一种小型高效太阳能海水淡化装置的制作方法

本发明涉及一种小型高效利用太阳能直接制得淡水的装置，本发明的装置特别适用于远离大陆的海岛，也可用于其他太阳能充沛地区苦咸水的淡化。

背景技术：

水是生命之源，没有淡水资源的海岛是不适合人类生存的。人类要在这些海岛上生存，就必须建立人工的淡水供给系统。一般三种方法：(1)靠补给，从大陆运来淡水；(2)拦蓄雨水；(3)海水淡化。从大陆运来淡水费时费力，消耗大量资源人力。拦蓄雨水，需要修建大量工程设施，对于面积很小的海岛而言，拦蓄水量有限，更重要的是水质得不到保障。

海水淡化是普遍采用的方法，传统的海水淡化技术如蒸馏法、电渗析法、冷冻法等。这些海水淡化技术投资高，能源消耗过大。对于缺乏化石燃料资源的地区，特别某些人口密度低、没有大规模连接电网的偏远地区，如在最缺乏淡水的海岛和西北地区也恰恰是缺乏常规能源供应的地区，很难建立传统的海水淡化装置，导致常规的海水淡化技术无法推广。太阳能海水淡化系统具有无污染、低能耗、运行安全、稳定可靠等优势，具有广阔的发展前景。因此，利用太阳能淡化海水或苦咸水几乎成为唯一的选择。

现有太阳能淡化技术中，蒸馏淡化技术运行安全性高、适用范围广、单机规模大。太阳能直接平板蒸馏法虽然成本低廉，但效率太低，占地面积过大，这对于土地面积有限的海岛地区显然不可取。聚光集热海水淡化系统与太阳能直接平板蒸馏法相比，对太阳能的利用效率得到了明显提高，太阳能利用效率的提高意味着单位面积产水量的提高，因而对于土地面积有限的海岛地区具有更加重要的意义。目前典型的聚光集热海水淡化系统为槽式太阳能海水淡化技术，如闪蒸法，直接蒸发法和间接蒸发法。这些方法将海水在集热管内加热，而能承受中高温和一定压力的槽式太阳能真空集热管制造难度较高。另一方面，这些方法需要复杂的循环系统、蒸汽发生器等，因而造价高，运行维护复杂。

技术实现要素：

技术问题：本发明的目的是设计一种小型高效利用太阳能能制得淡水的装置。该装置具有不消耗燃料或电力、不需要投加任何药剂，且所获得的水质优良、占地面积小、造价低、运行维护简单等优点。

技术方案：本发明的一种小型高效太阳能海水淡化装置是这样实现的：该装置由太阳能聚集组件和海水蒸馏组件；其中，太阳能聚集组件可移动，并可自由调整汇聚方向，以将太阳能聚集到海水蒸馏组件底部的蒸发部件上；海水蒸馏组件为可移动、蒸发和冷凝一体式，立体冷凝盖板可以自由开合。

其中：

所述的太阳能聚集组件包括聚光板、带第一万向脚轮的三角支架、万向球调节器。其中，万向球调节器固定于三角支架的顶端，聚光板固定于万向球调节器上。

所述的海水蒸馏组件包括带第二万向脚轮的四柱式支架、导轨、海水蒸发器、带有滑轮和手柄的冷凝盖板和冷凝水聚集槽。其中，冷凝水聚集槽放置于支架上，冷凝水聚集槽中心开孔，并焊有堰板以防止淡水流失，冷凝淡水通过冷凝水聚集槽上设置的取水口经取水管道流出；海水蒸发器置于冷凝水聚集槽开孔处；冷凝盖板覆盖于冷凝水聚集槽上，可以通过附带的滑轮和手柄，沿支架上的导轨自由开合。

所述的聚光板为抛物面型或复合抛物面型(CPC)，聚光板材质为镀银或镀铝玻璃镜，或铝抛光镜面，或涤纶薄膜镀铝材料。

所述的第一万向脚轮和第二万向脚轮为塑料脚轮、尼龙脚轮，或者聚氨酯橡胶脚轮，或天然胶和丁苯胶并用脚轮。

所述的万向球调节器外壳为碳钢镀锌、不锈钢、或增强尼龙，万向球调节器滚珠为碳钢球、碳钢镀锌球、轴承钢球、钢球、或塑钢球。

所述的三角支架、四柱式支架、导轨为带有防腐涂层的钢制材料或者不锈钢材料；滑轮为工程塑料滑轮。

所述的海水蒸发器、冷凝盖板和冷凝水聚集槽为不锈钢材质。

该装置包括上述太阳能聚集组件和海水蒸馏组件。太阳能聚集组件可以将较大面积的太阳能汇聚于较小面积的海水蒸发器上，以加热海水蒸发，水蒸气遇到冷凝盖板后冷凝，从而获得淡水。

有益效果：

1.本发明不需要消耗任何化石燃料或电力，不需要风能或将其转化成电能，而是直接利用太阳能对海水进行加热蒸馏，能量利用效率高，制水快速高效。

2.本发明制水过程中不需要投加任何药剂，避免可能的水质污染。

3.本发明规模小、占地少、效率高、造价低，适于商业化推广。

4.本发明装置结构简单、易于维护，只需要保证运动部件正常运转即可。

附图说明

图1为本发明的一种小型高效太阳能海水淡化装置工作示意图，

图2为本发明的海水蒸馏组件冷凝盖板开启状态示意图

图3为本发明的海水蒸馏组件支架结构示意图

附图中的标号说明如下：

1-聚光板，2-三角支架，3-万向球调节器，4-第一万向脚轮，5-四柱支架，6-冷凝盖板、 7-海水蒸发器，8-冷凝水聚集槽，9-冷凝水取水管，10-导轨，11-第二万向脚轮，12-滑轮，13- 手柄，14-堰板。

具体实施方式

本发明是一种利用太阳能对海水进行蒸馏得到淡水的装置，该装置由太阳能聚集组件和海水蒸馏组件组成；太阳能聚集组件和海水蒸馏组件相对独立，并可自由调整位置以达最佳效果。太阳能聚集组件可以自由调整聚光方向，并将较大面积的太阳能汇聚于海水蒸馏组件中较小面积的海水蒸发器上，以加热海水，使之蒸发，水蒸气遇到冷凝盖板后冷凝，从而获得淡水。

所述的太阳能聚集组件包括聚光板1、三角支架2、万向球调节器3。其中，万向球调节器3固定于三角支架2的顶端，聚光板1固定于万向球调节器3上，三角支架2设有第一万向脚轮4。

所述的海水蒸馏组件包括四柱支架5、冷凝盖板6、海水蒸发器7、冷凝水聚集槽8和冷凝水取水管9。其中四柱支架5设第二万向脚轮11，四柱支架5上设置导轨10；冷凝盖板6 底端设滑轮12，并置于导轨10上；冷凝盖板6为对开式，通过手柄13进行开合；冷凝水聚集槽8的中心开孔，并在开孔周围设有堰板14，防止冷凝水流失；开放式圆柱形海水蒸发器 7座于冷凝水聚集槽8的中心开孔处；冷凝水聚集槽8设冷凝水取水管9。

三角支架、四柱支架和导轨为带有防腐涂层的钢制材料或者不锈钢材料。聚光板为抛物面型或复合抛物面型(CPC)，聚光板材质为镀银或镀铝玻璃镜，或铝抛光镜面，或涤纶薄膜镀铝材料。冷凝盖板、冷凝水聚集槽和海水蒸发器为不锈钢材料。第一万向脚轮和第二万向脚轮为塑料脚轮、尼龙脚轮，或者聚氨酯橡胶脚轮，或天然胶和丁苯胶并用脚轮。万向球调节器的万向球外壳为碳钢镀锌、不锈钢和增强尼龙材质；万向球滚珠为碳钢、碳钢镀锌、轴承钢或塑钢材质。滑轮为工程塑料滑轮。冷凝水取水管为无毒的PE、或UPVC、或PPR管材。

整个装置包括太阳能聚集组件和海水蒸馏组件。太阳能聚集组件可以将太阳热能汇聚于海水蒸发器上，使海水被加热并蒸发，水蒸气冷凝后，即获得淡水。工作时，将海水蒸发器 7装上海水，座于冷凝水聚集槽8的中心开孔处，将对开式冷凝盖板6闭合。调整太阳能聚集组件的位置、并通过万向球调节器3调节聚光板1的聚光方向，将太阳光聚集于海水蒸发器7的底部，使海水受热蒸发。水蒸气在较低温度的冷凝盖板6上冷凝，并滴入冷凝水聚集槽8。淡水从冷凝水取水管9流出，从而得到清洁淡水。