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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920425497.X (22)申请日 2019.03.29 (73)专利权人 陕西科技大学 地址 710021 陕西省西安市未央区大学园1 号 (72)发明人 王成兵李泽宇李政通王伟 苏进步凌三王九龙 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 徐文权 (51)Int.Cl. C02F 1/14(2006.01) C02F 103/08(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种双微型海水淡化装置。
2、 (57)摘要 本实用新型提供的一种双微型海水淡化装 置， 包括外壳本体、 蒸发器皿、 导管和碳基块， 蒸 发器皿放置在外壳本体的内腔中， 蒸发器皿通过 导管固定在外壳本体上， 导管的自由端穿过外壳 本体将蒸发器皿与海水连通； 碳基块放置在蒸发 器皿的内腔中， 且漂浮在蒸发器皿内腔中的海水 上表面上； 该装置形成的双微结构， 利用了最新 的太阳能驱动蒸汽界面化转换技术， 通过选择一 种多孔碳材料自漂浮于水面上， 形成一种局部热 区， 极大化的减少热量损失， 高效的利用太阳能 进行海水淡化。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 211004652 U 2020.07.14 CN 2110。
3、04652 U 1.一种双微型海水淡化装置， 其特征在于， 包括外壳本体(1)、 蒸发器皿(2)、 导管(3)和 碳基块， 蒸发器皿(2)放置在外壳本体(1)的内腔中， 蒸发器皿(2)通过导管(3)固定在外壳 本体(1)上， 导管(3)的自由端穿过外壳本体(1)用以将蒸发器皿(2)与海水连通； 碳基块放 置在蒸发器皿(2)的内腔中， 且漂浮在蒸发器皿(2)内腔中的海水上表面上。 2.根据权利要求1所述的一种双微型海水淡化装置， 其特征在于， 外壳本体(1)的外侧 沿其圆周方向均布有三个连接件(5)， 每个连接件(5)上设置有一个漂浮球(4)。 3.根据权利要求2所述的一种双微型海水淡化装置， 。
4、其特征在于， 漂浮球(4)为外表面 涂敷有耐酸胶泥涂料的高密度金属小球。 4.根据权利要求1所述的一种双微型海水淡化装置， 其特征在于， 外壳本体(1)的上端 设置有盖体， 所述盖体和外壳本体(1)之间设置为分离式结构。 5.根据权利要求4所述的一种双微型海水淡化装置， 其特征在于， 盖体铺设由疏水膜。 6.根据权利要求4所述的一种双微型海水淡化装置， 其特征在于， 外壳本体(1)和盖体 (6)之间通过丁基防水胶带封闭连接。 7.根据权利要求4或5或6所述的一种双微型海水淡化装置， 其特征在于， 外壳本体(1) 和盖体(6)均由导热材料制备而成。 8.根据权利要求1所述的一种双微型海水淡化装置。
5、， 其特征在于， 导管(3)和外壳本体 (1)之间通过丁基防水胶带封闭连接。 9.根据权利要求1所述的一种双微型海水淡化装置， 其特征在于， 蒸发器皿(2)和导管 (3)均由绝热材料制备而成。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211004652 U 2 一种双微型海水淡化装置 技术领域 0001 本实用新型涉及界面式太阳能海水淡化领域， 具体涉及一种双微型海水淡化装 置。 背景技术 0002 太阳能是一种典型的清洁环保型能源， 可用做解决环境污染和能源危机的替代能 源。 因此， 它已经吸引了来自世界各地的相关科学界和社会团体的高度关注。 而且， 它在很 多领域都得到了广泛的应用， 如氢气生产。
6、、 太阳能热发电、 光伏电池、 光催化、 水净化等。 0003 海水淡化， 就是指将海水里面的溶解性矿物质盐分、 有机物、 细菌和病毒以及固体 分离出来， 得到人们可以喝的、 使用的淡水的一个过程。 从能量转换角度来分析,它是将其 它的能量转化为盐水分离能的过程。 就海水淡化技术发展到目前的情况， 按性质可分为物 理方法和化学方法俩大类。 物理方法中的蒸馏法最为简单常见： 通过加热海水使之沸腾汽 化， 水蒸气再冷凝成淡水的方法， 对于水质要求低， 并且使用太阳能蒸馏是一种环保、 节能、 高效的方法。 0004 目前使用太阳能生产蒸汽的技术依赖于材料表面吸收太阳辐射， 并将积聚的热量 传递给散装。
7、水直接或间接通过中间传热流体， 因为光损失高， 表面热损失大， 或需要真空， 以减少对流热损失， 这增加了光热系统的成本及复杂性。 因此， 非常需要开发出用具有成本 效益和高效率的太阳能收集系统。 低成本的微/纳米结构的光热系统， 最近已经成为一种有 前途的方法。 用纳米颗粒(NP)接种的流体， 因为流体温度均匀的通过容积吸收器使表面能 量损失最小化并提高热导率。 尽管如此， 吸引人的重要问题是， 这种情况下的纳米粒子由于 吸收和散射入射光而被浪费。 为了克服这个问题， 出现了许多方法。 诸如碳基泡沫， 多孔阳 极氧化铝和纤维素膜定位吸收， 材料上的气水界面能更有效率和成本效益的使蒸汽生成。 。
8、在这些平台中， 通过热定位产生的蒸汽通过光吸收， 绝热和毛细管作用的协作。 使用各种黑 色材料(如多孔碳材料)的吸收体， 金属等离激元结构和半导体纳米粒子被证明能有效的吸 收太阳能。 用于热定位的基材起着绝热体的作用， 减少了汽化区域和散装液体之间的热传 递。 由于通道毛细管效应， 在负压和蒸汽逸出的水输送支持， 局部蒸发效率提高了约64。 另外， 使用的太阳能集热器进一步提高热效率达85-90。 发明内容 0005 本实用新型的目的在于提供一种双微型海水淡化装置， 解决了目前使用太阳能生 产蒸汽的技术依赖于材料表面吸收太阳辐射， 并将积聚的热量传递给散装水直接或间接通 过中间传热流体， 因为。
9、光损失高， 表面热损失大， 或需要真空， 以减少对流热损失， 增加了光 热系统的成本及复杂性且不利于大规模的工业化生产的问题。 0006 为了达到上述目的， 本实用新型采用的技术方案是： 0007 本实用新型提供的一种双微型海水淡化装置， 包括外壳本体、 蒸发器皿、 导管和碳 基块， 蒸发器皿放置在外壳本体的内腔中， 蒸发器皿通过导管固定在外壳本体上， 导管的自 说明书 1/3 页 3 CN 211004652 U 3 由端穿过外壳本体将蒸发器皿与海水连通； 碳基块放置在蒸发器皿的内腔中， 且漂浮在蒸 发器皿内腔中的海水上表面上。 0008 优选地， 外壳本体的外侧沿其圆周方向均布有三个连接件。
10、， 每个连接件上设置有 一个漂浮球。 0009 优选地， 漂浮球为外表面涂敷有耐酸胶泥涂料的高密度金属小球。 0010 优选地， 外壳本体的上端设置有盖体， 所述盖体和外壳本体之间设置为分离式结 构。 0011 优选地， 盖体铺设由疏水膜。 0012 优选地， 外壳本体和盖体之间通过丁基防水胶带封闭连接。 0013 优选地， 外壳本体和盖体均由导热材料制备而成。 0014 优选地， 导管和外壳本体之间通过丁基防水胶带封闭连接。 0015 优选地， 蒸发器皿和导管均由绝热材料制备而成。 0016 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果是： 0017 本实用新型提供的一种双微型海水淡化装置， 由外。
11、壳本体和蒸发器皿形成微水 层， 通过连通器原理实现， 该装置内外结构选择导热性完全相反的材料， 可以最大程度保证 收集到太阳能高效利用和冷凝水的高效回收； 由碳基块和蒸发器皿形成微水膜结构， 利用 了最新的太阳能驱动蒸汽界面化转换技术， 通过选择一种多孔碳材料自漂浮于水面上， 形 成一种局部热区， 极大化的减少热量损失， 高效的利用太阳能进行海水淡化。 0018 进一步的， 设置的漂浮球对于装置的配重及稳定性实现具有重要意义。 附图说明 0019 图1是本实用新型涉及的双微型淡化海水装备淡化海水结构示意图； 0020 其中， 1、 外壳本体 2、 蒸发器皿 3、 导管 4、 漂浮球 5、 连接。
12、件。 具体实施方式 0021 下面结合附图， 对本实用新型进一步详细说明。 0022 如图1所示， 本实用新型提供的一种双微型海水淡化装置， 包括外壳本体1和蒸发 器皿2， 其中， 本体1为空腔结构， 蒸发器皿2放置在外壳本体1的空腔内， 蒸发器皿2的底部连 接有导管3， 且蒸发器皿2的内腔与导管3相通； 导管3的自由端穿过外壳本体1的底部与海水 连通。 0023 通过导管3实现蒸发器皿2和海水的连通。 0024 蒸发器皿2内腔中的海水的上表面漂浮有碳基块。 0025 外壳本体1的外侧沿其圆周方向均布有三个连接件5， 每个连接件5上设置有一个 漂浮球 4。 0026 蒸发器皿2的厚度为30mm。
13、。 0027 外壳本体1的上端设置有盖体， 所述盖体和本体1之间设置为分离式结构； 该结构 便于在使用中对淡化后海水的收集利用。 0028 外壳本体1和盖体为导热材料PPA基体白色系列导热塑料制备而成。 0029 蒸发器皿2和导管3为聚氨酯硬泡体绝热材料制备而成。 说明书 2/3 页 4 CN 211004652 U 4 0030 外壳本体1和盖体之间通过丁基防水胶带封闭连接。 0031 导管3和外壳本体1之间通过丁基防水胶带封闭连接。 0032 漂浮球4为外表面涂敷有KY2耐酸胶泥涂料的高密度金属小球。 0033 盖体上铺设有疏水膜。 0034 碳基块能够更好的覆盖在蒸发皿中的水面上， 避免。
14、了球体无法致密排列而形成的 球间空隙对淡化效率的影响。 0035 本实用新型的工作原理是： 0036 通过导管3将蒸发器皿2和海水连通， 海水在压力的作用下， 进入到蒸发器皿2的内 腔中， 将碳基块放置在蒸发器皿2的内腔中， 且漂浮在蒸发器皿2内腔中的海水上， 用以吸收 太阳能光， 利用太阳能将蒸发器皿2中的海水进行蒸发， 蒸发后的水蒸汽回流到外壳本体1 的内腔中， 外壳本体1中的淡水收集到一定程度后， 打开盖体， 将淡化从外壳本体1内倒出， 此时， 完成海水的淡化过程。 0037 本实用新型具有积极的效果： 0038 双微型淡化海水装置围绕其特点 “双微” ， 从机械角度和材料角度构建出 “。
15、微水层” “微水膜” 双尺度高效设计， 构成了对于盐水的良好淡化能力。 0039 技术关键：“微水层” 的形成， 通过连通器原理实现， 对于装置的配重， 稳定性实现 具有重要意义。 装置内外结构选择导热性完全相反的材料， 可以最大程度保证收集到太阳 能高效利用(减少热量传导散失)和冷凝水的高效回收(减少冷凝水二次挥发)。“微水膜” 的 形成， 利用了最新的太阳能驱动蒸汽界面化转换技术， 通过选择一种多孔碳材料自漂浮于 水面上， 形成一种局部热区， 极大化的减少热量损失， 高效的利用太阳能。 微水膜设计材料 选择廉价高效的生物质基碳材料， 更加有利于缩减制备成本。 说明书 3/3 页 5 CN 211004652 U 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 211004652 U 6 。