水蒸发和冷凝高效产生淡水，且通过太阳能板的光伏效应为蓄电池充电，同时，太阳能板受光照也会产生废热，可以回收利用废热加热第一腔室内的水体；在太阳光不充足的夜晚和阴雨天，依靠白天蓄电池储存的电能，通过电加热组件的电热效应加热水继续维持水的蒸发，拥有全天候水蒸发能力。

本申请公开的装置清洁环保、结构简单、占地面积小，具有高效的光热转换能力和水蒸发效率，能够维持各种天气情况下水的蒸发，做到全天候海水淡化。

参照图4，在本实施例中，光热装置400设置有五个，五个光热装置400平行等间隔设置，单个光热装置400的宽度随着数量增多而减少，多个光热装置400的设置，能够根据光照强度实现更加精准的翻转调整，以保证持续的较高蒸发效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种全天候智能淡化装置，其特征在于，包括：

高透顶盖；

太阳能储电装置；

箱体，所述箱体内包括第一腔室以及收集淡水的第二腔室；

所述第一腔室内设置有若干光热装置，若干所述光热装置分别通过若干转轴装置与所述箱体连接；

若干所述光热装置与所述箱体的底部之间形成原水存储腔；若干所述光热装置与所述高透顶盖之间形成蒸发冷凝腔；

所述光热装置包括光热结构以及设置于光热结构外侧的疏水层、第一亲水层、第二亲水层、第三亲水层，所述第一亲水层围设于所述疏水层的周侧，形成第一平面结构；所述第二亲水层垂直于所述第一平面结构设置；所述第三亲水层与所述第二亲水层接驳设置，且所述第三亲水层形成第二平面结构。

2.根据权利要求1所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，所述太阳能储电装置包括太阳能板、电能存储组件和电加热组件，所述太阳能板覆设于所述箱体的侧部；

所述电能存储组件与所述太阳能板连接；

所述电加热组件设置于所述原水存储腔。

3.根据权利要求1所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，所述转轴装置包括第一连接轴、第二连接轴和驱动电机，所述驱动电机装设于所述箱体；所述第一连接轴的一端与所述驱动电机的动力输出端固定连接，另一端与所述光热装置的一端固定连接；

所述第二连接轴的一端与所述光热装置的另一端固定连接，另一端与所述箱体连接。

4.根据权利要求3所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，所述第一连接轴的纵向轴线、所述第二连接轴的纵向轴线与所述光热装置的纵向中心轴线一致设置；

所述光热装置的纵向中心轴线与所述箱体的纵向轴向垂直设置。

5.根据权利要求1所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，所述第二腔室设置有两个，两个所述第二腔室分别设置于所述第一腔室的两侧。

6.根据权利要求4所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，所述高透顶盖与所述箱体密封连接；

所述高透顶盖包括第一斜板、第二斜板以及两个平行设置的侧板，所述第一斜板与所述第二斜板连接处位于所述第一腔室的上方；

所述第一斜板、所述第二斜板的底部分别与两个所述第二腔室的侧壁连接；

所述侧板的周侧分别与所述第一斜板、所述第二斜板、所述箱体连接。

7.根据权利要求1所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，所述第二腔室的宽度小于所述第一腔室的宽度。

8.根据权利要求7所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，若干所述光热装置平行等间隔设置。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，所述箱体的底部设置有多个支架，多个所述支架均匀设置。

10.根据权利要求9所述的全天候智能淡化装置，其特征在于，还包括总控中心和光强探测装置，所述光强探测装置、所述转轴装置均与所述总控中心信号连接；

所述光强探测装置用于实时检测太阳光的强弱；

所述总控中心基于所述光强探测装置检测的第一范围光强控制所述转轴装置以使所述第一平面结构翻转至下方；

所述总控中心基于所述光强探测装置检测的第二范围光强控制所述转轴装置以使所述第一平面结构翻转至上方；

所述第二范围光强大于所述第一范围光强。

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