CN203173856U - 咸水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用风能和太阳能来将咸水分离形成高浓度盐水和淡水的咸水淡化装置，其特征在于包括：风力供电部；蒸馏室；抽吸泵；加热部，用于对内胆中的咸水进行加热，包含阻尼发热单元、对与阻尼发热单元搅拌的搅拌片、风力叶片以及驱动轴；排水泵；淡水收集泵；第一水位计，用于测量咸水的咸水水位；第二水位计用于测量淡水的淡水水位；盐度计，用于测量高浓度盐水的盐度；存储部；控制部，用于控制抽吸泵来补充加水、控制淡水收集泵来收集淡水以及控制排水泵排放掉高浓度盐水，蓄电器与抽吸泵、淡水收集泵、排水泵以及控制部供电，咸水为海水或者苦咸水中的任意一种。

Description

咸水淡化装置

技术领域

本实用新型涉及一种咸水淡化装置，特别涉及一种利用风能和太阳能来将海水分离形成高浓度盐水和淡水的咸水淡化装置。

背景技术

随着一次性能源越来越短缺，可再生能源尤其是风能、太阳能等清洁能源的开发和利用越来越受关注并发展迅速。同时淡水资源也越发紧张，特别是长途航行中、海上孤岛上的生活用水，我国的情况更是如此，虽然海岸线长但是沿海地区人口稠密导致人均水资源拥有量低，西部地区的湖泊、水井中的苦咸水无法得到净化，严重阻碍着经济的发展。

太阳能海水淡化装置早在19世纪就已经出现，盘式太阳能蒸馏器作为最古老的装置之一，技术上最为成熟。其工艺主要利用温室效应原理，利用太阳能蒸发密闭空间里的海水，并在温室顶部凝结，再对凝结的淡水进行收集。该装置的主要缺陷是效率较低，受天气影响较大，且无法在夜间工作。

风能技术在近几年有着长足的发展，特别是风能发电、风能发热趋于成熟。风能发电技术主要利用风力机把分散的风能收集起来做机械功，再转化为电能，从而可被人类直接利用。风能发热技术主要是指将风能收集起来转化为机械能，再将其转化为可被利用的热能。

太阳能和风能作为可再生能源、清洁能源方面都具有优势，但却缺乏一种将太阳能和风能联合利用来淡化海水或者苦咸水的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用风能和太阳能来将海水分离形成高浓度盐水和淡水的咸水淡化装置，利用风能来分别进行风能发电、风能发热，利用太阳能对咸水进行蒸发凝结。

本实用新型提供的一种利用风能和太阳能来将咸水分离形成高浓度盐水和淡水的咸水淡化装置，具有这样的特征: 风力供电部，包含利用风能来形成风能电的风力发电机、对风能电进行存储的蓄电器；蒸馏室，用于利用太阳能进行蒸发分离，包含用于对咸水和高浓度盐水进行盛放的内胆、以及将淡水分隔盛放的夹层；抽吸泵，用于将咸水抽吸至内胆中；加热部，用于对内胆中的咸水进行加热，包含设置在内胆中的阻尼发热单元、对与阻尼发热单元接触搅拌的搅拌片、利用风能驱动搅拌片转动的风力叶片以及连接搅拌片和风力叶片的驱动轴；排水泵，用于排放高浓度盐水；淡水收集泵，用于抽取收集夹层中的淡水；第一水位计，被设置在内胆中，用于测量咸水的咸水水位；第二水位计，被设置在夹层中，用于测量淡水的淡水水位；盐度计，被设置在内胆中，用于测量高浓度盐水的盐度；存储部，用于存储咸水水位阈值、淡水水位阈值以及盐度阈值；控制部，用于通过比较咸水水位和咸水水位阈值来控制抽吸泵来补充加水、比较淡水水位和淡水水位阈值来控制淡水收集泵来收集淡水以及比较盐度和盐度阈值来控制排水泵排放掉高浓度盐水，其中，蓄电器与抽吸泵、淡水收集泵、排水泵以及控制部供电，咸水为海水或者苦咸水中的任意一种。

在本实用新型的咸水淡化装置中，还可以具有这样的特征：还包括，咸水池，用于储备将要被进行抽吸的咸水。

在本实用新型的咸水淡化装置中，还可以具有这样的特征：还包括，淡水存放器，用于存放淡水。

在本实用新型的咸水淡化装置中，还可以具有这样的特征：还包括，设置连接在抽吸水泵和内胆之间的进水管，其中，进水管复数圈缠绕内胆的靠近顶部的外壁。

在本实用新型的咸水淡化装置中，还可以具有这样的特征：还包括，调节推拉部，包含：用于测量风力叶片的转速的测速编码器；改变搅拌片没入阻尼发热单元的没入深度的调节构件；用于存储转速阈值的没入存储部；以及用于根据转速和转速阈值来控制调节构件的没入控制部。

本实用新型的效果在于：

本实用新型通过联合利用太阳能和风能即可运行，无需外加能源，适用于轮船、海岛等多种条件受限的环境，被设置在近海或者远海漂浮工作均可。

即使在夜晚没有太阳的辐射，但是风能加热并没有停止可以持续的进行加热蒸馏凝结分离出淡水。风能和太阳能为可再生能源、清洁能源，环保无污染不会对环境造成负担。通过风能发电为整个装置的自动化的进行补充海水或者苦咸水、收集淡水以及排出高浓度盐水供电，也利用风能通过风力叶片带动搅拌片在阻尼发热单元中转动，从而使之发热提高太阳能蒸馏分离的效率。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中咸水淡化装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中咸水淡化装置的控制框图。

具体实施案例

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型的实施例中咸水淡化装置的结构示意图。

如图1所示，本实施例中的咸水淡化装置100的淡化对象采用海水200，咸水淡化装置100设有风力供电部1，风力供电部1中包含利用风能300来形成风能电400的风力发电机2和对风能电400进行存储的蓄电器3。

抽吸泵4与蓄电器3连接，抽吸泵4通过UPVC塑料进水管5与蒸馏室6连接，进水管5与蒸馏室6之间设有滤网7。抽吸泵4将海水200抽吸到蒸馏室6中，滤网7对海水200具有一定的过滤作用。

蒸馏室6设有塑料外壳8、用于盛放海水200的不锈钢内胆9，在塑料外壳8和不锈钢内胆9之间设有用于收集淡水500的夹层10，顶棚11为具有一定斜度的保温效果好的双层有机玻璃。大部分的太阳能600辐射透过透明的顶棚11被内胆9中的海水200吸收，小部分被透明的顶棚11反射或吸收。在温室效应下内胆9中海水200温度升高并蒸发，在顶棚11凝结后在重力的作用下沿着具有一定斜度的顶棚11滑向边缘，聚集在具有较大缝隙的夹层10中，内胆9中的海水200被分离形成还存留在内胆9中的高浓度盐水700和被分隔盛放在夹层10中的淡水500。进水管5在插入接通内胆9之前缠绕内胆9靠近顶部的外壁三圈，内胆9的底部和靠近底部的侧壁处设有保温作用的图1中未显示的绝热层，海水被蒸发所形成的水蒸气在夹层10中碰到温度较低的进水管缠绕的侧壁从而凝结，被收集在夹层10中。

加热部12用于对内胆9中的海水200进行加热，设有利用风能300转动的风力叶片13、被设置在内胆9中的阻尼发热单元14、设置在阻尼发热单元14内用于搅拌的搅拌片15、以及连接风力叶片13和搅拌片15的驱动轴16。风力叶片13被设置在蒸馏室6外部，驱动轴16穿透过顶棚11，阻尼发热单元14被固定设置在内胆9的底部上，风力叶片13在风能300驱动下转动通过驱动轴16带动阻尼发热单元14中的搅拌片15转动，阻尼发热单元14内装有由图1中未显示的高粘度的油和小钢珠等组成的阻尼材料。在搅拌片15的接触搅拌下，阻尼材料能最大限度的将搅拌的机械能转换为热能，使内胆9中的海水200温度提高。

淡水收集泵17通过UPVC塑料出水管18与蒸馏室6的夹层10连接，UPVC塑料出水管18伸入到夹层10的底部，淡水收集泵17就可抽取收集夹层10中的淡水500。

排水泵19通过UPVC塑料排水管20与蒸馏室6的内胆9连接，用于当内胆9中高浓度盐水700的浓度高时排放掉高浓度盐水700。

本实施例中的咸水淡化装置100还设有被设置在内胆9中的第一水位计21、被设置在夹层10中的第二水位计22以及被设置在内胆9中的盐度计23，第一水位计21用于测量内胆9中海水200的海水水位，第二水位计22用于测量淡水500的淡水水位，盐度计23用于测量高浓度盐水700的盐度。

海水池24被设置在进水管5的前端，用于储备盛放海水200以供抽吸泵4的抽吸。淡水存放器25被设置在出水管18的末端，用于存放从夹层10中收集来的淡水500。

本实施例中的咸水淡化装置100还设有调节推拉部26，调节推拉部26包含设置在风力叶片13上的测速编码器27、与驱动轴16连接安装的调节构件28、用于存储转速阈值的没入存储部29以及没入控制部30。测速编码器27用于测量风力叶片13的转速，没入控制部30通过转速、转速阈值来控制调节构件28，调节构件28通过驱动轴16可以改变与驱动轴16连接的搅拌片15在如图1中所示的垂直方向的位置，从而改变搅拌片15没入阻尼搅拌单元14的没入深度。阻尼发热单元14中的上述阻尼材料由于重力作用，上半部分的阻尼材料阻尼较小，下半部分的阻尼材料阻尼较大。没入存储部29中存储有应进行没入深度调节的转速阈值，当风速小、风力叶片13的转速小于转速阈值时，没入控制部30控制调节构件28使搅拌片15的没入深度小，处于阻尼小的阻尼材料上半部分，保证风速小时方便顺利自启动。当风速大、风力叶片13的转速大于转速阈值时，没入控制部30控制调节构件28使搅拌片15的没入深度大，搅拌片15下沉，处于阻尼大的阻尼材料下半部分，保证接触充分、机械能和热能之间的转换最大化。

图2是本实用新型的实施例中咸水淡化装置的控制框图。

如图2所示，实施例中咸水淡化装置100还设有控制部31和存储部32，存储部32存储有海水水位阈值33、淡水水位阈值34以及盐度阈值35，控制部31分别与第一水位计21、第二水位计22以及盐度计23连接，用于分别采集海水水位、淡水水位以及高浓度盐水的盐度。控制部31分别与抽吸泵4、淡水收集泵17以及排水泵19连接。控制部31可以通过比较采集来的海水水位和海水水位阈值31来控制抽吸泵4来补充加水，通过比较淡水水位和淡水水位阈值34来控制淡水收集泵17来进行淡水的收集，以及通过比较盐度和盐度阈值35来控制排水泵19来进行高浓度盐水的排放。

调节推拉部26中的没入控制部30分别连接测速编码器27、调节构件28以及没入存储部29，通过测速编码器27采集来的转速和没入存储部29中的转速阈值，没入控制部30控制调节构件28，从而通过驱动轴16来改变搅拌片15的没入深度。

蓄电器3分别与控制部31、抽吸泵4、淡水收集泵17、排水泵19、测速编码器27、没入控制部30以及调节构件28连接来供电。

实用新型的作用与效果

综上所述，本实用新型的作用和效果在于：

本实用新型提供的咸水淡化装置通过联合利用太阳能和风能即可运行，无需外加能源，适用于轮船、海岛等多种条件受限的环境，被设置在近海或者远海漂浮工作均可。即使在夜晚没有太阳的辐射，但是风能加热并没有停止可以持续的进行加热蒸馏凝结分离出淡水。风能和太阳能为可再生能源、清洁能源，环保无污染不会对环境造成负担。通过风能发电为整个装置的自动化的进行补充海水或者苦咸水、收集淡水以及排出高浓度盐水供电，也利用风能通过风力叶片带动搅拌片在阻尼发热单元中转动，从而使之发热提高太阳能蒸馏分离的效率。

本实用新型提供的咸水淡化装置中咸水，即、淡化对象可为海水或者苦咸水中的任意一种。可用于湖水、水井中的苦咸水的净化，甚至是紧急情况下的污水使用。设有排水泵和排水管，可对排出的高浓度盐水还可以进行回收利用，利用效益高。

没入控制部可在风速变化时自动控制调节构件使搅拌片的没入深度做相应的改变，保证风速小时方便顺利自启动，保证风大时使搅拌片和阻尼材料接触充分、实现了机械能和热能之间的转换最大化。

本实用新型提供的咸水淡化装置与被动式海水淡化装置相比，效率明显提高；而与主动式海水淡化装置相比，装置构造较为简单，初期投入和维护成本低。

内胆靠近顶部的外壁被进水管缠绕复数圈，内胆的底部和靠近底部的侧壁处被设有绝热层，由热到冷使水蒸气遇冷凝结，提高了凝结效率也就提高了淡化速度。

本实用新型可根据实际情况来被调整整体装置的大小，灵活度高。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用风能和太阳能来将咸水分离形成高浓度盐水和淡水的咸水淡化装置，其特征在于，包括：

风力供电部，包含利用所述风能来形成风能电的风力发电机、对所述风能电进行存储的蓄电器；

蒸馏室，用于利用所述太阳能进行蒸发分离，包含用于对所述咸水和所述高浓度盐水进行盛放的内胆、以及将所述淡水分隔盛放的夹层；

抽吸泵，用于将所述咸水抽吸至所述内胆中；

加热部，用于对所述内胆中的所述咸水进行加热，包含设置在所述内胆中的阻尼发热单元、对与所述阻尼发热单元接触搅拌的搅拌片、利用所述风能驱动所述搅拌片转动的风力叶片以及连接所述搅拌片和所述风力叶片的驱动轴；

排水泵，用于排放所述高浓度盐水；

淡水收集泵，用于抽取收集所述夹层中的所述淡水；

第一水位计，被设置在所述内胆中，用于测量所述咸水的咸水水位；

第二水位计，被设置在所述夹层中，用于测量所述淡水的淡水水位；

盐度计，被设置在所述内胆中，用于测量所述高浓度盐水的盐度；

存储部，用于存储咸水水位阈值、淡水水位阈值以及盐度阈值；

控制部，用于通过比较所述咸水水位和所述咸水水位阈值来控制所述抽吸泵来补充加水、比较所述淡水水位和所述淡水水位阈值来控制所述淡水收集泵来收集淡水以及比较所述盐度和所述盐度阈值来控制所述排水泵排放掉所述高浓度盐水，

其中，所述蓄电器与所述抽吸泵、所述淡水收集泵、所述排水泵以及所述控制部供电，所述咸水为海水或者苦咸水中的任意一种。

2.根据权利要求1中所述的咸水淡化装置，其特征在于：

还包括，咸水池，用于储备将要被进行所述抽吸的所述咸水。

3.根据权利要求1中所述的咸水淡化装置，其特征在于：

还包括，淡水存放器，用于存放所述淡水。

4.根据权利要求1中所述的咸水淡化装置，其特征在于：

还包括，设置连接在所述抽吸水泵和所述内胆之间的进水管，其中，所述进水管复数圈缠绕所述内胆的靠近顶部的外壁。

5.根据权利要求1中所述的咸水淡化装置，其特征在于：

还包括，调节推拉部，包含：

用于测量所述风力叶片的转速的测速编码器；

改变所述搅拌片没入所述阻尼发热单元的没入深度的调节构件；

用于存储转速阈值的没入存储部；以及

用于根据所述转速和所述转速阈值来控制所述调节构件的没入控制部。

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