本發(fā)明涉及海水淡化領域技術領域，具體涉及一種鼓泡液幕一體式太陽能海水淡化裝置。

背景技術：

地球水資源豐富但淡水資源較為短缺，海水淡化技術日益受到各個國家的重視。海水淡化就是通過脫除海水中大部分的鹽類，使處理后的海水達到生活和生產用水標準的水處理技術。傳統(tǒng)的海水淡化方法主要有蒸餾法、反滲透法、電滲析法、冷凍法、水合物法和溶劑萃取法等。目前蒸餾法已經實現(xiàn)工業(yè)化生產，但是傳統(tǒng)的蒸餾法能耗高，經濟效益低且存在海水淡化裝置結構復雜，操作運行困難，海水腐蝕較大和換熱效率低等問題。

鼓泡式太陽能海水淡化技術是以太陽能為能量，利用增濕除濕原理進行海水淡化的一門技術。其基本思想為利用空氣通入熱海水中形成氣泡,在氣泡上升的過程中吸收海水的熱量和蒸發(fā)出的水蒸氣,即為增濕過程；收集水蒸氣,冷凝以獲得淡水，即為除濕過程。增濕除濕海水淡化方法是目前研究的熱點,具有規(guī)模靈活、設備投資和操作成本適中、可利用低位熱能、技術水平要求低等優(yōu)點，該技術被認為是太陽能海水淡化中最具前景的方法。而在工業(yè)中，增濕除濕海水淡化裝置的研究相對較少。

同時裝置在此基礎上增加水幕式的創(chuàng)新點，增加海水與氣流的接觸面，增大增濕效率，充分利用空間；利用多級冷凝，提高冷凝效率。同時增加增濕除濕的效率，使裝置更加高效。因此，研制新型高效的增濕除濕太陽能海水淡化裝置意義非凡。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，為了克服上述背景技術的不足和缺點，提出一種新型的鼓泡液幕一體式太陽能海水淡化裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種鼓泡液幕一體式太陽能海水淡化裝置，包括高位海水箱、筒體結構、鼓泡器、鹽度傳感器、圓錐導熱片、淡水收集室、淡水管、環(huán)形支架、導流堰、淡水箱、導流板、海水管和太陽能集熱器；

所述高位海水箱通過導管與筒體結構的頂部尖端開口處連接，所述筒體結構內壁面上焊接有若干環(huán)形支架，所述圓錐導熱片安裝在環(huán)形支架上，所述環(huán)形支架與設置于筒體結構外壁面的淡水管連接，所述淡水管與淡水箱連接；上下環(huán)形支架間設置有導流堰；所述筒體結構的頂部與側面交界處設置有淡水收集室，所述圓錐導熱片下方設置有淡水收集室，所述淡水收集室與淡水管連接；所述導流板位于最靠近底面的一塊環(huán)形支架下方，且所述導流板與設置于筒體結構外的海水管連接，所述海水管與排污管道連接；所述筒體結構的內底面設置有鼓泡器和鹽度傳感器，所述鹽度感應器感應裝置底部的鹽濃度，并控制濃海水的排出和太陽能集熱器中新的熱海水進入；所述筒體結構的側面靠近底面處設置有海水入口和海水出口；所述太陽能集熱器通過導管與海水入口連接。

進一步地，所述筒體結構由保溫層材料制成，所述保溫材料為聚苯乙烯。

本發(fā)明還包括流量閥，所述流量閥設置于高位海水箱與筒體結構的頂部尖端開口處之間的管道上。

本發(fā)明還包括電磁閥，所述電磁閥分別設置于所述海水入口和海水出口處，所述電磁閥根據鹽度傳感器控制海水進出。

進一步地，所述環(huán)形支架為中間一個環(huán)形結構連接，環(huán)形結構的四周均勻設置有四根連接管道。

進一步地，所述圓錐導熱片是裝置的最主要部件，為空心圓錐體結構，圓錐內表面冷凝水蒸氣并在淡水收集室收集淡水，外表面利用冷凝潛熱，蒸發(fā)外表面海水，帶出蒸汽至上一級圓錐導熱片。

進一步地，所述圓錐導熱片安裝在環(huán)形支架上，環(huán)形支架以四根均勻分布的水管支撐，并且水管恰好安裝在圓錐導熱片底部的圓柱狀出水口，圓錐導熱片底部有一個淡水收集室，承接倒流下來的淡水并由圓柱狀出水口經水管導出至淡水箱。

進一步地，所述導流堰呈環(huán)狀空心結構，用絕熱材料制作，所述導流堰安裝在每一級圓錐導熱片下部，上表面伸出1~2mm薄片，增加尖端坡度，確保海水不會倒流至導流堰背面；所述絕熱材料為聚苯乙烯。

進一步地，所述太陽能集熱器集熱管采用內部設置有防腐蝕層的銅質真空太陽能集熱管，太陽能集熱器通過管道將海水加熱并送進裝置底部。

進一步地，所述鼓泡器由獨立的氣泵和鼓泡頭組成，鼓泡頭呈圓形多孔結構，能與裝置底部完全嵌合，用于產生小氣泡。

進一步地，所述高位海水箱取原料于海水，利用流量閥控制流量，使低溫海水以薄海水層流入裝置內形成液幕狀。管口伸入到圓錐導熱片頂端處，使海水均勻流淌在各級結構上。

進一步地，所述裝置整體成圓柱狀，用絕熱材料包裹圓柱側面和底部，頂部則采用類似圓錐導熱片結構，作為最高一級冷凝裝置，同樣用水管連接導熱片底部淡水室，將水管和各級冷凝淡水管相連。

進一步地，所述淡水箱儲存來自各淡水管匯集的淡水，在最低一級用環(huán)形水管將各水管淡水匯總至淡水箱。

進一步地，所述鹽度傳感器感應裝置內鹽度的變化，濃度過高時通過自動控制系統(tǒng)打開海水管電磁閥，排完后打開進水電磁閥，熱海水進入裝置繼續(xù)進行海水淡化。

優(yōu)選的，所述鹽度傳感器感應裝置內采用自動換水系統(tǒng)對裝置的給排水進行智能控制，蒸發(fā)到一定濃度后海水自動排出，再從太陽能集熱板輸入低濃度熱海水，避免高濃度海水降低效率，也保護了裝置少受腐蝕，減少工作過程勞動力投入。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術，具有以下優(yōu)點及效果：

1、本發(fā)明采用圓錐導熱片與環(huán)形支架貼合安裝，巧妙地把淡水引至淡水管道。

2、本發(fā)明采用強導熱導流圓錐片，使從鼓泡蒸發(fā)出的濕氣沿導流圓錐冷凝并收集淡水，充分利用潛熱，提高熱效率。

3、本發(fā)明采用降膜蒸發(fā)結構，薄層海水從上至下流動，蒸汽和熱量由下至上流動。增加薄層海水與熱量的接觸面，蒸汽進入導熱圓錐片背面冷凝同時作為導熱圓錐片的加熱介質，實現(xiàn)多效操作，最后往下流的海水經導流板分離。

4、本發(fā)明采用多級冷凝思路，將優(yōu)點3結構的作用充分發(fā)揮出來

5、本發(fā)明導流堰采用空心絕熱結構，在其上表面伸出1mm薄片，增加尖端坡度，減少重量的同時避免海水倒流至導流堰背面。

附圖說明

圖1為鼓泡液幕一體式太陽能海水淡化裝置的整體剖面圖；

圖2為鼓泡液幕一體式太陽能海水淡化裝置的俯視圖；

圖3為鼓泡液幕一體式太陽能海水淡化裝置主體結構圓錐導熱片和環(huán)形支架部分的結構圖；

圖4為環(huán)形支架的零件拆分圖；

圖5為圓錐導熱片的零件拆分圖；

圖6為圓錐導熱片的立體圖；

圖7為環(huán)形支架的結構示意圖。

圖中各個部件如下：高位海水箱1、流量閥101、筒體結構2、保溫層材料201、鼓泡器202、鹽度傳感器203、電磁閥204、圓錐導熱片3、淡水收集室301、淡水管302、環(huán)形支架303、導流堰4、淡水箱5、導流板6、海水管601、太陽能集熱器7。

具體實施方式

為便于本領域技術人員理解，下面結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

一種鼓泡液幕一體式太陽能海水淡化裝置，包括高位海水箱1、筒體結構2、鼓泡器202、鹽度傳感器203、圓錐導熱片3、淡水收集室301、淡水管302、環(huán)形支架303、導流堰4、淡水箱5、導流板6、海水管601和太陽能集熱器7；

所述高位海水箱1通過導管與筒體結構2的頂部尖端開口處連接，所述筒體結構2內壁面上焊接有若干環(huán)形支架303，所述圓錐導熱片3安裝在環(huán)形支架303上，所述環(huán)形支架303與設置于筒體結構2外壁面的淡水管302連接，所述淡水管302與淡水箱5連接；上下環(huán)形支架303間設置有導流堰4；所述筒體結構2的頂部與側面交界處設置有淡水收集室301，所述圓錐導熱片3下方設置有淡水收集室301，所述淡水收集室301與淡水管302連接；所述導流板6位于最靠近底面的一塊環(huán)形支架303下方，且所述導流板6與設置于筒體結構2外的海水管601連接，所述海水管601與排污管道連接；所述筒體結構2的內底面設置有鼓泡器202和鹽度傳感器203，所述鹽度感應器203感應裝置底部的鹽濃度，并控制濃海水的排出和太陽能集熱器7中新的熱海水進入；所述筒體結構2的側面靠近底面處設置有海水入口和海水出口；所述太陽能集熱器7通過導管與海水入口連接。所述筒體結構2由保溫層材料201制成，所述保溫材料為聚苯乙烯。

本發(fā)明還包括流量閥101，所述流量閥101設置于高位海水箱1與筒體結構2的頂部尖端開口處之間的管道上。

本發(fā)明還包括電磁閥204，所述電磁閥204分別設置于所述海水入口和海水出口處，所述電磁閥204根據鹽度傳感器控制海水進出。所述環(huán)形支架303為中間一個環(huán)形結構連接，環(huán)形結構的四周均勻設置有四根連接管道。所述圓錐導熱片3是裝置的最主要部件，為空心圓錐體結構，圓錐內表面冷凝水蒸氣并在淡水收集室301收集淡水，外表面利用冷凝潛熱，蒸發(fā)外表面海水，帶出蒸汽至上一級圓錐導熱片3。所述圓錐導熱片3安裝在環(huán)形支架303上，環(huán)形支架303以四根均勻分布的水管302支撐，并且水管恰好安裝在圓錐導熱片底部的圓柱狀出水口，圓錐導熱片底部有一個淡水收集室301，承接倒流下來的淡水并由圓柱狀出水口經水管302導出至淡水箱5。所述導流堰4呈環(huán)狀空心結構，用絕熱材料制作，所述導流堰4安裝在每一級圓錐導熱片3下部，上表面伸出1~2mm薄片，增加尖端坡度，尖口有一個小鉤，確保海水不會倒流至導流堰4背面；所述絕熱材料為聚苯乙烯。所述太陽能集熱器集熱管7采用內部設置有防腐蝕層的銅質真空太陽能集熱管，太陽能集熱器7通過管道將海水加熱并送進裝置2底部。所述鼓泡器202由獨立的氣泵和鼓泡頭組成，鼓泡頭呈圓形多孔結構，能與裝置底部完全嵌合，用于產生小氣泡。鼓泡器固定在筒體底部，減小浮力對鼓泡器造成的不穩(wěn)定影響。所述高位海水箱1取原料于海水，利用流量閥101控制流量，使低溫海水以薄海水層流入裝置2內形成液幕狀。管口伸入到圓錐導熱片3頂端處，使海水均勻流淌在各級結構上。所述裝置2整體成圓柱狀，用絕熱材料201包裹圓柱側面和底部，頂部則采用類似圓錐導熱片3結構，作為最高一級冷凝裝置，同樣用水管連接導熱片底部淡水室301，將水管302和各級冷凝淡水管相連。所述淡水箱5儲存來自各淡水管302匯集的淡水，在最低一級用環(huán)形水管將各水管淡水匯總至淡水箱5。所述鹽度傳感器203感應裝置內鹽度的變化，濃度過高時通過自動控制系統(tǒng)打開海水管電磁閥204，排完后打開進水電磁閥204，熱海水進入裝置繼續(xù)進行海水淡化。

工作時，進水閥門打開，太陽能集熱器7給裝置2提供熱海水，氣泵往鼓泡器202鼓泡，同時打開高位海水箱1管道流量閥101，使海水在圓錐導熱片3的尖端均勻分布開，流到導流堰4的尖端薄片后又將海水集中到圓錐導熱片3尖端，循環(huán)上述過程，使低溫海水呈幕布狀流淌在裝置內部，最后經導流板6從海水管601流出。鼓泡器202產生的濕蒸汽向上運動，到達圓錐導熱片3的內表面冷凝得到淡水，由淡水收集室301收集，經環(huán)形支架303中的管道302導入淡水箱5儲存。濕蒸汽在圓錐導熱片3內表面放熱，將熱量傳給外表面的海水，使外表面海水繼續(xù)蒸發(fā)形成濕蒸汽，同時底部鼓泡器產生的干氣體從圓錐導熱片3和導流堰4中間的海水穿過，帶出濕蒸汽與圓錐導熱片3外表面蒸發(fā)的濕蒸汽混合向上運動，在上一級圓錐導熱片3內表面重復同樣的過程，經過2到3級的冷凝后，在裝置頂部完全利用蒸汽中的熱量和水分，干氣體從裝置筒體2頂部的小孔流出，由于各級的冷凝使裝置上部的氣壓降低，底部有鼓泡器使氣壓稍微升高，氣體變源源不斷往上運動循環(huán)此過程。重復這個過程淡水收集到一定量后，鹽度傳感器203感應到裝置內海水鹽度過高，自動控制出水管道打開，排除一定量后關閉出水閥門，打開進水閥門，保持裝置內海水的溫度，鹽度和海水的量。

本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。