专利名称：一种利用太阳能或废热的横管降膜蒸发装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水处理、热能利用及环保技术领域。特别涉及一种利用太阳能或 废热的U型横管降膜蒸发装置。
背景技术：
在我国一些干旱或海岛等地区，淡水资源非常贫乏，同时存在电力不足的问题，造 成饮用水和生活用水供给十分困难。但这些地区的太阳能资源却非常丰富。而在一些工业 发展迅速的地区，由于对环保的不够重视，工业废水排污量增加，对饮用水源造成了很大的 污染。此外，在一些工厂中，如钢铁、化工企业等，低品位的废热、余热等未能得到充分利用， 造成很大的能源浪费。目前，苦咸水淡化装置一般为大中型设备，存在投资成本高、操作运行复杂等问 题，这大大制约了苦咸水淡化产业的快速发展。因此在一些岛屿、船舶及别墅等地方，适宜 推广一种结构紧凑、操作简单的中小型净水设备。
实用新型内容本实用新型设计的U型横管降膜蒸发装置，利用太阳能或低品位的废热、余热等 廉价能源，采用U型横管降膜蒸发机理，以获取所需要的饮用水及生活用水。本实用新型提供的一种利用太阳能或废热的U型横管降膜蒸发装置，包括蒸馏 箱、冷凝箱、布液器、二次布液器、U型横管水流分配器、U型横管、布风板、空气泵、循环泵、 控制系统及连接各部件的管路，其特征在于该装置的上端喷淋腔内设有布液器及二次布液 器，喷淋腔连接蒸发腔，蒸发腔内设有U型横管水流分配器及U型横管，蒸发腔下端通过布 风板与原水储存腔连接，原水储存腔设有与布液器连接的内置管路，在喷淋腔的上端设有 连通管连接冷凝箱，冷凝箱内设有冷凝管。由热水进水管、热水循环泵、热水内置管路、U型 横管水流分配器、U型横管及热水出水管构成热水循环回路，设置在蒸馏箱底部的原水循 环泵的进水口直接与原水储存腔相通，原水循环泵的出水口通过原水内置管路与布液器相 连。冷凝箱的下端设有空气泵，空气泵的进气管插入冷凝箱内，空气泵的出气管与蒸馏箱下 端的原水储存腔上部相通。在原水储存箱的底部和冷凝箱的底部分别设有连接控制系统的 水位传感器。蒸馏箱的壳体为双层结构，中间添加保温材料。本实用新型利用降膜蒸发的运行机理，通过强化传热传质过程，提高装置的换热 性能；并且可以回收冷凝潜热，减少能耗；本设备除盐率高，产水量大，可连续操作并实现 自动化控制，具有结构简单、占地面积小、造价低、节能环保等优点。本实用新型水处理设备，可以用在沙漠、海岛等地区，处理海水或苦咸水得到所需 的饮用水及生活用水；也可用在低品位废热、余热较多的工业企业，用来处理含盐废水，达 到废水废热的综合利用；也可用来处理自来水，为机关、企业、学校、居民小区提供饮用纯净 水。
图1是本装置的结构示意图，图2是图1的A-A剖面结构示意图。其中1为蒸馏箱，2为布液器，3为二次布液器，4为连通管，5为冷凝管，6为空气 泵进气管，7为冷凝箱，8为水位传感器，9为空气泵，10为净水输送泵，11为控制系统，12为 热水出水管，13为U型横管水流分配器，14为U型横管，15为布风板，16为热水内置管路， 17为原水内置管路，18为电磁阀，19为热水进水管，20为热水循环泵，21为排污阀，22为原 水循环泵，23为水位传感器。
具体实施方式
下面结合本实施例及附图，详细说明本实用新型的结构特点及工作过程。本实施例的结构特点如图1与图2所示，蒸馏箱1被二次布液器3及布风板15分 为三个腔，从上到下依次为喷淋腔、蒸发腔、原水储存腔。蒸馏箱壳体为双层结构，中间为保 温材料。喷淋腔内有布液器2及二次布液器3，蒸发腔内设置U型横管水流分配器13及U 型横管14，原水储存腔存储待处理的原水。热水进水管19、热水循环泵20、热水内置管路 16、U型横管水流分配器13、U型横管14及热水出水管12构成热水循环回路，原水循环泵 22的进水口直接与原水储存腔相通，出水口由原水内置管路17与布液器2相连。冷凝箱7 通过连通管4与蒸馏箱1相连，冷凝箱内有冷凝管。空气泵9的进气管6插入冷凝箱内，出 气管与蒸馏箱1的原水储存腔上部直接相通。净水输送泵10的进水管连通到冷凝箱的底 部。电磁阀18的一端连接在热水进水管19上，另一端与蒸馏箱1的原水储存腔相通。水 位传感器8、22分别安装在冷凝箱7及蒸馏箱1的原水储存腔上。在蒸馏箱1的原水储存 腔底部还装有排污阀21。本实施例的工作过程为原水在太阳能集热器(或废热换热器)中加热到一定温 度，经热水进水管19、热水循环泵20及热水内置管路16进入U型横管水流分配器13，再进 入U型横管14对其进行加热，最后经热水出水管12流回太阳能集热器(或废热换热器) 中重新加热。在蒸馏箱1下部原水储存腔内的原水经原水循环泵22驱动，通过原水内置管 路17输送到布液器2，再经二次布液器3后，均勻地滴落到蒸发腔中的U型横管14上，在 那里形成降膜并受热蒸发。未蒸发的原水最终落到原水储存腔内，再经原水循环泵进行下 一次循环。原水在U型横管14上形成降膜流动时，它从U型横管14内的热水中吸收大量 的热，并产生蒸发释放出大量水蒸气。空气泵9驱使水蒸气经连通管4进入冷凝箱7，与冷 凝管5内的冷却水进行换热，水蒸气冷凝，产生的纯净水收集在冷凝箱7的底部，液位到达 一定高度后，水位传感器8向控制系统11发出信号，净水输送泵10开启，输送到净水储罐 储存起来以供使用。冷凝箱7内的纯净水水位降低到一定程度后，水位传感器8再次向控 制系统11发出信号，净水输送泵10停止工作。原水储存腔内的液位随着蒸发的不断进行 会越来越低，水位降低到一定程度后，水位传感器23向控制系统11发出信号，电磁阀18开 启，向原水储存腔补充原水，当水位升高到一定高度后，水位传感器23向控制系统11再次 发出信号，电磁阀18关闭，使原水储存腔始终保持一定的液位。经常开启排污阀21使原水 储存腔内的原水含盐量控制在一定的浓度之下。温度较低的原水通过冷凝管5进行热交换 后，进入太阳能集热器(或废热换热器)补充消耗的原水，同时回收了大量的冷凝潜热。
权利要求一种利用太阳能或废热的横管降膜蒸发装置，包括蒸馏箱、冷凝箱、布液器、二次布液器、横管水流分配器、U型横管、布风板、空气泵、循环泵、控制系统及连接各部件的管路，其特征在于该装置的上端喷淋腔内设有布液器及二次布液器，喷淋腔连接蒸发腔，蒸发腔内设有横管水流分配器及U型横管，蒸发腔下端通过布风板与原水储存腔连接，原水储存腔设有与布液器连接的内置管路，在喷淋腔的上端设有连通管连接冷凝箱，冷凝箱内设有冷凝管。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能或废热的横管降膜蒸发装置，其特征在于由热水 进水管、热水循环泵、热水内置管路、横管水流分配器、U型横管及热水出水管构成热水循环 回路，设置在蒸馏箱底部的原水循环泵的进水口直接与原水储存腔相通，原水循环泵的出 水口通过原水内置管路与布液器相连。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能或废热的横管降膜蒸发装置，其特征在于冷凝箱 的下端设有空气泵，空气泵的进气管插入冷凝箱内，空气泵的出气管与蒸馏箱下端的原水 储存腔上部相通。
4.根据权利要求1所述的利用太阳能或废热的横管降膜蒸发装置，其特征在于在原水 储存箱的底部和冷凝箱的底部分别设有连接控制系统的水位传感器。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能或废热的横管降膜蒸发装置，其特征在于蒸馏箱 的壳体为双层结构，中间添加保温材料。
专利摘要本实用新型公开了一种利用太阳能或废热的横管降膜蒸发装置，属于水处理领域。该装置由蒸馏箱、冷凝箱、布液器、二次布液器、横管水流分配器、U型横管、布风板、空气泵、循环泵、控制系统及连接管路组成，该装置的上端喷淋腔内设有布液器及二次布液器，喷淋腔连接蒸发腔，蒸发腔内设有横管水流分配器及U型横管，蒸发腔下端通过布风板与原水储存腔连接，原水储存腔设有与布液器连接的内置管路，在喷淋腔的上端设有连通管连接冷凝箱，冷凝箱内设有冷凝管。本实用新型具有结构简单、占地面积小、能耗低、除盐率高、产水量大等优点，可连续操作并实现自动化控制。
文档编号C02F1/16GK201626849SQ200920319088
公开日2010年11月10日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者叶秋生, 宋德升, 甄洪声, 陈芳 申请人:山东山大能源环境有限公司