本實(shí)用新型屬于海水淡化領(lǐng)域，具體地涉及一種波力振蕩式太陽能海水淡化裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，淡水資源越來越匱乏。海水淡化技術(shù)越來越受到人們的重視。目前，最常用的海水淡化技術(shù)是反滲透技術(shù)。反滲透技術(shù)利用反滲透膜只允許水分子通過，而海水中的鈉離子、氯離子等難以通過的特性。在反滲透膜兩側(cè)產(chǎn)生巨大壓強(qiáng)差，使水分子從鹽濃度較高的一側(cè)向濃度較低的一側(cè)滲透。反滲透技術(shù)是能耗最小的一種海水淡化技術(shù)。但在使用中，反滲透膜很容易被污染，導(dǎo)致效率下降。因此，需要對海水進(jìn)行去除雜質(zhì)和藻類等預(yù)處理過程，工序較為復(fù)雜。此外，能產(chǎn)生巨大壓強(qiáng)差的特種增壓泵的制造對技術(shù)水平的要求較高。

除反滲透技術(shù)外，還有一些基于蒸餾原理的海水淡化技術(shù)。這些海水淡化技術(shù)的預(yù)處理過程比反滲透技術(shù)的較為容易，且可以利用廉價能源（如太陽能或被排放的廢熱）來進(jìn)行蒸餾，這是蒸餾技術(shù)雖然能耗較高，卻具有一定競爭優(yōu)勢的原因之一。能耗較高是基于蒸餾原理的海水淡化技術(shù)存在的主要問題。利用廉價能源且大幅度降低能耗是基于蒸餾原理海水淡化技術(shù)應(yīng)用中急需解決的關(guān)鍵問題。為此，出現(xiàn)了許多利用太陽能和波能的海水淡化裝置，如公開專利：CN204569496U和CN202968174U，其充分利用了太陽能和波能這兩種廉價能源，降低淡化成本，但沒有充分利用水蒸氣冷凝釋放的潛熱，能耗還是較高，且需利用機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置將波能轉(zhuǎn)換后才能驅(qū)動裝置進(jìn)行海水淡化，波能利用率較低，且裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不易實(shí)現(xiàn)和使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于為解決上述問題而提供一種采用波能和太陽能進(jìn)行海水淡化，通過波能實(shí)現(xiàn)冷凝區(qū)與蒸發(fā)區(qū)之間的壓差，保證潛熱的回收利用，大大提高了海水淡化裝置的淡化效率和能量利用率，降低了海水淡化能耗，且無需采用復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低的波力振蕩式太陽能海水淡化裝置。

為此，本實(shí)用新型公開了一種波力振蕩式太陽能海水淡化裝置，包括水泵、進(jìn)水管、太陽能集熱管、冷凝管、低壓蒸發(fā)室、封閉的U型腔體和高壓氣室，所述水泵將海水加壓后輸給進(jìn)水管，并使海水沿進(jìn)水管逆流而上流進(jìn)太陽能集熱管，海水在太陽能集熱管被太陽能加熱后流進(jìn)低壓蒸發(fā)室，所述U型腔體的兩端朝上設(shè)置，所述低壓蒸發(fā)室設(shè)置在U型腔體的第一端上，所述進(jìn)水管的下部位于U型腔體內(nèi)，與U型腔體內(nèi)的淡水進(jìn)行熱交換，所述進(jìn)水管的上部套設(shè)在冷凝管內(nèi)，所述冷凝管位于低壓蒸發(fā)室內(nèi)，所述冷凝管的上端口靠近低壓蒸發(fā)室的頂部，所述冷凝管的下端口貫穿低壓蒸發(fā)室從U型腔體的第一端伸入U型腔體內(nèi)，所述U型腔體的第二端設(shè)有開口，所述開口通過高壓氣室伸入海平面下，所述低壓蒸發(fā)室設(shè)有排水口，所述U型腔體設(shè)有淡水出水口。

進(jìn)一步的，還包括第一海水存儲室，所述第一海水存儲室分別與水泵的出水端和進(jìn)水管的進(jìn)水端連接。

進(jìn)一步的，還包括第二海水存儲室，所述第二海水存儲室分別與進(jìn)水管的出水端和太陽能集熱管的進(jìn)水端連接，所述第二海水存儲室設(shè)置在低壓蒸發(fā)室上。

進(jìn)一步的，還包括淡水存儲池，所述U型腔體通過淡水出水口將淡水輸出到淡水存儲池進(jìn)行存儲，所述淡水存儲池設(shè)有取水口。

更進(jìn)一步的，所述淡水存儲池位于U型腔體外的U型凹陷部，所述淡水出水口設(shè)置在該U型凹陷部底部的腔壁上，所述取水口設(shè)置在淡水存儲池的頂部。

進(jìn)一步的，所述淡水出水口為小孔狀。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)水管、冷凝管和太陽能集熱管由高導(dǎo)熱系數(shù)的材料制成。

進(jìn)一步的，所述高壓氣室是U型腔體由第二端彎折延伸至海平面下構(gòu)成的。

進(jìn)一步的，所述低壓蒸發(fā)室和U型腔體為一體化結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果：

本實(shí)用新型采用波能和太陽能進(jìn)行海水淡化，通過波能實(shí)現(xiàn)冷凝區(qū)與蒸發(fā)區(qū)之間的壓差，保證潛熱的回收利用，大大提高了海水淡化裝置的淡化效率和能量利用率，降低了海水淡化能耗，且無需采用復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低，具有較高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種波力振蕩式太陽能海水淡化裝置，包括水泵8、進(jìn)水管5、太陽能集熱管3、冷凝管4、低壓蒸發(fā)室1、封閉的U型腔體7、高壓氣室10、第一海水存儲室6和第二海水存儲室2，水泵8的進(jìn)水端伸入海水內(nèi)，出水端與第一海水存儲室6連通，本具體實(shí)施例中，第一海水存儲室6設(shè)置在U型腔體7的底部，U型腔體7的兩端朝上設(shè)置，低壓蒸發(fā)室1設(shè)置在U型腔體7的第一端上，U型腔體7與低壓蒸發(fā)室1接觸的腔壁與低壓蒸發(fā)室1的底部為一體結(jié)構(gòu)，節(jié)省材料，制造簡單，第二海水存儲室2設(shè)置在低壓蒸發(fā)室1的頂部，進(jìn)水管5的下部位于U型腔體7內(nèi)，與U型腔體7內(nèi)的淡水進(jìn)行熱交換，進(jìn)水管5的下端口貫穿U型腔體7的底部與第一海水存儲室6連通，進(jìn)水管5的上部套設(shè)在冷凝管4內(nèi)，進(jìn)水管5的上端口與第二海水存儲室2連通，太陽能集熱管3的進(jìn)水端與第二海水存儲室2連通，太陽能集熱管3的出水端與低壓蒸發(fā)室1連通，冷凝管4位于低壓蒸發(fā)室1內(nèi)，冷凝管4的上端口靠近低壓蒸發(fā)室1的頂部，冷凝管4的下端口貫穿低壓蒸發(fā)室1從U型腔體7的第一端伸入U型腔體7內(nèi)，本具體實(shí)施例中，冷凝管4、進(jìn)水管和太陽能集熱管采用高導(dǎo)熱系數(shù)的材料制成，如銅、不銹鋼等，數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況而定，U型腔體7的第二端設(shè)有開口，開口通過高壓氣室10伸入海平面下，本具體實(shí)施例中，高壓氣室10是U型腔體7由第二端彎折延伸至海平面下構(gòu)成的，低壓蒸發(fā)室1設(shè)有排水口11，用于將高濃度鹽水排出低壓蒸發(fā)室1，U型腔體7設(shè)有淡水出水口71，用于收取淡水。

進(jìn)一步的，還包括淡水存儲池9，U型腔體7內(nèi)的淡水通過淡水出水口71輸出到淡水存儲池9進(jìn)行存儲，淡水存儲池9的頂部設(shè)有取水口91，本具體實(shí)施例中，為使裝置結(jié)構(gòu)緊湊，淡水存儲池9位于U型腔體7外的U型凹陷部并與U型腔體7緊靠設(shè)置，淡水出水口71設(shè)置在該U型凹陷部底部的腔壁上，淡水出水口71為小孔狀，孔徑優(yōu)選小于1cm，如果淡水出水口71過大，則實(shí)現(xiàn)不了通過U型腔體7內(nèi)的水柱振蕩獲得冷凝區(qū)與蒸發(fā)區(qū)之間的壓差，當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，淡水出水口71的位置可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，也可以在淡水出水口71設(shè)置水量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行出水量調(diào)節(jié)，則淡水出水口71的大小可以任意。

本實(shí)用新型的工作過程及原理：海水由水泵8增壓，進(jìn)入下端海水儲存室6，由于下端海水儲存室6處于高壓狀態(tài)，海水沿進(jìn)水管5向上流動。進(jìn)水管5下部周圍是U形腔體7中的淡水，冷凝后的淡水比剛進(jìn)入進(jìn)水管5中的海水溫度高，因此U形輕體7中淡水的熱量會傳遞給進(jìn)水管5中的海水。海水沿進(jìn)水管5向上流動的過程中，溫度逐漸升高，海水在進(jìn)水管5上部流動時，接受冷凝管4中釋放出的潛熱，溫度進(jìn)一步升高，然后進(jìn)入上端海水儲存室2，上端海水儲存室2中的海水進(jìn)入太陽能聚熱管3后，受太陽能加熱，溫度升至最高，高溫海水進(jìn)入低壓蒸發(fā)室1后，發(fā)生蒸發(fā)，變?yōu)樗魵?，水蒸氣上升至低壓蒸發(fā),1頂部后，進(jìn)入冷凝管4。在冷凝管4中，水蒸氣凝集成液態(tài)淡水珠。在重力作用下，下落至U形腔體7中，U形腔體7中的淡水能通過小孔71進(jìn)入淡水儲存池9，完成整個淡化過程。

在淡化過程中，水蒸氣冷凝釋放的潛熱能傳遞給低壓蒸發(fā)室1，變?yōu)楹Ｋ舭l(fā)所需的能量是降低海水淡化能耗的關(guān)鍵。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須保證冷凝區(qū)的壓強(qiáng)比蒸發(fā)區(qū)的壓強(qiáng)高。本實(shí)用新型利用波浪運(yùn)動的機(jī)械能來獲得冷凝區(qū)與蒸發(fā)區(qū)之間的壓差。

波浪引起高壓氣室10中氣壓周期性的變化，導(dǎo)致U形腔體7中水柱的振蕩。當(dāng)U形腔體7右側(cè)（相對圖1來說）水面升高時，U形腔體7內(nèi)的水蒸汽進(jìn)入冷凝管4，并向上運(yùn)動。因此，冷凝管4下部水蒸汽的壓強(qiáng)大于上部，也大于低壓蒸發(fā)室1中的壓強(qiáng)。在進(jìn)水管5中低溫海水作用下，冷凝管4下部水蒸汽很容易凝集成液態(tài)水。在向上運(yùn)動的水蒸汽帶動下，液態(tài)水也會向上運(yùn)動，導(dǎo)致冷凝管4中液態(tài)水的含量不斷增加。隨著冷凝管4中液態(tài)水含量的不斷增加，在重力作用下，冷凝管4下部（冷凝區(qū)）的壓強(qiáng)將越來越高于低壓蒸發(fā)室1（蒸發(fā)區(qū)）中的。當(dāng)U形腔體7右側(cè)水面下降時，冷凝管4中液態(tài)水及水蒸汽都將向下運(yùn)動。由于重力作用，當(dāng)液態(tài)水沒有全部流出冷凝管4時，冷凝管4下部仍能保持較高的壓強(qiáng)。當(dāng)液態(tài)水全部流出冷凝管4后，低壓蒸發(fā)室1中的水蒸汽經(jīng)冷凝管4進(jìn)入U形腔體7內(nèi)。在這一階段，低壓蒸發(fā)室1的壓強(qiáng)會比冷凝管4中的稍高些?？偟膩砜?，冷凝區(qū)處于高壓時，其壓強(qiáng)比蒸發(fā)區(qū)中的高出很多，而其處于低壓時的壓強(qiáng)與蒸發(fā)區(qū)中的差不多。因此，對于整個淡化過程，冷凝區(qū)的壓強(qiáng)高于蒸發(fā)區(qū)的壓強(qiáng)。

本實(shí)用新型采用波能和太陽能進(jìn)行海水淡化，通過波能實(shí)現(xiàn)冷凝區(qū)與蒸發(fā)區(qū)之間的壓差，保證潛熱的回收利用，大大提高了海水淡化裝置的淡化效率和能量利用率，降低了海水淡化能耗，且無需采用復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低，具有較高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。