本實用新型涉及水處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于太陽能和風(fēng)能的低壓蒸餾裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展以及人類對資源的快速消耗導(dǎo)致人們賴以生存的水體資源遭受了嚴重的破壞，可用于直接飲用或者用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水源越來越少。因此，以諸如海水、苦咸水、污水等水源作為原水通過技術(shù)處理得到符合飲用或生產(chǎn)標(biāo)準的凈水的技術(shù)逐漸受到人們的重視。

以海水作為原水通過淡化提純等處理工藝得到凈水的技術(shù)為例，目前被主要采用的方式有反滲透法和蒸餾法兩種；其中，反滲透法所采用的裝置存在著對海水水質(zhì)要求高、維護工作繁瑣、系統(tǒng)穩(wěn)定性低等缺陷；蒸餾法所采用的裝置因為對海水水質(zhì)的適應(yīng)性強、性能相對穩(wěn)定、淡化水質(zhì)好、使用壽命長等優(yōu)點使其具有一定的技術(shù)保障和優(yōu)勢。然而，蒸餾法中所采用的相關(guān)裝置仍然存在諸如裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、對使用環(huán)境的要求較高、結(jié)構(gòu)設(shè)計不甚合理、水的轉(zhuǎn)化及收集效率低等諸多問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于太陽能和風(fēng)能的低壓蒸餾裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種基于太陽能和風(fēng)能的低壓蒸餾裝置，它包括太陽能集熱密封箱、置于太陽能集熱密封箱內(nèi)且疊置于太陽能集熱密封箱的底壁面上的微孔導(dǎo)熱盤、置于太陽能集熱密封箱內(nèi)的排熱風(fēng)葉輪、貫穿于太陽能集熱密封箱的底壁面分布且頂端與排熱風(fēng)葉輪的出風(fēng)口相連的排熱風(fēng)管、置于太陽能集熱密封箱的外部并通過貫穿于太陽能集熱密封箱的頂壁面分布的傳動軸與排熱風(fēng)葉輪同軸連接的動力風(fēng)葉輪、吊裝于排熱風(fēng)管的底端的集水器以及若干根環(huán)繞太陽能集熱密封箱分布且底端通過集水器與排風(fēng)風(fēng)管相連通的冷卻管；所述太陽能集熱密封箱的底壁面上開設(shè)有若干個位于微孔導(dǎo)熱盤的輪廓覆蓋范圍內(nèi)的虹吸口。

其中，優(yōu)選方案為：所述太陽能集熱密封箱包括一頂端開口且有保溫材料一體制作而成的主箱體以及一罩設(shè)于主箱體的頂端口內(nèi)的透明罩，所述微孔導(dǎo)熱盤疊置于主箱體的底壁面的內(nèi)側(cè)，所述動力風(fēng)葉輪置于透明罩的頂部外側(cè)。

其中，優(yōu)選方案為：所述主箱體為頂端開口的圓桶狀結(jié)構(gòu)體，所述透明罩為整體形狀呈半球殼狀的結(jié)構(gòu)體；所述微孔導(dǎo)熱盤包括疊置于主箱體的底壁面上的盤體部以及由盤體部的圓周邊緣沿盤體部的徑向方向作延伸及向上彎折后形成的圍壁部，所述圍壁部疊置于主箱體的內(nèi)周壁上。

其中，優(yōu)選方案為：它還包括一裝設(shè)于傳動軸上并與動力風(fēng)葉輪同軸聯(lián)動的發(fā)電機以及一與發(fā)電機電連接的蓄電裝置，所述微孔導(dǎo)熱盤內(nèi)埋設(shè)有若干根與蓄電裝置電連接的電阻發(fā)熱絲。

其中，優(yōu)選方案為：它還包括一裝設(shè)于集水器的出水口內(nèi)的水泵葉輪，所述傳動軸的下端順序地穿過排熱風(fēng)葉輪、太陽能集熱密封箱的底壁面和集水器后與水泵葉輪相連。

其中，優(yōu)選方案為：所述虹吸口的軸向截面形狀為底端口的孔徑大于頂端口的孔徑的喇叭口形。

其中，優(yōu)選方案為：它還包括一貼附于太陽能集熱密封箱的底壁面的外側(cè)且由吸水材料制成的吸水盤，所述虹吸口位于吸水盤的輪廓覆蓋范圍內(nèi)。

其中，優(yōu)選方案為：它還包括至少一根鋪設(shè)于太陽能集熱密封箱的底壁面內(nèi)側(cè)且位于微孔導(dǎo)熱盤的輪廓覆蓋范圍內(nèi)的蒸發(fā)風(fēng)管，所述蒸發(fā)風(fēng)管的周壁上且與微孔導(dǎo)熱盤相鄰的一側(cè)開設(shè)有若干個蒸發(fā)氣孔，且所述蒸發(fā)風(fēng)管的一端穿過太陽能集熱密封箱的側(cè)壁上與冷卻管相連通。

其中，優(yōu)選方案為：每根所述冷卻管均對應(yīng)有一根蒸發(fā)風(fēng)管，且每根所述冷卻管與對應(yīng)的蒸發(fā)風(fēng)管相銜接的位置均設(shè)置有一浮球?qū)ㄆ?，所述蒸發(fā)風(fēng)管與對應(yīng)的冷卻管通過浮球?qū)ㄆ飨噙B通。

其中，優(yōu)選方案為：它還包括一環(huán)繞太陽能集熱密封箱分布且將若干個冷卻管的頂端連為一體的導(dǎo)通浮環(huán)，所述蒸發(fā)風(fēng)管通過導(dǎo)通浮環(huán)與冷卻管相連通。

由于采用了上述方案，本實用新型利用太陽能作為熱源使裝置在水面上方完成集熱蒸發(fā)過程以形成濕熱空氣，利用風(fēng)能作為動力源使?jié)駸峥諝獗皇占⑤斔椭了嫦路酵瓿衫鋮s冷凝過程以形成凈水；其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、布置靈活方便、熱轉(zhuǎn)化效率高，能夠適用于諸如海水淡化、苦咸水或污水凈化等諸多領(lǐng)域，具有很強的實用價值和市場推廣價值。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)截面示意圖；

圖2是圖1中A區(qū)域的局部放大示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

如圖1和圖2所示，本實施例提供的一種基于太陽能和風(fēng)能的低壓蒸餾裝置，它包括太陽能集熱密封箱a、置于太陽能集熱密封箱a內(nèi)且疊置于太陽能集熱密封箱a的底壁面上的微孔導(dǎo)熱盤b(其主要是由諸如納米級微孔隔熱或?qū)岵牧现瞥傻陌鍫罨驁A桶狀結(jié)構(gòu)體)、置于太陽能集熱密封箱a內(nèi)的排熱風(fēng)葉輪1、貫穿于太陽能集熱密封箱a的底壁面分布且頂端與排熱風(fēng)葉輪1的出風(fēng)口相連的排熱風(fēng)管2、置于太陽能集熱密封箱a的外部并通過貫穿于太陽能集熱密封箱a的頂壁面分布的傳動軸3與排熱風(fēng)葉輪1同軸連接的動力風(fēng)葉輪4、吊裝于排熱風(fēng)管2的底端的集水器5以及若干根環(huán)繞太陽能集熱密封箱a分布且底端通過集水器5與排風(fēng)風(fēng)管2相連通的冷卻管6；同時在太陽能集熱密封箱a的底壁面上開設(shè)有若干個位于微孔導(dǎo)熱盤b的輪廓覆蓋范圍內(nèi)的虹吸口7。

由此，可利用整體呈相對密封結(jié)構(gòu)的太陽能集熱密封箱a將整個裝置以漂浮的方式置于諸如海面或水面上，并通過陽光對太陽能集熱密封箱a的照射作用使密封箱內(nèi)的溫度上升，從而建立箱內(nèi)與箱外的溫差效果；而微孔導(dǎo)熱盤b則作為整個裝置的疏水膜來使用，當(dāng)由虹吸口7被吸入的諸如海水、苦咸水或污水等原水浸潤微孔導(dǎo)熱盤b后，利用微孔導(dǎo)熱盤b在壓差及溫差的作用下會對原水進行水汽分離的特性在密封箱內(nèi)產(chǎn)生濕熱空氣；與此同時，動力風(fēng)葉輪4會在裝置設(shè)置的環(huán)境內(nèi)的風(fēng)力作用下轉(zhuǎn)動，以通過傳動軸3帶動排熱風(fēng)葉輪1進行聯(lián)動，利用排熱風(fēng)葉輪1將密封箱內(nèi)的濕熱空氣經(jīng)過排風(fēng)風(fēng)管2和集水器5被輸送至冷卻管6內(nèi)，由于冷卻管6與常溫水進行接觸，故被輸送至冷卻管6內(nèi)的濕熱空氣會在冷卻管6的內(nèi)壁上進行冷凝(可以理解為整個裝置是在水面的上方完成集熱蒸發(fā)的過程，在水下完成濕熱空氣冷卻冷凝的過程的)，形成水滴并回流至集水器5內(nèi)，進而利用集水器5完成最終的凈水(即：蒸餾水)收集作業(yè)。同時，由于排熱風(fēng)葉輪1的作用會在密封箱的內(nèi)部形成負壓，在這種條件下，環(huán)境內(nèi)的原水會持續(xù)地經(jīng)由虹吸口7浸潤微孔導(dǎo)熱盤b，保證整個裝置能夠在有光照和風(fēng)力的作用下持續(xù)運行。另外，由于整個裝置是以漂浮的方式置于諸如海面或者水面上，所以不但能夠增強裝置布置的靈活性，使其不受使用場所及環(huán)境的限制，而且可以被應(yīng)用于諸如海水淡化、苦咸水及污水凈化等水體凈化領(lǐng)域。

為優(yōu)化整個裝置的結(jié)構(gòu)，增強裝置拆裝及維護的便利性，降低裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，本實施例的太陽能集熱密封箱a包括一頂端開口且由諸如聚苯乙烯泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料等具有一定保溫性能的保溫材料一體制作而成的主箱體8以及一罩設(shè)于主箱體8的頂端口內(nèi)的透明罩9(其可根據(jù)具體情況由諸如透明玻璃、透明塑料或透明薄膜等材料制作而成)，其中，微孔導(dǎo)熱盤b疊置于主箱體8的底壁面的內(nèi)側(cè)，而動力風(fēng)葉輪4則置于透明罩9的頂部外側(cè)。由此，太陽光線可透過透明罩9直接照射在微孔導(dǎo)熱盤b上，以利用微孔導(dǎo)熱盤b溫度升高的效果來提升其水汽分離的性能；而由于主箱體8采用保溫材料制作而成則可有效保證箱外與箱內(nèi)之間具有足夠的溫差，提高水的蒸餾轉(zhuǎn)換效率；當(dāng)然，也可采用在箱體的外圍包覆保溫材料層的方式形成主箱體a。

作為一個優(yōu)選方案，本實施例的主箱體8采用頂端開口的圓桶狀結(jié)構(gòu)體，而透明罩9則采用整體形狀呈半球殼狀的結(jié)構(gòu)體；而微孔導(dǎo)熱盤a則包括疊置于主箱體8的底壁面上的盤體部10以及由盤體部10的圓周邊緣沿盤體部10的徑向方向作延伸及向上彎折后形成的圍壁部11，圍壁部11疊置于主箱體8的內(nèi)周壁上。以此，利用透明罩9的形狀構(gòu)造以及微孔導(dǎo)熱盤a的布置形式可以擴大裝置的太陽光收集面積，使裝置不會因陽光照射角度的變化而影響對熱量的吸收效果。

為能夠?qū)ν獠匡L(fēng)能進行充分利用，同時保證整個裝置在無風(fēng)狀態(tài)下也能夠正常運行，本實施例的裝置還包括一裝設(shè)于傳動軸3上并與動力風(fēng)葉輪4同軸聯(lián)動的發(fā)電機17以及一與發(fā)電機17電連接的蓄電裝置18(其可由包括蓄電瓶、充放電電路模塊等在內(nèi)的元器件組成，并且其可根據(jù)具體情況采用附著于太陽能集熱密封箱a上的方式進行安裝，也可采用獨立漂浮的方式與裝置主體進行安裝布置)，同時，在微孔導(dǎo)熱盤b內(nèi)埋設(shè)有若干根與蓄電裝置18電連接的電阻發(fā)熱絲19。由此，動力風(fēng)葉輪4在環(huán)境風(fēng)力的作用下可通過傳動軸3帶動發(fā)電機17進行聯(lián)動，以使發(fā)電機17在產(chǎn)生電力的情況下通過蓄電裝置18本身的功能(如利用其充電電路的作用)完成電能儲備并使電阻發(fā)熱絲19發(fā)熱；當(dāng)環(huán)境內(nèi)無風(fēng)或者風(fēng)力不足時，可利用蓄電裝置18的本身功能(如利用其放電電路的作用)向發(fā)電機17和電阻發(fā)熱絲19進行放電，以利用發(fā)電機17所提供的動力保證整個裝置的正常運行，進而實現(xiàn)整個裝置的不間斷運行；而在蓄電裝置18進行充電或放電的過程中，電阻發(fā)熱絲19所產(chǎn)生的熱量能夠更好的配合微孔導(dǎo)熱盤b在太陽能集熱密封箱a內(nèi)產(chǎn)生濕熱空氣。

為能夠在密封箱內(nèi)形成足夠的負壓或低壓環(huán)境，保證水體蒸餾轉(zhuǎn)換的效率，同時為凈水的排出提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，本實施例的裝置還包括一裝設(shè)于集水器5的出水口內(nèi)的水泵葉輪12，傳動軸3的下端順序地穿過排熱風(fēng)葉輪1、太陽能集熱密封箱a的底壁面和集水器5后與水泵葉輪12相連。由此，通過傳動軸3的作用可使動力風(fēng)葉輪4、排熱風(fēng)葉輪1以及水泵葉輪12之間產(chǎn)生聯(lián)動關(guān)系，在水泵葉輪12的作用下不但可以將被收集于集水器5內(nèi)的凈水被有效排出，而且其通過與排熱風(fēng)管2相連通的關(guān)系可進一步增強密封箱內(nèi)的負壓效果，由于水在常壓及100℃的環(huán)境內(nèi)會產(chǎn)生蒸氣，同樣在低壓環(huán)境及低于100℃的環(huán)境內(nèi)也會產(chǎn)生蒸氣，故可有利于提高水體蒸餾轉(zhuǎn)換的效率。

為避免因密封箱內(nèi)的熱量流失以及因過量的原水浸入微孔導(dǎo)熱盤a內(nèi)而影響水體蒸餾轉(zhuǎn)換效率，本實施例的虹吸口7采用軸向截面形狀為底端口的孔徑大于頂端口的孔徑的喇叭口形。從而利用虹吸口7下孔大且上孔小的結(jié)構(gòu)特點來限制原水浸入的量并保證虹吸口7本身的虹吸效應(yīng)。

進一步地，本實施例的裝置還包括一貼附于太陽能集熱密封箱a的底壁面的外側(cè)且由諸如海綿等吸水性材料制成的吸水盤13，虹吸口7位于吸水盤13的輪廓覆蓋范圍內(nèi)。以此，可利用吸水盤13來進一步限制原水的浸入量，不但可以避免原水過多地與微孔導(dǎo)熱盤a進行接觸，而且也能夠作為一個儲水載體來使用以保證原水能夠持續(xù)地浸潤微孔導(dǎo)熱盤a。

為提高凈水的產(chǎn)生量，本實施例的裝置還包括至少一根鋪設(shè)于太陽能集熱密封箱a的底壁面內(nèi)側(cè)且位于微孔導(dǎo)熱盤b的輪廓覆蓋范圍內(nèi)的蒸發(fā)風(fēng)管14，在蒸發(fā)風(fēng)管14的周壁上且與微孔導(dǎo)熱盤b相鄰的一側(cè)開設(shè)有若干個蒸發(fā)氣孔15，且蒸發(fā)風(fēng)管14的一端穿過太陽能集熱密封箱a的側(cè)壁上與冷卻管6相連通。以此，可利用蒸發(fā)氣孔15散發(fā)微孔導(dǎo)熱盤b中的水分，以在蒸發(fā)風(fēng)管14內(nèi)加速并加量地產(chǎn)生濕熱空氣，當(dāng)濕熱空氣流動至冷卻管6內(nèi)后即可冷凝，從而形成凈水。

本實施例的蒸發(fā)風(fēng)管14可根據(jù)具體情況采用不同的布置形式，如：每根冷卻管6均對應(yīng)有一根蒸發(fā)風(fēng)管14，且每根冷卻管6與對應(yīng)的蒸發(fā)風(fēng)管14相銜接的位置均設(shè)置有一浮球?qū)ㄆ?6，蒸發(fā)風(fēng)管14與對應(yīng)的冷卻管6通過浮球?qū)ㄆ?6相連通。也可在太陽能集熱密封箱a的外圍設(shè)置一環(huán)繞太陽能集熱密封箱a分布且將若干個冷卻管6的頂端連為一體的導(dǎo)通浮環(huán)(可以理解為：多個浮球?qū)ㄆ?6不是以獨立個體的形式進行設(shè)置，而是將多個浮球?qū)ㄆ?6銜接為一體并形成一個環(huán)狀的管體結(jié)構(gòu)形式)，蒸發(fā)風(fēng)管14通過導(dǎo)通浮環(huán)與冷卻管6相連通。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。