CN103669479A - 凝水塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凝水塔，包括：塔体外壳，所述塔体外壳的下部开设有出水口，所述塔体外壳的外侧上部开设有富水空气入口，所述塔体外壳上还开设有贫水空气排放口；内壳，所述内壳设置于所述塔体外壳内，所述内壳为两端开口的筒状；换热器，所述换热器设置于所述内壳内；所述塔体外壳与所述内壳之间形成使富水空气流入到换热器的下部并进入换热器的流通通道。本发明的凝水塔能把大气中的水蒸气凝结成液态水而分离出来，且具有结构简单、成本较低、凝水效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种凝水塔，用于将空气中富含的水分凝结回收。
背景技术
水是宝贵的自然资源，更是一切动植物赖以生存的条件之一。但现在水资源日益匮乏，远离大陆的海岛、交通不便的山村以及远洋作业的渔船更是深受缺水的困扰。
随着科学技术的发展，启动了海水淡化工程，在海边建起了大量的海水淡化工厂，但是其技术成本较高，投资巨大而无法普及。
水在自然界的存在，首先是江河、湖泊和海洋，另外，地球大气中的淡水储量，比地表的淡水储量还要丰富，但由于一直没有一种经济实用的方法和设备，将大气中的水资源加以利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能把大气中的水蒸气凝结成液态水、且结构简单、成本较低、凝水效果好的凝水塔。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种凝水塔，包括：
塔体外壳，所述塔体外壳的下部开设有出水口，所述塔体外壳的外侧上部开设有富水空气入口，所述塔体外壳上还开设有贫水空气排放口；
内壳，所述内壳设置于所述塔体外壳内，所述内壳为两端开口的筒状；
换热器，所述换热器设置于所述内壳内；
所述塔体外壳与所述内壳之间形成使富水空气流入到换热器的下部并进入换热器的流通通道。
作为优选，所述塔体外壳包括筒状的侧壁、封盖在所述侧壁上部的上封头和封盖在所述侧壁下部的下封头，所述贫水空气排放口开设在所述上封头上，所述出水口开设在所述下封头上，所述富水空气入口开设在所述侧壁上；所述侧壁的上端与上封头之间设置有用于连接所述侧壁和上封头的连接法兰，所述上封头与所述连接法兰的上端外缘连接，所述内壳的上端与所述连接法兰的中心孔的孔壁连接。
作为优选，所述内壳包括上内壳和下内壳，所述上内壳与所述下内壳通过法兰盘连接，所述上内壳的壁厚大于所述下内壳的壁厚。
作为优选，所述上内壳内设置有除雾器，所述换热器设置于所述下内壳内。
作为优选，所述除雾器为折流板除雾器。
作为优选，所述塔体外壳为上端敞口的筒体状，所述上端敞口处设置有法兰，所述法兰的外缘与所述塔体外壳的顶端连接，所述内壳的上端连接至所述法兰的下表面上，所述法兰的中心孔内嵌设有制冷器，所述内壳的上部设置与所述制冷器连接的盛放有防冻液的防冻池，所述防冻池下方的所述内壳内设置凝水管，所述防冻池的下部中心连接有从所述塔体外壳的外侧下部引出的用于将贫水空气导出的排出管。
作为优选，所述出水口上连接有出水管道，从靠近所述出水口的一端起所述出水管道上依次设置有第一阀门、水过滤器、储水罐和第二阀门。
作为优选，所述富水空气入口与空压机的出口连接，所述空压机的入口连接有空气过滤器；所述换热器的入口与制冷压缩机的出口连接，所述换热器的出口与所述制冷压缩机的入口连接。
作为优选，所述贫水空气排放口通过空气管路连通至外部工作间。
作为优选，所述下封头上连接有用于支撑整个所述凝水塔的支座。
与现有技术相比，本发明的凝水塔的有益效果在于：
1、本发明的凝水塔的凝水效率高，可以将大气中富含的水资源，规模化地凝结分离出来，以解决目前水资源紧张的问题，具有良好的经济效益。
2、本发明的凝水塔具有结构简单、成本较低、使用方便的优点。
3、本发明的凝水塔日淡水量产量可以根据需要，从几十公斤到几吨，而且随着产量的增加，相应单位量的淡水的成本越低。
附图说明
图1为本发明的实施例一的凝水塔的结构示意图；
图2为本发明的实施例一的凝水塔的上内壳、连接法兰和法兰盘的结构示意图；
图3为本发明的实施例一的凝水塔的下内壳的结构示意图；
图4为本发明的实施例二的凝水塔的结构示意图；
图5为本发明的实施例二的凝水塔的内壳、法兰和凝水管的结构示意图；
图6为图5的俯视图。
附图标记说明
1-空压机 2-空气过滤器
3-塔体外壳 4-内壳
41-上内壳 42-下内壳
5-换热器 6-下封头
7-支座 8-储水罐
9-贫水空气排放口 10-上封头
11-制冷压缩机 12-除雾器
13-第一阀门 14-水过滤器
15-第二阀门 18-连接法兰
19-流通通道 20-法兰盘
21-出水管道 22-凝水管
23-制冷器 24-防冻池
25-法兰 26-排出管
27-凸台
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1所示，本实施例的一种凝水塔，包括：塔体外壳3、内壳4和换热器5。塔体外壳3的下部开设有出水口（图中未标示出），塔体外壳3的上部开设有贫水空气排放口9（贫水空气指含有水分较少的空气），塔体外壳3的外侧开设有富水空气入口（图中未标示出）。本实施例中塔体外壳3包括筒状的侧壁、封盖在所述侧壁上部的上封头10和封盖在所述侧壁下部的下封头6，贫水空气排放口9开设在上封头10上，所述出水口开设在下封头6上，所述富水空气入口开设在所述侧壁上；为了实现上封头10与所述侧壁的连接，在所述侧壁的上端与上封头10之间设置有连接法兰18（如图2所示），所述侧壁的上端向外翻折形成凸出的外缘（图中未示出），所述外缘上开设有一圈与连接法兰18上的连接孔相对应的孔，上封头10的外缘上也开设有相对的一圈孔，然后通过在对应的孔的穿设螺钉或螺栓便实现了上封头10、连接法兰18和所述侧壁之间的连接。
如图1、图2和图3所示，内壳4设置于塔体外壳3内，内壳4为两端开口的筒状；内壳4的上端与连接法兰18的中心孔的孔壁连接。当内壳4和塔体外壳3均为圆筒状时，内壳4的中心轴线和塔体外壳3的中心轴线共线。换热器5固定设置于内壳4内。内壳4的设置方式相当于利用内壳4堵住了塔体外壳3上端的通路，从塔体外壳3的外壁的所述富水空气入口进入到凝水塔内的富水空气便不能直接向上运行，而只能在内壳4与塔体外壳3之间向下运行从内壳4的下端进入换热器5，然后从连接法兰18的中心孔通过进入上封头10内，然后由贫水空气排放口9排出。因此塔体外壳3与内壳4之间形成使富水空气流入到换热器5的下部并进入换热器5的流通通道19。
作为本实施例的一种优选方案，如图1所示，将内壳4分成两部分，即内壳4包括图2中示出的上内壳41和图3中示出的下内壳42，上内壳41的壁厚大于下内壳42的壁厚。以避免当内壳4整体都做成一样的厚度时，如果做得太薄，将影响内壳4的承载力，导致其在挂上换热器5后会发生弯曲变形或断裂的可能，而影响使用。为了提高承载力，如果将内壳4整体都做得较厚，那样将提高设备的制造成本。考虑的上述因素，将内壳4分成两部分，将上部壳体41做得厚些，而将下部壳体42做得相对薄些，既起到良好的承载作用，而又不至于使成本太高。上内壳41与下内壳42通过法兰盘20（如图3所示）连接。由于采用法兰盘的连接方式为常规技术，在此不再赘述。
为了进一步提升本发明的凝水塔的凝水效果，作为本实施例的另一种优选方案，上内壳41内设置有除雾器12，换热器5设置于下内壳42内。本实施例中的除雾器12采用折流板除雾器。除雾器12可以进一步分离空气中夹带的液滴，降低排出的贫水空气中水分的含量。如图2所示，上内壳41的内部形成有环形的凸台27，用于连接除雾器12。
继续结合图1，所述出水口上连接有用于将凝水塔凝结出的水导出的出水管道21，出水管道21从靠近所述出水口的一端起依次设置有第一阀门13、水过滤器14、储水罐8和第二阀门15。凝结水经过水过滤器14过滤后，变成可以直接使用的水源，然后储存至储水罐8内，如果需要使用，直接开启第二阀门15便可放出。
作为本实施例的再一种优选方案，在富水空气进入凝水塔之前对其进行处理，首先对富水空气进行过滤处理，然后通过空压机1压缩，形成压缩空气，再通过所述富水空气入口进入凝水塔内。因此，如图1所示，在所述富水空气入口处设置空压机1，所述富水空气入口与空压机1的出口连接，空压机1的入口连接有空气过滤器2。
如图1所示，换热器5的入口与制冷压缩机11的出口连接，换热器5的出口与制冷压缩机11的入口连接。另外，由于从贫水空气排放口9排出的空气为含水量少且稳定较低的空气，因此，可以对低温贫水空气再利用，如可以用低温贫水空气对富水空气进行预降温，以提高凝水效率。还可以将低温贫水空气通入到需要降温的空间作为空调使用。因此，在贫水空气排放口9上连接有空气管路（图中未标示出），通过空气管路将贫水低温空气连通至外部工作间或用于对进入富水空气入口前的富水空气预降温。
继续结合图1，下封头6上连接有用于支撑整个凝水塔的支座7。
本实施例中的凝水塔适于量产淡水，凝水塔内的压力为0.2～1.0MPa。凝水塔的日淡水产量可以根据需要，从几十公斤到几吨，产量越大，单位淡水成本越低。
下面对本实施例的凝水塔的工作过程和工作原理进行简要介绍：
首先富水空气（含水分较多的空气）经过空气过滤器2过滤后进入空压机1内被压缩，压缩后的富水空气通过所述富水空气入口进入塔体外壳3与内壳4之间的流通通道19，并沿流通通道19向下运行至换热器5的下端，进入到换热器5内，换热器5与制冷压缩机11连通以保证换热器5具有较低的温度。由于换热器5的温度低于富水空气的温度，因此富水空气与换热器5发生热交换，富水空气放出热量而温度降低，使富水空气中的水分凝结而从空气中分离出来，凝结出的水分滴落并汇集到凝水塔的底部，当塔内水量达到一定量时，开启第一阀门13，凝结水通过所述出水口进入出水管道21，经第一阀门13和水过滤器14过滤后流入并储存到储水罐8内，当储水罐8内的水储满或需要使用时，开启第二阀门15即可。
与换热器5交换热量并分离出水分的空气中还含有部分水分，该部分空气继续向上运行至除雾器12，除雾器12进一步将空气中的微小水滴凝结分离出来，此时的空气为低温贫水空气，该低温贫水空气的温度可以达到几度或零度。低温贫水空气通过贫水空气排放口9排出。由于贫水空气的温度较低可以再利用，前面已有论述。
本发明申请中所提及的贫水空气与富水空气是相对而言的，进入到凝水塔内的富水空气如果含水量越高（湿度越大）温度越高，而凝结出的水分越多，使凝水塔的效率越高，制水量相对也越多。
实施例二
本实施例与实施例一的区别主要在于：本实施例为小型的凝水塔，供家庭或小型单位使用。本实施例中，凝水塔内取消上封头10和除雾器12，换热器采用多个凝水管22，取消制冷压缩机11而增设制冷器23，在设置除雾器12的位置设置防冻池24。具体结构如图4、图5和图6所示，塔体外壳3的上端设置有法兰25，法兰25的外缘与塔体外壳3的顶端连接，内壳4的上端连接至法兰25的下表面上，法兰25的中心孔内嵌设有制冷器23，内壳4的上部设置与制冷器23连接的盛放有防冻液的防冻池24，制冷器23用于使防冻池24内的防冻液保持一定的低温。防冻池24下方的内壳内设置凝水管22，防冻液用于使凝水管22保持一定的低温。防冻池24的下部中心设置有从塔体外壳3的外侧下部引出的用于将贫水空气导出的排出管26，排出管26靠近防冻池24处开设有用于使低温贫水空气进入的开口（图中未示出）。也就是本实施例中的低温贫水空气不从凝水塔的上部排出，而是从侧面下部排出。
本实施例的凝水塔的其它部分的结构与实施例一相同，在此不再赘述。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种凝水塔，其特征在于，包括：
塔体外壳，所述塔体外壳的下部开设有出水口，所述塔体外壳的外侧上部开设有富水空气入口，所述塔体外壳上还开设有贫水空气排放口；
内壳，所述内壳设置于所述塔体外壳内，所述内壳为两端开口的筒状；
换热器，所述换热器设置于所述内壳内；
所述塔体外壳与所述内壳之间形成使富水空气流入到换热器的下部并进入换热器的流通通道。
2.根据权利要求1所述的凝水塔，其特征在于，所述塔体外壳包括筒状的侧壁、封盖在所述侧壁上部的上封头和封盖在所述侧壁下部的下封头，所述贫水空气排放口开设在所述上封头上，所述出水口开设在所述下封头上，所述富水空气入口开设在所述侧壁上；所述侧壁的上端与上封头之间设置有用于连接所述侧壁和上封头的连接法兰，所述上封头与所述连接法兰的上端外缘连接，所述内壳的上端与所述连接法兰的中心孔的孔壁连接。
3.根据权利要求1所述的凝水塔，其特征在于，所述内壳包括上内壳和下内壳，所述上内壳与所述下内壳通过法兰盘连接，所述上内壳的壁厚大于所述下内壳的壁厚。
4.根据权利要求3所述的凝水塔，其特征在于，所述上内壳内设置有除雾器，所述换热器设置于所述下内壳内。
5.根据权利要求4所述的凝水塔，其特征在于，所述除雾器为折流板除雾器。
6.根据权利要求1所述的凝水塔，其特征在于，所述塔体外壳为上端敞口的筒体状，所述上端敞口处设置有法兰，所述法兰的外缘与所述塔体外壳的顶端连接，所述内壳的上端连接至所述法兰的下表面上，所述法兰的中心孔内嵌设有制冷器，所述内壳的上部设置与所述制冷器连接的盛放有防冻液的防冻池，所述防冻池下方的所述内壳内设置凝水管，所述防冻池的下部中心连接有从所述塔体外壳的外侧下部引出的用于将贫水空气导出的排出管。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的凝水塔，其特征在于，所述出水口上连接有出水管道，从靠近所述出水口的一端起所述出水管道上依次设置有第一阀门、水过滤器、储水罐和第二阀门。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的凝水塔，其特征在于，所述富水空气入口与空压机的出口连接，所述空压机的入口连接有空气过滤器；所述换热器的入口与制冷压缩机的出口连接，所述换热器的出口与所述制冷压缩机的入口连接。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的凝水塔，其特征在于，所述贫水空气排放口通过空气管路连通至外部工作间。
10.根据权利要求2所述的凝水塔，其特征在于，所述下封头上连接有用于支撑整个所述凝水塔的支座。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Effective date of registration: 20230914 Address after: No. 289, 8th floor, Building 7, No. 30 Shixing Street, Shijingshan District, Beijing, 100043 (cluster registration) Patentee after: Yuxi science and Technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: Room 1516, Yishang building, No. 11 Malian Road, Xicheng District, Beijing 100055 Patentee before: Wang Wanqiang |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Condensate tower Granted publication date: 20150211 Pledgee: China Construction Bank Corporation Beijing Wangjing Branch Pledgor: Yuxi science and Technology (Beijing) Co.,Ltd. Registration number: Y2024110000140 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |