專利名稱：生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器，即利用太陽(yáng)能用天然非飲用水生產(chǎn)脫鹽水的家用或工業(yè)用蒸餾器。當(dāng)該非飲用水為海水時(shí)，這類蒸餾器還生成有用的副產(chǎn)品鹽水。
各種海水脫鹽裝置(蒸餾和過(guò)濾)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)問(wèn)題在AndyCoghlan的題為＂Fresh water from sea＂(見(jiàn)1991年8月31日的NewScientist第37-40頁(yè))的文章中有詳細(xì)介紹。該文章指出，為了滿足地球上干燥地區(qū)對(duì)淡水的指數(shù)增長(zhǎng)的需要，開(kāi)發(fā)有效、低成本的海水脫鹽技術(shù)已刻不容緩。
為了解決這一問(wèn)題，人們提出了各種蒸餾海水的方法，它們用用之不盡的太陽(yáng)輻射能代替由礦物燃料生成的昂貴的能量。這些方法是許多專利和文章的主題，其中兩篇與本申請(qǐng)?zhí)貏e有關(guān)而用作本申請(qǐng)的參考材料。
由三菱公司申請(qǐng)、1994年公開(kāi)的歐洲專利0,612,691公開(kāi)了一種生產(chǎn)淡水的現(xiàn)有太陽(yáng)能裝置，其中，一存有海水的黑底水池裝在一具有一傾斜屋頂?shù)耐该骺臻g底下。沿該空間的垂直壁流下的淡水被回收到這些壁底部的兩溝槽中。為了防止凝結(jié)在還用來(lái)反射一部分太陽(yáng)能輻射的屋頂?shù)膬?nèi)表面上的淡水水滴回落到水池中，該表面上有一透明或至少半透明的可濕覆蓋層，防止形成水滴。此外，為了降低該空間的屋頂?shù)臏囟榷岣咚魵獾哪Y(jié)，不斷用海水澆到該屋頂上。從而提高該裝置的產(chǎn)量。但仍至少有兩個(gè)缺點(diǎn)(1)太陽(yáng)不斷加熱的水量過(guò)多，因此水池中水體的最高溫度下降而不利于蒸發(fā)；(2)水蒸氣凝結(jié)的潛熱全部喪失。
上述New Scientist中的文章在第39頁(yè)簡(jiǎn)要介紹了一種使用太陽(yáng)能生產(chǎn)淡水的高產(chǎn)量家用蒸餾器。由P.Le Goff開(kāi)發(fā)的該蒸餾器在一透明塑料薄膜的底下有一可轉(zhuǎn)向的鏡子把太陽(yáng)能反射到一垂直放置的第一鋁板的黑色正面上。該第一鋁板的反面有一絲網(wǎng)層，海水靠重力供應(yīng)給該絲網(wǎng)層。其上都有該親水覆蓋層的若干相同鋁板互相隔開(kāi)幾厘米地串聯(lián)在一起。太陽(yáng)能把第一鋁板加熱到約94℃，從而使在反面覆蓋層中流動(dòng)的較大量水蒸發(fā)。生成在第一與第二鋁板之間空間中的水蒸氣凝結(jié)在第二鋁板的正面上，從而加熱第二鋁板，這又使在其反面上流動(dòng)的鹽水蒸發(fā)。這一過(guò)程一直進(jìn)行到第六鋁板上，第六鋁板被加熱到45℃。從第二鋁板開(kāi)始凝結(jié)到各鋁板正面上的淡水用一收集器收集。用另一未示出的收集器收集各覆蓋層底部的鹽水。該制造商宣布受太陽(yáng)照射的一鋁板每平方米可日產(chǎn)20升淡水。之所以有如此高的產(chǎn)量，是因?yàn)榈谝坏降谖邃X板的始終保持濕潤(rùn)的高熱覆蓋層所生成的水蒸氣的凝結(jié)的潛熱在第二到第六鋁板上得到回收。按照該文章作者的說(shuō)法，這一產(chǎn)量大大高于現(xiàn)有太陽(yáng)能海水蒸餾裝置的產(chǎn)量(每平方米日產(chǎn)2-3升)。該裝置可有效地用作家用蒸餾器，但其某些部件(定日鏡和鋁板)的制作成本較高。
在下文中，我們把太陽(yáng)能蒸餾器的淡水產(chǎn)量定義為下面兩值之比，一個(gè)值為每小時(shí)平均光照、吸收太陽(yáng)能輻射的每平方米表面實(shí)際生成的淡水量，另一值為每平方米表面積、每小時(shí)所吸收的太陽(yáng)熱量所蒸發(fā)的理論水量Q(在干燥地區(qū)1千瓦/平方米的平均光照的Q=1.5公斤/小時(shí).平方米)。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是構(gòu)作生產(chǎn)淡水的改進(jìn)的太陽(yáng)能蒸餾器。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是構(gòu)作產(chǎn)量盡可能高，但投資較低、運(yùn)行和維護(hù)成本特別低的蒸餾器。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供盡可能回收水蒸氣凝結(jié)潛熱的生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供可在特別運(yùn)行條件下運(yùn)行的太陽(yáng)能蒸餾器。
本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供可經(jīng)受強(qiáng)風(fēng)的生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器。
本發(fā)明的第六個(gè)目的涉及通過(guò)蒸餾海水生產(chǎn)淡水、由多個(gè)太陽(yáng)能蒸餾器構(gòu)成的工業(yè)太陽(yáng)能設(shè)備。
本發(fā)明的第七個(gè)目的涉及把一通過(guò)蒸餾海水生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能設(shè)備與一由該廠排放的鹽水所生成的鹽堿灘結(jié)合在一起的工業(yè)設(shè)備。
本發(fā)明的第八個(gè)目的涉及一種新型復(fù)合產(chǎn)品，特別可用來(lái)構(gòu)作本發(fā)明生產(chǎn)淡水的改進(jìn)的太陽(yáng)能蒸餾器。
按照本發(fā)明的最寬泛方面，提供一種生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器，包括-可吸收太陽(yáng)能輻射、容納待蒸餾的水的一裝置；-由該裝置的水的加熱所生成的水蒸氣能在其上凝結(jié)的一凝結(jié)表面；-收集從該凝結(jié)表面淌下的淡水的部件；-其特征在于-所述裝置包括一布置在陰影中、受太陽(yáng)能照射的柔性、張緊、黑色、不透水薄膜，一靠毛細(xì)管作用和重力把水供應(yīng)其上的親水羊毛構(gòu)成所述薄膜的一覆蓋層；-回收鹽水的部件布置在所述羊毛底部。
不難看出，一種材料的親水性或多或少?zèng)Q定于它對(duì)濕潤(rùn)它的液體的毛細(xì)管作用的強(qiáng)弱。在這些條件下，一可濕潤(rùn)、但親水性不大的羊毛通過(guò)把待蒸餾水澆在其上而靠重力供水。與此相反，親水性大的羊毛只須把其邊緣之一浸沒(méi)在水中就可靠毛細(xì)管作用供水。然后，羊毛的即使很小的毛細(xì)管作用加上重力就可確保水在羊毛中向下流動(dòng)過(guò)程中的擴(kuò)散、保持和流動(dòng)。對(duì)于親水性很大的羊毛來(lái)說(shuō)，如此吸收的水的每單位浸沒(méi)寬度的流量隨著羊毛在水面上方的最大高度的增加而減小。
由于本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，所得生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器避免了現(xiàn)有蒸餾海水的太陽(yáng)能蒸餾器的若干缺點(diǎn)。事實(shí)上，由太陽(yáng)加熱的水量在這里減小到最小值，即只限于每時(shí)每刻保持在親水羊毛中的不斷更新的極少量水。在這些情況下，水的溫度高于現(xiàn)有太陽(yáng)能蒸餾器中的水的溫度，從而緊鄰親水羊毛空間中的飽和水蒸氣壓力顯著增加，從而蒸發(fā)加強(qiáng)。
此外，由于海水在該裝置中的停留時(shí)間很短(最多只有幾分鐘)，因此即使連續(xù)工作幾個(gè)月羊毛上也不會(huì)生成海藻和海苔。由于受黑色薄膜遮蔽的濕潤(rùn)羊毛只受到很少太陽(yáng)輻射，因此更不會(huì)生成海藻和海苔。
按照該蒸餾器的第一特別實(shí)施例，-所述薄膜構(gòu)成一裝在透明遮蔽部件底下的一較長(zhǎng)蒸發(fā)室的壁；-所述透明遮蔽部件為一密封較好的封閉空間，其壁的內(nèi)表面構(gòu)成所述凝結(jié)表面；-該裝置有一鼓風(fēng)機(jī)，在該蒸發(fā)室與一由所述蒸發(fā)室外部所述空間構(gòu)成的凝結(jié)室之間的一閉合回路中生成氣流。
按照該太陽(yáng)能蒸餾器的第二特別實(shí)施例-該黑色薄膜構(gòu)成一裝在一透明絕熱覆蓋層底下的較長(zhǎng)蒸發(fā)室的外壁；-該凝結(jié)表面為該蒸發(fā)室底下、用一縱向共同隔壁與之隔開(kāi)的一凝結(jié)室的不透水壁的不透水內(nèi)表面，這兩個(gè)室用隔開(kāi)它們毗連端部的底部的橫向隔壁上方的開(kāi)口互相連通；-所述凝結(jié)室的外壁有一用任何合適方法保持濕潤(rùn)、至少局部地暴露在空氣中的親水覆蓋層；-該裝置有一鼓風(fēng)機(jī)造成從一室到另一室的閉合氣流回路；-與所述鼓風(fēng)機(jī)相聯(lián)的合適部件使所述兩室充氣而在其中保持輕微剩余壓力。
按照該蒸餾器的第三特別實(shí)施例
-該黑色薄膜構(gòu)成一裝在一透明絕熱覆蓋層底下的較長(zhǎng)蒸發(fā)室的外壁；-該凝結(jié)表面為不用一共同壁布置在該蒸發(fā)室旁的一凝結(jié)室的不透水壁的內(nèi)表面，這兩個(gè)室用隔開(kāi)它們毗連端部的底部的橫向隔壁上方的開(kāi)口互相連通；-該凝結(jié)室的外壁包括一不受陽(yáng)光照射、用任何合適方法保持濕潤(rùn)、至少局部地暴露在空氣中的親水覆蓋層；-該裝置有一鼓風(fēng)機(jī)在這兩個(gè)室內(nèi)部造成一封閉的氣流回路；-與所述鼓風(fēng)機(jī)相聯(lián)的合適部件使所述兩室充氣而在其中保持輕微剩余壓力。
在上述本發(fā)明三個(gè)特別實(shí)施例中，蒸發(fā)室和凝結(jié)室中的閉合回路氣流大大有利于把蒸發(fā)室生成的水蒸氣傳送到凝結(jié)表面上。在所述第一特別實(shí)施例中，從封閉空間頂部落下的凝結(jié)水滴由于在到達(dá)淡水收集裝置前碰到不透水薄膜而不再喪失。此外，在上述本發(fā)明其他兩個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)裝在蒸發(fā)室受太陽(yáng)照射壁部上方的絕熱層的作用。該絕熱層防止生成凝結(jié)水滴和成為太陽(yáng)輻射的一屏障，從而該壁部可每時(shí)每刻接受更多熱量，從而增加親水羊毛中的水的蒸發(fā)強(qiáng)度。不但熱量增加，而且凝結(jié)表面的溫度降低，在這里，凝結(jié)表面的溫度決定于該表面暴露在空氣中的濕潤(rùn)覆蓋層的溫度并從而決定于外部空氣的露點(diǎn)溫度和相對(duì)濕度。舉例說(shuō)，該透明覆蓋層為一塑料薄片，其邊緣焊接到黑色薄膜上，從而其中截留有幾公分厚的干燥空氣；也可以使用傳熱率很低的一較厚塑料片。
還可看到，本發(fā)明第二實(shí)施例凝結(jié)室中水蒸氣的一部分凝結(jié)可在隔開(kāi)該室與蒸發(fā)室的隔壁上回收潛熱，這使得本發(fā)明第二實(shí)施例的單位產(chǎn)量有所提高。然后可以看到，本發(fā)明第二和第三實(shí)施例可裝在任何地點(diǎn)(地面上、一平臺(tái)上或一片水中)；由于保持在輕微剩余壓力下的蒸發(fā)室和凝結(jié)室外壁張得較緊，因此可承受強(qiáng)風(fēng)。
攔住待蒸餾的水、包括本發(fā)明一太陽(yáng)能蒸餾器的該特別裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)涉及鹽水。事實(shí)上，可以看到，只要由親水羊毛散布到由太陽(yáng)加熱的不透水薄膜上的海水的流量足夠高，鹽就無(wú)法沉積。該流量隨該地點(diǎn)的太陽(yáng)能輻射的最大強(qiáng)度而變。它決定于海水與鹽水的流量之比，該比始終遠(yuǎn)小于8，例如為4。這些數(shù)字決定于兩個(gè)數(shù)值，海水的鹽的濃度一般為30克/升，而鹽水中鹽發(fā)生結(jié)晶的鹽濃度閾值約為240克/升。如這些條件得到滿足，在親水羊毛中流動(dòng)的海水的鹽都排入被回收的鹽水中，從而鹽無(wú)法沉積在羊毛中。
按照實(shí)施本發(fā)明最佳形狀的一般方面，一生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的特征在于-它包括一蒸發(fā)室、第一凝結(jié)室和第二凝結(jié)室；-該蒸發(fā)室有一柔性壁，其外層為一黑色不透水薄膜，內(nèi)層為一親水覆蓋層，該室較長(zhǎng)、受太陽(yáng)照射、裝在一透明絕熱層底下；-其中供應(yīng)有待蒸餾的水的一導(dǎo)管靠毛細(xì)管作用和重力濕潤(rùn)襯在該蒸發(fā)室中的親水羊毛；-第一凝結(jié)室有由不透水薄膜構(gòu)成的柔性壁，所述薄膜至少之一的外部有靠毛細(xì)管作用和重力供應(yīng)有水的親水覆蓋層構(gòu)成把第一凝結(jié)室與所述蒸發(fā)室隔開(kāi)的共同隔壁；-所述蒸發(fā)室的下游端用一可防止待蒸餾的水流過(guò)的開(kāi)口與所述第一凝結(jié)室的進(jìn)口連通；-所述第一凝結(jié)室的下游端通入第二凝結(jié)室，該第二凝結(jié)室的外壁上有一親水覆蓋層暴露在空氣中、不受太陽(yáng)照射、始終用供水管保持濕潤(rùn)；-第二凝結(jié)室經(jīng)一可防止待蒸餾的水流過(guò)的開(kāi)口與該蒸發(fā)室連通；-該蒸餾器有一電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)在該蒸發(fā)室中、然后在第一凝結(jié)室和第二凝結(jié)室中生成一氣流閉合回路；-與所述鼓風(fēng)機(jī)相聯(lián)的合適部件使這三個(gè)室充氣，從而在其中保持輕微剩余壓力；-一鹽水排放管終止在所述蒸發(fā)室底部；-一淡水排放管終止在所述第二凝結(jié)室底部。
按照一次要特性，第一凝結(jié)室和蒸發(fā)室的幾何形狀相互依賴而使該第一室與外部的熱交換盡可能少，而這兩個(gè)室之間的熱交換盡可能多。
按照另一特征，連通第一與第二凝結(jié)室的連接件使得流出第一室的氣流與第二凝結(jié)室外壁內(nèi)表面之間的熱交換盡可能多。
按照本發(fā)明生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器第一特別優(yōu)選實(shí)施例，該蒸餾器呈橫截面為圓形的一細(xì)長(zhǎng)圓筒，其中裝有這三個(gè)室，把蒸發(fā)室與第一凝結(jié)室隔開(kāi)的共同隔壁形成兩個(gè)布置成V形的平面。
按照第二特別優(yōu)選實(shí)施例，該生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器為一由多個(gè)蒸餾單元構(gòu)成的大氣墊；-互相串聯(lián)的蒸餾單元各包括一蒸發(fā)室和兩個(gè)凝結(jié)室，即第一和第二凝結(jié)室；-當(dāng)各蒸餾單元串聯(lián)時(shí)，一單元的第二凝結(jié)室為下一個(gè)單元的蒸發(fā)室的預(yù)備室；-一裝在由各蒸餾單元構(gòu)成的氣墊外部的鼓風(fēng)機(jī)使得空氣在該蒸餾裝置各單元的所有室的一閉合回路中流動(dòng)；-連接到該蒸餾裝置兩個(gè)表面上的對(duì)稱、斜向共同隔壁把蒸發(fā)室與第一凝結(jié)室隔開(kāi)而使這些室的橫截面呈狹長(zhǎng)弧形；-一絕熱透明蓋蓋住所述蒸餾裝置受太陽(yáng)照射、由各蒸發(fā)室的鄰接熱區(qū)構(gòu)成的表面部分。
由于這些新穎結(jié)構(gòu)，按本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例改進(jìn)的這些生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器可以極高產(chǎn)量蒸餾海水和大多數(shù)天然非飲用水。
這首先由于上述本發(fā)明的特征，這些特征不再贅述。相反，應(yīng)該注意下述幾點(diǎn)。
在蒸發(fā)室內(nèi)，受太陽(yáng)照射的熱區(qū)的濕潤(rùn)親水覆蓋層的溫度較高并顯然高于共同隔壁在陰影中的覆蓋層的溫度。流出蒸發(fā)室后流入第一凝結(jié)室的濕熱空氣的溫度介于這兩個(gè)溫度之間。
由于把上述各蒸餾單元的蒸發(fā)室與第一凝結(jié)室隔開(kāi)的共同隔壁的特別的橫截面形狀，這些隔壁的表面積比受太陽(yáng)照射的黑色壁的表面積大。而且，在一太陽(yáng)能蒸餾器由若干蒸餾單元構(gòu)成的情況下。構(gòu)成蒸發(fā)室的較低溫度壁的共同隔壁的總表面積可為受太陽(yáng)照射的熱區(qū)的表面積的數(shù)倍。在這些條件下，這兩個(gè)室之間的熱交換很強(qiáng)而大大有利于水蒸氣的凝結(jié)，這在下文詳述。
在其第一凝結(jié)室與外部絕熱的蒸餾器中，把該室與蒸發(fā)室隔開(kāi)的共同隔壁形成一組較冷區(qū)，從蒸發(fā)室流出的濕熱空氣遇到這些較冷區(qū)。該氣流在總表面積較大的這些共同隔壁上擴(kuò)散，從而它所傳送的水蒸氣迅速凝結(jié)。隨著氣流在第一凝結(jié)室中前進(jìn)，其溫度和濕度下降，凝結(jié)度遞減。在通過(guò)這整個(gè)第一凝結(jié)室時(shí)，水蒸氣凝結(jié)的潛熱的大部分立即由這些共同隔壁的不透水表面回收，從而不斷循環(huán)而參與由蓋住這些管的外表面的親水羊毛所擴(kuò)散的水的蒸發(fā)。可以看出，當(dāng)?shù)谝荒Y(jié)室被蒸發(fā)室全部圍住時(shí)可獲得相同、甚至更好結(jié)果。
第二凝結(jié)室的壁較冷，由于第二凝結(jié)室外部的濕潤(rùn)覆蓋層暴露在空氣中并不受太陽(yáng)照射，因此該壁的溫度始終接近周?chē)諝獾穆饵c(diǎn)(即在干燥地區(qū)特別低)。此外，第一與第二凝結(jié)室之間的連接件使得從第一凝結(jié)室流出的氣流最佳地掃過(guò)第二凝結(jié)室外壁的內(nèi)表面。對(duì)各種蒸餾器來(lái)說(shuō)，第二凝結(jié)室的相對(duì)長(zhǎng)度按照常規(guī)試驗(yàn)確定，以便從其中流出的氣流的溫度最佳。
空氣在本發(fā)明蒸餾器中的一循環(huán)周期中，其在第二凝結(jié)室中的流動(dòng)構(gòu)成生產(chǎn)淡水的最后一步。在這些條件下，流入一蒸餾單元的蒸發(fā)室的空氣較冷而較干燥。如下所述，這特別有利于空氣在蒸發(fā)室中起到雙重作用，即(1)在流動(dòng)過(guò)程中被不斷加熱、從而攜帶最大量的水蒸氣；以及(2)使得然后在第一凝結(jié)室中凝結(jié)的水蒸氣的潛熱有效回收。
在這方面，應(yīng)該看到，第二凝結(jié)室的存在是通過(guò)把第一凝結(jié)室與蒸發(fā)室隔開(kāi)的共同隔壁或多或少全部回收潛熱的必要條件。在第二凝結(jié)室中，氣流在返回蒸發(fā)室前溫度大大下降的現(xiàn)象構(gòu)成了經(jīng)共同隔壁轉(zhuǎn)移潛熱的必要條件。事實(shí)上，由于氣流在返回蒸發(fā)室前的這一最后冷卻，在共同隔壁的整個(gè)長(zhǎng)度上的兩邊始終確立起兩個(gè)很大的正溫度差。第一正溫度差為下列兩溫度T1與Tc之間的差，T1為蒸發(fā)室出口的濕潤(rùn)空氣在流過(guò)第一凝結(jié)室的管子過(guò)程中的下降溫度；Tc為共同隔壁的不透水壁從第一凝結(jié)室的進(jìn)口直到出口也在不斷下降的溫度。從第一凝結(jié)室的進(jìn)口到出口在整個(gè)共同隔壁上，始終有關(guān)系式T1＞Tc。第二正溫度差為下列兩溫度Tc與T2之間的差，Tc為從蒸發(fā)室的進(jìn)口直到出口在共同隔壁的整個(gè)長(zhǎng)度上的濕潤(rùn)親水覆蓋層的溫升；T2為在蒸發(fā)室中流動(dòng)過(guò)程中掃過(guò)這些濕潤(rùn)覆蓋層的空氣層的也是上升的溫度。從蒸發(fā)室的進(jìn)口直到出口在共同隔壁的整個(gè)長(zhǎng)度上，始終有關(guān)系式Tc＞T2。因此，這一現(xiàn)象真正是空氣在一蒸餾單元中循環(huán)周期中所傳送的水蒸氣的潛熱大幅度回收的必要條件。這一現(xiàn)象使得本發(fā)明生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的產(chǎn)量顯著提高，其值大大超過(guò)1。應(yīng)該看到，這一產(chǎn)量隨著水蒸氣凝結(jié)潛熱在其上循環(huán)的共同隔壁的總表面積與蒸發(fā)室的熱區(qū)的表面積之間的比值的增加而增加。
從上可得，空氣在本發(fā)明生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的一蒸餾單元的相繼三個(gè)室中循環(huán)的各階段的工作情況最佳。這大大有利于提高該蒸餾器的產(chǎn)量。
此外，這一改進(jìn)的太陽(yáng)能蒸餾器便于就地安裝(不管是地面上還是一片水中)并能承受強(qiáng)風(fēng)。其原因是室壁及其合適充氣的絕熱層的張力大于正常強(qiáng)風(fēng)所施加的壓力，另一個(gè)原因是用來(lái)緊固該裝置的有效部件安裝簡(jiǎn)便。這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于由多個(gè)蒸餾單元構(gòu)成的蒸餾器來(lái)說(shuō)特別明顯，因?yàn)閷?duì)于同樣的吸熱面積，高度減小，從而所占體積減小。
從結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明例示性實(shí)施例的下述說(shuō)明中可更清楚看出本發(fā)明的這些特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中

圖1為本發(fā)明一特別優(yōu)選實(shí)施例的生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的側(cè)視圖；圖2為一裝在地面上的搖架中的圖1蒸餾器的剖面圖；圖3為裝在一片水中的該蒸餾器的剖面圖；圖4為本發(fā)明第二特別優(yōu)選實(shí)施例的生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾的立體圖；圖5為本發(fā)明生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的一有用實(shí)施例的剖面圖。
圖1為本發(fā)明一特別優(yōu)選實(shí)施例的生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的側(cè)視圖。該蒸餾器包括一有柔性壁的袋10，從而可充氣而賦予它一定剛性并使它呈橫截面為圓形的圓筒形。在圖1中，袋10的右端10a和左端10b用分別伸展在該圖平面中、與之垂直的焊線封口。在這些條件下，較硬的圓形橫截面圓筒袋10在右端兩邊形成兩個(gè)突起＂喇叭＂10c、10d。舉例說(shuō)，蒸餾器10長(zhǎng)10米、直徑為1米。
從圖1和2可見(jiàn)，該袋10的內(nèi)部有一受太陽(yáng)照射的蒸發(fā)室12和布置在陰影中的第一凝結(jié)室14，這兩個(gè)室12和14用一縱向共同隔壁16隔開(kāi)，該隔壁由互相正交的兩對(duì)稱平面16a、16b構(gòu)成。
蒸發(fā)室12的兩端有橫向隔壁18和20。蒸發(fā)室12的左隔壁18不透水，其頂端有一弧形(或者說(shuō)是直邊月牙形)開(kāi)口22，其中部的邊緣焊接在蒸發(fā)室12的外壁上。該隔壁18的底部焊接在共同隔壁16的兩平面16a和16b的左邊緣上，這兩個(gè)平面的連接線焊接到第一凝結(jié)室14的底線上。因此，第一凝結(jié)室14包括其橫截面呈對(duì)稱弧形或者說(shuō)是直邊月牙形)的兩個(gè)管子14a和14b。第一凝結(jié)室14的兩上游開(kāi)口通入袋10的左端10b。該端10b構(gòu)成一具有一黑色不透水柔性壁的中部24，使得蒸發(fā)室12的出口與第一凝結(jié)室14的進(jìn)口連通。
蒸發(fā)室12右端隔壁20的頂部有一圓形開(kāi)口26，一電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)28裝在該開(kāi)口中。此外，隔壁20的邊緣焊接在蒸發(fā)室12的圓形壁和共同隔壁16的平面16a和16b的直線邊緣上。
兩凝結(jié)管子14a、14b的下游端經(jīng)從這兩個(gè)管子伸出的兩套筒14c、14d通入袋10的右端10a。該端10a構(gòu)成使第一凝結(jié)室14的出口與蒸發(fā)室12的進(jìn)口連通的中部30。
蒸發(fā)室12受太陽(yáng)照射的壁部包括用合適粘膠粘在一起的黑色不透水外部薄膜36a(例如厚度為50-100微米的黑色聚乙烯片材)和內(nèi)部親水羊毛38a(例如較厚的非織造纖維素)。共同隔壁16的兩平面16a、16b同樣在蒸發(fā)室12一邊上有親水羊毛38b；而在構(gòu)成第一凝結(jié)室14、其橫截面呈對(duì)稱弧形的兩管子14a、14b一邊上有一不透水薄膜36b(可用于食品包裝的那種不透水薄膜)。
蒸發(fā)室12內(nèi)部、沿其頂部母線裝有一供應(yīng)有待蒸餾的水的導(dǎo)管40，該導(dǎo)管靠毛細(xì)管作用和重力濕潤(rùn)親水羊毛38a。導(dǎo)管40的一端有一管接頭42a，另一端有一端塞44。該導(dǎo)管40的一實(shí)施例在下文詳述。一管子42b把管接頭42a連接到另一個(gè)緊固在該袋端部10a＂喇叭＂10d的角頂上的管接頭42c上。
第一凝結(jié)室14的兩管子14a、14b所共有的外壁的內(nèi)部有一不透水薄膜36c(與薄膜36b相同)，其外部有一較長(zhǎng)絕熱層46a至少蓋住第一凝結(jié)室14外底的左邊部分。第一凝結(jié)室14的右邊部分可有一濕潤(rùn)親水羊毛38c，其一部分暴露在空氣中。是否使用絕熱層46a、親水羊毛38c和絕熱層46a的長(zhǎng)度以及可能間距由實(shí)驗(yàn)決定。
蒸餾器10右端10a中部30的壁的內(nèi)部有一不透水薄膜36d(與薄膜36b、36c相同)，其外部有一暴露在空氣中、用一遮陽(yáng)板(未示出)而不受太陽(yáng)照射、始終用水濕潤(rùn)的親水覆蓋層38d，這在下文交代。在這些條件下，中部30構(gòu)成第二凝結(jié)室以及蒸發(fā)室12之前的一室。
為了確保親水羊毛38a、38b、38c、38d盡可能保持其初始毛細(xì)管作用和柔性，把這些羊毛粘結(jié)到不透水薄膜36a、36b、36c、36d上的粘膠只稍有流動(dòng)性，最終密實(shí)如塑料。
蒸發(fā)室12受太陽(yáng)照射的壁位于一透明、可充氣絕熱層46b底下，該絕熱層中截獲有一薄層(例如厚3cm)干燥空氣。絕熱層46b的兩邊沿共同隔壁16與兩室14和12的壁的連接線焊接到蒸餾器10上。可用任何合適方法對(duì)絕熱層46b充氣。一管接頭48用于充氣，該管接頭在充氣后塞住。截獲在絕熱層46b底下的空氣層的容積隨溫度上升而增加，但其壓力幾乎不變。
蒸餾器10的右端10a緊固在一支桿50上，支桿50的縱向上有4根管子52、54、56和58，分別用來(lái)把海水供應(yīng)給導(dǎo)管40和外壁親水覆蓋層38c、38d以及排放蒸餾水和鹽水。一未示出的流量不變的電動(dòng)泵把高處一水池62中的海水以不變流量經(jīng)一漏斗60和供水管52供給該蒸餾器。垂直管52中高度可變的水柱使得蒸餾器10的進(jìn)口的流率不隨壓力的變動(dòng)(例如10-50hPa)和太陽(yáng)輻射的變動(dòng)而變。
排放第一凝結(jié)室14的兩管子14a、14b和第二凝結(jié)室30中的蒸餾水的垂直管54與裝在蒸餾器右端10a底部＂喇叭＂的角頂上的一管接頭64連接。鹽水排放管56與裝在共同隔壁16的兩平面16a、16b的連線右端處的管接頭66連接。用未示出的虹吸管或泵抽出淡水和鹽水。管子58終止于一導(dǎo)管70，該導(dǎo)管裝在第二凝結(jié)室30上方，有一透水壁，用來(lái)濕潤(rùn)這兩個(gè)凝結(jié)室的外部覆蓋層38c、38d。
圖2為一裝在一搖架72上的太陽(yáng)能蒸餾器10的剖面圖，該搖架確保凝結(jié)室14底部懸空而暴露在空氣中。為此，搖架72裝在固定在地面上(或一片淺水的底面上)的腿74上。搖架72包括兩個(gè)圓形橫截面的縱向剛性件76、78，它們用橫檔件80以及用任何合適裝置緊固到縱向件76、78上的織物帶82連接在一起。這些織物帶82上有導(dǎo)管84a、84b，與導(dǎo)管40和70一樣，用管子58供應(yīng)海水或用管子56供應(yīng)鹽水，從而始終濕潤(rùn)第一凝結(jié)室14兩管子14a、14b的外底的親水覆蓋層38c。
沿蒸發(fā)室12頂部，一具有兩層36e和38e的較寬帶的兩邊以U形縫制在一起，同樣，室12的壁的36a和38a縫制在一起(見(jiàn)放大圖2a)。親水層38e位于內(nèi)部而與蒸發(fā)室12的親水羊毛接觸，不透水層36e在外部。這樣，可用導(dǎo)管40向蒸發(fā)室12供應(yīng)海水而靠毛細(xì)管作用和重力濕潤(rùn)襯在室12內(nèi)部的兩親水羊毛38a、38b。為了確保薄膜36a不透水，用同樣材料制成的帶36f、g焊接其上，從而在其上形成接縫。
從圖1可見(jiàn)，蒸餾器10的右端壁10a上有一細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口10e。該開(kāi)口10e用來(lái)安裝電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)28而對(duì)該裝置充氣。然后用任何合適方法封閉成氣密。此外，為電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)配備一未示出的電插座。
沿室12和14的壁、共同隔壁16和蓋46的兩縱向連接線裝有兩繩索86a、b，連接件88a、b鉤住在其上，從而把蒸餾器10緊固到搖架72上。當(dāng)蒸餾器10裝在地面上時(shí)，一溝槽90用來(lái)回收鹽水。
圖3為一裝在一片水上的太陽(yáng)能蒸餾器10＇。該蒸餾器10＇與蒸餾器10的不同之處主要是穩(wěn)定裝置為沿該圓筒形袋的母線對(duì)稱焊接的充水鎮(zhèn)重裝置92a、b。第一凝結(jié)室14的主要部分14a、14b所共有的底部的左邊部分上有一絕熱層46a，而在該底部的右邊部分上無(wú)需使用親水覆蓋層38c。蒸發(fā)室12和第一凝結(jié)室14的外壁使用用于可充氣船的船用材料。這些鎮(zhèn)重裝置上裝有系環(huán)(未示出)。鹽水排放管56垂直浸沒(méi)在水中。其長(zhǎng)度使得蒸餾器10＇的內(nèi)部壓力限于一任意給定值(例如對(duì)50hPa來(lái)說(shuō)長(zhǎng)度為50cm)。
標(biāo)號(hào)與圖1對(duì)應(yīng)的圖4為一生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器110的立體圖。蒸餾器110的形狀為一由多個(gè)蒸餾單元(該圖中為5個(gè)蒸餾單元)串聯(lián)而成的大氣墊。每一個(gè)蒸餾單元包括一蒸發(fā)室12-1-12-5，一第一凝結(jié)室14-1-14-5和一第二凝結(jié)室30-1-30-5。這三種室與圖1的室12、14和30一樣有雙層壁(黑色不透水薄膜和親水羊毛)。蒸發(fā)室12-1-12-5的內(nèi)部親水羊毛38a、b用導(dǎo)管40-1-40-5供應(yīng)待蒸餾的水，凝結(jié)室14-1-14-5和30-1-30-5的外部親水羊毛38c、d用未示出、但與圖1和2中管子和導(dǎo)管58、70、84相同的管子和導(dǎo)管供水。
如圖4所示，由蒸餾器110構(gòu)成的氣墊的一邊有與圖1的中部24對(duì)應(yīng)的套筒24-2-24-5連接一對(duì)對(duì)室12-2/14-2-12-5/14-5的相鄰端部。為了示出這些室相鄰端部的壁上的開(kāi)口，未示出連接室12-1與14-1的套筒。
該蒸餾器的第一蒸發(fā)室12-1和最后一個(gè)凝結(jié)室14-5上分別連接有保護(hù)室112a、112b。這兩個(gè)保護(hù)室112a、b的橫截面呈半圓形。室12-1和112a的共同隔壁16c和室14-5和112b的共同隔壁16d上有一些使室112a、b充滿非更新濕潤(rùn)空氣的小孔。一可充氣透明蓋114罩在5個(gè)蒸發(fā)室12-1-12-5的受太陽(yáng)照射的壁上。蒸餾器110的蒸發(fā)室和第一凝結(jié)室的外壁鼓起，它們的共同隔壁為平面。這些室呈頂角約為40°的扇形，蒸發(fā)室的頂角向下，第一凝結(jié)室的頂角朝上。在這些條件下，這些扇形的兩個(gè)半徑的總長(zhǎng)度比圓弧線大3倍。
蒸餾器110的共同隔壁16-1-16-9的邊緣以兩種不同方式連接到對(duì)應(yīng)室的外壁上。如為第一凝結(jié)室的頂角，由于相繼兩蒸發(fā)室(例如12-1和12-2)的鄰接熱區(qū)的內(nèi)部親水覆蓋層38a與第一凝結(jié)室(例如14-1)的外部親水覆蓋層38b接觸，因此該連接為接縫。這些接縫然后用任何合適方法相對(duì)截獲在透明蓋114下方的干燥空氣層與外部密封。另一種連接為蒸發(fā)室的外部薄膜36b和兩相鄰第一凝結(jié)室的兩內(nèi)部薄膜36c的頂邊之間的焊接。
排放由各蒸餾單元生成的蒸餾水和鹽水的管子(未示出)與集管裝置連接，該集管裝置如圖1與兩管子54和56連接。
如圖4所示，第二凝結(jié)室30-5包括供鼓風(fēng)機(jī)128的進(jìn)口套管116連接其上的一出口(無(wú)法看到)。同樣，蒸發(fā)室12-1的右端共同隔壁包括供鼓風(fēng)機(jī)128的出口套管118連接其上的一進(jìn)口。一渦輪機(jī)120的出口與該套管118連接，該渦輪機(jī)的進(jìn)口與外界連通。該渦輪機(jī)120的作用是不管溫度和壓力條件的變動(dòng)保持各蒸餾單元內(nèi)部相對(duì)外界的壓力差不變(1-2hPs)。
第一凝結(jié)室14-1-14-5通入第二凝結(jié)室30-1-30-5，第二凝結(jié)室30-1-30-5構(gòu)成蒸發(fā)室12-1-12-5的預(yù)備室。各蒸餾單元的蒸發(fā)室與第一凝結(jié)室或經(jīng)一套筒間接連通，或經(jīng)它們的共同隔壁上的一開(kāi)口直接連通。
舉例說(shuō)，蒸餾器110可包括10個(gè)蒸餾單元，每一蒸餾單元寬40cm、長(zhǎng)60m、高60cm。
蒸餾器110可裝在地面上、一片水中或一氣墊上。裝在地面上時(shí)，第一凝結(jié)室的共同外底上既無(wú)絕熱層42a又無(wú)濕潤(rùn)親水覆蓋層38c，但第二凝結(jié)室的濕潤(rùn)親水覆蓋層38d用任何合適方法與地面完全隔離。此外，其外部室112a、b上裝有系環(huán)。
由于上述結(jié)構(gòu)，提供了生產(chǎn)淡水的蒸餾器10-10＇和110，它們便于制造、成本較低(相當(dāng)于充氣船的成本)、產(chǎn)量高、運(yùn)行和維護(hù)簡(jiǎn)單、可承受強(qiáng)風(fēng)。
事實(shí)上，從圖1(同樣從圖4)可知，由于截獲在透明密封蓋底下的薄干燥空氣層罩住蒸發(fā)室12的熱區(qū)，因此該熱區(qū)所吸收的熱量大大多于現(xiàn)有太陽(yáng)能蒸餾器的熱區(qū)所吸收的熱量。這是因?yàn)橐运龑＠械囊粋€(gè)問(wèn)題得以克服，即在凝結(jié)表面由該空間的內(nèi)表面構(gòu)成的情況下，由較大量凝結(jié)水滴生成的遮蔽會(huì)造成吸熱降低。
在到達(dá)第一凝結(jié)室14后，從蒸發(fā)室12流出的高熱空氣所攜帶的水蒸氣立即擴(kuò)散而凝結(jié)，在第一凝結(jié)室14的共同隔壁16a、b的較低溫度的不透水壁36c上回收潛熱。起始于第一凝結(jié)室的進(jìn)口的較長(zhǎng)絕熱層46a防止水蒸氣含量很高的高熱空氣向受外界冷卻的區(qū)域漂移，造成該水蒸氣的局部凝結(jié)而不回收潛熱。如上所述，伴隨回收潛熱的這一凝結(jié)現(xiàn)象在整個(gè)第一凝結(jié)室14中不斷進(jìn)行，空氣的溫度和濕度隨之下降，直到該空氣在第二凝結(jié)室中最終冷卻后返回蒸發(fā)室中。
隨著空氣在第一凝結(jié)室14中不斷向前流動(dòng)，其溫度和濕度不斷下降，從而凝結(jié)的潛熱的回收越來(lái)越無(wú)效。為了補(bǔ)償這一下降，在凝結(jié)室14的外底的右邊部分內(nèi)壁和第二凝結(jié)室的內(nèi)壁上進(jìn)行第一和第二輔助、但不回收潛熱的凝結(jié)。在這兩種情況下，其外壁上有暴露在空氣中、始終保持濕潤(rùn)的親水覆蓋層38c、d，使得它們的溫度接近該空氣的露點(diǎn)溫度，在干燥地區(qū)露點(diǎn)溫度特別低。應(yīng)該看到，這些外壁親水覆蓋層38c、d必然會(huì)磨損，從而用合適材料制成，例如高質(zhì)量棉花纖維。
從上可得，所吸收熱量大大增加，多個(gè)凝結(jié)區(qū)的第一區(qū)有良好的潛熱回收性，而最后一個(gè)凝結(jié)區(qū)的溫度特別低，因此本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的產(chǎn)量大于所有現(xiàn)有蒸餾器的2倍，或無(wú)論如何大大高于所有現(xiàn)有蒸餾器。除了技術(shù)上優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行和維護(hù)各方面也特別優(yōu)越。
本發(fā)明生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的大小和形狀(圓筒形或氣墊形)適合于有關(guān)市場(chǎng)。生產(chǎn)淡水的工業(yè)設(shè)備包括多個(gè)蒸餾器，每一個(gè)蒸餾器有較大吸熱表面。在該工業(yè)設(shè)備中，每一公頃地面每天可生產(chǎn)200立方米的淡水。在家用情況下，可使用裝在地面或陽(yáng)臺(tái)上的吸熱表面約為10平方米的氣墊形蒸餾器(或一組圓筒形蒸餾器)。這使得一個(gè)家庭每天可使用200升淡水。在海難中，可使用吸熱表面為1-2平方米的裝有充水鎮(zhèn)重裝置的氣墊形(或圓筒形)蒸餾器。在旅游船中，可使用吸熱表面為10-20平方米的飄浮在水上的蒸餾器。
圖5為本發(fā)明生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的一非優(yōu)選、但有用的實(shí)施例的剖面圖。該蒸餾器150包括一具有一密封得較好的透明壁154的封閉空間152。例如它為農(nóng)用暖房型，其透明聚乙烯壁裝在環(huán)箍156上，這些環(huán)箍等距裝在地面中。封閉空間152例如長(zhǎng)數(shù)十米、高數(shù)米、寬數(shù)米。供應(yīng)海水的剛性溝槽158用吊架160懸掛在環(huán)箍156上。封閉空間152內(nèi)部有蒸發(fā)室162，其縱向壁由外部黑色不透水聚乙烯薄膜164和由親水羊毛166構(gòu)成的內(nèi)部覆蓋層構(gòu)成。該薄膜和羊毛的邊緣用夾子(未示出)固定在溝槽158的邊緣上，從而薄膜164和羊毛166浸沒(méi)在溝槽158的海水中。一裝在一懸掛在封閉空間152的一環(huán)箍156上的支架上的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)168位于蒸發(fā)室162的上游端壁處。工作時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)168對(duì)蒸發(fā)室162充氣而使其壁呈圓形橫截面細(xì)長(zhǎng)圓筒。鼓風(fēng)機(jī)168停轉(zhuǎn)時(shí)，室162放氣，其底部貼靠地面。蒸發(fā)室162下游端壁的頂部有一很寬的開(kāi)口。一鹽水排放管172連接在該蒸發(fā)室基線底部。封閉空間152的底部包括一不透水覆蓋層153。此外，底部153沿縱向稍稍傾斜并包括兩對(duì)稱橫向斜面，這兩個(gè)橫向斜面終止于封閉空間152垂直壁底部的淡水收集溝槽176-178。這些溝槽與未示出的排放淡水的外部導(dǎo)管裝置連接。
太陽(yáng)能蒸餾器150的工作情況與圖1所示蒸餾器大致相同。不同之處在于，凝結(jié)表面由封閉空間152的透明壁的內(nèi)表面構(gòu)成，而不只由一凝結(jié)室的壁構(gòu)成。在這些條件下，凝結(jié)在封閉空間內(nèi)表面上的水滴減小了蒸發(fā)室162黑色壁所吸收的太陽(yáng)輻射，盡管凝結(jié)水滴在其自重作用下落在不透水薄膜164上，但最終流到淡水收集溝槽裝置176-178中。從而引言所引專利所述現(xiàn)有太陽(yáng)能蒸餾器的缺點(diǎn)之一得以消除。應(yīng)該看到，水蒸氣凝結(jié)生成的潛熱的一定量的回收最可能發(fā)生在蒸發(fā)室162在陰影中的壁上。該蒸餾器的產(chǎn)量比現(xiàn)有蒸餾器高，但顯然比圖1和4所示蒸餾器低得多。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。事實(shí)上，在圖5所示生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器中，可不使用鼓風(fēng)機(jī)，圓筒形蒸發(fā)室可代之以一伸展在一支架上的平面，其方向正對(duì)太陽(yáng)，使用一有一親水覆蓋層的黑色不透水薄膜。同樣，在圖1所示小型太陽(yáng)能蒸餾器中，鼓風(fēng)機(jī)可與第一凝結(jié)室一起省略，蒸發(fā)室可折疊成U形，其余的凝結(jié)室布置在蒸發(fā)室兩端之間。在這兩個(gè)例子中，水蒸氣從高熱、濕潤(rùn)親水羊毛向一較冷的凝結(jié)表面自然擴(kuò)散。在第二個(gè)例子中，產(chǎn)量降低的蒸餾器所生產(chǎn)的每日淡水量可滿足海難人員或野營(yíng)者的需要。
如從本發(fā)明生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的制造和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)，可以看出，它們的主要部件為把一黑色聚乙烯薄膜粘合到一非織造纖維素親水羊毛上而成的新穎材料。這一材料的成本不到每平方米1法國(guó)法郎。
首先由于由大量本發(fā)明太陽(yáng)能蒸餾器構(gòu)成的生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)成本很低，其次由于部件更新成本很低(薄膜的壽命估計(jì)為1-2年)，這一設(shè)備在接近海岸線的干燥地區(qū)生產(chǎn)的每一立方米淡水的成本最多與地球溫帶地區(qū)從河流和水表供應(yīng)的飲用水的成本相當(dāng)。對(duì)于日產(chǎn)淡水上千立方米的大型太陽(yáng)能設(shè)備來(lái)說(shuō)，極有利的是所回收的鹽水收集在鹽堿灘中。賣(mài)鹽的收入就可分?jǐn)偟降望}水的生產(chǎn)成本上，從而大大降低每立方米淡水的生產(chǎn)成本。
如此生產(chǎn)的蒸餾水在經(jīng)合適處理后的使用與在溫帶地區(qū)的干凈水的使用(家用、工業(yè)用和農(nóng)用)相同。
本發(fā)明的實(shí)施依靠可用來(lái)形成生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的蒸發(fā)室的外壁的一種新型工業(yè)制品。該新型工業(yè)制品包括兩種部件。其中之一是具有良好機(jī)械強(qiáng)度、能承受紫外線輻射和鹽水侵蝕的黑色不透水柔性薄膜(例如黑色聚乙烯薄膜)。另一種部件是能承受鹽水侵蝕的親水羊毛(最好是非織造纖維素)。這兩種部件用不損害它們的特性的粘膠粘合在一起。至于所述共同隔壁，薄膜的顏色無(wú)關(guān)緊要，在這些條件下，可使用在醫(yī)院中通常用來(lái)保護(hù)床墊的其上有纖維素涂層的不透水白色薄膜，這種薄膜能承受鹽水侵蝕并可與食品接觸。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器，包括-可吸收太陽(yáng)能輻射、容納待蒸餾的水的一裝置；-一凝結(jié)表面，該裝置中的水加熱所生成的水蒸氣能在其上凝結(jié)；-收集從該凝結(jié)表面淌下的淡水的部件；-其特征在于-所述裝置包括一布置在陰影中、受太陽(yáng)能照射的柔性、張緊、黑色、不透水薄膜(36a)，一靠毛細(xì)管作用和重力把水供應(yīng)其上的親水羊毛(38a)構(gòu)成所述薄膜的一覆蓋層；-回收鹽水的部件(66)布置在所述羊毛底部。
2.按權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能蒸餾器，其特征在于-所述不透水薄膜(164)及其親水覆蓋層(166)構(gòu)成一較長(zhǎng)、裝在透明遮蔽部件(152)下方的蒸發(fā)室(162)的壁；-所述透明遮蔽部件(152)為一密封較好的封閉空間，其一壁(154)的內(nèi)表面(156)構(gòu)成所述凝結(jié)表面；-該蒸餾器有一鼓風(fēng)機(jī)(168)在該蒸發(fā)室(162)與一由所述蒸發(fā)室(162)外部的所述封閉空間(152)構(gòu)成的凝結(jié)室之間的一閉合回路中生成氣流。
3.按權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能蒸餾器，其特征在于-該黑色、不透水薄膜(36a)及其親水覆蓋層(38a)構(gòu)成一較長(zhǎng)、裝在一透明絕熱層(46b)下方的蒸發(fā)室(12)的外壁；-該凝結(jié)表面為該蒸發(fā)室(12)底下、用一縱向共同隔壁(16)與其隔開(kāi)的一凝結(jié)室(14)的一壁的不透水內(nèi)表面(36b)，這兩個(gè)室(12、14)經(jīng)隔開(kāi)兩室毗連端部的所述橫向壁(18、20)頂部的開(kāi)(22、26)互相連通；-所述凝結(jié)室(14)的外壁有一用任何合適部件(58、70)保持濕潤(rùn)、至少局部暴露在空氣中的親水覆蓋層(38c)；-該蒸餾器有一鼓風(fēng)機(jī)(28)在兩室(12、14)之間的一閉合回路中生成氣流；-與所述鼓風(fēng)機(jī)(28)相聯(lián)的合適部件(10e、54)使得可對(duì)所述兩室(12、14)充氣而在該兩室中保持輕微剩余壓力。
4.按權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能蒸餾器，其特征在于-該黑色、不透水薄膜(36a)及其親水覆蓋層(38a)構(gòu)成一較長(zhǎng)、裝在一透明絕熱層(46b)下方的蒸發(fā)室(12)的外壁；-該凝結(jié)表面為沒(méi)有一共同壁、與該蒸發(fā)室(12)鄰接的一凝結(jié)室(30)的壁的不透水內(nèi)表面，這兩個(gè)室(12、30)經(jīng)隔開(kāi)兩室毗連端部的壁(18、20)頂部的開(kāi)(22、26)互相連通；-該凝結(jié)室(30)的外壁有一用任何合適部件(58、70)保持濕潤(rùn)、至少局部暴露在空氣中的親水覆蓋層(38d)；-該蒸餾器有一鼓風(fēng)機(jī)(28)在兩室(12、30)內(nèi)部造成氣流的閉合回路；-與所述鼓風(fēng)機(jī)(28)相聯(lián)的合適部件(10e、54)使得可對(duì)所述兩室(12、30)充氣而在該兩室中保持輕微剩余壓力。
5.生產(chǎn)淡水的高產(chǎn)量太陽(yáng)能蒸餾器(10)，其特征在于-它包括一蒸發(fā)室(12)、第一凝結(jié)室(14)和第二凝結(jié)室(30)；-該蒸發(fā)室(12)有一柔性壁，其外層為一黑色不透水薄膜(36a)，內(nèi)層為一親水覆蓋層(38a)，該室(12)較長(zhǎng)、受太陽(yáng)照射、裝在一透明絕熱層(46b)底下；-其中供應(yīng)有待蒸餾的水的一導(dǎo)管(40)靠毛細(xì)管作用和重力濕潤(rùn)襯在該蒸發(fā)室(12)中的親水羊毛(38a、b)；-第一凝結(jié)室(14)有由內(nèi)部不透水薄膜(36b、c)構(gòu)成的柔性壁，所述薄膜的至少一部分(36b)的外部覆蓋有靠毛細(xì)管作用和重力供應(yīng)有水的親水覆蓋層(38b)，從而構(gòu)成把第一凝結(jié)室與所述蒸發(fā)室(12)隔開(kāi)的縱向共同隔壁(16a、b)；-所述蒸發(fā)室(12)的下游端用至少一個(gè)可防止待蒸餾的水流過(guò)的開(kāi)口與所述第一凝結(jié)室(14)的上游端連通；-所述第一凝結(jié)室(14)的下游端通入第二凝結(jié)室(30)，該第二凝結(jié)室(30)的外壁上有一親水覆蓋層(38d)暴露在空氣中、不受太陽(yáng)照射、始終用供水管(58)保持濕潤(rùn)；-第二凝結(jié)室(30)經(jīng)至少一個(gè)可防止待蒸餾的水流過(guò)的開(kāi)口(26)與所述蒸發(fā)室(12)的進(jìn)口連通；-該蒸餾器(10)有一電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)(28)在該蒸發(fā)室(12)中、然后在第一凝結(jié)室(14)和第二凝結(jié)室(30)中生成一氣流閉合回路；-與所述鼓風(fēng)機(jī)(28)相聯(lián)的合適部件(10e、54)使這三個(gè)室(12、14、30)充氣，從而在其中保持輕微剩余壓力；-一鹽水排放管(56)終止在所述蒸發(fā)室(12)底部(66)；-一淡水排放管(54)終止在所述第二凝結(jié)室(30)底部(64)。
6.按權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能蒸餾器，其特征在于，第一凝結(jié)室(14)和蒸發(fā)室(12)的橫截面幾何形狀相互依賴而使該第一室與外部的熱交換盡可能少，而這兩個(gè)室(12、14)之間的熱交換盡可能多。
7.按權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能蒸餾器，其特征在于，第一凝結(jié)室(14)與第二凝結(jié)室(30)之間的連接件(14c、d)使得流出第一室(14)的氣流與第二凝結(jié)室(30)外壁內(nèi)表面之間的熱交換盡可能多。
8.按權(quán)利要求6和7所述的太陽(yáng)能蒸餾器，其特征在于-該蒸餾器呈橫截面為圓形的細(xì)長(zhǎng)圓筒(10)，其中充有空氣、環(huán)繞三個(gè)室(12、14、30)；-把蒸發(fā)室(12)與第一凝結(jié)室(14)隔開(kāi)的共同隔壁(16a、b)為兩成V形的平面，其中線固定在第一凝結(jié)室(14)的底部上。
9.按權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能蒸餾器，其特征在于-該蒸餾器呈一由多個(gè)蒸餾單元構(gòu)成的大氣墊(110)；-互相串聯(lián)的蒸餾單元各包括一蒸發(fā)室(12-1-12-5)和兩個(gè)凝結(jié)室，即第一凝結(jié)室(14-1-14-5)和第二凝結(jié)室(30-1-30-5)；-當(dāng)各蒸餾單元串聯(lián)時(shí)，一單元的第二凝結(jié)室(30-1)為下一個(gè)單元的蒸發(fā)室(12-1)的預(yù)備室；-一裝在該氣墊(110)外部的鼓風(fēng)機(jī)(128)與這些蒸餾單元連接，使得空氣相繼在各單元的所有室的一閉合回路中流動(dòng)；或分別在各蒸餾單元的各室的一閉合回路中流動(dòng)；-連接到該蒸餾器(110)兩個(gè)表面上的對(duì)稱、斜向共同隔壁(16-1-16-9)把蒸發(fā)室(12-1-12-5)與第一凝結(jié)室(14-1-14-5)隔開(kāi)并使這些室(12-1-12-5,14-1-14-5)的橫截面呈狹長(zhǎng)弧形；-一絕熱透明蓋(114)蓋住所述蒸餾器(110)受太陽(yáng)照射、由各蒸發(fā)室(12-1-12-5)的鄰接熱區(qū)構(gòu)成的表面部分。
10.一種用來(lái)構(gòu)成按上述任一權(quán)利要求所述的生產(chǎn)淡水的太陽(yáng)能蒸餾器的蒸發(fā)室的外壁的工業(yè)制品；-其特征在于-它包括相同尺寸的兩種部件；-這兩種部件之一為一黑色、不透水柔性薄膜(36a)，它具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，可承受紫外線輻射和鹽水侵蝕，最好為黑色聚乙烯薄膜；-另一種部件為可承受鹽水侵蝕的親水羊毛(38a)，最好為非織造纖維素；-這兩種部件用不損害它們的特性的粘膠粘合在一起。
全文摘要
該裝置為一用輕微剩余氣壓的空氣充氣的細(xì)長(zhǎng)圓筒(10),包括一蒸發(fā)室(12)、第一凝結(jié)室(14)和第二凝結(jié)室(30);該蒸發(fā)室(12)有一絕熱透明蓋(46b),其外壁由一黑色不透水薄膜構(gòu)成,該薄膜內(nèi)表面上有一親水覆蓋層;第一凝結(jié)室(14)有一不透水壁,一隔壁(16)把它與蒸發(fā)室(12)隔開(kāi),該室(12)的親水覆蓋層疊置在該隔壁上;第二凝結(jié)室(30)與上述兩室連通,其壁包括一不透水薄膜和一暴露在空氣中、用一供水管始終保持濕潤(rùn)的外部親水覆蓋層;一鼓風(fēng)機(jī)(28)把空氣吹入這三室中的一閉合回路中,有關(guān)部件(54—56)使這些室的內(nèi)部保持剩余氣壓;淡水收集在第二凝結(jié)室(30)底部(64);鹽水收集在蒸發(fā)室(12)底部(66)。本發(fā)明可用來(lái)在干燥地區(qū)經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)淡水。
文檔編號(hào)C02F1/14GK1233229SQ9719880
公開(kāi)日1999年10月27日 申請(qǐng)日期1997年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月16日
發(fā)明者讓-保羅·多曼 申請(qǐng)人:讓-保羅·多曼