以绿能负压技术将海水变成淡水的设备的制作方法

本实用新型是有关一种可将海水变成淡水的设备，尤指一种以绿能负压技术制程析离海水盐物质以获取淡水的设备，为可供大型供水设施及一般家庭小型供水装置或类似结构运用的设备。

背景技术：

按资讯显示，目前地球上的水约97％是含有盐分的海水，淡水只有约3％，且大多数的淡水是以冰河等形式存在于地球表面，人类可利用在地表的淡水资源大约只占全球水资源总量的0.26％，而随着温室效应的日渐严重、气候变化、干旱等问题，以及人口和工业用水的增加，对淡水的需求量越来越大，使得淡水的有效供应日益趋紧，因此如何将海水变成淡水的技术，亦随着水资源危机的加剧而为人类刻不容缓的课题。

然而，目前所熟知的海水转变成淡水的技术，不外乎为借太阳能蒸发方法或以蒸气加热蒸馏海水的方法取得淡水，前者固然可节省能源成本，但产量并不大，经济效益较低，后者虽可大量生产，但耗费能源甚大，且事后对锅炉的处理甚为困难，成本较高，仍不甚理想。故如何开发和利用海水变淡水的新技术，不仅是现代海洋开发的一项重要任务，也是未来开发新水源解决全球性水资源危机的重要途径。

另外，一般要将海水淡化，其所采用技术普遍约90％都是采用RO逆渗透法进行过滤，所花费耗材昂贵又不环保，因此无法大量且经济地有效进行将海水变成淡水的应用。

另外，就水与冰的物理性质而言，当水结成冰后整体体积将会增加为大约1.09倍(即约增加9％的体积)，而水分子乃是由氢氧键结合而成的，故于其中的－O－H－O－各原子当排列在一直在线时，由于具有这个规则性的关系，故水分子间自然将会形成有不少的空隙。

又例如一般食用的冰棒(例如甜冰棒)，其成分主要是由糖水及淡水的合成，故食用者于吃冰过程中当用嘴巴吸吮冰棒时，通常会将糖水同时吸入口中，而于糖水被吸吮走后此时于冰棒上的冰口感味道则会变淡，如施以吸吮更大的吸力，冰棒甚至变得毫无味道可言；究其原因就是因为糖分子(为固体)和冰(为水的固体)，两者间为以混合物状态结合，故糖分子和冰水的物理结合性，不是很紧密，而且因为冰棒其中的水分子间空隙较多，该等糖分子乃是存在于冰的各个水分子的空隙内，其二者间的比重不等，且其中冰的水分子与具甜性的糖分子间是互相以松散物理结构模式结合在一起，因此当食用者吃冰时，以嘴巴强力吸吮时， 糖分子将会混杂有少许的水分而会被吸出，故冰棒本身自然变淡，其道理即为如此。

相同的道理，换作是海水的情况下，海水主要成分是盐分，盐分它的化学名称是氯化钠，化学式NaCl，故盐分与水结合时，混在水中形成咸咸的海水，其分子结构不同可借由负压予以分离，因此把海水结成冰(其温度约在摄氏-20℃～-15℃时结冰)，因而其盐物质溶于水中，当把海水结成海水冰时，其所成海水冰的密度较小，亦即海水冰较松软，当使用外力予以抽吸时，盐物质和少许水份会很容易和海水冰分离开。因此本新型把海水变成淡水的方法其原理即在于此。

有鉴于此，本发明人乃针对上述需求加以研究改进，期能开发一种省能源、高效率的海水淡化制造设备，以提供消费大众使用，为本实用新型所欲研创的发明动机。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的，在于提供一种以绿能负压技术将海水变成淡水的设备，该设备乃利用海水结冰后的物理特性，施以负压的外力进而析出海水冰中的盐物质，达到予以淡化海水冰，接着再将海水冰予以溶化以取得淡水，不仅所需设备的制程少、速度快，且淡化后的淡水纯度高，极具实用性及经济效益。

本实用新型的另一目的，在于提供一种以绿能负压技术将海水变成淡水的设备，而该设备所组成的结构相当简易且变化性大，不仅可供大型海水淡化厂供水设施应用，以快速大量制造海水淡化后的淡水；同时也适用于一般家庭的小型淡水制造装置，以普及化海水淡化技术。

为达上述的目的，本实用新型以绿能负压技术将海水变成淡水的设备，是由一冷冻装置、一负压装置及一加热装置所组成；其特征在于：

一冷冻装置，将净化后的海水予以冻结成海水冰，设有输冰管路连接负压装置；

一负压装置，将上述制程中的海水冰，通过负压装置产生的负压吸引力以析离冰中盐物质分置，使海水冰制备成淡水冰，设有导冰管路连结加热装置；

一加热装置，通过加温方式将淡水冰予以溶化成淡水。

本实用新型的有效增益在于，其中通过该冷冻装置可将净化后的海水结成海水冰(或冰霜)，再将结冰后的海水冰(或冰霜)利用负压装置施予一负压吸引力，令海水冰(或冰霜)中的盐物质被析离，而使得析离后的海水冰(或冰霜)变成淡水冰(或冰霜)，最后再将淡水冰(或冰霜)予以加热装置予以溶化成淡水，即可通过本设备制程快速且大量的将海水变成可供饮用的淡水。

本实用新型的其它特点及具体实施例可于以下配合附图的详细说明中，进一步了解。

附图说明

图1为本实用新型的制造设备系统示意图。

图2为本实用新型的制冰筛板外观示意图。

图3为本实用新型的负压装置示意图。

具体实施方式

请参图1所示，为本实用新型以绿能负压技术将海水变成淡水的设备，本设备是由一冷冻装置10、一负压装置20及一加热装置30所组成，并通过该冷冻装置10可将净化后的海水予以结成海水冰，再利用负压装置20施予海水冰一负压吸引力，以析离冰中盐物质并分置，使海水冰变成淡水冰，最后再将淡水冰通过加热装置30予以溶化成淡水储放以供使用。

请再参图1～图3所示，为本设备的一较佳实施例，本实施例主要为将该设备中各装置通过完整的系统规划设计，而应用于大型供水厂，主要设有一冷冻装置10、一负压装置20及一加热装置30所组成；其特征如下：

该冷冻装置10，是由一制冰槽11、一冷冻机组12、一输冰管路13、一蜗杆推进器14及卤水槽15所组成。首先，本实施例于冷冻装置10前端预设有一储存槽40，如果是抽取较纯净的海洋深层水，也可免设该储存槽40及相对导引的管路41。将海水予以初步进行杂质过滤后，再引进储存槽40中容置，使海水自然沉淀达到更进一步的净化效果，并利用管路41输送至制冰槽11中，通过冷冻机组12可预先将槽内的海水温度降低，另于制冰槽11底部设有输冰管路13以与负压装置20连接，且于输冰管路13内设有推进海水冰的蜗杆推进器14，并于蜗杆推进器14外围包覆有一卤水槽15，该蜗杆推进器14借由低转速高扭力的旋转作用，使制冰槽11中海水于卤水槽15中结成海水冰后导引往前输送，使得所制成的海水冰当于通过输冰管路13中一制冰筛板16后，利用制冰筛板16上所设置具特定形状的筛孔17(参图2所示)而挤压出较均匀且形状呈粒状的海水冰颗粒。且当如变换不同筛孔17形状的其它制冰筛板16时，则可以制成不同形状的粒状海水冰。后续通过蜗杆推进器14不间断地旋转推进控制海水冰前进，将使得粒状海水冰直接推送至下一制程的负压装置20中。

该负压装置20，是由负压筒21、第一电磁阀22、筒盖23、马达24、集冰盒25、导冰管路26及第二电磁阀27所组成。

请参图3所示，该负压筒21即为一具有抽真空效果的负压筒，构造一端设有第一电磁阀22连接于设有蜗杆推进器14的输冰管路13上，且该负压筒21于侧部设有一观视窗211，顶 端则设有筒盖23，于筒盖23中央设有一马达24，马达24下方连结设有一轴心241，于轴心241底端横向设置有多片拨料杆242，而负压筒21内壁则凸设有对应的卡斜面212，卡斜面212一旁侧处设有一开口213，开口213外部连接于一集冰盒25，而集冰盒25下方则连接有一导冰管路26，于导冰管路26上设有第二电磁阀27，另于靠近负压筒21底端设有一网板214，于网板214下位处负压筒21壁上通过一抽真空管路28连接有一真空帮浦29。

使用时，则应用真空帮浦29通过抽真空管路28连结于负压筒21以成为一抽真空负压装置20，当使海水冰输送入负压筒21后，海水冰颗粒将掉落被盛接于网板214上方，此时控制设备50将于侦测海水冰累积达一定数量时，自动启动第一电磁阀22及第二电磁阀27进行关闭，使负压筒21内形成一封闭状态，并自动电控驱使真空帮浦29对筒内进行抽真空，于抽真空作用过程中将使海水冰内的盐物质，自动从海水冰中被析离而出，由于盐物质与水分中乃以松散的物理形态结合成海水冰且盐的比重较大于水，故于负压筒21中略施以负压即可令盐物质由海水冰中被析出，此乃本新型最主要的创意精神所在。又海水冰中的盐物质被析离后即成淡水冰，且析离出来的盐物质与淡水冰即一为液态液体、一为固态冰粒两者自然分开，而淡水冰将被保留于网板214上方，当马达24驱动使得轴心241上的拨料杆242旋转后将拨动已脱除盐物质的淡水冰，并应用卡斜面212的相互斜锥卡挚作用而将淡水冰收集于集冰盒25中，所收集的淡水冰再通过导冰管路26高低位差而汇入至于加热装置30中。整体制程于本实施例中，通过一真空帮浦29利用抽真空管路28连接于负压筒21，当真空帮浦对负压筒21施以负压析离海水冰中盐物质的同时，即可一并将盐物质抽离负压筒21输往它处与筒内已脱除盐物质的淡水冰冰块分置，而抽离的盐物质亦可供工业原料使用，为连贯作业方式，操作上相当方便。

该加热装置30，设有一与负压筒21导冰管路26连接的储水槽31，将析离后存于负压筒21内的淡水冰输送至储水槽31中，并以内设的加热器32将其淡水冰溶化即取得淡水供使用；另于实施时，该加热装置30设有溶冰泵、加热管路，亦可直接通过溶冰泵或加热管路(图未视出)于输送淡水冰的同时直接将其溶化后，输往储水槽31中储放以供使用。

另外，本实用新型的冷冻装置10于实施时，更可将容置于制冰槽11内的海水，于此槽中即凝结成一定大小尺寸的薄片式冰块，再直接通过蜗杆推进器14高速旋转将制冰槽内薄片式冰块直接切削并予以推送至负压筒21中，再通过负压装置20的制程将薄片式冰块盐物质加以析离，该实施例由于海水冰被制成薄片式形态，而具有较多大平面的表面可为负压装置20所抽吸，故可提升海水冰中盐物质被析出的效率更大。

又，本实用新型亦可于结冰过程稍加改变，即将海水结成低密度冰霜，其固态冰霜粒子较前述冰块更小且其密度更底，使结成冰霜海水中的盐物质，在负压装置20的制程中稍加施以负压即可将盐物质自冰霜海水中析出，亦即在本实施中负压筒21压力设定不必太大，可减低真空帮浦29的功率，即可达成析出盐物质的目的。

再者，本实用新型以绿能负压技术将海水变成淡水的设备，不仅可供上述大型海水淡化厂设备系统应用，此外，于各实施例所实施的制程亦可由各装置分开处理，如可将净化后的海水直接由冷冻装置或制冰机等制作成所需的冰粒、薄片式冰块或冰霜，再将其置入负压装置中析离出盐物质，使海水冰变成淡水冰，待淡水冰溶化后即可供取用，因此，本新型的设备亦适用于小型厂或一般家庭的小型淡水供应器装置使用，适用性相当高且便利。

综上所述，依上文所揭示的内容，本实用新型以绿能负压技术将海水变成淡水的设备，其技术利用海水结冰后，其中的氢键结合比率将为提高，各分子彼此间的空隙较多，利用该空隙使盐物质成分较容易被轻易析出，故只要略施以负压吸引力，即可将盐物质轻易地自海水冰中达到分离效果。可作为大量生产淡水的设备应用，且其制造成本低廉，具实用价值无疑，依法提出专利申请。

惟以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本新型实施的范围；故，凡依本案申请专利范围及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本案专利涵盖的范围内。