專利名稱：海水自流淡化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海水淡化器。
地球表面上有70.8％是海洋。在這樣大的海洋沿岸、眾多的海島和航海事業(yè)、漁業(yè)等都非常缺少淡水。還有內(nèi)陸許多干旱地區(qū)也是如此。如何解決這些地區(qū)群眾生活用水的問題是一個(gè)重要課題。
目前解決這一問題的方法和研究人員雖很多，但如何利用廢熱、太陽能和自然溫差等低溫(＜100℃)海水生產(chǎn)淡水還缺少一種簡(jiǎn)便的、經(jīng)濟(jì)適用的、為一般居民和漁民樂于采用的淡化器。本實(shí)用新型的目的是提供一種海水自流淡化器。附


圖1是海水自流淡化器示意圖，附圖2是淡化管示意圖。
以下結(jié)合附圖作詳細(xì)說明。
本淡化器的發(fā)明是以如下原理實(shí)現(xiàn)的要使蒸汽冷凝得淡水，先要使海水充分蒸發(fā)；蒸發(fā)僅發(fā)生在液體的表面。根據(jù)液體的這種特征，將熱海水從垂直的自流柱頂端沿柱面自由下落，利用海水的表面張力，使海水在自流柱表面上自然形成圓柱形薄膜，擴(kuò)大蒸發(fā)面；同時(shí)，由于海水的粘滯性，下流速度減慢，海水能充分蒸發(fā)，從而達(dá)到取得淡水的目的。
海水自流淡化器包括淡化管束［1］，淡化管束兩端固定在管板［2］上，并設(shè)有外殼［3］，外殼內(nèi)由上下管板分隔成熱海水分配室［4］、冷卻室［5］、淡水匯集室［6］和濃海水匯集室［7］，并分別接有熱海水進(jìn)水管［8］、冷卻水進(jìn)水管［9］和出水管［10］、淡水出水管［11］和濃海水出水管［12］。淡化管包括中心自流柱［13］(其半徑為幾mm長為1～1.5米)和冷凝管［14］(為玻璃管或合金管，其半徑為十幾mm至二十幾mm)。自流柱在冷凝管正中心，兩者之間構(gòu)成蒸發(fā)隙［15］。自流柱要直，柱面材料與水之間的附著力要大。自流柱上端固定在管板上，自流柱與管板連接處開有熱海水進(jìn)水孔［16］，自流柱下端設(shè)有漏斗形濃海水接水管［17］并與濃海水匯集室相通，淡化管下端與管板連接處開有淡水出水孔［18］并與淡水匯集室相通。十幾個(gè)至幾十個(gè)淡化管組成一個(gè)管束。每一個(gè)淡化管的兩端固定在管板上。許多管束垂直裝放在筒形外殼內(nèi)，組成一個(gè)海水自流淡化器。一個(gè)一平方米大小的淡化器內(nèi)，裝有約500～2500根左右淡化管，與相應(yīng)的水平面積相比，蒸發(fā)面積擴(kuò)大約15倍至45倍，冷凝面積擴(kuò)大約70倍至130倍，從而體積小，面積大，達(dá)到實(shí)現(xiàn)海水淡化的目的。這是本發(fā)明與其他所有蒸餾法的一個(gè)主要區(qū)別。
本淡化器生產(chǎn)淡水的工藝流程為，熱海水由頂蓋進(jìn)水管進(jìn)入淡化器內(nèi)，在頂蓋與管板之間的空間(分配室)分配至各淡化管，然后沿自流柱(見圖2)呈薄膜狀緩慢下降。海水薄膜［19］很薄，從自流柱頂端流到下端約需幾秒或十幾秒鐘，在下降過程中進(jìn)行充分蒸發(fā)。冷卻水［20］(或風(fēng))在淡化管與淡化管之間(即冷卻室內(nèi))流動(dòng)，冷凝面(冷凝管的內(nèi)壁)到蒸發(fā)面(自流柱的表面)的距離很小，只有幾個(gè)mm(毫米)。熱海水一蒸發(fā)，立刻就接觸到冷凝面而凝結(jié)成淡水［21］。熱海水的流量大小，可通過閥門調(diào)節(jié)。在熱海水水源不充足的情況下，濃海水(蒸發(fā)過的)，經(jīng)一次蒸發(fā)即行排放不夠經(jīng)濟(jì)，可以少部分排放，大部分再加熱循環(huán)使用。
本淡化器的工藝條件為1、使用本淡化器生產(chǎn)淡水時(shí)要求條件不高，海水溫度在幾十度(30℃至40℃以上)、溫差在10℃以上的條件下即可使用。如(1)機(jī)動(dòng)船的冷卻熱海水與冷海水；(2)太陽能加熱的熱海水與冷海水；
(3)具有10℃以上溫差的海水與空氣；(4)具有10℃以上溫差的地表水與地下水；(5)具有10℃以上溫差的不同深處的海水。
由此可見，只要配備功率為0.1～0.5千瓦的海水泵，本淡化器就可具有廣泛使用的條件。本淡化器不存在由高溫、高壓引起的腐蝕、鍋垢嚴(yán)重等問題。
2、本淡化器操作時(shí)要細(xì)心，因?yàn)楹Ｋ偷瑑烧叩谋砻婢嚯x都很近，都是依賴于水的內(nèi)聚力和表面張力，在同一個(gè)蒸發(fā)隙內(nèi)于不同的兩個(gè)壁面上流動(dòng)，一不注意，就會(huì)同流混合，得不到淡水。
3、淡化管的熱海水流量(Q)不宜太大，一般在0.1至1.3克／秒左右。Q太大，水膜增厚，流速加大，不易充分蒸發(fā)，帶走熱量過多，特別是在熱水源不多的地方，更是一個(gè)損失。
4、海水不要溢出接水管，進(jìn)入淡水，否則，得不到淡水。
使用本淡化器生產(chǎn)淡水所需熱量是由熱海水本身的溫度降低來供給的。淡水產(chǎn)量(D)可用下式近似計(jì)算D＝ (C)/(r) G(T0－T) (1)(1)式中，C為海水比熱(千卡／千克·℃)，r為海水汽化潛熱(千卡／千克)，G為熱海水流量(公斤／小時(shí))，G＝n·Q，n為淡化管根數(shù)，T0為熱海水溫度(℃)，T為濃海水溫度(℃)，T比冷卻水溫度略高。假設(shè)Q為0.15，一平方米淡化管的根數(shù)取2000，每根管長1米，熱海水溫度為45℃，濃海水溫度為30℃，C取0.93，r取574.8，將數(shù)值代入(1)式，D得26.2公斤／時(shí)。這就是說，一立方米體積大小的淡化器，用45℃的熱海水，溫差為15℃時(shí)，一小時(shí)可生產(chǎn)淡水約為26.2公斤。傳統(tǒng)式的太陽能海水淡化方法每平方米設(shè)備，每小時(shí)產(chǎn)淡水量只有1公斤多。由此可見，新法比傳統(tǒng)式方法好。一個(gè)四、五口人的機(jī)動(dòng)船或居民，有一臺(tái)本淡化器，生活吃水問題就可解決。
海水自流淡化器發(fā)明的意義1、海水自流淡化器體積小，結(jié)構(gòu)和工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，利用廢熱不消耗常規(guī)能源，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，適合機(jī)動(dòng)船和一般居民、漁民家庭使用。如有條件，可采用多臺(tái)生產(chǎn)。目前有很多機(jī)動(dòng)船的冷卻熱海水未能充分利用。另外，據(jù)浙江省1986年調(diào)查統(tǒng)計(jì)，浙江海島缺水人口近60萬，其中舟山市有16.8萬人，日均用水量只有5至15公斤。旱季水價(jià)昂貴。如用本淡化器補(bǔ)助缺水的不足，確是極受群眾歡迎的事。如果海上機(jī)動(dòng)船、海島和沿海居民、漁民家庭都普遍使用本淡化器，那么取得總淡水產(chǎn)量就大為可觀；同時(shí)，可使腸道傳染病發(fā)病率大大降低。
2、本淡化器的發(fā)明，為海島和沿海居民、漁民等普遍采用太陽能淡化海水創(chuàng)造了有利條件，由于傳統(tǒng)式的太陽能海水淡化方法，不消耗外加能量，操作費(fèi)用省，設(shè)備也比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以，一直沿用至今。但由于此法裝置占地面積和設(shè)備太大，一般居民采用有困難；如果采用本淡化器就可克服此難題。使用本淡化器采用太陽能生產(chǎn)淡水時(shí)，可將地面上任何地方由太陽能加熱過的熱海水就地輸入本淡化器，利用背陰、通風(fēng)或地下水冷卻，即可得淡水。還可以將太陽能加熱過的熱海水保溫儲(chǔ)存使用，延長作業(yè)時(shí)間，增加淡水產(chǎn)量；不受日照時(shí)間的限制?？磥?，很可能，使用海水自流淡化器是群眾利用太陽能掌握海水淡化技術(shù)的一個(gè)有效途徑。
權(quán)利要求1.一種海水自流淡化器，其特征在于它包括淡化管束[1]，淡化管束固定在管板[2]上，并設(shè)有外殼[3]，外殼內(nèi)由上下管板分隔成熱海水分配室[4]、冷卻室[5]、淡水匯集室[6]和濃海水匯集室[7]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水自流淡化器，其特征在于所說的淡化管包括中心自流柱［13］和冷凝管［14］，冷凝管采用玻璃管或合金管，自流柱上端固定在管板上，自流柱與管板連接處開有熱海水進(jìn)水孔［16］，并與熱海水分配室相通，自流柱下端設(shè)有漏斗形濃海水接水管［17］，并與濃海水匯集室相通，淡化管下端與管板連接處開有淡水出水孔［18］，并與淡水匯集室相通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種海水自流淡化器，它包括淡化管束，管束兩端固定在管板上，設(shè)有外殼，殼內(nèi)由管板分隔成熱海水分配室、冷卻室、淡水匯集室及濃海水匯集室。淡化管包括中心自流柱和冷凝管。自流柱上端與管板連接處有進(jìn)水孔，下端有漏斗形接水管，淡化管下端有淡水孔，分別與淡化器相應(yīng)的分配室、匯集室相通。本淡化器體積小、成本低，用廢熱、太陽能淡化海水不耗常規(guī)能源，很經(jīng)濟(jì)。
文檔編號(hào)C02F1/18GK2069852SQ8921968
公開日1991年1月23日 申請(qǐng)日期1989年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月12日
發(fā)明者薛善夫 申請(qǐng)人:薛善夫