CN108996590A - 利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，包括：瓶身、针锥体、瓶底、瓶盖以及顶水池，瓶身和瓶底之间通过螺旋密封连接；瓶身包括多个黑白水槽，各黑白水槽包括作为圆柱侧面的外壁、作为圆台侧面或圆柱侧面的内壁以及连接在外壁和内壁之间的作为圆台侧面或圆环的底板，外壁为透明的，内壁和底板为黑色；各黑白水槽之间通过形成在外壁上的螺纹相互螺旋密封连接；瓶盖与瓶身之间能够通过螺旋连接使瓶身密封，顶水池设置在瓶盖上；针锥体由多根不锈钢钢针组成，形成基本为倒锥体形状，针锥体设置为密封性地穿过瓶盖，锥体的尖端延伸进入瓶身内，锥体的底面部分被暴露在顶水池内。

Description

利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置及方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域,特别是涉及一种利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置及方法。
背景技术
海岛和海岸线附近是人们户外旅行、探险的重要场所之一，这里淡水资源稀缺，却存在大量海水，海水的不可以直接饮用给人类等生物饮水造成了极大困难，就地对海水进行淡化处理不失为一种较好获得淡水的方式。现有对海水进行淡化处理的装置多存在体积大，不能方便携带的问题，且成本较高，淡化处理效率不高。在利用太阳能进行海水淡化时也存在对太阳能利用不充分的问题。
因此,需要一种成本低、方便携带、淡化处理效率高、对太阳能利用充分的海水淡化装置。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置及其使用方法。
根据本发明的一方面，提供一种利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，包括：瓶身10、针锥体20、瓶底30、瓶盖40以及顶水池50；
其中，所述瓶身10和所述瓶底30之间通过螺旋密封连接；
其中，所述瓶身10包括多个黑白水槽(11，11’，11”)，各黑白水槽(11，11’，11”)包括作为圆柱侧面的外壁111、作为圆台侧面或圆柱侧面的内壁112以及连接在外壁111和内壁112之间的作为圆台侧面或圆环的底板113，所述外壁111为透明的，所述内壁112和所述底板113为黑色；各黑白水槽(11，11’，11”)之间通过形成在外壁111上的螺纹相互螺旋密封连接；
所述瓶盖40与所述瓶身10之间能够通过螺旋连接使瓶身10密封，所述顶水池50设置在所述瓶盖40上；
所述针锥体20由多根不锈钢钢针组成，形成基本为倒锥体形状，所述针锥体20设置为密封性地穿过所述瓶盖40，锥体的尖端延伸进入所述瓶身10内，锥体的底面部分被暴露在所述顶水池50内。
根据本发明的一个实施方案，其中所述利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置还包括设置在瓶底上的能够浮动的浮板60，所述浮板60的中央设置有通孔61。
根据本发明的一个实施方案，其中所述底板113底板向下倾斜，由此作为倒圆台的侧面。
根据本发明的一个实施方案，其中在从下而上的所述多个黑白水槽(11，11’，11”)中，所述倒圆台的底面的半径逐渐变小。
根据本发明的一个实施方案，其中所述顶水池50还包括开关51。
根据本发明的一个实施方案，其中所述瓶身10由玻璃或者塑料制成。
根据本发明的一个实施方案，其中所述瓶底30和所述瓶盖40由玻璃、塑料或者金属制成。
根据本发明的另一方面，还提供一种海水淡化方法，包括利用本发明所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置来处理海水。
根据本发明的一个实施方案，其中所述海水淡化方法还包括在所述瓶底30中滴入食用油。
根据本发明的一个实施方案，其中所述海水淡化方法还包括在所述顶水池50中引入海水，以冷却暴露在所述顶水池50内所述锥体的底部。
有益效果：在本发明中，黑色水槽底板和内壁吸热使水槽内的水温升高，加速了海水的蒸发；同时，通过在透明水槽外壁内部设置黑色底板和内壁，使黑色底板和内壁吸收的热量散发到各水槽的水里，使得整个装置内气温上升，太阳能利用更加充分；倾斜的底板和内壁，增加了水蒸气的凝结面积，使水蒸气凝结形成的水珠在底板得下表面、沿着底板流动到与内壁交叉处滴落到瓶底，同时倾斜的内壁也增加了水面面积，增加了蒸发量；旋转可拆卸的水槽，不仅可以改变、增加水面面积，而且利于清洗水槽内盐渍等；针锥体的采用，增加了水蒸气液化面积；针锥体钢针穿过瓶盖在顶水池内留有一定长度，在不断更换顶水池内海水的情况下，更利于水蒸气在针锥体上的凝结；浮板漂浮在淡水水面上，减少了暴露水面面积，减少了淡水单位时间的蒸发量；而采用食用油使内瓶淡水暴露在空气中的水面面积为零，蒸发量也几乎为零；另外本装置可根据需水量制定装置大小，且重量小、方便携带，成本低。
附图说明
图1是根据本发明一个实施方案的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置的结构示意图。
图2是根据本发明一个实施方案的黑白水槽的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是根据本发明一个实施方案的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置的结构示意图。图2是根据本发明一个实施方案的黑白水槽的结构示意图。
如图1和2所示，本发明的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置可以包括瓶身10、针锥体20、瓶底30、瓶盖40，顶水池50以及浮板60。下面结合附图具体说明各个部件。
所述瓶身10可以包括多个黑白水槽(11，11’，11”)，由多个黑白水槽相互连接而构成。图1中示出了三个黑白水槽(11，11’，11”)，应该理解黑白水槽的个数可以根据需要而变化。
参考图1和2，各黑白水槽(11，11’，11”)包括作为圆柱侧面的外壁111、作为圆台侧面或圆柱侧面的内壁112以及连接在外壁111和内壁112之间的作为圆台侧面或圆环的底板113。
图2是根据一个实施方案的黑白水槽的结构示意图。如图2所示，该黑白水槽包括圆柱侧面形状的外壁111，在外壁111的上部和下部的侧壁(侧壁的内表面或者外面)上形成有螺纹(未示出)，用于连接其他黑白水槽或者瓶盖40或者瓶底30。例如，在上部的侧壁的外表面以及下部侧壁的内表面上形成螺纹，这样可以将多个的黑白水槽相互连接起来。
底板113从外壁111的内表面的中部倾斜地向下延伸，形成一个倒圆台侧面。然后与作为圆台侧面的内壁112的底部圆周相连。也即，内壁112从底部圆周开始，倾斜地向上延伸，构成了一个圆台侧面。这样，由外壁111，底板113以及内壁112构成了一个具有一定容积的水槽，可以用来容纳一定的海水。内壁112所围绕的空间是中空的(也即上下通透)，因此由针锥体20冷凝的水可以穿过黑白水槽落入到瓶底30。
底板113也可以从外壁111的内表面的中部水平地延伸，这样底板113形成为圆环形。内壁112也可以从底板113开始垂直地向上延伸，这样内壁112可以构成圆柱侧面。
底板113与外壁111的内表面接触的位置、底板113向下倾斜的角度、内壁112向上延伸的高度可以适当的设置，以使得不妨碍多个黑白水槽之间的螺旋连接以及得不妨碍海水的蒸发。例如，两个黑白水槽连接之后，下层的黑白水槽的内壁112部接触或抵靠上层黑白水槽的内壁112或底板。
如图1所示，其中在从下而上的所述多个黑白水槽(11，11’，11”)中，所述内壁112所构成的倒圆台的底面的半径逐渐变小，也即，底板113向下延伸的长度逐渐变大。这样倾斜的底板和内壁，增加了水蒸气的凝结面积，并且使水蒸气凝结形成的水珠在底板外表面以及内壁外表面，然后流到二者的交叉处滴落到瓶底，同时倾斜的内壁也增加了水面面积，增加了蒸发量。
在本发明中，所述外壁111可以设置为透明的，所述内壁112和所述底板113可以设置为黑色；本发明通过在透光水槽外壁内部设置黑色底板和内壁，使黑色底板和内壁吸收的热量散发到各水槽的水里，使得整个装置内气温上升，太阳能利用更加充分，增加蒸发量。
所述瓶身10例如可以由适当的材料制成，例如可以由玻璃或者塑料制成。
参考图1，本发明的瓶盖40与所述瓶身10之间能够通过螺旋连接使瓶身10密封。所述顶水池50设置在所述瓶盖40上，例如顶水池50可以是由瓶盖40的圆周部分向上进一步向上延伸而构成的一个容器，可以容纳例如一定量的海水。该顶水池50还可以设置有开关51，用于控制例如海水进出顶水池50。
所述针锥体20可以由多根不锈钢钢针组成，形成基本为倒锥体形状，所述针锥体20设置为密封性地穿过所述瓶盖40，锥体的尖端延伸进入所述瓶身10内，锥体的底面部分被暴露在所述顶水池50内。也即，针锥体20穿过瓶盖40而不影响瓶盖40的密封性。例如可以通过使得针锥体20的各个钢针熔接性地穿过瓶盖40，实现密封和固定。在本发明的教导下结合现有技术，本领域技术人员可以容易地实现这样的结构。
如图1所示，所述针锥体20的包括尖端的大部分延伸进入所述瓶身10内，由此利用针锥体20的多个钢针的大表面积来实现冷凝，由此制备淡水。所述针锥体20的包括底面的小部分暴露在所述顶水池50内，由此可以利用顶水池50内的水例如海水来为针锥体20进行冷却。由于钢针的快速热导性，暴露在所述顶水池50内的针锥体的冷却，将很快使得进入所述瓶身10内的针锥体的部分冷却被，由此实现针锥体的持续快速的冷凝制水。
所述瓶底30与瓶身10之间通过螺纹密封连接。为了减少瓶底30中的淡水的蒸发，本发明的装置还可以包括设置在瓶底30上的能够浮动的浮板60，例如由环保无害的聚乙烯泡沫或基苯乙烯泡沫制成的泡沫板。所述浮板60的中央设置有通孔61，以便淡水可以自由流动。也可以在瓶底30上放入适量的食用油，这样在淡水滴入内瓶之后，食用油可以扩散在淡水表面，形成油层，避免淡水的蒸发。
根据本发明的一个实施方案，其中所述瓶底30和所述瓶盖40可以由适当的材料制成，例如可以由玻璃、塑料或者金属制成。
根据本发明的另一方面，还提供一种海水淡化方法，包括利用本发明所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置来处理海水。
根据本发明的一个实施方案，其中所述海水淡化方法还包括在所述顶水池50中引入海水，以冷却暴露在所述顶水池50内所述锥体的底部。
下面说明利用本发明的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置来处理海水，以制备淡水。
使用时，用户将泡沫板或食用油置于瓶底；旋转第一级黑白水槽11使第一级黑白水槽与瓶底密封连接，在第一级黑白水槽内11加入海水，注意不能将海水撒入瓶底，以免污染之后收集的淡水；可以根据用户需要确定共安装多级黑白水槽(11，11’，11”)重复以上步骤可以安装剩下几级黑白水槽；黑白水槽安装完，将带有顶水池、针锥体的瓶盖40与最上层黑白水槽旋转密封，关闭顶水池放水开关，将一部分海水倒入顶水池；将整个装置放置在阳光下，太阳能使瓶内温度上升，加速了水的蒸发，水蒸气在针锥体20钢针表面凝结成水珠，水珠越聚越多，沿针锥体钢针表面流下，在针锥锥体钢针尖端形成水滴，水滴穿过多级黑白水槽以及泡沫板或食用油层落在瓶底30内部与泡沫板或食用油层之间，同时，水蒸气会在水槽底板113的底表面上和内壁112的外侧凝结，汇聚到底板113和内壁112交叉处滴落到瓶底，期间可多次打开顶水池放水开关，重新添加海水，这是因为，顶水池内海水较少，在太阳照射下温度升高较快，重新添加的海水温度较瓶内气温较低，不断更换顶水池海水，可以给不锈钢钢针降温，更利于水蒸气的凝结。一定时间后，旋转瓶底，即可获得瓶底内所盛淡水。
由于黑色吸热，本发明的黑色水槽底板和内壁吸热使水槽内的水温升高，加速了海水的蒸发；同时，如果水槽外壁是黑色，黑色水槽外壁吸收的热量部分会散发到外部环境中，相比之下，本发明通过在透光水槽外壁内部设置黑色底板和内壁，使黑色底板和内壁吸收的热量散发到各水槽的水里，使得整个装置内气温上升，太阳能利用更加充分；倾斜的底板和内壁，增加了水蒸气的凝结面积，使水蒸气凝结形成的水珠在底板外表面以及内壁外表面，然后流到二者的交叉处滴落到瓶底，同时倾斜的内壁也增加了水面面积，增加了蒸发量；旋转可拆卸的水槽，不仅可以改变、增加水面面积，而且利于清洗水槽内盐渍等；针锥体的采用，增加了水蒸气液化面积；针锥体钢针穿过瓶盖在顶水池内留有一定长度，在不断更换顶水池内海水的情况下，更利于水蒸气在针锥体上的凝结；泡沫板漂浮在淡水水面上，减少了暴露水面面积，减少了淡水单位时间的蒸发量；而采用食用油使内瓶淡水暴露在空气中的水面面积为零，蒸发量也几乎为零；另外本装置可根据需水量制定装置大小，且重量小、方便携带，成本低。
以上所述，仅是本发明较佳的实施方式，并非对本发明的技术方案做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例做任何简单修改，形式变化和修饰，均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，包括：瓶身(10)、针锥体(20)、瓶底(30)、瓶盖(40)以及顶水池(50)；
其中，所述瓶身(10)和所述瓶底(30)之间通过螺旋密封连接；
其中，所述瓶身(10)包括多个黑白水槽(11，11’，11”)，各黑白水槽(11，11’，11”)包括作为圆柱侧面的外壁(111)、作为圆台侧面或圆柱侧面的内壁(112)以及连接在外壁(111)和内壁(112)之间的作为圆台侧面或圆环的底板(113)，所述外壁(111)为透明的，所述内壁(112)和所述底板(113)为黑色；各黑白水槽(11，11’，11”)之间通过形成在外壁(111)上的螺纹相互螺旋密封连接；
所述瓶盖(40)与所述瓶身(10)之间能够通过螺旋连接使瓶身(10)密封，所述顶水池(50)设置在所述瓶盖(40)上；
所述针锥体(20)由多根不锈钢钢针组成，形成基本为倒锥体形状，所述针锥体(20)设置为密封性地穿过所述瓶盖(40)，锥体的尖端延伸进入所述瓶身(10)内，锥体的底部暴露在所述顶水池(50)内。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，还包括设置在瓶底(30)上的能够浮动的浮板(60)，所述浮板(60)的中央设置有通孔(61)。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，其中所述底板(113)底板向下倾斜，由此作为倒圆台的侧面。
4.根据权利要求3所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，其中，在从下而上的所述多个黑白水槽(11，11’，11”)中，所述倒圆台的底面的半径逐渐变小。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，其中所述顶水池(50)还包括开关(51)。
6.根据权利要求1所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，其中所述瓶身(10)由玻璃或者塑料制成。
7.根据权利要求1所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置，其中所述瓶底(30)和所述瓶盖(40)由玻璃、塑料或者金属制成。
8.一种海水淡化方法，包括利用根据权利要求1-7中任一项所述的利用太阳能的多级黑白水槽针锥式海水淡化处理装置来处理海水。
9.根据权利要求8所述的海水淡化方法，还包括在所述瓶底(30)中滴入食用油。
10.根据权利要求8所述的海水淡化方法，还包括在所述顶水池(50)中引入海水，以冷却暴露在所述顶水池(50)内所述锥体的底部。
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