專利名稱：太陽能蒸餾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過施加太陽能從液體供應(yīng)流生產(chǎn)期望冷凝物(濃縮物或冷凝 液，condensate)的太陽能蒸餾器(太陽能蒸發(fā)器，solar still)的改進。典型地，但并不 排他地，所期望的冷凝物可以是從鹽水、含鹽或其它載有污染物的供應(yīng)流產(chǎn)生的干凈或 新鮮水。冷凝物也可以是從含醇供應(yīng)流蒸發(fā)，其被冷凝并從太陽能蒸發(fā)器單獨地移出的 醇，如乙醇。在混合裝置(混雜布置，hybrid arrangement)中，根據(jù)本發(fā)明的蒸餾器能夠利
用，例如來自工業(yè)或地?zé)釕?yīng)用的熱水供應(yīng)源進行操作，其中該蒸餾器能夠利用最低的或 不使用太陽能進行操作。
背景技術(shù)：
本說明書將描述本發(fā)明主要關(guān)于生產(chǎn)干凈或新鮮水供應(yīng)作為所產(chǎn)生的冷凝物方 面的內(nèi)容，但是應(yīng)該理解到，其它應(yīng)用也是可能的。對于各種各樣的目的，包括提供飲 水，以及用于在通常與使用自廉水相關(guān)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中沒有鹽積累情況下灌溉莊稼，提供 足夠干凈或新鮮的水的能力對于地球越來越成為問題。這對于相對干燥和荒蕪地區(qū)如澳 大利亞的情形尤其如此，但對于世界上的許多其它地區(qū)也是一個問題。太陽能蒸餾器 是已知的，其中其它方面不可用的水如自廉水、海水，或污染水源如來自礦井或工業(yè)的 水，能夠通過暴露于太陽而進行加熱，冷凝為干凈新鮮水并收集用于后續(xù)使用。然而， 對于太陽能蒸餾器存在許多提議，一般它們的特征都在于生產(chǎn)和使用相對于生產(chǎn)的干凈 新鮮水的量是成本高昂的。目前使用的太陽能蒸餾器是用于特定的應(yīng)用，其中干凈新鮮 水生產(chǎn)的成本不是主要問題，例如生存應(yīng)用。以商標(biāo)名SUNSURE可獲得的一種已知太陽能蒸餾器模塊包括一個基本上氣密 性的面板結(jié)構(gòu)，適于以傾斜模式支撐以接收對上部玻璃壁施加的太陽能。塑料塔盤元件 (盤形構(gòu)件，traymember)位于玻璃壁之下并限定了一個小池或儲器(reservoir)的陣列， 由此待處理的鹽水或類似液體能夠位于其中從而經(jīng)受通過上部壁透射的太陽能。產(chǎn)生的 水蒸汽在玻璃壁下側(cè)上冷凝并被收集以從該模塊排放。其它對于太陽能蒸餾器裝置構(gòu)造的提議的一些實例可以參見美國專利 Νο.7008515、美國公開 No.2003/0033805、WO 91/14487、UK 2345002、DE 19704046、 DE 10044344和WO 2008/043141。這些現(xiàn)有專利公開的承認(rèn)不應(yīng)該當(dāng)作是承認(rèn)這些公開 內(nèi)容是太陽能蒸餾器工業(yè)中的公知常識。對于合理的較大規(guī)模清潔新鮮水生產(chǎn)，盡管采 用相對免費的能源，但是太陽能蒸餾器通常仍然是十分昂貴的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的太陽能蒸餾器模塊，其為一種更簡單的構(gòu)造并 且在由液體進料液流生產(chǎn)干凈冷凝物，尤其是但不排他地用于從污染的、含鹽的或鹽水 供應(yīng)源生產(chǎn)干凈水中也是有效的。簡單的構(gòu)造旨在實現(xiàn)包括一個或多個這樣的太陽能蒸餾器模塊的裝置(安裝，installation)的投資成本更低。因此，本發(fā)明可以提供一種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，該處理室包括位 于所述處理室的上末端(upper extremity)下方(之下，below)的處理元件、向所述處理 元件的第一區(qū)域的上端(upperend)供應(yīng)處理液體的處理液體供應(yīng)裝置，該第一區(qū)域在使 用中具有至少一個傾斜的朝上表面(upwardly facing surface)以促進所述處理液體以一個 或多個液流在所述處理元件的所述第一區(qū)域上重力作用地向下流動，所述第一區(qū)域的所 述朝上表面或多個朝上表面相對于所述處理液體是親水性的，由此處理液體在所述第一 區(qū)域的所述朝上表面或多個朝上表面上鋪展成薄膜，所述第一區(qū)域進一步包括至少部分 地覆蓋這個或每一個所述朝上表面或多個朝上表面的至少一個多孔材料層，所述處理室 具有位于處理元件的所述第一區(qū)域上方(之上，above)的上部太陽能透射壁(upper solar energytransmission wall)，能夠?qū)⑻柲苤辽偈┘又撂幚碓乃龅谝粎^(qū)域，從而在所 述第一區(qū)域上至少部分地蒸發(fā)所述處理液體的(一個)組分，所述蒸發(fā)的組分在所述上部 太陽能透射壁的內(nèi)表面上至少部分地冷凝而形成冷凝物，所述冷凝物從那里(therefrom) 通過從所述處理室引出的冷凝物收集和排放裝置在一個下部位置或多個下部位置處被收 集。優(yōu)選地，所述第一區(qū)域的該朝上表面或多個表面是導(dǎo)熱性的和/或能夠反射太 陽能。方便地，所述第一區(qū)域的該朝上表面或多個朝上表面是導(dǎo)熱性的。優(yōu)選地，處 理面板元件是一個預(yù)制(preformed)薄板金屬元件，其具有形成所述第一區(qū)域的第一傾 斜壁。方便地，該預(yù)制薄板金屬元件具有薄壁結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，薄板金屬元件是鋁或鋁 合金，或者是銅或銅合金。在一個可能的替換方式中，薄板金屬元件可以是不銹鋼材 料。優(yōu)選地，預(yù)制薄板金屬元件是由薄壁(化)金屬箔材料壓制而成的。在一個優(yōu)選 的實施方式中，薄板金屬元件是塔盤元件，其至少具有直立側(cè)壁和連接這些側(cè)壁的下端 (Iowerend)的下部直立壁(lower upstanding wall)。在另一個優(yōu)選布置(裝置或設(shè)計， arrangement)中，可以將一個層粘結(jié)至第一區(qū)域的朝上表面或多個朝上表面，該層具有其 上形成的朝上親水性表面。在一個優(yōu)選的布置中，構(gòu)成處理面板元件的塔盤元件可以被支撐在具有兩個相 對側(cè)臂和兩個相對端臂的矩形周邊框架(perimeterframe)上。方便地，塔盤元件可以具有 長度約3m而寬度約1 2m的尺寸。使用中，塔盤元件可以被支撐為較長側(cè)邊以10 55°，優(yōu)選約30°的角度傾斜。在一個優(yōu)選的實施方式中，多孔材料層是處理液體吸收性或親水性的材料，其 可以是紡織或非紡織的材料。方便地，當(dāng)從蒸餾器模塊生產(chǎn)干凈水時，多孔材料層具有 不超過200gm/m2，優(yōu)選在10 SOgm/m2的重量/面積。合適的材料包括但不限于天然 纖維材料如羊毛、丙烯、聚酯以及聚酯摻混材料，包括聚酯與人造纖維的摻混物。期望 的是材料是親水性的，即將會吸收處理液體。如果可能，纖維材料也應(yīng)該是UV穩(wěn)定的以 提供更有效的使用期。如果期望多孔材料捕獲和保留可能從處理液體沉淀出來的材料， 則多孔材料層可以比以上所述的重量/面積更重或更厚。氈制材料如丙烯酸樹脂氈制材 料可以用于這樣的應(yīng)用。在另一優(yōu)選的實施方式中，上部太陽能透射壁可以包括光亮(clear)或高度透明 (translucent)的相對于其中形成的冷凝物是親水性的內(nèi)表面。這使得冷凝物能夠形成為薄膜并且在該表面上在重力加載下易于向下流動，從而在一個下部收集位置或多個位置 處被收集。已發(fā)現(xiàn)該內(nèi)表面上的冷凝物的液膜凈化該表面并且改進太陽能由此通過已被 施加至處理元件上的處理液體，同時沒有不利地影響該內(nèi)表面上的冷凝物的向下流動。 方便地，該親水性表面通過機械方式如酸蝕形成柔性薄板的聚合物材料內(nèi)表面或通過向 內(nèi)表面施加涂層或?qū)尤缪趸飳樱奖愕厥茄趸?、氧化鈦或氧化鋁而形成。在一種可 替換的布置中，聚合物薄板材料或其內(nèi)表面可以是疏水性的。這允許冷凝物在內(nèi)表面上 成珠以及在其上向下流動，然而，所實現(xiàn)的性能顯著地低于通過具有親水性內(nèi)表面所實 現(xiàn)的性能。如果使用疏水性表面，則可以采用氟化聚合物材料涂層或?qū)?，如聚四氟乙?(PTFE)。在一個特別優(yōu)選的實施方式中，上部太陽能透射壁可以由預(yù)制柔性聚合物材料 的第一薄板形成。方便地，該聚合物材料是能夠通過施加熱而形成的材料。聚合物材料 可以是聚碳酸酯、聚酯、PET、聚丙烯、聚乙烯、丙烯酸樹脂或乙酰樹脂(乙?；芰希?acetyl)。優(yōu)選地，聚合物材料包括UV穩(wěn)定的材料以最小化由于太陽光暴露產(chǎn)生的任何 退化。這樣的聚合物材料能夠構(gòu)建成薄壁柔性薄板材料，其在使用中足夠耐用而承受太 陽能蒸餾器模塊可能忍受的正常磨蝕和撕扯。玻璃薄板也是可能的，但是可能是一種更 昂貴的選擇。期望地，太陽能透射壁具有可以是柔性的但并不是完全恢復(fù)原狀或彈性的 薄壁結(jié)構(gòu)。形成上部太陽能透射壁的聚合物材料是光亮或高度透明的以允許太陽能由此 通過。太陽能蒸餾器模塊可以進一步包括至少一個隔離元件(spacerelement)，當(dāng)使用 時，能夠使柔性預(yù)制薄壁化聚合物材料薄板元件在處理元件的第一區(qū)域上方隔離地定 位。這樣的間隔確保處理元件上的處理液體和在薄壁化聚合物薄板材料上形成的冷凝物 之間的實際分離。這種間隔也使得能夠在處理元件上方對流空氣/蒸汽流向上流動以及 沿著處理元件的后表面向下流動。該隔離元件或多個隔離元件可以與處理面板元件整 體形成或可以單獨地形成并定位在其上方。處理室可以包括與液體處理元件的下末端 (lower extremity)隔開的下壁，下壁由預(yù)制薄壁化柔性聚合物材料的第二薄板形成。下 壁可以由與上部太陽能透射壁類似的材料制成，盡管下壁當(dāng)然不需要是光亮或高度透明 的。形成處理室的上壁和下壁可以沿著周邊邊緣固定在一起以包圍處理元件。上壁和下 壁靠近處理元件布置但與處理元件間隔開。隔離元件也可以提供在處理元件的上或下邊 緣處或附近，以確保形成太陽能蒸餾器模塊的外部封套的上壁和下壁之間的隔離。這樣 的附加隔離元件可以與處理元件的上和下端嚙合以便在太陽能蒸餾器模塊運行期間保持 前面的冷凝物和處理液體之間的隔離以及使得在處理元件周圍對流空氣/蒸汽流動。方 便地，這種間隔在10 40mm的范圍。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，該處理室包 括位于處理室的上末端處或(上末端)上方的由聚合物薄板材料形成的上部太陽能透射 壁，所述太陽能透射壁至少在用于將太陽能透射到所述處理室中的第一區(qū)域中是光亮或 高度透明的，所述太陽能透射壁提供一個親水性內(nèi)表面，其上蒸發(fā)的組分冷凝而形成冷 凝物。方便地，所述第一區(qū)域的內(nèi)表面可以通過包括酸蝕聚合物薄板材料內(nèi)表面的機械 方式形成?？商鎿Q地，第一區(qū)域的內(nèi)表面可以通過親水性材料涂層或?qū)尤绨ㄑ趸琛?氧化鈦或氧化鋁的氧化物形成。然而，這些材料在使用中與其上的冷凝物液膜應(yīng)該都是 光亮或高度透明的。
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根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，該處理室包 括位于所述處理室的上末端下方(below)的處理元件，將處理液體供應(yīng)至至少所述處理 元件的第一區(qū)域的上端的處理液體供應(yīng)裝置(treatment liquid supply means)，所述處理 元件的所述第一區(qū)域由薄金屬薄板形成，由此通過所述處理液體供應(yīng)裝置遞送的所述處 理液體在所述第一區(qū)域上以一個薄處理液體膜流或多個膜流進行分布(排布或配置， dispose),從而在其上重力作用地向下流動，所述處理室具有位于所述處理元件的所述第 一區(qū)域上方的上部太陽能透射壁，能夠?qū)⑻柲苤辽偈┘又了龅谝粎^(qū)域，以蒸發(fā)所述 處理液體的組分的至少一部分，所述蒸發(fā)的組分在所述上部太陽能透射壁的內(nèi)表面上至 少部分地被冷凝從而在其上形成冷凝物，所述處理室的所述上部太陽能透射壁由預(yù)制聚 合物材料的第一薄板形成，在使用中所述上部太陽能透射壁與相對于所述冷凝物是親水 性的內(nèi)表面是光亮的或高度透明的，由此其上形成的冷凝物鋪展成液膜而在其上向下流 動至用于收集的所述下部位置或多個下部位置。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，該處理室包 括位于所述處理室的上末端下方的處理元件，將處理液體至少供應(yīng)至所述處理元件的第 一區(qū)域的上端的處理液體供應(yīng)裝置，處理元件的第一區(qū)域由薄金屬薄板材料形成，由此 通過所述處理液體供應(yīng)裝置遞送的處理液體在所述第一區(qū)域上以薄處理液體膜流或多個 膜流進行分布，所述處理室具有位于處理元件的第一區(qū)域上方的上部太陽能透射壁，能 夠?qū)⑻柲苤辽偈┘又撂幚碓乃龅谝粎^(qū)域從而蒸發(fā)所述處理液體的組分的至少一 部分，所述蒸發(fā)的組分在所述上部太陽能透射壁的內(nèi)表面上至少部分地冷凝而形成冷凝 物，其從那里通過從所述處理室引出的冷凝物收集和排放裝置在下部位置或多個下部位 置處被收集，所述處理室由聚合物薄板材料的第一上部元件(first upper member)以及由 聚合物薄板材料的第二下部元件(second lower member)形成，所述第一上部元件和所述 第二下部元件的至少一些邊緣區(qū)域具有從那里橫向地(側(cè)向地，laterally)并沿著所述邊沿 區(qū)域延伸的隆起結(jié)構(gòu)(脊形構(gòu)造，ridge formation)，所述太陽能蒸餾器模塊進一步包括至 少一個其內(nèi)具有縱向形成的狹縫的管狀固位元件(tubular retainermember)，所述固位元件 嚙合于所述第一上部元件和所述第二下部元件的所述邊緣區(qū)域上方(over)，由此將所述 隆起結(jié)構(gòu)保持在所述管狀固位元件中。方便地，第一元件沿著一個所述邊緣區(qū)域整體地 結(jié)合至所述第二下部元件。優(yōu)選地，所述管狀固位元件沿著第一上部元件和第二下部元 件的下部邊緣區(qū)域定位，所述固位元件提供基本上封閉的內(nèi)部區(qū)域以從至少形成所述太 陽能透射壁的上部第一上部元件的所述內(nèi)表面收集所述冷凝物。優(yōu)選地，沿著所述下部 邊緣區(qū)域定位的管狀固位元件朝著太陽能蒸餾器模塊的一側(cè)向下傾斜。這允許在固位元 件內(nèi)收集的冷凝物朝所述一側(cè)流動，以從太陽能蒸餾器模塊排出。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，該處理室包 括位于所述處理室的上末端下方的處理元件，將處理液體供應(yīng)至至少所述處理元件的第 一區(qū)域的上端的處理液體供應(yīng)裝置，由此通過所述處理液體供應(yīng)裝置遞送的處理液體在 第一區(qū)域上以薄處理液體膜流或多個膜流進行分布從而在其上重力作用地向下流動，所 述處理室具有位于處理元件的第一區(qū)域上方的上部太陽能透射壁，能夠?qū)⑻柲苤辽偈?加至處理元件的所述第一區(qū)域以蒸發(fā)所述處理液體的組分的至少一部分，所述蒸發(fā)的組 分在所述上部太陽能透射壁的內(nèi)表面上至少部分地冷凝而形成冷凝物，其從那里通過從所述處理室引出的冷凝物收集和排放裝置在下部位置或多個位置處被收集，所述處理室 的所述上部太陽能透射壁由具有相對于所述冷凝物是親水性的內(nèi)表面的光亮或高度透明 聚合材料層形成，所述水處理元件由薄金屬材料形成為具有構(gòu)成所述第一區(qū)域的塔盤基 底(tray base)，周壁(perimeter wall)從所述塔盤基底沿著所述塔盤基底的至少側(cè)部邊緣和 下部邊緣向上延伸，以及向外延伸法蘭從所述周壁的上部區(qū)域延伸，所述法蘭被支撐在 支撐框架上。方便地，處理元件的第一區(qū)域具有至少一個朝上的親水性表面。優(yōu)選地， 該親水性表面在所述第一區(qū)域上由氧化物層形成。優(yōu)選地，處理元件包括預(yù)制的鋁或鋁 合金金屬箔塔盤元件，并且所述氧化物層是氧化鋁層。在一種可替換方式中，處理元件 可以由不銹鋼制成。優(yōu)選地，至少一個隆起結(jié)構(gòu)沿著處理元件的第一區(qū)域延伸，將所述第一區(qū)域分 成至少兩個分開的通道，其中處理液體能夠沿該通道流動。這個或前述隆起結(jié)構(gòu)中的至 少一個可以嚙合上部太陽能透射壁的內(nèi)表面。方便地，處理液體供應(yīng)裝置可以包括位于 處理元件第一區(qū)域的上端處或鄰近其的處理液體儲器(treatmentreservoir)，提供管芯材料 以將所述處理液體從處理液體儲器轉(zhuǎn)移至處理元件的所述第一區(qū)域的上端，從而在其上 重力作用地向下流動。優(yōu)選地，一個薄多孔層或多個薄多孔層至少部分地覆蓋所述第一 區(qū)域。該薄多孔層或多個薄多孔層也可以起到管芯材料的作用。處理室可以由構(gòu)成太陽 能透射壁的第一上壁、以及第二下壁限定，所述第一上壁和所述第二下壁中的每一個基 本上與所述處理元件間隔開。結(jié)合施加太陽能或沒有施加太陽能，有可能利用加熱的水，例如來自工業(yè)的、 采礦的或地?zé)釕?yīng)用的水。根據(jù)這樣的一方面，本發(fā)明提供一種蒸餾器模塊，在使用中相 對于垂直(方向)傾斜，具有由柔性聚合物薄板材料的第一上壁和柔性聚合物薄板材料 的第二下壁限定的處理室，位于所述處理室內(nèi)的處理元件在所述第一上壁下方且在所述 第二下壁上方間隔開，由此在所述處理元件上方和下方形成對流熱流空間，所述處理元 件是由薄金屬材料形成為具有構(gòu)成處理元件的第一區(qū)域的塔盤基底的塔盤，所述第一區(qū) 域具有相對于供應(yīng)至其的處理液體是親水性的一個朝上表面或多個朝上表面，用于將處 于預(yù)熱條件的所述處理液體供應(yīng)至處理元件的所述第一區(qū)域的至少一個上端區(qū)(upper end zone)的液體供應(yīng)裝置，由此處理液體在所述第一區(qū)域上以在其上重力作用地向下流動的 薄處理液流或多個液流進行分布，所述第一區(qū)域的所述朝上表面或多個朝上表面至少部 分地被多孔的(優(yōu)選吸收性的)材料層覆蓋，在所述第一區(qū)域上所述預(yù)熱的處理液體的組 分至少部分地蒸發(fā)并冷凝，從而在蒸餾器模塊所述第一上壁的朝內(nèi)表面(inwardly facing surface)上形成冷凝物，所述第一朝內(nèi)表面具有相對于所述冷凝物的親水性表面，由此冷 凝物在其上向下流動以被收集并從所述蒸餾器模塊排出。方便地，蒸餾器模塊可以能夠 組合進行操作，由此太陽能也施加至第一上壁，第一上壁是光亮的或高度透明的以允許 太陽能進入處理室。本文中所描述的其它特征或方面可以等同地應(yīng)用于這種混雜型的蒸 餾器模塊。在上述蒸餾器模塊中利用的處理液體可以是鹽水如海水、鉆井水或自廉水，或 受不期望材料或物質(zhì)包括，例如在工業(yè)、采礦或其它應(yīng)用中產(chǎn)生的例如藻類污染的水。 利用這樣的處理液體形成的冷凝物可以是干凈水。雖然新鮮或干凈水的生成是如本文中 公開的蒸餾器的一個主要應(yīng)用，但是其它應(yīng)用可以包括從液體進料源分離醇如乙醇，其
10中醇通過蒸發(fā)進行分離并形成收集的冷凝物。在大多數(shù)應(yīng)用中，本文中描述的多個太陽 能蒸餾器模塊可以在一個裝置中使用，其中在通過一個太陽能蒸餾器模塊之后剩余的任 何處理液體可以作為向下游太陽能蒸餾器模塊輸入的至少一部分加以利用。在其中進料 處理液體是鹽水或含鹽的水如海水的其它應(yīng)用中，太陽能蒸餾器模塊也可以用于濃縮在 所處理的進料液體中的鹽水平，從而最終從其生產(chǎn)鹽。向處理元件供應(yīng)處理液體的控制，可以經(jīng)由進料至蒸餾器模塊的處理液體進料 管道中的開/關(guān)閥，其響應(yīng)于太陽輻射傳感器、傳感處理元件的溫度的溫度傳感器或傳 感處理元件的濕度的傳感器而被控制。期望維持向處理元件穩(wěn)定供應(yīng)處理液體，同時沒 有到達(dá)處理元件下部水平而不得不由此排出的過量液流。優(yōu)選的實施方式下文中將參照附圖進行描述。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個第一優(yōu)選實施方式構(gòu)建的太陽能蒸餾器模塊的透視 圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個第二優(yōu)選實施方式構(gòu)建的太陽能蒸餾器模塊的透視 圖；圖3是沿著圖1的線III-III的剖視圖，但包括進一步優(yōu)選的變形；圖4是示出了對于圖1和圖2中所示的太陽能蒸餾器模塊外層封套的上下外部薄 板元件的邊緣區(qū)域的一種可替換連接布置的部分剖視圖；圖5是類似于沿著圖2的線V-V截取的類似于圖3的剖視圖；圖6和6a是沿圖2的線VI-VI的部分剖視圖，示出了兩種可替換的布置；和圖7和7a是沿圖2的線VII-VII的部分剖視圖，示出了對于向太陽能蒸餾器模塊 的進料處理液體的可能的可替換布置。
具體實施例方式參照圖1和2，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的太陽能蒸餾器模塊10具有大體上 矩形的周邊支撐框架11，該支撐框架11具有較長側(cè)邊緣元件12、13和較短端邊緣元件 14、15。使用中，支撐框架11由前支腳16和后支腳17支撐，以使支撐框架11以及由 此太陽能蒸餾器模塊10以相對于水平的傾斜角度被支撐。也可以采用任何其它形式的支 撐結(jié)構(gòu)。方便地，周邊支撐框架11由電鍍金屬管材或管子形成，但是也可以采用任何其 它形式的細(xì)長支撐框架材料。使用中，傾斜的角度為10 50°，優(yōu)選約30°。以塔盤80形式的處理面板元件(treatment panel member) 18，其具有基底壁(base wall) 19、直立周壁20和上部向外延伸法蘭21，提供有被支撐在周邊支撐框架11上的法 蘭21。處理面板元件18，通過將鋁或鋁合金箔或薄板材料壓制成具有如下文所描述的在 使用中足以自支撐的厚度的所期望形狀和構(gòu)造而方便地形成。處理面板元件18的塔盤80 優(yōu)選由導(dǎo)熱性材料制成，并且也可以使用其它金屬，包括銅和銅合金或不銹鋼。當(dāng)然， 也可以使用其它非金屬材料，然而，大多數(shù)金屬將提供從基底壁19朝上的熱輻射反射表 處理面板元件18的基底壁19可以提供一個朝上的平整表面或如圖1中所示的，多個朝上平整表面25由沿著基底壁19縱向延伸的加強肋22、23和24劃分開。加強肋 22、23和24可以永久地形成在基底壁19的壁厚度中。表面25中的每一個可以經(jīng)過處理 以在該表面上提供親水性液體流。這可以經(jīng)由直接處理該表面或通過施加在其上形成的 具有這樣的表面的光亮或透明涂層?？梢蕴峁┰谄浔砻嫔纤嵛g或用氧化硅、氧化鋁、氧 化鈦或另一合適材料涂覆的聚合物材料的光亮或透明層，以覆蓋朝上表面或多個朝上表 面25從而在其上提供親水性表面。還認(rèn)識到，在鋁表面上形成的氧化鋁在朝上表面25 上自然地形成親水性表面25。親水性表面允許表面25中的液流以薄液膜鋪展開，與結(jié)珠 成滴或液流狀流動相反，已發(fā)現(xiàn)這實質(zhì)性地改進了太陽熱能向液體的傳遞并由此改進了 期望組分從該液體的蒸發(fā)。位于處理面板元件18的上端26處的是用于將處理液體遞送到處理面板元件18 的上端26的遞送裝置27 (delivery arrangement)。在如圖1和2中舉例說明的優(yōu)選實施方 式中，遞送裝置27包括集管28，該集管28沿著其長度具有多個間隔開的排放開口 29。 排放開口 29方便地是在集管28中形成并在外周(或豎立)方向上延伸的狹縫。集管28 方便地由能夠耐受在蒸餾模塊10內(nèi)經(jīng)歷的溫度的材料制成。方便地，可以使用金屬管， 但是也可以使用其它合適的耐高溫材料。遞送管30將處理液體從外部來源(未示出)進 料至集管28。排放開口 29將處理液體遞送至橫跨處理面板元件18的基底壁19的間隔開 的位置，并且具體地在如圖1中舉例說明的實施方式中的表面25。盡管附圖僅顯示了在 表面25上端處的一個上部集管28，但是在沿著表面25的中間位置提供多個供應(yīng)裝置也是 可能的。在每一個表面25上，多孔材料層31基本上橫跨表面25延伸并且基本上沿著表 面25從太陽能蒸餾器模塊10的上端26延伸至下端30、32。在另一可能的實施方式中可 以提供覆蓋基底壁19的整個上表面的單個多孔材料層31。處理液體流在多孔材料層31 上流動和通過，從而以薄膜流橫跨基底壁表面25鋪展。如下文描述的太陽能加熱這種薄 膜流，并且期望的組分被蒸發(fā)而作為蒸汽向上通過多孔層31或從其穿過。多孔層31可 以是紡織或非紡織材料，并且可以是吸收性或親水性的。合適的材料包括聚丙烯、聚酯 和聚酯摻混材料，例如聚酯和人造纖維的摻混物。這些材料在可能情況下應(yīng)該是UV穩(wěn)定 的以改進其在使用中的壽命。也可以使用天然纖維(包括羊毛)，如以羊毛氈制材料的形 式。優(yōu)選地，所述層或多個層31的材料對于處理液體是吸收性的，并且具有低于200gm/ m2，并優(yōu)選在10 SOgm/m2的重量。該多孔材料層或多個層31可以是織物材料或成網(wǎng) 狀材料(netting material)，并且該層或每個層31可以在至少一個位置出固定至在下方的處 理面板元件18。連接可以經(jīng)由Velcra緊固裝置或其它合適的可拆卸裝置，以使該材料層 或多個層31能夠按照需要隨時替換。在處理液體中的材料也可以沉降出來并保留在該多 孔材料層或多個層31中。如果這些材料具有價值，則在使用之后，該多個層31能夠經(jīng) 過處理而回收這些材料。這可以包括例如貴重礦物、金屬包括金、以及其它物質(zhì)。到達(dá)太陽能蒸餾器10下端32的任何處理液體能夠被收集并通過位于處理面板元 件18中的排出口 33合適地排出。從排出口 33引出的合適排出管(未示出)，可以提供 用于引導(dǎo)通過蒸餾器模塊的下部薄板，從而將該液體引導(dǎo)至收集點或再循環(huán)以再引入到 其中或另一太陽能蒸餾器模塊。太陽能蒸餾器模塊10的外部封套34優(yōu)選由光亮或高度透明的柔性或半剛性塑料 材料的上薄板35以及柔性塑料材料的下薄板36形成。上和下薄板35、36的塑料材料可以是半剛性的、通常不是恢復(fù)原狀或彈性的，但是在使用中是耐久的和耐磨的。優(yōu)選 地，它也是抗沖擊的。合適的材料包括PET塑料薄板材料、聚碳酸酯薄片材、聚丙烯、 聚乙烯、丙烯酸樹脂、乙酰樹脂或類似的聚合物薄板材料。優(yōu)選該材料通過熱成型或類 似方式能夠被預(yù)制成期望形狀，從而形成如下文更詳細(xì)描述的能夠與柔性緊固裝置一起 使用的協(xié)同操作的上和下塔盤或邊緣結(jié)構(gòu)。優(yōu)選至少塑料材料的上薄板35的材料對預(yù) 計形成的冷凝物表現(xiàn)出親水性特性，或至少塑料材料的上薄板35的內(nèi)表面表現(xiàn)出這樣的 親水性特性。這可以通過將這樣的親水性層層壓至塑料材料的薄板35的內(nèi)表面上而實 現(xiàn)。這樣的材料可以是氧化物材料，如氧化硅、氧化鈦、氧化鋁，或表現(xiàn)出合適親水性 特性的類似材料。內(nèi)表面層可以單獨地形成并通過光亮或高度透明的粘合劑粘附于內(nèi)表 面上，或它可以通過共擠出或任何其它技術(shù)(包括涂覆技術(shù))層壓至上薄板材料35的基 底材料上?？商鎿Q地，上薄板元件35的整個材料可以由表現(xiàn)出親水性特性的材料形成。 在另一種可能方式中，親水性表面可以通過酸蝕基底層聚合物材料而形成。使用中，當(dāng) 在親水性表面上形成冷凝物時，其形成液膜而鋪展在該表面上并在其上向下流動。在這 種情況下，上壁凈化而改進其太陽能傳輸質(zhì)量。下薄板元件36可以類似構(gòu)建，但是下薄 板元件36不需要是光亮或高度透明的，盡管如果需要時它可以是。至少提供是親水性的 上薄板元件35的內(nèi)表面37，允許其上形成的冷凝物更快地流到下部收集點(如下文所述 的)，同時鋪展開成薄液膜，由此也最小化了冷凝物對進入太陽能蒸餾器模塊10的太陽 能構(gòu)成的可能障礙。下薄板元件36也可以期望地具有親水性或疏水性內(nèi)表面38(至少)， 因為如以下更詳細(xì)描述的，一些冷凝物也可能在該表面38上形成并流到收集位置，然 而，通過這種壁的太陽能透射利用所述模塊的性能，并不是一個相關(guān)問題。
如圖1中所示，可以提供至少一個隔離元件(spacer member)40，優(yōu)選地在縱向 方向上延伸以保持上薄板元件35的內(nèi)表面37在處理面板元件18的基底壁19上方間隔 開。期望地，內(nèi)表面37，至少近似地，在基底壁19上方保持相對均勻的距離，其中這個 距離相對較小以最小化太陽能蒸餾器模塊10中的體積。隔離元件40可以是絲、桿或類 似網(wǎng)狀材料或相對光亮/透明塑料材料，其對引向處理面板元件18的該表面或多個表面 25的太陽能提供最小的障礙。圖2舉例說明了一種可能的優(yōu)選可替換方式，其中隔離元 件40用從處理面板元件18的基底壁19壓制或輥軋形成的延長法蘭元件41代替，其縱向 延伸并維持上薄板元件35的內(nèi)表面81與底壁表面25間隔開(參見圖5)。一個或多個隔 離元件42可以提供在處理面板元件18的基底壁19的后表面43和下薄板元件36的內(nèi)表 面82之間。該隔離元件或多個隔離元件42可以縱向或橫向地延伸，并且可以通過可膨 脹元件或通過網(wǎng)狀材料或類似材料構(gòu)造以允許氣體或蒸氣在蒸餾器模塊內(nèi)循環(huán)，在下薄 板元件36和基底壁19的后表面43之間形成的空間內(nèi)。該后部隔離元件或多個隔離元件 42也應(yīng)該構(gòu)造成最小化在下薄板元件36的內(nèi)表面82上的冷凝物流動的障礙，因為一些 冷凝物也形成于其上并向下流到冷凝物收集區(qū)。在一些應(yīng)用中，該后部隔離元件或多個 隔離元件42也可以省去，其中重力確保在下薄板元件36和處理面板元件18之間所需的 間隔。處理室85由此形成在上和下薄板元件35、36的內(nèi)表面81、82之間，其中上部區(qū) 域86在處理元件18上方而下部區(qū)域87在處理元件18下方。隔離元件(未示出)可以 位于處理面板元件18的上端和下端處以確保對流循環(huán)空間形成在處理面板元件18上方、 下方和周圍。對流流動在使用中在處理面板元件18上方向上地并在處理面板元件18下
13方向下地出現(xiàn)。如圖3和5所示，上和下薄板元件35、36可以預(yù)制成塔盤或殼狀元件，其中它 們的周邊邊緣區(qū)域44、45相互嚙合并由膠帶46或任何其它合適裝置包括夾子固定。盡 管太陽能蒸餾器10應(yīng)該提供很大程度上封閉的內(nèi)部環(huán)境，但是內(nèi)部空間完全是氣密性的 并不是必須的。盡管圖3和5示出了作為塔盤或殼狀的薄板元件35、36，但是等同地可 以具有一個或另一個形成為平板元件。圖4舉例說明了在上和下薄板元件35、36的相鄰 邊緣區(qū)域之間的優(yōu)選連接的另一種形式。在這種構(gòu)造中，每一個邊緣區(qū)域47、48具有在 使用中布置成相互面對的半圓形邊緣區(qū)域隆起結(jié)構(gòu)49、50。然后具有其內(nèi)形成的縱向狹 縫52的圓形固位管(retainertube) 51在相對邊緣結(jié)構(gòu)49、50上滑動，使得它們隨后被防止 相對于固位管51側(cè)向或橫向地發(fā)生移動。如圖1和2看到的，太陽能蒸餾器模塊10的 相對側(cè)邊緣以及上和下端邊緣中的每一個可以通過固位管51固定。如果太陽能蒸餾器模 塊10的內(nèi)部區(qū)域需要以任何方式使用，則將一個或多個固位管51滑出該裝置從而允許進 入太陽能蒸餾器模塊10的內(nèi)部區(qū)域?qū)⑹且粋€很輕松的過程。所附附圖的圖6在部分剖視圖中示出了用于在太陽能蒸餾器模塊10的下端32處 收集冷凝物53的一個優(yōu)選構(gòu)造。上和下薄板元件35、36的下端通過類似于圖3中所示 的緊固裝置而連接在一起。在這種情況下，縱向狹縫52具有一定寬度，其允許在上薄板 元件35內(nèi)表面81上形成的冷凝物53可以通過重力作用在內(nèi)表面81上向下流動并進入由 邊緣區(qū)域結(jié)構(gòu)49、50以及固位管51限定的內(nèi)部區(qū)域57中。在下薄板元件36的內(nèi)表面 82上形成的任何冷凝物53也在重力作用下向下流動并進入空間57中。如在圖1和2中 所看到的，下部固位管51可以向下地朝一側(cè)傾斜，以使其中收集的冷凝物能夠在重力作 用下流向該側(cè)，并經(jīng)由冷凝物管道54排出。當(dāng)冷凝物53是干凈水時，可以期望的是還 提供用于收集降落在如圖6a所示的上薄板元件35外表面55上的雨水59的裝置。在這樣 的布置中，降落在外表面55上的雨水可以在其上向下流動以被向上轉(zhuǎn)動的法蘭56截流并 由此引入到內(nèi)部區(qū)域57。如果期望，則可以沿著在管頸58和薄板元件35的外表面55之 間的固位管51的長度提供一個或多個增加寬度的區(qū)域以改進流入內(nèi)部區(qū)域57中的水流。圖7和圖7a舉例說明了優(yōu)選實施方式，其中用于處理液體的遞送裝置27可以是 延伸橫跨面板元件18的上端26的溝槽儲器(trough reservoir) 60，溝槽儲器60接收來自合 適的遞送管如圖1、2中的管30的處理液體61。隨后處理液體從溝槽儲器通過管芯材料 層62吸走(通過毛細(xì)作用)。管芯材料層62可以是多孔材料層或多個層31的延長部分 (圖7)或者它可以是如圖7a中所示的單獨層。這樣的布置使其對于處理面板元件18在 橫向上保持基本水平從而實現(xiàn)向該表面或多個表面25均勻供應(yīng)處理液體變得不太關(guān)鍵。已經(jīng)實施了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的太陽能蒸餾器模塊的測試，其中對比了 SUNSURE 現(xiàn)有太陽能蒸餾器模塊。根據(jù)本發(fā)明的三個脫鹽太陽能蒸餾器模塊安裝在澳大利亞的墨 爾本維多利亞州北部45km的房屋上，其中每一個蒸餾器模塊面向朝北方向。這些太陽能 蒸餾器模塊的標(biāo)識為A的第一個總體上是根據(jù)圖1所示的蒸餾器模塊進行構(gòu)建。分別標(biāo) 識為B和C的第二和第三個蒸餾器模塊總體上是根據(jù)圖2進行構(gòu)建的。從現(xiàn)場的罐抽出的鉆井水用作向太陽能蒸餾器模塊A、B和C的進料。地下水 預(yù)先對于總?cè)芙夤腆w(TDS)、pH和污染物進行了檢測。這些試驗的目的不是驗證水的 質(zhì)量超過整個生產(chǎn)過程中產(chǎn)品水的電導(dǎo)率的隨機檢測值。所實施的測試證實，在測試期間內(nèi)對于遞送到蒸餾器中的進料水的TDS濃度為1700ppm數(shù)量級。對生產(chǎn)的蒸餾水(冷 凝物)也進行了檢測，其中TDS濃度在1 20ppm范圍。來自太陽能蒸餾器模塊A、B 和C的廢水達(dá)到了高達(dá)2500ppm的TDS，證實了廢水流中的鹽濃度。太陽能蒸餾器在每兩天的上午9:00開始運行，其中通過蒸餾器模塊的流速調(diào)節(jié) 為大約4L/h。蒸餾的水在蒸餾器底部收集并用管道送至接收容器。該小時內(nèi)生產(chǎn)的水 的體積使用500mL量杯測定。泵在下午6:00停止并且整夜蒸發(fā)的水在啟動之前的次日凌 晨收集。為了驗證這些裝置的太陽能效率，測定每小時所接收的太陽輻射水平。 Campbell科學(xué)氣象站預(yù)先現(xiàn)場建立，也是面朝北。建立這個氣象站以每小時和每天記錄 現(xiàn)場接收的太陽輻射。另外，為了進一步驗證效率，還運行SUNSURE((標(biāo)識為)S)太陽能蒸餾器。 這種蒸餾器在每日上午9:00用水填充并允許在沒有再填充的情況下整天運行。在每個生 產(chǎn)日結(jié)束時，測定生產(chǎn)的水的體積并對比計算的效率。為了計算太陽能蒸餾器模塊的太陽能效率，這個小時期間接收的太陽輻射從氣 象站收集并用于計算能夠生產(chǎn)的水的理論極限，由以下方程表示Px = Rs/Hvap (方程 1)其中，· Pt =基于100%效率的水的理論生產(chǎn)速率(L/m2)· Rs =該小時期間接收的太陽輻射(MJ/m2)· Hvap =水的汽化熱(kJ/L)然后通過測定該小時期間生產(chǎn)的水體積除以能夠生產(chǎn)的水理論極限而計算效 率，由以下方程表示 ns = (PR/PT) xlOO (方程 2)其中，ns =太陽能效率，Pr =該小時內(nèi)生產(chǎn)的水的實際生產(chǎn)速率(L/m2)，Pt =基于100%效率的水的理論生產(chǎn)速率(L/m2)在測試的第一天，測試結(jié)果如下表1中所示表 1
裝置生產(chǎn)的水的體積(L)水的生產(chǎn)速率(L/m2)最終太陽能效率A15.105.0353.0%B16.345.4560.5%C15.475.1655.3%S1.8253.8040.0%
15
在測試的第二天，幾個生產(chǎn)小時由于云而中斷；然而，溫度升高至約35°C。下 表2列出了四種太陽能蒸餾器模塊A、B、C和S的結(jié)果。表 權(quán)利要求
1.一種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，所述處理室包括位于所述處理室的上末端 下方的處理元件、將處理液體供應(yīng)給所述處理元件的第一區(qū)域的上端的處理液體供應(yīng)裝 置，所述第一區(qū)域在使用中具有至少一個傾斜的朝上表面以促進所述處理液體在所述處 理元件的所述第一區(qū)域上以一個或多個液流重力作用地向下流動，所述第一區(qū)域的所述 朝上表面或多個朝上表面相對于所述處理液體是親水性的，由此所述處理液體在所述第 一區(qū)域的所述朝上表面或多個朝上表面上鋪展成薄膜，所述第一區(qū)域進一步包括至少一 個至少部分地覆蓋所述或每一個所述朝上表面或多個朝上表面的多孔材料層，所述處理 室具有位于所述處理元件的所述第一區(qū)域上方的上部太陽能透射壁，能夠?qū)⑻柲苤辽?施加至所述處理元件的所述第一區(qū)域，從而至少部分地蒸發(fā)在所述第一區(qū)域上的所述處 理液體的組分，所述蒸發(fā)的組分在所述上部太陽能透射壁的內(nèi)表面上被至少部分地冷凝 而形成冷凝物，所述冷凝物從那里通過從所述處理室引出的冷凝物收集和排放裝置在一 個下部位置或多個下部位置處被收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述第一區(qū)域的所述朝上表面或 多個朝上表面能夠反射太陽能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述處理元件的所 述第一區(qū)域的所述朝上表面或多個朝上表面是導(dǎo)熱性的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述多孔材料層具有200gm/m2 或更小，優(yōu)選10 80gm/m2的重量/面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述上部太陽能 透射壁包括一個朝內(nèi)的光亮或高度透明的相對于在其上形成的所述冷凝物是親水性的表 面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述上部太陽能透射壁包括預(yù)制 柔性聚合物材料的第一薄板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述預(yù)制柔性聚合物材料是聚碳 酸酯、PET、聚丙烯、聚乙烯、丙烯酸樹脂、或乙酰樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述親水性表面作為施加至所述 預(yù)制聚合物材料的朝內(nèi)表面上的單獨層或涂層形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述親水性表面通過酸蝕所述預(yù) 制柔性聚合物材料的內(nèi)表面而形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述處理元件是具有形成所 述第一區(qū)域的第一傾斜壁的預(yù)制薄板金屬元件，優(yōu)選是鋁、銅、鋁或銅的合金、或不銹 鋼。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求5所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述多孔材料層 或多個多孔材料層選自紡織或非紡織網(wǎng)狀材料、織物材料、網(wǎng)材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述或每個所述材料層或多個 材料層相對于所述處理液體是吸收性的。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能蒸餾器模塊，進一步包括至少一個能夠使所述柔性 預(yù)制聚合物材料在所述處理元件的所述第一區(qū)域上方被隔開定位的隔離元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求6 13中任一項所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述處理室包括與所述液體處理元件的下末端隔開的下壁，所述下壁由預(yù)制柔性聚合物材料的第二薄板 形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述第一和第二薄板中的至少 一個被形成為塔盤，所述第一和第二薄板沿著周邊邊緣被固定在一起，從而形成包圍所 述處理元件的所述處理室。
16.—種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，所述處理室包括位于所述處理室的上末端 處或上方的由預(yù)制聚合物薄板材料形成的上部太陽能透射壁，所述太陽能透射壁至少在 用于將太陽能透射到所述處理室中的第一區(qū)域中是光亮或高度透明的，所述太陽能透射 壁提供蒸發(fā)的組分在其上冷凝而形成冷凝物的親水性內(nèi)表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述第一區(qū)域的所述內(nèi)表面通 過酸蝕所述聚合物薄板材料的內(nèi)表面而形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述第一區(qū)域的內(nèi)表面由親水 性材料涂層或?qū)尤缪趸琛⒀趸伝蜓趸X形成。
19.一種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，所述處理室包括位于所述處理室的上末端 下方的處理元件、將處理液體至少供應(yīng)至所述處理元件的第一區(qū)域的上端的處理液體供 應(yīng)裝置，所述處理元件的第一區(qū)域由薄金屬薄板材料形成，由此通過所述處理液體供應(yīng) 裝置遞送的處理液體在所述第一區(qū)域上以一個薄處理液體膜流或多個膜流進行分布，從 而在其上重力作用地向下流動，所述處理室具有位于所述處理元件的所述第一區(qū)域上方 的上部太陽能透射壁，能夠?qū)⑻柲苤辽偈┘又了龅谝粎^(qū)域以蒸發(fā)所述處理液體的組 分的至少一部分，所述蒸發(fā)的組分在所述上部太陽能透射壁的內(nèi)表面上至少部分地冷凝 從而在其上形成冷凝物，所述處理室的所述上部太陽能透射壁由預(yù)制聚合材料的第一薄 板形成，所述上部太陽能透射壁在使用中是光亮或高度透明的并具有相對于所述冷凝物 是親水性的內(nèi)表面，由此在其上形成的所述冷凝物鋪展成薄膜而在其上向下流動至用于 收集的所述下部位置或多個下部位置。
20.—種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，所述處理室包括位于所述處理室的上末端 下方的處理元件、將處理液體至少供應(yīng)至由薄金屬薄板材料形成的所述處理元件的第一 區(qū)域的上端的處理液體供應(yīng)裝置，由此通過所述處理液體供應(yīng)裝置遞送的處理液體在所 述第一區(qū)域上以薄處理液體膜流或多個膜流進行分布，所述處理室具有位于所述處理元 件的第一區(qū)域上方的上部太陽能透射壁，能夠?qū)⑻柲苤辽偈┘又了鎏幚碓乃?第一區(qū)域以蒸發(fā)所述處理液體的組分的至少一部分，所述蒸發(fā)的組分在所述上部太陽能 透射壁的內(nèi)表面上至少部分地冷凝而形成冷凝物，所述冷凝物從那里通過從所述處理室 弓丨出的冷凝物收集和排放裝置在一個下部位置或多個位下部置處被收集，所述處理室由 聚合物薄板材料的第一上部元件以及由聚合物薄板材料的第二下部元件形成，所述第一 上部元件和所述第二下部元件的至少一些邊緣區(qū)域具有從那里橫向地并且沿著所述邊緣 區(qū)域延伸的隆起結(jié)構(gòu)，所述太陽能蒸餾器模塊進一步包括至少一個具有縱向形成的狹縫 的管狀固位元件，所述固位元件嚙合在所述第一上部元件和所述第二下部元件的所述邊 緣區(qū)域上，由此將所述隆起結(jié)構(gòu)保持在所述管狀固位元件內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述第一上部元件沿著一個所 述邊緣區(qū)域整體地結(jié)合至所述第二下部元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或權(quán)利要求21所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述固位元件 沿著所述第一上部元件和所述第二下部元件的下部所述邊緣區(qū)域定位，所述固位元件提 供基本上封閉的內(nèi)部區(qū)域以從形成所述上部太陽能透射壁的所述第一上部元件的至少所 述內(nèi)表面收集所述冷凝物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，沿著所述下部邊緣區(qū)域定位的 所述固位元件朝著所述太陽能蒸餾器模塊的一側(cè)向下傾斜。
24.—種太陽能蒸餾器模塊，具有處理室，所述處理室包括位于所述處理室的上末端 下方的處理元件、將處理液體至少供應(yīng)至所述處理元件的第一區(qū)域的上端的處理液體供 應(yīng)裝置，由此通過所述處理液體供應(yīng)裝置遞送的處理液體在所述第一區(qū)域上以薄處理液 體膜流或多個膜流進行分布，從而在其上重力作用地向下流動，所述處理室具有位于所 述處理元件的第一區(qū)域上方的上部太陽能透射壁，能夠?qū)⑻柲苤辽偈┘又了鎏幚碓?件的所述第一區(qū)域以蒸發(fā)所述處理液體的組分的至少一部分，所述蒸發(fā)的組分在所述上 部太陽能透射壁的內(nèi)表面上至少部分地冷凝而形成冷凝物，所述冷凝物從那里通過從所 述處理室引出的冷凝物收集和排放裝置在一個下部位置或多個下部位置處被收集，所述 處理室的所述上部太陽能透射壁由光亮或高度透明的聚合材料層形成并具有相對于所述 冷凝物是親水性的內(nèi)表面，所述水處理元件由薄金屬材料形成為具有構(gòu)成所述第一區(qū)域 的塔盤基底的塔盤，周壁沿著所述塔盤基底的至少側(cè)部和下部邊緣從所述塔盤基底向上 延伸，以及向外延伸法蘭從所述周壁的上部區(qū)域延伸，所述法蘭被支撐在支撐框架上。
25.根據(jù)權(quán)利要求20 24中任一項所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述處理元件 的第一區(qū)域具有至少一個朝上的親水性表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述親水性表面由在所述第一 區(qū)域上的氧化物層形成。
27.根據(jù)權(quán)利要求20 26中任一項所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述薄板金屬 選自鋁、銅、鋁或銅的合金、或不銹鋼。
28.根據(jù)權(quán)利要求20 27中任一項所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，至少一個隆起 結(jié)構(gòu)沿著所述處理元件的所述第一區(qū)域延伸，將所述第一區(qū)域分成所述處理液體能夠沿 其流動的至少兩個分開的通道，所述或至少一個所述隆起結(jié)構(gòu)嚙合所述上部太陽能透射 壁的所述內(nèi)表面。
29.根據(jù)權(quán)利要求20 28中任一項所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述處理液體 供應(yīng)裝置包括位于所述處理元件的第一區(qū)域的上端處或附近的處理液體儲器，提供管芯 材料以將所述處理液體從所述處理液體儲器轉(zhuǎn)移至所述處理元件的上端區(qū)域。
30.根據(jù)權(quán)利要求19 29中任一項所述的太陽能蒸餾器模塊，進一步包括至少部分 地覆蓋所述第一區(qū)域的一個多孔材料層或多個多孔材料層。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的太陽能蒸餾器模塊，當(dāng)附加至權(quán)利要求29時，其中，所 述多孔材料層或多個多孔材料層也起到所述管芯材料的作用。
32.根據(jù)權(quán)利要求20 31中任一項所述的太陽能蒸餾器模塊，其中，所述處理室由 形成所述太陽能透射壁的第一上壁、以及第二下壁限定，所述第一上壁和所述第二下壁 中的每一個與所述處理元件分隔開。
33.—種蒸餾器模塊，在使用中相對于垂直方向是傾斜的，具有由柔性聚合物薄板材料的第一上壁和柔性聚合物薄板材料的第二下壁限定的處理室，位于所述處理室內(nèi)的處 理元件在所述第一上壁下方和在所述第二下壁上方被隔開，由此在所述處理元件的上方 和下方 形成對流熱流空間，所述處理元件由薄金屬材料形成為具有構(gòu)成所述處理元件的 第一區(qū)域的塔盤基底的塔盤，所述第一區(qū)域具有相對于供應(yīng)至其的處理液體是親水性的 一個朝上表面或多個朝上表面、用于將處于預(yù)熱條件的所述處理液體供應(yīng)至所述處理元 件的所述第一區(qū)域的至少一個上端區(qū)的液體供應(yīng)裝置，由此所述處理液體在所述第一區(qū) 域上以在其上重力作用地向下流動的一個薄處理液流或多個薄處理液流進行分布，所述 第一區(qū)域的所述朝上表面或多個朝上表面至少部分地被多孔的，優(yōu)選吸收性的材料層覆 蓋，所述預(yù)熱的處理液體的組分在所述第一區(qū)域上至少部分地蒸發(fā)并冷凝，從而在所述 蒸餾器模塊的所述第一上壁的朝內(nèi)表面上形成冷凝物，所述第一朝內(nèi)表面具有相對于所 述冷凝物是親水性的表面，由此所述冷凝物在其上向下流動以被收集并從所述蒸餾器模 塊排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了適用于從進料處理液體生產(chǎn)期望冷凝物的太陽能蒸餾器裝置的太陽能蒸餾器模塊(10)，該太陽能蒸餾器模塊(10)具有處理室(85)，其包括位于上部太陽能透射壁(35)下方的處理元件(18)，以在使用中接收從那里通過的太陽能，太陽能蒸餾器模塊(10)具有將處理液體供應(yīng)給處理元件(18)的第一區(qū)域(25)的上端(26)的處理液體供應(yīng)裝置(27)，以使處理液體在其上以液體膜流重力作用地向下流動，而所述處理液體的組分在上部太陽能透射壁(35)的內(nèi)表面(81)上至少部分地蒸發(fā)并冷凝而形成冷凝物(53)，該冷凝物(53)在上部太陽能透射壁(35)的所述內(nèi)表面(81)上重力作用地向下流動，并在下部位置通過冷凝物收集和排放裝置(54，57)收集，所述上部太陽能透射壁(35)由光亮或高度透明的聚合物材料形成，其中內(nèi)表面(81)相對于所述冷凝物是親水性的，所述處理元件(18)由薄金屬材料形成為具有構(gòu)成所述第一區(qū)域(25)的塔盤基底(19)的塔盤，周壁(20)沿著所述塔盤基底(19)的至少側(cè)部邊緣和下部邊緣從所述塔盤基底向上延伸，以及向外延伸法蘭(21)從所述周壁(20)的上部區(qū)域延伸，所述法蘭(21)被支撐在支撐框架(11)上。
文檔編號C02F1/14GK102015543SQ200980114133
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者彼得·約翰斯通 申請人:第一綠色園林私人公司