一种基于反向蒸馏的多级太阳能蒸发器

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，特别是涉及一种基于反向蒸馏的多级太阳能蒸发器。

背景技术

太阳能海水淡化技术是缓解全世界范围内淡水资源短缺的有效方法，还具有零能耗、低碳排的特点。此外，其低成本、便携度高、设备配置复杂度低等优点使得该技术在偏远和贫困的离网地区有着广阔的应用前景。相对于传统的基于整体加热的蒸馏技术，由太阳能驱动的反向蒸馏技术被视为一项有前景的替代方案。不仅可以消除传统蒸馏模式(向上蒸发/冷凝)中进光的损失和向水源的热传导损失，同时还实现了冷凝热回收，并通过解耦蒸发器性能，提升了材料的选择空间。然而，亲水材料通过毛细作用输送水的速率较慢，且载水量非常有限，在高浓度海水和强烈太阳光作用下，海水高速蒸发，盐离子会在蒸发界面处迅速聚集并结晶，结晶盐的形成将大幅降低反向蒸馏系统的蒸发性能和使用寿命，阻碍长期规模化应用。

目前，研究人员主要从材料浸润性与蒸发器结构设计入手以解决盐沉积的问题：

(1)特定位置盐析出设计：通过优化蒸发器结构，将盐的结晶过程限制在蒸发器的特定位置上(边缘、末端等)，并被收集；

(2)屏蔽效应：利用疏水性光热材料(全疏水结构、亲水/疏水双层Janus结构)或聚电解质材料(道南效应)将盐离子限制在光热界面以下区域，减缓盐离子在光热界面的沉积；

(3)势场液流驱动：通过改善材料表面浸润性，优化孔隙结构等手段，在浓度差(夜间自溶解、反向自扩散)、重力(单向液流)和表面张力(马兰戈尼效应)等驱动力的作用下，强化光吸收体与水体的对流扩散，避免盐离子的局域富集。

(4)非接触式界面设计：将光吸收体与水体分离，彻底避免光吸收体上盐沉积的问题。

上述策略中，绝大多数是针对传统的向上蒸发的蒸馏系统所开发的，适用于反向蒸馏系统的策略主要是通过浓度差、表面张力等驱动力，促使盐离子自发地通过亲水材料从蒸发界面扩散回水体。但是在高蒸发速率下，盐离子在蒸发界面中通过自发扩散离去的速度远远小于其聚集速度，盐沉积问题仍没有得到妥善的解决。同时，在蒸发过程中，盐离子向水体的扩散会增加热传导损失，进而降低蒸发效率。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于反向蒸馏的多级太阳能蒸发器，能够解决盐离子在蒸发界面的沉积以及使蒸发效率降低的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于反向蒸馏的多级太阳能蒸发器，包括阳光热量收集单元、第一级海水蒸发单元、后级冷凝单元和淡水收集单元，所述第一级海水蒸发单元包括吸液芯，所述阳光热量收集单元热耦合到所述吸液芯，所述吸液芯的给水端接海水，所述给水端高于所述吸液芯与所述阳光热量收集单元热耦合所形成的蒸发界面的入口，所述阳光热量收集单元传递给所述吸液芯的热量将流过所述吸液芯的部分海水蒸发，产生的蒸汽在所述后级冷凝单元冷凝，冷凝水由所述淡水收集单元收集。

在本发明的一些实施例中，所述后级冷凝单元包括一级或多级冷凝/蒸发单元以及最后一级冷凝单元，每级冷凝/蒸发单元包括用于接收来自上级蒸发单元的蒸汽的冷凝板以及附于所述冷凝板上的吸液芯，每个冷凝板以及所述最后一级冷凝单元产生的冷凝水由所述淡水收集单元收集，所述冷凝/蒸发单元的吸液芯以重力或者毛细作用的方式吸收海水。

在本发明的一些实施例中，所述第一级海水蒸发单元和所述后级冷凝单元为由竖直气隙间隔开的竖式结构，所述第一级海水蒸发单元的吸液芯的上端浸泡在海水中，所述后级冷凝单元的吸液芯的上端或者下端浸泡在海水中。

在本发明的一些实施例中，所述最后一级冷凝单元的冷凝板插入海水中。

在本发明的一些实施例中，所述阳光热量收集单元包括抛物面聚光器和吸热器，所述吸热器与所述第一级海水蒸发单元的吸液芯相贴合竖直向下延伸，所述抛物面聚光器经设置以将阳光反射聚集到所述吸热器上；优选地，还包括安装在所述抛物面聚光器上方的透明玻璃板。

在本发明的一些实施例中，所述第一级海水蒸发单元和所述后级冷凝单元为由水平气隙间隔开的横式结构，所述第一级海水蒸发单元以及所述后级冷凝单元各自的吸液芯的一端浸泡在海水中，各吸液芯的底部设置有用于防止海水透过的疏水膜。

在本发明的一些实施例中，所述阳光热量收集单元包括菲涅尔透镜和吸热器，所述吸热器设置在所述第一级海水蒸发单元的吸液芯上方，所述菲涅尔透镜设置在所述吸热器的上方以将阳光汇聚于所述吸热器的表面；优选地，还包括安装在所述菲涅尔透镜上方的透明玻璃板。

在本发明的一些实施例中，通过控制所述给水端与所述蒸发界面入口的高度差来控制海水流量。

在本发明的一些实施例中，通过调节所述第一级海水蒸发单元的吸液芯与海水的接触面积来调节所述蒸发界面入口处海水的流量。

在本发明的一些实施例中，，所述吸液芯自身延伸到所述给水端的高度或通过中间导管连接至所述给水端。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过设置阳光热量收集单元，第一级海水蒸发单元、后级冷凝单元和淡水收集单元，将阳光热量收集单元热耦合到第一蒸发单元的吸液芯，吸液芯的给水端接海水，给水端高于吸液芯与阳光热量收集单元热耦合所形成的蒸发界面的入口，阳光热量收集单元传递给吸液芯的热量将流过吸液芯的部分海水蒸发，产生的蒸汽在后级冷凝单元冷凝，给水端与蒸发界面的入口所形成的高度差强化海水中盐离子在吸液芯亲水材料中的输运速度，使其大于盐离子聚集速度，缓解盐离子沉积问题，同时也减少了海水在第一蒸发单元蒸发过程中盐离子向水体的扩散而产生的热传导损失，提高了蒸发效率。

在本发明的一些实施例中，通过控制给水端与蒸发界面入口的高度差、来控制海水流量，从而调节蒸发的速度，从而在抗盐和减少热传导损失中寻求平衡，达到提升该基于反向蒸馏的多级太阳能蒸发器的蒸发效率的效果。

在本发明的一些实施例中，还可以通过调节第一级海水蒸发单元的吸液芯与海水的接触面积来调节蒸发界面入口处海水的流量，从而调节蒸发的速度，从而在抗盐和减少热传导损失中寻求平衡，达到提升该基于反向蒸馏的多级太阳能蒸发器的蒸发效率的效果。

本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。

附图说明

图1是本发明实施例中供水方式由下往上的竖式多级太阳能蒸发器的结构示意图；

图2是本发明实施例中供水方式由上往下的竖式多级太阳能蒸发器的结构示意图；

图3是本发明实施例中供水方式由下往上的横式多级太阳能蒸发器的结构示意图；

图4是本发明实施例中供水方式由上往下的横式多级太阳能蒸发器的结构示意图；

图5是本发明实施例中竖式与横式的多级太阳能蒸发器给水端与入口处高度差细节图；

图6是本发明实施例中不同浸泡面积的吸水芯侧视图。

附图标记：

隔热棉1，透明玻璃板2，抛物面聚光器3，吸热器4，吸液芯5，冷凝板6，海水7，U型管8，菲涅尔透镜9，疏水膜10，淡水11，卤水12，亚克力板13，聚光室14，蒸发界面入口处51，给水端52。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

基于上述背景问题，本发明实施例通过优化蒸发器结构，提出了一种基于反向蒸馏的多级太阳能蒸发器，包括阳光热量收集单元、第一级海水蒸发单元、后级冷凝单元和淡水收集单元，第一级海水蒸发单元包括吸液芯5，阳光热量收集单元热耦合到吸液芯5，吸液芯5的给水端52接海水7，给水端52高于吸液芯5与阳光热量收集单元热耦合所形成的蒸发界面的入口，阳光热量收集单元传递给吸液芯5热量将流过吸液芯5的部分海水7蒸发，产生的蒸汽在后级冷凝单元冷凝，冷凝水由淡水收集单元收集。

其中，第一级海水蒸发单元的吸液芯5可以自身延伸到给水端52的高度，也可以通过连接导管连接至给水端52。

本发明实施例在第一级海水蒸发单元强化海水7中盐离子在吸液芯5的亲水材料中的输运速度，使其大于盐离子聚集速度，缓解盐离子沉积问题。其余后级冷凝单元因能量输入有限，蒸发速率相对较慢，盐结晶现象不明显。所以仍利用吸液芯5的毛细管力或者重力，自发定向地输送海水7，并通过夜间自溶解的方式脱盐。同时，通过第一级海水蒸发单元延伸吸液芯5与阳光热量收集单元热耦合所形成的蒸发界面的方式，使得流出吸液芯5加热区域的海水7维持蒸发过程，进而减少了盐离子向水体扩散过程中的热传导损耗。

在不同实施例中，第一级海水蒸发单元和后级冷凝单元可以为由竖直气隙间隔开的竖式结构或者由水平气隙间隔开的横式结构，由此形成两种基于反向蒸馏的高效排盐多级太阳能蒸发结构(竖式与横式)，即竖式多级太阳能蒸发器和横式多级太阳能蒸发器。

实施例1

竖式多级太阳能蒸发器(Vertical Multi-stage Solar Still，VMSS)，分为2种，分别是图1的供水方式由下往上的竖式多级太阳能蒸发器，以及图2的供水方式由上往下的竖式多级太阳能蒸发器，均包括阳光热量收集单元、第一级海水蒸发单元、后级冷凝单元和淡水收集单元。阳光热量收集单元包括抛物面聚光器3和吸热器4，抛物面聚光器3外层覆盖有隔热棉1，用于减少抛物面聚光装置向环境的热传导损失，进而提高聚光室内温度和吸热器温度，提高系统产水率，抛物面聚光器3的作用是将太阳光反射到吸热器4上，同时保持吸热器4维持在一个比较高的温度，吸热器4与吸液芯5相贴合竖直向下延伸，抛物面聚光器3经设置以将阳光反射聚集到吸热器4上，抛物面聚光器3安装在第一级海水蒸发单元的左侧，从而可以接受任意太阳高度角的入射光线，优选地，本发明实施例的抛物面聚光器3上方还安装有透明玻璃板2，用于避免外界环境对聚光室内部的干扰，抛物面聚光器3、透明玻璃板2、吸热器上端共同组成了一个聚光室14，若未装配透明玻璃板2，聚光室14内的空气、吸热器4与外界是直接接触的，热损失严重，进而聚光室14内温度低，系统产水率下降。当配备有透明玻璃板2，减少了聚光室14内热空气向外界的热损失，聚光室14内温度和吸热板4的温度得以提高。

针对不同地区，太阳辐射强度不同，可灵活选取图1或者图2的VMSS，若该地区太阳强度辐射较弱，则第一级海水蒸发单元海水供应为由上往下、后级冷凝单元海水供应为从下往上的结构，即图1的结构。若该地区太阳辐射强度较强，则后级冷凝单元仍有可能出现积盐的情况，所以第一级海水蒸发单元和后级冷凝单元海水供应均采取从上往下的结构，即图2的结构。

在太阳辐射强度较弱地区，采用图1的VMSS，VMSS由多个竖直的单元组成，包括第一级海水蒸发单元和后级冷凝单元，其中第一级海水蒸发单元海水供应为由上往下、后级冷凝单元海水供应为从下往上的结构，第一级海水蒸发单元包括吸液芯5，阳光热量收集单元热耦合到吸液芯5，吸液芯5的给水端52接海水7，吸液芯5自身延伸到给水端52的高度或通过中间导管连接至给水端52，给水端52高于吸液芯5与阳光热量收集单元热耦合所形成的蒸发界面的入口，后级冷凝单元包括一级或多级冷凝/蒸发单元以及最后一级冷凝单元，每级冷凝/蒸发单元包括用于接收来自上级蒸发单元的蒸汽的冷凝板6以及附于冷凝板6上的吸液芯5，吸液芯5和冷凝板6相互平行且高度重合，每个冷凝板6以及最后一级冷凝单元产生的冷凝水由淡水收集单元收集，淡水收集单元为U型管8，冷凝/蒸发单元的吸液芯5以毛细作用，由下往上方式吸收海水7。

第一级海水蒸发单元的吸液芯5和后级冷凝单元为由竖直气隙间隔开的竖式结构，第一级海水蒸发单元的吸液芯5的上端浸泡在海水7中，后级冷凝单元的吸液芯5的下端浸泡在海水7中，吸液芯5附于第一级海水蒸发单元的吸热器4或后级冷凝单元的冷凝板6的一侧，作为蒸发界面。其中，冷凝板6未经覆盖的一侧作为冷凝界面，最后一级冷凝单元的冷凝板6插入海水7中，以增加系统整体温差，提高蒸发效率。U型管8安装于冷凝板6的底部，用于收集得到淡水11。

随着太阳的升起，竖式多级太阳能蒸发器开始运行。进入抛物面聚光器3的入射太阳光，或直射，或经反射，最终都汇聚到了吸热器4表面，并在其表面发生光热转化。阳光热量收集单元传递给吸液芯5的热量流过吸液芯5的部分海水7蒸发，吸液芯5中的海水7被吸热器4加热并产生蒸汽，随后产生的蒸汽在温度梯度的驱动下，穿过后级冷凝单元狭小的空隙抵达冷凝板6并发生冷凝。冷凝水的液滴在重力的作用下汇聚至淡水收集单元的U型管8，最后离开后级冷凝单元并被收集得到。冷凝释放的潜热作为下一级蒸发/冷凝单元的热源，推动下一级的蒸发冷凝过程。

如图5中a所示，使得给水端52高于第一级海水蒸发单元的吸液芯5与阳光热量收集单元热耦合所形成的蒸发界面的入口，通过控制给水端52与蒸发界面入口的高度差来控制海水流量，高度差为H1，因此在蒸发界面入口处51产生了水压。海水7在水压、重力和马兰戈尼效应(Marangoni Effect)的共同作用下不断向下流动，在本发明实施例中，采用烧杯收集向下流出的卤水12。这也使得盐离子向下扩散的速度大幅提升，且大于由蒸发所引起的聚集速度，避免了盐结晶的形成。此外，吸热器4和吸液芯5的向下延伸使得蒸发/冷凝过程连续，避免了海水7因快速向下扩散而造成的热传导损失。

在太阳辐射强度较强地区，采用图2的VMSS，VMSS由多个竖直的单元组成，包括第一级海水蒸发单元和后级冷凝单元，其中第一级海水蒸发单元和后级冷凝单元海水供应均采取从上往下的结构，第一级海水蒸发单元包括吸液芯5，阳光热量收集单元热耦合到吸液芯5，吸液芯5的给水端52接海水7，吸液芯5自身延伸到给水端52的高度或通过中间导管连接至给水端52，给水端52高于吸液芯5与阳光热量收集单元热耦合所形成的蒸发界面的入口，后级冷凝单元包括一级或多级冷凝/蒸发单元以及最后一级冷凝单元，每级冷凝/蒸发单元包括用于接收来自上级蒸发单元的蒸汽的冷凝板6以及附于冷凝板6上的吸液芯5，吸液芯5和冷凝板6相互平行且高度重合，每个冷凝板6以及最后一级冷凝单元产生的冷凝水由淡水收集单元收集，淡水收集单元为U型管8，U型管8安装于冷凝板6的底部，用于收集得到淡水11，冷凝/蒸发单元的吸液芯5以重力的方式吸收海水7。

第一级海水蒸发单元的吸液芯5和后级冷凝单元为由竖直气隙间隔开的竖式结构，第一级海水蒸发单元的吸液芯5的上端浸泡在海水7中，后级冷凝单元的吸液芯5的上端浸泡在海水7中，吸液芯5附于第一级海水蒸发单元的吸热器4或后级冷凝单元的冷凝板6的一侧，作为蒸发界面。其中，第一级海水蒸发单元和后级冷凝单元吸液芯的吸液芯5的上端浸泡在海水7中，其余后级冷凝单元吸液芯5下端设置在收集卤水12的容器中。冷凝板6未经覆盖的一侧作为冷凝界面。

随着太阳的升起，供水方式由上往下的VMSS开始运行。进入抛物面聚光器3的入射太阳光，或直射，或经反射，最终都汇聚到了吸热器4表面，并在其表面发生光热转化。阳光热量收集单元传递给吸液芯5的热量流过吸液芯5的部分海水7蒸发，吸液芯5中的海水7被吸热器4加热并产生蒸汽，随后产生的蒸汽在温度梯度的驱动下，穿过后级冷凝单元狭小的空隙抵达冷凝板6并发生冷凝。冷凝水的液滴在重力的作用下汇聚至淡水收集单元的U型管8，最后离开后级冷凝单元并被收集得到。冷凝释放的潜热作为下一级蒸发/冷凝单元的热源，推动下一级的蒸发冷凝过程。

如图5中a所示，使得给水端52高于第一级海水蒸发单元的吸液芯5与阳光热量收集单元热耦合所形成的蒸发界面的入口，通过控制给水端52与蒸发界面入口的高度差来控制海水流量，高度差为H1，因此在蒸发界面入口处51产生了水压。海水7在水压、重力和马兰戈尼效应(Marangoni Effect)的共同作用下不断向下流动，在本发明实施例中，采用烧杯收集向下流出的卤水12。这也使得盐离子向下扩散的速度大幅提升，且大于由蒸发所引起的聚集速度，避免了盐结晶的形成。此外，吸热器4和吸液芯5的向下延伸使得蒸发/冷凝过程连续，避免了海水7因快速向下扩散而造成的热传导损失。

实施例2

横式多级太阳能蒸发器(Horizontal Multi-stage Solar Still，HMSS)分为2种，分别是图3的供水方式由下往上的横式多级太阳能蒸发器，以及图4的供水方式由上往下的横式多级太阳能蒸发器，两者与VMSS的整体结构与运行原理较为相似，也包括阳光热量收集单元、第一级海水蒸发单元、后级冷凝单元和淡水收集单元，差异主要在于：阳光热量收集单元包括菲涅尔透镜9和吸热器4，吸热器4设置在第一级海水蒸发单元的吸液芯5上方，菲涅尔透镜9设置在吸热器4的上方以将阳光汇聚于吸热器4的表面，菲涅尔透镜9下方设有亚克力板13，用于固定菲涅尔透镜，并减少太阳能集热器面积；优选地，还包括安装在菲涅尔透镜9上方的透明玻璃板2，菲涅尔透镜9、透明玻璃板2、吸热器4共同组成聚光室14。相比竖式多级太阳能蒸发器中第一级海水蒸发单元和后级冷凝单元的竖直气隙间隔开的竖式结构，本发明实施例为由水平气隙间隔开的横式结构，处于水平状态第一级海水蒸发单元以及后级冷凝单元各自的吸液芯5的一端浸泡在海水7中，各吸液芯5的底部设置疏水膜10，用于支撑吸液芯5，防止海水7透过，以及提供水蒸汽透过通道，其余结构与VMSS一致。

针对不同地区，太阳辐射强度不同，可灵活选取图3或者图4的HMSS，若该地区太阳辐射强度较弱，第一级海水蒸发单元海水供应为由上往下、后级冷凝单元海水供应为从下往上的结构，即图3的结构；若该地区太阳辐射强度较强，则后级冷凝单元仍有可能出现积盐的情况，所以第一级海水蒸发单元和后级冷凝单元海水供应均采取从上往下的结构，即图4的结构。

随着太阳的升起，进入菲涅尔透镜9的入射太阳光，或直射，或经反射，最终都汇聚到了吸热器4表面，并在其表面发生光热转化。阳光热量收集单元传递给吸液芯5的热量，流过吸液芯5的部分海水7蒸发，吸液芯5中的海水7被吸热器4加热并产生蒸汽，随后产生的蒸汽在温度梯度的驱动下，穿过后级冷凝单元狭小的空隙抵达冷凝板6并发生冷凝。冷凝水的液滴在重力的作用下汇聚至淡水收集单元的烧杯，最后离开后级冷凝单元并被收集得到。冷凝释放的潜热作为下一级蒸发/冷凝单元的热源，推动下一级的蒸发冷凝过程。

如图5中b所示，第一级海水蒸发单元中的吸液芯5的左端浸泡在海水7中，吸液芯5自身延伸到给水端52的高度或通过中间导管连接至给水端52，其位置高于第一级海水蒸发单元的蒸发界面，高度差为H2，从而在蒸发界面入口处51产生了水压。随着蒸发过程的开始，吸液芯5中的海水7在水压和马兰戈尼效应的共同作用下(无重力驱动)向右边的后级冷凝单元扩散，使得盐离子无法局部聚集，缓解了盐结晶问题，在本发明实施例中，采用烧杯收集扩散后向下流出的卤水12，同时其向右延伸的后级冷凝单元减少了海水7的热传导损失，提高了蒸发效率，蒸发后冷凝形成的淡水11，也由烧杯收集。

海水流速控制

在实施例1的VMSS中，第一级海水蒸发单元中海水7的输运主要受水压、重力和马兰戈尼效应的协同影响；在实施例2中的HMSS中第一级海水蒸发单元中海水7的输运则是受到水压和马兰戈尼效应的共同作用。由于吸液芯5中海水温度梯度和浓度梯度受系统能量输入量和蒸发过程的共同影响，且系统能量的输入量主要受太阳辐射强度影响，对吸液芯5中海水温度梯度的和浓度梯度的控制较难实现，因此通过马兰戈尼效应控制水流速度的方案是不可行的。VMSS和HMSS蒸发界面入口处51的水压受到吸液芯5给水端52与入口处的高度差H1(VMSS)、H2(HMSS)的影响，如图3所示，因此可以通过控制吸液芯5给水端52与蒸发界面入口处51的高度差H来控制海水流量。此外，通过调节第一级海水蒸发单元的吸液芯5与海水7的接触面积来调节蒸发界面入口处51海水流量，比如将浸泡面积调整至原来的1/4(图6中a)，1/2(图6中b)，3/4(图6中c)，5/4(图6中e)，3/2(图6中f)浸泡面积和吸液芯本身面积一致为图6中d，也可以调节蒸发界面入口处51海水流量。

综上，本发明实施例1的VMSS和实施例2的HMSS均可以通过控制给水端52与蒸发界面入口处51的高度差或吸液芯5与水体的接触面积，来调节进入蒸发系统的海水流量，在抗盐和减少热传导损失中寻求平衡，提升该基于反向蒸馏的多级太阳能蒸发器的蒸发效率。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。