一種斯特林熱泵多級蒸餾海水淡化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種斯特林熱泵多級蒸餾海水淡化裝置，蒸發(fā)槽水平放置，隔板將蒸發(fā)槽分隔成多級底部連通的蒸發(fā)室。第一級蒸發(fā)室內(nèi)有頂端連通第一級蒸發(fā)室上部空間，底端與熱水箱頂部連通汽加熱管。斯特林熱泵、熱水箱、溫水箱安裝在蒸發(fā)槽下面。斯特林熱泵居中，熱水箱、溫水箱在斯特林熱泵兩端。斯特林熱泵的熱量流出端置于熱水箱內(nèi)，斯特林熱泵的熱量流入端置于溫水箱內(nèi)。熱水箱和溫水箱連通，海鹽排出閥安裝在第一級蒸發(fā)室底部。斯特林熱泵將熱量不斷從溫水箱輸運(yùn)到熱水箱加熱水產(chǎn)生蒸汽，并進(jìn)入汽加熱管加熱海水。然后進(jìn)入多級蒸餾，各級蒸餾水都流入溫水箱得到淡水。海鹽經(jīng)海鹽排出閥排出。
【專利說明】一種斯特林熱泵多級蒸餾海水淡化裝置
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海水淡化裝置，具體為一種斯特林熱泵多級蒸餾海水淡化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]海水淡化是解決人類水危機(jī)的最終選擇。海水淡化技術(shù)種類很多，但目前投入商業(yè)運(yùn)營的只有膜法和熱法兩種。膜法的關(guān)鍵在于膜的性能和高壓泵的能耗；熱法的關(guān)鍵在于熱的成本及熱利用效率。斯特林熱泵作熱源，提供了一種用電作熱源的海水淡化新方法。熱泵制熱系數(shù)在4左右，能獲得較低成本的熱量；多級蒸餾多次利用蒸汽凝結(jié)潛熱，具有較高的熱利用效率。中國發(fā)明專利《一種斯特林熱泵海水淡化裝置》(專利號201310330716.3)通過設(shè)置空氣流動通道，在斯特林熱泵熱量流出端加熱蒸發(fā)海水，在斯特林熱泵熱量流入端冷凝水蒸汽，實(shí)現(xiàn)海水和固態(tài)海鹽分離。是不同于多級閃蒸法和多效蒸餾法的加濕除濕法。該裝置有且只有一次蒸發(fā)和一次冷凝，潛熱不能多次利用。中國發(fā)明專利《一種多級蒸餾溫?zé)醿羲畽C(jī)》(專利號201410499515.0)按溫度梯度，多次利用蒸汽凝結(jié)放出的潛熱加熱蒸發(fā)，獲得更多冷凝水，是一種常壓蒸餾裝置，其結(jié)構(gòu)極其簡單。整合兩項(xiàng)發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，完全可以設(shè)計出一種高效節(jié)能、用途廣泛的海水淡化裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是設(shè)置一個具有多級蒸發(fā)室的蒸發(fā)槽，在蒸發(fā)槽一端下面設(shè)熱水箱和海鹽排出閥，蒸發(fā)槽另一端下面設(shè)溫水箱，將斯特林熱泵熱量流出端置于熱水箱內(nèi)，將斯特林熱泵熱量流入端置于溫水箱內(nèi)，在蒸發(fā)槽底部布置蒸餾水流出通道及水流入通道，用水位控制器控制槽內(nèi)水位，構(gòu)成一種將海水分離成淡水和固態(tài)海鹽的海水淡化裝置。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:其結(jié)構(gòu)包括蒸發(fā)槽、汽加熱管、多組冷凝管、蒸餾水收集管、海水流入管、淡水輸出管、海鹽排出閥、斯特林熱泵、熱水箱、溫水箱、水位控制器、總控制箱。其特征在于:所述蒸發(fā)槽水平布置。蒸發(fā)槽下面的兩端部是熱水箱和溫水箱，中部是斯特林熱泵。斯特林熱泵的熱量流入端置于溫水箱內(nèi)。斯特林熱泵的熱量流出端置于熱水箱內(nèi)。熱水箱和溫水箱底部連通。蒸發(fā)槽被隔板分隔成多個底部連通的蒸發(fā)室。熱水箱頂?shù)钠訜峁苤糜谡舭l(fā)槽端部第一個蒸發(fā)室內(nèi)，汽加熱管頂端連通第一個蒸發(fā)室上部空間，汽加熱管底端與熱水箱頂部連通。裝有汽加熱管的蒸發(fā)室是第一級蒸發(fā)室，蒸發(fā)槽具有幾個蒸發(fā)室就為幾級蒸發(fā)。第二級蒸發(fā)室到最后一級蒸發(fā)室底部裝有蒸餾水收集管。冷凝管連通前一級蒸發(fā)室上部空間和本級蒸發(fā)室底部的蒸餾水收集管。最后一級蒸發(fā)室內(nèi)的蒸餾水收集管與溫水箱連通。最后一級蒸發(fā)室連通海水流入管。海鹽排出閥安在第一級蒸發(fā)室底部。斯特林熱泵接總控制箱電源，總控制箱接外電源。水位控制器安在最后一級蒸發(fā)室，水位控制器接總控制箱。溫水箱上部設(shè)淡水輸出管出口，淡水輸出管進(jìn)口通至溫水箱底部。
[0005]所述第一蒸發(fā)室底部傾斜，海鹽排出閥進(jìn)口設(shè)在最低處。
[0006]所述水位控制器控制蒸發(fā)槽內(nèi)水位不超過汽加熱管上部端口和冷凝管蒸汽進(jìn)口。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:一是整套裝置結(jié)構(gòu)緊湊，輔助系統(tǒng)少，在常壓下運(yùn)行，可靠性高。二是斯特林熱泵回收將輸出的淡水的熱量，使輸出的淡水溫度降至環(huán)境溫度，有效降溫，合理利用余熱。三是加熱的是淡水，加熱管不結(jié)垢。四是取開蒸發(fā)槽蓋板就能接觸到內(nèi)部所有部件，清洗維修方便。五是蒸汽潛熱多級利用，熱效率高。六是海水直接分離成淡水和海鹽，避免了濃鹽水污染環(huán)境，合理利用海水資源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0009]圖1是本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中，1、海鹽排出閥，2、熱水箱、3、熱水箱與溫水箱連通管，4、斯特林熱泵，5、溫水箱，6、蒸餾水收集管，7、淡水輸出管，8、海水流入管，9、第六級蒸發(fā)室冷凝管，10、第五級蒸發(fā)室冷凝管，11、第四級蒸發(fā)室冷凝管，12、第三級蒸發(fā)室冷凝管，13、第二級蒸發(fā)室冷凝管，14、汽加熱管。

【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1是本發(fā)明剖除蒸發(fā)槽側(cè)面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例有6級蒸發(fā)室。蒸發(fā)槽水平放置，斯特林熱泵4、熱水箱2、溫水箱5安裝在蒸發(fā)槽下面。斯特林熱泵4居中，熱水箱2、溫水箱5在斯特林熱泵4兩端。斯特林熱泵4的熱量流出端置于熱水箱2內(nèi)，斯特林熱泵4的熱量流入端置于溫水箱5內(nèi)。熱水箱2和溫水箱5由熱水箱與溫水箱連通管3連通。海鹽排出閥I安裝在第一級蒸發(fā)室底部最低處。海水流入管8連通最后一級蒸發(fā)室。第一級蒸發(fā)室內(nèi)有多根(圖中顯示出3根)汽加熱管14。汽加熱管14頂端連通第一個蒸發(fā)室上部空間，汽加熱管14底端與熱水箱2頂部連通。第二級蒸發(fā)室內(nèi)有第二級蒸發(fā)室冷凝管13。第三級蒸發(fā)室內(nèi)有第三級蒸發(fā)室冷凝管12。第四級蒸發(fā)室內(nèi)有第四級蒸發(fā)室冷凝管11。第五級蒸發(fā)室內(nèi)有第五級蒸發(fā)室冷凝管10。第六級蒸發(fā)室內(nèi)有第六級蒸發(fā)室冷凝管9。所有冷凝管都連通前一級蒸發(fā)室上部空間和本級蒸發(fā)室內(nèi)的蒸餾水收集管。蒸餾水收集管6在第二級至第六級蒸發(fā)室底部。第一級至第六級蒸發(fā)室下部連通。溫水箱5與蒸餾水收集管6連通，溫水箱5上部設(shè)淡水輸出管7的出水口。斯特林熱泵4接總控制箱電源。總控制箱外接電源。水位控制器安在第六級蒸發(fā)室，水位控制器接總控制箱。水位控制器必須保持水位不超過蒸發(fā)室冷凝管進(jìn)汽口和汽加熱管14頂端口。
[0012]本發(fā)明的工作過程是:首先向熱水箱2或溫水箱5注入純凈水，將斯特林熱泵4的熱量流入端和熱量流出端浸沒在水中。接通電源，啟動水位控制器，經(jīng)海水流入管8向第六級蒸發(fā)室注水。啟動斯特林熱泵4，熱量不斷從溫水箱5輸運(yùn)到熱水箱2。熱水箱2內(nèi)的水受熱蒸發(fā)成蒸汽進(jìn)入汽加熱管14，一部分蒸汽在汽加熱管14內(nèi)壁放熱凝結(jié)成水流回?zé)崴?，所放熱量在汽加熱管14外壁加熱海水，使其蒸發(fā)；其余部分蒸汽進(jìn)入第一蒸發(fā)室，并隨第一蒸發(fā)室內(nèi)蒸發(fā)的蒸汽進(jìn)入第二級蒸發(fā)室冷凝管13。進(jìn)入第二級蒸發(fā)室冷凝管13的蒸汽在管內(nèi)壁放熱凝結(jié)成水流入蒸餾水收集管6，所放熱量加熱外壁海水使其蒸發(fā)，產(chǎn)生第二級蒸發(fā)室內(nèi)的蒸汽。第二級蒸發(fā)室內(nèi)的蒸汽進(jìn)入下一級蒸發(fā)室冷凝管，并在管內(nèi)壁放熱凝結(jié)成水流入蒸餾水收集管6。所放熱量又加熱管外的水，使管外的水蒸發(fā)成蒸汽進(jìn)入下一蒸發(fā)室冷凝管。以此類推，蒸汽在各級蒸發(fā)室冷凝管內(nèi)凝結(jié)成水，所放潛熱在冷凝管外蒸發(fā)水，產(chǎn)生下一級所需蒸汽。所有冷凝水都流入蒸餾水收集管6后流入溫水箱5。經(jīng)淡水輸出管7流出淡化裝置。海水通過各蒸發(fā)室下部的海水流通道由第六級自動逐級補(bǔ)充。外部海水同時也向第六級蒸發(fā)室補(bǔ)充海水。隨著海水不斷蒸發(fā)，第一蒸發(fā)室底部逐漸析出固體海鹽。適時打開海鹽排出閥I排除海鹽。
【權(quán)利要求】
1.一種斯特林熱泵多級蒸餾海水淡化裝置，包括蒸發(fā)槽、汽加熱管、多組冷凝管、蒸餾水收集管、海水流入管、淡水輸出管、海鹽排出閥、斯特林熱泵、熱水箱、溫水箱、水位控制器、總控制箱，其特征在于:所述蒸發(fā)槽水平布置，蒸發(fā)槽下面的兩端部是熱水箱和溫水箱，中部是斯特林熱泵，斯特林熱泵的熱量流入端置于溫水箱內(nèi)，斯特林熱泵的熱量流出端置于熱水箱內(nèi)，熱水箱和溫水箱底部連通，蒸發(fā)槽被隔板分隔成多個底部連通的蒸發(fā)室，熱水箱頂?shù)钠訜峁苤糜谡舭l(fā)槽端部第一個蒸發(fā)室內(nèi)，汽加熱管頂端連通第一個蒸發(fā)室上部空間，汽加熱管底端與熱水箱頂部連通，裝有汽加熱管的蒸發(fā)室是第一級蒸發(fā)室，蒸發(fā)槽具有幾個蒸發(fā)室就為幾級蒸發(fā)，第二級蒸發(fā)室到最后一級蒸發(fā)室底部裝有蒸餾水收集管，冷凝管連通前一級蒸發(fā)室上部空間和本級蒸發(fā)室底部的蒸餾水收集管，最后一級蒸發(fā)室內(nèi)的蒸餾水收集管與溫水箱連通，最后一級蒸發(fā)室連通海水流入管，海鹽排出閥安在第一級蒸發(fā)室底部，斯特林熱泵接總控制箱電源，總控制箱接外電源。水位控制器安在最后一級蒸發(fā)室，水位控制器接總控制箱，溫水箱上部設(shè)淡水輸出管出口，淡水輸出管進(jìn)口通至溫水箱底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斯特林熱泵多級蒸餾海水淡化裝置，其特征在于:所述所述第一蒸發(fā)室底部傾斜，海鹽排出閥進(jìn)口設(shè)在最低處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斯特林熱泵多級蒸餾海水淡化裝置，其特征在于:所述水位控制器控制蒸發(fā)槽內(nèi)水位不超過汽加熱管上部端口和冷凝管蒸汽進(jìn)口。
【文檔編號】C02F103/08GK104261500SQ201410525979
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月5日
【發(fā)明者】孔令斌 申請人:孔令斌