一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置

本发明涉及海水淡化装置，具体涉及一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置。

背景技术：

1、太阳能热驱动的海水淡化系统，是将太阳能转换为热能，然后加热海水使其蒸发，实现盐和水的分离，之后通过水蒸汽的冷凝过程，获得所需的淡水。当前实现上述光-热-淡水的技术途径主要包括两种：第一种是入射太阳光透过透明材质直接照射至吸光体实现光-热转换，并通过热驱动盐水分离实现海水淡化；第二种是利用跟踪聚光技术，将入射太阳光先聚光，后照射至吸光体，实现光-热转换，并通过热驱动盐水分离实现海水淡化。

2、针对第一种技术途径，虽然结构简单，但存在以下难点：入射太阳能能量密度低(<1000w/m2)，穿透透明材质后，其能量密度进一步降低，由于低的能量密度，致使获得的太阳热能温度较低<60℃，最终海水淡化速率较慢，更多的太阳热能被散失到环境中，太阳能的能量利用率较低。

3、针对第二种技术途径，虽然采用聚光方式提高了太阳能的能量密度，并获得了温度高于100℃的太阳热能，促进了海水淡化速率，一定程度上提高了太阳能的利用效率。但是由于聚光跟踪装置成本高，可靠性低，需要外接电能驱动，以及日常运行维护，因此限制了实际应用。

4、因此需要设计一款能够提高太阳能利用效率、且成本低不需要额外电能驱动的海水淡化装置。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明旨在提供一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：

2、一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，包括聚光器固定机构、聚光器、加热器、蒸汽冷凝器、导水槽以及淡水收集机构；

3、聚光器和聚光器固定机构固接，加热器固接于聚光器的上，蒸汽冷凝器固接于淡水收集机构上，导水槽固接于蒸汽冷凝器上，加热器穿过蒸汽冷凝器延伸至淡水收集机构内。

4、有益地，所述淡水收集机构包括蒸发体、海水容器、引流槽、支撑外壳以及淡水容器；所述蒸汽冷凝器和海水容器连接，所述加热器延伸至蒸发体内，蒸发体放置于海水容器内，海水容器固接于支撑外壳内，引流槽倾斜设置于海水容器内壁上，淡水容器镶嵌于支撑外壳和海水容器之间。

5、有益地，所述聚光器是复合抛物面聚光器，复合抛物面聚光器包括两个以上聚光杯件，每个聚光杯件均和所述加热器固接。

6、有益地，所述聚光器固定机构包括固定件和两个连接条，两个连接条均固接于固定件上，固定件顶壁呈曲面状，固定件顶壁开设有两个以上通孔，连接条开设有可控旋转孔，每一个所述聚光杯件分别固接于每一个通孔内壁，两个连接条均通过可控旋转孔与所述支撑外壳外壁连接。

7、有益地，所述固定件顶壁为类圆柱面，面积呈中间大边缘小，通孔集中在中间位置。

8、有益地，两个所述连接条均通过可控旋转孔与所述支撑外壳外壁转动连接。

9、有益地，所述加热器包括相互固接的受光体和导热体，受光体固接于所述聚光杯件底壁，导热体穿过所述蒸汽冷凝器延伸至所述蒸发体内，导热体是热管。

10、有益地，所述引流槽上开设有出水孔。

11、有益地，所述蒸汽冷凝器呈漏斗形状，蒸汽冷凝器内壁和外壁均设有肋片。

12、有益地，所述导水槽固接于蒸汽冷凝器底部。

13、本发明具有以下有益效果为：

14、本发明通过聚光器的自身光学结构特点，可将一定入射角度范围内的光线聚光到聚光器底部，进而实现单个聚光器在固定位置下的长时间聚光工作；聚光器的曲面状布置，可实现全天候不同时段的聚光，最终可省去昂贵复杂的跟踪聚光装置，同时由于无需外界电能驱动，因此具有更宽的适用场合；利用聚光器的低倍聚光特点，可获得与海水蒸发过程温度相匹配的太阳热能，避免了传统跟踪聚光方式下太阳热能温度过高引起的散热损失严重的问题；聚光器将入射光线聚焦到受光体表面，通过光热转化过程，受光体充当热源，并利用热管的高导热功率的特点，及时将热量导入蒸发体中驱动盐水分离，不仅避免了常规光线穿过水蒸气造成的光学损失，还可减少蒸发体的体积，进而降低装置成本；利用可控旋转孔，按季度或者按月调整固定件和支撑外壳间相对位置，以改变聚光器的角度，实现跟踪入射光线的同时，可大幅减少聚光器的实际需求数量，进一步简化设备。

技术特征：

1.一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，包括聚光器固定机构(1)、聚光器(2)、加热器(3)、蒸汽冷凝器(4)、导水槽(5)以及淡水收集机构；

2.根据权利要求1所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述淡水收集机构包括蒸发体(6)、海水容器(7)、引流槽(71)、支撑外壳(8)以及淡水容器(9)；

3.根据权利要求2所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述聚光器(2)是复合抛物面聚光器，复合抛物面聚光器包括两个以上聚光杯件(21)，每个聚光杯件(21)均和所述加热器(3)固接。

4.根据权利要求3所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述聚光器固定机构(1)包括固定件(11)和两个连接条(14)，两个连接条(14)均固接于固定件(11)上，固定件(11)顶壁呈曲面状，固定件(11)顶壁开设有两个以上通孔(12)，连接条(14)开设有可控旋转孔(13)，每一个所述聚光杯件(21)分别固接于每一个通孔(12)内壁，两个连接条(14)均通过可控旋转孔(13)与所述支撑外壳(8)外壁连接。

5.根据权利要求4所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述固定件(11)顶壁为类圆柱面，面积呈中间大边缘小，通孔(12)集中在中间位置。

6.根据权利要求4所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，两个所述连接条(14)均通过可控旋转孔(13)与所述支撑外壳(8)外壁转动连接。

7.根据权利要求4所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述加热器(3)包括相互固接的受光体(31)和导热体(32)，受光体(31)固接于所述聚光杯件(21)底壁，导热体(32)穿过所述蒸汽冷凝器(4)延伸至所述蒸发体(6)内，导热体(32)是热管。

8.根据权利要求2所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述引流槽(71)上开设有出水孔。

9.根据权利要求1-7任一所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述蒸汽冷凝器(4)呈漏斗形状，蒸汽冷凝器(4)内壁和外壁均设有肋片。

10.根据权利要求9所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述导水槽(5)固接于蒸汽冷凝器(4)底部。

技术总结
本发明提供了一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，包括聚光器固定机构、聚光器、加热器、蒸汽冷凝器、导水槽以及淡水收集机构；聚光器和聚光器固定机构固接，加热器固接于聚光器的上，蒸汽冷凝器固接于淡水收集机构上，水槽固接于蒸汽冷凝器上，加热器穿过蒸汽冷凝器延伸至淡水收集机构内。本发明能够在无额外电能驱动下实现自聚光，且无运动部件、避免常规光线穿过水蒸气造成光学损失的同时，还可减少蒸发体的体积，进而降低装置成本。

技术研发人员：张静,曲万军,高燕,杨世濠,白云香,彭可文,葛亚
受保护的技术使用者：东莞理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14