一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置，属于日常生活用品技术领域。一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置包括聚光板，烧瓶，空气冷凝管，连通烧瓶和空气冷凝管的连接弯管，接收瓶，所述空气冷凝管包括外套管和内管，所述外套管为倒圆锥形玻璃壳体，其顶端设有通孔，底端为出料口；所述内管由位于外套管顶端的通孔伸入倒圆锥形玻璃壳体中，所述内管的底端口位于倒圆锥形外套管内，并位于外套管底端为出料口的上方；所述连接弯管的一端连通烧瓶，另一端连通空气冷凝管的内管。本实用新型专利技术所述装置结构简单，可拆卸，易于携带，冷凝液体以及制备蒸馏水的效率高，能够在海岛、野外等条件下使用，从咸水、污水中提取蒸馏水。

A small portable device for preparing distilled water by solar energy

【技术实现步骤摘要】
一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置
本技术涉及一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置，属于日常生活用品

技术介绍
水是生命之源，是人类生存的重要物质基础，与人民身体健康息息相关，成人每天饮用的水量应该在0.5-2升之间。在一些特殊的情况下，人们找不到合适的饮用水，需要从环境中的汲取自然水饮用。自然环境中的水源中通常含有盐类、重金属、微生物等，需要进行必要的净化处理后才能饮用。例如在海岛、在野外等地区，人员无法随身携带饮用水，只能就地取材，利用海水、河水等自然水源制备饮用水。通常饮用水净化设备如超滤、反渗透设备等比较复杂、沉重，个体难以携带。以滤芯过滤、活性炭吸附为核心的滤水壶虽然使用较方便，但是这些滤水壶只能进行简单的过滤，使用寿命短，净水效果并不好，无法处理咸水、重金属污染的水源，也不能长期使用。蒸馏是分离、提纯液体有机物质的重要方法。应用蒸馏方法制备饮用水，可以将混合在原水中不挥发的杂质除去，使其适合人员饮用。通常制备蒸馏水时是先对原水加热使其转换为蒸汽进入冷凝管，再冷凝成蒸馏水，收集即得。制备蒸馏水时需要消耗的能源有两部分，一是蒸发环节将液体加热，使其转化为气体，二是冷凝环节将气体冷却为液体。小型实验装置制备少量蒸馏水，冷凝时经常使用直形冷凝管冷却蒸汽。直形冷凝管由内芯的空气冷凝管和一个外套的水冷管组成，通常以水为介质，需要增加水循环装置，消耗能源，也存在水压力变化，跑水的风险。因此，用传统小型蒸馏装置制备饮用水的装置复杂，不便携带，运行成本高，适用范围较小。专利技术内容针对现有技术中的不足，本技术提供了一种小型、便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置，相对于现有的蒸馏装置具有几个显著的特点。本技术所述装置使用自然能源太阳光作为热源，不需要加热设备，同时使用新型空气冷凝套管，不需要使用冷却介质，减少了循环冷却系统，这样使得蒸馏制备水的过程中不需要能源。该设备结构简单，容易维护，便于收纳，易于携带，使用范围广，可以在海岛，野外等地，在作战、应急救援、户外探险等情况下使用。一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置，所述装置包括聚光板，烧瓶，空气冷凝管，连通烧瓶和空气冷凝管的连接弯管，接收瓶，其中，所述空气冷凝管包括外套管和内管，所述外套管为倒圆锥形玻璃壳体，其顶端设有通孔，底端为出料口；所述内管由位于外套管顶端的通孔伸入倒圆锥形玻璃壳体中，其伸入外套管内的部分为直管，所述内管的底端口位于倒圆锥形外套管内，并位于外套管底端为出料口的上方；所述连接弯管的一端连通烧瓶，另一端连通空气冷凝管的内管；接收瓶连接外套管底端的出料口。进一步地，所述外套管的上部设置有通气管。本技术所述装置中，所述聚光板作用是汇聚太阳光对烧瓶进行加热，烧瓶受热后温度升高，并使得瓶中的水受热后变成蒸汽。随着烧瓶温度的不断升高，烧瓶内水蒸气的分压不断增大，部分水蒸气由弯管进入空气冷凝套管的底部，蒸汽在空气冷凝套管中冷却变为液体，流入接收瓶。本技术所述装置中，所述聚光板根据实际工况设置，使阳光聚集照射在烧瓶上。所述聚光板可以是反光材料，也可以是凸面玻璃材料。反光材料可由柔性反光材料或小块反光片制备，便于折叠和展开。聚光板的面积越大，汇聚太阳光的能力越强，将水加热转变为蒸汽的速度越快。进一步地，为了避免阳光对冷凝部分产生影响，在设置聚光板时，利用聚光板将空气冷凝管与烧瓶隔开。本技术所述装置中，所述烧瓶用于贮存源水，烧瓶受热后将热量传递水，水受热后转换为水蒸气。烧瓶可由玻璃、金属等材料制备，为了更好的吸收热量可涂为黑色或其他颜色。进一步地，所述烧瓶表面设有吸热涂层。本技术所述装置中，所述连接弯管是将烧瓶中蒸汽导入空气冷凝套管底部的装置。本技术所述装置中，所述伸入外套管内的部分为直管，其未伸入外套管内的部分可为弯管或直管，其可与连接弯管配合使用，根据实际使用情况，本领域技术人员可合理选择。进一步地，所述内管与外套管的通孔见设有密封部件，如密封圈等。本技术所述装置中，所述空气冷凝套管是新设计的冷凝装置，宜直立使用，其特点是上部宽、下部细，空气冷凝套管上部设置有通气管，用于平衡蒸馏系统内外压力。空气冷凝套管可以用玻璃、金属材料制备，为提高散热效率，其外壁可以附加散热装置或气体导流装置，增加散热速率和周边空气流动速度。上述装置可以设置为一体的，也可以分开制作并用标准磨口连接，这样制作成本更低，操作携带更方便。优选地，所述接收瓶与空气冷凝管通过标准磨口密封连接，用于接收冷凝下来的蒸馏水。工作原理蒸馏是加热使得低沸点的液体蒸发变成气体，再冷凝还原形成液体，这样与原溶液中高沸点的物质分离。普通蒸馏装置加热要消耗一部分能源，使液体转换为蒸汽。冷却沸点较低的蒸气的难度比加热更大，冷凝过程需要冷却介质与蒸汽进行热交换，同样会消耗能源。普通制备蒸馏水的装置不仅需要加热系统，同时也需要循环冷却系统，这样设备比较复杂，也会占用较多的空间，不便于在野外携带和使用。本技术使用太阳能作为热源，使用聚光板对烧瓶进行加热，聚光板的面积越大，汇聚太阳光的能力就越强，加热烧瓶的速度就越快。烧瓶的温度越高，水转化为蒸汽的速度就越快，烧瓶内空气中水的蒸汽压就越大。部分水蒸气在浓度扩散的作用下，由弯管进入空气冷凝套管的底部。弯管的特点是在烧瓶内伸出位置短，在空气冷凝套管位置伸出位置长。其作用有两点，一是将水蒸气导入空气冷凝套管的底部，二是水蒸气的密度比空气重，它通过弯管流动，会形成虹吸效应，产生下坠的力，加快水蒸气的扩散速率。通常冷凝沸点小于140℃的液体使用直型冷凝管，并且用水进行冷却，因此需要增加循环水的设备，所以有能源消耗。只有沸点大于140℃的液体，才可以使用普通空气冷凝管用空气进行冷却。传统冷凝管冷凝液体的效果不好，原因在于冷凝管为了接收冷凝的液体需向下倾斜，而蒸馏出的蒸汽密度比空气大，受到重力的作用会很快地从冷凝管的上部流向接引管的下部，在冷凝管停留的时间很短，因此冷凝效果很差。为了提高空气冷凝蒸汽的效果，增加蒸汽的停留时间，本技术使用逆向运作法，用弯管将蒸汽直接导入冷凝套管的底部。蒸汽由从下至上流动，由于重力的作用，蒸汽上升速度很慢，这样蒸汽在冷凝管的停留时间增长。冷凝套管特点是上部宽、下部细，不仅增大了蒸汽和玻璃管的接触面积，而且蒸汽在上升过程时流动速度更加缓慢，又进一步增加了蒸汽的停留时间，提高冷凝效率。冷凝套管为环境温度，比烧瓶的温度低很多，蒸汽在此冷却变回液体。冷凝套管外壁上增加散热片或气体导流装置，进一步提高空气的冷却效率。蒸汽在冷凝套管的管壁上变为液体，受到重力作用流入接收瓶。经过一段时间，蒸馏水汇入接收瓶，里面没有不挥发的杂质和金属离子，可供人员饮用。本技术的有益效果为：1.本技术所述一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置，结构简单，可拆卸，易于携带，能够在海岛、野外等条件下使用，从咸水、污水中提取蒸馏水。2.本技术所述一种小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置，其特征在于：所述装置包括聚光板(1)，烧瓶(2)，空气冷凝管(4)，连通烧瓶(2)和空气冷凝管(4)的连接弯管(3)，接收瓶(5)，其中，/n所述空气冷凝管(4)包括外套管(401)和内管(402)，所述外套管(401)为倒圆锥形玻璃壳体，其顶端设有通孔(403)，底端为出料口(404)；所述内管(402)由位于外套管顶端的通孔(403)伸入倒圆锥形玻璃壳体中，其伸入外套管(401)内的部分为直管，所述内管(402)的底端口(405)位于倒圆锥形外套管(401)内，并位于外套管底端为出料口(404)的上方；/n所述连接弯管(3)的一端连通烧瓶(2)，另一端连通空气冷凝管的内管(402)；接收瓶(5)连接外套管底端的出料口(404)。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型便携式利用太阳能制备蒸馏水的装置，其特征在于：所述装置包括聚光板(1)，烧瓶(2)，空气冷凝管(4)，连通烧瓶(2)和空气冷凝管(4)的连接弯管(3)，接收瓶(5)，其中，
所述空气冷凝管(4)包括外套管(401)和内管(402)，所述外套管(401)为倒圆锥形玻璃壳体，其顶端设有通孔(403)，底端为出料口(404)；所述内管(402)由位于外套管顶端的通孔(403)伸入倒圆锥形玻璃壳体中，其伸入外套管(401)内的部分为直管，所述内管(402)的底端口(405)位于倒圆锥形外套管(401)内，并位于外套管底端为出料口(404)的上方；
所述连接弯管(3)的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元本，黎古丹，谭大志，
申请(专利权)人：李元本，大连理工大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21