本實用新型涉及海水淡化技術領域，更具體地說，涉及一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置。

背景技術：

水是生命之源，是經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，對淡水資源的需求和質量將會不斷的提高。我國有長達1.8萬公里的海岸線，其中面積達500平方米以上的海島有6961個，它們不僅是海洋捕撈，近海養(yǎng)殖和海洋資源保護的基地，有的還是具有國防戰(zhàn)略意義的軍隊基地和邊防哨所。這其中的絕大多數(shù)海島淡水資源匱乏，且常常出現(xiàn)水質不符合衛(wèi)生標準的情況；有些海島根本就沒有淡水，主要依靠補給船補給淡水，費用大且較容易受天氣情況的影響。有些非常偏遠的海島還存在著電力不足和無法供應的情況，利用傳統(tǒng)的礦物燃料(煤、油)解決海水淡化能源問題，這不僅容易破壞海島的生態(tài)系統(tǒng)，而且運行和維護成本較高。

我國南海作為重要的海上戰(zhàn)略基地，需要不斷的完善各種基建工作，但由于淡水資源的匱乏，需要從內陸運輸水資源滿足島上的用水需求。如上所述，如果采用其他能源來進行海水淡化，容易破壞海島上的生態(tài)平衡，而且各種資源仍然需要從內陸運輸，而不能就地取材進行海水淡化，該問題是各島礁普遍存在的問題。

經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術中存在較多的海水淡化方案，如專利號201420809193.0記載了一種集裝箱式太陽能海水淡化裝置，該裝置主要由太陽能光伏發(fā)電裝置、海水預處理裝置、反滲透裝置、深度除硼裝置、智能控制裝置組成，其中太陽能電池方陣按照一定方式連接安裝于集裝箱頂部，其他裝置通過管路或電線集成安裝在集裝箱中。該裝置利用太陽能進行海水淡化，但如果要滿足島礁上的用水需求，需要較大的地方來放置該裝置，而島礁本身面積就小，因此，具有一定的需求矛盾。

中國專利號201410300763.8公開了一種高效蒸餾海水淡化器，包括淡化器筒體，淡化器筒體頂部一側設有海水入口，海水入口一側連接均流管，海水入口另一側連接沉淀槽，均流管設于淡化器筒體頂部，均流管上設有噴淋嘴，淡化器筒體內部設有換熱管組件，換熱管組件包括多組換熱管管束，換熱管組件設于均流管下側，淡化器筒體底部設有淡水導流筒，淡水導流筒底部設有淡水出口。該裝置利用換熱管加快蒸餾過程來提高海水淡化效率，但在海島上如何產(chǎn)生電力也是一大難題，如果是在孤立的島礁上，難以從內陸輸送電力，導致該裝置不能被實施應用。

技術實現(xiàn)要素：

1.實用新型要解決的技術問題

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中海水淡化裝置不能在海面獨立使用的不足，提供了一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置，本實用新型通過蒸餾作用進行海水淡化，淡化效率高，并自行將各種能源轉化為電能，可直接在海面上獨立使用，結構穩(wěn)定，適合在島礁上進行發(fā)展利用。

2.技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

本實用新型的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置，包括海水容器和設置在海水容器上的蒸餾罩，還包括儲水缸、供水機構、排水機構和電力系統(tǒng)，所述的海水容器固定在蒸餾罩下方，海水容器與蒸餾罩相連通，蒸餾罩底部為環(huán)形的集水槽，集水槽內的水通過引流管流入儲水缸中；所述供水機構用于向海水容器內輸送海水，排水機構用于把儲水缸內的淡水排出，電力系統(tǒng)通過風力發(fā)電和/或水力發(fā)電為供水機構、排水機構提供電能。

作為本實用新型更進一步的改進，所述的蒸餾罩為球冠形，其底部的集水槽通過過渡環(huán)與海水容器連接。

作為本實用新型更進一步的改進，所述集水槽的截面為弧形，弧形開口朝上；沿集水槽周向均勻間隔分布有至少3個引流管，且引流管與集水槽的接口處位于集水槽的底部。

作為本實用新型更進一步的改進，所述儲水缸為圓形，儲水缸底部固定有配重塊，該配重塊周向成圓形貼附在儲水缸底面。

作為本實用新型更進一步的改進，所述儲水缸底部成弧形下凸，配重塊中心厚度最大，并向外沿逐漸減少。

作為本實用新型更進一步的改進，所述的儲水缸的上表面為平面結構，且儲水缸的過中心點的直徑大于其高度。

作為本實用新型更進一步的改進，所述電力系統(tǒng)包括蓄電模塊、風力發(fā)電機和/或水流發(fā)電機，所述風力發(fā)電機通過托板固定在儲水缸上，水流發(fā)電機固定在儲水缸底部，風力發(fā)電機和/或水流發(fā)電機產(chǎn)生電力存儲在蓄電模塊，通過蓄電模塊為供水機構、排水機構提供動力。

作為本實用新型更進一步的改進，所述供水機構包括第一抽水泵、第一控制器、第一上水位檢測器和第一下水位檢測器，所述第一上水位檢測器和第一下水位檢測器設置在海水容器的不同位置高度處以檢測海水容器中的水位信息，并將檢測信號傳遞給第一控制器，通過第一控制器控制第一抽水泵的動作。

作為本實用新型更進一步的改進，所述排水機構包括第二抽水泵、第二控制器、第二上水位檢測器和第二下水位檢測器，所述第二上水位檢測器和第二下水位檢測器設置在儲水缸的不同高度處以檢測儲水缸中的水位信息，并將檢測信號傳遞給第二控制器，通過第二控制器控制第二抽水泵的動作將淡水抽出。

本實用新型的一種海水淡化方法，采用上述方案中的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置進行海水淡化。

3.有益效果

采用本實用新型提供的技術方案，與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果：

(1)本實用新型的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置，在海面上布置儲水缸，把上方蒸餾罩蒸餾的海水存儲到下方的儲水缸內，結構上下結合，位置空間得到較大的應用，能夠直接進行海水淡化；此外，該系統(tǒng)直接設置在海里，不需要占用陸地空間，還能夠自行發(fā)電提供排水動力，使資源得到合理的利用，而且不會產(chǎn)生污染，節(jié)能環(huán)保；此外，在儲水缸內設置了配重塊，保證了儲水缸的穩(wěn)定性，結構設計合理，原理簡單；

(2)本實用新型的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置，所設置的蒸餾罩為球冠形，蒸餾罩底部設置有環(huán)形的集水槽，那么蒸汽在蒸餾罩上凝成水珠順著球冠形壁流到集水槽內，進而通過引流管流入儲水缸；當海水容器中的水位較低時，抽水泵自動向其中注水，結構布局合理，所蒸餾的淡水可以直接飲用；

(3)本實用新型的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置，電力系統(tǒng)包括蓄電模塊、風力發(fā)電機和/或水流發(fā)電機，蓄電模塊用于存儲電量，風力發(fā)電機可利用海面風力進行發(fā)電，水流發(fā)電機利用水流進行發(fā)電，當兩者配合使用時，具有較足的電力。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型中供水機構的結構示意圖；

圖3為本實用新型中配重塊的設置結構示意圖。

示意圖中的標號說明：101、蒸餾罩；102、過渡環(huán)；103、集水槽；104、引流管；105、海水容器；106、通氣管；107、儲水缸；108、耳環(huán)；109、配重塊；201、第一抽水管；202、第一抽水泵；203、進水管；204、第一控制器；205、第一上水位檢測器；206、第一下水位檢測器；207、電磁閥；208、第一排水管；301、蓄電模塊；302、電路包裝管；303、水流發(fā)電機；304、托板；305、風力發(fā)電機；401、第二抽水管；402、第二抽水泵；403、第二排水管；404、第二控制器；405、第二上水位檢測器；406、第二下水位檢測器。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內容，結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。

實施例1

結合圖1，本實施例的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置，包括海水容器105和設置在海水容器105上的蒸餾罩101，蒸餾罩101由透明導熱材料制成，可以為鋼化玻璃罩，一方面有利于海水吸熱蒸發(fā)，另一方面可防至被撞擊后破裂。本實施例中還設置有儲水缸107、供水機構、排水機構和電力系統(tǒng)，其中的儲水缸107的上表面為平面結構，且儲水缸107的過中心點的直徑大于其高度，也就是過中心的截面的橫向長度大于縱向高度，那么其重心較為穩(wěn)定，不易翻倒。

在儲水缸107上表面設置有通氣管106，該通氣管106上部為倒U形，一方面可保證內部氣壓平衡，保證抽排水動作的順利進行；另一方面，避免海水從通氣管106進入到儲水缸107中，具有一定的封堵作用。

本實施例中的海水容器105固定在蒸餾罩101下方，海水容器105與蒸餾罩101相連通，蒸餾罩101底部為環(huán)形的集水槽103，集水槽103內的水通過引流管104流入儲水缸107中。為了能夠使水流快速的進入到儲水缸107中，蒸餾罩101設置為球冠形，其底部的集水槽103通過過渡環(huán)102與海水容器105連接。由于蒸餾罩101處于海中，其溫度低于空氣中的溫度，水蒸氣遇到蒸餾罩101后凝結成小水珠，如果把蒸餾罩101頂部設置為平面狀，那么小水珠會直接滴落到海水容器105中，而通過把蒸餾罩101設置為球冠狀，其側壁高度由于圓弧過度而逐漸降低，小水珠會順著側壁向下滑落，最終流入到集水槽103中，結構簡單合理，實現(xiàn)蒸餾分離的目的。

進一步地，集水槽103的截面設置為弧形，且弧形開口朝上，那么水流會順著集水槽103的弧形壁流至最底部。進一步地，沿集水槽103周向均勻間隔分布有至少3個引流管104，且引流管104與集水槽103的接口處位于集水槽103的底部，那么被淡化后的水流會及時的進入到儲水缸107中。

普通技術中雖然也多有采用蒸餾方式進行海水淡化，但其原理多是把水蒸氣運輸?shù)搅硪粋€腔體后冷凝形成淡化水，難以直接在同一個大范圍連通的腔室內進行海水蒸餾和淡水的收集，本實施例中把蒸餾罩與集水槽巧妙的結合在一起，解決了現(xiàn)有技術中存在的一大技術難點。

為了結構的穩(wěn)定性，所設置的海水容器105的體積不大于儲水缸107體積的1/5，以防止重心不穩(wěn)而導致海水容器105傾斜。本實用新型的主要目的是在海面上進行海水淡化，但存在的一個很大的問題就是海面波浪較大，而且本實用新型中的集水槽是和海水容器105連通的，一旦裝置有較大的傾斜，那么就水導致海水容器105內的未淡化海水進入到集水槽中，失去自身的淡化作用。

基于存在以上問題，本實施例設置的儲水缸107為圓形，底部成弧形下凸，在儲水缸107底部固定配重塊109，參看圖3，該配重塊109周向成圓形貼附在儲水缸107底面，即保證重心位于儲水缸107的中軸線上靠下的位置，配重塊109中心厚度最大，并向外沿逐漸減少。由于設置了配重塊109，儲水缸107在空置狀態(tài)下也會有一定的吃水深度，即便有一定的波浪，那么儲水缸107更多的是隨波浪上下起伏，而不會左右晃動，以此來避免儲水缸107傾斜，保證海水容器105未淡化的海水不會進入到集水槽103中。在儲水缸107側壁上對稱設置有兩個耳環(huán)108，在耳環(huán)108中穿插繩索以限定儲水缸107的位置，防止被水浪沖走。

為了能夠持續(xù)的進行蒸餾海水淡化，在儲水缸107上設置供水機構，該供水機構用于向海水容器105內輸送海水，形成自動進水。排水機構用于把儲水缸107內的淡水排出，電力系統(tǒng)通過風力發(fā)電和/或水力發(fā)電為供水機構、排水機構提供電能。該供水機構和排水機構中設置有控制器和水位檢測器，并依靠電力系統(tǒng)提供電力，根據(jù)水位變化自動執(zhí)行抽水動作，用于蒸餾淡化。該設置自動化程度高，無需人工操作，適于獨立使用。

實施例2

本實施例的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置，其基本結構與實施例1相同，其不同之處在于：本實施例中的電力系統(tǒng)包括蓄電模塊301、風力發(fā)電機305和/或水流發(fā)電機303，為了保證有充足的電源，本實施例中將兩者同時設置在系統(tǒng)中。其中，風力發(fā)電機305通過托板304固定在儲水缸107上方，即把風力發(fā)電機305固定在儲水缸107上表面外沿，并沿儲水缸107周向分布，易于接受各個方向的來風，可以設置多個風力發(fā)電機305，其具體個數(shù)根據(jù)需要設定，沒有具體限制。

其中的水流發(fā)電機303固定在儲水缸107底部，同樣是沿儲水缸107周向分布，且水流發(fā)電機303設置在儲水缸107底面以下位置，因為儲水缸107會阻礙水流流動，而設置在其下部使水流發(fā)電機303獲得較好的水流沖擊效果，提高發(fā)電效率。風力發(fā)電機305和水流發(fā)電機303產(chǎn)生電力存儲在蓄電模塊301，通過蓄電模塊301為供水機構和排水機構提供抽水、排水的動力。為了防止電線被海水腐蝕，電線均被電路包裝管302包裹。蓄電模塊301設置在儲水缸107上表面，并做防水處理。

實施例3

結合圖2，本實施例的一種海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置，其基本結構與實施例2相同，其不同之處在于：供水機構包括第一抽水泵202、第一控制器204、第一上水位檢測器205和第一下水位檢測器206，第一抽水泵202與第一抽水管201連接，第一抽水管201插入外部海水。第一抽水泵202的出水口與進水管203連接，該進水管203伸入到海水容器105內，把抽取的海水輸入到海水容器105。

第一上水位檢測器205和第一下水位檢測器206設置在海水容器105的不同位置高度處以檢測海水容器105中的水位信息，第一上水位檢測器205設置在海水容器105上部，第一下水位檢測器206設置在海水容器105中下部，當?shù)谝幌滤粰z測器206檢測到海水低于該位置時，將檢測信號傳遞給第一控制器204，通過第一控制器204控制第一抽水泵202開始抽水；當?shù)谝簧纤粰z測器205檢測到水位信號時，把信號傳遞給第一控制器204，控制第一抽水泵202停止抽水。當下水位檢測器206每連續(xù)四次監(jiān)測到水位下降到此高度時，由附在206上的計數(shù)器把信號傳達給電磁閥207，并自動通過海水容器105上的排水口將這部分余水排掉。在排水口上設置第一排水管208，并在第一排水管208上設有電磁閥207，該電磁閥207與第一控制器204相連，由第一控制器204控制電磁閥207實時把余水排掉。

當儲水缸107中的淡水收集滿后，需要輸送到其他地方供使用，因此，需要設置排水機構把淡水輸送走。該排水模塊可以是一個開口，通過外置水泵把水抽走，也可直接在系統(tǒng)中設置水泵，直接向外部排水。

本實施例采用第二種方式，該排水機構包括第二抽水泵402、第二控制器404、第二上水位檢測器405和第二下水位檢測器406。第二抽水泵402的抽水口通過第二抽水管401深入到儲水缸107底部，第二抽水泵402的排水口通過第二排水管403向外部排水。

第二上水位檢測器405和第二下水位檢測器406設置在儲水缸107的不同高度處以檢測儲水缸107中的水位信息，第二上水位檢測器405設置在儲水缸107上部，當?shù)诙纤粰z測器405檢測到水滿信息后，把檢測信號傳遞給第二控制器404，啟動第二抽水泵402開始排水。

第二下水位檢測器406設置在儲水缸107中靠近底部位置，當?shù)诙滤粰z測器406檢測到無水信號后，把檢測信號傳遞給第二控制器404，控制第二抽水泵402停止抽水，以此實現(xiàn)整個過程的自動化。

實施例4

本實用新型中上述各實施例的特征之間可相互組合，不局限于所各實施例所描述特征。針對上述特征，本發(fā)明還提供了一種海水淡化方法，其步驟如下：

步驟1、把海面漂浮式海水蒸餾淡化裝置放置在海水中，把耳環(huán)108上的繩索拴在陸地的固定樁上，完成準備工作；

步驟2、風力吹動電力系統(tǒng)中風力發(fā)電機305發(fā)電，水流發(fā)電機303在水流沖擊下進行發(fā)電，所產(chǎn)生電量存儲在蓄電模塊301中，當電量達到設定值時，開始為系統(tǒng)提供電力；

步驟3、供電后，供水模塊中的第一下水位檢測器206檢測到低水位信息，信號傳遞到第一控制器204，控制第一抽水泵202向海水容器中抽水；當?shù)谝簧纤粰z測器205檢測到水滿信號后，第一抽水泵202停止抽水，開始蒸餾淡化海水；

通過太陽照射，蒸發(fā)的水分在蒸餾罩上形成小水珠，并順著蒸餾罩流入到集水槽中，然后進入儲水缸107；海水容器中的海水蒸發(fā)到第一下水位檢測器206位置后，進行第二次注水，繼續(xù)進行蒸餾；經(jīng)過3次蒸餾后，海水容器內的剩余海水含鹽量較大，第一控制器204自動打開電磁閥207，剩余海水由第一排水管208排出；然后在控制第一抽水泵202開始抽水，以此循環(huán)；

步驟4、當?shù)诙纤粰z測器405檢測到水流信息后，第二抽水泵402開始向外部抽水，把淡化后的海水向外輸送，當水位到達第二下水位檢測器406位置時，第二抽水泵402停止抽水，重復步驟3、4的過程。

該海水淡化裝置設置在海面上，不會占用陸地空間，而且整個海水淡化過程不需要人為干涉，自動化程度高；由于整個系統(tǒng)的動力靠自行發(fā)電，也不會排放任何污染物，不會影響海水內的生態(tài)環(huán)境，環(huán)保節(jié)能。

在本實用新型中，如果只是在海面上設置蒸餾淡化機構，海面的波浪很容易使儲水缸傾倒，即便只是一定角度的傾斜，也會導致海水容器內的海水進入到集水槽中，進而流入到儲水缸中，致使淡化的水分沒有流入的海水多，根本不可能進行海水淡化，這也是為何現(xiàn)有的蒸餾淡化裝置只能在陸地上設置的原因，因為其難以克服海上的波浪因素。

本實用新型中把儲水缸與配重塊結構相結合，利用增加重力來保證儲水缸的穩(wěn)定性，即便有相對較大的風浪，儲水缸一般只會隨波浪上下起伏，而不會左右晃動，在相對較為平靜的海面具有較好的穩(wěn)定效果。

以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。