一种海水淡化装置论文和设计-李良柱

全文摘要

本发明公开了一种海水淡化装置，涉及海水淡化技术领域，包括壳体、蒸馏容器、蒸馏组件、太阳能电池组件、太阳能集热管以及旋转驱动组件，所述太阳能电池组件安装于壳体的上部并倾斜设置，太阳能电池组件用于为热泵、循环风机供电，本发明借助于蒸馏组件实现了海水的蒸馏淡化过程，采用热泵提供热源将海水蒸发，再经冷凝器将潮湿的空气冷凝下来，形成淡水，热泵的电能由太阳能电池组件提供，从而充分利用了太阳能源，且热泵本身也作为一种充分利用低品位热能的高效节能装置与太阳能结合，实现了海水的节能淡化处理，另外还利用了太阳能加热管进行辅助加热，进一步提高了海水的蒸馏处理效率，热源也更加多元化。

主设计要求

1.一种海水淡化装置，其特征在于，包括壳体(1)、蒸馏容器(201)、蒸馏组件(2)、太阳能电池组件(3)、太阳能集热管(4)以及旋转驱动组件(6)，壳体(1)内盛有一定量的海水，所述蒸馏容器(201)安装于壳体(1)内并位于水面以下，所述蒸馏组件(2)安装于壳体(1)内，蒸馏组件(2)包括热泵(202)、热交换器一(203)以及冷凝器(204)，所述热泵(202)、热交换器一(203)以及冷凝器(204)依次通过管道连接并构成热循环系统，蒸馏容器(201)的顶部连接有排气管(7)，排气管(7)的另一端连接有用于将空气分流的空气扩散器(21)，冷凝器(204)还连接有进气管(8)，进气管(8)的上端连接有循环风机(10)，所述循环风机(10)安装于吸气罩(9)内，蒸馏容器(201)的底部安装有排水管(12)，排水管(12)外接至储水罐(15)，储水罐(15)连接有饮水净化器(16)，所述壳体(1)的侧面还连接有进水管(11)，所述太阳能电池组件(3)与太阳能集热管(4)并列设置且通过旋转驱动组件(6)倾斜设置于壳体(1)的上部，太阳能电池组件(3)能够在旋转驱动组件(6)的驱动下做周向运动并用于为热泵(202)、循环风机(10)供电，所述壳体(1)内还设置有热交换器二(205)，热交换器二(205)通过管道连接至太阳能集热管(4)形成一个循环，所述热交换器一(203)、热交换器二(205)及空气扩散器(21)均位于水面以下，所述壳体(1)的顶部可拆卸连接有顶盖(18)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种海水淡化装置，其特征在于：所述旋转驱动组件(6)包括基座(601)、回转支承(602)、伺服电机(604)以及转盘(603)，所述回转支承(602)安装于基座(601)的顶部，所述转盘(603)安装固定于回转支承(602)的内圈内并与基座(601)的底面形成一个用于安装伺服电机(604)的空间，伺服电机(604)的输出端与转盘(603)连接，所述转盘(603)上设有定位柱(605)，所述太阳能电池组件(3)与太阳能集热管(4)均安装固定于支撑板(5)上，所述支撑板(5)的底面上部设有与定位柱(605)配合的导向套(606)，支撑板(5)的底面下部设有轮座(607)，轮座(607)内转动连接有滚轮(607)，所述滚轮(607)滚动连接于壳体(1)外侧的活动槽(609)内。

3.根据权利要求1所述的一种海水淡化装置，其特征在于：所述排水管(12)及进水管(11)还连接有循环水泵(14)，所述壳体(1)及蒸馏容器(201)内均安装有水位传感器(13)。

4.根据权利要求1所述的一种海水淡化装置，其特征在于：所述空气扩散器(21)包括集气室(211)、喷嘴(212)以及进气端(213)，所述集气室(211)为圆柱形的空心壳体(1)结构，所述喷嘴(212)有若干个且均安装于集气室(211)的底部并与其内部连通，所述喷嘴(212)上安装有单向阀，所述排气管(7)与进气端(213)连接。

5.根据权利要求1所述的一种海水淡化装置，其特征在于：所述热交换器与冷凝器(204)之间的管道上、进水管(11)上以及排水管(12)上均安装有电磁阀(17)。

6.根据权利要求1所述的一种海水淡化装置，其特征在于：所述壳体(1)上还安装有溢流管(20)。

7.根据权利要求1所述的一种海水淡化装置，其特征在于：所述吸气罩(9)包括一圆台形的罩体，罩体的内顶面安装有所述的循环风机(10)，罩体的侧壁开设有排气口，进气管(8)穿过排气口并与循环风机(10)的出风口连接至进气管(8)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的海水淡化装置，其特征在于：所述壳体(1)的底部连接有支撑件(19)以实现其在海床的安装定位。

9.根据权利要求7或8所述的一种海水淡化装置，其特征在于：所述壳体(1)由外壁(101)、内壁(103)以及绝缘层(102)组成，所述绝缘层(102)设于外壁(101)和内壁(103)之间，且外壁(101)位于内壁(103)的外侧。

设计说明书

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种海水淡化装置。

背景技术

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，其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，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

如今所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法，目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。目前对于蒸馏法，有太阳能蒸馏技术以及低温多效蒸馏淡化技术，前者由于需要设置多组水槽进行热蒸馏，占用空间较大，容易受到海面大风影响，后者需要设置多个水平设置的喷淋管，同样也占用空间，淡化效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海水淡化装置，以解决上述提到的现有技术中导致的上述缺陷。

一种海水淡化装置，包括壳体、蒸馏容器、蒸馏组件、太阳能电池组件、太阳能集热管以及旋转驱动组件，壳体内盛有一定量的海水，所述蒸馏容器安装于壳体内并位于水面以下，所述蒸馏组件安装于壳体内，蒸馏组件包括热泵、热交换器一以及冷凝器，所述热泵、热交换器一以及冷凝器依次通过管道连接并构成热循环系统，蒸馏容器的顶部连接有排气管，排气管的另一端连接有用于将空气分流的空气扩散器，冷凝器还连接有进气管，进气管的上端连接有循环风机，所述循环风机安装于吸气罩内，蒸馏容器的底部安装有排水管，排水管外接至储水罐，储水罐连接有饮水净化器，所述壳体的侧面还连接有进水管，所述太阳能电池组件与太阳能集热管并列设置且通过旋转驱动组件倾斜设置于壳体的上部，太阳能电池组件能够在旋转驱动组件的驱动下做周向运动并用于为热泵、循环风机供电，所述壳体内还设置有热交换器二，热交换器二通过管道连接至太阳能加热管形成一个循环，所述热交换器一、热交换器二及空气扩散器均位于水面以下，所述壳体的顶部可拆卸连接有顶盖。

优选的，所述旋转驱动组件包括基座、回转支承、伺服电机以及转盘，所述回转支承安装于基座的顶部，所述转盘安装固定于回转支承的内圈内并与基座的底面形成一个用于安装伺服电机的空间，伺服电机的输出端与转盘连接，所述转盘上设有定位柱，所述太阳能电池组件与太阳能集热管均安装固定于支撑板上，所述支撑板的底面上部设有与定位柱配合的导向套，支撑板的底面下部设有轮座，轮座内转动连接有滚轮，所述滚轮滚动连接于壳体外侧的活动槽内。

优选的，所述壳体及蒸馏容器内均安装有水位传感器，所述排水管及进水管还连接有循环水泵。

优选的，所述空气扩散器包括集气室、喷嘴以及进气端，所述集气室为圆柱形的空心壳体结构，所述喷嘴有若干个且均安装于集气室的底部并与其内部连通，所述喷嘴上安装有单向阀，所述排气管与进气端连接。

优选的，所述热交换器与冷凝器之间的管道上、进水管上以及排水管上均安装有电磁阀。

优选的，所述壳体上还安装有溢流管。

优选的，所述吸气罩包括一圆台形的罩体，罩体的内顶面安装有所述的循环风机，罩体的侧壁开设有排气口，进气管穿过排气口并与循环风机的出风口连接至进气管。

优选的，所述壳体的底部连接有支撑件以实现其在海床的安装定位。

优选的，所述壳体由外壁、内壁以及绝缘层组成，所述绝缘层设于外壁和内壁之间，且外壁位于内壁的外侧。

本发明的优点在于：

(1)本发明借助于蒸馏组件实现了海水的蒸馏淡化过程，采用热泵提供热源将海水蒸发，再经冷凝器将潮湿的空气冷凝下来，形成淡水，热泵的电能由太阳能电池组件提供，从而充分利用了太阳能源，且热泵本身也作为一种充分利用低品位热能的高效节能装置与太阳能结合，实现了海水的节能淡化处理，另外，还利用了太阳能加热管进行辅助加热，进一步提高了海水的蒸馏处理效率，热源也更加多元化；

(2)本发明的海水蒸馏淡化过程均在壳体内完成，易于实现装置的小型化，从而使其能够在海床上大面积推广成为了可能，另外，本发明的太阳能电池组件及太阳能集热管均能够根据太阳的照射角度进行实时调整，以实现太阳能利用的最大化；

(3)本发明的经蒸馏冷凝后的淡水还需经过饮水净化器进行二次净化，使得淡水的质量更加符合要求，且海水的补充、淡水的抽离均可控，智能化程度高。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图。

图2为本发明的中壳体、太阳能电池组件及太阳能集热管部分的结构示意图。

图3为图2的主视图。

图4为图2的俯视图。

图5为本发明中空气扩散器的截面剖视图。

图6为本发明中壳体的截面剖视图。

其中，1-壳体，101-外壁，102-绝缘层，103-内壁，2-蒸馏组件，201-蒸馏容器，202-热泵，203-热交换器一，204-冷凝器，205-热交换器二，3-太阳能电池组件，4-太阳能集热管，5-支撑板，6-旋转驱动组件，601-基座，602-回转支承，603-转盘，604-伺服电机，605-定位柱，606-导向套，607-轮座，608-滚轮，609-活动槽，7-排气管，8-进气管，9-吸气罩，10-循环风机，11-进水管，12-排水管，13-水位传感器，14-循环水泵，15-储存罐，16-饮水净化器，17-电磁阀，18-顶盖，19-支撑件，20-溢流管，21-空气扩散器，211-集气室，212-喷嘴，213-进气端，22-温度传感器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，一种海水淡化装置，包括壳体1、蒸馏容器201、蒸馏组件2、太阳能电池组件3、太阳能集热管4以及旋转驱动组件6，壳体1内盛有一定量的海水，所述蒸馏容器201安装于壳体1内并位于水面以下，所述蒸馏组件2安装于壳体1内，蒸馏组件2包括热泵202、热交换器一203以及冷凝器204，所述热泵202、热交换器一203以及冷凝器204依次通过管道连接并构成热循环系统，蒸馏容器201的顶部连接有排气管7，排气管7的另一端连接有用于将空气分流的空气扩散器21，冷凝器204还连接有进气管8，进气管8的上端连接有循环风机10，所述循环风机10安装于吸气罩9内，蒸馏容器201的底部安装有排水管12，排水管12外接至储水罐15，储水罐15连接有饮水净化器16，所述壳体1的侧面还连接有进水管11，所述太阳能电池组件3与太阳能集热管4并列设置且通过旋转驱动组件6倾斜设置于壳体1的上部，太阳能电池组件3能够在旋转驱动组件6的驱动下做周向运动并用于为热泵202、循环风机10供电，所述壳体1内还设置有热交换器二205，热交换器二205通过管道连接至太阳能集热管4形成一个循环，所述热交换器一203、热交换器二205及空气扩散器21均位于水面以下，所述壳体1的顶部可拆卸连接有顶盖18，顶盖18的设计主要便于实现壳体1内部的一些设备的保养和维护。

在本实施例中，所述旋转驱动组件6包括基座601、回转支承602、伺服电机604以及转盘603，所述回转支承602安装于基座601的顶部，所述转盘603安装固定于回转支承602的内圈内并与基座601的底面形成一个用于安装伺服电机604的空间，伺服电机604的输出端与转盘603连接，所述转盘603上设有定位柱605，所述太阳能电池组件3与太阳能集热管4均安装固定于支撑板5上，所述支撑板5的底面上部设有与定位柱605配合的导向套606，支撑板5的底面下部设有轮座607，轮座607内转动连接有滚轮607，所述滚轮607滚动连接于壳体1外侧的活动槽609内，活动槽609为环形并沿着壳体1的外周设置。

在本实施例中，所述壳体1及蒸馏容器201内均安装有水位传感器13，所述排水管12及进水管11还连接有循环水泵14，水位传感器13的安装位置根据需要设置，当壳体1内的水位达到设定值时，提示海水不足，则利用进水管11处的循环水泵14向壳体1内泵入海水；当蒸馏容器201内的水位达到设定值时，提示淡水较多，则利用排水管12处的循环水泵14将其内的淡水抽离。

在本实施例中，所述空气扩散器21包括集气室211、喷嘴212以及进气端213，所述集气室211为圆柱形的空心壳体1结构，所述喷嘴212有若干个且均安装于集气室211的底部并与其内部连通，所述喷嘴212上安装有单向阀，所述排气管7与进气端213连接。由于设置的单向阀，海水不会出现反流，故可以保证集气室211内只有干燥的空气以及蒸馏组件2的的正常运行。

在本实施例中，所述热交换器与冷凝器204之间的管道上、进水管11上以及排水管12上均安装有电磁阀17，电磁阀17的作用在于根据需要实现相关管路的通断。

在本实施例中，所述壳体1上还安装有溢流管20，防止壳体1内的海水过多造成的损害。

在本实施例中，所述吸气罩9包括一圆台形的罩体，罩体的内顶面安装有所述的循环风机10，罩体的侧壁开设有排气口，进气管8穿过排气口并与循环风机10的出风口连接至进气管8。

在本实施例中，所述壳体1的底部连接有支撑件19以实现其在海床的安装定位，从而实现了海水淡化的就近处理，设备安装的灵活性高。

在本实施例中，所述壳体1由外壁101、内壁103以及绝缘层102组成，所述绝缘层102设于外壁101和内壁103之间，且外壁101位于内壁103的外侧。保证了壳体1内部的一些电气设备使用的安全性。

本发明的工作过程及原理：热泵202将空气压缩产生热量，经热交换器一203将海水加热并蒸馏，这样，带有淡水的空气会被吸入到吸气罩9内，经进气管8进入到蒸馏容器201内，由于在蒸馏容器201内设置的冷凝器204，故蒸汽会被冷凝，淡水掉落至蒸馏容器201的下部，干燥的空气再经蒸馏容器201顶部设置的排气管7进入到空气扩散器21内，空气再次被加湿并夹带蒸汽进入到吸气罩9内，如此循环。冷凝器204内循环有液态的低温低压制冷剂，能够将水蒸汽冷凝成液态的淡水，被加热后的液态制冷剂再返回至热泵202内形成一个循环。

本发明中的太阳能电池组件3及太阳能集热管4均能够借助于旋转驱动组件6沿着壳体1的外侧旋转至合适的角度，支撑件5起到支撑太阳能电池组件3及太阳能集热管4的作用，滚轮608能够在活动槽609内滚动，伺服电机604的启闭由后台的控制系统实现，由控制系统计算出当天的太阳照射角度，从而实现了太阳能利用的最大化。此外，考虑到转动对连接管道的影响，其转动角度控制在一定范围内，一般不超过180度，同时，上述的连接管件均采用软管，以便于其移动。

本发明的壳体1内位于水面上方还可设置温度传感器22，用于检测水蒸汽的温度，以判断热效率如何。

基于上述，本发明借助于蒸馏组件2实现了海水的蒸馏淡化过程，采用热泵202提供热源将海水蒸发，再经冷凝器204将潮湿的空气冷凝下来，形成淡水，热泵202的电能由太阳能电池组件3提供，从而充分利用了太阳能源，且热泵202本身也作为一种充分利用低品位热能的高效节能装置与太阳能结合，实现了海水的节能淡化处理。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

设计图

一种海水淡化装置论文和设计

一种海水淡化装置论文和设计-李良柱

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢