本發(fā)明涉及一種鹽水淡化器，尤其是涉及一種漂浮式聚光熱鹽水淡化裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源日益成為一種稀缺資源。不僅在降水稀少的內(nèi)陸腹地，許多人口稠密的沿海地區(qū)也正面臨著水資源短缺的問(wèn)題。隨著遠(yuǎn)距離調(diào)水的成本日益增長(zhǎng)，利用就近的鹽堿水（海水、鹽湖、農(nóng)業(yè)排鹽溝）淡化，供工農(nóng)業(yè)及居民生活使用，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在眾多的淡化技術(shù)中，太陽(yáng)光熱能淡化技術(shù)由于價(jià)格低廉、清潔環(huán)保，一直備受關(guān)注。然而現(xiàn)有的光熱能淡化技術(shù)效率低、經(jīng)濟(jì)性差，一直未能得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。現(xiàn)有的鹽水淡化器主要由水泵、集熱底板、蒸發(fā)器、傾斜玻璃和集水裝置組成，首先用泵將鹽堿水注入蒸發(fā)器中，然后通過(guò)集熱底板收集光熱能加熱蒸發(fā)器，使蒸發(fā)器中的鹽堿水蒸發(fā)，再冷凝在傾斜玻璃上形成小水珠。由于重力作用，小水珠沿玻璃內(nèi)表面匯入底部的集水裝置，實(shí)現(xiàn)淡化。

現(xiàn)有的光熱淡化裝置雖能實(shí)現(xiàn)鹽堿水淡化的功能，但依然存在較多不足：

1、光熱淡化裝置一般由玻璃制成，成本高，重量大，占地面積大，且極易破碎，不適合大規(guī)模生產(chǎn)使用。

2、現(xiàn)有淡化裝置傾斜玻璃內(nèi)外溫差小，導(dǎo)致大部分水蒸氣無(wú)法冷凝收集，產(chǎn)生的淡化水有限，淡化效率不高。

3、我國(guó)西部缺水地區(qū)的鹽堿水主要以鹽湖和農(nóng)業(yè)排鹽溝形式存在，鹽堿水分散而不易匯集，而現(xiàn)有淡化裝置為玻璃結(jié)構(gòu)，笨重且不易運(yùn)輸，通過(guò)管道輸送鹽堿水又成本過(guò)高，導(dǎo)致很多鹽堿水無(wú)法淡化利用。

4、將鹽堿水注入淡化裝置需要水泵提供水頭，增加了裝置的能源消耗和經(jīng)濟(jì)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有鹽水淡化器存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種漂浮式聚光熱鹽水淡化裝置，該裝置不僅大大增強(qiáng)了聚光熱和冷凝效果，提高了淡化效率，同時(shí)制作成本低廉，運(yùn)輸方便，無(wú)需輸送鹽堿水，大大降低了淡化成本。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種漂浮式聚光熱鹽水淡化裝置，主體主要包括上壁、邊壁氣囊、底壁、浮筒氣囊、中心軟管；底壁設(shè)有通道，與外界鹽水相通，中心軟管和浮筒氣囊靠近中心的底部相連通，邊壁氣囊與浮筒氣囊靠近邊緣的底部相連通，通過(guò)中心軟管依次給邊壁氣囊、浮筒氣囊充氣后裝置可浮在水面，中心軟管的高度高于邊壁氣囊的高度，上壁的中心由中心軟管支撐向上凸起，底壁的中心由中心軟管支撐向下凸起；浮筒氣囊圍成多個(gè)規(guī)則分布的蒸發(fā)單元，多個(gè)蒸發(fā)單元的幾何中心為所述的中心軟管；蒸發(fā)單元呈圓錐臺(tái)狀，蒸發(fā)單元的底部為所述的底壁，蒸發(fā)單元的臺(tái)面為中空，上壁上設(shè)有與蒸發(fā)單元一一對(duì)應(yīng)的凸透鏡，凸透鏡主光軸指向蒸發(fā)單元，加速蒸發(fā)單元內(nèi)的鹽水蒸發(fā)；浮筒氣囊與邊壁氣囊形成的容器以及浮筒氣囊相互之間形成的容器為淡水收集室。

所述的底壁的中心下表面設(shè)有底塞，拔出底塞后，可放空浮筒氣囊和邊壁氣囊內(nèi)空氣。

進(jìn)一步，所述的底塞設(shè)有配重模塊。

所述中心軟管底端設(shè)有有多個(gè)單向閥，分別為充氣閥、吸水閥，當(dāng)向中心軟管內(nèi)加壓時(shí)，通向浮筒氣囊的充氣閥開(kāi)啟，通向淡水收集室的吸水閥關(guān)閉，中心軟管為裝置浮筒氣囊充氣；當(dāng)中心軟管內(nèi)壓力減小時(shí)，通向浮筒氣囊的充氣閥關(guān)閉，通向淡水收集室的吸水閥開(kāi)啟，中心軟管向外輸送淡水。

所述的中心軟管頂部設(shè)有外中心軟管外接口，用以套接外管輸送淡水。

所述的浮筒氣囊圍成四個(gè)規(guī)則分布的蒸發(fā)單元。

所述的裝置單個(gè)使用或者多個(gè)拼接聯(lián)合使用。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1. 該裝置通過(guò)太陽(yáng)光熱能實(shí)現(xiàn)鹽堿水淡化，無(wú)須消耗其他能源，清潔環(huán)保。

2. 整體可由塑料制成，相比于傳統(tǒng)的玻璃結(jié)構(gòu)，造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易損壞，適合大規(guī)模生產(chǎn)使用。

3. 該裝置工作時(shí)，通過(guò)充氣漂浮于鹽堿水表面，不占用地面場(chǎng)地，節(jié)約土地資源。淡化完成后，通過(guò)放氣折疊存放，節(jié)約儲(chǔ)存空間。

4. 該裝置相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，重量輕，便于運(yùn)輸，可直接在鹽堿水表面實(shí)現(xiàn)淡化，無(wú)需通過(guò)管道輸送鹽堿水，節(jié)約大量能源。

5. 該裝置可采用高透光隔熱材料，加上透鏡結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的平板玻璃，集熱效率高，冷凝效果好，工作效率明顯提升。

6. 該裝置可通過(guò)中心軟管實(shí)現(xiàn)邊產(chǎn)邊輸，持續(xù)供水，還可通過(guò)多個(gè)裝置并網(wǎng)供水，大大增加了供水效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中剖面示意圖；

圖2是本發(fā)明俯視圖；

圖3是本發(fā)明中心軟管底端局部放大圖；

圖中：上壁1、邊壁氣囊2、底壁3、底塞4、凸透鏡5、浮筒氣囊6、淡水收集室7、中心軟管8、中心軟管外接口9、充氣閥10、吸水閥11。

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，一種漂浮式聚光熱鹽水淡化裝置，主體主要包括上壁1、邊壁氣囊2、底壁3、浮筒氣囊6、中心軟管8；

底壁3設(shè)有通道（圖中未示出），與外界鹽水相通，

中心軟管8和浮筒氣囊6靠近中心的底部相連通，邊壁氣囊2與浮筒氣囊6靠近邊緣的底部相連通，通過(guò)中心軟管8依次給邊壁氣囊2、浮筒氣囊6充氣后裝置可浮在水面，

中心軟管8的高度高于邊壁氣囊2的高度，上壁1的中心由中心軟管8支撐向上凸起，底壁3的中心由中心軟管8支撐向下凸起；

浮筒氣囊6圍成多個(gè)規(guī)則分布的蒸發(fā)單元（圖1、2中所示為四個(gè)，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，蒸發(fā)單元數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，比如調(diào)為三個(gè)、六個(gè)、八個(gè)等），多個(gè)蒸發(fā)單元的幾何中心為所述的中心軟管8；蒸發(fā)單元呈圓錐臺(tái)狀，蒸發(fā)單元的底部為所述的底壁3，蒸發(fā)單元的臺(tái)面為中空，上壁1上設(shè)有與蒸發(fā)單元一一對(duì)應(yīng)的凸透鏡5，凸透鏡5主光軸指向蒸發(fā)單元，加速蒸發(fā)單元內(nèi)的鹽水蒸發(fā)；

浮筒氣囊6與邊壁氣囊2形成的容器以及浮筒氣囊6相互之間形成的容器為淡水收集室7。

所述的底壁3的中心下表面設(shè)有底塞4，拔出底塞4后，可放空浮筒氣囊6和邊壁氣囊2內(nèi)空氣。

進(jìn)一步，所述的底塞4設(shè)有配重模塊。

所述中心軟管8底端設(shè)有有多個(gè)單向閥，分別為充氣閥10、吸水閥11，當(dāng)向中心軟管內(nèi)加壓時(shí)，通向浮筒氣囊6的充氣閥10開(kāi)啟，通向淡水收集室7的吸水閥11關(guān)閉，中心軟管8為裝置浮筒氣囊充氣；當(dāng)中心軟管內(nèi)壓力減小時(shí)，通向浮筒氣囊6的充氣閥10關(guān)閉，通向淡水收集室7的吸水閥11開(kāi)啟，中心軟管8向外輸送淡水。

所述的中心軟管8頂部設(shè)有外中心軟管外接口9，用以套接外管輸送淡水。

所述的浮筒氣囊6圍成四個(gè)規(guī)則分布的蒸發(fā)單元。

所述的裝置單個(gè)使用或者多個(gè)拼接聯(lián)合使用。

實(shí)施例

當(dāng)裝置處于未充氣狀態(tài)時(shí)，如圖2所示，塞上底塞4，通過(guò)中心軟管8頂部的外接口向裝置充氣。

當(dāng)裝置處于充氣狀態(tài)時(shí)，中心軟管底端局部放大如圖3所示，中心軟管8通向浮筒氣囊6的充氣閥10開(kāi)啟，空氣通過(guò)充氣閥10充入氣囊中；而此時(shí)通向淡水收集室7的吸水閥11處于關(guān)閉狀態(tài)。如圖1所示，裝置的充氣狀態(tài)可通過(guò)觀察中心軟管8的形態(tài)判斷，當(dāng)中心軟管8基本伸直，則停止充氣。

蒸發(fā)過(guò)程：將充滿氣的裝置推入鹽堿水（海水、鹽湖、農(nóng)業(yè)排鹽溝）中，由于裝置自身浮力和加重底蓋的重力作用，裝置在水面保持正浮。由于連通器原理，鹽堿水會(huì)從底壁3的通道進(jìn)入到蒸發(fā)單元中。四個(gè)蒸發(fā)單元上方對(duì)應(yīng)四面凸透鏡5，凸透鏡5內(nèi)、外表面均噴涂有增透膜以增加透光率，凸透鏡5主光軸指浮筒中心，太陽(yáng)光通過(guò)凸透鏡5匯聚到蒸發(fā)單元內(nèi)，浮筒氣囊6可由高隔熱塑料制成，且內(nèi)壁噴涂有黑色吸熱層，故蒸發(fā)單元內(nèi)會(huì)積聚大量熱量，其中的鹽堿水受熱蒸騰大量出水蒸氣。

冷凝過(guò)程：水蒸氣受熱上升，裝置上壁1可采用高透光隔熱塑料制成，并噴涂有增透膜以增加透光率，加之裝置邊壁氣囊2內(nèi)空氣不斷對(duì)流散熱，故裝置上壁1溫度相對(duì)于蒸發(fā)單元中明顯較低，上升的水蒸氣遇冷凝結(jié)成水珠，附著在上壁1內(nèi)表面。由于裝置上壁1由四周向中心凸起，故附著的水珠由于重力作用，沿上壁1內(nèi)表面向四周流動(dòng)，最后順著裝置邊壁氣囊2內(nèi)表面匯入裝置底部的淡水收集室7。由于淡水收集室7隔著裝置邊壁氣囊2與底壁3浸泡在鹽堿水中，且入射的光線由于凸透鏡5的匯聚作用都折射入蒸發(fā)單元中，故淡水收集室7中的溫度偏低，淡化水不易發(fā)生二次蒸發(fā)。

輸出淡水過(guò)程：由于裝置底壁3由四周向中心向下凸起，淡水收集室7中的淡化水由于重力作用，向底壁3中心匯聚，最后通過(guò)中心軟管8吸出。如圖3所示，吸水時(shí)，連通淡水收集室7的吸水閥11開(kāi)啟，淡化水通過(guò)吸水閥11流入中心軟管8，再通過(guò)頂部的中心軟管外接口9套接外管輸出淡水。此時(shí)通向裝置浮筒氣囊6的充氣閥10閉合，氣囊內(nèi)的空氣不會(huì)被吸出。

回收過(guò)程：當(dāng)?shù)^(guò)程結(jié)束，只需通過(guò)外管牽引裝置漂回岸邊，然后拔出裝置底塞4，放空裝置邊壁氣囊和浮筒氣囊6內(nèi)的空氣，然后通過(guò)折疊收卷，將裝置收緊放入收納袋中，運(yùn)離淡化現(xiàn)場(chǎng)，方便快捷，清潔高效。