TWI809591B

TWI809591B - 海淡水分離裝置

Info

Publication number: TWI809591B
Application number: TW110145866A
Authority: TW
Inventors: 楊境界
Original assignee: 四季洋圃生物機電股份有限公司
Priority date: 2021-12-08
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2023-07-21
Also published as: TW202322880A

Abstract

本發明係指一種海淡水分離裝置，其中，該海淡水分離裝置分佈有海水汽化體，該海水汽化體分隔有汽化腔室，下方具有該汽化腔室相互連通之海水通道，左上方有淡水收集槽，右上方有連通該淡水收集槽之汽化水通道。海水預置元件輸入及預儲有海水，該海水預置元件連接有接收該海水之海水加熱體具有加熱腔室，該加熱腔室下方具有加熱源，該加熱腔室上方分佈有接收海水的海水受熱部，該海水由該海水受熱部輸送至該汽化腔室。

Description

海淡水分離裝置

本發明係為一種海淡水分離裝置，其中，該海淡水分離裝置設有海水加熱體加熱海水，再將已加熱的海水輸入汽化腔室蒸發，汽化蒸發之淡水於汽化腔室中之淡水收集槽凝結收集的技術領域者。

首按，係指目前地球氣候澇旱不定，導致危及各地安全，其中，尤指一旱災，該旱災是雨水過少或是長期無雨造成，致農耕與生活用水無著落，危及民眾生存與衛生環境破壞，加上農業聲產之停擺，形成糧食缺乏之饑荒危害，迫使相當多臨海民居區域開始投入淡化海水，作為輔助供應民生、工業與商業之使用。

目前海水淡化主流係用逆滲透過濾海水鹽分淡化，或是以火力及核能發電廠與垃圾焚化爐之熱循環系統加熱海水蒸發出汽化淡水部份，汽化之淡水再冷凝為淡水，或者是據冷凍迫使鹽分排出結冰部分達成淡化目的。惟，依市場技術可知逆滲透設施龐大又昂貴，海水加壓驅動成本極高，逆滲透過濾設施更換成本也相當高，且卡在逆滲透過濾設施裡的鹽份和礦物質是無法回收再利用的，必須隨同更換下來的逆滲透過濾設施一併銷毀處理，又因銷毀處理延伸出另類的環境污染。而熱循環系統係以熱能直接加熱海水蒸發出汽化淡水部份，若要達到高效汽化，則必然要使用高耗熱能之加熱，而能滿足高效汽化目的，就無法獨立實施，只得依附於火力及核能發電廠與垃圾焚化爐，另外，發現熱循環系統在鹽鹵之清理也有待考驗。至於冷凍海水則需要使用大量電力，冷凍成冰的時程極長，故實際運用則有待評估。因而，發現目前之海水淡化，都有依附使用或高耗能成本問題，致有待改進。

鑑於以上所述得知習知海水淡化皆有依附使用或高成本問題的事實，因此，促使本案發明人朝向解決依附使用及降低使用成本的方向研發，並經由本案發明人多方思考，遂而思及，利用海水加熱後再轉移至汽化腔室內蒸發是為最佳。

本發明之海淡水分離裝置分佈有海水汽化體，該海水汽化體分隔有汽化腔室，該海水汽化體下方具有該汽化腔室相互連通之海水通道，該汽化腔室左上方設有一淡水收集槽，該汽化腔室右上方設有連通該淡水收集槽之汽化水通道，該淡水收集槽下方連接有一淡水導出管，該海水汽化體外側分佈有該淡水導出管銜接之淡水收集元件；該海水汽化體外側分佈有：海水預置元件與海水加熱體；該海水預置元件輸入及預儲有海水，該海水預置元件連接有接收該海水之該海水加熱體，該海水加熱體具有一加熱腔室，該加熱腔室下方具有一加熱源，該加熱腔室上方分佈有連接該海水預置元件接收該海水的海水受熱部，該海水受熱部下凹有接收及容納該海水之受熱槽，該受熱槽上方嵌接有一上框蓋。該受熱槽下緣設有一導出口，該導出口銜接有一連通該汽化腔室之導出體，該導出體內部設有一連通該導出口與該汽化腔室之流道。

本發明之該導出體外緣固接有一往復缸體，該往復缸體前伸有一穿入該流道之往復軸，該往復軸前緣固設有一封閉及開啟該導出口之閥體。該導出體在該流道上緣設有一流道檢修口，該導出體上緣設有一封閉及開啟該流道檢修口之檢修口封蓋。

本發明之該海水汽化體分隔有三道該汽化腔室，該汽化腔室在該海水汽化體之外連接有回收該海水的該海水預置元件，該淡水收集槽上側設有一汽化冷凝部，該海水預置元件輸送該海水至該汽化冷凝部，該汽化冷凝部輸送該海水至該海水受熱部。而該海水加熱體之外分佈有循環加熱該加熱源的循環加熱器，該循環加熱器設有輸送該加熱源至該加熱腔室之循環輸出管，該加熱腔室下方設有輸送該加熱源回該循環加熱器之循環回流管。

本發明之該海水汽化體周邊分佈有抽氣泵浦，該抽氣泵浦連接有該汽化腔室。

本發明之主要目的在於：該海淡水分離裝置在該海水汽化體外側分佈有該海水預置元件，該海水預置元件預儲有該海水，該海水預置元件連接有該海水加熱體之該海水受熱部，該加熱源加熱該海水受熱部內之該海水，加熱後之該海水由該海水受熱部輸送至汽化該海水用的該汽化腔室之實質效益。

本發明又一目的在於：該加熱腔室上方分佈之該海水受熱部下凹有該受熱槽嵌接有該上框蓋，該上框蓋樞接有封閉該清理口之該框封蓋的實質效益。

本發明另一目的在於：該受熱槽下緣之該導出口銜接有該導出體，該導出體設有連通該導出口與該汽化腔室之該流道。該導出體外緣的該往復缸體前伸有穿入該流道之該往復軸，該往復軸前緣固設有封閉及開啟該導出口之該閥體的實質效益。

本發明另再一目的在於：該汽化腔室在該海水汽化體之外連接有回收該海水的該海水預置元件之實質效益。

本發明又再一目的在於：該淡水收集槽上側設有該汽化冷凝部，該海水預置元件輸送該海水至該汽化冷凝部，該汽化冷凝部輸送該海水至該海水受熱部的實質效益。

本發明再一目的在於：該海水加熱體之外分佈有循環加熱該加熱源的該循環加熱器，該循環加熱器設有輸送該加熱源至該加熱腔室之循環輸出管，該加熱腔室下方設有輸送該加熱源回該循環加熱器之循環回流管的實質效益。

本發明再另一目的在於：該海水汽化體周邊分佈有該抽氣泵浦，該抽氣泵浦連接有該汽化腔室的實質效益。

〔本發明〕

A:海水

A1:淡水

B:加熱源

C:海水受熱部

C1:受熱槽

C2:上框蓋

C21:清理口

C3:框封蓋

C4:導出口

C5:導出體

C51:流道

C511:流道檢修口

C6:往復缸體

C61:往復軸

C62:閥體

C7:檢修口封蓋

D:汽化冷凝部

D1:第一導管

D2:第二導管

D3:第三導管

E:循環加熱器

E1:循環輸出管

F:抽氣泵浦

1:海淡水分離裝置

11:海水汽化體

12:汽化腔室

13:海水通道

14:淡水收集槽

15:汽化水通道

16:淡水導出管

17:淡水收集元件

2:海水預置元件

3:海水加熱體

31:加熱腔室

32:循環回流管

【圖1】係為本發明之海淡水分離裝置示意圖。

【圖2】係為本發明之海淡水分離裝置具往復缸體示意圖。

【圖3】係為本發明之受熱槽放大示意圖。

【圖4】係為本發明之受熱槽側面剖視圖。

【圖5】係為本發明之海淡水分離裝置使用示意圖。

【圖6】係為本發明之受熱槽使用示意圖。

【圖7】係為本發明之海淡水分離裝置具有抽氣泵浦示意圖。

今為使貴審查委員對本發明有更進一步之瞭解，茲佐以下列實施例說明之。

本發明係指一種海淡水分離裝置，其中，該海淡水分離裝置1分佈有海水汽化體11，該海水汽化體11分隔有汽化腔室12，該海水汽化體11下方具有該汽化腔室12相互連通之海水通道13，該汽化腔室12左上方設有一淡水收集槽14，該汽化腔室12右上方設有連通該淡水收集槽14之汽化水通道15，該淡水收集槽14下方連接有一淡水導出管16，該海水汽化體11外側分佈有該淡水導出管16銜接之淡水收集元件17。該海水汽化體11外側分佈有：海水預置元件2與海水加熱體3。該海水預置元件2輸入及預儲有海水A，該海水預置元件2連接有接收該海水A之該海水加熱體3，該海水加熱體3具有一加熱腔室31，該加熱腔室31下方具有一加熱源B，該加熱腔室31上方分佈有連接該海水預置元件2接收該海水A的海水受熱部C，該海水受熱部C下凹有接收及容納該海水之受熱槽C1，該受熱槽C1上方嵌接有一上框蓋C2。該受熱槽C1下緣設有一導出口C4，該導出口C4銜接有一連通該汽化腔室12之導出體C5，該導出體C5內部設有一連通該導出口C4與該汽化腔室12之流道C51(如：圖1所示)。

本發明之該海水加熱體3在該加熱腔室31上方分佈之該海水受熱部C另下凹有接收及容納有該海水A之受熱槽C1，該受熱槽C1上方又嵌接有一上框蓋C2，該上框蓋C2前緣另上下貫穿有一導通該受熱槽C1之清理口C21，該上框蓋C2又樞接有一封閉及開啟該清理口C21之框封蓋C3。該受熱槽C1下緣增設有一導出口C4，該導出口C4又銜接有一連通該汽化腔室12 之導出體C5，該導出體C5內部增設有一連通該導出口C4與該汽化腔室12之流道C51，該導出體C5外緣另固接有一往復缸體C6，該往復缸體C6又前伸有一穿入該流道C51之往復軸C61，該往復軸C61前緣另固設有一封閉及開啟該導出口C4之閥體C62(如：圖2、3、4所示)。該導出體C5在該流道C51上緣增設有一流道檢修口C511，該導出體C5上緣增設有一封閉及開啟該流道檢修口C511之檢修口封蓋C7(如：圖3所示)。

而後，該海水受熱部C係利用該框封蓋C3封閉及開啟該清理口C21，惟，該海水受熱部C在使用後，該受熱槽C1底側極易堆積鹽晶與鹽鹵，故在該受熱槽C1需要清理鹽晶與鹽鹵時，僅需要該框封蓋C3開啟該清理口C21，即可進行清理該受熱槽C1。另外，該導出體C5係以該檢修口封蓋C7封閉及開啟該流道檢修口C511，在該流道C51與該閥體C62需要清理鹽晶與鹽鹵時，只需要該檢修口封蓋C7開啟該流道檢修口C511即可清理該流道C51與該閥體C7。俾此，保障該海水受熱部C無虞因為鹽晶與鹽鹵之形成而堵塞喪失作用(如：圖3、6所示；另外，鹽晶與鹽鹵在此未繪出及標號)。

另該海水汽化體11至少分隔有三道該汽化腔室12，該汽化腔室12在該海水汽化體11之外又連接有回收未汽化該海水A循環使用的該海水預置元件2，該淡水收集槽14上側增設有一汽化冷凝部D，該海水預置元件2增設有輸送該海水A至該汽化冷凝部D之第一導管D1，該汽化冷凝部D與該汽化冷凝部D之間增設有輸送該海水A之第二導管D2，最末之該汽化冷凝部D增設有輸送該海水A至該海水受熱部C的第三導管D3。而該海水加熱體3之外又分佈有循環加熱另為液體之該加熱源B的循環加熱器E，該循環加熱器E增設有輸送該加熱源B至該加熱腔室31之循環輸出管E1，該加熱腔室31下方增設有輸送該加熱源B回流至該循環加熱器E之循環回流管32(如：圖1、2所示)。

惟，該加熱源B加熱該海水受熱部C內之該海水A，加熱後之該海水A由該海水受熱部C輸送至該汽化腔室12汽化成蒸氣，該海水A之中汽化為蒸氣的淡水部份再經由該汽化水通道15飄入該淡水收集槽14冷卻凝結成淡水A1，該淡水A1並收納入該淡水收集槽14中，透過該淡水導出管16流入該淡水收集元件17匯集。其中，該海淡水分離裝置1係限制於該海水受熱部C內部以該加熱源B集中熱能高效及快速加熱該海水A，令該加熱源B在低耗熱能情況達成該海水A加熱至可蒸發汽化條件(如：圖5所示)。

且汽化成蒸氣的淡水部份又可利用該汽化冷凝部D之中流通的該海水A吸收蒸氣所含熱量來加速凝結成該淡水A1，該汽化冷凝部D恰好在該淡水收集槽14上方，據該汽化冷凝部D加速凝結之該淡水A1流入該淡水收集槽14。而該海水A在該汽化腔室12內逐漸蒸氣濃縮形成之鹽晶與鹽鹵，係於偏低溫環境該汽化腔室12中形成，鹽晶與鹽鹵不易沾卡附著於該汽化腔室12中，致鹽晶與鹽鹵可輕易於該汽化腔室12之中清除後回收運用或販賣，讓該海淡水分離裝置1不止提供該淡水A1，也讓該海淡水分離裝置1可將鹽晶與鹽鹵供應市場(如：圖5所示；另外，鹽晶與鹽鹵在此未繪出及標號)。

再者，該海水A在該汽化冷凝部D吸收之熱量恰好讓該海水A有昇溫效果，已昇溫之該海水A再流經該海水受熱部C藉由該加熱源B加熱時，可減少該加熱源B之熱能損耗及擴大該海水A的加熱數量。又於，該海水A於該汽化腔室12之中若有未汽化部份，又可透過該海水預置元件2循環使用未汽化的該海水A(如：圖5所示)。

本發明之該海水汽化體11周邊分佈有增設之抽氣泵浦F，該抽氣泵浦F又連接有該汽化腔室12。該海水A一般大氣壓下之沸騰溫度為100℃，而氣壓越低則沸騰溫度越低，致利用該抽氣泵浦F負壓抽取、流通或循環該汽化腔室12內之空氣，令負壓抽取時之該汽化腔室12內氣壓可有效下降，迫使該海水A在該汽化腔室12之內能低於100℃即可具有汽化為蒸氣的條件，俾此，該汽化腔室12內之氣壓下降與流動，可令該海水A汽化為蒸氣之溫度降低，以及加速該海水A蒸氣汽化速度與效率，也有效據溫度降低來預防減少鹽晶與鹽鹵沾卡附著於該汽化腔室12之情況(如：圖6所示；另外，鹽晶與鹽鹵在此未繪出及標號)。

經由以上敘述可知：該海淡水分離裝置1是據該加熱源B加熱該海水受熱部C內之該海水A，加熱後之該海水A由該海水受熱部C輸送至該汽化腔室12汽化成蒸氣，汽化為蒸氣的淡水部份再經由該汽化水通道15飄入該淡水收集槽14利用該汽化冷凝部D流通的該海水A吸收蒸氣所含熱量來加速凝結成該淡水A1，並收納入該淡水收集槽14及透過該淡水導出管16流入該淡水收集元件17匯集，且該海淡水分離裝置1係限制於該海水受熱部C內部以該加熱源B集中熱能高效及快速加熱該海水A，令該加熱源B在低耗熱能情況達成該海水A加熱至可蒸發汽化條件的首要優異特點。

本發明又一優異特點係於：該受熱槽C1需要清理時，僅需要利用該框封蓋C3開啟該清理口C21即可清理鹽晶與鹽鹵，而該流道C51與該閥體C62需要清理時，只需要利用該檢修口封蓋C7開啟該流道檢修口C511即可清理鹽晶與鹽鹵，用以保障該海水受熱部C無虞因為鹽晶與鹽鹵之形成而堵塞喪失作用的特色效益。

本發明又有一優異特點在於：該海水A在該汽化腔室12內逐漸蒸氣濃縮形成之鹽晶與鹽鹵，係於偏低溫環境該汽化腔室12中形成，鹽晶與鹽鹵不易沾卡附著於該汽化腔室12中，致鹽晶與鹽鹵可輕易於該汽化腔室12之中清除後回收運用或販賣，讓該海淡水分離裝置1不止提供該淡水A1，也讓該海淡水分離裝置1可將鹽晶與鹽鹵供應市場的特色效益。

本發明另有一優異特點在於：該海水A在該汽化冷凝部D吸收之熱量恰好讓該海水A有昇溫效果，已昇溫之該海水A流經該海水受熱部C藉由該加熱源B加熱時，可減少該加熱源B之熱能損耗及擴大該海水A的加熱數量的特色效益。

本發明再一優異特點在於：該汽化腔室12之中若有未汽化之該海水A，可透過該海水預置元件2循環使用的特色效益。

本發明另再一優異特點在於：該抽氣泵浦F在負壓抽取該汽化腔室12內之空氣時，可令該汽化腔室12內之氣壓下降，迫使該海水A在該汽化腔室12之內能低於100℃即具有快速汽化為蒸氣條件的特色效益。

本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，據此可知，本發明確實具符合新穎性、進步性及產業利用性之發明專利要件，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為本發明申請專利範圍所涵蓋。