一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置的制作方法
1.本发明涉及海水淡化装置技术领域，具体涉及一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置。
背景技术：
2.太阳能热驱动的海水淡化系统，是将太阳能转换为热能，然后加热海水使其蒸发，实现盐和水的分离，之后通过水蒸汽的冷凝过程，获得所需的淡水。当前实现上述光-热-淡水的技术途径主要包括两种：第一种是入射太阳光透过透明材质直接照射至吸光体实现光-热转换，并通过热驱动盐水分离实现海水淡化；第二种是利用跟踪聚光技术，将入射太阳光先聚光，后照射至吸光体，实现光-热转换，并通过热驱动盐水分离实现海水淡化。
3.针对第一种技术途径，虽然结构简单，但存在以下难点：入射太阳能能量密度低(《1000w/m2)，穿透透明材质后，其能量密度进一步降低，由于低的能量密度，致使获得的太阳热温度低于水蒸发温度100℃，最终海水淡化速率较慢，太阳能的能量利用率较低。
4.针对第二种技术途径，虽然采用聚光方式提高了太阳能的能量密度，并获得了温度高于100℃的太阳热能，促进了海水淡化速率，一定程度上提高了太阳能的利用效率。但是由于聚光跟踪装置成本高，可靠性低，需要外接电能驱动，以及日常运行维护，因此限制了实际应用。
5.因此需要设计一款能够提高太阳能利用效率、且成本低不需要额外电能驱动的海水淡化装置。
技术实现要素：
6.针对上述技术问题，本发明旨在提供一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：
7.一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，包括聚光器固定机构、聚光器、导光体、汇光器、蒸汽冷凝器、导水槽、吸光体、支撑外壳、海水容器、引流槽以及淡水容器；
8.聚光器和聚光器固定机构固接，导光体固接于聚光器上，导光体依次穿过聚光器固定机构和蒸汽冷凝器，导光体和汇光器固接，蒸汽冷凝器和聚光器固定机构连接，导水槽和汇光器均固接于蒸汽冷凝器上，蒸汽冷凝器固接于支撑外壳上，海水容器固接于支撑外壳内，淡水容器镶嵌于支撑外壳和海水容器之间，引流槽倾斜设置于支撑外壳和海水容器之间，吸光体放置于海水容器内。
9.有益地，所述聚光器是复合抛物面聚光器，复合抛物面聚光器包括多个聚光杯件，每个聚光杯件上均固接有所述导光体，聚光器固定机构包括固定件，固定件呈曲面状，固定件上开设有多个通孔，每一个聚光杯件分别固接于每一个通孔内壁。
10.有益地，所述固定件呈半球状。
11.有益地，所述固定件内壁固接有可控旋转轴，可控旋转轴转动连接于蒸汽冷凝器上。
12.有益地，所述导光体是光纤。
13.有益地，所述导光体是导光管。
14.有益地，所述引流槽上开设有出水孔。
15.有益地，蒸汽冷凝器呈漏斗形状。
16.有益地，导水槽固接于蒸汽冷凝器底部。
17.本发明具有以下有益效果为：
18.本发明通过聚光器的自身光学结构特点，可将一定入射角度范围内的光线聚光到聚光器底部，进而实现单个聚光器在固定位置下的长时间聚光工作；聚光器的曲面状设计，可实现全天候不同时段的聚光，最终可省去昂贵复杂的跟踪聚光装置，同时由于无需外界电能驱动，因此具有更宽的适用场合；利用聚光器的低倍聚光特点，可获得与海水蒸发过程温度相匹配的太阳热能，避免了传统跟踪聚光方式下太阳热能温度过高引起的散热损失严重的问题；利用光纤的高效率、柔韧性好的特点，将不同位置的聚光器所汇聚的聚光光斑集中到吸热体上表面指定位置，不仅为海水蒸发提供所需的较高能量密度的聚光太阳能，还可减少吸热体的体积，进而降低装置成本；利用光纤的柔韧性，可控制汇光器与吸热体间的距离不随海水容器中水位的降低而降低，进而较传统海水淡化装置，可显著增加单次海水淡化量，利用可控旋转轴，按季度或者按月调整聚光器的角度，可大幅减少聚光器的实际需求数量，进一步简化设备。
附图说明
19.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
20.图1是本发明一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置的结构示意图；
21.图2是本发明一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置另一角度的结构示意图；
22.图3是本发明一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置中聚光器和固定机构其中一种实施方式的结构示意图。
23.附图标记：聚光器固定机构1，固定件11，通孔12，可控旋转轴13，聚光器2，聚光杯件21，导光体3，汇光器4，蒸汽冷凝器5，导水槽6，吸光体7，支撑外壳8，海水容器9，引流槽91，淡水容器10。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操
作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
26.本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.如图1-图3所示，一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，包括聚光器固定机构1、聚光器2、导光体3、汇光器4、蒸汽冷凝器5、导水槽6、吸光体7、支撑外壳8、海水容器9、引流槽91以及淡水容器10；
28.聚光器2和聚光器固定机构1固接，导光体3固接于聚光器2上，导光体3依次穿过聚光器固定机构1和蒸汽冷凝器5，导光体3和汇光器4固接，蒸汽冷凝器5和聚光器固定机构1连接，导水槽6和汇光器4均固接于蒸汽冷凝器5上，蒸汽冷凝器5固接于支撑外壳8上，海水容器9固接于支撑外壳8内，淡水容器10镶嵌于支撑外壳8和海水容器9之间，引流槽91倾斜设置于支撑外壳8和海水容器9之间，吸光体7放置于海水容器9内。
29.根据本发明一种可选的实施方式中，所述聚光器2是复合抛物面聚光器，复合抛物面聚光器包括多个聚光杯件21，每个聚光杯件21上均固接有所述导光体3，聚光器固定机构1包括固定件11，固定件11呈曲面状，固定件11上开设有多个通孔12，每一个聚光杯件21分别固接于每一个通孔12内壁。
30.根据本发明一种可选的实施方式中，所述固定件11呈半球状。
31.根据本发明一种可选的实施方式中，所述固定件11内壁固接有可控旋转轴13，可控旋转轴13转动连接于蒸汽冷凝器5上。
32.根据本发明一种可选的实施方式中，所述导光体3是光纤。
33.根据本发明一种可选的实施方式中，所述导光体3是导光管。
34.根据本发明一种可选的实施方式中，所述引流槽91上开设有出水孔。
35.根据本发明一种可选的实施方式中，蒸汽冷凝器5呈漏斗形状。
36.根据本发明一种可选的实施方式中，导水槽6固接于蒸汽冷凝器5底部。
37.根据本发明一种可选的实施方式中，将可控旋转轴13朝东西方向布置，通过按季度或者按月转动一次可控旋转轴13使固定件11和聚光器2朝向太阳运动轨迹线，以减少聚光器2的聚光杯件21数量。
38.实施过程：
39.固定件11呈曲面状，尽管入射太阳光的光线路径实时变化，但总存在正对太阳光的一个或多个聚光杯件21能正常聚光，最终实现全天候聚光，太阳光经过聚光杯件21的聚光后，汇聚至聚光器2底部，并经光纤和汇光器4实现近乎无损的传输，使太阳光汇聚至吸光体7表面，吸光体7吸收入射的聚光太阳能，将光能转换为热能，并加热吸光体7内部的海水，使海水吸热蒸发，同时，通过吸光体7的毛细效应，使得海水容器9中的海水源源不断传输至吸光体7表面，用于吸热蒸发，吸光体7表面蒸发的水蒸汽，自发向上流动，在蒸汽冷凝器5下表面被部分冷凝成水，冷凝出的淡水在重力作用下汇聚至蒸汽冷凝器5底端，滴落至导水槽6，并沿着倾斜的导水槽6流动，通过出水孔流入到淡水容器10中；此外，剩余水蒸汽会在支
撑外壳8的内壁表面被冷凝，冷凝后获得的淡水在重力作用下从支撑外壳8内壁表面汇至引流槽11，最终流入到淡水容器10中。
40.本发明亦可在固定件11上设置可控旋转轴13，通过可控旋转轴13，按季度或者按月份将固定件11旋转一个角度，使固定件11上的较多的聚光杯件21朝向与太阳光全天直射方向一致，以此减少聚光器2所需聚光杯件21数量，进而降低成本。
41.本发明通过聚光器2的自身光学结构特点，可将一定入射角度范围内的光线聚光到聚光器2底部，进而实现单个聚光器2在固定位置下的长时间聚光工作；
42.聚光器2的曲面状设计，可实现全天候不同时段的聚光，最终可省去昂贵复杂的跟踪聚光装置，同时由于无需外界电能驱动，因此具有更宽的适用场合；
43.利用聚光器2的低倍聚光特点，可获得与海水蒸发过程温度相匹配的太阳热能，避免了传统跟踪聚光方式下太阳热能温度过高引起的散热损失严重的问题；
44.利用光纤的高效率、柔韧性好的特点，将不同位置的聚光器2所汇聚的聚光光斑集中到吸热体7上表面指定位置，不仅为海水蒸发提供所需的较高能量密度的聚光太阳能，还可减少吸热体7的体积，进而降低装置成本；
45.利用光纤的柔韧性，可控制汇光器4与吸热体7间的距离不随海水容器9中水位的降低而降低，进而较传统海水淡化装置，可显著增加单次海水淡化量。
46.利用可控旋转轴13，按季度或者按月调整聚光器2的角度，可大幅减少聚光器2的实际需求数量，进一步简化设备。
47.本发明没有详细描述结构的部件、模块、机构以及装置等均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
48.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
技术特征：
1.一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，包括聚光器固定机构(1)、聚光器(2)、导光体(3)、汇光器(4)、蒸汽冷凝器(5)、导水槽(6)、吸光体(7)、支撑外壳(8)、海水容器(9)、引流槽(91)以及淡水容器(10)；聚光器(2)和聚光器固定机构(1)固接，导光体(3)固接于聚光器(2)上，导光体(3)依次穿过聚光器固定机构(1)和蒸汽冷凝器(5)，导光体(3)和汇光器(4)固接，蒸汽冷凝器(5)和聚光器固定机构(1)连接，导水槽(6)和汇光器(4)均固接于蒸汽冷凝器(5)上，蒸汽冷凝器(5)固接于支撑外壳(8)上，海水容器(9)固接于支撑外壳(8)内，淡水容器(10)镶嵌于支撑外壳(8)和海水容器(9)之间，引流槽(91)倾斜设置于支撑外壳(8)和海水容器(9)之间，吸光体(7)放置于海水容器(9)内。2.根据权利要求1所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述聚光器(2)是复合抛物面聚光器，复合抛物面聚光器包括多个聚光杯件(21)，每个聚光杯件(21)上均固接有所述导光体(3)，聚光器固定机构(1)包括固定件(11)，固定件(11)呈曲面状，固定件(11)上开设有多个通孔(12)，每一个聚光杯件(21)分别固接于每一个通孔(12)内壁。3.根据权利要求2所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述固定件(11)呈半球状。4.根据权利要求2所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述固定件(11)内壁固接有可控旋转轴(13)，可控旋转轴(13)转动连接于蒸汽冷凝器(5)上。5.根据权利要求2所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述导光体(3)是光纤。6.根据权利要求2所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述导光体(3)是导光管。7.根据权利要求1所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，所述引流槽(91)上开设有出水孔。8.根据权利要求1-7任一所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，蒸汽冷凝器(5)呈漏斗形状。9.根据权利要求8所述的一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，其特征是，导水槽(6)固接于蒸汽冷凝器(5)底部。
技术总结
本发明提供了一种仿生花朵的无跟踪自聚光海水淡化装置，包括聚光器固定机构、聚光器、导光体、汇光器、蒸汽冷凝器、导水槽、吸光体、支撑外壳、海水容器、引流槽以及淡水容器，聚光器和聚光器固定机构固接，导光体固接于聚光器上，导光体依次穿过聚光器固定机构和蒸汽冷凝器，导光体和汇光器固接，蒸汽冷凝器和聚光器固定机构连接，导水槽和汇光器均固接于蒸汽冷凝器上，蒸汽冷凝器固接于支撑外壳上，海水容器固接于支撑外壳内，淡水容器镶嵌于支撑外壳和海水容器之间，引流槽倾斜设置于支撑外壳和海水容器之间，吸光体放置于海水容器内。本发明能够提高太阳能利用效率、且成本低不需要额外电能驱动。外电能驱动。外电能驱动。
