一種應(yīng)急用半潛式海水淡化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種應(yīng)急用半潛式海水淡化裝置，屬于海水淡化設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水是維系生命與健康的基本需求，但當(dāng)處于島嶼、沙漠地區(qū)或者海上等地區(qū)時(shí)，雖有豐富的海水或苦咸水資源，但無生活或生產(chǎn)用淡水。特別是長時(shí)間漂泊在海面上的輪船、小島勘探人員或小島生存人員來說，一般都要備足淡水滿足生命需要，一旦遇難，在海上發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，或工作時(shí)間長了淡水用盡，在等待救援的過程中，淡水就成了決定人存亡的重要渴望之物了，此時(shí)便急需一種能夠在海水應(yīng)急使用的海水淡化裝置。
[0003]目前，海水淡化方法有很多，包括蒸發(fā)法、反滲透法、離子交換法等主要類型，而在海水淡化裝置應(yīng)用最多的還是蒸發(fā)法，但大多極其復(fù)雜和昂貴。在海難和災(zāi)害發(fā)生時(shí)，還必須考慮海水淡化裝置的能源、體積等環(huán)境限制因素，但目前的這些海水淡化裝置均規(guī)模較大，適合工業(yè)化使用，無法適應(yīng)海上突發(fā)情況，在失去動力和平臺時(shí)，無法自主工作，使受困的人員無法得到及時(shí)的淡水補(bǔ)充，影響后續(xù)救援。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于海上應(yīng)急使用、可獨(dú)立工作，無需外部動力，操作簡便的應(yīng)急用半潛式海水淡化裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該應(yīng)急用半潛式海水淡化裝置，包括太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)、降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)和溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)，太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)下部連接降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)，降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)下部連接溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)；工作時(shí)整套裝置漂浮于海面，太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)處于海水水平面以上，溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)處于海水水平面以下；所述的太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)包括太陽能聚能板、蒸發(fā)水槽和水蒸氣排出機(jī)構(gòu)，太陽能聚能板密封安裝在蒸發(fā)水槽的頂部，與蒸發(fā)水槽之間形成密閉的蒸發(fā)腔，蒸發(fā)腔外部通過水蒸氣排出機(jī)構(gòu)連接降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)，蒸發(fā)腔下部兩側(cè)還設(shè)有供海水流入的兩個(gè)聯(lián)動的水位平衡閥。
[0006]通過太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)對有咸度的海水進(jìn)行蒸發(fā)，太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)內(nèi)的海水經(jīng)過蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣通過降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)降溫、換熱并冷凝成水，在冷凝的過程中，冷凝水與水蒸氣發(fā)生換熱，在并由溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)為水蒸氣與冷凝水的流動提供動力。
[0007]水位平衡閥在蒸發(fā)水槽底部周向?qū)ΨQ布置，是一對聯(lián)動的閥門，在蒸發(fā)水槽內(nèi)水位下降到一定數(shù)值時(shí)，兩側(cè)的水位平衡閥同時(shí)開啟，一方面使蒸發(fā)水槽中鹽濃度過高的水得到更換，避免結(jié)垢影響使用；另一方面可以補(bǔ)充新鮮的海水，滿足蒸發(fā)需要。
[0008]所述的太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)還連接有輔助加熱系統(tǒng)，輔助加熱系統(tǒng)包括加熱線圈，力口熱線圈安裝在太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，且一端通過線路連接溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)。
[0009]通過加熱線圈的加熱作用來實(shí)現(xiàn)輔助電加熱的目的，可充分保證太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)的蒸發(fā)效果，確保在陽光不夠充足或海水溫度較低時(shí)也能正常進(jìn)行蒸發(fā)。
[0010]所述的水蒸氣排出機(jī)構(gòu)包括抽汽管、汽泵和水蒸氣進(jìn)汽管，抽汽管環(huán)形布設(shè)在蒸發(fā)腔頂部外圈，抽汽管一端連通蒸發(fā)腔，另一端通過水蒸氣進(jìn)汽管連接汽泵進(jìn)汽口，汽泵安裝在蒸發(fā)腔的底部，且汽泵的出汽口通過管路連接降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)。
[0011]抽汽管均布安裝在蒸發(fā)腔頂部，均勻布置的管口保證了對水蒸氣的充分吸收，均布抽汽管和汽泵以及換熱管的下行管路連接，由汽泵提供抽力，將水蒸氣送入換熱管進(jìn)行換熱。
[0012]所述的降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)包括換熱管、冷凝水水槽和冷凝水水泵，換熱管包括兩條纏繞設(shè)置管路，一條管路為上行的低溫水管，內(nèi)部流通冷凝水，另一條管路為下行的高溫蒸汽管，內(nèi)部流通水蒸氣；高溫蒸汽管頂端連接蒸發(fā)腔，下端連通冷凝水水槽，低溫水管下端連通冷凝水水槽，且管體下部連接冷凝水水泵，低溫水管上端通過冷凝水出口管連接飲用水供應(yīng)出口。
[0013]兩個(gè)換熱管采用相互纏繞的方式制造，兩個(gè)換熱管之間涂覆換熱硅脂，增大換熱面積，提聞?chuàng)Q熱效率。
[0014]冷凝水水槽安裝在整套裝置的中下部，降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)的下端，在工作時(shí)處于低溫海水中，可使冷凝水保持較低溫度，同時(shí)利用冷凝水水槽中的冷凝水泵，把低溫的冷凝水泵送到換熱管的上行管路中，跟水蒸氣進(jìn)行換熱。
[0015]所述的溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)包括循環(huán)管、暖水泵、穩(wěn)定尾椎、溫差發(fā)電陣列和發(fā)電舵片，穩(wěn)定尾椎作為中心主體，穩(wěn)定尾椎的頂部固定連接降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)下部，穩(wěn)定尾椎外部環(huán)形均布多個(gè)發(fā)電舵片；發(fā)電舵片外部兩側(cè)面上均安裝有半導(dǎo)體溫差發(fā)電陣列，穩(wěn)定尾椎的中部一側(cè)裝有暖水泵，發(fā)電舵片頂部連通兩條頂端開口設(shè)置的循環(huán)管，循環(huán)管內(nèi)流通海水。
[0016]所述的發(fā)電舵片內(nèi)部為可流通流體的空腔，相鄰的發(fā)電舵片之間通過管路相連通；暖水泵的進(jìn)水口和出水口分別通過管路連通其兩側(cè)的發(fā)電舵片內(nèi)腔。
[0017]發(fā)電舵片內(nèi)部中空，流動由海平面泵送來的溫水，半導(dǎo)體溫差發(fā)電陣列安裝在舵片兩面，半導(dǎo)體的低溫側(cè)朝向低溫海水，高溫側(cè)朝向舵片中空內(nèi)腔，形成發(fā)電陣列的兩面溫差，構(gòu)成發(fā)電條件。工作時(shí)通過暖水泵把海平面的溫水經(jīng)循環(huán)管泵送到四個(gè)環(huán)向發(fā)電舵片中的空腔，為溫差發(fā)電陣列制造溫差，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電，為整個(gè)裝置供能。
[0018]所述的穩(wěn)定尾椎底部為錐形設(shè)置。通過錐形設(shè)置的尾椎，利用蒸發(fā)腔的浮力，使整個(gè)裝置漂浮在海面上，通過穩(wěn)定尾椎來提高裝置在半潛狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性，增加漂浮穩(wěn)定性，使得整套裝置可獨(dú)立工作，省去了人工操作的麻煩。
[0019]所述的循環(huán)管頂部在工作時(shí)位于海水水平面以下，通過其頂部的開口向其管內(nèi)流入海水。
[0020]所述的太陽能聚能板頂部中心處設(shè)有氣壓平衡閥。氣壓平衡閥安裝在蒸發(fā)腔頂端太陽能聚能板中央；在蒸發(fā)腔內(nèi)壓力下降到一定值時(shí)開啟，維持腔內(nèi)負(fù)壓恒定。
[0021]有現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、適用于海上應(yīng)急狀況，可獨(dú)立工作:通過太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)對有咸度的海水進(jìn)行蒸發(fā)，太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)內(nèi)的海水經(jīng)過蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣通過降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)降溫、換熱并冷凝成水，在冷凝的過程中，冷凝水與水蒸氣發(fā)生換熱，充分利用這部分熱能，在并由溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)為水蒸氣與冷凝水的流動提供動力。
[0022]2、充分利用太陽能集熱，且保證蒸發(fā)效果好:在蒸發(fā)腔內(nèi)還可同時(shí)設(shè)置有加熱線圈，通過加熱線圈的加熱作用來實(shí)現(xiàn)輔助電加熱的目的，可充分保證太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)的蒸發(fā)效果，確保在陽光不夠充足或海水溫度較低時(shí)也能正常進(jìn)行蒸發(fā)。
[0023]3、換熱效率高:抽汽管均布安裝在蒸發(fā)腔頂部，均勻布置的管口保證了對水蒸氣的充分吸收，均布抽汽管和汽泵以及換熱管的下行管路連接，由汽泵提供抽力，將水蒸氣送入換熱管進(jìn)行換熱；冷凝水水槽安裝在整套裝置的中下部，降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)的下端，在工作時(shí)處于低溫海水中，可使冷凝水保持較低溫度，同時(shí)利用冷凝水水槽中的冷凝水泵，把低溫的冷凝水泵送到換熱管的上行管路中，跟水蒸氣進(jìn)行換熱；兩個(gè)換熱管采用相互纏繞的方式制造，兩個(gè)換熱管之間涂覆換熱娃脂，增大換熱面積，提聞?chuàng)Q熱效率。
[0024]4、獨(dú)立工作，無需外部動力，操作簡便:利用蒸發(fā)腔的浮力，使整個(gè)裝置漂浮在海面上，穩(wěn)定尾椎底部為錐形設(shè)置，通過錐形設(shè)置的尾椎，提高了裝置在半潛狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性；太陽能聚能板頂部中心處設(shè)有氣壓平衡閥，氣壓平衡閥安裝在蒸發(fā)腔頂端太陽能聚能板中央；在蒸發(fā)腔內(nèi)壓力下降到一定值時(shí)開啟，維持腔內(nèi)負(fù)壓恒定；整套裝置操作簡便，可獨(dú)立工作，省去了人工操作的麻煩。
[0025]5、蒸發(fā)腔下部兩側(cè)還設(shè)有供海水流入的兩個(gè)聯(lián)動的水位平衡閥:水位平衡閥在蒸發(fā)水槽底部周向稱布置，是一對聯(lián)動的閥門，在蒸發(fā)水槽內(nèi)水位下降到一定數(shù)值時(shí)，兩側(cè)的水位平衡閥同時(shí)開啟，一方面使蒸發(fā)水槽中鹽濃度過高的水得到更換，避免結(jié)垢影響使用；另一方面可以補(bǔ)充新鮮的海水，滿足蒸發(fā)需要。
[0026]6、設(shè)有溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自主發(fā)電，無需外部設(shè)備供電:溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)的發(fā)電舵片內(nèi)部中空，流動由海平面泵送來的溫水，半導(dǎo)體溫差發(fā)電陣列安裝在舵片兩面，半導(dǎo)體的低溫側(cè)朝向低溫海水，高溫側(cè)朝向舵片中空內(nèi)腔，形成發(fā)電陣列的兩面溫差，構(gòu)成發(fā)電條件。工作時(shí)通過暖水泵把海平面的溫水經(jīng)循環(huán)管泵送到四個(gè)環(huán)向發(fā)電舵片中的空腔，為溫差發(fā)電陣列制造溫差，從而實(shí)現(xiàn)自主發(fā)電，為整個(gè)裝置供能。
【附圖說明】
[0027]圖1為本應(yīng)急用半潛式海水淡化裝置的主視圖示意圖。
[0028]圖2為本應(yīng)急用半潛式海水淡化裝置的俯視圖示意圖。
[0029]其中，1、氣壓平衡閥2、太陽能聚能板 3、蒸發(fā)腔 4、抽汽管 5、水位平衡閥6、蒸發(fā)水槽7、冷凝水出口管8、循環(huán)管9、換熱管10、冷凝水水泵11、暖水泵12、穩(wěn)定尾椎13、溫差發(fā)電陣列14、發(fā)電舵片15、冷凝水水槽16、汽泵17、水蒸氣進(jìn)汽管。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1~2是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1~2對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0031]參照附圖1~2:該應(yīng)急用半潛式海水淡化裝置，包括太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)、降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)和溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)，太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)下部連接降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)，降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)下部連接溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)；工作時(shí)整套裝置漂浮于海面，太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)處于海水水平面以上，溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)處于海水水平面以下。太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)內(nèi)的海水經(jīng)過蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣通過降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)降溫、換熱并冷凝成水，并由溫差發(fā)電機(jī)構(gòu)為水蒸氣與冷凝水的流動提供動力。
[0032]太陽能蒸發(fā)機(jī)構(gòu)包括太陽能聚能板2、蒸發(fā)水槽6和水蒸氣排出機(jī)構(gòu)，太陽能聚能板2密封安裝在蒸發(fā)水槽6的頂部，與蒸發(fā)水槽6之間形成密閉的蒸發(fā)腔3，蒸發(fā)腔3外部通過水蒸氣排出機(jī)構(gòu)連接降溫?fù)Q熱機(jī)構(gòu)，蒸發(fā)腔3下部兩側(cè)還設(shè)有供海水流入的兩個(gè)聯(lián)動的水位平衡閥5。
[0033]當(dāng)蒸發(fā)水槽6內(nèi)海水蒸發(fā)到一定數(shù)量后，蒸發(fā)水槽6中的水鹽濃度非常高，容易結(jié)垢，影響裝置使用；水位平衡閥5在蒸發(fā)水槽6底部周向?qū)ΨQ布置，是一對聯(lián)動的閥門，在蒸發(fā)水槽6內(nèi)水位下降到一定數(shù)值時(shí)，兩側(cè)的水位平衡閥5同時(shí)開啟，一方面使蒸發(fā)水槽6中鹽濃度過高的水得到