專利名稱：海水變磁淡化法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海水或苦咸水的淡化方法；尤其是一種利用變化的磁場及由變化的磁場產(chǎn)生的渦旋電場(即感生電場)對流動(dòng)海水或苦咸水中的電解質(zhì)離子(即雜質(zhì))的作用，使淡化水(即水分子)與雜質(zhì)分離來淡化海水或苦咸水，并能使海水或苦咸水淡化設(shè)備結(jié)構(gòu)極其簡單、造價(jià)極其低廉、使用極其方便、淡化能耗和淡化成本均非常低的海水變磁淡化法。
目前被廣泛使用的海水或苦咸水淡化法的設(shè)備、工藝流程的名稱有很多，但按其淡化方法分只有蒸餾法、電滲析法和反滲透法。最近又出現(xiàn)了冷凝法，它是利用以下原理當(dāng)不飽和水溶液的溫度降至凝固點(diǎn)時(shí)，溶液中開始析出冰，溶液的濃度不斷增大，溶液凝固點(diǎn)不斷降低，最后溶液的濃度達(dá)到該溶質(zhì)溶液的飽和濃度時(shí)，冰和溶質(zhì)一起析出。由于這種淡化方法的能耗和淡化成本太高，所以其設(shè)備一直未投入生產(chǎn)。蒸餾法是給海水或苦咸水加熱使海水或苦咸水中的水分子先蒸發(fā)再冷凝，淡化水與鹽分離的淡化方法。我國東部大海海水含鹽量為3.5％；海水中的絕大部分雜質(zhì)是電解質(zhì)，非電解質(zhì)不到海水雜質(zhì)的1‰；我國的飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水中的雜質(zhì)含量不超過500mg/L，因此，去掉了海水中的離子也就等于實(shí)現(xiàn)了海水淡化，沒有離子的海水也就是飲用水標(biāo)準(zhǔn)的淡化水。證明了“用電磁方法能使淡化水與雜質(zhì)分離且去掉了離子的海水或苦咸水就是淡化水”的電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列，組成多個(gè)相互獨(dú)立的隔室；隔室的海水或苦咸水被淡化與隔室的海水或苦咸水被濃縮相間相隔，在外加電場的作用下，淡水與濃縮水得以分離的淡化方法。電滲析法淡化能耗的3/10是使離子運(yùn)動(dòng)(即產(chǎn)生電流)，7/10用在了離子穿越陰陽透膜上。反滲透法是利用外加壓力使海水或苦咸水的水分子透過只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的半透膜，將海水或苦咸水與淡水分隔開的淡化方法。在這三種淡化方法中，反滲透法能耗最低，它的能耗僅為電滲析法的二分之一，蒸餾法的四十分之一；但目前世界上有準(zhǔn)確報(bào)道的反滲透法淡化設(shè)備能耗最低耗電量也達(dá)6kwh/T，這還不包括維護(hù)設(shè)備運(yùn)行的能耗。為了減少不必要的能量耗費(fèi)，降低淡化成本，人們不得不使淡化設(shè)備結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜；例如利用蒸餾法原理的普通蒸餾到多閃多效蒸餾；設(shè)備雖能節(jié)省些能源，但卻使得淡化設(shè)備制造越來越困難、維修保養(yǎng)成本越來越高，設(shè)備投資額度越來越難以承擔(dān)；現(xiàn)在，萬噸水廠投資額都在8～10億圓人民幣。
本發(fā)明的目的是提供一種利用變化磁場及由于變化的磁場而產(chǎn)生的渦旋電場對流動(dòng)海水或苦咸水中的電解質(zhì)離子產(chǎn)生作用，使淡化水與雜質(zhì)分離來淡化海水或苦咸水的海水變磁淡化法，并使得海水或苦咸水的海水變磁淡化法的淡化設(shè)備結(jié)構(gòu)極其簡單、造價(jià)極其低廉、使用極其方便、淡化能耗和淡化成本均非常低。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在現(xiàn)今輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構(gòu)的出水口接上一淡化管涵，淡化管涵由一個(gè)進(jìn)水管、兩個(gè)出水管、一個(gè)中空直柱體、一根導(dǎo)管及若干組線圈等構(gòu)成。中空直柱體軸向相通，中空直柱體軸向相通的兩端分別是一只進(jìn)水管和兩只出水管，流經(jīng)淡化管涵中空直柱體內(nèi)空腔的海水或苦咸水的流動(dòng)方向與中空直柱體內(nèi)空腔中軸線平行。中空直柱體的壁厚相等均勻，中空直柱體軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀多為封閉的圓形、但也可以是方形、或其他形狀；中空直柱體的內(nèi)壁光滑連貫；中空直柱體的材質(zhì)為不影響并最好是有利于其外表面的線圈通電后在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生磁場，且不會使其外表面的線圈產(chǎn)生的磁場在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)失真的、不會在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流的材料；在同一中空直柱體中，中空直柱體的材料可以用一種、也可以用兩種或多種。淡化管涵中的線圈加設(shè)在中空直柱體的外表面并緊貼在中空直柱體的外表面，線圈的中軸線與中空直柱體的中軸線相同、與海水或苦咸水的流動(dòng)方向平行，線圈在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生的磁場的磁感線方向與水流方向平行、與中空直柱體的內(nèi)空腔中軸線平行；在同一淡化管涵中，線圈多為一組、但也可以是兩組或多組；在海水變磁淡化法中，只有一組線圈的同一淡化管涵線圈中電流的波形圖或具有兩組或多組線圈的同一淡化管涵全部線圈中電流的復(fù)合波形圖均有多種，這些波形圖多為分段(即由不連續(xù)點(diǎn)隔開的一個(gè)個(gè)電流隨時(shí)間連續(xù)變化的區(qū)間)的、電流的數(shù)值在每一連續(xù)變化的區(qū)間里始終是變化的、電流的數(shù)值在最大值和最小值時(shí)間點(diǎn)是間斷(即不連續(xù))的圖形和其它能產(chǎn)生相同結(jié)果的波形圖。在這些波形圖中，不管線圈繞組的方向怎樣、線圈電流的流向如何，在線圈中的電流連續(xù)變化的每一時(shí)間段(即區(qū)間，下同)里，在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化要么只增不減、要么只減不增，兩者只能選擇一個(gè)；并且在線圈中的電流連續(xù)變化的所有時(shí)間段里，在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化均是一致的，即要就全部是只增不減、要就全部是只減不增，二者只能居其一；在線圈中的電流連續(xù)變化的時(shí)間段里，在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化多采用線性，但也可以采用非線性；在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的最小值可以為零也可以不為零。在淡化管涵中，在保證中空直柱體的內(nèi)空腔內(nèi)必要的磁場強(qiáng)度下，線圈的匝數(shù)要盡可能少；在保證電流在最大值點(diǎn)或最小值點(diǎn)離子運(yùn)動(dòng)的變化盡可能小的前提下，電流周期性變化的頻率要盡可能高。線圈的軸向長度由中空直柱體內(nèi)的海水或苦咸水的流速、海水或苦咸水的含鹽量、線圈的匝數(shù)、線圈中電流的變化頻率及中空直柱體軸向橫截面最寬寬度、面積和形狀等因素決定。淡化管涵中的導(dǎo)管為橫截面是封閉圖形的中空柱體管，導(dǎo)管是軸向相通的，并且其內(nèi)空腔軸向橫截面過流面積隨流動(dòng)海水或苦咸水同一斷面的向前移動(dòng)不變或不減??；導(dǎo)管的一部分在淡化管涵內(nèi)部、一部分在淡化管涵的外部；導(dǎo)管在淡化管涵內(nèi)部的端口在中空直柱體有線圈區(qū)段靠近有線圈區(qū)段和無線圈區(qū)段的交界處，即在中空直柱體有線圈區(qū)段靠近中空直柱體有線圈區(qū)段的結(jié)束處，導(dǎo)管的這一端口的管壁的軸向截面可以是前小后大的楔形；在淡化管涵中空直柱體內(nèi)部的導(dǎo)管為直柱體。在淡化管涵內(nèi)部，導(dǎo)管通過與中空直柱體內(nèi)壁或淡化管涵的內(nèi)壁相接的支架得到支撐，支架在淡化管涵的軸向橫截面上的總體面積應(yīng)盡可能小并在軸向光滑連貫。在淡化管涵中空直柱體外部的導(dǎo)管，包括伸出淡化管涵部分的導(dǎo)管可以為直柱體管、也可以為彎曲柱體管，在淡化管涵中空直柱體外部的導(dǎo)管是淡化管涵的一出水管。導(dǎo)管在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)的部分在中空直柱體軸向橫截面上的外輪廓線尺寸比中空直柱體內(nèi)空腔軸向橫截面尺寸小，并且與中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)壁有讓一定量水流流過的一定間距，中空直柱體內(nèi)空腔有導(dǎo)管處的非導(dǎo)管區(qū)域軸向橫截面過流面積與同處導(dǎo)管內(nèi)空腔軸向橫截面過流面積的比例由海水或苦咸水的含鹽量決定；導(dǎo)管在中空直柱體的部分與中空直柱體內(nèi)壁之間的讓一定量水流流過的空間用其內(nèi)空腔軸向橫截面過流面積隨流動(dòng)海水或苦咸水同一斷面的向前移動(dòng)不變或不減小的導(dǎo)出管引出，并慢慢逐步地使導(dǎo)管從該導(dǎo)出管的管壁全部伸出，使導(dǎo)管徹底地與該導(dǎo)出管分離、互不相聯(lián)、并行獨(dú)立。該導(dǎo)出管是淡化管涵的另一出水管。導(dǎo)管在中空直柱體的部分的軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀多為圓形，但也可以是方形或其他形狀；導(dǎo)管在中空直柱體的部分的軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀多與中空直柱體軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀相同，但也可以與中空直柱體軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀不同；中空直柱體軸向橫截面的外輪廓線形狀的中心和內(nèi)輪廓線形狀的中心、導(dǎo)管在中空直柱體部分的軸向橫截面的外輪廓線形狀的中心和內(nèi)輪廓線形狀的中心、線圈的軸向橫截面的中心均在中空直柱體的中軸線上；導(dǎo)管的壁厚要盡可能薄，導(dǎo)管的內(nèi)、外壁均光滑連貫；導(dǎo)管及淡化管涵出水管的材質(zhì)用不影響、最好是有利于通上電流的線圈在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生磁場且不會使線圈產(chǎn)生的磁場在中空直柱體內(nèi)失真的、不會在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流的材料；在同一淡化管涵中，制成導(dǎo)管及淡化管涵出水管的材料可以用一種、兩種或多種。海水或苦咸水的流向?yàn)閺闹锌罩敝w的無導(dǎo)管區(qū)段到有導(dǎo)管區(qū)段。淡化管涵的進(jìn)水管的進(jìn)水口與輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構(gòu)的出水口相連，進(jìn)水管的出水口與中空直柱體相接；當(dāng)把中空直柱體做成與實(shí)際加設(shè)線圈需要相等時(shí)，在中空直柱體的無導(dǎo)管端接上一段導(dǎo)進(jìn)管作為淡化管涵的進(jìn)水管；當(dāng)把中空直柱體做成比實(shí)際加設(shè)線圈需要的長，使得中空直柱體的無導(dǎo)管端有一部分無線圈時(shí)，可把中空直柱體無導(dǎo)管端無線圈部分直接作為淡化管涵的進(jìn)水管。另接進(jìn)水管的材質(zhì)用不影響、最好是有利于通上電流的線圈在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生磁場且不會使線圈產(chǎn)生的磁場在中空直柱體內(nèi)失真的、不會在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流的材料；在同一淡化管涵中，制成進(jìn)水管的材料可以用一種、兩種或多種。
當(dāng)海水在淡化管涵內(nèi)流動(dòng)時(shí)，假定此時(shí)在淡化管涵線圈中的電流設(shè)置是在線圈中的電流連續(xù)變化的所有時(shí)間段里，在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化均是只減不增；由電磁學(xué)可知此時(shí)在線圈中的電流連續(xù)變化的所有時(shí)間段里，淡化管涵的線圈將在柱線腔(即中空直柱體有線圈區(qū)段的內(nèi)空腔，下同)內(nèi)產(chǎn)生變化的磁場，該磁場的磁感線方向(由線圈的繞組方向和電流流向決定)與柱軸線(即中空直柱體中軸線，下同)平行，并在與磁感線相垂直的柱橫面(即中空直柱體內(nèi)空腔軸向橫截面，下同)上產(chǎn)生渦旋電場；由于此時(shí)在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化是只減不增，因此當(dāng)磁場的磁感線方向垂直紙面向外時(shí)，渦旋電場的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；當(dāng)磁場的磁感線方向垂直紙面向里時(shí)，渦旋電場的方向則為順時(shí)針方向。假定此時(shí)中空直柱體在柱橫面上的內(nèi)輪廓線形狀為圓形；則渦旋電場的電場線是中心在柱軸線的封閉、連貫、渦旋的同心圓。與變壓器里的渦流機(jī)理一樣，渦旋電場使得在柱線腔內(nèi)海水中的陰、陽離子在與磁場磁感線方向相垂直的柱橫面上做相反旋轉(zhuǎn)方向的繞柱軸線旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)磁場的磁感線方向垂直紙面向外時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)渦旋電場的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，因此此時(shí)陽離子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向、陰離子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；當(dāng)磁場的磁感線方向垂直紙面向里時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)渦旋電場的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，因此此時(shí)陽離子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向、陰離子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。在線圈在柱線腔內(nèi)產(chǎn)生的磁場的作用下，此時(shí)在柱線腔內(nèi)與磁場磁感線方向相垂直的柱橫面上做圓周運(yùn)動(dòng)的陰、陽離子會受到洛侖茲力的作用；如果把上述的“磁場的磁感線方向垂直紙面向外”理解為在柱線腔的磁場的磁感線方向順著水流方向，而把“磁場的磁感線方向垂直紙面向里”理解為在柱線腔的磁場的磁感線方向逆著水流方向；根據(jù)左手定則可知在此兩種情況下，在柱線腔內(nèi)流動(dòng)海水中的陰、陽離子所受到的洛侖茲力的方向均為在柱橫面上遠(yuǎn)離柱橫面中心柱軸線、朝向中空直柱體的內(nèi)壁。把前面對“磁場的磁感線方向垂直紙面向外”和“磁場的磁感線方向垂直紙面向里”的理解互換，也能得出上面同樣的結(jié)論。另外在柱橫面上做圓周運(yùn)動(dòng)柱線腔內(nèi)的陰、陽離子還將受到離心力的作用，離心力的方向?yàn)樵谥鶛M面上遠(yuǎn)離柱橫面中心柱軸線，與洛侖茲力的方向相同。由于此時(shí)在柱橫面上做圓周運(yùn)動(dòng)的陰、陽離子受到的洛侖茲力和離心力均在柱橫面上遠(yuǎn)離柱橫面中心柱軸線、朝向中空直柱體的內(nèi)壁，因此此時(shí)在柱線腔內(nèi)軸向流動(dòng)海水中的在柱橫面上繞柱軸線做圓周運(yùn)動(dòng)的陰、陽離子將會不斷地使自己的運(yùn)動(dòng)圓周的半徑越來越大，即在柱橫面上向中空直柱體的內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)。由于海水中能自由移動(dòng)的載流子是兩個(gè)帶負(fù)電的陰離子和帶正電的陽離子，且它們受到的洛侖茲力和離心力均在柱橫面上遠(yuǎn)離柱橫面中心柱軸線、朝向中空直柱體的內(nèi)壁；與通上電的海水放在磁場中在其電流流向的橫向兩側(cè)不會產(chǎn)生霍耳電場一樣；此時(shí)柱線腔內(nèi)的陰、陽離子也不可能存在陰、陽離子分離而產(chǎn)生阻止離子向中空直柱體的內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)的徑向電場，而是一起向中空直柱體的內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)，并最終運(yùn)動(dòng)到中空直柱體的內(nèi)壁附近。因此，隨著海水在柱線腔內(nèi)的軸向流動(dòng)，同一柱橫面上的海水在柱軸線附近區(qū)域的海水將逐漸變淡，在靠近柱線腔內(nèi)壁附近區(qū)域的海水將逐漸變濃，最終使端口在柱線腔后尾處的導(dǎo)管，即淡化管涵一出水管流出的是淡化水，而從中空直柱體非導(dǎo)管區(qū)域?qū)С龉?，即淡化管涵另一出水管流出則是濃海水。由于中空直柱體內(nèi)海水或苦咸水中的陰、陽離子做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度不非常高時(shí)，它們受到的洛侖茲力會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于離心力，因此上面的討論也適合于設(shè)置在線圈中的電流連續(xù)變化的所有時(shí)間段里，在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化均是只增不減的情況。另外，改變上面的“中空直柱體在柱橫面上的內(nèi)輪廓線形狀為圓形”的假定，上述的結(jié)論也成立。
由于采用了上述原理結(jié)構(gòu)，海水變磁淡化法不僅能把海水或苦咸水淡化，而且使得淡化設(shè)備的結(jié)構(gòu)極其簡單、造價(jià)極其低廉、使用極其簡便；由于海水變磁淡化法只有很少量的渦流能量耗費(fèi)，又由于洛侖茲力、離心力在使離子改變運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)的過程中不耗能；因此，海水變磁淡化法的淡化能耗和淡化成本要比現(xiàn)有的四種海水淡化方法的淡化能耗和淡化成本要低得多。
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明

圖1.本發(fā)明一實(shí)施例淡化管涵的結(jié)構(gòu)2.圖1中的A-A剖面3.圖1實(shí)施例中一種線圈勵(lì)磁電流i隨時(shí)間t變化的波形4.圖1實(shí)施例中中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)陰、陽離子受力及運(yùn)動(dòng)方向圖在圖中1.中空直柱體 2.線圈 3.導(dǎo)管 4.中空直柱體內(nèi)空腔 5.進(jìn)水管 6.非導(dǎo)管區(qū)域 7.一出水管 8.二出水管 9.水流方向 10.支架 11.支架 12.點(diǎn)A 13.點(diǎn)B 14.點(diǎn)C15.陽離子運(yùn)動(dòng)方向 16.陰離子運(yùn)動(dòng)方向 17.渦旋電場的方向 18.陽離子所受到的洛侖茲力的方向 19.陽離子所受到的離心力的方向 20.陰離子所受到的洛侖茲力的方向 21.陰離子所受到的離心力的方向 22.磁感線方向 23.虛線圓圈 24.中空直柱體有線圈段內(nèi)壁在圖1、圖2中，淡化管涵由一個(gè)進(jìn)水管(5)、兩個(gè)出水管(7)(8)、一個(gè)中空直柱體(1)、一根導(dǎo)管(3)及一組線圈(2)構(gòu)成。中空直柱體(1)在中空直柱體(1)的中軸線橫向截面上的內(nèi)、外輪廓線形狀和導(dǎo)管(3)在中空直柱體(1)的中軸線橫向截面上的內(nèi)、外輪廓線形狀均為圓形，中空直柱體(1)在中空直柱體(1)的中軸線橫向截面上的內(nèi)、外輪廓線形狀的中心和導(dǎo)管(3)在中空直柱體(1)的中軸線橫向截面上的內(nèi)、外輪廓線形狀的中心均在中空直柱體(1)的中軸線上，海水或苦咸水流動(dòng)方向(9)是從無導(dǎo)管(3)端到有導(dǎo)管(3)端，導(dǎo)管(3)的一端口在中空直柱體(1)有線圈(2)段一端的后尾處，導(dǎo)管(3)用與中空直柱體(1)內(nèi)壁(24)相連且在中空直柱體(1)的中軸線橫向截面上盡可能小的支架(10)、(11)支撐。線圈(2)在中空直柱體(1)的外表面、緊貼在中空直柱體(1)的外壁，線圈(2)在中空直柱體(1)軸向上的長度由海水或苦咸水的流速、線圈(2)的匝數(shù)、線圈(2)中的電流的數(shù)值等決定，線圈(2)的單位長度的匝數(shù)由計(jì)算得到的在中空直柱體內(nèi)空腔(4)內(nèi)應(yīng)有的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值及線圈(2)中的電流數(shù)值決定。中空直柱體(1)比實(shí)際加設(shè)線圈(2)需要的長，中空直柱體(1)無導(dǎo)管(3)端無線圈(2)的部分是淡化管涵的進(jìn)水管(5)，淡化管涵的一出水管(7)與中空直柱體(1)有導(dǎo)管(3)的一端的非導(dǎo)管區(qū)域(6)相接，導(dǎo)管(3)在中空直柱體(1)外的部分為淡化管涵的另一出水管(8)。
圖3列出了圖1淡化管涵實(shí)施例的一種線圈(2)中電流i隨時(shí)間t變化的波形圖，在實(shí)際中，也可以選用其它具有相同特性的波形圖。在圖3中，線圈(2)內(nèi)的電流i隨時(shí)間t變化為周期性的鋸齒波，線圈中的電流在點(diǎn)A(12)與點(diǎn)B(13)間的變化只是整個(gè)波形圖的一個(gè)“鋸齒”，即一個(gè)連續(xù)變化的時(shí)間段；在點(diǎn)A(12)與點(diǎn)B(13)之間，線圈(2)內(nèi)的電流i隨時(shí)間t的改變只減不增；電流最小值處點(diǎn)B(13)的電流不為零。圖中的最大電流處點(diǎn)A(12)或點(diǎn)C(14)和最小電流處點(diǎn)B(13)，及點(diǎn)A(12)與點(diǎn)B(13)的間隔時(shí)間由設(shè)定好的線圈(2)的匝數(shù)、海水或苦咸水的含鹽量、設(shè)定好的中空只柱體的內(nèi)徑等等決定。
圖4為圖1實(shí)施例淡化管涵中線圈(2)中的電流i采用圖3變化波形時(shí)，電流i在連續(xù)變化的時(shí)間段，陽離子受力方向(18)(19)和陰離子受力方向(20)(21)、陰、陽離子的運(yùn)動(dòng)圓周(23)及陽、陰離子運(yùn)動(dòng)方向(15)(16)、磁場磁感線方向(22)及渦旋電場方向(17)圖。圖中的陽離子受力方向(18)(19)和陰離子受力方向(20)(21)、陰、陽離子的運(yùn)動(dòng)圓周(23)及陽、陰離子運(yùn)動(dòng)方向(15)(16)、磁場磁感線方向(22)及渦旋電場方向(17)均在與水流方向(9)和磁場磁感線方向(22)都垂直的中空直柱體(1)的中軸線橫向截面上。圖中的磁感線方向(22)垂直紙面向外，這個(gè)方向可以理解為磁場的磁感線方向(22)在中空直柱體內(nèi)空腔(4)有線圈段內(nèi)順著水流方向(9)，也可以理解為磁場的磁感線方向(22)在中空直柱體內(nèi)空腔(4)有線圈段內(nèi)逆著水流方向(9)；虛線圓圈(23)既代表渦旋電場的電場線，也代表陰、陽離子在渦旋電場的作用下的運(yùn)動(dòng)圓周；渦旋電場的電場線(23)渦狀、封閉，渦旋電場的方向(17)為逆時(shí)針方向，陰離子圓周運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向(16)和陽離子圓周運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向(15)相反，陽離子受到的洛侖茲力方向(18)和陰離子受到的洛侖茲力的方向(20)始終朝向中空直柱體(1)的內(nèi)壁(24)；陰離子的離心力的方向(21)和陽離子的離心力(19)的方向也始終朝向空直柱體(1)的內(nèi)壁(24)。
權(quán)利要求
1.一種海水或苦咸水淡化方法。軸向橫截面內(nèi)、外輪廓線形狀為封閉圓形、方形或其它形狀的中空柱體結(jié)構(gòu)軸向相通，海水或苦咸水在中空柱體結(jié)構(gòu)內(nèi)空腔內(nèi)流動(dòng)；線圈在中空柱體結(jié)構(gòu)內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生磁場。其特征是淡化管涵由一個(gè)進(jìn)水管、兩個(gè)出水管、一個(gè)中空直柱體、一根導(dǎo)管及若干組線圈等構(gòu)成。淡化管涵接在輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構(gòu)的出水口上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淡化管涵由一個(gè)進(jìn)水管、兩個(gè)出水管、一個(gè)中空直柱體、一根導(dǎo)管及若干組線圈等構(gòu)成。其特征是中空直柱體軸向相通，中空直柱體軸向相通的兩端分別是一只進(jìn)水管和兩只出水管，流經(jīng)淡化管涵中空直柱體內(nèi)空腔的海水或苦咸水的流動(dòng)方向與中空直柱體內(nèi)空腔中軸線平行。中空直柱體的壁厚相等均勻，中空直柱體軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀多為封閉的圓形、但也可以是方形、或其他形狀；中空直柱體的內(nèi)壁光滑連貫；中空直柱體的材質(zhì)為不影響并最好是有利于其外表面的線圈通電后在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生磁場，且不會使其外表面的線圈產(chǎn)生的磁場在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)失真的、不會在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流的材料；在同一中空直柱體中，中空直柱體的材料可以用一種、也可以用兩種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淡化管涵由一個(gè)進(jìn)水管、兩個(gè)出水管、一個(gè)中空直柱體、一根導(dǎo)管及若干組線圈等構(gòu)成。其特征是淡化管涵中的線圈加設(shè)在中空直柱體的外表面并緊貼在中空直柱體的外表面，線圈的中軸線與中空直柱體的中軸線相同、與海水或苦咸水的流動(dòng)方向平行，線圈在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生的磁場的磁感線方向與水流方向平行、與中空直柱體的內(nèi)空腔中軸線平行；在同一淡化管涵中，線圈多為一組、但也可以是兩組或多組；在海水變磁淡化法中，只有一組線圈的同一淡化管涵線圈中電流的波形圖或具有兩組或多組線圈的同一淡化管涵全部線圈中電流的復(fù)合波形圖均有多種，這些波形圖多為分段或由不連續(xù)點(diǎn)隔開的一個(gè)個(gè)電流隨時(shí)間連續(xù)變化的時(shí)間段的、電流的數(shù)值在每一連續(xù)變化的時(shí)間段里始終是變化的、電流的數(shù)值在最大值和最小值時(shí)間點(diǎn)是間斷不連續(xù)的圖形和其它能產(chǎn)生相同結(jié)果的波形圖。在這些波形圖中，不管線圈繞組的方向怎樣、線圈電流的流向如何，在線圈中的電流連續(xù)變化的每一時(shí)間段里，在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化要么只增不減、要么只減不增，兩者只能選擇一個(gè)；并且在線圈中的電流連續(xù)變化的所有時(shí)間段里，在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化均是一致的，即要就全部是只增不減、要就全部是只減不增，二者只能居其一；在線圈中的電流連續(xù)變化的時(shí)間段里，在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的變化多采用線性，但也可以采用非線性；在線圈中的電流數(shù)值的絕對值的最小值可以為零也可以不為零。在淡化管涵中，在保證中空直柱體的內(nèi)空腔內(nèi)必要的磁場強(qiáng)度下，線圈的匝數(shù)要盡可能少；在保證電流在最大值點(diǎn)或最小值點(diǎn)離子運(yùn)動(dòng)的變化盡可能小的前提下，電流周期性變化的頻率要盡可能高。線圈的軸向長度由中空直柱體內(nèi)的海水或苦咸水的流速、海水或苦咸水的含鹽量、線圈的匝數(shù)、線圈中電流的變化頻率及中空直柱體軸向橫截面最寬寬度、面積和形狀等因素決定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淡化管涵由一個(gè)進(jìn)水管、兩個(gè)出水管、一個(gè)中空直柱體、一根導(dǎo)管及若干組線圈等構(gòu)成。其特征是淡化管涵中的導(dǎo)管為橫截面是封閉圖形的中空柱體管，導(dǎo)管是軸向相通的，并且其內(nèi)空腔軸向橫截面過流面積隨流動(dòng)海水或苦咸水同一斷面的向前移動(dòng)不變或不減??；導(dǎo)管的一部分在淡化管涵內(nèi)部、一部分在淡化管涵的外部；導(dǎo)管在淡化管涵內(nèi)部的端口在中空直柱體有線圈區(qū)段靠近有線圈區(qū)段和無線圈區(qū)段的交界處，即在中空直柱體有線圈區(qū)段靠近中空直柱體有線圈區(qū)段的結(jié)束處，導(dǎo)管的這一端口的管壁的軸向截面可以是前小后大的楔形；在淡化管涵中空直柱體內(nèi)部的導(dǎo)管為直柱體。在淡化管涵內(nèi)部，導(dǎo)管通過與中空直柱體內(nèi)壁或淡化管涵的內(nèi)壁相接的支架得到支撐，支架在淡化管涵的軸向橫截面上的總體面積應(yīng)盡可能小并在軸向光滑連貫。在淡化管涵中空直柱體外部的導(dǎo)管，包括伸出淡化管涵部分的導(dǎo)管可以為直柱體管、也可以為彎曲柱體管，在淡化管涵中空直柱體外部的導(dǎo)管是淡化管涵的一出水管。導(dǎo)管在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)的部分在中空直柱體軸向橫截面上的外輪廓線尺寸比中空直柱體內(nèi)空腔軸向橫截面尺寸小，并且與中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)壁有讓一定量水流流過的一定間距，中空直柱體內(nèi)空腔有導(dǎo)管處的非導(dǎo)管區(qū)域軸向橫截面過流面積與同處導(dǎo)管內(nèi)空腔軸向橫截面過流面積的比例由海水或苦咸水的含鹽量決定；導(dǎo)管在中空直柱體的部分與中空直柱體內(nèi)壁之間的讓一定量水流流過的空間用其內(nèi)空腔軸向橫截面過流面積隨流動(dòng)海水或苦咸水同一斷面的向前移動(dòng)不變或不減小的導(dǎo)出管引出，并慢慢逐步地使導(dǎo)管從該導(dǎo)出管的管壁全部伸出，使導(dǎo)管徹底地與該導(dǎo)出管分離、互不相聯(lián)、并行獨(dú)立。該導(dǎo)出管是淡化管涵的另一出水管。導(dǎo)管在中空直柱體的部分的軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀多為圓形，但也可以是方形或其他形狀；導(dǎo)管在中空直柱體的部分的軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀多與中空直柱體軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀相同，但也可以與中空直柱體軸向橫截面的外輪廓線形狀和內(nèi)輪廓線形狀不同；中空直柱體軸向橫截面的外輪廓線形狀的中心和內(nèi)輪廓線形狀的中心、導(dǎo)管在中空直柱體部分的軸向橫截面的外輪廓線形狀的中心和內(nèi)輪廓線形狀的中心、線圈的軸向橫截面的中心均在中空直柱體的中軸線上；導(dǎo)管的壁厚要盡可能薄，導(dǎo)管的內(nèi)、外壁均光滑連貫；導(dǎo)管及淡化管涵出水管的材質(zhì)用不影響、最好是有利于通上電流的線圈在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生磁場且不會使線圈產(chǎn)生的磁場在中空直柱體內(nèi)失真的、不會在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流的材料；在同一淡化管涵中，制成導(dǎo)管及淡化管涵出水管的材料可以用一種、兩種或多種。海水或苦咸水的流向?yàn)閺闹锌罩敝w的無導(dǎo)管區(qū)段到有導(dǎo)管區(qū)段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淡化管涵由一個(gè)進(jìn)水管、兩個(gè)出水管、一個(gè)中空直柱體、一根導(dǎo)管及若干組線圈等構(gòu)成。其特征是淡化管涵的進(jìn)水管的進(jìn)水口與輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構(gòu)的出水口相連，進(jìn)水管的出水口與中空直柱體相接；當(dāng)把中空直柱體做成與實(shí)際加設(shè)線圈需要相等時(shí)，在中空直柱體的無導(dǎo)管端接上一段導(dǎo)進(jìn)管作為淡化管涵的進(jìn)水管；當(dāng)把中空直柱體做成比實(shí)際加設(shè)線圈需要的長，使得中空直柱體的無導(dǎo)管端有一部分無線圈時(shí)，可把中空直柱體無導(dǎo)管端無線圈部分直接作為淡化管涵的進(jìn)水管。另接進(jìn)水管的材質(zhì)用不影響、最好是有利于通上電流的線圈在中空直柱體內(nèi)空腔內(nèi)產(chǎn)生磁場且不會使線圈產(chǎn)生的磁場在中空直柱體內(nèi)失真的、不會在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流的材料；在同一淡化管涵中，制成進(jìn)水管的材料可以用一種、兩種或多種。
全文摘要
一種海水或苦咸水淡化方法。在現(xiàn)今能輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構(gòu)的中空結(jié)構(gòu)外加設(shè)若干組線圈，使線圈通上變化電流在管涵內(nèi)產(chǎn)生變化磁場，進(jìn)而產(chǎn)生渦旋電場并使海水或苦咸水中的離子所受到的洛侖茲力始終只朝中空直柱體中軸線、或遠(yuǎn)離中空直柱體中軸線；最終使得管涵或相同功能結(jié)構(gòu)的有線圈段的后尾處中軸線附近區(qū)域和內(nèi)壁附近區(qū)域的海水一個(gè)流出濃海水或濃苦咸水、一個(gè)流出淡化水。
文檔編號C02F103/08GK1915850SQ20061012116
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
發(fā)明者羅國平 申請人:羅國平