CN112194217B - 海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置，至少包括第一箱体和第二箱体，所述第一箱体和所述第二箱体之间通过缓冲部进行耦合，使得在所述第二箱体基于外力的作用而与所述第一箱体产生相对移动的情况下，第一箱体的内部压强能够减小，其中，在海水进入所述第一箱体中的情况下，所述海水能够按照形成闪蒸的方式产生水蒸气。第一箱体与第二箱体之间能够相对运动，进而为第一箱体内的气体排出提供动力。当第一箱体内的气体被排出时，其内部压强将减小，进而使得浸入第一箱体中的海水将产生闪蒸，最终达到提高产水率的目的。

Description

海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置

技术领域

本发明属于海水淡化设备技术领域，具体涉及一种海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置。

背景技术

目前海洋船舶上的饮水主要靠淡水储备供应，需要庞大的储水罐，不但占用了船上的宝贵空间而且增加了船的负荷，由于船体加重而浪费了行船的有限能源。不仅如此，由于储水量有限，船上的淡水供应受到很大限制，给乘务人员和乘客造成很大不便。大海有取不尽的水源，如果能不另外增加能源损耗，将海水直接淡化成饮用水供船上的人员饮用，将是理想的供水方法。

现有技术如公开号CN100462282C的专利文献，公开了一种海洋船舶上使用的，利用海水淡化制造饮水的自动化系统。在内燃机组的排气口上装有超导采热筒，通过超导热管连接在反应罐内的散热板上，散热板的上方装有喷淋管，反应罐的顶部连接盘状冷却管，盘状冷却管装在冷却罐内，冷却罐的顶部装有喷淋管。盘状冷却管下部装有接水管连接贮水罐，经矿化、过滤、消毒然后送到各个房间。该发明解决了远洋轮船的淡水供应问题，给乘务人员和乘客带来了极大方便，同时降低了船的负荷，节约了能源，是远洋船舶理想的饮水供应方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种产水率高、节能、水蒸气循环速度快的海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置，至少包括第一箱体和第二箱体，第一箱体和第二箱体之间通过缓冲部进行耦合，使得在第二箱体基于外力的作用而与第一箱体产生相对移动的情况下，第一箱体的内部压强能够减小，其中，在海水进入第一箱体中的情况下，海水能够按照形成闪蒸的方式产生水蒸气。缓冲部至少包括支撑套筒、减震弹簧、活塞推杆和第一活塞盘，支撑套筒设置于第一箱体上，第二箱体按照能够滑动的方式嵌套设置于支撑套筒中，减震弹簧设置于支撑套筒中并且其两个端部分别连接至第一箱体和第二箱体，其中，第一活塞盘滑动设置于第二箱体中，活塞推杆的第一端连接至所述第一活塞盘。第一箱体上设置有排气通道，排气通道中设置有连接至活塞推杆的第二端的第二活塞盘，使得活塞推杆带动第二活塞盘往复运动时，第一箱体内的气体能够被吸取排出。排气通道至少包括彼此连通的第一子通道、第二子通道和第三子通道，第一子通道中设置有第一单向阀，第二子通道中设置有第二单向阀，第二活塞盘设置于第三子通道中，第一单向阀和第二单向阀能够处于交替开启的状态。在第一活塞盘和第二活塞盘向上移动时，第一单向阀开启并且第二单向阀关闭，或者在第一活塞盘和第二活塞盘向下移动时，第一单向阀关闭并且第二单向阀开启。通过设置缓冲部，使得第一箱体与第二箱体之间能够相对运动，进而为第一箱体内的气体排出提供动力。当第一箱体内的气体被排出时，其内部压强将减小，进而使得浸入第一箱体中的海水将产生闪蒸，最终达到提高产水率的目的。

第二箱体中设置有蒸发盘以将第二箱体的内腔分隔为第一蒸发腔和第二蒸发腔，蒸发盘上设置有若干个通孔，其中，第一蒸发腔中设置有喷淋部，第一活塞盘设置于第二蒸发腔中。第一活塞盘的加热温度大于蒸发盘的加热温度。第二蒸发腔能够经进水通道与第一箱体连通。当第一活塞盘向上运动时，能够促使第二箱体中形成的水蒸气的排出速度，进而能够进一步增大产水率。同时，由第一蒸发腔进入第二蒸发腔的海水将被更高温度的第一活塞盘加热以再次产生水蒸气，进而能够进一步提高产水率。

通孔能够处于开启状态或关闭状态，在通孔处于开启状态时，第一蒸发腔中未蒸发的海水能够进入第二蒸发腔以被再次加热蒸发。在通孔处于关闭状态并且海水持续由喷淋部进入第一蒸发腔时，第二箱体能够按照其重量增加的方式向下移动，并且第二蒸发腔产生的水蒸气能够推动第一活塞盘向下运动。当通孔关闭时，第二箱体的重量将持续增大以使得第二活塞盘向下运动，当通孔关闭时，第二箱体的重量减轻，进而第二活塞盘将在压缩弹簧的弹性势能作用下向上运动，即，整个过程中只需通过控制第二箱体的重量便能够实现第一箱体内气体的排出，避免单独设置例如是抽气泵，从而达到降低设备制造成本和降低能耗的目的。

本发明由于采用了缓冲部、能够开启或关闭的通孔、温度更高的第一活塞盘，因而具有如下有益效果：1、第一箱体与第二箱体之间能够相对运动，进而为第一箱体内的气体排出提供动力。当第一箱体内的气体被排出时，其内部压强将减小，进而使得浸入第一箱体中的海水将产生闪蒸，最终达到提高产水率的目的。2、当第一活塞盘向上运动时，能够促使第二箱体中形成的水蒸气的排出速度，进而能够进一步增大产水率。同时，由第一蒸发腔进入第二蒸发腔的海水将被更高温度的第一活塞盘加热以再次产生水蒸气，进而能够进一步提高产水率。3、整个过程中只需通过控制第二箱体的重量便能够实现第一箱体内气体的排出，避免单独设置例如是抽气泵，从而达到降低设备制造成本和降低能耗的目的。因此，本发明是一种产水率高、节能、水蒸气循环速度快的海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置。

附图说明

图1为海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置的结构示意图；

图2为第二箱体与缓冲部的连接方式示意图。

附图标号：第一箱体1，第二箱体2，第一腔体3，第二腔体4，喷淋部5，蒸发盘6，第一蒸发腔3a，第二蒸发腔3b，通孔7，冷凝管8，集水箱9，缓冲部10，支撑套筒10a，减震弹簧10b，活塞推杆10c、第一活塞盘10d，排气通道11，进水通道12，第一单向阀13，第一端14，第二端15，第一子通道11a，第二子通道11b，第三子通道11c，第二单向阀19，第二活塞盘20。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

如图1和图2所示，本发明提供一种海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置，至少包括第一箱体1和第二箱体2。第一箱体1和第二箱体2均能够呈中空圆柱状。第二箱体2和第一箱体1能够彼此连接以限定出彼此独立的第一腔体3和第二腔体4。第二箱体2中设置有喷淋部5和蒸发盘6。蒸发盘6能够将第一腔体3分隔为沿重力方向彼此相邻的第一蒸发腔3a和第二蒸发腔3b。蒸发盘6上设置有若干个通孔7，使得第一蒸发腔3a和第二蒸发腔3b彼此连通。喷淋部5设置于第一蒸发腔3a中。海水能够通过喷淋部5以喷淋的方式进入第一蒸发腔3a中。在海水抵靠接触至蒸发盘6时，海水能够基于蒸发盘6的温度而被部分蒸发。产生的水蒸气能够沿重力方向上升。例如，第一蒸发腔3a可以通过冷凝管8与集水箱9连通，使得沿重力方向上升的水蒸气能够在冷凝管8中冷凝转化为液态水，并最终被集水箱9收集。未被蒸发的海水能够穿过通孔7以进入第二蒸发腔3b。第二箱体2上设置有超导热体。超导热体可以贯穿第二箱体2后连接至蒸发盘6。例如，超导热体可以从第二箱体2的顶部穿入第一蒸发腔3a以与蒸发盘6连接。或者第二箱体2的侧壁上设置有用于放置超导热体的通孔，超导热体贯穿通孔后与蒸发盘6连接。

第一箱体1和第二箱体2之间通过缓冲部10进行连接。具体的，缓冲部10至少包括支撑套筒10a、若干个减震弹簧10b、活塞推杆10c和第一活塞盘10d。支撑套筒10a的形状可以由两端均呈开放状的中空圆柱体限定。支撑套筒10a的一端能够连接至第一箱体1。支撑套筒10a的内径大致等于或大于第二箱体2的外径，使得第二箱体2能够嵌套设置于支撑套筒10a中。在第二箱体2嵌套于支撑套筒10a中的情况下，第二箱体2能够沿支撑套筒10a的轴向滑动。例如，支撑套筒10a的内壁上设置有滑动槽，第二箱体2的外壁上设置有嵌套体。通过将嵌套体嵌入滑动槽的方式，能够对第二箱体2的滑动起到导向作用，进而使得第二箱体2能够沿直线滑动。减震弹簧10b设置于支撑套筒10a中。减震弹簧10b的一端连接至第一箱体1，减震弹簧10b的另一端连接至第二箱体2。进而当第二箱体2朝向第一箱体1滑动以使得第一箱体1和第二箱体2之间的距离减小时，减震弹簧10b能够被压缩。第一活塞盘10d能够设置于第二蒸发腔3b中，并且第一活塞盘10d能够沿第二箱体2的轴向方向滑动。活塞推杆10c的第一端14能够按照贯穿第二箱体2的方式连接至第一活塞盘10d，使得活塞推杆10c在受到外力作用时，活塞推杆10c能够推动第一活塞盘10d移动。例如，活塞推杆10c的另一端可以连接至第一箱体1，进而当船舶在波涛起伏的海面上行驶时，第二箱体2会上下移动，进而使得第一活塞盘10d与第一箱体1之间能够产生相对滑动。或者，第一箱体1上可以设置有齿轮式驱动电机，活塞推杆10c上也可以设置有啮合齿，通过齿轮式驱动电机与啮合齿的啮合便能够实现活塞推杆10c的主动驱动。当第一活塞盘10d滑动以使得第二蒸发腔3b的体积减小时，第一箱体1内部的水蒸气能够以更快的速度排出第一箱体1，进而能够达到更高的产水率。

蒸发盘6和第一活塞盘10d均可以通过超导传热体热耦合至船舶的例如是轮机、锅炉等发热部件，进而使得蒸发盘6和第一活塞盘10d能够被加热。蒸发盘6的加热温度能够低于第一活塞盘10d。使得穿过蒸发盘6而进入第二蒸发腔3b中的海水能够在第一活塞盘10d的加热作用下继续蒸发以产生水蒸气。

第一箱体1上设置有排气通道11和进水通道12。排气通道11中设置有第一单向阀13，使得第一箱体1中的气体能够通过排气通道11单向流动以排出第一箱体1。具体的，排气通道11至少包括彼此连通的第一子通道11a、第二子通道11b和第三子通道11c。第一子通道11a直接与第一箱体1连通。第一单向阀3设置于第一子通道11a中。第二子通道11b中设置有第二单向阀19。第三子通道11c中设置有第二活塞盘20。活塞推杆10c的第二端15连接至第二活塞盘20当活塞推杆10c移动时，其能够带动第一活塞盘10d和第二活塞盘20同步移动。如图1所示，当活塞推杆10c向上移动时，第二活塞盘20能够同步向上移动，此时第一单向阀13开启，第二单向阀19关闭，使得第一箱体1中的气体被排出，进而使得第一箱体1的内部压强减小。当活塞推杆10c带动第二活塞盘20向下移动时，第一单向阀13关闭，第二单向阀19开启，进而使得位于第一子通道11a、第二子通道11b和/或第三子通道11c中的气体能够被排出。通过活塞推杆10c的往复运动，能够将第一箱体1中的气体持续排出，进而使得第一箱体1的压强能够持续降低。第二蒸发腔3b能够通过进水通道12与第一箱体1连通。当第二蒸发腔3b中的海水进入第一箱体1时，能够形成闪蒸，进而进一步提高产水率。进水通道12可以是波纹软管，进而使得第二蒸发腔3b中的海水能够通过进水通道12进入第一箱体1内。进水通道12可以部分嵌套于第二箱体2的侧壁中。

实施例2：

本发明在船舶上使用时，可以通过超导热管将本发明与船舶的例如是轮机等能够产热的部件进行热耦合，使得产生的热量能够传递至蒸发盘6、第一活塞盘10d和第一箱体1，以使得上述三者能够被加热至设定温度。喷淋部5可以与抽水泵连接以使得海水能够被注入喷淋部5。由喷淋部5喷出的海水在接触到蒸发盘6后将会被部分蒸发以产生水蒸气，产生的水蒸气通过冷凝管8转移至集水箱9。本发明具有两种工作模式。

在第一工作模式下：喷淋部5向第一蒸发腔3a中注入海水时，通孔7首先保持关闭状态，当海水持续注入第一蒸发腔3a时，第二箱体2会逐渐向下运动以使得减震弹簧10b被压缩，此时，第一活塞盘10d会带动第二活塞盘20同步向下滑动，使得排气通道11中的气体被排出。当第一蒸发腔3a中的海水的注入量达到设定阈值时，开启通孔7(通孔中可以设置例如是电磁阀以使得其开启或关闭，或者通孔7可以设置有膜片式阀门，膜片式阀门能够基于其两侧的压力差而开启。即当膜片式阀门两侧的压力差大于设定阈值时，其便会自动开启。例如，当第一蒸发腔3a中持续注入海水，并且使得海水的重量大于膜片式阀门所能承受的最大压力时，膜片式阀门便会自动开启)，此时第一蒸发腔3a中的未蒸发的海水会进入第二蒸发腔3b中，进而被第一活塞盘10d再次加热蒸发，产生的水蒸气会通过冷凝管8排出，此时由于蒸发作用使得第二箱体2的质量减小，进而第二箱体2会在减震弹簧10b的弹性作用力下向上运动，最终使得第一活塞欧安10d和第二活塞盘20同步向上移动，此时第一箱体1内的气体将被吸出。重复上述过程即可降低第一箱体1的内部压强。当第一箱体1的内部压强达到设定阈值时，将第二蒸发腔3b与第一箱体1连通，进而使得未被蒸发的海水进入第一箱体1中进行闪蒸。

在第二工作模式下：通孔7始终处于开启状态，通过喷淋部5注入的海水将依次被蒸发盘6和第一活塞盘10d加热蒸发。喷淋部5始终保持注入海水的状态，此时在海面波动时，第二箱体1会上下运动，进而加快第二箱体2中水蒸气的排出，或者通过齿轮式驱动机带动活塞推杆10c上下运动，进而使得第一活塞盘10d能够加快第二箱体2中水蒸气的排出，并且第二活塞盘20能够实现第一箱体1中气体的排出。

Claims (4)

1.海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置，至少包括第一箱体(1)和第二箱体(2)，其特征在于，所述第一箱体(1)和所述第二箱体(2)之间通过缓冲部(10)进行耦合，使得在所述第二箱体(2)基于外力的作用而与所述第一箱体(1)产生相对移动的情况下，第一箱体(1)的内部压强能够减小，其中，在海水进入所述第一箱体(1)中的情况下，所述海水能够按照形成闪蒸的方式产生水蒸气；

所述缓冲部(10)至少包括支撑套筒(10a)、减震弹簧(10b)、活塞推杆(10c)和第一活塞盘(10d)，所述支撑套筒(10a)设置于所述第一箱体(1)上，所述第二箱体(2)按照能够滑动的方式嵌套设置于所述支撑套筒(10a)中，所述减震弹簧(10b)设置于所述支撑套筒(10a)中并且其两个端部分别连接至所述第一箱体(1)和所述第二箱体(2)，其中，所述第一活塞盘(10d)滑动设置于所述第二箱体(2)中，所述活塞推杆(10c)的第一端(14)连接至所述第一活塞盘(10d)；

所述第一箱体(1)上设置有排气通道(11)，所述排气通道(11)中设置有连接至活塞推杆(10c)的第二端(15)的第二活塞盘(20)，使得活塞推杆(10c)带动第二活塞盘(20)往复运动时，第一箱体(1)内的气体能够被吸取排出；

所述排气通道(11)至少包括彼此连通的第一子通道(11a)、第二子通道(11b)和第三子通道(11c)，第一子通道(11a)中设置有第一单向阀(13)，第二子通道(11b)中设置有第二单向阀(19)，所述第二活塞盘(20)设置于所述第三子通道(11c)中，所述第一单向阀(13)和所述第二单向阀(19)能够处于交替开启的状态；

所述第二箱体(2)中设置有蒸发盘(6)以将第二箱体(2)的内腔分隔为第一蒸发腔(3a)和第二蒸发腔(3b)，所述蒸发盘(6)上设置有若干个通孔(7)，其中，所述第一蒸发腔(3a)中设置有喷淋部(5)，所述第一活塞盘(10d)设置于所述第二蒸发腔(3b)中；

所述第一活塞盘(10d)的加热温度大于所述蒸发盘(6)的加热温度；

所述第二蒸发腔(3b)能够经进水通道(12)与所述第一箱体(1)连通。

2.根据权利要求1所述的海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置，其特征在于，在所述第一活塞盘(10d)和所述第二活塞盘(20)向上移动时，第一单向阀(13)开启并且第二单向阀(19)关闭，或者在所述第一活塞盘(10d)和所述第二活塞盘(20)向下移动时，第一单向阀(13)关闭并且第二单向阀(19)开启。

3.根据权利要求2所述的海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置，其特征在于，所述通孔(7)能够处于开启状态或关闭状态，在所述通孔(7)处于开启状态时，第一蒸发腔(3a)中未蒸发的海水能够进入第二蒸发腔(3b)以被再次加热蒸发。

4.根据权利要求3所述的海洋船舶超导节能海水淡化制造饮水装置，其特征在于，在所述通孔(7)处于关闭状态并且海水持续由所述喷淋部(5)进入所述第一蒸发腔(3a)时，第二箱体(2)能够按照其重量增加的方式向下移动，并且第二蒸发腔(3b)产生的水蒸气能够推动第一活塞盘(10d)向下运动。

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