一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置的制作方法
1.本發(fā)明涉及海水淡化裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置。
背景技術(shù)：
2.太陽(yáng)能熱驅(qū)動(dòng)的海水淡化系統(tǒng)，是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能，然后加熱海水使其蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)鹽和水的分離，之后通過(guò)水蒸汽的冷凝過(guò)程，獲得所需的淡水。當(dāng)前實(shí)現(xiàn)上述光-熱-淡水的技術(shù)途徑主要包括兩種：第一種是入射太陽(yáng)光透過(guò)透明材質(zhì)直接照射至吸光體實(shí)現(xiàn)光-熱轉(zhuǎn)換，并通過(guò)熱驅(qū)動(dòng)鹽水分離實(shí)現(xiàn)海水淡化；第二種是利用跟蹤聚光技術(shù)，將入射太陽(yáng)光先聚光，后照射至吸光體，實(shí)現(xiàn)光-熱轉(zhuǎn)換，并通過(guò)熱驅(qū)動(dòng)鹽水分離實(shí)現(xiàn)海水淡化。
3.針對(duì)第一種技術(shù)途徑，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在以下難點(diǎn)：入射太陽(yáng)能能量密度低(《1000w/m2)，穿透透明材質(zhì)后，其能量密度進(jìn)一步降低，由于低的能量密度，致使獲得的太陽(yáng)熱溫度低于水蒸發(fā)溫度100℃，最終海水淡化速率較慢，太陽(yáng)能的能量利用率較低。
4.針對(duì)第二種技術(shù)途徑，雖然采用聚光方式提高了太陽(yáng)能的能量密度，并獲得了溫度高于100℃的太陽(yáng)熱能，促進(jìn)了海水淡化速率，一定程度上提高了太陽(yáng)能的利用效率。但是由于聚光跟蹤裝置成本高，可靠性低，需要外接電能驅(qū)動(dòng)，以及日常運(yùn)行維護(hù)，因此限制了實(shí)際應(yīng)用。
5.因此需要設(shè)計(jì)一款能夠提高太陽(yáng)能利用效率、且成本低不需要額外電能驅(qū)動(dòng)的海水淡化裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
6.針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
7.一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，包括聚光器固定機(jī)構(gòu)、聚光器、導(dǎo)光體、匯光器、蒸汽冷凝器、導(dǎo)水槽、吸光體、支撐外殼、海水容器、引流槽以及淡水容器；
8.聚光器和聚光器固定機(jī)構(gòu)固接，導(dǎo)光體固接于聚光器上，導(dǎo)光體依次穿過(guò)聚光器固定機(jī)構(gòu)和蒸汽冷凝器，導(dǎo)光體和匯光器固接，蒸汽冷凝器和聚光器固定機(jī)構(gòu)連接，導(dǎo)水槽和匯光器均固接于蒸汽冷凝器上，蒸汽冷凝器固接于支撐外殼上，海水容器固接于支撐外殼內(nèi)，淡水容器鑲嵌于支撐外殼和海水容器之間，引流槽傾斜設(shè)置于支撐外殼和海水容器之間，吸光體放置于海水容器內(nèi)。
9.有益地，所述聚光器是復(fù)合拋物面聚光器，復(fù)合拋物面聚光器包括多個(gè)聚光杯件，每個(gè)聚光杯件上均固接有所述導(dǎo)光體，聚光器固定機(jī)構(gòu)包括固定件，固定件呈曲面狀，固定件上開(kāi)設(shè)有多個(gè)通孔，每一個(gè)聚光杯件分別固接于每一個(gè)通孔內(nèi)壁。
10.有益地，所述固定件呈半球狀。
11.有益地，所述固定件內(nèi)壁固接有可控旋轉(zhuǎn)軸，可控旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接于蒸汽冷凝器上。
12.有益地，所述導(dǎo)光體是光纖。
13.有益地，所述導(dǎo)光體是導(dǎo)光管。
14.有益地，所述引流槽上開(kāi)設(shè)有出水孔。
15.有益地，蒸汽冷凝器呈漏斗形狀。
16.有益地，導(dǎo)水槽固接于蒸汽冷凝器底部。
17.本發(fā)明具有以下有益效果為：
18.本發(fā)明通過(guò)聚光器的自身光學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將一定入射角度范圍內(nèi)的光線聚光到聚光器底部，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單個(gè)聚光器在固定位置下的長(zhǎng)時(shí)間聚光工作；聚光器的曲面狀設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)全天候不同時(shí)段的聚光，最終可省去昂貴復(fù)雜的跟蹤聚光裝置，同時(shí)由于無(wú)需外界電能驅(qū)動(dòng)，因此具有更寬的適用場(chǎng)合；利用聚光器的低倍聚光特點(diǎn)，可獲得與海水蒸發(fā)過(guò)程溫度相匹配的太陽(yáng)熱能，避免了傳統(tǒng)跟蹤聚光方式下太陽(yáng)熱能溫度過(guò)高引起的散熱損失嚴(yán)重的問(wèn)題；利用光纖的高效率、柔韌性好的特點(diǎn)，將不同位置的聚光器所匯聚的聚光光斑集中到吸熱體上表面指定位置，不僅為海水蒸發(fā)提供所需的較高能量密度的聚光太陽(yáng)能，還可減少吸熱體的體積，進(jìn)而降低裝置成本；利用光纖的柔韌性，可控制匯光器與吸熱體間的距離不隨海水容器中水位的降低而降低，進(jìn)而較傳統(tǒng)海水淡化裝置，可顯著增加單次海水淡化量，利用可控旋轉(zhuǎn)軸，按季度或者按月調(diào)整聚光器的角度，可大幅減少聚光器的實(shí)際需求數(shù)量，進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)備。
附圖說(shuō)明
19.利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
20.圖1是本發(fā)明一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
21.圖2是本發(fā)明一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；
22.圖3是本發(fā)明一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置中聚光器和固定機(jī)構(gòu)其中一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
23.附圖標(biāo)記：聚光器固定機(jī)構(gòu)1，固定件11，通孔12，可控旋轉(zhuǎn)軸13，聚光器2，聚光杯件21，導(dǎo)光體3，匯光器4，蒸汽冷凝器5，導(dǎo)水槽6，吸光體7，支撐外殼8，海水容器9，引流槽91，淡水容器10。
具體實(shí)施方式
24.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
25.本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“豎直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或者位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或者暗示所指的裝置或者元件必須具有特定的方位，以特定的方位構(gòu)造和操
作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于描述目的，而不能理解為指示或者暗示相對(duì)重要性。
26.本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限制，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接，可以是機(jī)械連接，也可以是電連接，可以是直接連接，也可以是通過(guò)中間媒介相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
27.如圖1-圖3所示，一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，包括聚光器固定機(jī)構(gòu)1、聚光器2、導(dǎo)光體3、匯光器4、蒸汽冷凝器5、導(dǎo)水槽6、吸光體7、支撐外殼8、海水容器9、引流槽91以及淡水容器10；
28.聚光器2和聚光器固定機(jī)構(gòu)1固接，導(dǎo)光體3固接于聚光器2上，導(dǎo)光體3依次穿過(guò)聚光器固定機(jī)構(gòu)1和蒸汽冷凝器5，導(dǎo)光體3和匯光器4固接，蒸汽冷凝器5和聚光器固定機(jī)構(gòu)1連接，導(dǎo)水槽6和匯光器4均固接于蒸汽冷凝器5上，蒸汽冷凝器5固接于支撐外殼8上，海水容器9固接于支撐外殼8內(nèi)，淡水容器10鑲嵌于支撐外殼8和海水容器9之間，引流槽91傾斜設(shè)置于支撐外殼8和海水容器9之間，吸光體7放置于海水容器9內(nèi)。
29.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，所述聚光器2是復(fù)合拋物面聚光器，復(fù)合拋物面聚光器包括多個(gè)聚光杯件21，每個(gè)聚光杯件21上均固接有所述導(dǎo)光體3，聚光器固定機(jī)構(gòu)1包括固定件11，固定件11呈曲面狀，固定件11上開(kāi)設(shè)有多個(gè)通孔12，每一個(gè)聚光杯件21分別固接于每一個(gè)通孔12內(nèi)壁。
30.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，所述固定件11呈半球狀。
31.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，所述固定件11內(nèi)壁固接有可控旋轉(zhuǎn)軸13，可控旋轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動(dòng)連接于蒸汽冷凝器5上。
32.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，所述導(dǎo)光體3是光纖。
33.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，所述導(dǎo)光體3是導(dǎo)光管。
34.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，所述引流槽91上開(kāi)設(shè)有出水孔。
35.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，蒸汽冷凝器5呈漏斗形狀。
36.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，導(dǎo)水槽6固接于蒸汽冷凝器5底部。
37.根據(jù)本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式中，將可控旋轉(zhuǎn)軸13朝東西方向布置，通過(guò)按季度或者按月轉(zhuǎn)動(dòng)一次可控旋轉(zhuǎn)軸13使固定件11和聚光器2朝向太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡線，以減少聚光器2的聚光杯件21數(shù)量。
38.實(shí)施過(guò)程：
39.固定件11呈曲面狀，盡管入射太陽(yáng)光的光線路徑實(shí)時(shí)變化，但總存在正對(duì)太陽(yáng)光的一個(gè)或多個(gè)聚光杯件21能正常聚光，最終實(shí)現(xiàn)全天候聚光，太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)聚光杯件21的聚光后，匯聚至聚光器2底部，并經(jīng)光纖和匯光器4實(shí)現(xiàn)近乎無(wú)損的傳輸，使太陽(yáng)光匯聚至吸光體7表面，吸光體7吸收入射的聚光太陽(yáng)能，將光能轉(zhuǎn)換為熱能，并加熱吸光體7內(nèi)部的海水，使海水吸熱蒸發(fā)，同時(shí)，通過(guò)吸光體7的毛細(xì)效應(yīng)，使得海水容器9中的海水源源不斷傳輸至吸光體7表面，用于吸熱蒸發(fā)，吸光體7表面蒸發(fā)的水蒸汽，自發(fā)向上流動(dòng)，在蒸汽冷凝器5下表面被部分冷凝成水，冷凝出的淡水在重力作用下匯聚至蒸汽冷凝器5底端，滴落至導(dǎo)水槽6，并沿著傾斜的導(dǎo)水槽6流動(dòng)，通過(guò)出水孔流入到淡水容器10中；此外，剩余水蒸汽會(huì)在支
撐外殼8的內(nèi)壁表面被冷凝，冷凝后獲得的淡水在重力作用下從支撐外殼8內(nèi)壁表面匯至引流槽11，最終流入到淡水容器10中。
40.本發(fā)明亦可在固定件11上設(shè)置可控旋轉(zhuǎn)軸13，通過(guò)可控旋轉(zhuǎn)軸13，按季度或者按月份將固定件11旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使固定件11上的較多的聚光杯件21朝向與太陽(yáng)光全天直射方向一致，以此減少聚光器2所需聚光杯件21數(shù)量，進(jìn)而降低成本。
41.本發(fā)明通過(guò)聚光器2的自身光學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將一定入射角度范圍內(nèi)的光線聚光到聚光器2底部，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單個(gè)聚光器2在固定位置下的長(zhǎng)時(shí)間聚光工作；
42.聚光器2的曲面狀設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)全天候不同時(shí)段的聚光，最終可省去昂貴復(fù)雜的跟蹤聚光裝置，同時(shí)由于無(wú)需外界電能驅(qū)動(dòng)，因此具有更寬的適用場(chǎng)合；
43.利用聚光器2的低倍聚光特點(diǎn)，可獲得與海水蒸發(fā)過(guò)程溫度相匹配的太陽(yáng)熱能，避免了傳統(tǒng)跟蹤聚光方式下太陽(yáng)熱能溫度過(guò)高引起的散熱損失嚴(yán)重的問(wèn)題；
44.利用光纖的高效率、柔韌性好的特點(diǎn)，將不同位置的聚光器2所匯聚的聚光光斑集中到吸熱體7上表面指定位置，不僅為海水蒸發(fā)提供所需的較高能量密度的聚光太陽(yáng)能，還可減少吸熱體7的體積，進(jìn)而降低裝置成本；
45.利用光纖的柔韌性，可控制匯光器4與吸熱體7間的距離不隨海水容器9中水位的降低而降低，進(jìn)而較傳統(tǒng)海水淡化裝置，可顯著增加單次海水淡化量。
46.利用可控旋轉(zhuǎn)軸13，按季度或者按月調(diào)整聚光器2的角度，可大幅減少聚光器2的實(shí)際需求數(shù)量，進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)備。
47.本發(fā)明沒(méi)有詳細(xì)描述結(jié)構(gòu)的部件、模塊、機(jī)構(gòu)以及裝置等均為通用標(biāo)準(zhǔn)件或本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的部件，其結(jié)構(gòu)和原理都為本技術(shù)人員均可通過(guò)技術(shù)手冊(cè)得知或通過(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法獲知。
48.最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
技術(shù)特征：
1.一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，包括聚光器固定機(jī)構(gòu)(1)、聚光器(2)、導(dǎo)光體(3)、匯光器(4)、蒸汽冷凝器(5)、導(dǎo)水槽(6)、吸光體(7)、支撐外殼(8)、海水容器(9)、引流槽(91)以及淡水容器(10)；聚光器(2)和聚光器固定機(jī)構(gòu)(1)固接，導(dǎo)光體(3)固接于聚光器(2)上，導(dǎo)光體(3)依次穿過(guò)聚光器固定機(jī)構(gòu)(1)和蒸汽冷凝器(5)，導(dǎo)光體(3)和匯光器(4)固接，蒸汽冷凝器(5)和聚光器固定機(jī)構(gòu)(1)連接，導(dǎo)水槽(6)和匯光器(4)均固接于蒸汽冷凝器(5)上，蒸汽冷凝器(5)固接于支撐外殼(8)上，海水容器(9)固接于支撐外殼(8)內(nèi)，淡水容器(10)鑲嵌于支撐外殼(8)和海水容器(9)之間，引流槽(91)傾斜設(shè)置于支撐外殼(8)和海水容器(9)之間，吸光體(7)放置于海水容器(9)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，所述聚光器(2)是復(fù)合拋物面聚光器，復(fù)合拋物面聚光器包括多個(gè)聚光杯件(21)，每個(gè)聚光杯件(21)上均固接有所述導(dǎo)光體(3)，聚光器固定機(jī)構(gòu)(1)包括固定件(11)，固定件(11)呈曲面狀，固定件(11)上開(kāi)設(shè)有多個(gè)通孔(12)，每一個(gè)聚光杯件(21)分別固接于每一個(gè)通孔(12)內(nèi)壁。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，所述固定件(11)呈半球狀。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，所述固定件(11)內(nèi)壁固接有可控旋轉(zhuǎn)軸(13)，可控旋轉(zhuǎn)軸(13)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于蒸汽冷凝器(5)上。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，所述導(dǎo)光體(3)是光纖。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，所述導(dǎo)光體(3)是導(dǎo)光管。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，所述引流槽(91)上開(kāi)設(shè)有出水孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，蒸汽冷凝器(5)呈漏斗形狀。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，其特征是，導(dǎo)水槽(6)固接于蒸汽冷凝器(5)底部。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種仿生花朵的無(wú)跟蹤自聚光海水淡化裝置，包括聚光器固定機(jī)構(gòu)、聚光器、導(dǎo)光體、匯光器、蒸汽冷凝器、導(dǎo)水槽、吸光體、支撐外殼、海水容器、引流槽以及淡水容器，聚光器和聚光器固定機(jī)構(gòu)固接，導(dǎo)光體固接于聚光器上，導(dǎo)光體依次穿過(guò)聚光器固定機(jī)構(gòu)和蒸汽冷凝器，導(dǎo)光體和匯光器固接，蒸汽冷凝器和聚光器固定機(jī)構(gòu)連接，導(dǎo)水槽和匯光器均固接于蒸汽冷凝器上，蒸汽冷凝器固接于支撐外殼上，海水容器固接于支撐外殼內(nèi)，淡水容器鑲嵌于支撐外殼和海水容器之間，引流槽傾斜設(shè)置于支撐外殼和海水容器之間，吸光體放置于海水容器內(nèi)。本發(fā)明能夠提高太陽(yáng)能利用效率、且成本低不需要額外電能驅(qū)動(dòng)。外電能驅(qū)動(dòng)。外電能驅(qū)動(dòng)。
