一种基于垂直导桩式浮防波堤的海水淡化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于垂直导桩式浮防波堤的海水淡化装置，包括垂直导桩式浮防波堤，和均位于垂直导桩式浮防波堤上的依次安装的振动浮子式波能转换装置、海水采集及淡化处理总成、以及淡水输送装置；所述振动浮子式波能转换装置用于将来自垂直导桩式浮防波堤外侧的波浪能转化成机械能，来驱动海水采集及淡化处理系统和淡水输送装置运行；通过连接有离合器的传动装置使液压泵连续工作，而驱动采集海水并对海水进行加压至膜渗透组件来获得淡水。结构紧凑、拆装方便、连接可靠、运行平稳、实用性强，不仅可提高防波堤的消浪效果，而且可充分利用波能转换装置进行波浪能转化实现海水淡化，波浪能转换效率提升的同时不造成海水淡化的能量浪费。
【专利说明】一种基于垂直导桩式浮防波堤的海水淡化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种海水淡化设备，特别是涉及一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置。
【背景技术】
[0002]地球的表面虽然有71%被水覆盖，但其中96.5%是海水，还有1%是咸水，在余下的2.5%的淡水中，又有69%是人类难以利用的两极冰盖。人类可利用的淡水只占全球水总量的0.77%。有人比喻在地球这个大水缸里可用的淡水只有一汤匙。合理节约用水是可持续发展的重要课题，然而，节水并不能增加淡水的总量。拥有13.7亿立方千米海水是我们人类取之不尽的宝库。大量地利用海水自然而然地就成为21世纪解决淡水缺乏的主要途径，海水淡化是海水利用的重点。而且，现阶段人类社会对于能量的需求随着社会生产力的发展与日俱增，淡水日趋缺乏的问题也已引起了人们的广泛关注。
[0003]虽然，波浪能是海洋能中所占比重较大的一种优质能源；然而，海水淡化与港口工程相结合的应用比较缺乏，大多是单一的波浪能利用，或者是单一的海水淡化装置，存在波浪能转换效率低下，海水淡化中能量浪费较高等缺点。
实用新型内容
[0004]本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种新型结构的基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，特别适用于在近海区域进行消浪并海水淡化。
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供结构紧凑、拆装方便、连接可靠、运行平稳、实用性强的基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，不仅可提高防波堤的消浪效果，而且可充分利用波浪能来实现海水淡化，波浪能转换效率提升的同时不造成海水淡化的能量浪费；极具有产业上的利用价值。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，包括垂直导粧式浮防波堤，和均位于垂直导粧式浮防波堤上的依次安装的振动浮子式波能转换装置、海水采集及淡化处理总成、以及淡水输送装置；所述振动浮子式波能转换装置用于将来自垂直导粧式浮防波堤外侧的波浪能转化成机械能，所述机械能用于驱动海水采集及淡化处理系统和淡水输送装置运行。
[0008]本实用新型进一步设置为:所述垂直导粧式浮防波堤包括漂浮于近海水面的浮箱、和竖立于近海区域的垂直导粧；所述浮箱设有导粧限位孔，所述垂直导粧贯穿过导粧限位孔将浮箱安装；所述垂直导粧的一端固定在近海区域海底、另一端伸出浮箱顶面为自由端。
[0009]本实用新型进一步设置为:所述振动浮子式波能转换装置包括依次连接的浮子、滑轮和传动装置，所述浮子落入垂直导粧式浮防波堤外侧的海水，所述传动装置包括传动轴和离合器；所述传动轴与海水采集及淡化处理总成相连。
[0010]本实用新型进一步设置为:所述海水采集及淡化处理总成包括海水采集管、液压泵、海水加压输送管、膜渗透组件、浓缩物输送管、浓缩物排出管、淡水收集箱体。
[0011]其中，所述海水采集管用于采集防波堤临岸侧的海水，并将采集来的海水输送入海水加压输送管；所述海水加压输送管中的海水通过液压泵加压后输出至膜渗透组件，经膜渗透组件淡化作用获得的淡水汇聚到淡水收集箱体中，同时获得的浓缩物则依次通过浓缩物输送管和浓缩物排出管排出入海。
[0012]本实用新型进一步设置为:所述淡水输送装置设置在淡水收集箱体的下方、并通过淡水输送管道与淡水收集箱体相连通。
[0013]本实用新型更进一步设置为:所述浮箱为矩形浮箱。
[0014]本实用新型更进一步设置为:所述海水加压输送管与膜渗透组件之间设置有分隔板；所述分隔板的一侧分布有海水米集管、液压泵和海水加压输送管，另一侧分布有浓缩物输送管、膜渗透组件和淡水收集箱体；所述膜渗透组件为膜渗透网格。
[0015]本实用新型更进一步设置为:还包括位于垂直导粧式浮防波堤上的保护壳体，所述保护壳体用于包覆住海水采集及淡化处理总成、和淡水输送装置。
[0016]本实用新型更进一步设置为:所述保护壳体上开设有海水采集入口和浓缩物排出口 ；所述海水采集管通过海水采集入口与海水加压输送管相连，所述浓缩物输送管通过浓缩物排出口与浓缩物排出管相连。
[0017]本实用新型更进一步设置为:所述垂直导粧式浮防波堤采用连续重复模块化结构排布在近海区域；所述振动浮子式波能转换装置、海水采集及淡化处理总成、和淡水输送装置采用相同结构并联布设。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是:
[0019]1、通过垂直导粧式浮防波堤的设置，充分应用这种亲水性防波堤其所受波浪力的剧烈作用，将海水淡化等设备集成其中，无需将波浪能转化为电能，而是通过振动浮子式波能转换装置直接转化成机械能、用于驱动海水采集及淡化处理系统和淡水输送装置运行，来实现消浪的同时进行海水淡化，不仅波浪能利用充分、转换效果高，而且海水淡化运行平稳、能量浪费少。
[0020]2、直接运用波浪能进行膜渗透结构的海水淡化，有效减少中间淡化处理过程，结构紧凑、拆装方便、达到大幅提高能量转换效率的目的。
[0021]3、将振动浮子式波能转换装置、海水采集及淡化处理总成、以及淡水输送装置均安设在垂直导粧式浮防波堤上，而且还采取设置保护壳体等措施，避免设备与海水的直接接触，可解决波浪能利用装置中广泛存在的海水腐蚀问题，并提高机械区域核心部件的安全性和可靠性，连接可靠、大大延长整体装置的使用寿命。
[0022]4、可采用连续重复模块化结构的垂直导粧式浮防波堤、以及相同结构并联布设的能转换装置和海水淡化等设备，实现规模化的海水淡化。
[0023]上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的整体正视结构示意图；
[0025]图2为本实用新型的海水采集及淡化处理总成的侧视结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0027]如图1及图2所示，一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，包括垂直导粧式浮防波堤，和均位于垂直导粧式浮防波堤上的依次安装的振动浮子式波能转换装置、海水采集及淡化处理总成、以及淡水输送装置；所述振动浮子式波能转换装置用于将来自垂直导粧式浮防波堤外侧的波浪能转化成机械能，所述机械能用于驱动海水采集及淡化处理系统和淡水输送装置运行。
[0028]本实用新型海水淡化装置的垂直导粧式浮防波堤可采用连续重复模块化结构排布在近海区域；同时振动浮子式波能转换装置、海水采集及淡化处理总成、和淡水输送装置采用相同结构并联布设。通过这样的防波堤重复构建，淡水获得和输送的重复并联，可实现海水淡化的规模化生产。
[0029]如图1所示，所述垂直导粧式浮防波堤包括漂浮于近海水面10的矩形浮箱1、和竖立于近海区域的垂直导粧11 ;所述矩形浮箱1设有导粧限位孔12，所述垂直导粧11贯穿过导粧限位孔12将矩形浮箱1安装；所述垂直导粧11的一端固定在近海区域海底101、另一端伸出矩形浮箱1顶面为自由端。
[0030]如图1所示，所述振动浮子式波能转换装置包括依次连接的浮子2、滑轮21和传动装置22，所述浮子2落入垂直导粧式浮防波堤外侧的海水102，所述传动装置22包括传动轴221和离合器222 ;所述传动轴221与海水采集及淡化处理总成相连。
[0031]如图1及图2所示，所述海水采集及淡化处理总成包括海水采集管3、液压泵31、海水加压输送管32、膜渗透组件4、浓缩物输送管5、浓缩物排出管51、淡水收集箱体6 ;所述海水采集管3用于采集近海区域的海水，并将采集来的海水输送入海水加压输送管32 ;所述海水加压输送管32中的海水通过液压泵31加压后输出至膜渗透组件4，经膜渗透组件4淡化作用获得的淡水汇聚到淡水收集箱体6中，同时获得的浓缩物则依次通过浓缩物输送管5和浓缩物排出管51排出入海。
[0032]如图2所示，所述淡水输送装置7设置在淡水收集箱体6的下方、并通过淡水输送管道70与淡水收集箱体6相连通。
[0033]如图1中所示的沿箭头方向为矩形浮箱1外侧的海水102的波浪方向，其作用在浮子2上的波浪运动可近似视为正弦函数，所以浮子2的运动可视为简谐运动，浮子2做简谐运动过程中通过连接的滑轮21将波浪能转化为转动的机械能，通过传动装置22直接驱动海水采集及淡化处理总成中的液压泵31运转。而为了减少波浪的复杂多维运动给整体装置控制难度带来的影响，振动浮子式波浪能转化装置只利用浮子2在垂直方向下降时的波能，当浮子2上升时离合器222自动解列，此时利用滑轮21的惯性保证液压泵31在浮子2上升时也能正常运转，这样在保障液压泵31连续运行的同时也可减小传动装置的设计难度。
[0034]进一步的，如图1所示，所述海水加压输送管32与膜渗透组件4之间设置有分隔板8 ;所述分隔板8的一侧分布有海水米集管3、液压泵31和海水加压输送管32，另一侧分布有浓缩物输送管5、膜渗透组件4和淡水收集箱体6 ;所述膜渗透组件4为膜渗透网格。
[0035]又进一步，如图1及图2所示，还包括位于垂直导粧式浮防波堤中矩形浮箱I上的保护壳体9，所述保护壳体9用于包覆住海水采集及淡化处理总成、和淡水输送装置7。所述保护壳体9上开设有海水采集入口 91和浓缩物排出口 92 ;所述海水采集管3通过海水采集入口 91与海水加压输送管32相连，所述浓缩物输送管5通过浓缩物排出口 92与浓缩物排出管51相连。
[0036]液压泵31工作期间，将海水沿海水采集管3输送至海水采集入口 91处，经液压泵31将海水加压输送管32中的海水加压至一定压力后输出至膜渗透网格4一侧，高压海水通过膜渗透网格4即可获得清洁的淡水，后清洁淡水汇集在淡水收集箱6处，再通过淡水输送管道70送入淡水输送装置7 ;而浓缩物则依次通过浓缩物输送管5和浓缩物排出管51排出入海。
[0037]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于: 包括垂直导粧式浮防波堤，和均位于垂直导粧式浮防波堤上的依次安装的振动浮子式波能转换装置、海水采集及淡化处理总成、以及淡水输送装置； 所述振动浮子式波能转换装置用于将来自垂直导粧式浮防波堤外侧的波浪能转化成机械能，所述机械能用于驱动海水采集及淡化处理系统和淡水输送装置运行。
2.根据权利要求1所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:所述垂直导粧式浮防波堤包括漂浮于近海水面的浮箱、和竖立于近海区域的垂直导粧；所述浮箱设有导粧限位孔，所述垂直导粧贯穿过导粧限位孔将浮箱安装；所述垂直导粧的一端固定在近海区域海底、另一端伸出浮箱顶面为自由端。
3.根据权利要求1所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:所述振动浮子式波能转换装置包括依次连接的浮子、滑轮和传动装置，所述浮子落入垂直导粧式浮防波堤外侧的海水，所述传动装置包括传动轴和离合器；所述传动轴与海水采集及淡化处理总成相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:所述海水采集及淡化处理总成包括海水采集管、液压泵、海水加压输送管、膜渗透组件、浓缩物输送管、浓缩物排出管、淡水收集箱体； 所述海水采集管用于采集近海区域的海水，并将采集来的海水输送入海水加压输送管；所述海水加压输送管中的海水通过液压泵加压后输出至膜渗透组件，经膜渗透组件淡化作用获得的淡水汇聚到淡水收集箱体中，同时获得的浓缩物则依次通过浓缩物输送管和浓缩物排出管排出入海。
5.根据权利要求1所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:所述淡水输送装置设置在淡水收集箱体的下方、并通过淡水输送管道与淡水收集箱体相连通。
6.根据权利要求2所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:所述浮箱为矩形浮箱。
7.根据权利要求4所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:所述海水加压输送管与膜渗透组件之间设置有分隔板；所述分隔板的一侧分布有海水采集管、液压泵和海水加压输送管，另一侧分布有浓缩物输送管、膜渗透组件和淡水收集箱体；所述膜渗透组件为膜渗透网格。
8.根据权利要求4所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:还包括位于垂直导粧式浮防波堤上的保护壳体，所述保护壳体用于包覆住海水采集及淡化处理总成、和淡水输送装置。
9.根据权利要求8所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:所述保护壳体上开设有海水采集入口和浓缩物排出口 ； 所述海水采集管通过海水采集入口与海水加压输送管相连，所述浓缩物输送管通过浓缩物排出口与浓缩物排出管相连。
10.根据权利要求1所述的一种基于垂直导粧式浮防波堤的海水淡化装置，其特征在于:所述垂直导粧式浮防波堤采用连续重复模块化结构排布在近海区域；所述振动浮子式波能转换装置、海水采集及淡化处理总成、和淡水输送装置采用相同结构并联布设。
【文档编号】C02F1/44GK204253267SQ201420702866
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】冷杰, 杨玉宝, 潘跃鹏, 陈洁, 毛永竞, 江朝华, 欧阳峰, 周小斌 申请人:河海大学