CN103285606A - 降膜装置及海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本发明的提供一种降膜装置及海水淡化装置，该降膜装置包括有布液器部件和降膜管部件，所述降膜管部件位于布液器部件的下方；其中，所述布液器部件采用箱体结构，顶部设置有进液口，底部设置有多排布液孔；降膜管部件包括有多根并行排列的降膜管，每一根降膜管均对应地设置在所述布液器部件的布液孔的下方；海水淡化装置使用上述降膜装置。本发明的降膜装置及海水淡化装置，结构简单、加工方便，尤其适用于小型的横管降膜设备中，改善了小型横管降膜蒸发器设备换热效果差的问题，由于加工工序少，因此提高了工作效率，且一定程度上减小了多道加工工序形成的累积误差。

Description

降膜装置及海水淡化装置

技术领域

本发明属于换热设备技术领域，尤其涉及一种降膜装置及海水淡化装置，特别是应用于海水淡化设备中的一种小型横管降膜装置。

背景技术

现有技术中，作为换热设备的降膜装置，通常包括有布液器和降膜管。

布液器主要是用来均匀分布液体，现有技术中布液器的样式多种多样，其目的都是尽量提高布液效果。而目前布液器一般都应用于一些大型的横管降膜设备，布液器本身也是很大型的，结构比较复杂，为了达到良好的效果通常会使用二次布液甚至三次布液，其布液器只考虑液体喷淋的均不均匀，而与下面的降膜管没有固定、细致的配合。另外，现有的布液器结构上还不能解决小型降膜蒸发设备中换热效果差的问题。

降膜管主要是用来均匀布液并且使管内外因温度不同而进行热交换，现有技术中降膜管的样式多种多样，目标都是尽量提高换热效果。现有降膜管一般都应用于那些大型的横管降膜设备，降膜管本身也需要很大的管径，才能达到较好的换热效果。因为这种限制条件，应用在小型横管降膜设备中存在严重的传热效果差的问题，因而这种结构在小型降膜蒸发设备中不仅会影响布液效果，也会影响传热效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降膜装置及海水淡化装置，结构简单、加工方便、传热效果更好、实用效果更好。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

降膜装置，包括有布液器部件和降膜管部件，所述降膜管部件位于布液器部件的下方；其中，所述布液器部件采用箱体结构，顶部设置有进液口，底部设置有多排布液孔；降膜管部件包括有多根并行排列的降膜管，每一根降膜管均对应地设置在所述布液器部件的布液孔的下方。

海水淡化装置，包括上述的降膜装置。

本发明的有益效果如下：

本发明的降膜装置及海水淡化装置，由于降膜装置的布液器部件采用箱体结构，每一根降膜管均对应地设置在所述布液器部件的相应一排布液孔的下方。因此，结构简单、加工方便，尤其适用于小型的横管降膜设备中，改善了小型横管降膜蒸发器设备换热效果差的问题，由于加工工序少，因此提高了工作效率，且一定程度上减小了多道加工工序形成的累积误差。

附图说明

图1是本发明的降膜装置的分解结构示意图；

图2是本发明的降膜装置的立体结构示意图；

图3是本发明的降膜装置的侧视结构示意图；

图4是本发明的降膜装置的俯视结构示意图；

图5是图4的A-A位置半剖结构示意图；

图6是本发明的降膜装置的降膜管部件结构示意图；

图7是本发明的降膜装置的降膜管部件管子布置方式示意图；

图8是本发明的降膜装置的布液器部件布液孔位置尺寸关系图；

图9是本发明的降膜装置的降膜管位置尺寸关系图。

附图标记说明：

1、布液器部件，2、降膜管部件，11、箱盖，12、布液箱，13、布液板，111、进液口，131、布液孔，21、降膜管。

具体实施方式

本发明公开了一种降膜装置，请见图1至图3，包括有布液器部件1和降膜管部件2，所述降膜管部件2位于布液器部件1的下方；其中，所述布液器部件1采用箱体结构，顶部设置有进液口111，底部设置有多排布液孔131；降膜管部件2包括有多根并行排列的降膜管21，每一根降膜管21均对应地设置在所述布液器部件1的布液孔131的下方。

所述布液器部件1包括有：布液箱12、布液板13和箱盖11，所述布液箱12形成侧壁和底部框架，箱盖11位于布液箱12的顶部，进液口111设置在箱盖11上；布液板13设置在布液箱12的底部，布液孔131呈矩形阵列、圆形阵列或者三角形阵列排列。

所述布液器部件1的布液箱12、布液板13和箱盖11可采用一定厚度的板材(压力允许的情况下)制成，优选地，采用不锈钢钣金件，只要经过简单的加工就可以得到既定的布液器部件1。

请见图4至图7，降膜管部件2位于布液器部件1下方，且降膜管部件2的顶部与布液器部件1的底部之间间隔特定的距离；降膜管21采用蛇形盘管结构。

每一根所述降膜管21包括有一段以上的横管，每一根降膜管21的位于最上部的横管均对应地设置在所述布液器部件1的相应布液孔131的下方；位于最上部的横管与位于与其相邻的下部横管采用错位的方式布置，即降膜管21为一种叉排方式的蛇形管。

所述降膜管21为铜管或不锈钢钣金件，只要经过简单的加工就可以得到既定的降膜管。

工作时，布液器部件1与降膜管部件2相配合，液体进入布液箱12，通过布液板13的布液孔131，成排的滴落到对应的降膜管21上，每一排布液孔131都有对应的一根降膜管21，最终所有的液体都滴落在降膜管21上，使降膜管21之间的间隙没有多余的冷液体，提高了降膜管环境温度，从而提高了换热效果。。在降膜管21表面形成一层薄薄的液膜，热水从管内通过，与管外常温的液膜进行热交换。其降膜管21采用蛇形盘管因而可以多次加热。

布液器部件1可根据要求在保持内部尺寸的基础上做成各种形状，其主要结构为布液板13。

此布液器部件1与降膜管部件2相配合，液体进入布液器部件1，经过布液孔131滴到降膜管21表面上。因而此并不完全要求均匀，只要液体达到相对均匀的程度就能满足降膜管降膜布液的要求，通过该布液器部件1的液体能够完全滴落。

上述降膜管部件1与特定的布液器部件1相配合构成海水淡化设备的蒸发器的主要部分。

如图8、9，布液板的布液孔131的孔径尺寸范围：0.5mm至1.5mm。

优选地：布液孔131的孔径尺寸为1mm。

布液孔131的孔径选择直接关系到降膜布液的效果，孔径太小(小于1mm)时，由于水的吸附性，液体只在重力作用下不能顺利的滴落下来；孔径大于1mm时，液体只在重力作用下会呈线性连续流出，落在降膜管上的初面积较小而且会有局部飞溅现象；孔径为1mm时，只在重力作用下液体呈滴状连续滴落，滴落面积较大。

所述降膜管21的管径尺寸范围：φ10mm至φ30mm。

优选地，所述降膜管21的管径尺寸范围：φ10mm至φ20mm。

下面通过试验对比结论：考校相同试验条件下，不同管径下的换热情况。

试验环境：常温常压下，制作一大约0.125m³的简易工装进行试验，选取了大中小型四种管径的管，通过测试喷淋进出水温度来观察不同管径下的布液效果和换热情况。试验选用常温的自来水进行喷淋，管内走70℃的热水。

试验结果如下表：

就上表可以看出，在同样的实验条件下(小空间)，小管径的换热效果较好。

如图8，分别对应φ12mm、φ16mm、φ19mm的降膜管管径尺寸，布液板的布液孔131的具体排布尺寸如下表：

管径	φ12mm	φ16mm	φ19mm
				孔径	1mm	1mm	1mm
横向孔间距	10mm	8mm	5mm
				纵向孔间距	22mm	26mm	29mm

就上表进行分析：因为是小型的设备，所以选了三种较小的管径。布液孔131的横向孔间距与降膜管管径相关，管径越大，管表面越不容易留住液体，因而越需要较密的孔间距才能使液体布满整个降膜管，而纵向孔间距与降膜管间距有关。

如图9，降膜管21管径尺寸选取φ12mm、φ16mm、φ19mm，多根降膜管21排布的具体尺寸如下表所示：

管径	φ12mm	φ16mm	φ19mm
				顶排管到布液器的距离	10mm	10mm	10mm
横向管间距	22mm	26mm	29mm
				垂直管间距	18mm	21mm	23mm

就上表进行分析：从小型设备的角度出发，选择较小管径的管。较小管径的管能够用较小的喷淋密度下保持整个管湿润，即成膜容易且效果好。在较小空间内，小管径的管可以尽量布满整个空间，增大换热面积，又因为管径较小，管内的热水可以达到完全换热的良好状况，继而可以增强换热效果，且小管径的管较易布液，可以改善小型设备换热效果差的问题。其尺寸是由经验公式和具体实验相结合得出的最优组合。

本发明还公开一种海水淡化装置，包括上述的降膜装置。

上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，例如：布液箱可以根据需要设置为方形、圆形或者多边形，布液孔131采用圆孔、方孔或者其他几何形状的通孔。均属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.降膜装置，包括有布液器部件(1)和降膜管部件(2)，所述降膜管部件(2)位于布液器部件(1)的下方；其特征在于：所述布液器部件(1)采用箱体结构，顶部设置有进液口(111)，底部设置有多排布液孔(131)；降膜管部件(2)包括有多根并行排列的降膜管(21)，每一根降膜管(21)均对应地设置在所述布液器部件(1)的布液孔(131)的下方。

2.如权利要求1所述的降膜装置，其特征在于：所述布液器部件(1)包括有：布液箱(12)、布液板(13)和箱盖(11)，所述布液箱(12)形成侧壁和底部框架，箱盖(11)位于布液箱(12)的顶部，进液口(111)设置在箱盖(11)上；布液板(13)设置在布液箱(12)的底部，布液孔(131)呈矩形阵列、圆形阵列或者三角形阵列排列。

3.如权利要求2所述的降膜装置，其特征在于：所述降膜管部件(2)的顶部与布液器部件(1)的底部之间间隔特定的距离；降膜管(21)采用蛇形盘管结构。

4.如权利要求3所述的降膜装置，其特征在于：每一根所述降膜管(21)包括有一段以上的横管，每一根降膜管(21)的位于最上部的横管均对应地设置在所述布液器部件(1)的相应布液孔(131)的下方；位于最上部的横管与位于与其相邻的下部横管采用错位的方式布置，即降膜管(21)为一种叉排方式的蛇形管。

5.如权利要求4所述的降膜装置，其特征在于：所述布液器部件(1)的布液箱(12)、布液板(13)和箱盖(11)采用不锈钢钣金件制成。

6.如权利要求1至5中任何一项所述的降膜装置，其特征在于：所述降膜管(21)为铜管或不锈钢钣金件。

7.如权利要求1至5中任何一项所述的降膜装置，其特征在于：所述布液板的布液孔(131)的孔径尺寸范围：0.5mm至1.5mm。

8.如权利要求7所述的降膜装置，其特征在于：所述布液孔(131)的孔径尺寸为1mm。

9.如权利要求7所述的降膜装置，其特征在于：所述降膜管(21)的管径尺寸范围：φ10mm至φ30mm。

10.如权利要求9所述的降膜装置，其特征在于：所述降膜管(21)的管径尺寸范围：φ10mm至φ20mm。

11.如权利要求10所述的降膜装置，其特征在于：分别对应φ12mm、φ16mm、φ19mm的降膜管管径尺寸，所述布液板的布液孔(131)的具体排布尺寸如下表：

  管径   φ12mm   φ16mm   φ19mm   孔径   1mm   1mm   1mm   横向孔间距   10mm   8mm   5mm   纵向孔间距   22mm   26mm   29mm

12.如权利要求11所述的降膜装置，其特征在于：所述降膜管(21)管径尺寸选取φ12mm、φ16mm、φ19mm，多根降膜管(21)排布的具体尺寸如下表所示：

  管径   φ12mm   φ16mm   φ19mm   顶排管到布液器的距离   10mm   10mm   10mm   横向管间距   22mm   26mm   29mm   垂直管间距   18mm   21mm   23mm

13.一种海水淡化装置，其特征在于：包括如权利要求1-12任一项所述的降膜装置。

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