TWI499561B - 用於產生淨化水之太陽能加熱裝置 - Google Patents

Description

用於產生淨化水之太陽能加熱裝置

本發明係關於一種用於產生淨化水之太陽能加熱裝置，特別是關於一種將廢水或海(鹽)水製成淨化水的可攜式太陽能加熱裝置。

一種用來淨化廢水的裝置，可用來將廢水製成飲用水，或是將海(鹽)水製成淨化水。習知可攜式蒸餾裝置，如德國專利公告第198,15,541 C1號，揭示一管形壓力艙室係設置於一半球狀上蓋及一海(鹽)容室之間，該半球狀上蓋係一體成形於該管形壓力艙室，該管形壓力艙室在空間上將區分為蒸餾區域及海(鹽)水裝盛區域，同時在機構上穩定整體裝置。藉由太陽光透過該透明上蓋進入該蒸餾及冷凝艙室，該蒸餾及冷凝艙室中係呈現一過壓狀態。當習知蒸餾裝置運作時，由外界太陽光所供給的熱可使儲存空間內的水蒸發，而產生的水蒸氣係上升且冷凝於該上蓋，其中冷凝液體係沿著該上蓋的兩側流下，匯集於該上蓋及管形壓力艙室間之一冷凝區域內，如此，即可由該冷凝區域中取得淨化水。

另一習知可攜式蒸餾裝置，如英國專利公告第832,123號，係揭示一透明外罩，該透明外罩係罩設於一呈網狀結構的支撐管上，其中冷凝後之蒸餾液體收集於本裝置之基座區域的一個環狀艙室內，且該蒸餾液體能夠經由一管路被取出。

又一可用在島嶼或海上的習知可攜式蒸餾裝置，如歐盟專利公告第1,448,481號，係揭示由透明塑膠材製成之一帽形支撐元件，該帽形支撐元件在其較低區域的一側設有可供收集冷凝液的開口區域。又，為了取出冷凝液，該帽形支撐元件之頂部具有一開口，若欲從該帽形支撐元件內倒出冷凝液則必須先打開該開口。

又，美國專利公告第4,051,834號，係揭示一太陽能收集系統，該收集系統係由一透明頂部及一反射基部構成，該透明頂部位於該收集系統之上半部以吸收光能，而該透明頂部及反射基部僅係用以加熱一熱傳導媒介。該反射基部係由鍍鋁之密拉層材質(Mylar)製成，以將陽光聚焦於該熱傳導媒介流經之一加熱管材。該太陽能收集系統之主要特徵在於該加熱管材係設置於該收集系統之內部，並且該加熱管材可作為該收集系統在移動時之外部支撐結構。然而，該加熱管件係為平行設置，因而無法配合每日日照位置之變化調整其位移，僅能藉由一固定鏈，隨著季節性之日照位置變化進行調整，因此，該太陽能收集系統不適用於回收廢水或鹽水以產生淨化水。

再者，歐盟專利第0,030,193 B1號專利案揭示一管狀收集系統，該管狀收集系統係設置於一可膨脹結構之內部，該可膨脹結構係由一透明頂層及一反射基層所構成，使陽光聚焦於一加熱管材，該加熱管材內有一熱傳導媒介流經，該加熱管材可藉由人為調整其位移，以隨日照位置調整陽光聚焦位置。

本發明之主要目的係在於改善能夠從廢水或海(鹽)水中蒸餾出淨化水產物的裝置，使該裝置能夠輕易的被製造或在需要時能快速的用來取得淨化水產物，同時該裝置亦不需過大的空間來進行收納。

根據上述之裝置應具有下列特徵：一個封閉的液體管路，其係由相互連接的輸送管及軟管所構成，且該輸送管及軟管分別連接一廢水供給裝置及一淨化水溢流口；該液體管路主要特徵在於具有一個加熱部，且該加熱部一般係對位朝向太陽光線，用以加熱或蒸餾該廢水；一直立式冷凝部，係使淨水以及受熱廢水凝結；以及一儲存部，係設於該裝置的基底部位以收集冷凝之淨水。

相較於各習知裝置，本發明之液體管路(由相互連接的輸送管及軟管所構成)設有一節省空間之結構(三角形或梯型)，係位於該液體管路之上傾的加熱部，且一光能收集器較佳係裝設於此，以將太陽能聚集於該加熱部內之蒸發區域，其中該光能收集器係固定地或可移動地連結於該加熱部。

依據本發明第一較佳實施例之用於產生淨化水之太陽能加熱裝置，該光能收集器係由一可充氣擴張的層狀結構構成，其特徵在於弧狀反射層及一透明照射層以供陽光照射，該弧狀反射層、透明照射層及兩側閉可共同形成一凹陷空間，該凹陷空間係穿設於該液體管路之加熱部，且在該反射層之聚焦區。

關於本發明第二較佳實施例之用於產生淨化水之太陽能加熱裝置，其特徵在於該光能收集器設有至少一吸熱翼部，以與該液體管路之加熱部內的蒸發區域進行熱連結，該光能收集器較佳設有二吸熱翼部，該吸熱翼部係可轉動地或可折疊地與加熱部之軸向平行，且可以收折於該液體管路間之一空間，由使用狀態折收至較為節省空間的收納狀態。

本發明液體管路各部位之特徵在於其開創性的設置方式，由一可撓性材質製成之蒸發區域係設置於該傾斜、昇起之加熱部的內部，而一輸送裝置，如一太陽能泵浦，將廢水輸送至該蒸發區域。

在該加熱部之後的冷凝部係由一熱交換片體裝設而成，該熱交換片體係由一可撓性材質較佳係形成一管體而製成，該冷凝部之上緣係連接於該廢水供給口，而其下緣則係由一軟管連接至該液體管路之儲存部，以利用該輸送裝置(較佳係太陽能泵浦)將廢水送至該加熱部，該熱交換片體係與該廢水供給口相連通，以便利用低溫的廢水使淨化水冷凝，以提升系統作用效率。

根據本發明之用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之另一較佳實施例，該裝置之特點在於一調整裝置，係用以依照日照位置變化調控該液體管路之冷凝部，使該裝置產生一傾斜位移。該簡易且有效之調整裝置設有數元件，且其特徵在於數個連接於一泵浦之可膨脹元件或固定元件，由該可膨脹元件或固定元件之膨脹程度可決定整體裝置的傾角，詳細說明請參閱第8及10圖所示。

根據本發明之用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之再一較佳實施例，特徵在於該光能收集器之特徵係為一調整裝置，以依照日照位置變化使該光能收集器沿著該加熱部之軸向進行轉動位移。相較於上述較佳實施例之調整裝置，該光能收集器係可以在該加熱部產生軸向位移，並且係由簡易而便於取得之元件製造而成。由此，該調整裝置主要係由一第一管部及第二管部構成，該第一、第二管部之端部係纏繞於該液體管路之一管狀部上，且朝向相反方向延伸，而該第一、第二管部之自由端部則係貼設於該光能收集器。該管部內含一液體，如水，藉由將該液體由該第一、第二管部之其中一個抽取至另一個可改變其端部之張力，進而帶動該光能收集器產生一轉動位移。利用上述之調整裝置，可將一泵浦應用至多個光能收集器，因此，可降低該太陽能加熱裝置之製作成本。

另外，在不考慮該調整裝置之實施情況，該光能收集器設有一吸熱翼部，該吸熱翼部可裝設於該光能收集器基座之一容置表面，以調整該加熱部。

該吸熱翼部應設有數輸送管部以輸送一熱傳導媒介，該輸送管部之端部係連通數連接管路，而該連接管路貫通該光能收集器之基座。該吸熱翼部應由一複合層狀結構所組成，以形成一可膨脹支撐片體及一吸收片體，其中該可膨脹支撐片體係具有數氣體導管，而該吸收片體具有用以輸送該熱傳導媒介之數輸送管部。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1及3至7圖所示，本發明第一實施例之用於回收廢水或海(鹽)水來產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置1，其包含一液體管路2，該液體管路2排除一回收供給口3及一淨化水溢流口4，其由數個連接管件緊密構成(該連接管較佳由PVC硬質管材製成)，或者由數個軟管件所構成，該軟管件係由強化織布層製成，係能夠充氣膨脹以供系統運作。該液體管路2的特徵在於設有向上傾斜之一加熱部5，該加熱部5實質上係朝向陽光S，使該陽光S可以加熱廢水，包含使用過的污水或海水、鹽水等，並使其蒸發。

該加熱部5連接一直立式冷凝部6，以使該加熱部5產生的蒸氣在該直立式冷凝部6中凝結，而蒸氣的熱能則可傳送至廢水中。又，該液體管路2的特徵在於設有可供儲存冷凝後之淨化水的儲存部7，該儲存部7係設於該可攜式太陽能加熱裝置1的基底部位，且經由一連接部8與該加熱部5相連接。該可攜式太陽能加熱裝置1的基底部位係可設有數個支撐元件(未繪示)以將該可攜式太陽能加熱裝置1支撐於架設處，或者可設置一容室以容置該液體管路2之底部。

該液體管路2可選擇由一般PVC管連接而成，主要係將數彎管插設於該液體管路2的彎角位置進行連接。另外，該液體管路2亦可能由橢圓形截面之管材或其他數種類似的管材所構成。

一光能收集器10可轉動的對應設置於該液體管路2之加熱部5；該光能收集器10可以將該陽光S的熱能集中於該加熱部5內的一蒸發區域9(如第3及4圖所示)。

請參照第1圖所示，本實施例之光能收集器10實質上包含一可充氣擴張的層狀結構，該可充氣擴張的層狀結構特徵在於具有一弧狀反射層11及一透明照射層12，且該透明照射層12係設於朝向該陽光S之一面。一凹陷空間形成於弧狀反射層11、一透明照射層12及二個側壁單元13之間，其中，該凹陷空間係穿設於該液體管路2之加熱部5，且位於該弧狀反射層11的聚焦區域內。

該側壁單元13的特徵在於設有數個可擴張框部26，該可擴張框部26係由強化織布層製成，可在充氣擴張時係橫接該弧狀反射層11。此外，該弧狀構造亦受到設置於一複合可擴張支撐層28內面之弧狀反射層11的支撐，且該弧狀反射層11係被剪裁成在充氣擴張時能夠呈現出該弧狀構造的形狀。再者，支撐元件係為數個利用強化織布層製成的可擴張連接元件27，該可擴張連接元件27係分別連接該側壁單元13之可擴張框部26。該可擴張框部26、可擴張連接元件27及複合可擴張支撐層28的內部空間係相互連接，由此，該整體結構可由一供氣閥而充氣擴張。

該光能收集器10之側壁單元13具有數個軸承盤29，該軸承盤29係由硬質塑性材料製成，且一體成形於該側壁單元13上，使該光能收集器10可轉動的設置於該液體管路2之加熱部5。該可攜式太陽能加熱裝置1之整體係可幾乎完全以非塑料材質製成，其中僅有該軸承盤29部份以強化織布塑料層或PVC塑管材質製成。因此，該可攜式太陽能加熱裝置1係可以盡可能減少其組裝體積，使得本發明適合於機動式使用。

該可攜式太陽能加熱裝置1的作動原理請參照第3至5圖所示，該廢水經由該廢水供給口3輸送至該液體管路2之直立式冷凝部6，在該直立式冷凝部6內該廢水係流過一熱交換片體30，該熱交換片體30繞設成一管形圓筒狀的外層，且由可撓性材質製成，該熱交換片體30之頂端31係與該廢水供給口3相連通，在該直立式冷凝部6中，該廢水係受該冷凝之淨化水所加熱。該熱交換片體30之底端32係與一管路33相連通，該管路33係經由該液體管路2之儲存部7將廢水輸送至位於該液體管路2之連接部8的一廢水儲存容器18。接著，藉由一太陽能泵浦15將該廢水從該廢水儲存容器18輸送至該加熱部5。

請參照第4圖所示，一個蒸發片體14經由懸掛或黏合方式設置於該加熱部5內，該蒸發片體14由可撓性材質製成，該蒸發片體14之表面形成蒸發區域9，而該蒸發區域9黏合或焊接有加熱外管16。該加熱外管16係由黏合或焊接的片體所構成，使得輸送通道17形成在該蒸發片體14及加熱外管16之間，以便利用該輸送通道17將該廢水由該廢水儲存容器18廢水以泵浦輸送上來。

該廢水儲存容器18同樣可由一可撓性材質構成，使未蒸發的廢水從該加熱部5回流而匯集於該廢水儲存容器18內，再經由該太陽能泵浦15回抽至該加熱部5。用以輸送廢水之該太陽能泵浦15與一水位偵測器19共同設置於該廢水儲存容器18內，且該太陽能泵浦15可能形成有一可置換單元。當該水位偵測器19量測到該廢水儲存容器18內的水位下降時，該管路33內之一控制閥55將會被開啟，以便使廢水能夠自動流入該廢水儲存容器18內，以使水位上升至該水位偵測器19預設之標準水位。

如此，本發明之可攜式太陽能加熱裝置1包含一封閉的液體管路2，該液體管路2具有一供水迴路及一氣體迴路，且透過該向上傾斜設置的加熱部5(熱空氣上升)及垂直落下的直立式冷凝部6(冷空氣下降)進行驅動，並且驅使該加熱產生之蒸氣進入該直立式冷凝部6內。

該冷凝的淨化水及可飲用水係匯集於該儲存部7內，且可經由該淨化水溢流口4被取用。透過位於加熱區域內的連續液體迴路，該廢水係被集中於該廢水儲存容器18且必須不時地經由一廢水輸出口25將其從該廢水儲存容器18內移出(例如：每天一次)。該廢水儲存容器18較佳係可由該蒸發片體14的一部分藉由摺疊或黏合方式所構成，以便該蒸發片體14、加熱外管16及廢水儲存容器18的整體構造能夠被置換。

請參照第6及7圖所示，其揭示本實施例之液體管路2的安裝，為了方便檢閱，係將該廢水儲存容器18的蓋板24自第6圖之繪示內移開，使得該廢水儲存容器18的安裝、輸送裝置15(即太陽能泵浦)、連接管路56至輸送通道17及水位偵測器19可現於圖中。其中，該水位偵測器19、控制閥55及太陽能泵浦15之間的電路線並未被標示。該太陽能泵浦15的輸出功率大約為15至25W，且該太陽能泵浦15與一太陽能板(未繪示)相連接。

在該蒸發片體14的二端緣設有穩定凸塊58(請同時參照第4圖所示)，該穩定凸塊58係穩固定位該蒸發片體14，並使淨化水可以凝結在位於該廢水儲存容器18附近之加熱部5內牆上，再流至該儲存部7。

該熱交換片體30可由較便宜之PVC軟材製成。又，該熱交換片體30係由二個片體焊接而成，以便在縱向上形成管路34。該熱交換片體30係被捲繞且其二端相互黏接形成一管體(如第5圖所示)，該管體利用數個間隔件設置於該直立式冷凝部6的中心位置。由於該熱交換片體30之溫度低於周遭環境溫度，使得蒸氣開始冷凝。於此，較冷的空氣在管路內落下，以便驅動迴路向前運作，而在冷凝過程中蒸氣釋放的熱能係被該熱交換片體30內的廢水所吸收，經証實，至多80%的熱能可由此回收。由於該廢水供給口3設置於系統的最高點，故廢水的供給不需要額外加設泵浦。

請參照第8圖所示，其揭示本發明第二實施例之用於產生淨化水之太陽能加熱裝置，相較於前述第1圖的實施樣態，本實施例之可攜式太陽能加熱裝置1的光能收集器10設有圓形的側壁單元13，該側壁單元13利用黏合或焊接方式穩固的結合於該液體管路2的加熱部5。在本實施例中，一調整裝置35係用以平衡太陽的位置，該調整裝置35可以帶動該可攜式太陽能加熱裝置1產生傾斜位移，因而直接影響到該液體管路2，例如在直立式冷凝部6。該調整裝置35在架構上的設計非常簡單，其主要係由二個可膨脹元件36a、36b構成，該二個可膨脹元件36a、36b係延接一泵浦39。舉例而言，藉由該泵浦39將水從其中一可膨脹元件36a輸送至該另一可膨脹元件36b，以經由該可膨脹元件36a、36b膨脹程度之不同來決定該可攜式太陽能加熱裝置1的傾角α。另外，該可膨脹元件36a、36b亦能夠由數個分離的卡塊所組成。請參照第10圖所示，其係揭示其中一種該直立式冷凝部6位於端部位置的狀態(使用在早晨太陽位置較低的狀況)，其中該可膨脹元件36a之體積幾乎為零，而該可膨脹元件36b之體積則膨脹至最大。

位於該可膨脹元件36a、36b之間的泵浦39係由一控制裝置所操控，該控制裝置的特徵在於具有一光感測器37及一投影部38，該光感測器37設置於該加熱部5，該投影部38設置於該透明照射層12。請參照第9圖的連續圖說，其揭示起初該投影部38之陰影40並未投射於該光感測器37上，藉此啟動該泵浦39，並讓該可攜式太陽能加熱裝置1與陽光相對位。當該陰影40移動且最後投射於該光感測器37時，該泵浦39則會被關閉。當太陽持續移動時，前述程序會持續的重複執行直到黃昏入夜之後，接著該可膨脹元件36a內的水會被輸送至該可膨脹元件36b，讓系統回到初始位置以對應日初。

請參照第11圖所示，其揭示另一用以對應太陽位置進行調整的調整裝置41，該調整裝置41使該光能收集器10沿著該加熱部5的軸向產生一轉動位移。該調整裝置41具有一第一管部42及一第二管部43，該第一管部42及一第二管部43之端部係纏繞於該液體管路2之一管狀部44上，且其中一端部朝向右邊，另一端部則朝向左邊。該第一、第二管部42、43之自由端部45係貼設於該光能收集器10之外表面輪廓上。請對應將第8圖之調整系統的概念應用於本實施樣態上，一泵浦(未繪示)係控制該第一、第二管部42、43之其中一個的壓力，進而帶動該光能收集器10產生一轉動位移。另外，該第一、第二管部42、43係可由一強化織布層所製成，而揭示於第11圖中的數個裝置則可與一構件相連接。

請參照第2圖所示，該實施例之光能收集器20具有二吸熱翼部21，該吸熱翼部21係與該加熱部5的蒸發區域9形成熱連結。該係可轉動地或可折疊地與該加熱部5的軸向平行，並且該可從第2圖所繪示之使用狀態收折至較為節省空間的收納狀態，而該收折方式則係將該吸熱翼部21收折於該液體管路2之間的空間22。該光能收集器20可藉由鎖固元件51(例如：鎖固帶)設置於該液體管路2之加熱部5。

請參照第12圖所示，係揭示該光能收集器20之多種細部特徵。該吸熱翼部21設置於一基座46上，該基座46的特徵在於其具有一容置表面47，該容置表面47與該加熱部5相鄰接。為了改善熱交換效率，本實施樣態特別設有一導熱部23，該導熱部23設置於該加熱部5之外側面，其較佳為一銅層。另外，藉由設置在該容置表面47及導熱部(銅層)23之間的導熱膏，可以進一步改善其熱交換效率。

該吸熱翼部21較佳係裝配有用以輸送一熱傳導媒介(例如：油或水)的數個輸送管部48，該輸送管部48係分別連通二連接管路49，使該連接管路49貫通該光能收集器20之基座46。於操作狀態下，該二吸熱翼部21為傾斜狀設置(如第2圖所示)，因此，該加熱後之熱傳導媒介能夠沿著該基座46的方向延伸上升。前述整體熱能的輸送係能夠另藉由一輸送元件50驅動，例如：在該二連接管路49之至少一個上設置一太陽能泵浦。

第13圖更詳細的指出，該吸熱翼部21可由一複合層狀結構組成，該複合層狀結構包含一可膨脹支撐片體52及一吸收片體54，該可膨脹支撐片體52具有用以承載該吸收片體54的數個氣體導管53，且該吸收片體54具有用以輸送該熱傳導媒介的數個輸送管部48。為了讓熱能的損失減到最小，該吸收片體54的外表面亦可設置一絕緣材57。

請參照第14及15圖所示，其揭示本發明另一種作動原理，相較於第3圖所示之作動原理，本實施樣態省略了用來將廢水或海(鹽)水輸送至該加熱部5的控制閥55及太陽能泵浦15。本實施樣態中，該廢水僅係藉由該廢水供給口3上方的供液容器59與該加熱部5頂端的廢水出液處之間的高度差所產生的流體壓力來進行輸送作動。

另外，該蒸發區域9可藉由設置/焊接二彎度不同，或者配有不同徑向彎度之半管材60而達到擴展，舉例說明之，該半管材為金屬材質且緊密連結該輸送通道17與加熱外管16。其中，該半管材之上半部係等距離開設半圓環狀之缺口，並使該缺口向下彎折；而該半管材之下半部則係等距離開設半圓環狀之缺口，並使該缺口向上彎折，該半管材之間係彼此交互連鎖(請參照第15圖所示)，由此，加熱之廢水並非直接地流經該加熱部5，而係經由一鋸齒狀之路徑使未蒸發之廢水流至廢水儲存容器18，並且再由該廢水儲存容器18將該廢水自廢水輸出口25排出。

再者，為提高熱能轉換，該半管材60係可以直接連結於該加熱部5之導熱部23，同時，位於該金屬半管材60與該導熱部23間之加熱部底層構造可同樣由金屬材質製成。

該廢水流動率係可以由該廢水輸出口25及廢水/鹽水廢水供給口3量測，由此，該廢水之流動率及蒸發率可以藉由該供液容器之高度及其產生的流體壓力而調整。

該加熱部5之溫度則可以藉由該弧狀反射層11之彎度進行調整，在此狀況下，該弧狀反射層11較佳係由具反射性的薄層光滑金屬板製成。

於此，該第1圖所示之光能收集器10，其可擴張連接元件27可以為一硬管，而該可擴張框部26則可為一軟 管環，其中，該可擴張連接元件27及可擴張框部26同樣可由該供液容器注入水，使該軟管環26可注滿水形成循環(請參照第8圖所示)，抑或藉由汲水而降低該軟管環26之張力，進而使該反射表面由半圓形成為一漸增的平面狀；而該反射之調控也可由設於加熱部之一自動調溫器(未繪示於圖)進行控制，藉此，當溫度低於一定標準值，或者當溫度過高而無法調控該內在壓力及反射表面之彎度時，即可啟動一幫浦或排水閥進行調控。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

〔本發明〕

1‧‧‧可攜式太陽能加熱裝置

10‧‧‧光能收集器

11‧‧‧弧狀反射層

12‧‧‧透明照射層

13‧‧‧側壁單元

14‧‧‧蒸發片體

15‧‧‧太陽能泵浦

16‧‧‧加熱外管

17‧‧‧輸送通道

18‧‧‧廢水儲存容器

19‧‧‧水位偵測器

2‧‧‧液體管路

20‧‧‧光能收集器

21‧‧‧吸熱翼部

22‧‧‧空間

23‧‧‧導熱部

24‧‧‧蓋板

25‧‧‧廢水輸出口

26‧‧‧可擴張框部

27‧‧‧可擴張連接元件

28‧‧‧複合可擴張支撐層

29‧‧‧軸承盤

3‧‧‧廢水供給口

30‧‧‧熱交換片體

31‧‧‧頂端

32‧‧‧底端

33‧‧‧管路

34‧‧‧管路

35‧‧‧調整裝置

36a‧‧‧可膨脹元件

36b‧‧‧可膨脹元件

37‧‧‧光感測器

38‧‧‧投影部

39‧‧‧泵浦

4‧‧‧淨化水溢流口

40‧‧‧陰影

41‧‧‧調整裝置

42‧‧‧第一管部

43‧‧‧第二管部

44‧‧‧管狀部

45‧‧‧自由端部

46‧‧‧基座

47‧‧‧容置表面

48‧‧‧輸送管部

49‧‧‧連接管路

5‧‧‧加熱部

50‧‧‧輸送元件

51‧‧‧鎖固元件

52‧‧‧可膨脹支撐片體

53‧‧‧氣體導管

54‧‧‧吸收片體

55‧‧‧控制閥

56‧‧‧連接管路

57‧‧‧絕緣材

58‧‧‧穩定凸塊

59‧‧‧供液容器

6‧‧‧直立式冷凝部

60‧‧‧半管材

7‧‧‧儲存部

8‧‧‧連接部

9‧‧‧蒸發區域

α‧‧‧傾角

第1圖：本發明一種用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之三維立體圖。

第2圖：本發明第一實施例之用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之三維立體圖。

第3圖：本發明用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之作用原理示意圖。

第4圖：本發明用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之剖面圖。

第5圖：本發明用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之又一剖面圖。

第6圖：本發明用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之流體循環示意圖。

第7圖：本發明用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之流體循環又一示意圖。

第8圖：本發明第二實施例之用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之三維立體圖。

第9圖：本發明第二實施例之太陽能調節裝置示意圖。

第10圖：本發明第二實施例之太陽能調節裝置又一示意圖。

第11圖：本發明第二實施例之用於產生淨化水之太陽能加熱裝置之又一三維立體圖。

第12圖：本發明第一實施例之太陽能收集器示意圖。

第13圖：本發明第一實施例之太陽能收集器又一示意圖。

第14圖：本發明第一實施例之太陽能收集器之作用原理示意圖。

第15圖：本發明第一實施例之太陽能收集器之作用原理又一示意圖。

1．．．可攜式太陽能加熱裝置

10．．．光能收集器

11．．．弧狀反射層

12．．．透明照射層

13．．．側壁單元

2．．．液體管路

25．．．廢水輸出口

26．．．可擴張框部

27．．．可擴張連接元件

28．．．複合可擴張支撐層

29．．．軸承盤

3．．．廢水供給口

4．．．淨化水溢流口

5．．．加熱部

6．．．直立式冷凝部

7．．．儲存部

8．．．連接部

S．．．陽光

Claims (31)

1. 一種用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於：一液體管路，包含數管件或軟管件連接至一廢水供給口及一淨化水溢流口，該液體管路設有一加熱部，該加熱部係供朝向陽光以使廢水加熱、蒸發；一直立式冷凝部，係使淨水以及受熱廢水凝結；以及一儲存部，係設於該可攜式太陽能加熱裝置的基底部位以收集冷凝之淨水，其中，該液體管路之加熱部設有一光能收集器以將陽光產生的熱能聚焦於該加熱部內之一蒸發區域，且該光能收集器係由一可充氣擴張的層狀結構組成，其設有呈拋物線狀或環狀之弧狀反射層及透明照射層以供該陽光照射，該弧狀反射層、透明照射層與二個側壁單元之間係共同形成一凹陷空間，該凹陷空間係穿設於該液體管路之加熱部，且在該弧狀反射層之聚焦區。
2. 依申請專利範圍第1項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該光能收集器設有至少一吸熱翼部，該吸熱翼部係以熱連接之方式與該加熱部的蒸發區域連結。
3. 依申請專利範圍第2項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於二吸熱翼部係可轉動地或可折疊地與加熱部之軸向平行，且可以由使用狀態下摺疊收納於該液體管路之間的空間。
4. 依申請專利範圍第1項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在內設於該加熱部之一蒸發片體，該蒸發片體係由一可撓性材質構成，由一輸送裝置將廢水運送至該蒸發片體。
5. 依申請專利範圍第4項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該蒸發片體係由黏合或焊接的片體而形成一加熱外管，而一輸送通道則形成在該蒸發片體及加熱外管之間，係將廢水向上輸送。
6. 依申請專利範圍第4項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於緊靠著該液體管路設置之一直立的連接部，係位於該儲存部及加熱部之間以係連接於一廢水儲存容器，該廢水儲存容器由一可膨脹材質製成，以使廢水由該加熱部回流至廢水儲存容器。
7. 依申請專利範圍第6項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該廢水儲存容器係一體成型，如利用摺疊或黏合方式由該蒸發片體之一部分而構成。
8. 依申請專利範圍第4項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該輸送裝置與一水位偵測器係共同設置於該廢水儲存容器內，並且形成一可置換單元。
9. 依申請專利範圍第1項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該直立式冷凝部內設有一熱交換片體，該熱交換片體由可撓性材質製成，該 熱交換片體之頂端係與該廢水供應口相連通，而該熱交換片體之底端係與導引通過該液體管路之儲存部的一個管路相連通，藉由一太陽能泵浦將該廢水從該廢水儲存容器輸送至該加熱部。
10. 依申請專利範圍第9項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該熱交換片體可由二個片體焊接而成，以便在縱向上形成管路。
11. 依申請專利範圍第1項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於為改善該熱傳導效率，該加熱部之之外側面具有一導熱部。
12. 依申請專利範圍第1項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該光能收集器設有數個可擴張框部，該可擴張框部係由強化織布層製成。
13. 依申請專利範圍第12項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該側壁單元之可擴張框部係連接該可擴張連接元件。
14. 依申請專利範圍第12項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該弧形反射層係設置於一複合可擴張支撐層。
15. 依申請專利範圍第12項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該光能收集器之側壁單元具有數個軸承盤，使該光能收集器可轉動的設置於該液體管路之加熱部。
16. 依申請專利範圍第12項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該光能收集器之側壁單 元係由黏合或焊接方式結合於該液體管路之加熱部。
17. 依申請專利範圍第16項所述用於產生淨化水之可攜式之太陽能加熱裝置，其特徵在於一調整裝置係用以調控太陽的位置，以影響該液體管路，特別是該直立式冷凝部，進而帶動該太陽能加熱裝置之傾斜位移。
18. 依申請專利範圍第17項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該調整裝置設有數可膨脹元件，該可膨脹元件係藉由一泵浦能夠互相交疊且延接，舉例說明，該調整裝置之數個分離之翼部、獨立之填充層係決定該太陽能加熱裝置的傾斜程度。
19. 依申請專利範圍第17項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該調整裝置具有一光感測器及一投影部，該光感測器設置於該加熱部，該投影部則設置於該透明照射層。
20. 依申請專利範圍第1項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該光能收集器設有一調整裝置用以對應太陽位置進行調整，驅動該光能收集器沿著該加熱部的軸向產生一轉動位移。
21. 依申請專利範圍第20項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該調整裝置設有一第一管部及一第二管部，該第一、第二管部之端部係纏繞於該液體管路之一管狀部上並朝相反方向延伸，該第一、第二管部之自由端部係貼設於該光能收集器。
22. 依申請專利範圍第2或3項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該吸熱翼部係設置 於一基座上，而該基座具有一與該加熱部相鄰接之容置表面。
23. 依申請專利範圍第22項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該吸熱翼部配有數個輸送管部，係用以輸送一熱傳導媒介，該輸送管部係分別連通二連接管路，使該連接管路貫通該光能收集器之基座。
24. 依申請專利範圍第23項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於至少一連接管路，該連接管路設有一輸送元件。
25. 依申請專利範圍第22項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該吸熱翼部係由一複合層狀結構組成，該複合層狀結構係形成一具有數氣體導管之可膨脹支撐片體及一帶有輸送管部之吸收片體以輸送該熱傳導媒介。
26. 依申請專利範圍第25項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於設置在吸收片體的外表面之一絕緣材。
27. 依申請專利範圍第1項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於一供液容器，該供液容器係連接該廢水供給口，藉由該廢水供給口上方的供液容器與該加熱部頂端的廢水出液處之間的高度差所產生的流體壓力來進行輸送作動。
28. 依申請專利範圍第1項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該加熱部之蒸發區域， 係藉由二徑向彎度不同之半管材而達到擴展，該半管材為金屬材質，彼此緊密連接於該蒸發區域之加熱外管。
29. 依申請專利範圍第28項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該半管材之表面係等距離開設半圓環狀之缺口，且該缺口係彼此彎折且相對。
30. 依申請專利範圍第28或29項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該半管材係直接連結於該加熱部之導熱部。
31. 依申請專利範圍第12項所述用於產生淨化水之可攜式太陽能加熱裝置，其特徵在於該光能收集器之可擴張框部係一軟管環以便將水注入，藉由該軟管環注水之程度係調整該光能收集器反射表面之彎度。