專利名稱：太陽能光餾板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合物分離裝置，尤其是利用太陽能將一種液體從另一種 液體中分離出來的分餾裝置，屬于太陽能利用技術(shù)和分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，要將兩種液體混合物分離，或?qū)⒁后w中溶解的離子、雜質(zhì)分離出去， 如吸收式空調(diào)制冷劑的再生、海水淡化等，公知的方法是使用分餾塔、蒸餾釜 等設(shè)備進(jìn)行蒸餾，這種方法需要消耗大量的高品位熱能。近年來采用膜分離技 術(shù)，對一些特定的混合物進(jìn)行分離，如利用膜分離技術(shù)進(jìn)行海水淡化，雖然耗 能較少，但其工作條件要求高、設(shè)備成本較高，分離膜機(jī)械性能差、工作壽命 不長、可分離的對象有限，難以在多領(lǐng)域、大范圍推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決如吸收式空調(diào)制冷劑再生、海水淡化等混合物分離中或能耗高、 或成本高等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種新型太陽能分餾裝置，該裝置可利用太陽 能提供熱量，進(jìn)行混合物分離，該裝置工作條件要求不高，可分離的物質(zhì)范圍 廣，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)省能源，設(shè)備造價(jià)低。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用了如下技術(shù)方案 一種太陽能光餾板，由光 餾管、冷凝器、換熱器、并流器、分配控制器、滴注器、框架組成。其特征在 于所述的光餾管由真空管、加熱環(huán)、格柵、回流片、前端口、后端口組成。 真空管由內(nèi)外兩層玻璃管構(gòu)成，玻璃管兩端的雙層管壁被燒連在一起，前端形 成真空管頸部，后端形成真空管尾部，中間的兩層玻璃管夾層抽成真空。前端 口是真空管頸部左上方的大開口。后端口是真空管尾部右下方的小開口。加熱 環(huán)是由一組相互獨(dú)立的加熱環(huán)組成，加熱環(huán)呈"圓筒"，由銅質(zhì)或鋁質(zhì)等導(dǎo)熱材 質(zhì)制成，外表面濺鍍了吸光材料，能吸收陽光，將光能轉(zhuǎn)變成熱能。格柵由一組格柵組成，格柵為不導(dǎo)熱材質(zhì)，呈"圓環(huán)"形，格柵底部有"扇面"形檔 柵。回流片由一組回流片組成，回流片為不導(dǎo)熱材質(zhì)，呈"瓦"形。
加熱環(huán)依次套裝在真空管內(nèi)腔，緊貼管壁，格柵安裝在兩加熱環(huán)之間，將真 空管內(nèi)腔分隔成一組相對獨(dú)立的小室，回流片穿過格柵，安裝在檔柵正上方， 貼近加熱環(huán)上沿，前低后高，跨在兩個(gè)小室之間。
所述的太陽能光餾板，其冷凝器由冷凝室、冷凝管、回流管、混合液入口、 混合液出口、輕組分出口組成。冷凝管盤繞在冷凝室內(nèi)，回流管放置在光餾管 前端口的上方，冷凝管與回流管相連通，混合液入口、輕組分出口伸出冷凝室 外。
所述的太陽能光餾板，其換熱器是逆流換熱器，由換熱內(nèi)管、換熱外管、 殼體、換熱內(nèi)管入口、換熱內(nèi)管出口、換熱外管入口、換熱外管出口組成。換 熱內(nèi)管套入換熱外管里面，換熱內(nèi)管和換熱外管一起盤繞在殼體內(nèi)，換熱內(nèi)管 入口、換熱內(nèi)管出口、換熱外管入口、換熱外管出口伸出殼體外。
所述的太陽能光餾板，其并流器由并流內(nèi)管、并流外管、并流內(nèi)管出口、 并流外管入口、并流外管出口組成。并流內(nèi)管套入并封裝在并流外管里，并流 內(nèi)管出口從并流外管伸出。
所述的太陽能光餾板，其分配控制器由分配器、控制器組成?？刂破饔煽?制閥和控制模塊組成?？刂颇K采用背景前饋控制加溫度反饋控制方式，背景 前饋根據(jù)環(huán)境溫度、光強(qiáng)等因素給出控制信號(hào)，溫度反饋根據(jù)光餾管后端口重 組分的溫度給出控制信號(hào)。
所述的太陽能光餾板，其滴注器是一支"針"形滴管，安放在冷凝室里光 餾管的前端口，采用滴注的方式給光餾管進(jìn)料。
所述的太陽能光餾板，其框架是矩形金屬架，框架左右兩邊分別將冷凝器 和并流器托起，光餾管、冷凝器、并流器安放在框架的前方，與框架一起組成 矩形面板，換熱器、分配控制器和冷凝器的一部分安裝在矩形板面的背面。
所述的太陽能光餾板，其光餾管是一組并行排列的光餾管，光餾管前端口插入冷凝器，冷凝器的冷凝室壁與光餾管的真空管頸部燒結(jié)相連，光餾管后端 口插入并流器，并流器的并流外管與光餾管的真空管尾部燒結(jié)相連，并流器的 并流內(nèi)管與光餾管后端口燒結(jié)連通。冷凝器的混合液出口與換熱器的換熱內(nèi)管 入口連通，換熱器的換熱內(nèi)管出口與并流器的并流外管入口連通，換熱器的換 熱外管入口與并流器的并流內(nèi)管出口連通。并流器的并流外管出口與分配控制 器入口連通。分配控制器出口與一組滴注器連通。
在陽光的照射下，光餾管中的加熱環(huán)吸收光能，轉(zhuǎn)化成熱能，光餾管溫度 升高。光餾管的真空管尾部有溫度傳感器，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，傳感器 啟動(dòng)分配控制器，待分餾的混合液從冷凝器的混合液入口輸入，經(jīng)與冷凝器、 換熱器、并流器換熱，再流經(jīng)分配控制器，送至滴注器，從滴注器滴注到光餾 管前端口，混合液在光餾管里向后端口流動(dòng)，依次流經(jīng)一個(gè)個(gè)加熱環(huán)，溫度逐 漸升高。設(shè)定靠近前端口的小室為第l小室，在第N小室里， 一定壓力條件下， 混合液里的輕組分汽化，氣態(tài)輕組分一部分朝前端口流去， 一部分在上面的回
流片上冷凝，凝結(jié)的組分被引導(dǎo)流入第N-l小室里，隨后又被帶到第N小室繼 續(xù)受熱，反復(fù)汽化、冷凝；混合液里未汽化的組分流向第N+l小室；最后混合 液在光餾管中被分餾為氣態(tài)輕組分和液態(tài)重組分。氣態(tài)輕組分從前端口流出， 遇到回流管， 一部分冷凝回流滴入前端口，其余部分在冷凝管上凝結(jié)，從冷凝 器的輕組分出口輸出。氣態(tài)輕組分在冷凝器里冷凝同時(shí)，其熱量被混合液回收。 液態(tài)重組分從后端口流出，經(jīng)并流器、換熱器回收熱量后，從換熱器的換熱外 管出口輸出。
本發(fā)明有益效果是，本發(fā)明將太陽能的吸收、加熱、冷凝、傳熱、換熱集 于一體，省略了熱量長距離傳輸、多次換熱等環(huán)節(jié)，降低了熱能損耗，提高傳 熱效率；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備造價(jià)低廉；本發(fā)明采用矩形
面板結(jié)構(gòu)，既可安放在屋頂，又可掛在墻壁，與建筑物結(jié)合友好。


圖1是本發(fā)明的太陽能光餾板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的光餾管結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明的換熱器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明的并流器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明由光餾管7、冷凝器2、換熱器l、并流器6、分配控 制器5、滴注器4、框架3組成。光餾管7的前端口 21插入冷凝器2里，光餾 管7的后端口 28插入并流器6里。框架3左右兩邊分別將冷凝器2和并流器6 托起，光餾管7、冷凝器2、并流器6安放在框架3的前方，與框架3—起組成 矩形面板，換熱器1、分配控制器5和冷凝器2的一部分安裝在矩形面板的背面 (框架以外部分在面板背面，直觀起見，把它們畫到前面)。冷凝器2的混合液 出口與換熱器l的換熱內(nèi)管入口相連通，換熱器1的換熱內(nèi)管出口與并流器6 的并流外管入口相連通，換熱器1的換熱外管入口與并流器6的并流內(nèi)管出口 相連通。并流器6的并流外管出口與分配控制器5入口相連通。分配控制器5 出口與一組滴注器4相連通。混合液入口 31是混合液輸入的通道，輕組分出口 37是輕組分輸出的通道，換熱外管出口 48是重組分輸出的通道。
如圖2所示，光餾管由真空管25、加熱環(huán)23、格柵24、回流片27、前端 口21、后端口28組成。真空管由內(nèi)外兩層玻璃管構(gòu)成，玻璃管兩端的雙層管壁 被燒連在一起，前端形成真空管頸部22，后端形成真空管尾部29。前端口 21 在真空管頸部22的左上方，后端口 28在真空管尾部29右下方。加熱環(huán)23依 次套裝在真空管25內(nèi)腔，緊貼管壁，格柵24安裝在兩加熱環(huán)23之間，回流片 27貼近加熱環(huán)23上沿，穿過格柵24,安裝的檔柵26正上方，前低后高，跨在 兩個(gè)小室之間。
如圖3所示，冷凝器由冷凝室32、冷凝管35、回流管36、混合液入口 31、 混合液出口 38、輕組分出口 37組成。冷凝管35盤繞在冷凝室32內(nèi)，回流管36放置在光餾管前端口 21的上方，冷凝管35與回流管36相連通。冷凝器的冷 凝室壁33與光餾管的真空管頸部22燒結(jié)相連?；旌弦喝肟?31、混合液出口 38、 輕組分出口 37伸出冷凝室32外。
如圖4所示，換熱器由換熱內(nèi)管42、換熱外管46、殼體45、換熱內(nèi)管入口 41、換熱內(nèi)管出口44、換熱外管入口43、換熱外管出口48組成。換熱內(nèi)管42 套入換熱外管46里面，換熱內(nèi)管42和換熱外管46 —起盤繞在殼體45內(nèi)，換 熱內(nèi)管入口41、換熱內(nèi)管出口44、換熱外管入43口、換熱外管出口48伸出殼 體45外。
如圖5所示，并流器由并流內(nèi)管53、并流外管52、并流內(nèi)管出口55、并流 外管入口 56、并流外管出口 51組成。并流內(nèi)管53套入并封裝在并流外管52里。 光餾管的真空管尾部29插入并流外管52，并與管壁其燒結(jié)相連，光餾管后端口 28插入并流內(nèi)管53里并燒結(jié)連通。
本發(fā)明的工作流程如下
待分餾的混合液從混合液入口 31輸入，先流經(jīng)冷凝器2與氣態(tài)輕組分換熱 后，再流經(jīng)換熱器1與重組分換熱，然后流進(jìn)并流器6繼續(xù)與重組分換熱，再 經(jīng)分配控制器5、滴注器4滴注到光餾管7的前端口 21上，混合液在光餾管7 里向后端口28緩慢流動(dòng)，被加熱環(huán)依次加熱，溫度逐漸升高。在適當(dāng)?shù)臏囟群?壓力下，混合液經(jīng)過反復(fù)汽化、冷凝，被分餾為氣態(tài)輕組分和液態(tài)重組分。氣 態(tài)輕組分從光餾管7的前端口 21流出，進(jìn)入冷凝器2，冷凝后從輕組分出口 37 輸出；液態(tài)重組分從光餾管7的后端口28流出，匯入并流器6，經(jīng)換熱器l回 收熱量后，從換熱外管出口48輸出。
權(quán)利要求
1、一種太陽能光餾板，其特征在于由光餾管(7)、冷凝器(2)、換熱器(1)、并流器(6)、分配控制器(5)、滴注器(4)、框架(3)組成。其光餾管是一組并行排列的光餾管(7)，光餾管(7)的前端口(21)插入冷凝器(2)里，冷凝器(2)的冷凝室壁(33)與光餾管(7)的真空管頸部(22)燒結(jié)相連，光餾管(7)的后端口(28)插入并流器(6)里，并流器(6)的并流外管(52)與光餾管(7)的真空管尾部(29)燒結(jié)相連，并流器(6)的并流內(nèi)管(53)與光餾管后端口(28)燒結(jié)連通。冷凝器(2)的混合液出口(38)與換熱器(1)的換熱內(nèi)管入口(41)相連通，換熱器(1)的換熱內(nèi)管出口(44)與并流器(6)的并流外管入口(56)相連通，換熱器(1)的換熱外管入口(43)與并流器(6)的并流內(nèi)管出口(55)相連通。并流器(6)的并流外管出口(51)與分配控制器(5)入口相連通。分配控制器(5)出口與一組滴注器(4)相連通?；旌弦喝肟?31)是混合液輸入的通道，輕組分出口(37)是輕組分輸出的通道，換熱外管出口(48)是重組分輸出的通道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光餾板，其特征還在于所述的光餾管(7) 由真空管(25)、加熱環(huán)(23)、格柵(24)、回流片(27)、前端口 (21)、后端 口 (28)組成。真空管(25)由內(nèi)外兩層玻璃管構(gòu)成，玻璃管兩端的雙層管壁 被燒連在一起，前端形成真空管頸部(22)，后端形成真空管尾部(29)。中間 的兩層玻璃管夾層抽成真空。前端口 (21)在真空管頸部(22)的左上方，后 端口 (28)在真空管尾部(29)右下方。加熱環(huán)(23)呈"圓筒"，由銅質(zhì)或鋁 質(zhì)等導(dǎo)熱材質(zhì)制成，外表面濺鍍了吸光材料，能吸收陽光，將光能轉(zhuǎn)變成熱能。 格柵(24)呈"圓環(huán)"形，為不導(dǎo)熱材質(zhì)制成，格柵底部有"扇面"形檔柵(26)，將真空管(25)內(nèi)腔分隔成一組相對獨(dú)立的小室?；亓髌?27)呈"瓦" 形，由不導(dǎo)熱材質(zhì)制成。加熱環(huán)(23)依次套裝在真空管(25)內(nèi)腔，緊貼管 壁，格柵(24)安裝在兩加熱環(huán)(23)之間，回流片(27)貼近加熱環(huán)(23) 上沿，穿過格柵(24)，安裝的檔柵(26)正上方，前低后高，跨在兩個(gè)小室之 間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光餾板，其特征還在于所述的冷凝器(2)由冷凝室(32)、冷凝管(35)、回流管(36)、混合液入口 (31)、混合液出口 (38)、輕組分出口 (37)組成。冷凝管(35)盤繞在冷凝室(32)內(nèi)，回流管 (36)放置在光餾管前端口 (21)的上方，冷凝管(35)與回流管(36)相連 通。冷凝器的冷凝室壁(33)與光餾管的真空管頸部(22)燒結(jié)相連?；旌弦?入口 (31)、混合液出口 (38)、輕組分出口 (37)伸出冷凝室(32)夕卜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光餾板，其特征還在于所述的換熱器(1) 由換熱內(nèi)管(42)、換熱外管(46)、殼體(45)、換熱內(nèi)管入口 (41)、換熱內(nèi) 管出口 (44)、換熱外管入口 (43)、換熱外管出口 (48)組成。換熱內(nèi)管(42) 套入換熱外管(46)里面，換熱內(nèi)管(42)和換熱外管(46) —起盤繞在殼體(45)內(nèi)，換熱內(nèi)管入口 (41)、換熱內(nèi)管出口 (44)、換熱外管入(43) 口、 換熱外管出口 (48)伸出殼體(45)夕卜。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光餾板，其特征還在于所述的并流器(6) 由并流內(nèi)管(53)、并流外管(52)、并流內(nèi)管出口 (55)、并流外管入口 (56)、 并流外管出口 (51)組成。并流內(nèi)管(53)套入并封裝在并流外管(52)里。 光餾管的真空管尾部(29)插入并流外管(52)，并與管壁其燒結(jié)相連，光餾管 后端口 (28)插入并流內(nèi)管(53)里并燒結(jié)連通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能光餾板，其特征還在于所述的分配控制 器(5)由分配器、控制器組成?？刂破饔煽刂崎y和控制模塊組成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光餾板，其特征還在于所述的滴注器(4) 是一支"針"形滴管，安放在冷凝器(2)的冷凝室(32)里、光餾管(7)的 前端口 (21)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能光餾板，其特征還在于所述的框架(3) 是矩形金屬架，框架(3)左右兩邊分別將冷凝器(2)和并流器(6)托起，光 餾管(7)、冷凝器(2)、并流器(6)安放在框架(3)的前方，與框架(3) — 起組成矩形面板，換熱器(1)、分配控制器(5)和冷凝器(2)的一部分安裝在矩形面板的背面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能光餾板，其特征還在于本發(fā)明采用了滴注的進(jìn)料方式。滴注器(4)在分配控制器(5)的控制下給光餾管(7)進(jìn)料。 光餾管(7)既是液體下行的通道，也是氣體上行的通道。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光餾板，其特征還在于本發(fā)明將太陽 能的吸收、加熱、傳熱、分餾、換熱、冷凝集和于一體，省略了熱量長距離傳 輸、多次換熱等環(huán)節(jié)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光餾板，其特征還在于本發(fā)明采用矩 形面板結(jié)構(gòu)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光餾板，其特征還在于控制模塊采用 背景前饋控制加溫度反饋控制的方式，背景前饋根據(jù)環(huán)境溫度、光強(qiáng)等因素給 出控制信號(hào)，溫度反饋根據(jù)光餾管后端口重組分的溫度給出控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能光餾板，其由光餾管(7)、冷凝器(2)、換熱器(1)、并流器(6)、分配控制器(5)、滴注器(4)、框架(3)組成。其特征在于所述的光餾管由真空管、加熱環(huán)、格柵、回流片等組成，在陽光照射下，光餾管吸收光能，轉(zhuǎn)化成熱能，將待分餾的混合液分餾為輕組分和重組分。本發(fā)明將太陽能的吸收、加熱、傳熱、分餾、換熱、冷凝集于一體，熱能損耗低，傳熱效率高。本發(fā)明采用矩形面板結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定、造價(jià)低廉，既可安放在屋頂，又可掛在墻壁，與建筑物結(jié)合友好。本發(fā)明可應(yīng)用在吸收式空調(diào)制冷劑的再生、海水淡化等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C02F1/14GK101530671SQ20091012658
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者吳碩瓊 申請人:吳碩瓊