[发明专利]一种植物仿生式太阳能蒸馏器

权利要求书

1.一种植物仿生式太阳能蒸馏器，其特征在于，装置主要包括仿生亲水根(1)、仿生茎干(3)、仿生叶柄(4)、仿生叶脉(5)、仿生叶片(6)和淡水罐(10)；所述仿生亲水根(1)放置在海水箱(2)内，底部呈放射状以增大吸水面积；所述仿生茎干(3)缠绕在支撑杆(12)上，上端与仿生亲水根(1)相连接，下端与仿生叶片(6)相连接；所述仿生茎干(3)包括输水芯(13)和外部包裹的仿生茎干表皮(14)，所述仿生茎干表皮(14)为密封且防水的材料；所述仿生叶片(6)上端通过仿生叶柄(4)固定于仿生茎干(3)上，下端通过淡水管(8)与淡水罐(10)进行连接，仿生叶片(6)的叶尖处高度低于海水箱(2)的高度，以此形成水势差；所述仿生叶片(6)参考了绿色植物的叶片结构，其内部组件包括仿生叶脉(5)、透光板(15)、隔热网格(16)、吸热板(17)、亲水纤维膜(18)、蒸馏膜(19)、冷凝夹层(20)和冷凝板(21)；所述隔热网格(16)上方与透光板(15)密封连接，下方与吸热板(17)密封连接；所述吸热板(17)下方胶接有亲水纤维膜(18)，亲水纤维膜(18)下方安装有蒸馏膜(19)，蒸馏膜(19)与冷凝板(21)之间为封闭的冷凝夹层(20)；所述仿生叶片的边缘由侧板(11)进行密封。

2.根据权利要求1所述的一种植物仿生式太阳能蒸馏器，其特征在于，所述仿生叶脉(5)由输水芯(13)、支撑框架(22)和亲水纤维管(23)组成，仿生叶脉镶嵌于亲水纤维膜(18)内，底端穿过侧板(11)向外延伸。

3.根据权利要求2所述的一种植物仿生式太阳能蒸馏器，其特征在于，所述吸热板(17)上表面为纳米级锥形阵列结构，可使太阳光线经多次反射后被吸收，提高了对太阳光的吸收率。

4.根据权利要求1所述的一种植物仿生式太阳能蒸馏器，其特征在于，装置的淡化过程参考了植物叶片的蒸腾作用，具体过程为：太阳光线穿过透光板(15)，被吸热板(17)吸收转化为热能，热量被传导给下方亲水纤维膜(18)内的海水；亲水纤维膜(18)作为蒸发面，其内部的海水被加热后开始蒸发，产生的水蒸气穿过蒸馏膜(19)，扩散至冷凝夹层(20)中，然后被冷凝板(21)冷凝，凝结的淡水在重力作用下流经淡水管(8)，最终在淡水罐(10)内被收集。

5.根据权利要求1所述的一种植物仿生式太阳能蒸馏器，其特征在于，装置的输水及排水方式参考了植物的吐水现象，具体过程为：海水被仿生亲水根(1)吸收，然后被输送至仿生茎干(3)内的输水芯(13)中，在水势差的作用下海水被输运至仿生叶脉(5)中；通过利用毛细吸力，仿生叶脉(5)内的海水透过亲水纤维管(23)，不断向两边的亲水纤维膜(18)扩散，使亲水纤维膜(18)始终保持湿润状态，同时蒸发过程产生的盐离子溶解于亲水纤维膜(18)内的水流形成浓海水，浓海水水滴(7)从仿生叶脉(5)的伸出段向下滴落，被排放出装置外，避免了盐晶体在蒸发面的积累。