专利名称：一种太阳能真空海水淡化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及海水淡化技术领域，特别是指一种太阳能加热结构、可节约大量成本 的海水淡化装置。
背景技术：
地球上97. 2%的水是不能饮用的海水，淡水仅占2. 8%，其中70%又以南、北极的 冰雪形态存在，实际供应人类生命活动的水只有不到总量的0. 8%。“水是21世纪的石油”。 联合国预测，21世纪淡水将成为世界最紧张的自然资源。目前，海水淡化技术有天然冷冻 法、人工冷冻法、太阳能海水淡化法、核能淡化法以及多级闪蒸(MSF)和反渗透(RO)技术。 其中应用最广泛的最多的是多级闪蒸(MSF)和反渗透(RO)技术。多级闪蒸(MSF)的生产 能力占全世界海水淡化总产量的56%，世界上4000t/d海水淡化装置中，MSF占77. 3%，最 大的单机造水能力达5. 46X 104m3/d。然而能耗高是MSF工艺的最大问题，从而形成了 MSF 海水淡化工艺走向市场的瓶颈。反渗透(RO)的生产能力占全世界淡化水市场的88%，RO 的单机造水能力一般不大于lX104m3/d。RO工艺存在问题是膜的寿命和抗污染问题，目前 我国海水反渗透膜、高压泵、能量回收装置等关键设备的研制尚未取得突破性进展。用人工 冷冻的方法从海水中提取淡水，最主要的问题还是成本太高。目前普遍采用的海水淡化装置，其装置是利用船上引擎排气管及发电机引擎排气 管，配合一冷凝设备所构成，其中该冷凝设备上设有一循环水入水口，一循环水出水口及一 蒸馏进水口，而内部设有冷凝管；该主引擎排气管与发电机引擎排气管的外围以一金属板 包围形成一蒸发设备，而且金属板内部以一隔板分隔该主引擎排气管及该发电机引擎排气 管，使该主引擎排气管所在为一密封状态的蒸汽室，而该发电机引擎排气管所对应的为一 恒温室；另外，蒸汽室上端面开设有进水管及蒸汽管，其中进水管一端延伸进蒸汽室内且对 应该主引擎排气管，另一端连接冷凝设备的蒸馏进水口，而该蒸汽管则与冷凝设备的冷凝 管一端相连。该种结构海水淡化装置的蒸汽室以主引擎排气管热量将水进行蒸发，其所产生的 蒸汽量不高且具有蒸发效率不高的缺点。此外，该海水淡化装置将进水管一端延伸进蒸汽 室内且对应该主引擎排气管，另一端连接冷凝设备的蒸馏进水口，其大部分蒸汽不会从蒸 汽室进入该蒸汽管而产生凝结流回蒸汽室内，因此，其具有无法确实收集蒸馏水的缺点。再 者，该装置进行海水淡化的过程均在常压下进行。由于常压下水的沸点为ι Q Q°C而海水 的沸点与其近似但略高。在该高温下进行蒸馏时，不仅升温的耗能增加，于冷凝过程中亦须 提供更大的热交换能力而使冷凝装置的耗能亦会随的增加。于是，单位造水量的成本随的 提闻。中国发明专利公开号CN200910022145. 0，
公开日2009年09月23日，发明名称 一种太阳能海水淡化装置；公开了一种太阳能海水淡化装置，包括一个海水加热器、一个冷 凝换热器，其特征在于，所述的海水加热器由集水池和覆盖在其上的冠形太阳能集热器构 成，冷凝换热器通过海水入口管引入海水，并通过一与集水池联通的供水管将海水引致集水池中；冠形太阳能集热器由多块透光玻璃组成；每块透光玻璃皆为双凸镜，投射在每块 透光玻璃表面上的太阳光分别聚焦在集水池内的海水液面上，冠形太阳能集热器顶部通过 联通管与冷凝换热器相连，将集水池蒸发的水蒸气导流到冷凝换热器中经冷凝成为淡水从 淡水管输出。所述的集水池为圆形集水池，其上沿外翻，并带有“凹”型槽，冠形太阳能集热 器反扣在该“凹”型槽内，部分水蒸气遇到太阳能集热器内表面冷凝为液态水，集热器内表 面滑落到“凹”型槽内，作为水封的用。所述每块透光玻璃皆为六边形，其内切圆为双凸镜 面，各六边形透光玻璃相互连接后组成蜂窝状冠形太阳能集热器。所述的冷凝换热器包括 多排蛇形盘管，蛇形盘管上设有与盘管走向垂直的套片式翅片，蛇形盘管入口设有下集管 联通海水入口管；出口设有上集管联通供水管。采用该种结构的太阳能海水淡化装置可以在一定程度上解决现有技术中海水淡 化过程中的高成本问题，但是该种结构的太阳能海水淡化装置其结构较为复杂，且淡水转 化效率不高。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种结构简单、淡水转化效率 高的太阳能真空海水淡化器。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
本发明一种太阳能真空海水淡化器，其主要是利用抽取真空来导入海水，再利用太阳 能热水的温度来蒸馏海水，使其海水中的水、盐份分离，达到海水淡化，主要包括一基体， 一海水导入单元，一真空抽取设备，一太阳能热水循环机构，一冷却设备，一淡水收集单 元，一盐份回收单元；
其中，所述基体包括加热层、蒸发层及冷却层，该加热层中设有一热容室，而该热容室 内对应设有穿出的复数支热导管，且在该热导管上设有一环隔板，而在该加热层上方对应 设置蒸发层，且该蒸发层上方设置冷却层，在冷却层底部设置有一冷却板；
所述海水导入单元，是对应设置在基体的蒸发层中，主要包括海水导入管，该海水导 入管管壁上具有诸多导入海水的透孔，以可将海水导入基体的蒸发层中，而在海水导入管 上设有一入水量的控制阀； 所述真空抽取设备，是对应连接在基体的蒸发层上，其设 有一压力表对应感测蒸发层内部的真空状态的压力； 所述太阳能热水循环机构，为对 应设置连结在基体的加热层，其主要包括一保温储水桶，该保温储水桶设置有出、入循环管 来对应一太阳能板设备，以将由太阳能板设备所产生的热水循环导入保温储水桶内，而该 保温储水桶连结一动力泵浦，以可将桶内热水导入基体的加热层的热容室内，经由热导管 传递热能至蒸发层，以将蒸发层中的海水加热蒸发，由热容室设有一导出管连结至保温储 水桶以循环热水； 所述冷却设备，是对应设置在基体冷却层的冷却板上，在冷却板上 设有诸多散热鳍片，且在散热鳍片上组设有数超冷导管，以将低温传至冷却板，而让蒸气在 冷却板凝结成水滴； 所述淡水收集单元，是对应设置在基体蒸发层内，且对应在冷却 层的冷却板下方，其是设有一承接淡化水滴的盛槽，该盛槽具有斜度，以让水往低处流入管 路，在管路上设置有第一段、第二段磁阀开关，且二磁阀开关间设有一容槽，以承接第一段 磁阀开关所导出的淡化水；
所述盐份回收单元，其是在蒸发层的漏斗状的环隔板底端盐份沉淀处导接一回收管路，在回收管路上设有防止外部空气渗入第一、第二隔膜阀。进--步的，所述加热层上所设的环隔板为漏斗状。
进--步的，所述海水导入管上设有一入水量的控制阀。
进--步的，所述动力泵浦为一自动抽水泵。
进--步的，所述冷却层中的冷却板为V形。
进--步的，所述太阳能真空海水淡化器还包括用于控制动力泵浦启闭、控制阀海
水导入水量多少、真空抽取设备启闭、磁阀开关及隔膜阀的启闭的控制单元，该控制单元同 时供应电力。进一步的，所述控制单元采用太阳能电源供应方式。进一步的，所述控制单元采用市电电源供应方式。采用该种结构的太阳能真空海水淡化器，其机构简单，其主要是利用抽取真空来 导入海水，再借太阳能热水的温度来蒸馏海水，使其海水中的水、盐份分离，达到海水淡化 的效果，其中是设有一基体，于基体内分隔有加热层、蒸发层及冷却层，而以太阳能热水循 环设置于加热层，且利用穿设加热层而位于蒸发层的热导管，将热温传递加热海水，使其海 水沸腾的蒸气接触冷却层的超冷导管，而蒸馏形成淡水而收集分段排出，而加热层的底部 则设有排出盐份的排盐管；运用天然的太阳能资源来进行真空状的海水淡化，达到善用资 源的目的，提高了淡水转化的效率。
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图1为本发明一种太阳能真空海水淡化器一种实施方式的整体结构示意图； 图2为本发明一种太阳能真空海水淡化器一种实施方式的工作过程示意图3为本发明一种太阳能真空海水淡化器一种实施方式的冷却设备局部结构示意图； 图4为本发明一种太阳能真空海水淡化器一种实施方式的淡水收集单元局部结构示 意图5为本发明一种太阳能真空海水淡化器一种实施方式的控制结构方框图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。请参阅图1至图5本发明一种太阳能真空海水淡化器，其主要是利用抽取真空来 导入海水，再利用太阳能热水的温度来蒸馏海水，使其海水中的水、盐份分离，达到海水淡 化，主要包括一基体1，一海水导入单元2，一真空抽取设备3，一太阳能热水循环机 构4，一冷却设备5，一淡水收集单元6，一盐份回收单元7 ；
其中，所述基体1包括加热层1 1、蒸发层1 2及冷却层1 3，该加热层1 1中设有 一热容室1 1 1，而该热容室1 1 1内对应设有穿出的复数支热导管1 1 2，且在该热导 管1 1 2上设有一环隔板1 1 3，而在该加热层1 1上方对应设置蒸发层1 2，且该蒸发 层1 2上方设置冷却层1 3，在冷却层1 3底部设置有一冷却板1 3 1 ；所述海水导入单元2，是对应设置在基体1的蒸发层1 2中，主要包括海水导入管 2 1，该海水导入管2 1管壁上具有诸多导入海水的透孔2 1 1，以可将海水导入基体1 的蒸发层1 2中，而在海水导入管2 1上设有一入水量的控制阀2 2 ； 所述真空抽取 设备3，是对应连接在基体1的蒸发层1 2上，其设有一压力表3 1对应感测蒸发层1 2 内部的真空状态的压力； 所述太阳能热水循环机构4，为对应设置连结在基体1的 加热层1 1，其主要包括一保温储水桶4 1，该保温储水桶4 1设置有出、入循环管4 2、 4 3来对应一太阳能板设备4 4，以将由太阳能板设备4 4所产生的热水循环导入保温储 水桶4 1内，而该保温储水桶4 1连结一动力泵浦4 5，以可将桶内热水导入基体1的加 热层1 1的热容室1 1 1内，经由热导管1 1 2传递热能至蒸发层1 2，以将蒸发层1 2 中的海水加热蒸发，由热容室1 1 1设有一导出管4 6连结至保温储水桶4 1以循环热 水； 所述冷却设备5，是对应设置在基体1冷却层1 3的冷却板1 3 1上，在冷却板 1 3 1上设有诸多散热鳍片5 1，且在散热鳍片5 1上组设有数超冷导管5 2，以将低温 传至冷却板13 1，而让蒸气在冷却板1 3 1凝结成水滴； 所述淡水收集单元6，是 对应设置在基体1蒸发层1 2内，且对应在冷却层1 3的冷却板1 3 1下方，其是设有一 承接淡化水滴的盛槽6 1，该盛槽6 1具有斜度，以让水往低处流入管路6 2，在管路6 2 上设置有第一段、第二段磁阀开关6 3、6 5，且二磁阀开关间设有一容槽6 4，以承接第 一段磁阀开关6 3所导出的淡化水；
所述盐份回收单元7，其是在蒸发层1 2的漏斗状的环隔板1 1 3底端盐份沉淀处 导接一回收管路7 1，在回收管路7 1上设有防止外部空气渗入第一、第二隔膜阀7 2、 7 3。所述加热层1 1上所设的环隔板1 1 3为漏斗状。所述海水导入管2 1上设有一入水量的控制阀2 2。所述动力泵浦4 5为一自动抽水泵。所述冷却层1 3中的冷却板1 3 1为V形。所述太阳能真空海水淡化器还包括用于控制动力泵浦4 5启闭、控制阀2 2海 水导入水量多少、真空抽取设备3启闭、磁阀开关及隔膜阀的启闭的控制单元8，该控制单 元8同时供应电力。使用时，首先，该基体1内是利用真空抽取设备3来将基体1的蒸发层1 2抽取 空气，以形成真空状态，同时利用压力表对应感测蒸发层1 2的真空状态的压力，当蒸发层 1 2呈真空负压的状态时，其海水导入单元2的海水导入管2 1会将海水抽入，经由管壁 上的透孔2 1 1，让海水由蒸发层1 2注入，而承载在漏斗状的环隔板1 1 3上方，其导入 海水的入水量则由控制阀2 2来对应控制；尔后，再将太阳能热水循环机构4中的热水导 入基体1加热层1 1的热容室1 1 1，即经由太阳能板设备4 4所产生的热水由出循环管 4 2导入保温储水桶4 1内，而保温储水桶4 1连结一动力泵浦4 5，以可将桶内热水导 入基体1的加热层1 ι的热容室ι ι 1，经由热导管1 1 2将热水的热能传递至蒸发层 1 2，以将环隔板1 1 3上方的海水加热蒸发，续由热容室1 1 1的导出管4 6将退温的 热水导回保温储水桶4 1，再藉入循环管4 3将水导回太阳能板设备4 4加热，以保持热 水循环；然后，加热层1 1内的热导管4 6利用太阳能热水循环机构4中的热水将海水加 热，使其蒸发而留下盐分，而蒸气上升至冷却层1 3时，利用冷却设备5中的超冷导管5 2将低温传达到V形冷却板1 3 1，让蒸气在V形冷却板1 3 1凝结成水滴，而蒸气的温度 也可利用散热鳍片5 1来导出，且同时经由超冷导管5 2冷却；然后，在V形冷却板1 3 1 所凝结的淡化水滴，经由淡水收集单元6的盛槽6 1来承接，且以盛槽6 1高低设计，让水 往低处流入管路6 2，而此时是打开第一段磁阀开关6 3，而关闭第二段磁阀开关6 5，水 则流入容槽6 4内，当容槽6 4蓄水量满了，再打开第二段磁阀开关6 5，而关闭第一段磁 阀开关6 3，来防止外部空气渗入基体1内部，以确保蒸发层1 2的真空状态；另外，在加 热层1 1的环隔板1 1 3底端所沉淀的盐份，是利用盐份回收单元7的回收管路7 1来导 出，且利用二段式阀门设计，即打开第一隔膜阀7 2时，关闭第二隔膜阀7 3，以让具有盐 粒的稠状物导入回收管路7 1，尔后，再打开第二隔膜阀7 3，关闭第一隔膜阀7 2，让盐 粒的稠状物排出，以防止外部空气渗入基体1部，以确保蒸发层1 2的真空状态。再者，请一并参阅图5所示，本发明中所有的设备的运作，如控制动力泵浦4 5的 启闭、海水导入水量的控制阀2 2、真空抽取设备3的启闭、磁阀开关及隔膜阀的启闭运 作，均利用控制单元8来控制及供电，而其供电方式可采用太阳能电源供应，或一般市电供 应。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围的内。
权利要求
一种太阳能真空海水淡化器，主要包括基体(１)， 海水导入单元(２)， 真空抽取设备(３)，太阳能热水循环机构(４)， 冷却设备(５)，淡水收集单元(６)， 盐份回收单元(７)；其特征在于，所述基体(１)包括加热层(１１)、蒸发层(１２)及冷却层(１３)，该加热层(１１)中设有热容室(１１１)，而该热容室(１１１)内对应设有穿出的复数支热导管(１１２)，且在该热导管(１１２)上设有环隔板(１１３)，而在该加热层(１１)上方对应设置蒸发层(１２)，且该蒸发层(１２)上方设置冷却层(１３)，在冷却层(１３)底部是设置冷却板(１３１)； 所述海水导入单元(２)，是对应设置在基体(１)的蒸发层(１２)中，主要包括海水导入管(２１)，该海水导入管(２１)管壁上具有诸多导入海水的透孔(２１１)，以可将海水导入基体(１)的蒸发层(１２)中，而在海水导入管(２１)上设有一入水量的控制阀(２２)； 所述真空抽取设备(３)，是对应连接在基体(１)的蒸发层(１２)上，其设有压力表(３１)对应感测蒸发层(１２)内部的真空状态的压力； 所述太阳能热水循环机构(４)，为对应设置连结在基体(１)的加热层(１１)，其主要包括保温储水桶(４１)，该保温储水桶(４１)设置有出、入循环管(４２)、(４３)来对应太阳能板设备(４４)，以将由太阳能板设备(４４)所产生的热水循环导入保温储水桶(４１)内，而该保温储水桶(４１)连结动力泵浦(４５)，以可将桶内热水导入基体(１)的加热层(１１)的热容室(１１１)内，经由热导管(１１２)传递热能至蒸发层(１２)，以将蒸发层(１２)中的海水加热蒸发，由热容室(１１１)设有导出管(４６)连结至保温储水桶(４１)以循环热水； 所述冷却设备(５)，是对应设置在基体(１)冷却层(１３)的冷却板(１３１)上，在冷却板(１３１)上设有诸多散热鳍片(５１)，且在散热鳍片(５１)上组设有数超冷导管(５２)，以将低温传至冷却板(１３１)，而让蒸气在冷却板(１３１)凝结成水滴； 所述淡水收集单元(６)，是对应设置在基体(１)蒸发层(１２)内，且对应在冷却层(１３)的冷却板(１３１)下方，其是设有承接淡化水滴的盛槽(６１)，该盛槽(６１)具有斜度，以让水往低处流入管路(６２)，在管路(６２)上设置有第一段、第二段磁阀开关(６３)、(６５)，且二磁阀开关间设有容槽(６４)，以承接第一段磁阀开关(６３)所导出的淡化水； 所述盐份回收单元(７)，其是在蒸发层(１２)的漏斗状的环隔板(１１３)底端盐份沉淀处导接一回收管路(７１)，在回收管路(７１)上设有防止外部空气渗入第一、第二隔膜阀(７２)、(７３)。
2.如权利要求1所述的太阳能真空海水淡化器，其特征在于所述加热层(11 )上所 设的环隔板(1 1 3)为漏斗状。
3.如权利要求2所述的太阳能真空海水淡化器，其特征在于所述海水导入管(21 ) 上设有一入水量的控制阀(2 2 )。
4.如权利要求3所述的太阳能真空海水淡化器，其特征在于所述动力泵浦(45)为 一自动抽水泵。
5.如权利要求4所述的太阳能真空海水淡化器，其特征在于所述冷却层(13)中的 冷却板(1 3 1 )为V形。
6.如权利要求5所述的太阳能真空海水淡化器，其特征在于所述太阳能真空海水淡 化器还包括用于控制动力泵浦(4 5)启闭、控制阀(2 2)海水导入水量多少、真空抽取设备(3)启闭、磁阀开关及隔膜阀的启闭的控制单元(8)，该控制单元(8)同时供应电力。
7.如权利要求6所述的太阳能真空海水淡化器，其特征在于所述控制单元(8)采用 太阳能电源供应方式。
8.如权利要求6所述的太阳能真空海水淡化器，其特征在于所述控制单元(8)采用 市电电源供应方式。
全文摘要
本发明一种太阳能真空海水淡化器，包括基体，海水导入单元，真空抽取设备，太阳能热水循环机构，冷却设备，淡水收集单元，盐份回收单元；其结构简单，其主要是利用抽取真空来导入海水，再借太阳能热水的温度来蒸馏海水，使其海水中的水、盐份分离，达到海水淡化的效果，其中是设有一基体，于基体内分隔有加热层、蒸发层及冷却层，而以太阳能热水循环设置于加热层，且利用穿设加热层而位于蒸发层的热导管，将热温传递加热海水，使其海水沸腾的蒸气接触冷却层的超冷导管，而蒸馏形成淡水而收集分段排出，而加热层的底部则设有排出盐份的排盐管；运用天然的太阳能资源来进行真空状的海水淡化，达到善用资源的目的，提高了淡水转化的效率。
文档编号C02F1/14GK101993125SQ201010549238
公开日2011年3月30日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者杨辉雄 申请人:杨辉雄