[发明专利]一种荧光聚光供能的太阳能海水淡化装置及淡化方法

权利要求书

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。