薄膜过滤及能量回收装置的制作方法

本实用新型有关于一种薄膜过滤及能量回收装置；特别是有关于一种具有能量回收组件的薄膜过滤及能量回收装置。

背景技术：

现今的薄膜过滤技术已被广泛应用于海水淡化、环境工程领域的污水处理等。发明人于中国专利第201420208192.0号案中揭示了一种防薄膜阻塞的薄膜过滤模组及其应用。兹说明如下。

如图4所示，常用的薄膜过滤装置200大致包括一原液供应组件1、一薄膜过滤组件2及一能量回收组件3。

原液供应组件1可供应例如海水等原液。

薄膜过滤组件2至少具有一薄膜，并具有一原液入口21、一滤液出口22及一残余液出口23；该薄膜过滤组件的原液入口连接该原液供应组件。薄膜具有极细微的孔径，因此能阻挡许多病菌、杂质，使那些病菌、杂质随着残余液排出，借以获得滤液。

在使用前述的薄膜过滤组件时，大多会利用例如高压泵等结构对原液施压，借以加快进程；因此，薄膜过滤组件排出的残余液内会含有许多能量。

能量回收组件3是用于接收薄膜过滤组件排出的残余液，借以将残余液中的能量转换成使新的原液进入薄膜过滤组件的能量。兹举例说明如下。

常用的能量回收组件3包括：一缸桶9，其顶端具有第一阀门91及第二阀门92，底端具有第三阀门93及第四阀门94；该第一阀门连接该原液供应组件；该第二阀门连接该薄膜过滤组件的原液入口；该第三阀门连接该薄膜过滤组件的残余液出口；该第四阀门连接一残余液排放处；及一活塞，设于容器中，并阻隔在第一阀门、第二阀门与第三阀门、第四阀门之间；及一辅助加压泵95，连设于该第二阀门与该薄膜过滤组件的原液入口之间；及一隔离组件96，设于缸桶9内，用于隔离原液与残余液，可随着隔离原液与残余液向上或向下移动。使用时，可依据下列步骤运作：S11：打开该第一阀门，使原液流入该缸桶内；S12：关闭该第一阀门，并打开该第二阀门；S13：打开该第三阀门，并启动该辅助加压泵，使残余液流入该缸桶内，借以使缸桶内的原液由第二阀门排至薄膜过滤组件；S14：关闭该第二阀门、第三阀门及辅助加压泵；S15：打开该第四阀门，使该缸桶内的残余液流至该残余液排放处；借此结构，可有效将残余液中的能量转换成使新的原液进入薄膜过滤组件的能量。

在常用的能量回收组件的容器内，主要是由隔离元件来确保残余液不会与原液混合。但是隔离元件需要在缸桶内往复移动，所以是一种需要频繁更换的耗材，造成维护成本增加，而且在更换隔离组件时，整个薄膜过滤装置都需要停顿下来，严重影响产量。

发明人有鉴于此，乃苦思细索，积极研究，加以多年从事相关产品研究的经验，并经不断试验及改良，终于开发出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可降低成本及减少维修次数的薄膜过滤及能量回收装置。

本实用新型为达成上述目的，其结构包括：

一原液供应组件，用于供应原液；及一薄膜过滤组件，至少具有一薄膜，并具有一原液入口、一滤液出口及一残余液出口；所述薄膜过滤组件的所述原液入口连接所述原液供应组件；及至少一能量回收组件，其包括：一回收基座，其顶端具有第一阀门及第二阀门，底端具有第三阀门及第四阀门；所述第一阀门连接所述原液供应组件；所述第二阀门连接所述薄膜过滤组件的所述原液入口；所述第三阀门连接所述薄膜过滤组件的残余液出口；所述第四阀门连接一残余液排放处；及一辅助加压泵，连设于所述第二阀门与所述薄膜过滤组件的所述原液入口之间；其中：所述回收基座具有若干通道；若干所述通道的顶端分别具有第一连通口及第二连通口，底端分别具有第三连通口及第四连通口；所述通道的所述第一连通口连通所述第一阀门；所述通道的所述第二连通口连通所述第二阀门；所述通道的所述第三连通口连通所述第三阀门；所述通道的所述第四连通口连通所述第四阀门；所述薄膜过滤组件的残余液出口排出的残余液在若干所述通道内流动的雷诺数在1000至4000的范围内。

较佳者，所述回收基座由若干小型管体所组成；若干所述小型管体分别具有一所述通道。

较佳者，所述小型管体的管径在6英寸至10英寸之间。

较佳者，所述回收基座内设有若干隔板，借以形成若干所述通道。

较佳者，所述通道的截面的等效圆的直径在6英寸至10英寸之间。

较佳者，所述回收基座内设有若干依预定间隔套设在一起的环状围板，借以形成若干所述通道。

较佳者，其中具有二组以上的所述能量回收组件；各所述能量回收组件轮流接收所述薄膜过滤组件排出的残余液，并轮流使原液流入所述薄膜过滤组件内。

本实用新型的薄膜过滤及能量回收装置结构简单，运行流畅，维修次数少，维修成本低，产能高，耗电量低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的能量回收组件的变化实施例；

图3为本实用新型的能量回收组件的另一变化实施例；

图4为现有技术的结构示意图。

附图标号说明：

100、薄膜过滤及能量回收装置

1、原液供应组件

11、高压泵

2、薄膜过滤组件

21、原液入口

22、滤液出口

23、残余液出口

3、能量回收组件

4、4a、4b、回收基座

41、第一阀门

42、第二阀门

43、第三阀门

44、第四阀门

45、残余液排放处

46、辅助加压泵

47、小型管体

48、隔板

49、环状围板

5、5a、5b、通道

51、第一连通口

52、第二连通口

53、第三连通口

54、第四连通口

200、薄膜过滤装置

9、缸桶

91、第一阀门

92、第二阀门

93、第三阀门

94、第四阀门

95、辅助加压泵

96、隔离元件

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型薄膜过滤及能量回收装置100包括一原液供应组件1、一薄膜过滤组件2及至少一能量回收组件3，可用于过滤例如海水等原液；能量回收组件3包括一回收基座4及一辅助加压泵46，可用于回收薄膜过滤组件2产生的残余液中的能量；其中：回收基座4具有若干通道5，而薄膜过滤组件2排出的残余液在各通道5内流动的雷诺数(Reynolds number)在1000至4000的范围内，可达到降低成本及减少维修次数的目的。下文将详予说明。

原液供应组件1用于供应原液，其设有一高压泵11，借以增加原液排向薄膜过滤组件2的压力。

薄膜过滤组件2至少具有一薄膜，并具有一原液入口21、一滤液出口22及一残余液出口23。薄膜过滤组件2的原液入口21连接原液供应组件1。

薄膜过滤组件2的薄膜可采用平板式(flat-sheet)薄膜，其材质可为聚合物或陶制物，具有预定孔隙值，可过滤原液，进而产生滤液及残余液。

能量回收组件3包括：一回收基座4，其顶端具有第一阀门41及第二阀门42，底端具有第三阀门43及第四阀门44；第一阀门41连接原液供应组件1；第二阀门42连接薄膜过滤组件2的原液入口21；第三阀门43连接薄膜过滤组件2的残余液出口23；第四阀门44连接一残余液排放处45；及一辅助加压泵46，连设于第二阀门42与薄膜过滤组件2的原液入口21之间；借此结构，再配合预定的操作步骤，就能有效回收薄膜过滤组件2排出的残余液的能量，且还能产生“水锤作用”，借以防止薄膜阻塞。

前述的预定操作步骤为现有技术，其可依照使用需求、能量回收组件3的数量等条件而变化。兹举例说明如下。

能量回收组件3可依据液体震荡及残余液动能回收步骤运作，液体震荡及残余液动能回收步骤包括：S11：打开第一阀门41，使原液流入回收基座4内；S12：关闭第一阀门41，并打开第二阀门42；S13：打开第三阀门43，并启动辅助加压泵46，使残余液流入回收基座4内，借以将回收基座4内的原液推出第二阀门42，使原液在经辅助加压泵46增加压力后，流入薄膜过滤组件2的原液入口21；S14：关闭第二阀门42、第三阀门43及辅助加压泵46；打开第四阀门44，使回收基座4内的残余液流入残余液排放处45；借由使能量回收组件3持续依据液体震荡及残余液动能回收步骤运作，即可将残余液的能量转换成将原液推入薄膜过滤组件2的能量，而且还能产生“水锤作用”(Water Hammer)，借以防止薄膜阻塞。

在常用的回收基座4中大多有设置一隔离元件(图中未示)，借以避免在回收基座4内的原液与残余液混合，造成薄膜过滤组件2的负担。但是设置隔离元件的方式将会增加成本，而且由于隔离元件需要在回收基座内往复移动，因此是一种容易损耗的耗材，需要时常检修、更换，不但增加维修成本，且在维修时还必需停止设备的运作，降低整体的产能。

本实用新型的主要特征在于：回收基座4具有若干通道5；各通道5的顶端分别具有第一连通口51及第二连通口52，底端分别具有第三连通口53及第四连通口54；通道5的第一连通口51连通第一阀门41；通道5的第二连通口52连通第二阀门42；通道5的第三连通口53连通第三阀门43；通道5的第四连通口54连通第四阀门44；薄膜过滤组件2的残余液出口23排出的残余液在各通道5内流动的雷诺数在1000至4000的范围内；借此结构，就算在回收基座4的通道5内不设置隔离元件的情况下，由于残余液会维持在层流或过度流的状态，因此原液与残余液之间只有会少量的混流，可有效减少原液与残余液混合的情况，进而达到减少薄膜过滤组件2的负担的功效。此外，减少原液与残余液混合的情况，当然也就能减少对原液供应组件1、高压泵11所排出的原液的压力要求，因此能有效减少电力消耗。

达成使回收基座4具有许多通道5的方式有很多，兹举例说明如下。

回收基座4可由若干小型管体47所组成。每一个小型管体47分别都具有一通道5；在此情况下，最好选择管径在6英寸至10英寸之间的小型管体47，因为这种规格的管体不但较好取得，而且对于现今的例如海水等原液的过滤程序中所产生的残余液而言，这种管体能达到减少原液与残余液混合的情况。

从上述的说明可知，借由使回收基座4内具有若干通道5，并控制残余液在回收基座4内的各个通道5内流动的雷诺数就能有效减少原液与残余液混合的情况。然而，如果将常用的回收基座4也设置成可使残余液在回收基座4内流动的雷诺数在1000至4000的范围内，则虽然也能省去隔离组件，但是却会严重的限缩整个设备的产量，所以本实用新型显然不是简单的尺寸或数量的变化，而是能在维持产量、确实省去隔离元件、有效减少薄膜过滤组件2的负担的情况下，达到降低成本及减少维修次数的目的。

由于能量回收组件3的行程是一种重复循环的动作，因此若设置二组以上的能量回收组件3(图中未示)，并且使能量回收组件3轮流接收薄膜过滤组件2排出的残余液，并轮流使原液流入薄膜过滤组件2内，则可使整体的运作更为流畅。

如图2所示，能量回收组件3的回收基座4a亦可采用一个大型的例如圆形管体或方形管体(图中未示)，并在回收基座4a内设有若干隔板48，借以形成若干通道5a；借此结构也能达到减少原液与残余液混合的情况；在此情况下，可预定回收基座4a的通道5a的截面的等效圆的直径在6英寸至10英寸之间。

如图3所示，能量回收组件3的回收基座4b还可采用一个大型的管体，并在回收基座4b内设有若干依预定间隔套设在一起的环状围板49，借以形成若干通道5b；借此结构也能达到减少原液与残余液混合的情况。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。