专利名称：曲槽式太阳能海咸水淡化器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于海水淡化器。
利用太阳能淡化海水(或咸水，以下略)的装置(即淡化器)，虽历史很长、优点很多，但发展很缓慢。国内外概是如此。发展缓慢的主要原因，当然与单位面积上的产水率小有关。利用太阳能淡化海水虽有不足之处，但从目前来看，这种方法毕竟是一种行之有效的方法，而被世界上许多国家所采用。根据我国实际情况经济属于发展中国家，幅员辽阔、人口众多、阳光普照，不少地方有丰富的海水而缺淡水，若能改进目前太阳能海水淡化器的设计结构、建造材料和方法，使得淡化器成为有海水而缺淡水地区居民的日常家庭生活用具，充分发挥个体劳力和零星空地的作用，那么，利用太阳能淡化海水事业的发展速度，在我国可能就会有所改进。曲槽式太阳能海咸水淡化器(以下简称“捉鳖器”)就是为了解决这一课题而发明的。
太阳能海水淡化器种类很多，设计结构形式多样，但有一点，差不多是共同的，即盛水池设在顶棚下面，也就是盛水池放在淡化器的体内，盛水池的水平面积与顶棚的投影面积大小一样；还有盛水池要求平放，收集淡水的顶棚要求斜放，顶棚与盛水池之间产生了一个角度，增大了淡水器的厚度，这样，就增大了淡化器的造价和建造上的不便之处。捉鳖器克服了上述淡化器的缺点，从根本上取消了淡化器体内的盛水池，以曲槽内少量的暂时流水作为蒸发用水，使得顶棚与蒸发面平行，厚度变小，同时，改进了制造方法和材料，从而就有可能使捉鳖器成为有海水而缺淡水地区居民家庭中必备的日常生活用具。这是本发明与其他太阳能海水淡化器的主要区别。后面的附图
是捉蹩器的示意图。
以下结合附图作详细的说明。
捉鳖器主要包括透明盖层(即顶棚)［1］、曲槽层(黑色)［2］、保温层［3］，三者平行。面积可大可小，一般取1m2至2m2左右。顶棚下端有卷檐［4］。曲槽层上布满横向的薄的曲槽壁［5］，壁上有缺口［6］，缺口处有缺坎［7］，壁与壁之间为曲槽［8］。曲槽深和宽各在一厘米左右，长＞100米／m2，上端接进水嘴［9］，下端接浓海水嘴［10］。保温层有四壁［11］，顶棚盖在保温层的壁上，下端卷檐放在保温层的壁内，对着淡水槽［12］，顶棚与四壁密封，曲槽层放在其中，紧贴在保温层上(曲槽层和保温层两者也可合成一体制作)。曲槽壁与顶棚之间不接触，有一定的距离。捉鳖器总厚度可大可小，一般取7cm左右。在使用时，将捉鳖器倾斜放置(即进水嘴位置比浓海水嘴位置高)，因为倾斜放置截取太阳辐射量比水平放置截取的大(赤道附近除外)，倾角θ大于15°，大小可任意取放。由于捉鳖器倾斜放置，由进水嘴流入的微量海水［13］，在重力作用下运动。流动的海水，受到曲槽壁的阻挡，结果就在曲槽内沿箭头［14］指向流动，水位抬高。当水位高出曲槽壁缺口的缺坎时，水即从缺口处溢出，流入下一个曲槽，再沿着箭头指向流动，依次将一个一个曲槽灌满，最后，将浓缩的海水从浓海水嘴排出。曲槽内的流水总量在1－－4公斤／m2左右。微量流动的海水，从进水嘴流到浓海水嘴排出，历时几分钟到几十分钟的时间。由于曲槽壁的阻挡，不会因为捉鳖器倾斜放置使微量流水像在盛水池里那样，一下子倾流到另一头去，而是比较均匀的布满在一个斜坡面上，缓慢、曲折地流动。阳光［15］穿过透明盖层，照射到沿斜坡面分布的海水上，大部分热量被海水吸收，水温增高(最高水温可高达60℃～70℃)，蒸发加剧。由于捉鳖器内部的温度高于顶棚外面的气温，所以，通过顶棚传热，水蒸汽即在顶棚的内壁上凝成淡水［16］，在重力作用下，通过顶棚卷檐，流入淡水槽，再经过淡水嘴［17］流出体外。
捉鳖器的蒸发用水，开始时全部是放在体外的盛水桶(或盛水池)［18］内，蒸馏使用时，打开节流开关［19］，通过细橡胶管［20］微量供给。供水量的大小，由节流开关调节。当全部曲槽灌满海水后，若供水量大于淡水产量时，则在浓海水嘴处，即有浓海水排出。蒸馏时，供水量＝浓海水量＋淡水量。由此可见，浓海水的浓缩率大小也由节流开关来调节。一般浓缩率可大于2，也就要说，若用10公斤海水淡化，大约可得大于5公斤淡水。浓缩过的海水，如没有达到盐份析出的程度，还可以当料水使用。
捉鳖器的设计结构中，不包括体外的盛水桶，因为各家都有各种不同形状的盛水器，使用捉鳖器蒸馏时，可以利用这些家用盛水器临时替用。
使用捉鳖器很重要的一点，就是要使曲槽保持水平。水平槽［21］就是起着指示曲槽水平的作用。水平槽没有开口，设在捉鳖器外表的最上(或下)端，内放少量水，水平槽内的水如果是水平的，那么，曲槽也是水平的。这是制造时就已设计好的。
这里要说明一点，就是要把捉鳖器与外国人发明的“多层麻织物”或“内装有布片衬里的倾斜式”一类太阳能海水淡化器区别开来，那是一种利用毛细管水供给蒸发用水的一类淡化器。由于毛细管力P(P＝2∏ra，r为毛细管半径，a为液体表面张力)随着液体温度增高而降低，蒸发量随着液体温度增高而增大，当日照量变得足够大时，有些局部毛细管力供给蒸发用水的水量就不够蒸发(特别是在离供水槽较远处)，在淡化器的蒸发表面上就不能经常保持均匀潮湿状态，于是盐份就容易析出，局部易成干点。虽然它也有节流开关，但这个节流开关是调节虹吸上升高度的。虹吸上升高度调节后，蒸发用水仍靠毛细管力的作用供给，毛细管力供给蒸发用水的弱点仍没有解决，以至于使得这类太阳能淡化器未能被“应用于任何商业生产单元”(见A.A.M.赛义夫编，徐任学等译；《太阳能工程》，第434页，第9行；科学出版社，1984年)。捉鳖器则不同，它供给的蒸发用水是暂时的重力流水，不是毛细管水。重力流水是受重力而不是毛细管力支配的。节流开关的调节，直接调节蒸发用水的供水量大小，不是通过毛细管力供给蒸发用水，因而也就不存在毛细管力供给蒸发用水的那些弱点。
捉鳖器有几个优点1、年日照时间长，产水率高。
捉鳖器可以随意倾斜放置，日照时间长，截取太阳辐射量大，曲槽内水量极少，热容量很低，这比起盛水池内水量多时温度升高得快和高，再加上有保温层，所以，只要有阳光照射，就可以有淡水产生，就是气温在0℃左右也可以产淡水2－4kg／m2·d，产水率高，所以，有些最低气温在0℃左右的地区，只要有阳光照射，全年都可以使用，不受季节的限制。
2、轻便，可以提、挪，携带、搬运方便。由于捉鳖器的顶棚、曲槽层和保温层都是由无毒硬质塑料薄膜和硬质泡沫塑料材料制成，不包括体外盛水桶在内，所以，整个捉鳖器总重量很轻，每平方米只有2公斤左右。由于取消了盛水池，它的总厚度一般只有七厘米左右，非常适合居民家庭日常生活使用。要用，拿出来，不要用，叠置放好，也受不到台风等破坏，易于保管，携带、般运方便。有条件时，也可以装置大面积的固定式的捉鳖器，曲槽层和保温层也可以制成一体，材料可用水泥珠光砂制品等。
3、成本低廉。初步估算，一平方米造价在几十元人民币左右，这是目前群众经济能力所能承受得了的事。这为群众利用太阳能淡化海、咸水创造了有利条件。
4、不需要另外其他设备和能源，所以，它特别适合在无电、荒漠，偏僻的地方和运输比较困难的一些海岛上使用。
利用本发明已作了一只捉鳖器，其体内没有盛水池，而使用了曲槽层。1991年12月28日，杭州雪后天晴，早晨最低气温－3℃，有冰冻出现，白天最高气温1℃，使用该捉鳖器试验结果产水率为3979.6克／米2·日，曲槽内水温平均39℃。捉鳖器技术简单、制造容易，凡具有一定条件的塑料厂及其制品厂等都可以开模制造。
权利要求1.一种曲槽式太阳能海咸水淡化器，其特征在于它包括透明盖层[1]、曲槽层[2]和保温层[3]，三者平行，透明盖层下端有卷檐[4]，保温层有四壁[11]，透明盖层盖在保温层壁上，下端卷檐放在保温层的壁内，对着淡水槽[12]，透明盖层与四壁密封，曲槽层放在其中，紧贴在保温层上(或曲槽层和保温层两者合成一体)，曲槽壁[5]与透明盖层之间不接触，有一定的距离，总面积和总厚度可大可小，一般面积为1～2m2，厚度为7cm左右，盛水桶(或盛水池)[18]在本淡化器体外，通过细橡胶管[20]与进水咀[9]连接，供水量大小由节流开关[19]调节，水平槽[21]四边没有开口，设在本淡化器外表最上(或下)端。
2.根据权利要求1所述的曲槽式太阳能海咸水淡化器，其特征在于所说的曲槽层，在其上布满横向的薄的曲槽壁，壁上有缺口［6］，缺口处有缺坎［7］，壁与壁之间为曲槽［8］，曲槽全长＞100米／m2，上端接进水嘴，下端接浓海水嘴［10］，曲槽层的下端有淡水槽［12］，淡水槽与曲槽不相通，淡水槽接淡水嘴［17］。
3.按照权利要求1所述的一种曲槽式太阳能海咸水淡化器，其特征在于所说的透明盖层和曲槽层都是由无毒硬质塑料薄膜材料制成，保温层是由硬质泡沫塑料材料制成(或曲槽层和保温层两者合成一体用水泥珠光砂制品、材料制成)。
专利摘要本实用新型公开了一种曲槽式太阳能海咸水淡化器。它主要包括透明盖层、曲槽层和保温层。透明盖层盖在保温层壁上，曲槽层在其中，贴在保温层上，与透明盖层不接触。体内没有盛水池。由槽层上布满曲槽，其长＞100米/m
文档编号C02F1/14GK2129760SQ9222242
公开日1993年4月14日 申请日期1992年5月22日 优先权日1992年5月22日
发明者薛善夫 申请人:薛善夫