一种简易的高效光热蒸馏装置的制作方法

1.本实用新型涉及海水淡化设备技术领域，尤其涉及一种简易的高效光热蒸馏装置。


背景技术：

2.全球淡水资源严重匮乏，目前对于一些缺乏淡水的海岛及沿海区域，海水淡化已成为获取淡水的最主要途径。而针对一些偏远落后地区以及一些特殊的户外场景，饮用水又是其中最迫切的问题，针对这些场景及区域，如何从环境水体主要是海水中高效获取干净的淡水是解决水资源短缺的最核心问题。
3.海水淡化可采用蒸馏及反渗透等方式，而反渗透方式是目前的主流，此过程能耗大且产生大量废水，离子交换膜成本高且需要经常更换，针对一些相对落后地区，反渗透方式还涉及到电能短缺、成本高企和水输运问题，用此种方式解决居民的日常饮用水相对难以普及。然而传统的蒸馏方式又由于效率低下，耗能高难以获得规模化应用。对于环境淡水的净化，普通的过滤方式难以去除水中的离子及小分子污染物且其中的过滤材质是经常性耗材。
4.因此，有必要对现有的海水淡化设备进行改良。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种简易的高效光热蒸馏装置，将环境水体中的水高效地转化为可供饮用的淡水，且该装置结构简单，成本低廉，使用简便。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种简易的高效光热蒸馏装置，包括自上向下依次设置的冷凝棚、储水环、吸光布和浮体；
8.所述冷凝棚为透明结构，用于透过并汇聚太阳光，所述冷凝棚下端敞开；
9.所述储水环安装在冷凝棚的下侧，其中间设有一上下贯穿的通孔，所述储水环的上侧敞开形成与所述冷凝棚的下端边缘配合的环形槽，用于储存所述冷凝棚内壁上的冷凝水；
10.所述浮体安装在所述储水环下方用以提供浮力；
11.所述吸光布夹持在所述储水环和所述浮体之间，用以吸收太阳光能。
12.作为一种优选方案，所述冷凝棚为圆锥帽状结构，其外壁光滑，内壁沿周向均匀布置多条导流槽，所述导流槽自内壁的顶部延伸至内壁的底部。
13.作为一种优选方案，所述浮体为空心密闭的圆锥体结构，其顶端向上穿过所述通孔。
14.作为一种优选方案，所述浮体的外壁呈凹凸状。
15.作为一种优选方案，所述储水环包括下环体、自所述下环体的内侧向上延伸形成的内环体和自所述下环体的外侧向上延伸形成的外环体，所述外环体的内壁设有向内侧凸
出的卡环，所述卡环抵接所述冷凝棚的下端。
16.作为一种优选方案，所述卡环的顶面自外向内逐渐向内侧倾斜。
17.作为一种优选方案，所述内环体设有朝向卡环一侧凸出的凸环。
18.作为一种优选方案，所述外环体开设连通所述环形槽的排水口。
19.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：
20.(1)该装置基本隔绝了水蒸发区与环境水体之间的热传导及热对流，同时增大了单位水蒸发面积及吸热效率，使得大部分太阳光能够用来促使水蒸发，极大地增加了水蒸发效率；
21.(2)所述冷凝棚呈透明圆锥帽状，内壁设置导流槽，兼具聚光、冷凝及汇流作用，最大化地促使水蒸气冷凝并汇流；
22.(3)所述储水环顶部仅留有细缝，储水环整体与环境水体接触，利用环境水体使所述储水环及内部的冷凝水整体维持在较低温度，有效防止汇流收集的冷凝水重蒸发；
23.(4)该装置通过简单结构的简单组合，使用简便，使用时直接将该装置漂浮于水体之上，仅通过太阳光照将环境水转换成蒸馏水，成本低廉，无能耗，无耗材，可反复循环使用。
附图说明
24.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
25.图1是本实用新型中简易的高效光热蒸馏装置的立体图；
26.图2是本实用新型中简易的高效光热蒸馏装置的分解示意图；
27.图3是本实用新型中简易的高效光热蒸馏装置的剖视图；
28.图中：
29.1、冷凝棚；2、储水环；3、吸光布；4、浮体；11、导流槽；27、通孔；23、环形槽；24、下环体；25、内环体；26、外环体；261、卡环；251、凸环；21、排水口；22、胶塞。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.实施例1
32.如图1
‑
3，本实用新型提供一种简易的高效光热蒸馏装置，用于通过光照将环境水转换成蒸馏水，该装置包括自上向下依次设置的冷凝棚1、储水环2、吸光布3和浮体4。
33.如图2
‑
3.冷凝棚1呈透明的圆锥帽结构，用于透过并汇聚太阳光，冷凝棚1下端敞开形成一蒸发区域。其外壁光滑，内壁沿周向均匀布置多条导流槽11，导流槽11自内壁的顶部延伸至内壁的底部，倒流槽的横截面呈锯齿状。设置导流槽11可增大水蒸气的冷凝面积，且有利于将冷凝水引流至冷凝棚1的底部。
34.储水环2安装在冷凝棚1的下侧。储水环2的中间设有一上下贯穿的通孔27，储水环
2的上侧敞开形成与冷凝棚1的下端边缘配合的环形槽23，用于储存冷凝棚1内壁上的冷凝水。储水环2包括下环体24、自下环体24的内侧向上延伸形成的内环体25和自下环体24的外侧向上延伸形成的外环体26，外环体26的内壁设有向内侧凸出的卡环261，卡环261抵接冷凝棚1的下端，用以限定冷凝棚1的位置，利于装置的稳定性。卡环261的顶面自外向内逐渐向内侧倾斜，利于将蒸馏水引流到环形槽23中。作为一种优选方案，内环体25设有朝向卡环261一侧凸出的凸环251，凸环251与卡环261之间形成细缝，细缝用于使冷凝水流入储水环2内部同时减少储存的冷凝水再蒸发。此外，外环体26开设连通环形槽23的排水口21，使用时，排水孔21可以用胶塞22塞住或者外接排水管道。
35.如图3所示，浮体4为空心密闭的圆锥体结构，其顶端向上穿过通孔27。将浮体4设置成锥状利于增大装置浮力使装置整体漂浮于环境水体之上，同时用于支撑吸光布3，并与冷凝棚1的形状相适应。吸光布3夹持在储水环2和浮体4之间，用以吸收太阳光能。吸光布3主体材质采用经酸化亲水处理后的碳纤维布，在装置使用过程中，吸光布3覆盖浮体4，吸光布3下部浸润在环境水体中，上部为水蒸发区，吸光布3通过毛细作用将环境水体中的水渗吸至水蒸发区。本实施例中，浮体4表面呈凹凸起伏状，利于增大蒸发面积同时允许吸光布3通过浮体4和储水环2之间的间隙。
36.光热蒸馏装置的使用原理如下：
37.将装置整体置于水体之上，吸光布3的下部浸润在水体中，上部为水蒸发区，环境水体中的水通过吸光布3渗吸至水蒸发区，太阳光经冷凝棚1聚焦并照射至水蒸发区，从水蒸发区蒸发的水蒸气向上运动遇冷凝棚1凝结并汇流至冷凝棚1底部，随后通过储水环2顶部细缝流入储水环2储存。
38.综上，该高效光热蒸馏装置具有以下优点：
39.(1)该装置基本隔绝了水蒸发区与环境水体之间的热传导及热对流，同时增大了单位水蒸发面积及吸热效率，使得大部分太阳光能够用来促使水蒸发，极大地增加了水蒸发效率。
40.(2)冷凝棚1呈透明圆锥帽状，内壁设置导流槽11，兼具聚光、冷凝及汇流作用，最大化地促使水蒸气冷凝并汇流。
41.(3)储水环2顶部仅留有细缝，储水环2整体与环境水体接触，利用环境水体使储水环2及内部的冷凝水整体维持在较低温度，有效防止汇流收集的冷凝水重蒸发。
42.(4)该装置通过简单结构的简单组合，使用简便，使用时直接将该装置漂浮于水体之上，仅通过太阳光照将环境水转换成蒸馏水，成本低廉，无能耗，无耗材，可反复循环使用。
43.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。