專利名稱：自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，特別涉及一種利用冷凝豎 板逐層包圍在儲熱水箱周圍組成的蒸發(fā)冷凝結(jié)構(gòu)獲得淡水的蒸餾裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
淡水是人類社會賴以生存和發(fā)展的基本物質(zhì)之一。地球上的總水量約有近14億 立方千米。然而，含鹽度很高的海水占據(jù)了地球上總水量的97%以上，僅剩的不到3%的 淡水也有3/4被凍結(jié)在地球的兩極和高寒地帶的冰川中，剩下存在于河流、湖泊和可供人 類直接利用的地下淡水已不足0. 36 %。就人均占有量來說，中國在淡水資源方面是一個窮 國，人均占有水量只居世界的第88位。因此，解決淡水的供應(yīng)不足是我國面臨的一個嚴峻 問題。為了增大淡水的供應(yīng)，除了采用常規(guī)的措施，比如就近引水或跨流域引水之外，一條 有利的途徑就是就近進行海水或苦咸水的淡化，對于一些用水量分散而且偏遠的地區(qū)更是 如此。對海水進行淡化的方法很多，但常規(guī)的方法，如蒸餾法、離子交換法、滲析法、反滲 透膜法以及冷凍法等，都要消耗大量的燃料或電力。據(jù)報道，現(xiàn)在全世界每年用于海水淡化 需要消耗原油約1億3千萬噸。即使人們支付得起這筆燃料的費用，地球的溫室效應(yīng)、空氣 污染等也告示人們必須謹慎從事。因此，尋求用太陽能或其他工業(yè)余熱等來進行海水淡化， 乃是解決淡水缺乏或供應(yīng)不足的重要途徑之一。目前我國使用的海水淡化裝置主要有兩類，其一是以多級閃蒸為代表的、與大型 發(fā)電廠相結(jié)合的大型海水淡化裝置(包括遠洋輪船和大型軍艦上使用的沸騰式海水淡化 裝置)；其二是以反滲透膜為代表的隔膜式海水淡化裝置。以上兩類裝置都有其缺點，前者 不利于小型化，而且需要消耗大量的熱能；后者需要嚴格的海水預(yù)處理，需要消耗大量的電 能，而且其膜的使用壽命較短，因而裝置的運行成本較高。另外，兩類裝置中海水的存量太 多，致使其熱惰性大，限制了其運行溫度的降低；蒸汽的凝結(jié)潛熱未被重復(fù)利用，因而限制 了其性能。因此開發(fā)中小型的、可利用太陽能或其他工業(yè)余熱(比如中小型船上柴油機余 熱)驅(qū)動的高效緊奏式海水(或苦咸水)淡化裝置一直是這一領(lǐng)域的熱門話題。但目前利 用太陽能或其他工業(yè)余熱驅(qū)動的淡化裝置存在能量利用率低、冷凝不充分、原水熱惰性過 大而延長了裝置的出水時間等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中海水或苦咸水的淡化裝置能量利用率低、水 蒸氣冷凝不充分、原水熱惰性大的缺陷，提供了一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置。 所述蒸餾裝置利用冷凝豎板逐層包圍在儲熱水箱周圍組成蒸發(fā)冷凝結(jié)構(gòu)，能夠充分利用儲 熱水箱的供熱，并重復(fù)利用蒸汽凝結(jié)成淡水過程放出的潛熱，同時減少了原水的熱惰性，具 有能量利用率高、產(chǎn)水量快而大的特點。另外，所述蒸餾裝置采用多層小槽式結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)槽，實現(xiàn)自儲水功能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供下述技術(shù)方案—種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，包括過量原水輸出管路、過量原水收 集槽、儲熱水箱、蒸發(fā)槽、上蓋板、冷凝豎板、溢流閥、原水進水管路、淡水收集槽、下蓋板、淡 水輸出管路和進/排水閥；所述儲熱水箱位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最 內(nèi)層即第一層冷凝豎板包圍在儲熱水箱外側(cè)，其余各層冷凝豎板依次包圍在上一層冷凝豎 板外側(cè)；蒸發(fā)槽固定連接在儲熱水箱外壁和冷凝豎板外壁上；最外層冷凝豎板為所述蒸餾 裝置的外殼，其外側(cè)無蒸發(fā)槽；儲熱水箱和冷凝豎板的上端與上蓋板密閉連接，儲熱水箱和 冷凝豎板的下端與下蓋板密閉連接；過量原水輸出管路的各條支路分別穿過下蓋板，伸入 儲熱水箱和最內(nèi)層冷凝豎板之間靠近儲熱水箱外壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板之間靠近冷凝 豎板外壁一側(cè)(不包括最外層冷凝豎板)；過量原水收集槽位于儲熱水箱外壁末端一格蒸 發(fā)槽的下方，以及冷凝豎板外壁末端一格蒸發(fā)槽的下方(不包括最外層冷凝豎板)，過量原 水收集槽與過量原水輸出管路的支路連通；淡水輸出管路的各條支路分別穿過下蓋板，伸 入儲熱水箱和最內(nèi)層冷凝豎板之間靠近儲熱水箱內(nèi)壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板之間靠近冷 凝豎板內(nèi)壁的一側(cè)；淡水收集槽位于冷凝豎板內(nèi)壁末端，與淡水輸出管路的支路連通；原 水進水管路的各條支路分別穿過上蓋板，伸入儲熱水箱和冷凝豎板外壁頂端一格蒸發(fā)槽的 上方；溢流閥位于儲熱水箱的頂部；進/排水閥位于儲熱水箱的底部；加熱裝置的加熱端伸 入儲熱水箱的導(dǎo)熱工質(zhì)中。其中，所述的儲熱水箱的水平截面為任意形狀，優(yōu)選為圓形、橢圓形、矩形或三角 形；儲熱水箱中的導(dǎo)熱工質(zhì)為導(dǎo)熱流動性能良好且化學(xué)性能穩(wěn)定的液體，優(yōu)選為水。所述冷凝豎板為1層以上；冷凝豎板的壁面形狀為為直線或各種曲線，各種壁面 形狀的冷凝豎板單一或混合使用；冷凝豎板的水平截面可以為任意形狀，優(yōu)選為圓形、橢圓 形、矩形或三角形；冷凝豎板的材料為導(dǎo)熱性好、力學(xué)性能好、耐熱耐腐蝕性好的材料，優(yōu)選 為玻璃、銅或不銹鋼板，不同材質(zhì)的冷凝豎板單一或混合使用。所述蒸發(fā)槽為1格以上，各格蒸發(fā)槽在儲熱水箱外壁和冷凝豎板外壁上自上而下 排列；蒸發(fā)槽的垂直截面形狀為使其能夠儲水且所儲水能與冷凝傳熱界面相接觸的任意形 狀，蒸發(fā)槽(4)的垂直截面形狀優(yōu)選為三角形或矩形。每1格蒸發(fā)槽外沿設(shè)有1個導(dǎo)流裝置，該導(dǎo)流裝置使得每1格蒸發(fā)槽中的原水滿 后，溢出的原水會自動流到下方一格蒸發(fā)槽中，依次進行，直至每格蒸發(fā)槽都裝滿原水，使 蒸發(fā)槽中的原水充分覆蓋整個冷凝豎板和儲熱水箱的外壁；導(dǎo)流裝置為1個以上；導(dǎo)流裝 置為缺口式導(dǎo)流裝置、圓孔式導(dǎo)流裝置、槽式導(dǎo)流裝置或管式導(dǎo)流裝置其中之一。所述過量原水收集槽為1個以上；淡水收集槽為1個以上。所述的儲熱水箱加熱裝置的熱源優(yōu)選為太陽能集熱裝置收集的熱能、工業(yè)廢水?dāng)y 帶的熱能或工業(yè)廢氣攜帶的熱能。本發(fā)明一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置在工作時所述蒸發(fā)槽中的原水 經(jīng)進水管路輸入，將每格蒸發(fā)槽填滿，使原水充分覆蓋整個儲熱水箱和冷凝豎板的外壁；啟 動加熱裝置產(chǎn)生熱量，熱量通過加熱裝置的加熱端將儲熱水箱內(nèi)的導(dǎo)熱工質(zhì)加熱，熱量通 過儲熱水箱的內(nèi)壁傳熱到儲熱水箱的外壁，加熱儲熱水箱的外壁上蒸發(fā)槽內(nèi)的原水，所述 蒸發(fā)槽內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與儲熱水箱相鄰的最內(nèi)層冷凝豎板內(nèi)壁上，蒸汽在最內(nèi)層冷
5凝豎板內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時釋放潛熱傳到最內(nèi)層冷凝豎板的外壁，加熱最內(nèi)層 冷凝豎板外壁上蒸發(fā)槽內(nèi)的原水，所述蒸發(fā)槽內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與其相鄰的第二層冷 凝豎板內(nèi)壁上，蒸汽在第二層冷凝豎板內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時釋放潛熱傳到第二 層冷凝豎板的外壁，加熱第二層冷凝豎板外壁上的蒸發(fā)槽內(nèi)的原水，熱能以這種方式在儲 熱水箱和最內(nèi)層冷凝豎板之間以及各層冷凝豎板之間被逐級利用，最終流經(jīng)最外層冷凝豎 板壁面耗散在大氣中。所述淡水沿冷凝豎板內(nèi)壁流至淡水收集槽，通過淡水收集槽相連的 淡水輸出管路輸出蒸餾裝置之外；蒸發(fā)掉的原水通過原水進水管路輸入補充至蒸發(fā)槽中； 所述的儲熱水箱中的導(dǎo)熱工質(zhì)通過進/排水閥輸入/輸出；儲熱水箱中導(dǎo)熱工質(zhì)的壓力通 過溢流閥來控制。有益效果1.使用豎板冷凝替代了傳統(tǒng)的橫板冷凝，冷凝過程熱阻小；2.同時冷凝豎板逐層包圍在儲熱水箱周圍，散熱損失小，最大程度的利用了儲熱 水箱供給的熱量，并重復(fù)利用了水蒸氣的凝結(jié)潛熱，大大降低了蒸發(fā)槽中原水的熱容量；3.熱量損失小，能量利用率高、產(chǎn)水量快而大；4.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，獨立性好，操作維修簡便。


圖1為本發(fā)明一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖①。圖2為所述圖1的A-A方向水平剖面圖①。圖3為所述圖1的A-A方向水平剖面圖②。圖4為所述圖1的A-A方向水平剖面圖③。圖5為本發(fā)明一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖②。圖6為本發(fā)明一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖③。圖7為加熱裝置為太陽能集熱器的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為加熱裝置為熱管路的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。圖9為加熱裝置為加熱棒的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。圖10為所述圖1、5、6、7、8、9中用I表示的缺口式導(dǎo)流裝置左視圖局部放大圖。圖11為所述圖1、5、6、7、8、9中用I表示的圓孔式導(dǎo)流裝置左視圖局部放大圖。圖12為所述圖1、5、6、7、8、9中用I表示的槽式導(dǎo)流裝置左視圖局部放大圖。圖13為所述圖1、5、6、7、8、9中用I表示的管式導(dǎo)流裝置左視圖局部放大圖。圖中1-過量原水輸出管路，2-過量原水收集槽，3-儲熱水箱，4-蒸發(fā)槽，5-上蓋 板，6-冷凝豎板，7-溢流閥，8-原水進水管路，9-淡水收集槽，10-下蓋板，11-淡水輸出管 路，12-進、排水閥，13-導(dǎo)流裝置，14-加熱裝置，15-循環(huán)泵。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式作進一步詳細說明
實施例1根據(jù)說明書附圖7、附圖2和附圖12所示，本實施例的一種自儲水式多級豎壁降膜 凝結(jié)蒸餾裝置包括過量原水輸出管路1、過量原水收集槽2、儲熱水箱3、蒸發(fā)槽4、上蓋板5、 冷凝豎板6、溢流閥7、原水進水管路8、淡水收集槽9、下蓋板10、淡水輸出管路11、進/排 水閥12、導(dǎo)流裝置13和加熱裝置14。所述儲熱水箱3位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最內(nèi)層即第一層 冷凝豎板6包圍在儲熱水箱3外側(cè)，其余各層冷凝豎板6依次包圍在上一層冷凝豎板6外 側(cè)；蒸發(fā)槽4固定連接在儲熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上，每1格蒸發(fā)槽4外沿設(shè)有1 個導(dǎo)流裝置13 ；最外層冷凝豎板6為所述蒸餾裝置的外殼，其外側(cè)無蒸發(fā)槽4 ；儲熱水箱3 和冷凝豎板6的上端與上蓋板5密閉連接，儲熱水箱3和冷凝豎板6的下端與下蓋板10密 閉連接；過量原水輸出管路1的各條支路分別穿過下蓋板10，伸入儲熱水箱3和最內(nèi)層冷 凝豎板6之間靠近儲熱水箱3外壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板6之間靠近冷凝豎板6外壁一 側(cè)(不包括最外層冷凝豎板6)；過量原水收集槽2位于儲熱水箱3外壁末端一格蒸發(fā)槽4 的下方，以及冷凝豎板6外壁末端一格蒸發(fā)槽4的下方(不包括最外層冷凝豎板6)，過量原 水收集槽2與過量原水輸出管路1的支路連通；淡水輸出管路11的各條支路分別穿過下蓋 板10，伸入儲熱水箱3和最內(nèi)層冷凝豎板6之間靠近儲熱水箱3內(nèi)壁一側(cè)，以及各層冷凝豎 板6之間靠近冷凝豎板6內(nèi)壁的一側(cè)；淡水收集槽9位于冷凝豎板6內(nèi)壁末端，與淡水輸出 管路11的支路連通；原水進水管路8的各條支路分別穿過上蓋板5，伸入儲熱水箱3和冷 凝豎板6外壁頂端一格蒸發(fā)槽4的上方；溢流閥7位于儲熱水箱3的頂部；進/排水閥12 位于儲熱水箱3的底部；加熱裝置14的加熱端伸入儲熱水箱3的導(dǎo)熱工質(zhì)中。其中，所述儲熱水箱3 水平截面圓形，其中的導(dǎo)熱工質(zhì)為原水；冷凝豎板6 層數(shù) 為3層，壁面形狀為直線，水平截面為圓形；最外層冷凝豎板6的材料為玻璃，其它兩層冷凝 豎板6的材料為不銹鋼；蒸發(fā)槽4 垂直截面為45度的三角形；儲熱水箱3外壁上有16格 蒸發(fā)槽4，冷凝豎板6外壁上有8格蒸發(fā)槽4，各格蒸發(fā)槽4在儲熱水箱3外壁和冷凝豎板 6外壁上自上而下排列，每1格蒸發(fā)槽4外沿設(shè)有1個槽式導(dǎo)流裝置13 ；過量原水收集槽2 為3個；淡水收集槽9為3個；所述加熱裝置14為太陽能集熱器。本實施例一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置在工作時所述蒸發(fā)槽4中的 原水經(jīng)進水管路8輸入，將每格蒸發(fā)槽4填滿，使原水充分覆蓋整個儲熱水箱3和冷凝豎板 6的外壁；加熱裝置14，即太陽能集熱器收集太陽能光并將其高效轉(zhuǎn)化為熱能，當(dāng)導(dǎo)熱工質(zhì) 經(jīng)過加熱裝置14內(nèi)部時，帶走裝置14收集得到的熱能，自身溫度升高，導(dǎo)熱工質(zhì)在循環(huán)泵 15的驅(qū)動下，進入到儲熱水箱3中，導(dǎo)熱工質(zhì)將自身攜帶的熱量通過儲熱水箱3內(nèi)壁傳熱 到儲熱水箱3外壁，加熱儲熱水箱3外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，導(dǎo)熱工質(zhì)自身溫度降低，又 重新流經(jīng)裝置14內(nèi)部吸收熱量；所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與儲熱水箱3相鄰的 最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸汽在最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時釋放潛 熱傳到最內(nèi)層冷凝豎板6的外壁，加熱最內(nèi)層冷凝豎板6外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，所述蒸 發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與其相鄰的第二層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸汽在第二層冷凝豎板 6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時釋放潛熱傳到第二層冷凝豎板6的外壁，加熱第二層冷凝 豎板6外壁上的蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，熱能以這種方式在儲熱水箱3和3層冷凝豎板6之間 被逐級利用，最終將流經(jīng)最外層冷凝豎板6耗散在大氣中。所述淡水沿冷凝豎板6內(nèi)壁流至淡水收集槽9，通過與淡水收集槽9相連的淡水輸出管路11輸出蒸餾裝置之外；蒸發(fā)掉 的原水通過原水進水管路8輸入補充至蒸發(fā)槽4中；所述的儲熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)通過 進/排水閥12輸入/輸出；儲熱水箱3中導(dǎo)熱工質(zhì)的壓力通過溢流閥7來控制。此外，根據(jù)說明書附圖7、附圖3、附圖4、附圖5、附圖6、附圖10、附圖11和附圖13， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地進行簡單等效替換變形，將實施例1所述的一種自儲水式多級 豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置中的儲熱水箱3和冷凝豎板6的水平截面替換為方形或三角形；將 冷凝豎板6壁面形狀替換為波紋形，此時蒸發(fā)槽4垂直截面形狀為不規(guī)則四邊形，將冷凝豎 板6壁面形狀替換為折板形，此時蒸發(fā)槽4的橫截面形狀為鈍角三角形；將導(dǎo)流裝置13替 換為圓孔式、槽式或管式導(dǎo)流裝置13。實施例2根據(jù)說明書附圖8、附圖3和附圖11所示，本實施例的一種自儲水式多級豎壁降膜 凝結(jié)蒸餾裝置包括過量原水輸出管路1、過量原水收集槽2、儲熱水箱3、蒸發(fā)槽4、上蓋板5、 冷凝豎板6、溢流閥7、原水進水管路8、淡水收集槽9、下蓋板10、淡水輸出管路11、進/排 水閥12、導(dǎo)流裝置13和加熱裝置14。所述儲熱水箱3位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最內(nèi)層即第一層 冷凝豎板6包圍在儲熱水箱3外側(cè)，其余各層冷凝豎板6依次包圍在上一層冷凝豎板6外 側(cè)；蒸發(fā)槽4固定連接在儲熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上，每1格蒸發(fā)槽4外沿設(shè)有1 個導(dǎo)流裝置13 ；最外層冷凝豎板6為所述蒸餾裝置的外殼，其外側(cè)無蒸發(fā)槽4 ；儲熱水箱3 和冷凝豎板6的上端與上蓋板5密閉連接，儲熱水箱3和冷凝豎板6的下端與下蓋板10密 閉連接；過量原水輸出管路1的各條支路分別穿過下蓋板10，伸入儲熱水箱3和最內(nèi)層冷 凝豎板6之間靠近儲熱水箱3外壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板6之間靠近冷凝豎板6外壁一 側(cè)(不包括最外層冷凝豎板6)；過量原水收集槽2位于儲熱水箱3外壁末端一格蒸發(fā)槽4 的下方，以及冷凝豎板6外壁末端一格蒸發(fā)槽4的下方(不包括最外層冷凝豎板6)，過量原 水收集槽2與過量原水輸出管路1的支路連通；淡水輸出管路11的各條支路分別穿過下蓋 板10，伸入儲熱水箱3和最內(nèi)層冷凝豎板6之間靠近儲熱水箱3內(nèi)壁一側(cè)，以及各層冷凝豎 板6之間靠近冷凝豎板6內(nèi)壁的一側(cè)；淡水收集槽9位于冷凝豎板6內(nèi)壁末端，與淡水輸出 管路11的支路連通；原水進水管路8的各條支路分別穿過上蓋板5，伸入儲熱水箱3和冷 凝豎板6外壁頂端一格蒸發(fā)槽4的上方；溢流閥7位于儲熱水箱3的頂部；進/排水閥12 位于儲熱水箱3的底部；加熱裝置14的加熱端伸入儲熱水箱3的導(dǎo)熱工質(zhì)中。其中，所述儲熱水箱3 水平截面方形，其中的導(dǎo)熱工質(zhì)為原水；冷凝豎板6 層數(shù) 為3層，壁面形狀為直線，水平截面為方形；冷凝豎板6的材料為不銹鋼；蒸發(fā)槽4 垂直截 面為45度的三角形；儲熱水箱3外壁上有16格蒸發(fā)槽4，冷凝豎板6外壁上有8格蒸發(fā)槽 4，各格蒸發(fā)槽4在儲熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上自上而下排列，每1格蒸發(fā)槽4外 沿設(shè)有1個圓孔形導(dǎo)流裝置13 ；過量原水收集槽2為3個；淡水收集槽9為3個；所述加熱 裝置14為熱管路。本實施例一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置在工作時所述蒸發(fā)槽4中的 原水經(jīng)進水管路8輸入，將每格蒸發(fā)槽4填滿，使原水充分覆蓋整個儲熱水箱3和冷凝豎板 6的外壁；超過60°C的工業(yè)廢水通過循環(huán)泵15通入加熱裝置14即熱管路中，熱管路伸入儲 熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)原水進行熱交換，導(dǎo)熱工質(zhì)自身溫度升高，導(dǎo)熱工質(zhì)將自身攜帶的熱量通過儲熱水箱3內(nèi)壁傳熱到儲熱水箱3外壁，加熱儲熱水箱3外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原 7jC，所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與儲熱水箱3相鄰的最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸 汽在最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時釋放潛熱傳到最內(nèi)層冷凝豎板6的 外壁，加熱最內(nèi)層冷凝豎板6外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā) 到與其相鄰的第二層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸汽在第二層冷凝豎板6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡 水，同時釋放潛熱傳到第二層冷凝豎板6的外壁，加熱第二層冷凝豎板6外壁上的蒸發(fā)槽4 內(nèi)的原水，熱能以這種方式在儲熱水箱3和3層冷凝豎板6之間被逐級利用，最終將流經(jīng)最 外層冷凝豎板6耗散在大氣中。所述淡水沿冷凝豎板6內(nèi)壁流至淡水收集槽9，通過與淡 水收集槽9相連的淡水輸出管路11輸出蒸餾裝置之外；蒸發(fā)掉的原水通過原水進水管路8 輸入補充至蒸發(fā)槽4中；所述的儲熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)通過進/排水閥12輸入/輸出； 儲熱水箱3中導(dǎo)熱工質(zhì)的壓力通過溢流閥7來控制。此外，根據(jù)說明書附圖8、附圖2、附圖4、附圖5、附圖6、附圖10、附圖12和附圖13，
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地進行簡單等效替換變形，將實施例2所述的一種自儲水式多級 豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置中的儲熱水箱3和冷凝豎板6的水平截面替換為圓形或三角形；將 冷凝豎板6壁面形狀替換為波紋形，此時蒸發(fā)槽4橫截面形狀為不規(guī)則四邊形，將冷凝豎板 6壁面形狀替換為折板形，此時蒸發(fā)槽4的橫截面形狀為鈍角三角形；將導(dǎo)流裝置13替換 為缺口式、槽式或管式導(dǎo)流裝置13，加熱裝置14的熱源替換為60°C以上的工業(yè)廢氣。實施例3如說明書附圖9、附圖3和附圖10所示，本實施例的一種自儲水式多級豎壁降膜凝 結(jié)蒸餾裝置包括過量原水輸出管路1、過量原水收集槽2、儲熱水箱3、蒸發(fā)槽4、上蓋板5、冷 凝豎板6、溢流閥7、原水進水管路8、淡水收集槽9、下蓋板10、淡水輸出管路11、進/排水 閥12、倒流裝置13和加熱裝置14。所述儲熱水箱3位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最內(nèi)層即第一層 冷凝豎板6包圍在儲熱水箱3外側(cè)，其余各層冷凝豎板6依次包圍在上一層冷凝豎板6外 側(cè)；蒸發(fā)槽4固定連接在儲熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上，每1格蒸發(fā)槽4外沿設(shè)有1 個導(dǎo)流裝置13 ；最外層冷凝豎板6為所述蒸餾裝置的外殼，其外側(cè)無蒸發(fā)槽4 ；儲熱水箱3 和冷凝豎板6的上端與上蓋板5密閉連接，儲熱水箱3和冷凝豎板6的下端與下蓋板10密 閉連接；過量原水輸出管路1的各條支路分別穿過下蓋板10，伸入儲熱水箱3和最內(nèi)層冷 凝豎板6之間靠近儲熱水箱3外壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板6之間靠近冷凝豎板6外壁一 側(cè)(不包括最外層冷凝豎板6)；過量原水收集槽2位于儲熱水箱3外壁末端一格蒸發(fā)槽4 的下方，以及冷凝豎板6外壁末端一格蒸發(fā)槽4的下方(不包括最外層冷凝豎板6)，過量原 水收集槽2與過量原水輸出管路1的支路連通；淡水輸出管路11的各條支路分別穿過下蓋 板10，伸入儲熱水箱3和最內(nèi)層冷凝豎板6之間靠近儲熱水箱3內(nèi)壁一側(cè)，以及各層冷凝豎 板6之間靠近冷凝豎板6內(nèi)壁的一側(cè)；淡水收集槽9位于冷凝豎板6內(nèi)壁末端，與淡水輸出 管路11的支路連通；原水進水管路8的各條支路分別穿過上蓋板5，伸入儲熱水箱3和冷 凝豎板6外壁頂端一格蒸發(fā)槽4的上方；溢流閥7位于儲熱水箱3的頂部；進/排水閥12 位于儲熱水箱3的底部；加熱裝置14的加熱端伸入儲熱水箱3的導(dǎo)熱工質(zhì)中。其中，所述儲熱水箱3 水平截面方形，其中的導(dǎo)熱工質(zhì)為原水；冷凝豎板6 層數(shù) 為3層，壁面形狀為直線，水平截面為方形；冷凝豎板6的材料為不銹鋼；蒸發(fā)槽4 垂直截面為45度的三角形；儲熱水箱3外壁上有16格蒸發(fā)槽4，冷凝豎板6外壁上有8格蒸發(fā)槽 4，各格蒸發(fā)槽4在儲熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上自上而下排列，每1格蒸發(fā)槽4外 沿設(shè)有1個缺口式導(dǎo)流裝置13 ；過量原水收集槽2為3個；淡水收集槽9為3個；所述加熱 裝置14為加熱棒。本實施例一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置在工作時所述蒸發(fā)槽4中的 原水經(jīng)進水管路8輸入，將每格蒸發(fā)槽4填滿，使原水充分覆蓋整個儲熱水箱3和冷凝豎板 6的外壁；啟動加熱裝置14即加熱棒的電源，使加熱棒發(fā)熱，與儲熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)原 水進行熱交換，導(dǎo)熱工質(zhì)自身溫度升高，導(dǎo)熱工質(zhì)將自身攜帶的熱量通過儲熱水箱3內(nèi)壁 傳熱到儲熱水箱3外壁，加熱儲熱水箱3外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水 受熱，蒸發(fā)到與儲熱水箱3相鄰的最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸汽在最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁 上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時釋放潛熱傳到最內(nèi)層冷凝豎板6的外壁，加熱最內(nèi)層冷凝豎板6 外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與其相鄰的第二層冷凝豎板 6內(nèi)壁上，蒸汽在第二層冷凝豎板6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時釋放潛熱傳到第二層冷 凝豎板6的外壁，加熱第二層冷凝豎板6外壁上的蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，熱能以這種方式在儲 熱水箱3和3層冷凝豎板6之間被逐級利用，最終將流經(jīng)最外層冷凝豎板6耗散在大氣中。 所述淡水沿冷凝豎板6內(nèi)壁流至淡水收集槽9，通過與淡水收集槽9相連的淡水輸出管路 11輸出蒸餾裝置之外；蒸發(fā)掉的原水通過原水進水管路8輸入補充至蒸發(fā)槽4中；所述的 儲熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)通過進/排水閥12輸入/輸出；儲熱水箱3中導(dǎo)熱工質(zhì)的壓力通 過溢流閥7來控制。此外，根據(jù)說明書附圖9、附圖2、附圖4、附圖5、附圖6、附圖11、附圖12和附圖13，
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地進行簡單等效替換變形，將實施例2所述的一種自儲水式多級 豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置中的儲熱水箱3和冷凝豎板6的水平截面替換為圓形或三角形；將 冷凝豎板6壁面形狀替換為波紋形，此時蒸發(fā)槽4橫截面形狀為不規(guī)則四邊形，將冷凝豎板 6壁面形狀替換為折板形，此時蒸發(fā)槽4的橫截面形狀為鈍角三角形；將導(dǎo)流裝置13替換 為缺口式、圓孔式或管式導(dǎo)流裝置13。雖然結(jié)合了附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不 脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護 范圍。
10
權(quán)利要求
一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，包括過量原水輸出管路(1)、過量原水收集槽(2)、儲熱水箱(3)、蒸發(fā)槽(4)、上蓋板(5)、冷凝豎板(6)、溢流閥(7)、原水進水管路(8)、淡水收集槽(9)、下蓋板(10)、淡水輸出管路(11)和進/排水閥(12)，其特征在于所述儲熱水箱(3)位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最內(nèi)層即第一層冷凝豎板(6)包圍在儲熱水箱(3)外側(cè)，其余各層冷凝豎板(6)依次包圍在上一層冷凝豎板(6)外側(cè)；蒸發(fā)槽(4)固定連接在儲熱水箱(3)外壁和冷凝豎板(6)外壁上；最外層冷凝豎板(6)為所述蒸餾裝置的外殼，其外側(cè)無蒸發(fā)槽(4)；儲熱水箱(3)和冷凝豎板(6)的上端與上蓋板(5)密閉連接，儲熱水箱(3)和冷凝豎板(6)的下端與下蓋板(10)密閉連接；過量原水輸出管路(1)的各條支路分別穿過下蓋板(10)，伸入儲熱水箱(3)和最內(nèi)層冷凝豎板(6)之間靠近儲熱水箱(3)外壁的一側(cè)，以及各層冷凝豎板(6)之間靠近冷凝豎板(6)外壁的一側(cè)；過量原水收集槽(2)位于儲熱水箱(3)外壁末端一格蒸發(fā)槽(4)的下方，以及冷凝豎板(6)外壁末端一格蒸發(fā)槽(4)的下方，過量原水收集槽(2)與過量原水輸出管路(1)的支路連通；淡水輸出管路(11)的各條支路分別穿過下蓋板(10)，伸入儲熱水箱(3)和最內(nèi)層冷凝豎板(6)之間靠近儲熱水箱(3)內(nèi)壁的一側(cè)，以及各層冷凝豎板(6)之間靠近冷凝豎板(6)內(nèi)壁的一端；淡水收集槽(9)位于冷凝豎板(6)內(nèi)壁末端，與淡水輸出管路(11)的支路連通；原水進水管路(8)的各條支路分別穿過上蓋板(5)，伸入儲熱水箱(3)和冷凝豎板(6)外壁頂端一格蒸發(fā)槽(4)的上方；溢流閥(7)位于儲熱水箱(3)的頂部；進/排水閥(12)位于儲熱水箱(3)的底部；加熱裝置(14)的加熱端伸入儲熱水箱(3)的導(dǎo)熱工質(zhì)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于所 述儲熱水箱(3)的水平截面為任意形狀，優(yōu)選為圓形、橢圓形、矩形或三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于 儲熱水箱(3)中的導(dǎo)熱工質(zhì)為導(dǎo)熱流動性能良好且化學(xué)性能穩(wěn)定的液體，優(yōu)選為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于所 述冷凝豎板(6)為1層以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于 所訴冷凝豎板(6)的壁面形狀為直線或各種曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于 各種壁面形狀的冷凝豎板(6)單一或混合使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于 所述冷凝豎板(6)的水平截面為任意形狀，優(yōu)選為圓形、橢圓形、矩形或三角形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于 所述冷凝豎板(6)的材料為導(dǎo)熱性好、力學(xué)性能好、耐熱耐腐蝕性好的材料，優(yōu)選為玻璃、 銅或不銹鋼板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于 不同材質(zhì)的冷凝豎板(6)單一或混合使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于所 述蒸發(fā)槽⑷為1格以上，各格蒸發(fā)槽⑷在儲熱水箱⑶外壁和冷凝豎板(6)外壁上自 上而下排列。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在 于所述蒸發(fā)槽(4)的垂直截面形狀為使其能夠儲水且所儲水能與冷凝傳熱界面相接觸的 任意形狀，蒸發(fā)槽(4)的垂直截面形狀優(yōu)選為三角形或矩形。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于每 1格蒸發(fā)槽(4)外沿設(shè)有1個導(dǎo)流裝置(13)，導(dǎo)流裝置(13)為1個以上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于 導(dǎo)流裝置(13)為缺口式導(dǎo)流裝置(13)、圓孔式導(dǎo)流裝置(13)、槽式導(dǎo)流裝置(13)或管式 導(dǎo)流裝置(13)其中之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于過 量原水收集槽⑵為1個以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于淡 水收集槽(9)為1個以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自儲水式多級豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。所述蒸餾裝置的冷凝豎板包圍在儲熱水箱周圍，蒸發(fā)槽固定在儲熱水箱和冷凝豎板外壁上，上、下蓋板密封蒸餾裝置兩端，過量原水輸出管路伸入靠近儲熱水箱和冷凝豎板外壁一側(cè)與位于蒸發(fā)槽下方的過量原水收集槽連通，淡水輸出管路伸入冷凝豎板內(nèi)壁一側(cè)與位于冷凝豎板內(nèi)壁末端的淡水收集槽連通；原水進水管路伸入蒸發(fā)槽上方；溢流閥位于儲熱水箱頂部；進/排水閥位于儲熱水箱底部；加熱裝置伸入儲熱水箱的導(dǎo)熱工質(zhì)中。本發(fā)明解決了現(xiàn)有海水或苦咸水淡化裝置能量利用率低、水蒸氣冷凝不充分、原水熱惰性大的缺陷，具有能量利用率高、產(chǎn)水量快而大的特點。
文檔編號C02F1/04GK101921005SQ20101024106
公開日2010年12月22日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者劉豫東, 謝果, 鄭宏飛, 陶濤 申請人:北京理工大學(xué);深圳市和平臥龍科技有限公司