申请日2017.05.09
公开(公告)日2017.10.03
IPC分类号C02F1/14
摘要
本发明公开一种用于光热水处理的自动输水装置，其中，包括悬浮在水面上的固定底座、具有吸水作用的多根支撑柱以及位于所述多根支撑柱顶端的光热转换层，所述支撑柱底端穿插在所述固定底座上并与水接触，所述光热转换层在光照作用下产生能量用于蒸发支撑柱自下而上持续运输上来的水;本发明将光热转换层和水隔开，并通过亲水支撑柱建立水分运输通道，从而实现在不需要额外耗费能量的情况下，水分就能自上而下持续补充至光热转换层;同时，本发明还能够进一步减少转换的能量损失在热传导上，使转换的能量更加集中用于蒸发水，从而提升能量利用率。
权利要求书
1.一种用于光热水处理的自动输水装置，其特征在于，包括悬浮在水面上的固定底座、具有吸水作用的多根支撑柱以及位于所述多根支撑柱顶端的光热转换层，所述支撑柱底端穿插在所述固定底座上并与水接触，所述光热转换层在光照作用下产生能量用于蒸发支撑柱自下而上持续运输上来的水。
2.根据权利要求1所述的用于光热水处理的自动输水装置，其特征在于，所述光热转化层由基底材料和光热材料组成。
3.根据权利要求1所述的用于光热水处理的自动输水装置，其特征在于，所述基底材料为滤纸、无尘纸、细菌纳米纤维素或阳极氧化铝中的一种。
4.根据权利要求1所述的用于光热水处理的自动输水装置，其特征在于，所述光热材料为纳米金、纳米银、纳米铂、纳米铝、石墨烯、氧化石墨烯、碳粉、碳纳米管、硫化铜、普鲁士蓝、纳米金包银、纳米银包金、硅核金壳或硅核银壳中的一种。
5.根据权利要求1所述的用于光热水处理的自动输水装置，其特征在于，所述支撑柱为毛细管、亲水海绵柱、亲水树脂柱、纸柱、布柱中的一种。
6.根据权利要求5所述的用于光热水处理的自动输水装置，其特征在于，所述玻璃毛细管内设置有辅助吸水的脱脂棉集束，所述脱脂棉集束一端与水接触，另一端与光热转换层接触。
7.根据权利要求5所述的用于光热水处理的自动输水装置，其特征在于，所述玻璃毛细管的高度为2-3cm，内径为0.9-1.1mm。
8.根据权利要求1所述的用于光热水处理的自动输水装置，其特征在于，所述固定底座的材料为泡沫塑料、海绵、橡胶、树脂或木材中的一种。
说明书
一种用于光热水处理的自动输水装置
技术领域
本发明涉及输水领域，尤其涉及一种用于光热水处理的自动输水装置。
背景技术
利用太阳能光热转换进行各种水处理可有效缓解淡水资源缺乏，水体污染、能源短缺等问题、然而，由于现有太阳能光热转换采用的是直接对水体进行加热的方法，这种加热方法能量利用效率很低，限制了这类装置的实际应用。近来，人们提出一种局部加热的方式，即将产生的热量限制在蒸发表面附近，通过加热蒸发表面附近少量液体而迅速产生蒸汽。这种方式相较于加热整个水体的方法大大提升了能量利用效率。
然而，这种方式需要将水源源不断地运送至蒸发表层，目前主流的局部加热方式是通过亲水隔热材料不断吸水补充至蒸发表层，同时起一定的隔热作用，但由于这种局部加热方式中，光热材料主体仍然和水体直接接触，热量不可避免地会损失在水体中，降低了能量利用效率。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于光热水处理的自动输水装置，旨在解决现有局部加热方式仍会有部分热量损失在待加热水体中的问题。
本发明的技术方案如下：
一种用于光热水处理的自动输水装置，其中，包括悬浮在水面上的固定底座、具有吸水作用的多根支撑柱以及位于所述多根支撑柱顶端的光热转换层，所述支撑柱底端穿插在所述固定底座上并与水接触，所述光热转换层在光照作用下产生能量用于蒸发支撑柱自下而上持续运输上来的水。
较佳地，所述的用于光热水处理的自动输水装置，其中，所述光热转化层由基底材料和光热材料组成。
较佳地，所述的用于光热水处理的自动输水装置，其中，所述基底材料为滤纸、无尘纸、细菌纳米纤维素或阳极氧化铝中的一种。
较佳地，所述的用于光热水处理的自动输水装置，其中，所述光热材料为纳米金、纳米银、纳米铂、纳米铝、石墨烯、氧化石墨烯、碳粉、碳纳米管、硫化铜、普鲁士蓝、纳米金包银、纳米银包金、硅核金壳或硅核银壳中的一种。
较佳地，所述的用于光热水处理的自动输水装置，其中，所述支撑柱为毛细管、亲水海绵柱、亲水树脂柱、纸柱、布柱中的一种。
较佳地，所述的用于光热水处理的自动输水装置，其中，所述玻璃毛细管内设置有辅助吸水的脱脂棉集束，所述脱脂棉集束一端与水接触，另一端与光热转换层接触。
较佳地，所述的用于光热水处理的自动输水装置，其中，所述玻璃毛细管的高度为2-3cm，内径为0.9-1.1mm。
较佳地，所述的用于光热水处理的自动输水装置，其中，所述固定底座的材料为泡沫塑料、海绵、橡胶、树脂或木材中的一种。
有益效果：本发明的光热转换层不与水直接接触，通过固定底座与光热转换层之间的空气阻隔热量流失，因此能够进一步减少转换的能量损失在热传导上;同时，本发明并通过支撑柱建立水分运输通道，借助支撑柱内部毛细作用以及光热转换层蒸发时的蒸腾拉力，实现在不需要额外耗费能量的情况下，使水分可自下而上持续补充至光热转换层，并且可自动调整补水速度与蒸发速度相平衡，不让多余的液滴消耗转换的热量。这两个优势使得该装置能使转换的能量更加集中用于表层的蒸发或者光催化，提升能量利用率。
