专利名称：棚帘式多功能太阳能海水淡化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海水淡化装置，特别是一种棚帘式多功能太阳能海水淡化装置。
背景技术：
目前，当今世界为了有效解决地球上的淡水资源日见溃泛的不利局面，许多国家都在积极努力地进行海水淡化的研究，虽然，已有用化学方法去除海水中的杂质以及用物理处理方法而得到纯淡水，但都存在着海水淡化效率低，淡化成本高、耗能多等问题，影响了它们在大范围内的广泛推广和应用，而延误了海水淡化的进度；为了解决这个问题，近年来，也提出了完全用太阳能进行海水淡化的技术，如专利号为03212404.x的中国实用新型专利公开了一种“太阳能海水淡化装置”，该装置是设有蓄水池，与蓄水池相接有透光保温棚，在透光保温棚上设有水蒸气排出口，与水蒸气出口相接有水蒸气冷凝管，水蒸气冷凝管的终端设有淡水出水口，即利用太阳能使海水蒸发，收集蒸发冷凝后的淡水，以实现海水淡化；但是为了加快水蒸气的循环，就必须在水蒸气出口与水蒸气冷凝管之间安装一个吸风机，靠吸风机的力量将水蒸气吸出后再进行冷凝，这样就存在着消耗电能，使海水淡化的成本加大，同时，蓄水池的海水受太阳光的照射加热产生水蒸汽，由于这些水蒸汽及在透光保温棚内层底面集结的水珠，影响太阳光的透射，不能完全利用好太阳能，导至海水淡化效率低等缺点，因此，如何进一步提高太阳能的使用效率，完善海水淡化装置的功能，提高海水淡化效率，降低生产成本，增加其经济和社会效益，来研究、开发充分利用太阳能来进行海水淡化的技术和装置是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术所存在的缺点和不足之处，提供既可节约能源，又能有效提高太阳能的使用效率直接产生电能，并降低成本，增加淡水产量，而具有较高经济效益和社会效益的一种棚帘式多功能太阳能海水淡化装置。
本发明的目的是以如下技术方案实现的一种棚帘式多功能太阳能海水淡化装置，包括加温海水体、透光保温棚、低温海水输入管、淡水输出管，特征在于其结构主要由海水加温帘，浓海水输出管，高温海水输送管，低温冷却室，海水溢出管，帽式透光保温顶棚，顶棚底裙，顶棚支架，低温冷却帘组成，与太阳光照射方位相对应，在地面上堆积其水平夹角为10～90度的土堆，在土堆面上斜置海水加温帘，海水加温帘的低端底面一侧连接浓海水输出管，海水加温帘的高端与部份埋于地下的低温冷却室密封相接，海水加温帘高端装有海水溢出管，在海水加温帘高端底部与高温海水输送管一端相接，高温海水输送管的另一端与低温冷却帘顶部连通相接，于低温冷却室内装有直立的低温冷却帘，低温冷却帘底面连接低温海水输入管，低温冷却室的底面连接淡水输出管，在海水加温帘和低温冷却室的四周边缘外的上部空间以顶棚支架支承帽式透光保温顶棚，使帽式透光保温顶棚与海水加温帘间构成密封的高温保温室，帽式透光保温顶棚四周连接顶棚底裙，顶棚底裙的下部深埋在地面内。本发明所述的海水加温帘，是用来盛装蒸发用的海水，它由保温板、黑色吸光底膜、透明顶膜组成，与土堆的长、宽尺寸相对应，使透明顶膜朝上，与黑色吸光底膜制成密封体，与土堆横向平行，在密封体上加工有若干个相互隔离且上、下口连通的并列管体，在土堆与海水加温帘间置放保温板，由于它酷似帘子，故称为加温帘；所述的保温板，通常采用聚苯发泡制成；所述的浓海水输出管，用来排出已蒸发过的浓海水，它装于海水加温帘底端一侧，并埋于地面内；本发明所述的低温冷却室，由冷却室内膜、保温板、冷却室支架、低温冷却帘组成；用来冷疑成淡水，与海水加温帘的长度相对应，用冷却室内膜制成一封底敞口的直立密封体，并分别与海水加温帘高端的底、顶层连接构成一密封的冷却室，冷却室外面依序贴置保温板、冷却室支架，在冷却室内装直立的低温冷却帘；本发明所述的低温冷却帘由冷却帘外膜、冷却帘支架组成，用塑料膜制的冷却外膜制成一密封体，与土堆纵向平行，在密封体上加工有若干个相互隔离且上、下口连通的并列管体，于密封体外贴置冷却帘支架；本发明所述的帽式透光保温顶棚，是用来给太阳光透射用，由顶棚外层、内骨架组成，或是用透明塑料膜或是用透明的有机玻璃或是用透明玻璃制成具有平面的顶棚外层的密封体，并紧贴棚顶外层内面贴置内骨架；本发明所述的顶棚支架，或是制成为一体的板体支架或是以若干个支柱制成的支架，当用支柱制成的支架时，应在支架外侧贴置密封膜，以保证高温保温室的密封；所述的海水溢出管它装于海水加温帘顶端水面之上，海水加温帘中液面高度受装置外与低温海水输入管相连的液面高度控制器控制，海水一旦超出海水溢出管顶面，其海水就从海水溢出管流出，而不可能流入低温冷却室。
本发明所述的低温冷却帘可以为单体结构也可以为双体结构，当为单体结构时低温冷却帘的底部仅有低温海水输入管并且冷却帘为塑料帘，当为双体结构时，低温冷却帘由除原塑料帘外又增加一个金属帘并且并列安装，则低温冷却帘中的塑料帘底部通过海水输入管同水蒸汽冷凝发电系统中的帘式海水吸热负压产生器相连通；低温冷却帘中的金属帘底部通过制冷剂输出管同空气压缩机相连通；金属帘的顶部通过制冷剂蒸汽输出管同汽轮发电机相连通。本发明所述的低温冷却帘为双体结构时其中的金属帘为帘式蒸发冷凝器；帘式蒸发冷凝器中的制冷剂将遇到的高温水蒸汽冷凝成水的同时被加热蒸发产生高温气体通过制冷剂蒸汽输出管输送至汽轮发电机发电。经输出端子输出电压；汽轮发电机发电后剩余的残汽通过残汽输出管输送至海水负压产生器并经海水输入管输入的低温海水进行降温；并通过低温残汽输出管送至空气压缩机压缩成制冷剂，经其输出管送至帘式蒸发冷凝器通过水蒸汽加热蒸发产生高温气体；空气压缩机的电源输入端子同汽轮发电机的电压输出端子相并联。由帘式蒸发冷凝器、制冷剂蒸汽输出管、汽轮发电机、输出端子、高温残汽输出管帘式海水吸热负压产生器、低温海水输入管、低温残汽输出管、空气压缩机、制冷剂输出管组成了水蒸汽冷凝发电系统。
本发明的工作过程如下首先将低温海水通过海水输入管进入低温冷却帘，然后经高温海水输送管送入海水加温帘内，当太阳光通过帽式透光保温顶棚，照射在海水加温帘上，就对盛装在海水加温帘内的海水进行加热，使处于高温室的海水加温帘内产生的高温水蒸汽直接进入与其密闭相连的低温冷却室冷却成水，而高温室内的帽式透光保温顶棚的底层膜面上不会存在水蒸汽和冷水珠，从而使得进入高温保温室中的阳光不被反射散射而损失，增加了太阳光的使用效率，且海水加温帘内的水面与空间接触面积小，蓄热能力强，可快速增加海水温度，并产出含湿量高的高温水蒸汽，而增加了淡水的产量；由于海水加温帘可以与水平面成10～90度夹角斜置在地面上，除了其底部和顶部须保持水平外，其余大部分面积对平整度要求不严，可使得在各种平地、坡地上的施工简单化，从而降低了淡化海水装置的施工成本，由于用帘状密封体，在海水蒸发过程中，帘体可自动张、缩，不易形成垢层；同时，寒冷地区可利用夜间低温对海水冷冻，清晨放出浓盐水，并经阳光晒融冰水，用这些冰水来冲洗水帘中的残盐后，并通过浓海水输出管收集淡水，帘内冰水收集后，还可利用中午的强阳光进行照晒蒸发，以提高海水淡化的效率；海水加温帘中的水可以是海水，地下苦咸水、湖水、河水、污染了的净水中的任何一种，并可根据需要将达到一定温度的高温水收集保温，作为洗浴用水、取暖用水，低温期时沼汽池的保温用水；其淡水输出管输出的淡水可作为城乡居民的日常生活用水，从而使得本发明具备了多种功能的特点。
本发明与现有技术相比，不仅无需任何电能就可实现对海水高温快速蒸发，低温快速冷凝而获取淡水，而且太阳能可高效重复使用直接产生电能，实现了高温海水连续蒸发时间长，水蒸汽含湿量大，海水淡化效率高，投资低，而具有较高的经济和社会效益以及多功能用途等特点。
本发明共有三幅附图，其中附图1是本发明的具体实施例的主视结构示意图。
附图2是低温冷却帘和海水加温帘的结构放大示意图。
附图3是双体结构式低温冷却帘工作原理示意图。
图中1、高温保温室 2、帽式透光保温顶棚 3、顶棚外层 4、内骨架5、海水加温帘 6、黑色吸光底膜 7、顶棚支架 8、顶棚底裙9、透明项膜 10、低温冷却室 11、冷却室支架 12、低温冷却帘 13、冷却帘支架 14、淡水输出管 15、海水输入管 16、海水溢出管 17、高温海水输送管 18、保温板 19、浓海水输出管 20、管体 21、冷却室内膜 22、冷却帘外膜 23、帘式蒸发冷凝器 24、制冷剂蒸汽输出管 25、汽轮发电机 26、输出端子 27、高温残汽输出管 28、帘式海水吸热负压产生器 29、低温海水输入管 30、低温残汽输出管 31、空气压缩机制冷系统 32、制冷剂输出管具体实施方式
图1、2所示是本发明的具体实施例1，它的长为20米，宽为1.6米，其中海水加温帘5与地面的水平夹角为25度，其结构包括海水加温帘5，浓海水输出管19，高温海水输送管17，低温冷却室10，海水溢出管16，帽式透光保温顶棚2，顶棚底裙8，板体顶棚支架7，低温冷却帘12，淡水输出管14，海水输入管15组成，与太阳光照射方位相对应，在地面上堆积其水平夹角为25度的土堆，在土堆面上斜置由保温板18、黑色吸光底膜6、透明顶膜9组成的海水加温帘5，海水加温帘5的低端底面一侧连接浓海水输出管19，海水加温帘5的高端与部份埋于地下的低温冷却室10密封相接，低温冷却室10由冷却室内膜21、保温板18、冷却室支架11、低温冷却帘12组成，低温冷却帘12由冷却帘外膜22、冷却帘支架13组成，海水加温帘5的高端装有海水溢出管16，在海水加温帘5高端底部与高温海水输送管17一端相接，高温海水输送管17的另一端与低温冷却帘12顶部连通相接，于低温冷却室10内直立装由冷却帘外膜22、冷却帘支架13组成的低温冷却帘12，低温冷却帘12底面连接海水输入管15，低温冷却室10的底面连接淡水输出管14，在海水加温帘5和低温冷却室10的四周边缘外的上部空间以板体制的顶棚支架7密封支承帽式透光保温顶棚2，使帽式透光保温顶棚2与海水加温帘5间构成密封的高温保温室1，帽式透光保温顶棚2由顶棚外层3、内骨架4组成，其四周连接顶棚底裙8，顶棚底裙8的下部深埋在地面内。
图3是本发明的实施例2，其结构低温冷却帘12为双体结构即冷却帘由塑料帘和金属帘所组成；塑料帘底部通过海水输入管15同帘式海水吸热负压产生器28相连通；金属帘底部通过制冷剂输出管32同空气压缩机31相连通，金属帘的顶部通过制冷剂蒸汽输出管24同汽轮发电机25相连通。低温冷却室内的帘式蒸发冷凝器23中的制冷剂遇高温水蒸汽后蒸发并吸收水蒸汽中的热量，使水蒸汽冷凝成水。制冷剂高温蒸汽经制冷剂蒸汽输出管24至汽轮发电机并推动发电机25发电，产生电压输出，发电后的高温残汽经其输出管27输至帘式海水吸热负压产生器28，经海水输入管29输入的低温海水降温，由于其体积的缩小产生负压，加大对发电机的推动力量。吸热后的海水经海水输入管15输至低温冷却帘12。帘式海水吸热负压产生器28输出低温残汽经其输出管30输至空气压缩机制冷系统31压缩、冷却成制冷剂后，经制冷剂输出管32输至帘式蒸发冷凝器23蒸发。
权利要求
1.一种棚帘式多功能太阳能海水淡化装置，包括加温海水体、透光保温棚(2)、海水输入管(15)、淡水输出管(14)，特征在于其结构主要由海水加温帘(5)，浓海水输出管(19)，高温海水输送管(17)，低温冷却室(10)，海水溢出管(16)，帽式透光保温顶棚(2)，顶棚底裙(8)，顶棚支架(7)，低温冷却帘(12)，组成，与太阳光照射方位相对应，在地面上堆积其水平夹角为10～90度的土堆，在土堆面上斜置海水加温帘(5)，海水加温帘(5)的低端底面一侧连接浓海水输出管(19)，海水加温帘(5)的高端与部份埋于地下的低温冷却室(10)密封相接，海水加温帘(5)高端装有海水溢出管(16)，在海水加温帘(5)高端底部与高温海水输送管(17)一端相接，高温海水输送管(17)的另一端与低温冷却帘(12)顶部连通相接，于低温冷却室(10)内直立装有低温冷却帘(12)，低温冷却帘(12)底面连接海水输入管(15)，低温冷却室(10)的底面连接淡水输出管(14)，在海水加温帘(5)和低温冷却室(10)的四周边缘外的上部空间以顶棚支架(7)支承帽式透光保温顶棚(2)，使帽式透光保温顶棚(2)与海水加温帘(5)间构成密封的高温保温室(1)，帽式透光保温顶棚(2)的四周连接顶棚底裙(8)，顶棚底裙(8)的下部深埋在地面内。
2.按权利要求1所述的棚帘式多功能太阳能海水淡化装置，其特征在于所述的海水加温帘(5)，由保温板(18)、黑色吸光底膜(6)、透明顶膜(9)组成，与土堆的长、宽尺寸相对应，使透明顶膜(9)朝上，与黑色吸光底膜(6)制成一密封体，与土堆横向平行，在密封体上加工有若干个相互隔离且上、下口连通的并列管体(20)，在土堆与海水加温帘(5)间置放保温板(18)。
3.按权利要求1所述的棚帘式多功能太阳能海水淡化装置，其特征在于所述的低温冷却室(10)，由冷却室内膜(21)、保温板(18)、冷却室支架(11)、低温冷却帘(12)组成，与海水加温帘(5)的长度相对应，用冷却室内膜(21)做成一封底敞口的直立密封体，并分别与海水加温帘(5)高端的底、顶层连接构成一密封的冷却室(10)，冷却室(10)外面依序贴置保温板(18)、冷却室支架(11)，在冷却室(10)内装直立的低温冷却帘(12)。
4.按权利要求1或3所述的棚帘式多功能太阳能海水淡化装置，其特征在于所述的低温冷却帘(12)由冷却帘外膜(22)、冷却帘支架(13)组成，用塑料制外膜制成一密封体，与土堆纵向平行，在密封体上加工有若干个相互隔离且上、下口连通的并列管体(20)，于密封体外贴置冷却帘支架(13)。
5.按权利要求1所述的棚帘式多功能太阳能海水淡化装置，其特征在于所述的帽式透光保温顶棚(2)，由顶棚外层(3)、内骨架(4)组成，或是用透明塑料膜或是用透明有机玻璃或是用透明玻璃制成具有平面的顶棚外层(3)的密封体，并紧贴棚顶外层(3)内面贴置内骨架(4)。
6.按权利要求1所述的棚帘式多功能太阳能海水淡化装置，其特征在于所述的顶棚支架(7)，或是制成为一体的板体支架(7)或是以若干个支柱制成的支架(7)，当用支柱制成的支架(7)时，应在支架(7)外侧贴置密封膜。
7.按权利要求1所述的棚帘式多功能太阳能海水淡化装置；其特征在于低温冷却帘(12)可以为单体结构也可以为双体结构，当为单体结构时低温冷却帘(12)的底部仅有海水输入管(15)并且冷却帘为塑料帘，当为双体结构时，低温冷却帘(12)由除原塑料帘外又增加一个金属帘并且并列安装，则低温冷却帘(12)中的塑料帘底部通过海水输入管(15)同帘式海水吸热负压产生器(28)相连通；低温冷却帘(12)中的金属帘底部通过制冷剂输出管(32)同空气压缩机(31)相连通；金属帘的顶部通过制冷剂蒸汽输出管(24)同汽轮发电机(25)相连通。
8.按权利要求1或7所述的棚帘式多功能太阳能海水淡化装置；其特征在于低温冷却帘(12)为双体结构时其中的金属帘为帘式蒸发冷凝器(23)；帘式蒸发冷凝器(23)中的制冷剂遇高温水蒸汽将其冷凝成水的同时被加热蒸发产生高温气体通过制冷剂蒸汽输出管(24)输送至汽轮发电机(25)发电经输出端子(26)输出电压，至汽轮发电机(25)发电后剩余的残汽通过残汽输出管(27)输送至帘式海水吸热负压产生器(28)并经海水输入管(29)输入的低温海水进行降温并通过低温残汽输出管送至空气压缩机制冷系统压缩、冷却成制冷剂，经其输出管送至帘式蒸发冷凝器通过水蒸汽加热蒸发产生高温气体。
全文摘要
本发明涉及一种棚帘式多功能太阳能海水淡化装置，特征是地面堆积有斜度的土堆上斜置海水加温帘，其低端底面装浓海水输出管，海水加温帘高端与内装低温冷却帘的低温冷却室相接，其高端装海水溢出管，高温海水输送管，低温冷却帘底装的海水输入管与水蒸汽冷凝发电系统中的帘式海水吸热负压产生器相连。低温冷却室底装淡水输出管，海水加温帘和低温冷却室的四周边缘外上部以顶棚支架支承帽式透光保温顶棚，帽式透光保温顶棚四周连接顶棚底裙，其下部深埋地内，本发明不仅无需任何电能就实现对海水高温快速蒸发，低温快速冷凝而获取淡水，且太阳能可高效重复使用并直接产生电能。
文档编号C02F103/08GK1772634SQ200510107740
公开日2006年5月17日 申请日期2005年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者程显超 申请人:程显超