一种含有内凹微腔的伞状界面太阳能光蒸汽转换净水装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种含有内凹微腔的伞状界面太阳能光蒸汽转换净水装置，包括：冷凝水收集装置、部分穿过冷凝水收集装置的含有内凹微腔的伞状界面太阳能蒸发装置、含有水输送部件的过滤和蓄水装置；含有内凹微腔的伞状界面太阳能蒸发装置包括光吸收器和蒸发器，二者相互连接；冷凝水收集装置包括透明外罩和玻璃挡板，玻璃挡板上端与透明外罩连接，下端和中心部分与蒸发器连接；水输送部件分别连接过滤装置和蒸发器、冷凝水收集装置和蓄水装置；过滤装置内含过滤器，用于过滤水中的残渣或悬浮物；蓄水装置用于储存净水。通过本实用新型专利技术解决相关技术中能量利用率较低的问题，提供了一种新型界面蒸发方式，提高了界面太阳能净水装置的净水效率。置的净水效率。置的净水效率。

【技术实现步骤摘要】
一种含有内凹微腔的伞状界面太阳能光蒸汽转换净水装置


[0001]本专利技术涉及界面蒸发技术和水处理技术，尤其涉及基于界面太阳能光蒸汽转换技术的净水装置。

技术介绍

[0002]传统太阳能蒸馏系统是将光热材料分散于水体中，通过吸收太阳能将光能转换为热能使水体升温而产生蒸汽。该系统的热量损失较大且蒸汽产生效率较低，即光蒸汽转换效率较低（30%
–
45%）。
[0003]近年来，公开文献提出了一种界面太阳能光蒸汽转换技术
[4]，即将光热转换过程限制在系统界面，从而将光热材料所转换产生的热量局域在气液界面，使光热转换效率显著提升。基于该技术的装置由蒸发器和光吸收器组成，其中蒸发器负责水分输送和降低热量损失，决定光热转换效率的下限；而光吸收器负责将光能转化为热能，其宏观结构设计和微观结构设计决定着光热转换效率的上限。
[0004]依据光吸收器的宏观结构设计可将光吸收器分为平面（2D）光吸收器和三维（3D）光吸收器。2D光吸收器以将光能转换为热能为主，光热转换效率极限为86.7%~93.7%。3D光吸收器的结构形式较为多样，可以为柱状、折纸状、锥状、球状、伞状、植物仿生以及植物的碳化组织等等，相较于2D光吸收器，其在有限空间内的光吸收面积和蒸汽扩散面积均有所提升，除了将光能转换能热能，还能从环境吸收热量，使光热转换效率突破理论极限
[7
‑
9]。与此同时，基于宏观结构优势，3D光吸收器能够全方位地吸收光能，降低入射光角度对光能捕获的影响。光吸收器的微观结构设计是指在宏观结构设计的基础上，在光吸收器的表面设计特定的微结构，使光吸收率进一步提升。因此，一种性能优异的光吸收器应兼顾宏观结构设计
[7]与微观结构
[10]设计，然而专利技术人发现目前公开文献报道鲜有将宏观结构设计和微观结构设计有机结合。
[0005]广州工业大学拥有的专利技术“一种太阳能集热装置及具有其的海水淡化系统”（专利号CN 110589920 A）中公开了一种可用于海水淡化的太阳能集热装置。该装置包含聚光组件和蒸发装置，其中聚光组件采用菲涅尔透镜，通过调整组件和导光管将入射光集中于蒸发装置；蒸发装置中的光热材料吸收光能后使液体升温从而驱动海水蒸发。该装置的不足之处在于：1）聚光装置不仅成本高昂，而且构造复杂、便携性差，不适用于偏远贫困地区；2）由于缺乏热局域，热量和蒸汽产生的分离致使热损失较大，光热转换效率和蒸汽产率较低。
[0006]西安交通大学申请的专利技术“一种基于太阳能界面蒸发的温差发电装置”(申请号CN 112555786 A) 公布了一种界面太阳能光蒸汽转换和热电集成装置，可同时实现海水淡化和温差发电。该装置采用界面水加热的方式，使能量局域在水和空气界面，无需采用大型聚光设备即可实现海水淡化。该装置的不足之处在于：1）该蒸发装置设计不合理，将绝热层置于光吸收层之上的设计既影响光能吸收，也影响水蒸气扩散；2）此类结构的光吸收器存在理论极限，并且易受入射光角度的影响，难以满足净水生产需求。
[0007]基于现有专利技术的不足之处，有必要提出一种集宏观设计和微观设计于一体的界面太阳能（删除“蒸发”）光蒸汽转换净水装置。

技术实现思路

[0008]本技术提供一种集宏观结构设计和微观结构设计于一体的界面太阳能光蒸汽转换净水装置，旨在至少解决相关技术中存在的一种问题。
[0009]本技术提供的一种含有内凹微腔的伞状界面太阳能光蒸汽转换净水装置，其特征在于，包括冷凝水收集装置、部分穿过所述冷凝水收集装置的含有内凹微腔的伞状界面太阳能蒸发装置、含有水输送部件的过滤装置和蓄水装置；所述含有内凹微腔的伞状界面太阳能蒸发装置包括光吸收器和蒸发器，所述光吸收器与所述蒸发器连接；所述冷凝水收集装置包括透明外罩和玻璃挡板，所述玻璃挡板上端边缘与所述透明外罩连接，下端及中心部分与所述蒸发器连接，构成密闭装置；所述水输送部件分别连接过滤装置和蒸发器、冷凝水收集装置和蓄水装置；所述过滤装置内含过滤器，用于过滤水中的残渣或悬浮物；所述蓄水装置用于储存蒸发冷凝后的净水。
[0010]进一步地，所述蒸发器包含吸水柱、绝热部件、蒸发池，绝热部件覆盖整个蒸发池，阻止热量向蒸发池传递，吸水柱一端立于蒸发池中，另一端穿过绝热部件和玻璃挡板与光吸收器的内侧中心部相连，所述蒸发池中的水分在毛细力的驱动下由吸水柱泵入光吸收器。
[0011]进一步地，所述光吸收器为伞状，在伞面上设有多个内凹微腔，在伞顶内侧与吸水柱连接，由于毛细力的作用，可在内凹微腔里可形成一层水膜。
[0012]进一步地，所述过滤器由细小颗粒构成，外部经两端含有网状物的容器固定，用于过滤污水中的颗粒物和悬浮物。
[0013]进一步地，所述光吸收器的材料为导电碳黑和紫外光固化树脂复合而成。
[0014]进一步地，所述内凹微腔的形状为半球、圆锥或金字塔。
[0015]进一步地，所述内凹微腔为圆锥形，其底面直径为400 μm。
[0016]本技术提供的含有内凹微腔的伞状界面太阳能光蒸汽转换净水装置，解决相关技术中能量利用率较低的问题，提供了一种新型的界面蒸发方式，提高了蒸汽产生速率。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1是本技术实施例的一种含有内凹微腔的伞状界面太阳能光蒸汽转换净水装置的结构示意图；
[0019]图2是本技术实施例的一种含有内凹微腔的伞状光吸收器的俯视图；
[0020]图3是本技术实施例的一种含有内凹微腔的伞状光吸收器的主视图；
[0021]图4是本技术实施例的一种含有内凹微腔的伞状光吸收器的剖面图；
[0022]图5是本技术实施例的一种内凹微腔及光在其内部的传播路径示意图。
[0023]图中：111
‑
蒸发池，112
‑
绝热部件，113
‑
吸水柱，121
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伞状光吸收器，122
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水膜，123
‑
内凹微腔，124
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入射光，131
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透明外罩，132
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玻璃挡板， 210
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过滤装置进水口，220
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过
滤装置，230
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过滤器，240
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过滤装置出水口，310
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蓄水装置进水口，320
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蓄水装置，330
ꢀ‑
蓄水装置出水口。
实施方式
[0024]为了使研究或技术人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合附图对实施例中的技术方案节进行清楚、完整地阐述。显然，所描述的实施例仅为本专利技术一部分的实施例，而不是全部实施例。
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有内凹微腔的伞状界面太阳能光蒸汽转换净水装置，其特征在于，包括冷凝水收集装置、部分穿过所述冷凝水收集装置的含有内凹微腔的伞状界面太阳能蒸发装置、含有水输送部件的过滤装置和蓄水装置；所述含有内凹微腔的伞状界面太阳能蒸发装置包括光吸收器和蒸发器，所述光吸收器与所述蒸发器连接；所述冷凝水收集装置包括透明外罩和玻璃挡板，所述玻璃挡板上端边缘与所述透明外罩连接，下端及中心部分与所述蒸发器连接，构成密闭装置；所述水输送部件分别连接过滤装置和蒸发器、冷凝水收集装置和蓄水装置；所述过滤装置内含过滤器，用于过滤水中的残渣或悬浮物；所述蓄水装置用于储存蒸发冷凝后的净水。2.根据权利要求1所述的含有内凹微腔的伞状界面太阳能光蒸汽转换净水装置，其特征在于，所述蒸发器包含吸水柱、绝热部件、蒸发池，绝热部件覆盖整个蒸发池，阻止热量向蒸发池传递，吸水柱一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：新型
国别省市：