CN111792692B - 一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及淡化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及淡化方法，该装置由荧光聚光器、亲水材料、淡水收集管、冷凝腔、轻质气体、浓海水腔等几部分组成；太阳光从装置上部进入荧光聚光器，经其内部量子点反射沿着水平方向传递，在未涂反射涂层的设定出光口输出聚光器，直接加热设置在出光口附近的亲水材料中的海水，产生蒸发，产生的水蒸气进入到冷凝腔中，在冷凝腔中低摩尔质量的轻质气体作用下，向下运动，并在第一级淡水收集槽中被冷凝成淡水，释放的潜热加热第二级亲水材料中的海水，产生再次蒸发，并重复上述过程，实现能量多级利用。亲水材料中的海水由毛细效应和虹吸效应引入，并在重力作用下实现循环运动，避免了浓盐水中盐的形成。

Description

一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及淡化方法

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及方法。

背景技术

我国乃至世界许多地方都缺乏淡水，而在许多缺水的地区往往拥有丰富的太阳能和海水(苦咸水)资源，因此利用太阳能进行海水淡化的意义是不言而喻的。

近一百年来，人们为利用太阳能进行海水淡化付出了巨大努力，然而，太阳能海水淡化技术至今仍然不能大规模推广利用。一方面是它的经济性太差，无法与传统的工业化海水淡化***相媲美。另一方面是现有的太阳能海水淡化技术还存在以下缺点：

(1)***中各部件严重分离，结构复杂，不利于小规模生产和应用。集热器、储热器、管道及换热器，再到海水淡化器，部件众多而且相互分离。管路复杂会增加换热阻力，***利用效率低。

(2)聚光装置体积庞大，聚光效率低，且通常需要配备跟踪***，占地面积大，装置的经济性较差。

(3)海水淡化装置中装有的海水容量较大，热惰性高，降低了蒸发效率，还会对设备造成腐蚀。

(4)海水在蒸发过程中往往没有形成开放流动，随着水蒸气的蒸发，盐浓度升高甚至出现结晶。

(5)正向水蒸气流动方向的限制。热蒸汽通常是自下而上运动，而太阳光通常是在顶部获得，如何改变水蒸汽的流向，从而更好的进行太阳能的利用至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及方法，该装置可漂浮在海面上，利用收集的太阳能直接生产淡水，特别适合于小规模和单元化的生产。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置，包括荧光聚光器、红外反射薄膜、量子点、反射涂层、出光口、吸光板、第一级亲水材料、第一级支撑网、第一级淡水收集槽、第二级亲水材料、外壳、隔水板、浮体、浓海水腔、过滤网、吸水体、冷凝腔、淡水收集管、轻质气体、冷凝底板、连通管、第二级淡水收集槽、第二级支撑网、透明玻璃面、海水槽、凸块，其中：

所述荧光聚光器包括红外反射薄膜、量子点、反射涂层、出光口；

所述荧光聚光器与海水淡化装置外壳密封连接，形成独立腔体；

所述荧光聚光器布置在一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的上面，底部或侧面；

所述冷凝腔中布置有至少一级亲水材料，各级亲水材料从吸水体中将海水提升，利用荧光聚光器出光口的光线照射，产生水蒸气，而各级亲水材料上剩余的浓海水流动至浓海水腔中；

所述冷凝腔内充有摩尔质量小于水蒸气摩尔质量的不凝性的轻质气体，迫使水蒸气向下流动，从上到下的方向遇到淡水收集槽后冷凝产生淡水，而水蒸气的冷凝潜热用来加热紧贴在淡水收集槽底部的下一级亲水材料，产生的水蒸气自上而下继续流动，最终在冷凝底板上冷凝产生淡水，由淡水收集管进行淡水收集；

所述亲水材料均有支撑网进行支撑和固定；

所述冷凝底板的下方是海水，进行水蒸气的冷凝；

所述太阳能海水淡化装置上安装有浮体，漂浮在海面上。

所述荧光聚光器通过调节红外反射薄膜和反射涂层的位置，使被收集的太阳光从未涂反射涂层的出光口位置输出太阳光。

装置中铺设有至少一级亲水材料，利用毛细效应和虹吸效应，将海水提高并传输，形成开放式流动；通过调节第一级亲水材料、第二级亲水材料及其他亲水材料的吸水体和浓海水腔的位置，使相邻亲水材料流向恰好相反，形成逆流换热，提高能量利用效率；相邻亲水材料竖直上水和竖直排水面之间放置有竖直不透水隔水板；相邻亲水材料紧贴布置；冷凝腔内充有摩尔质量小于水分子摩尔质量的轻质气体，使顶部荧光聚光器接受光线照射后产生的水蒸气向下流动，逐级冷却后产生淡水。

所述轻质气体为氦气、甲烷、氢气。

一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的淡化的方法，该方法包括：太阳光线打到荧光聚光器上，穿过红外反射薄膜，被荧光聚光器内的量子点吸收后发生全反射，使光线被传输到荧光聚光器的未覆盖反射涂层的表面，即出光口，形成高聚光比的太阳能；此时紧贴在荧光聚光器出光口的吸光板吸收聚集的光线，产生高温热能，加热亲水材料上的海水使其蒸发，产生的水蒸气进入到冷凝腔中；由于冷凝腔内充有摩尔质量低于水蒸气摩尔质量的轻质气体，迫使水蒸气向下运动，在遇到第一级淡水收集槽时，水蒸气被冷凝为淡水；与此同时，第一级淡水收集槽吸收了水蒸汽的冷凝潜热，这部分热量会加热紧贴在第一级淡水收集槽底部的第二级亲水材料上的海水使其蒸发，产生的水蒸气继续向下运动，在下一级淡水收集槽或者冷凝腔底部的冷凝底板上进行冷凝，产生淡水；装置内布置至少一级由支撑网支撑的亲水材料，这样水蒸气的冷凝潜热可以多级利用；而各级亲水材料在毛细作用和虹吸作用的影响下，并在重力作用下使海水形成开放式的流动，蒸发后的剩余海水流入浓海水腔中，避免海水的浓度过高和盐分析出；而相邻亲水材料的吸水体和浓海水腔呈相反布置，海水流向恰好相反，相邻亲水材料竖直上水和竖直排水面之间放置有竖直不透水隔水板并使相邻亲水材料的竖直面紧贴，从而形成逆流换热，利用亲水材料中浓海水的剩余热量加热相邻级亲水材料汲取的新鲜海水，形成回热，提高能量利用效率。

所述荧光聚光器中布置有亲水材料，从吸水体中将海水提升，利用荧光聚光器照射，产生水蒸气，而剩余的浓海水流动至浓海水腔中；所述冷凝腔内充有摩尔质量小于水蒸气摩尔质量的不凝性轻质气体如氦气、甲烷、氢气，迫使水蒸气向下流动，从上到下的方向遇到淡水收集槽和冷凝底板后冷凝产生淡水；所述海水淡化装置上安装有浮体，可漂浮在海面上。

荧光聚光器通过调节红外反射薄膜和反射涂层的位置，从未涂反射涂层的位置出光；未涂反射涂层的部分可不连续；荧光聚光器可以布置在一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的左侧、右侧、上侧和下侧；荧光聚光器的截面可为长方形、L形、正方形中的一种或多种；荧光聚光器可作为腔体外壳的一个面或与腔体外壳独立。

海水淡化装置可一面或多面布置荧光聚光器；海水淡化装置的外壳呈透明或不透明中的至少一种；外壳外侧可布置荧光聚光器；外壳外侧没有布置荧光聚光器时，可在其外侧布置保温装置。

装置中铺设有至少一级亲水材料，利用毛细效应和虹吸效应，将海水提高并传输；

冷凝腔内充有摩尔质量小于水分子摩尔质量的轻质气体，使顶部荧光聚光器照射后产生的水蒸气向下流动，逐级冷却产生淡水。

通过调节第一级亲水材料、第二级亲水材料及其他亲水材料的吸水体和浓海水腔的位置，使相邻亲水材料流向恰好相反，形成逆流换热，提高能量利用效率；相邻亲水材料间放置不透水隔水板；相邻亲水材料紧贴布置。

装置内布置有至少一层亲水材料，亲水材料由支撑网支撑，水蒸气流动过程中的冷凝潜热传递给相邻亲水材料，相邻亲水材料上的海水又蒸发为水蒸气，水蒸气继续流动，将水蒸气冷凝潜热传递给下一级相邻亲水材料，多级利用水蒸气冷凝潜热，从而提高太阳能能量利用效率。

荧光聚光器在整套装置的顶部布置时，充入摩尔质量小于水分子摩尔质量的轻质气体；荧光聚光器在整套装置的底部布置时，不充入轻质气体。

荧光聚光器能利用任意角度入射的太阳光，在使用时不需要配置太阳能跟踪装置，能有效利用直射和散射光线。当聚光器内的量子点吸收入射光线后，发射波长更长的红外光，由于红外反射薄膜和反射涂层的存在，光线被多次反射后只能传输到聚光器的侧面，荧光聚光器可以设计的很薄，因此会有比较高的聚光比。每个荧光聚光器出光口聚集的光线都可以用来加热亲水材料上的海水，多个结构相同且独立的一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置可进行阵列排布。在荧光聚光器的下方或者海水淡化装置外壳上设置有浮体，使装置漂浮在海面上进行淡化，也方便吸水体能源源不断地从下方汲取海水。

本发明采用平面荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置，蒸发和冷凝过程在密闭空间内完成，利用荧光聚光器实现任意角度入射光线的汇聚，并且利用亲水材料的毛细作用和虹吸作用，实现开放式流动并且局部蒸发，减少对大量无法直接蒸发的海水进行加热所耗费的能量，利用太阳光直接生产淡水。

荧光聚光器可以将太阳光转化为高量子效率的荧光，并利用全反射原理进行光汇聚；而且荧光聚光技术能利用任意角度入射的太阳光，无需配置太阳能跟踪装置。聚光器基本结构是荧光物质，例如:有机染料或者量子点，均匀分散在透明的载体里面。在太阳光辐照下，荧光物质首先吸收入射光。假定荧光物质发射光的方向是球形均匀分布，其再发射荧光在满足一定入射角的条件下，可以借助全反射的原理，在透明载体里面进入光导模式，从而实现在载体边缘的汇聚。聚光比高，蒸发效率高，结构简单紧凑。

选用一些对水有强亲和作用或毛细作用的多纤维亲水材料(如棉布或者黄麻布)，将其一端浸没在海里，海水在纤维的毛细作用下，被吸入到整个材料内，形成一个均匀的薄层。多孔亲水材料内的海水容量很少，吸热后可以很快蒸发，也避免了过量海水向其它部件传导的热损失。

本发明所产生的有益效果是：

(1)装置结构轻巧简易，便于安装和携带，灵活性较高，既可以在海平面上漂浮使用，还可以将海水抽取到在地面上进行海水淡化，同时可以将多个海水淡化装置组合排布以提高产水量。

(2)采用太阳能荧光聚光器收集太阳能，不需要配备太阳跟踪装置，建设成本低廉，还能获得较高的聚光效率；荧光聚光***与海水淡化***一体化设计，荧光聚光器可以布置在海水淡化装置的顶部、底部、侧面，直接利用出光口聚集的太阳能产生水蒸汽，在荧光聚光器与外壳形成的密闭腔体中进行蒸发冷凝过程，减少了传热传质的阻力。

(3)利用亲水材料的毛细吸力汲取海水，采用支撑网支撑，省却了管路传输，同时利用虹吸效应进行海水的提取和传输，不需要泵设备进行海水的汲取，减少能耗；同时亲水材料内的海水受热后能快速蒸发，减少了热损失；可布置多级亲水材料，从而利用上一级亲水材料产生的水蒸气冷凝潜热来加热下一级的亲水材料，提高了能量利用效率和产水量。

(4)通过调节第一级亲水材料、第二级亲水材料及其他各级亲水材料的吸水体和浓海水腔的位置，使相邻亲水材料流向恰好相反，形成逆流换热；相邻亲水材料间放置不透水隔水板，相邻亲水材料紧贴布置，提高能量利用效率。

附图说明

图1为一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的结构剖面示意图；

图2为图1另外一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的结构剖面示意图；

图3为图1另外一种荧光聚光供能的多级太阳能海水淡化装置的结构剖面示意图；

图4为一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的结构剖面示意图；

图5为图4局部放大结构剖面示意图；

图6为一种荧光聚光多面供能的太阳能海水淡化装置的结构剖面示意图。

其中1-荧光聚光器、2-红外反射薄膜、3-量子点、4-反射涂层、5-出光口、6-吸光板、7-第一级亲水材料、8-第一级支撑网、9-第一级淡水收集槽、10-第二级亲水材料、11-外壳、12-隔水板、13-浮体、14-浓海水腔、15-过滤网、16-吸水体、17-冷凝腔、18-淡水收集管、19-轻质气体、20-冷凝底板、21-连通管、22-第二级淡水收集槽、23-第二级支撑网、24-透明玻璃面、25-海水槽、26-凸块、27-进水管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

如附图1至图6中所示，本发明提供了一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及方法，装置包括荧光聚光器1、红外反射薄膜2、量子点3、反射涂层4、出光口5、吸光板6、第一级亲水材料7、第一级支撑网8、第一级淡水收集槽9、第二级亲水材料10、外壳11、隔水板12、浮体13、浓海水腔14、过滤网15、吸水体16、冷凝腔17、淡水收集管18、轻质气体19、冷凝底板20、连通管21、第二级淡水收集槽22、第二级支撑网23、透明玻璃面24、海水槽25、凸块26等几个部分；所述荧光聚光器1与海水淡化装置外壳11密封连接，形成独立腔体；所述冷凝腔17中布置有亲水材料，从吸水体16中将海水提升，利用荧光聚光器1照射，产生水蒸气，而剩余的浓海水流动至浓海水腔14中；所述冷凝腔内充有摩尔质量小于水蒸气摩尔质量的不凝性轻质气体19如氦气、甲烷、氢气，迫使水蒸气向下流动，从上到下的方向遇到第一级淡水收集槽9和\或第二级淡水收集槽22、冷凝底板20后冷凝产生淡水；所述海水淡化装置上安装有浮体13，可漂浮在海面上。

荧光聚光器1通过调节红外反射薄膜2和反射涂层4的位置，从未涂反射涂层4的位置(即出光口5)出光；未涂反射涂层4的出光口5可不连续分布；荧光聚光器1可以布置在一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的左侧、右侧、上侧和下侧；荧光聚光器1的截面可为长方形、L形、正方形中的一种或多种；荧光聚光器1可作为腔体外壳11的一个面或与腔体外壳11独立。

海水淡化装置可一面或多面布置荧光聚光器1；海水淡化装置的外壳11呈透明或不透明中的至少一种；外壳11外侧可布置荧光聚光器1；外壳11外侧没有布置荧光聚光器1时，可在其外侧布置保温装置。

装置中铺设有至少一级亲水材料，利用毛细效应和虹吸效应，将海水提高并传输；

冷凝腔内充有摩尔质量小于水分子摩尔质量的轻质气体19，使顶部荧光聚光器1照射后产生的水蒸气向下流动，逐级冷却产生淡水。

通过调节第一级亲水材料7、第二级亲水材料10及其他亲水材料的吸水体16和浓海水腔14的位置，使相邻亲水材料流向恰好相反，形成逆流换热，提高能量利用效率；相邻亲水材料间放置不透水隔水板12；相邻亲水材料紧贴布置。

装置内布置有至少一层亲水材料，亲水材料由支撑网支撑，水蒸气流动过程中的冷凝潜热传递给相邻亲水材料，相邻亲水材料上的海水又蒸发为水蒸气，水蒸气继续流动，将水蒸气冷凝潜热传递给下一级相邻亲水材料，多级利用水蒸气冷凝潜热，从而提高太阳能能量利用效率。

荧光聚光器1在整套装置的顶部布置时，充入摩尔质量小于水分子摩尔质量的轻质气体；荧光聚光器1在整套装置的底部布置时，不充入轻质气体。

荧光聚光器能利用任意角度入射的太阳光，在使用时不需要配置太阳能跟踪装置，能有效利用直射和散射光线。当聚光器内的量子点吸收入射光线后，发射波长更长的红外光，由于红外反射薄膜2和反射涂层的存在，光线被多次反射后只能传输到聚光器的特定出光口，荧光聚光器可以设计的很薄，厚度在4-8mm之间，因此会有比较高的聚光比。在荧光聚光器的下方或者海水淡化装置外壳上设置有浮体4，使装置漂浮在海面上进行淡化，也方便吸水体可以源源不断地从下方汲取海水。

实施例，应用于所述的一种平面荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的淡化的方法，该方法包括：太阳光线打到荧光聚光器1上，穿过红外反射薄膜2，被荧光聚光器内的量子点3吸收后发生全反射，使光线被传输到荧光聚光器1的未覆盖反射涂层4的表面，即出光口，形成高聚光比的太阳能；此时紧贴在荧光聚光器出光口的吸光板6吸收聚集的光线，产生高温热能，加热亲水材料上的海水使其蒸发，产生的水蒸气进入到冷凝腔17中；由于冷凝腔17内充有摩尔质量低于水蒸气摩尔质量的轻质气体19，迫使水蒸气向下运动，在遇到淡水收集槽时，水蒸气被冷凝为淡水；与此同时，淡水收集槽吸收了水蒸汽的冷凝潜热，这部分热量会加热紧贴在淡水收集槽底部的第二级亲水材料10上的海水使其蒸发，产生的水蒸气继续向下运动，在下一级淡水收集槽或者腔体的底部冷凝底板20上进行冷凝，产生淡水；装置内布置至少一级由支撑网支撑的亲水材料，这样水蒸气的冷凝潜热可以多级利用；而各级亲水材料在毛细作用和虹吸作用的影响下，使海水形成开放式的流动，蒸发后的剩余海水流入浓海水腔14中，避免海水的浓度过高和盐分析出；而相邻亲水材料的吸水体和浓海水腔呈相反布置，海水流向恰好相反，在亲水材料间的竖直上水和竖直排水的部分布置有不透水隔水板并使相邻亲水材料的竖直面紧贴，从而形成逆流换热，利用亲水材料中浓海水的剩余热量加热相邻级亲水材料汲取的新鲜海水，形成回热，提高能量利用效率。

如附图2所示的一个实施例中，海水淡化装置的吸水体浸泡在海水中，外壳底部浸泡在海水中，方便亲水材料吸水。装置充入了摩尔质量低于水蒸气摩尔质量的轻质气体，第二级亲水材料产生的水蒸气在第二级淡水收集槽内进行冷凝产生淡水。这里将外壳浸泡在海水中，与附图1中利用冷凝底板进一步冷凝水蒸气产生淡水相比，可以降低海水淡化装置的高度。

如附图3所示的一个实施例中，有三级以上的亲水材料，并且在海水淡化装置底部交替布置吸水体和浓海水腔，这样第一级亲水材料受热后产生的水蒸气的冷凝潜热，用来加热第二级亲水材料上的海水，而产生的水蒸气冷凝后产生的冷凝潜热又用来加热第三级亲水材料上的海水。这样通过布置多级亲水材料，可以充分利用水蒸气的冷凝潜热。在各级亲水材料以及各级支撑网以及各级淡水收集槽分别设有连通管21，如图4中，在第一级亲水材料7、第一级支撑网8、第一级淡水收集槽9、第二级亲水材料10之间设有连通管21，这样，通过层层设置连通管21，最终就可以将各级淡水收集槽的冷凝水汇集到下端的淡水收集管18中进行集中回收,其中，淡水收集槽如图3中所示，在包括第一级淡水收集槽9下方还设有第二级淡水收集槽22，以此类推，由上至下还有第三级、第四级等。同理，相对应的除设有第一级支撑网8、第二级支撑网23外，以此类推，由上至下还有第三级、第四级支撑网。相对应的除第一级亲水材料7、第二级亲水材料10外，以此类推，由上至下还有第三级、第四级亲水材料。

如附图4、图5所示的一个实施例中，荧光聚光器布置在海水淡化装置的底部，不需要充入摩尔质量低于水蒸气的轻质气体，一方面，左侧荧光聚光器在接收太阳光线照射后，在海水淡化装置底部的出光口位置进行光线汇聚，另一方面，布置在海水槽右侧并接近底部的右侧荧光聚光器在接收太阳能光线照射后，光线在海水槽底部右侧的荧光聚光器的出光口处进行汇聚，海水槽25内的海水可通过连接在海水槽25上的进水管27补给。此外，阳光也可直接照射海水槽25进行海水加热。在靠近海水淡化装置底部铺设第一级亲水材料7，在靠近浓海水腔端设置凸块26，使第一级亲水材料7在该处发生拱起，一方面有增强虹吸效果，另一方面阻挡浓海水腔的海水倒灌入荧光聚光器的照射部位的海水淡化装置底部。通过照射海水淡化装置底部的海水，产生水蒸气自下而上运动，在碰到离得最近的第二级亲水材料10底部的隔板后发生冷凝，在第一级淡水收集槽9或\和第二级淡水收集槽22里进行淡水收集。而第二级亲水材料10上的海水在吸收底部自下而上运动的水蒸气冷凝潜热后，产生水蒸气，继续向上运动，经过多级亲水材料和冷凝换热之后，最后在顶部玻璃盖板上进行冷凝。此外顶部玻璃盖板是透明玻璃面24，可以利用自然光进行顶部水蒸气的继续加热，在顶部玻璃盖板的内表面冷凝为淡水，汇聚在玻璃盖板底部的淡水收集槽内，提升最后一级水蒸气的温度和淡水产量。本方法便于实施，所涉及的装置结构简单，可模块化施工，灵活性较高。

如附图6所示的一个实施例中，与附图4的主要区别是荧光聚光器的布置方式，荧光聚光器呈现L型，光线可以在左侧进行收集，利用特殊的L形状和全反射以及对出光口的位置进行设置，使光线在荧光聚光器底部朝上的出光口进行汇聚，从而加热海水淡化装置底部的海水产生水蒸气，自下而上向上流动，亲水材料的左端可以从L型荧光聚光器上设置的穿孔而过，将蒸发后的剩余海水流入浓海水腔14中，经过多级亲水材料后，逐级冷却产生淡水。荧光聚光器1的出光口可不连续；荧光聚光器1可以布置在一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的上面和下面和侧面；荧光聚光器1的截面可为长方形、L形、正方形中的一种或多种；荧光聚光器1可作为腔体外壳11的一个面或与腔体外壳11独立。其中，与图4、5一致，海水槽25位于海水淡化装置的右侧，海水槽25内的海水可通过连接在海水槽25上的进水管27补给。淡水收集槽如图4、5、6中所示，在包括第一级淡水收集槽9上方还设有第二级淡水收集槽22，以此类推，由下而上还有第三级甚至第四级等。同理，相对应的除设有第一级支撑网8、第二级支撑网23外，以此类推，由下而上还有第三级、第四级支撑网。相对应的除第一级亲水材料7、第二级亲水材料10外，以此类推，由下而上还有第三级、第四级亲水材料。

海水淡化装置可一面或多面布置荧光聚光器1；海水淡化装置的外壳11呈透明或不透明中的至少一种；外壳11外侧可布置荧光聚光器1；外壳11外侧没有布置荧光聚光器11时，可在其外侧布置保温棉。

由此，本发明中具体实施方式的描述，并非是对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明技术方案前提下，本领域普通技术人员对技术方案所做出的任何变形和改进将仍属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括荧光聚光器(1)、红外反射薄膜(2)、量子点(3)、反射涂层(4)、出光口(5)、吸光板(6)、第一级亲水材料(7)、第一级支撑网(8)、第一级淡水收集槽(9)、第二级亲水材料(10)、外壳(11)、隔水板(12)、浮体(13)、浓海水腔(14)、过滤网(15)、吸水体(16)、冷凝腔(17)、淡水收集管(18)、轻质气体(19)、冷凝底板(20)、连通管(21)、第二级淡水收集槽(22)、第二级支撑网(23)、透明玻璃面(24)、海水槽(25)、凸块(26)，其中：

所述荧光聚光器(1)包括红外反射薄膜(2)、量子点(3)、反射涂层(4)、出光口(5)；

所述荧光聚光器(1)与海水淡化装置外壳(11)密封连接，形成独立腔体；

所述荧光聚光器(1)布置在一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的上面，底部或侧面；

所述冷凝腔(17)中布置有至少一级亲水材料，各级亲水材料从吸水体(16)中将海水提升，利用荧光聚光器(1)出光口(5)的光线照射，产生水蒸气，而各级亲水材料上剩余的浓海水流动至浓海水腔(14)中；

所述冷凝腔(17)内充有摩尔质量小于水蒸气摩尔质量的不凝性的轻质气体(19)，迫使水蒸气向下流动，从上到下的方向遇到淡水收集槽后冷凝产生淡水，而水蒸气的冷凝潜热用来加热紧贴在淡水收集槽底部的下一级亲水材料，产生的水蒸气自上而下继续流动，最终在冷凝底板(20)上冷凝产生淡水，由淡水收集管(18)进行淡水收集；

所述亲水材料均有支撑网进行支撑和固定；

所述冷凝底板(20)的下方是海水，进行水蒸气的冷凝；

所述太阳能海水淡化装置上安装有浮体(13)，漂浮在海面上。

2.根据权利要求1所述的一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述荧光聚光器(1)通过调节红外反射薄膜(2)和反射涂层(4)的位置，使被收集的太阳光从未涂反射涂层(4)的出光口(5)位置输出太阳光。

3.根据权利要求1所述的一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置，其特征在于，装置中铺设有至少一级亲水材料，利用毛细效应和虹吸效应，将海水提高并传输，形成开放式流动；通过调节第一级亲水材料(7)、第二级亲水材料(10)及其他亲水材料的吸水体和浓海水腔的位置，使相邻亲水材料流向恰好相反，形成逆流换热，提高能量利用效率；相邻亲水材料竖直上水和竖直排水面之间放置有竖直不透水隔水板(12)；相邻亲水材料紧贴布置；冷凝腔(17)内充有摩尔质量小于水分子摩尔质量的轻质气体(19)，使顶部荧光聚光器(1)接收光线照射后产生的水蒸气向下流动，逐级冷却后产生淡水。

4.根据权利要求1或3所述的一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述轻质气体(19)为氦气、甲烷、氢气。

5.根据权利要求1所述的一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置的淡化方法，其特征在于,该方法包括：太阳光线打到荧光聚光器(1)上，穿过红外反射薄膜(2)，被荧光聚光器内的量子点(3)吸收后发生全反射，使光线被传输到荧光聚光器(1)的未覆盖反射涂层(4)的表面，即出光口(5)，形成高聚光比的太阳能；此时紧贴在荧光聚光器(1)出光口(5)的吸光板(6)吸收聚集的光线，产生高温热能，加热亲水材料上的海水使其蒸发，产生的水蒸气进入到冷凝腔(17)中；由于冷凝腔(17)内充有摩尔质量低于水蒸气摩尔质量的轻质气体(19)，迫使水蒸气向下运动，在遇到第一级淡水收集槽(9)时，水蒸气被冷凝为淡水；与此同时，第一级淡水收集槽(9)吸收了水蒸汽的冷凝潜热，这部分热量会加热紧贴在第一级淡水收集槽(9)底部的第二级亲水材料(10)上的海水使其蒸发，产生的水蒸气继续向下运动，在下一级淡水收集槽或者冷凝腔底部的冷凝底板(20)上进行冷凝，产生淡水；装置内布置至少一级由支撑网支撑的亲水材料，这样水蒸气的冷凝潜热可以多级利用；而各级亲水材料在毛细作用和虹吸作用的影响下，并在重力作用下使海水形成开放式的流动，蒸发后的剩余海水流入浓海水腔(14)中，避免海水的浓度过高和盐分析出；而相邻亲水材料的吸水体和浓海水腔呈相反布置，海水流向恰好相反，相邻亲水材料竖直上水和竖直排水面之间放置有竖直不透水隔水板(12)并使相邻亲水材料的竖直面紧贴，从而形成逆流换热，利用亲水材料中浓海水的剩余热量加热相邻级亲水材料汲取的新鲜海水，形成回热，提高能量利用效率。

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