專利名稱：一種太陽(yáng)能分餾裝置的制作方法
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(yáng)能和光餾管將一種流體 從另一種流體中分餾中出來(lái)的分餾裝置，屬于太陽(yáng)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(lái)采用膜分離技 術(shù)，對(duì)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(zhǎng)、可分離的對(duì)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(yáng)能分餾裝置，該裝置可利用太陽(yáng) 能提供熱量，進(jìn)行混合物分離，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，工作條件要求不 高，可分離的物質(zhì)范圍廣，節(jié)省能源資源，降低設(shè)備成本。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題采用了如下技術(shù)方案 一種太陽(yáng)能分餾裝置，由 集光板、光餾管、冷凝器、換熱器、冷卻器、并流器、滴注器、控制閥組成。 其特征在于所述的光餾管由真空管、內(nèi)膽管、金屬加熱片、回流片組成，真 空管套裝在內(nèi)膽管外面，內(nèi)膽管的上端口和下端口分別從真空管兩端伸出，真 空管與內(nèi)膽管燒封連接為一體，金屬加熱片嵌裝在內(nèi)膽管內(nèi)壁底面，回流片安 裝在內(nèi)膽管內(nèi)壁頂面。
所述的新型太陽(yáng)能分餾裝置，其真空管是雙層玻璃管，夾層抽成真空，兩 端開口，端口處與內(nèi)膽管外壁燒連。
所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其金屬加熱片是由多塊相互獨(dú)立的金屬加熱片串 成的一組金屬加熱片，它們由上到下依次嵌裝在內(nèi)膽管內(nèi)壁底面，金屬加熱片 可為銅質(zhì)或鋁質(zhì)，表面濺鍍了吸光材料，能吸收陽(yáng)光，將光能轉(zhuǎn)變成熱能，金 屬加熱片上有許多細(xì)小的凹陷、凸起、凸釘，用來(lái)增加傳熱面積和減緩液體流 速。
所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其回流片是一組回流片，它們由上到下依次安裝 在內(nèi)膽管內(nèi)壁頂面，與底面的金屬加熱片一一對(duì)應(yīng)，構(gòu)成類似分餾塔的一個(gè)個(gè) "塔層"。
所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其集光板由多個(gè)集光單元并列組成，每個(gè)集光單
元由兩片集光片組成，兩集光片成90°夾角仰面擺放，用來(lái)收集光線，形成一 個(gè)光槽，集光板在支架的支撐下上下成一定頃角面向陽(yáng)光。
所述的太陽(yáng)能分餾裝置，滴注器安放在光餾管的上端口，采用控制-滴注進(jìn) 料方式，控制閥控制滴注器的混合液流量。
所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其控制閥由調(diào)節(jié)閥和控制模塊組成，控制模塊采 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)光餾管下端口重組分的溫度給出控制信號(hào)。
所述的太陽(yáng)能分餾裝置，光餾管安放在集光板的光槽中，冷凝器安放在集 光板的上端，并流器安放在集光板的下端，換熱器和冷卻器安放在集光板的下 背面，光餾管的上端口并接入冷凝器，光餾管的下端口并接入并流器。
所述的太陽(yáng)能分餾裝置，控制閥出口與冷凝器的混合液入口連接，冷凝器 的混合液出口與換熱器的混合液入口連接，換熱器的混合液出口與滴注器連接， 冷凝器的輕組分出口與冷卻器連接，并流器出口與換熱器的重組分入口連接， 換熱器的重組分出口與冷卻器連接。
集光板收集陽(yáng)光，并把陽(yáng)光提供給光餾管，光餾管中的金屬加熱片吸收光 能，轉(zhuǎn)化成熱能，對(duì)內(nèi)膽管里的混合液加熱， 一定壓力條件下，混合液在內(nèi)膽
管里反復(fù)汽化、冷凝，最后被分餾為氣態(tài)輕組分和液態(tài)重組分，氣態(tài)輕組分在 冷凝器里冷凝，同時(shí)熱量被混合液回收，液態(tài)重組分在換熱器里換熱，能量被 也混合液回收，輕組分和重組分分別被冷卻后輸出。
本發(fā)明有益效果是，本發(fā)明將太陽(yáng)能的吸收、加熱、冷凝、換熱集于一體， 省略了熱量長(zhǎng)距離傳輸、多次換熱環(huán)節(jié)，降低了熱能損耗，提高傳熱效率；裝 置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備造價(jià)低廉；能耗更低，更加環(huán)保。


圖1是本發(fā)明的太陽(yáng)能分餾裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的集光板結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明的光餾管結(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(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明由集光板3、光餾管2、冷凝器1、換熱器4、冷卻器6、 控制閥5、滴注器15、并流器7組成。光餾管2安放在集光板3的光槽中，冷 凝器1安放在集光板3的上端，并流器7安放在集光板3的下端，換熱器4和 冷卻器6安放在集光板3的下背面，滴注器15安放在冷凝器1里，并伸入光餾 管2的上端口 9。控制閥5出口與冷凝器1的混合液入口連接，冷凝器1的混合 液出口與換熱器4的混合液入口連接，換熱器4的混合液出口與滴注器15連接， 冷凝器1的輕組分出口與冷卻器6連接，并流器7出口與換熱器4的重組分入 口連接，換熱器4的重組分出口與冷卻器6連接。
如圖2所示，本發(fā)明所述的集光板3由多個(gè)集光單元并列組成，每個(gè)集光 單元由兩片集光片8組成，兩集光片8成90°夾角仰面擺放，用來(lái)收集光線， 形成一個(gè)光槽，集光板3在支架的支撐下上下成一定頃角面向陽(yáng)光。光餾管2 并列放入集光板3的光槽中，光餾管2的上端口并接入冷凝器1，光餾管2的下 端口并接入并流器7。
如圖3所示，本發(fā)明所述的光餾管2由真空管IO、內(nèi)膽管13、金屬加熱片
12、回流片11組成，真空管10套裝在內(nèi)膽管13外面，上端口 9和下端口 14 分別從真空管10上下兩端伸出，金屬加熱片12嵌裝在內(nèi)膽管13內(nèi)壁底面，回 流片11安裝在內(nèi)膽管13內(nèi)壁頂面，滴注器15伸入上端口 9里。 本發(fā)明的工作流程如下
待分餾的混合液從控制閥5輸入，先流經(jīng)冷凝器1與氣態(tài)輕組分換熱后， 再流經(jīng)換熱器4與熱的重組分換熱，再經(jīng)滴注管15滴注到光餾管2的上端口 9， 混合液在內(nèi)膽管13里緩慢下流，被金屬加熱片12依次加熱，在適當(dāng)?shù)膲毫ο?(不同的混合液采用不同的系統(tǒng)壓力，如海水淡化系統(tǒng)壓力可為水7(TC的飽和 蒸汽壓)， 一些輕組分開始汽化，其余液體繼續(xù)下流受熱。輕組分氣體沿管腔上 行， 一部分在回流片11上冷凝，滴落在下方的金屬加熱片12上，隨混合液再 次受熱，反復(fù)汽化、冷凝，最后混合液被分餾為氣態(tài)輕組分和重組分。氣態(tài)輕 組分從光餾管2的上端口 9流出，重組分從光餾管2的下端口 14流出，控制閥 5控制好混合液注入光餾管2的流量，使得混合液里的輕組分剛好被分餾完全， 因例外情況未分離完全的混合液可沿虛線路徑返回控制閥5前端重新分餾。氣 態(tài)輕組分在冷凝器l中冷凝(熱負(fù)荷大時(shí)可增加輔助冷凝)，送至冷卻器6冷卻 后輸出，重組分送換熱器4換熱后，再送至冷卻器6冷卻輸出。
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)能分餾裝置，由集光板(3)、光餾管(2)、冷凝器(1)、換熱器(4)、冷卻器(6)、并流器(7)、滴注器(15)、控制閥(5)組成。其特征在于所述的光餾管由真空管(10)、內(nèi)膽管(13)、金屬加熱片(12)、回流片(11)組成，真空管(10)套裝在內(nèi)膽管(13)外面，內(nèi)膽管(13)的上端口(9)和下端口(14)分別從真空管(10)兩端伸出，真空管(10)與內(nèi)膽管(13)燒封連接為一體，金屬加熱片(12)嵌裝在內(nèi)膽管(13)內(nèi)壁底面，回流片(11)安裝在內(nèi)膽管(13)內(nèi)壁頂面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其特征在于所述的真空管(IO) 是雙層玻璃管，夾層抽成真空，兩端開口，端口處與內(nèi)膽管(13)外壁燒連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其特征在于所述的金屬加熱 片(12)是由多塊相互獨(dú)立的金屬加熱片串成的一組金屬加熱片，它們由上到 下依次嵌裝在內(nèi)膽管(13)內(nèi)壁底面，金屬加熱片(12)可為銅質(zhì)或鋁質(zhì)，表 面濺鍍了吸光材料，能吸收陽(yáng)光，將光能轉(zhuǎn)變成熱能，金屬加熱片(12)上有 許多細(xì)小的凹陷、凸起、凸釘，用來(lái)增加傳熱面積和減緩液體流速。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其特征在于所述的回流片(ll) 是一組回流片，它們由上到下依次安裝在內(nèi)膽管(13)內(nèi)壁頂面，與底面的金 屬加熱片一一對(duì)應(yīng)，構(gòu)成類似分餾塔的一個(gè)個(gè)"塔層"。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其特征在于所述的集光板(3) 由多個(gè)集光單元并列組成，每個(gè)集光單元由兩片集光片(8)組成，兩集光片(8) 成90°夾角仰面擺放，用來(lái)收集光線，形成一個(gè)光槽，集光板(3)在支架的支 撐下上下成一定頃角面向陽(yáng)光。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其特征在于滴注器(15)安 放在光餾管(2)的上端口 (9)，采用控制-滴注進(jìn)料方式，控制閥(7)控制滴 注器(15)的混合液流量。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其特征在于其控制閥(7) 由調(diào)節(jié)閥和控制模塊組成，控制模塊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(2) 下端口 (14)重組分的溫度給出控制信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其特征在于光餾管(2)安放在集光板(3)的光槽中，冷凝器(1)安放在集光板(3)的上端，并流器(7) 安放在集光板(3)的下端，換熱器(4)和冷卻器(6)安放在集光板(3)的 下背面，光餾管(2)的上端口 (9)并接入冷凝器(1)，光餾管(2)的下端口 (14)并接入并流器(7)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能分餾裝置，其特征在于控制閥(5)出 口與冷凝器(1)的混合液入口連接，冷凝器(1)的混合液出口與換熱器(4) 的混合液入口連接，換熱器(4)的混合液出口與滴注器(15)連接，冷凝器(1) 的輕組分出口與冷卻器(6)連接，并流器(7)出口與換熱器(4)的重組分入 口連接，換熱器(4)的重組分出口與冷卻器(6)連接。
全文摘要
一種太陽(yáng)能分餾裝置，由集光板、光餾管、冷凝器、換熱器、冷卻器、并流器、滴注器、控制閥組成，其特征在于所述的光餾管由真空管、內(nèi)膽管、金屬加熱片、回流片組成，真空管套裝在內(nèi)膽管外面，金屬加熱片嵌裝在內(nèi)膽管內(nèi)壁底面，回流片安裝在內(nèi)膽管內(nèi)壁頂面。本發(fā)明在陽(yáng)光照射下，光餾管將光能轉(zhuǎn)化成熱能，對(duì)流經(jīng)的混合液進(jìn)行加熱、分餾，將混合液分餾為輕組分和重組分。本發(fā)明將太陽(yáng)能的吸收、加熱、冷凝、換熱集于一體，省略了熱量長(zhǎng)距離傳輸、多次換熱環(huán)節(jié)，降低了熱能損耗，提高傳熱效率；裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備造價(jià)低廉；能耗更低，更加環(huán)保。
文檔編號(hào)B01D3/14GK101380523SQ20071018861
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者吳碩瓊 申請(qǐng)人:吳碩瓊