一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107522246A(43)申请公布日2017.12.29(21)申请号201710929705.5(22)申请日2017.10.09(71)申请人北京化工大学地址100029北京市朝阳区北三环东路15号(72)发明人杨卫民左夏华阎华关昌峰丁玉梅(51)Int.Cl.C02F1/14(2006.01)C02F103/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置及方法(57)摘要本发明公开了一种太阳能聚光灯芯高效海水淡化方法及装置,利用太阳能这种清洁绿色的能源对海水进行高效的淡化。整个海水淡化装置由海水槽、海水入口管、卡托、凹面反光板、亲水纳米纤维、淡水回收导管、淡水收集槽、盖板、套子等部分组成，集中成一个容器状装置。利用具有亲水性的纳米纤维将海水槽内的水引到纳米纤维顶部，应用太阳能聚光技术将太阳光汇聚在纳米纤维顶部使海水中的水新型快速蒸发，水蒸气上升至盖板发生液化，并沿盖板下流，最终由淡水回收导管引出收集。本发明根据煤油灯灯芯的工作原理，利用凹面反射版聚光原理将太阳光照集中于一点对海水进行高效快速蒸发，可以降低海水淡化成本、提高整体效率并且清洁无污染。CN107522246ACN107522246A权利要求书1/1页1.一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置，其特征在于：主要包括海水槽、卡托、凹面反光板、纳米纤维、外壁、盖板和淡水收集槽，海水槽位于最下端，海水槽设置有海水入口管，海水槽的上面有卡托，卡托上安装有凹面反光板，纳米纤维安装在凹面反光板的中心，纳米纤维在凹面反光板上面露出部分受到太阳光的照射，纳米纤维在凹面反光板下面的部分浸到海水槽的海水里，外壁罩在凹面反光板上，外壁的顶面是盖板，外壁的顶面倾斜，盖板倾斜的低端附近的壁面上设置有淡水收集槽；壁面和盖板都为透明的材料，凹面反射板的上表面为镀银圆形凹面，将太阳光汇聚在凹面镜的焦点处，亲水性纳米纤维将海水自下而上从海水槽中引到纳米纤维的顶端，纳米纤维的顶端位于凹面镜的焦点。2.根据权利要求1所述的一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置，其特征在于：海水导入管带有水位控制开关。3.根据权利要求1所述的一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置，其特征在于：凹面反光板为柱状，凹面反光板的中心有一条细缝，将焦点制作成焦点线。4.根据权利要求1所述的一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置，其特征在于：纳米纤维主要由具有亲水性的纳米纤维构成，其中也掺杂一些导热性能较高的纳米纤维。5.根据权利要求4所述的一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置，其特征在于：导热性能较高的纳米纤维为金属丝或碳纤维丝。6.根据权利要求1所述的一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置，其特征在于：亲水性纳米纤维呈束状排列，下端浸没在海水槽的海水中，中间段从凹面反光板中间的孔或细缝穿过，顶端达到凹面镜的焦点或焦点列上，将顶端的纳米纤维盘成圆盘状。7.根据权利要求1所述的一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置，其特征在于：在凹面反光板以上纳米纤维的部分，用一个透明的侧面带有许多小孔的套子套住，套子固定在凹面反光板上，纳米纤维充满该套子，从而套子对纳米纤维起到固定的作用，同时由于套子是透明的，中间部分的纳米纤维也可以接受太阳光的照射，加快纳米纤维中海水的运动，套子侧面开孔使得在纳米纤维中段就发生气化的水蒸气及时从套子中溢出。8.根据权利要求1所述的一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置，其特征在于：在凹面反光板中部纳米纤维穿过处，开一个小沟，小沟在凹面反光板的上表面向下延伸，到中部时横向延伸至壁面，与壁面处接有回收导管联通。9.一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化方法，其特征在于：用水泵将海水经过海水导入管导入到海水槽中，当水位超过上限水位时，泵停止送水；海水槽中的海水从纳米纤维的下端逐渐运动到纳米纤维的顶端；太阳光直射到凹面反光板的反射镜面上，反射光向凹面镜的焦点汇聚，纳米纤维的上端位于焦点处，纳米纤维的上端海水中的水分蒸发；蒸发而成的水蒸气在装置内上升到顶端的盖板上，液化成水滴，沿盖板自上而下流动，到达淡水收集槽，最终通过回收导管回收利用。2CN107522246A说明书1/4页一种太阳能聚焦灯芯高效海水淡化装置及方法技术领域[0001]本发明涉及海水淡化，特别是利用清洁太阳能，属于太阳能高效利用领域。背景技术[0002]随着世界经济的快速发展和全球人口激增，世界能源与淡水的消耗与日俱增，从而导致能源短缺、淡水资源匮乏、生态危机日益严峻。加之化石燃料的过度使用，环境污染给人们的生活带来了巨大的危害。海水淡化的方法有很多，如蒸馏法、反渗透法、冷冻法以及太阳能法等等。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受