CN109292872A - 船用海水淡化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用海水淡化装置及方法，包括设于支撑台上的透明水箱，设于透明水箱内的呈向下拱起的圆锥形的透明导流板，设于透明导流板下端的接水盒，还包括用于容纳支撑座的凹槽，支撑台和凹槽的横截面均呈矩形，凹槽的4个内侧面上均设有弹性垫，支撑台下表面上设有若干个交错排列的滚球，支撑座下部的外周面上设有环形板，环形板通过若干条绳索与凹槽连接。本发明具有节省能源，不易损坏，适合在船上使用的特点。

Description

船用海水淡化装置及方法

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，尤其是涉及一种价格低，节省能源，不易损坏的船用海水淡化装置及方法。

背景技术

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

我国已建和即将建成的工程累计海水淡化能力约为60万吨/日，从政策规划来看，未来十年内行业市场容量有5 倍以上的成长空间，前景较为乐观。淡化海水成本已降到4-5元/吨，经济可行性已经大大提升，考虑到未来技术进步带来的成本下降，以及策扶等因素，未来海水淡化产业有望出现爆发式增长。

通常的舰船上采用反渗透式海水淡化器获得饮用水，但是，对于近海作业的小型水面舰船，由于近海水质较差，反渗透式海水淡化器的海水淡化效果较差，价格昂贵，耗电量大，海水淡化器很容易损坏。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的反渗透式海水淡化器容易损坏，价格昂贵，耗电量大的不足，提供了一种价格低，节省能源，不易损坏的船用海水淡化装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种船用海水淡化装置，包括设于支撑台上的透明水箱，设于透明水箱内的呈向下拱起的圆锥形的透明导流板，设于透明导流板下端的接水盒，位于接水盒下方并与接水盒联通的储水箱，设于支撑台上的若干块用于将阳光反射到透明水箱上的反光板，设于透明水箱前侧的若干条集热管；各条集热管上端和下端均与透明水箱联通，还包括进水管，进水管与水泵连接，水箱中设有水位传感器，水位传感器和水泵均与控制器电连接；还包括用于容纳支撑座的凹槽，支撑台和凹槽的横截面均呈矩形，凹槽的4个内侧面上均设有弹性垫，支撑台下表面上设有若干个交错排列的滚球，支撑座下部的外周面上设有环形板，环形板通过若干条绳索与凹槽连接。

本发明的各条集热管吸收太阳光的热能，加热海水，加热后的海水流进透明水箱中，透明水箱中的水流入各条集热管中，海水不断循环，从而使透明水箱中的海水变热；

同时，太阳光直接照射到透明水箱中的海水，各块反光板将太阳光反射到透明水箱中，使透明水箱中的海水温度进一步升高；

随着海水温度的上升，蒸发的水蒸气量逐渐增加，在透明导流板上凝结为水滴，水滴沿透明导流板向下流动，进入接水盒中，蒸馏水流入储水盒中，得到经过淡化的淡水；当船摆动时，支撑台相对凹槽底面上滚动，缓冲船摆动对支撑台的冲击。

因此，本发明设备价格低，节省能源，不易损坏，稳定性好，适合在船上使用。

作为优选，还包括若干个辅助加热装置；每个辅助加热装置均包括支撑架，设于支撑架上的盛有沙子的倾斜筒，设于倾斜筒上的透明盖板，设于透明盖板上方的支撑架上的面向太阳的凸透镜，凸透镜的焦点位于沙子上，倾斜筒包括两端开口的锥形筒和与锥形筒滑动连接的底板，锥形筒内侧面上设有若干块沿锥形筒轴线延伸的挡板，底板上设有若干条伸入倾斜筒中的导热铜条，各条导热铜条另一端伸入透明水箱中；支撑架上设有与底板下表面中部转动连接的支撑棒，锥形筒上设有环形齿条，支撑架上设有与环形齿条配合连接的齿轮，齿轮通过第一电机与支撑架连接，第一电机与控制器电连接。各个辅助加热装置可以设置到支撑柱下部，各条导热铜条与透明水箱底部密封连接。

作为优选，地面上设有用于带动支撑架旋转的第三电机，支撑架上设有用于带动凸透镜旋转的第四电机；第三电机和第四电机均与控制器电连接。

作为优选，支撑台上设有若干条立柱，各条立柱均与透明水箱底部连接；透明水箱包括上端开口的圆筒和设于圆筒上的透明盖板；

接水盒呈上端开口的圆形，设于接水盒的底板内表面中部的连接柱与透明导流板下端连接，接水盒上边缘与透明导流板之间设有间隙。

各条立柱的设置，使透明水箱下端悬空，从而使反光板反射的阳光可以从透明水箱底部和下部进入其中。

一种船用海水淡化装置的方法，包括如下步骤：

透明水箱中盛有海水，海水进入各条集热管中，各条集热管吸收太阳光的热能，加热海水，加热后的海水流进透明水箱中，透明水箱中的水流入各条集热管中，海水不断循环，从而使透明水箱中的海水变热；

同时，太阳光直接照射到透明水箱中的海水，各块反光板将太阳光反射到透明水箱中，使透明水箱中的海水温度进一步升高；

随着海水温度的上升，蒸发的水蒸气量逐渐增加，在透明导流板上凝结为水滴，水滴沿透明导流板向下流动，进入接水盒中，蒸馏水流入储水盒中，得到经过淡化的淡水；

水位传感器检测透明水箱中的水位，控制器中设有水位阈值W，当检测到的水位低于W时，控制器控制水泵工作，给透明水箱中加水T时间后，控制水泵停止工作；

当船摆动时，支撑台相对凹槽底面上滚动，缓冲船摆动对支撑台的冲击。

一种船用海水淡化装置的方法，还包括如下步骤：

对于每个辅助加热装置均自动进行如下沙子加热操作：

凸透镜将太阳光汇聚到倾斜筒中，太阳光给倾斜筒中的沙子加热，控制器控制第一电机工作，齿轮旋转带动倾斜筒旋转，各块挡板对沙子进行阻挡，使沙子移动至一定高度后再下落，从而使倾斜筒内沙子的温度均匀，沙子的温度逐渐上升，达到100℃以上；

各条导热铜条将沙子的热量传递给透明水箱中的海水，使海水温度保持在100℃，海水高速产生水蒸气，保证淡水生产的速度。

作为优选，地面上设有用于带动支撑架旋转的第三电机，支撑架上设有用于带动凸透镜旋转的第四电机；第三电机和第四电机均与控制器电连接；还包括如下步骤：

控制器控制第三电机从每天早上太阳升起至晚上太阳落山跟随太阳的移动而转动，控制第四电机改变凸透镜的俯仰角度，使凸透镜始终正对太阳。

因此，本发明具有如下有益效果：设备价格低，节省能源，不易损坏，适合在船上使用；稳定性好，可靠性高。

附图说明

图1是本发明的一种局部剖视图；

图2是本发明的辅助加热装置的一种侧视图；

图3是本发明的一种原理框图；

图4是本发明的倾斜筒的一种结构示意图。

图中：透明水箱1、透明导流板2、接水盒3、储水箱4、反光板5、辅助加热装置6、第三电机7、水泵8、控制器10、支撑架61、倾斜筒62、凸透镜63、透明盖板64、支撑棒65、环形齿条66、第一电机67、挡板68、第四电机101、支撑台102、立柱103、凹槽201、弹性垫202、滚球203、环形板204。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1所示的实施例是一种船用海水淡化装置，包括设于支撑台102上的透明水箱1，设于透明水箱内的呈向下拱起的圆锥形的透明导流板2，设于透明导流板下端的接水盒3，位于接水盒下方并与接水盒联通的储水箱4，设于支撑台上的3块用于将阳光反射到透明水箱上的反光板5，设于透明水箱前侧的多条集热管；各条集热管上端和下端均与透明水箱联通，还包括进水管，进水管与水泵8连接，水箱中设有水位传感器，如图3所示，水位传感器和水泵均与控制器10电连接。如图1所示，还包括用于容纳支撑座的凹槽201，支撑台和凹槽的横截面均呈矩形，凹槽的4个内侧面上均设有弹性垫202，支撑台下表面上设有12个交错排列的滚球203，支撑座下部的外周面上设有环形板204，环形板通过4条绳索与凹槽连接。支撑台上设有6条立柱103，各条立柱均与透明水箱底部连接；透明水箱包括上端开口的圆筒和设于圆筒上的透明盖板；

接水盒呈上端开口的圆形，设于接水盒的底板内表面中部的连接柱与透明导流板下端连接，接水盒上边缘与透明导流板之间设有间隙。

一种船用海水淡化装置的方法，包括如下步骤：

透明水箱中盛有海水，海水进入各条集热管中，各条集热管吸收太阳光的热能，加热海水，加热后的海水流进透明水箱中，透明水箱中的水流入各条集热管中，海水不断循环，从而使透明水箱中的海水变热；

同时，太阳光直接照射到透明水箱中的海水，各块反光板将太阳光反射到透明水箱中，使透明水箱中的海水温度进一步升高；

随着海水温度的上升，蒸发的水蒸气量逐渐增加，在透明导流板上凝结为水滴，水滴沿透明导流板向下流动，进入接水盒中，蒸馏水流入储水盒中，得到经过淡化的淡水；

水位传感器检测透明水箱中的水位，控制器中设有水位阈值W=2米，当检测到的水位低于2米时，控制器控制水泵工作，给透明水箱中加水5分钟后，控制水泵停止工作；

当船摆动时，支撑台相对凹槽底面上滚动，缓冲船摆动对支撑台的冲击。

实施例2

实施例2包括实施例1的所有结构，如图2所示，还包括5个辅助加热装置6；每个辅助加热装置均包括支撑架61，设于支撑架上的盛有沙子的倾斜筒62，设于倾斜筒上的透明盖板64，设于透明盖板上方的支撑架上的面向太阳的凸透镜63，凸透镜的焦点位于沙子上，如图4所示，倾斜筒包括两端开口的锥形筒和与锥形筒滑动连接的底板，锥形筒内侧面上设有7块沿锥形筒轴线延伸的挡板68，底板上设有多条伸入倾斜筒中的导热铜条，各条导热铜条另一端伸入透明水箱中；如图2所示，支撑架上设有与底板下表面中部转动连接的支撑棒65，锥形筒上设有环形齿条66，支撑架上设有与环形齿条配合连接的齿轮，齿轮通过第一电机67与支撑架连接，如图3所示，第一电机与控制器电连接。

还包括如下步骤：

对于每个辅助加热装置均自动进行如下沙子加热操作：

凸透镜将太阳光汇聚到倾斜筒中，太阳光给倾斜筒中的沙子加热，控制器控制第一电机工作，齿轮旋转带动倾斜筒旋转，各块挡板对沙子进行阻挡，使沙子移动至一定高度后再下落，从而使倾斜筒内沙子的温度均匀，沙子的温度逐渐上升，达到100℃以上；

各条导热铜条将沙子的热量传递给透明水箱中的海水，使海水温度保持在100℃，海水高速产生水蒸气，保证淡水生产的速度。

实施例3

实施例3包括实施例2的所有结构和方法部分，实施例3的地面上设有用于带动支撑架旋转的第三电机7，支撑架上设有用于带动凸透镜旋转的第四电机101；如图3所示，第三电机和第四电机均与控制器电连接。

还包括如下步骤：

控制器控制第三电机从每天早上太阳升起至晚上太阳落山跟随太阳的移动而转动，控制第四电机改变凸透镜的俯仰角度，使凸透镜始终正对太阳。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种适用于船上的海水淡化装置，其特征是，包括设于支撑台（102）上的透明水箱（1），设于透明水箱内的呈向下拱起的圆锥形的透明导流板（2），设于透明导流板下端的接水盒（3），位于接水盒下方并与接水盒联通的储水箱（4），设于支撑台上的若干块用于将阳光反射到透明水箱上的反光板（5），设于透明水箱前侧的若干条集热管；各条集热管上端和下端均与透明水箱联通，还包括进水管，进水管与水泵（8）连接，水箱中设有水位传感器，水位传感器和水泵均与控制器（10）电连接；还包括用于容纳支撑座的凹槽（201），支撑台和凹槽的横截面均呈矩形，凹槽的4个内侧面上均设有弹性垫（202），支撑台下表面上设有若干个交错排列的滚球（203），支撑座下部的外周面上设有环形板（204），环形板通过若干条绳索与凹槽连接。

2.根据权利要求1所述的适用于船上的海水淡化装置，其特征是，还包括若干个辅助加热装置（6）；每个辅助加热装置均包括支撑架（61），设于支撑架上的盛有沙子的倾斜筒（62），设于倾斜筒上的透明盖板（64），设于透明盖板上方的支撑架上的面向太阳的凸透镜（63），凸透镜的焦点位于沙子上，倾斜筒包括两端开口的锥形筒和与锥形筒滑动连接的底板，锥形筒内侧面上设有若干块沿锥形筒轴线延伸的挡板（68），底板上设有若干条伸入倾斜筒中的导热铜条，各条导热铜条另一端伸入透明水箱中；支撑架上设有与底板下表面中部转动连接的支撑棒（65），锥形筒上设有环形齿条（66），支撑架上设有与环形齿条配合连接的齿轮，齿轮通过第一电机（67）与支撑架连接，第一电机与控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的适用于船上的海水淡化装置，其特征是，地面上设有用于带动支撑架旋转的第三电机（7），支撑架上设有用于带动凸透镜旋转的第四电机（101）；第三电机和第四电机均与控制器电连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的适用于船上的海水淡化装置，其特征是，支撑台上设有若干条立柱（103），各条立柱均与透明水箱底部连接；透明水箱包括上端开口的圆筒和设于圆筒上的透明盖板；

接水盒呈上端开口的圆形，设于接水盒的底板内表面中部的连接柱与透明导流板下端连接，接水盒上边缘与透明导流板之间设有间隙。

5.一种基于权利要求1所述的适用于船上的海水淡化装置的方法，其特征是，包括如下步骤：

透明水箱中盛有海水，海水进入各条集热管中，各条集热管吸收太阳光的热能，加热海水，加热后的海水流进透明水箱中，透明水箱中的水流入各条集热管中，海水不断循环，从而使透明水箱中的海水变热；

同时，太阳光直接照射到透明水箱中的海水，各块反光板将太阳光反射到透明水箱中，使透明水箱中的海水温度进一步升高；

随着海水温度的上升，蒸发的水蒸气量逐渐增加，在透明导流板上凝结为水滴，水滴沿透明导流板向下流动，进入接水盒中，蒸馏水流入储水盒中，得到经过淡化的淡水；

水位传感器检测透明水箱中的水位，控制器中设有水位阈值W，当检测到的水位低于W时，控制器控制水泵工作，给透明水箱中加水T时间后，控制水泵停止工作；

当船摆动时，支撑台相对凹槽底面上滚动，缓冲船摆动对支撑台的冲击。

6.一种基于权利要求2所述的适用于船上的海水淡化装置的方法，其特征是，还包括如下步骤：

对于每个辅助加热装置均自动进行如下沙子加热操作：

凸透镜将太阳光汇聚到倾斜筒中，太阳光给倾斜筒中的沙子加热，控制器控制第一电机工作，齿轮旋转带动倾斜筒旋转，各块挡板对沙子进行阻挡，使沙子移动至一定高度后再下落，从而使倾斜筒内沙子的温度均匀，沙子的温度逐渐上升，达到100℃以上；

各条导热铜条将沙子的热量传递给透明水箱中的海水，使海水温度保持在100℃，海水高速产生水蒸气，保证淡水生产的速度。

7.根据权利要求6所述的适用于船上的海水淡化装置的方法，地面上设有用于带动支撑架旋转的第三电机，支撑架上设有用于带动凸透镜旋转的第四电机；第三电机和第四电机均与控制器电连接；其特征是，还包括如下步骤：

控制器控制第三电机从每天早上太阳升起至晚上太阳落山跟随太阳的移动而转动，控制第四电机改变凸透镜的俯仰角度，使凸透镜始终正对太阳。