海面漂浮式太陽能海水淡化器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于太陽能利用【技術領域】，具體涉及一種太陽能海水淡化器。海面漂浮式太陽能海水淡化器，它設置于海平面上，其技術方案是：反射冷凝面(4)為非平面結構，安裝于底板(8)上，反射冷凝面(4)表面鍍有高反射率涂層，在反射冷凝面(4)的底部設有淡水出水管(6)；支撐架(2)安裝在反射冷凝面(4)周圍的底板(8)上，支撐架(2)外貼附有親水多孔材料(3)；透明薄膜(1)設置在支撐架(2)頂部，透明薄膜(1)的正投影將反射冷凝面(4)、底板(8)覆蓋；底板(8)上還設有海水進水孔(7)，海水進水孔(7)設置于淡水出水管(6)外側，并由擋水板(5)將其與淡水出水管(6)隔開。本發(fā)明可直接利用太陽光產(chǎn)生淡水。
【專利說明】海面漂浮式太陽能海水淡化器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能利用【技術領域】，具體涉及一種太陽能海水淡化器。
【背景技術】
[0002]從海水中提取淡水方法有很多種，目前比較成熟的技術有兩類:反滲透膜法及蒸餾法。
[0003]反滲透膜法有一次性投資大，需要消耗常規(guī)電能等缺陷，與現(xiàn)在的節(jié)能環(huán)保的理念相悖。另一種利用熱能驅動的海水淡化的蒸餾法是目前最成熟的，是當今海水淡化工業(yè)的主流。但此系統(tǒng)常常需要消耗大量熱能，另外此系統(tǒng)還處在真空負壓下工作，因此它還需要強度堅固和抗腐蝕性良好的外殼材料，這增加了它的造價和運行成本。因此利用太陽能進行海水淡化既節(jié)能又環(huán)保，因而受到人們推崇。如果在太陽能海水淡化系統(tǒng)中，還能利用傳統(tǒng)廉價的非金屬材料作為裝置的主體材料，無疑會進一步提高太陽能海水淡化的吸引力。但現(xiàn)有的太陽能盤式蒸餾裝置存在下面4個明顯的缺陷:(I)蒸汽凝結成淡水過程放出的潛熱未被重復利用，而是直接散發(fā)到環(huán)境中，致使裝置能效率不高；(2)現(xiàn)有裝置所采用常壓下的自然對流傳熱模式，沒有強化水蒸氣的蒸發(fā)與凝結過程，因此傳熱系數(shù)不高，大大限制了裝置性能的改善。(3)裝置中待蒸發(fā)的原水熱容量太大，限制了它的運行溫度提高，減弱了蒸發(fā)過程的驅動力，也大大延緩了裝置的出水時間；(4)現(xiàn)有盤式太陽能蒸餾器占地面積較大，不利于節(jié)約土地成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)海水淡化裝置的造價高，耗能大，運行溫度高，不易于攜帶等缺點，本發(fā)明提出了一種海面漂浮式太陽能海水淡化器結構，直接利用太陽光產(chǎn)生淡水；
[0005]本發(fā)明的技術方案是:海面漂浮式太陽能海水淡化器，它設置于海平面上，包括:透明薄膜、支撐架、反射冷凝面以及底板；
[0006]反射冷凝面為非平面結構，安裝于底板上，反射冷凝面表面鍍有高反射率涂層，在反射冷凝面底部與底板的連接處設有淡水出水管；
[0007]支撐架安裝在反射冷凝面周圍的底板上，支撐架之間貼附有親水多孔材料；
[0008]透明薄膜設置在支撐架頂部，透明薄膜的正投影將反射冷凝面、底板覆蓋；
[0009]底板上還設有海水進水孔，海水進水孔設置于淡水出水管外側，并由擋水板將其與淡水出水管隔開。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:(I)本發(fā)明結構簡易可攜帶，造價低易推廣，無需任何外界能量輸入，同時還可將本裝置進行排列，在海上形成大規(guī)模的太陽能海水淡化系統(tǒng)，為海上人員提供淡水源；
[0011](2)反射冷凝面表面鍍有的高反射率涂層，可反射接直射時間段的太陽光至親水多孔材料上，有效利用了太陽光接近直射時間段的能量；[0012](3)進水孔和淡水出水管之間安裝擋水板防止了海水與腔內(nèi)生成的淡水混合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是反射冷凝面為錐形結構時本發(fā)明的結構示意圖；
[0014]圖2是支撐架組成矩形框架時的本發(fā)明結構示意圖，其中陰影部分為親水多孔材料；
[0015]圖3是反射冷凝面為弧面結構的本發(fā)明結構示意圖；
[0016]圖4是支撐架組成柱狀框架時時本發(fā)明的結構示意圖，其中陰影部分為親水多孔材料；
[0017]其中，1-透明薄膜；2_支撐架；3_親水多孔材料；4_反射冷凝面；5_擋水板；6-淡水出水管；7_海水進水孔；8_底板；9_海水；11_斜射太陽光；12_直射太陽光。
【具體實施方式】
[0018]海面漂浮式太陽能海水淡化器，它設置于海平面上，它包括:透明薄膜1、支撐架
2、反射冷凝面4以及底板8 ；
[0019]反射冷凝面4為非平面結構，安裝于底板8上，反射冷凝面4表面鍍有高反射率涂層，在反射冷凝面4底部與底板8的連接處設有淡水出水管6 ；
[0020]支撐架2安裝在反射冷凝面4周圍的底板8上，支撐架2之間貼附有親水多孔材料3 ;
[0021]透明薄膜I設置在支撐架2頂部，透明薄膜I的正投影將反射冷凝面4、底板8覆蓋;
[0022]底板8上還設有海水進水孔7，海水進水孔7設置于淡水出水管6外側，并由擋水板5將其與淡水出水管6隔開；
[0023]工作原理:當斜射太陽光11入射時，斜射太陽光11直接透過透明薄膜I照射在吸附了大量海水9的親水多孔材料3上，加熱其上的海水，產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽凝結形成水珠，凝結在透明薄膜I和反射冷凝面4，其中透明薄膜I與外界空氣進行對流換熱，反射冷凝面4與海水9直接接觸進行換熱；水珠在淡水出水口 6匯集流出；
[0024]當直射太陽光12在接近垂直方向時，太陽光透射過透明薄膜I后部分直接照射在親水多孔材料3上，部分太陽光會照射在反射冷凝面4上，經(jīng)反射冷凝面4反射后，再照射在另一側的親水多孔材料3上，同樣加熱其上的親水多孔材料，產(chǎn)生水蒸汽，凝結在透明薄膜I和反射冷凝面4，產(chǎn)生水珠，水珠在淡水出水口 6匯集流出；
[0025]參見附圖2、3，反射冷凝面4可以為錐型結構或弧面結構；
[0026]參見附圖2、4，支撐架2可以為矩形框架或支撐架2為柱狀框架；
[0027]為了使冷凝在透明薄膜I上水珠及時滴落而不影響太陽光的透射，透明薄膜I被設計呈一定小角度向內(nèi)凹陷，這樣凝結在透明薄膜I上的水珠會由于重力作用匯集至凹陷中心而滴落至反射冷凝面4上，之后流至最低端的淡水出水管6并流出。
[0028] 由于水蒸氣較空氣輕，多數(shù)水蒸氣會浮在密封腔的上部，不利于水蒸氣與反射冷凝面接觸。為了獲得更好的冷凝效果，可以向密封腔內(nèi)充入氬氣等較水蒸氣輕的氣體替代空氣，以便水蒸氣能更好的沉在密封腔內(nèi)的下部與反射冷凝面更好的接觸。
【權利要求】
1.海面漂浮式太陽能海水淡化器，它設置于海平面上，其特征在于:它包括:透明薄膜(I)、支撐架(2)、反射冷凝面⑷以及底板⑶； 所述反射冷凝面(4)為非平面結構，安裝于所述底板(8)上，所述反射冷凝面(4)表面鍍有高反射率涂層，在所述反射冷凝面(4)底部與所述底板(8)的連接處設有淡水出水管(6)； 所述支撐架(2)安裝在所述反射冷凝面(4)周圍的所述底板(8)上，所述支撐架(2)之間貼附有親水多孔材料(3)； 所述透明薄膜(I)設置在所述支撐架(2)頂部，所述透明薄膜(I)的正投影將所述反射冷凝面(4)、所述底板(8)覆蓋； 所述底板(8)上還設有海水進水孔(7)，所述海水進水孔(7)設置于所述淡水出水管(6)外側，并由擋水板(5)將其與所述淡水出水管(6)隔開。
2.如權利要求1所述的海面漂浮式太陽能海水淡化器，其特征在于:所述反射冷凝面(4)為錐型結構。
3.如權利要求1所述的海面漂浮式太陽能海水淡化器，其特征在于:所述反射冷凝面(4)為弧面結構。
4.如權利要求1或2、 3所述的海面漂浮式太陽能海水淡化器，其特征在于:所述支撐架(2)為矩形框架。
5.如權利要求1或2、3所述的海面漂浮式太陽能海水淡化器，其特征在于:所述支撐架為柱狀框架。
6.如權利要求1或2、3所述的海面漂浮式太陽能海水淡化器，其特征在于:所述透明薄膜(I)向內(nèi)凹陷。
7.如權利要求1或2、3所述的海面漂浮式太陽能海水淡化器，其特征在于:在所述透明薄膜(I)、所述支撐架(2)、所述反射冷凝面(4)以及所述底板(8)所形成的密封腔內(nèi)充入比水蒸氣輕的氣體。
【文檔編號】C02F103/08GK103964525SQ201410178255
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權日:2014年4月29日
【發(fā)明者】康慧芳, 程鵬, 鄭宏飛, 楊英俊 申請人:北京理工大學