專利名稱：自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，特別涉及一種利用冷 凝豎板逐層包圍在儲(chǔ)熱水箱周圍組成的蒸發(fā)冷凝結(jié)構(gòu)獲得淡水的蒸餾裝置，屬于水處理技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
淡水是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基本物質(zhì)之一。地球上的總水量約有近14億 立方千米。然而，含鹽度很高的海水占據(jù)了地球上總水量的97%以上，僅剩的不到3%的 淡水也有3/4被凍結(jié)在地球的兩極和高寒地帶的冰川中，剩下存在于河流、湖泊和可供人 類直接利用的地下淡水已不足0. 36 %。就人均占有量來(lái)說，中國(guó)在淡水資源方面是一個(gè)窮 國(guó)，人均占有水量只居世界的第88位。因此，解決淡水的供應(yīng)不足是我國(guó)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻 問題。為了增大淡水的供應(yīng)，除了采用常規(guī)的措施，比如就近引水或跨流域引水之外，一條 有利的途徑就是就近進(jìn)行海水或苦咸水的淡化，對(duì)于一些用水量分散而且偏遠(yuǎn)的地區(qū)更是 如此。對(duì)海水進(jìn)行淡化的方法很多，但常規(guī)的方法，如蒸餾法、離子交換法、滲析法、反滲 透膜法以及冷凍法等，都要消耗大量的燃料或電力。據(jù)報(bào)道，現(xiàn)在全世界每年用于海水淡化 需要消耗原油約1億3千萬(wàn)噸。即使人們支付得起這筆燃料的費(fèi)用，地球的溫室效應(yīng)、空氣 污染等也告示人們必須謹(jǐn)慎從事。因此，尋求用太陽(yáng)能或其他工業(yè)余熱等來(lái)進(jìn)行海水淡化， 乃是解決淡水缺乏或供應(yīng)不足的重要途徑之一。目前我國(guó)使用的海水淡化裝置主要有兩類，其一是以多級(jí)閃蒸為代表的、與大型 發(fā)電廠相結(jié)合的大型海水淡化裝置(包括遠(yuǎn)洋輪船和大型軍艦上使用的沸騰式海水淡化 裝置)；其二是以反滲透膜為代表的隔膜式海水淡化裝置。以上兩類裝置都有其缺點(diǎn)，前者 不利于小型化，而且需要消耗大量的熱能；后者需要嚴(yán)格的海水預(yù)處理，需要消耗大量的電 能，而且其膜的使用壽命較短，因而裝置的運(yùn)行成本較高。另外，兩類裝置中海水的存量太 多，致使其熱惰性大，限制了其運(yùn)行溫度的降低；蒸汽的凝結(jié)潛熱未被重復(fù)利用，因而限制 了其性能。因此開發(fā)中小型的、可利用太陽(yáng)能或其他工業(yè)余熱(比如中小型船上柴油機(jī)余 熱)驅(qū)動(dòng)的高效緊奏式海水(或苦咸水)淡化裝置一直是這一領(lǐng)域的熱門話題。但目前利 用太陽(yáng)能或其他工業(yè)余熱驅(qū)動(dòng)的淡化裝置存在能量利用率低、冷凝不充分、原水熱惰性過 大而延長(zhǎng)了裝置的出水時(shí)間等問題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中海水或苦咸水的淡化裝置能量利用率 低、水蒸氣冷凝不充分、原水熱惰性大的缺陷，提供了一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾 裝置。所述蒸餾裝置利用冷凝豎板逐層包圍在儲(chǔ)熱水箱周圍組成蒸發(fā)冷凝結(jié)構(gòu)，能夠充分 利用儲(chǔ)熱水箱的供熱，并重復(fù)利用蒸汽凝結(jié)成淡水過程放出的潛熱，同時(shí)減少了原水的熱 惰性，具有能量利用率高、產(chǎn)水量快而大的特點(diǎn)。另外，所述蒸餾裝置采用多層小槽式結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)槽，實(shí)現(xiàn)自儲(chǔ)水功能。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供下述技術(shù)方案—種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，包括過量原水輸出管路、過量原水收 集槽、儲(chǔ)熱水箱、蒸發(fā)槽、上蓋板、冷凝豎板、溢流閥、原水進(jìn)水管路、淡水收集槽、下蓋板、淡 水輸出管路和進(jìn)/排水閥；所述儲(chǔ)熱水箱位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最 內(nèi)層即第一層冷凝豎板包圍在儲(chǔ)熱水箱外側(cè)，其余各層冷凝豎板依次包圍在上一層冷凝豎 板外側(cè)；蒸發(fā)槽固定連接在儲(chǔ)熱水箱外壁和冷凝豎板外壁上；最外層冷凝豎板為所述蒸餾 裝置的外殼，其外側(cè)無(wú)蒸發(fā)槽；儲(chǔ)熱水箱和冷凝豎板的上端與上蓋板密閉連接，儲(chǔ)熱水箱和 冷凝豎板的下端與下蓋板密閉連接；過量原水輸出管路的各條支路分別穿過下蓋板，伸入 儲(chǔ)熱水箱和最內(nèi)層冷凝豎板之間靠近儲(chǔ)熱水箱外壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板之間靠近冷凝 豎板外壁一側(cè)(不包括最外層冷凝豎板)；過量原水收集槽位于儲(chǔ)熱水箱外壁末端一格蒸 發(fā)槽的下方，以及冷凝豎板外壁末端一格蒸發(fā)槽的下方(不包括最外層冷凝豎板)，過量原 水收集槽與過量原水輸出管路的支路連通；淡水輸出管路的各條支路分別穿過下蓋板，伸 入儲(chǔ)熱水箱和最內(nèi)層冷凝豎板之間靠近儲(chǔ)熱水箱內(nèi)壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板之間靠近冷 凝豎板內(nèi)壁的一側(cè)；淡水收集槽位于冷凝豎板內(nèi)壁末端，與淡水輸出管路的支路連通；原 水進(jìn)水管路的各條支路分別穿過上蓋板，伸入儲(chǔ)熱水箱和冷凝豎板外壁頂端一格蒸發(fā)槽的 上方；溢流閥位于儲(chǔ)熱水箱的頂部；進(jìn)/排水閥位于儲(chǔ)熱水箱的底部；加熱裝置的加熱端伸 入儲(chǔ)熱水箱的導(dǎo)熱工質(zhì)中。其中，所述的儲(chǔ)熱水箱的水平截面為任意形狀，優(yōu)選為圓形、橢圓形、矩形或三角 形；儲(chǔ)熱水箱中的導(dǎo)熱工質(zhì)為導(dǎo)熱流動(dòng)性能良好且化學(xué)性能穩(wěn)定的液體，優(yōu)選為水。所述冷凝豎板為1層以上；冷凝豎板的壁面形狀為為直線或各種曲線，各種壁面 形狀的冷凝豎板單一或混合使用；冷凝豎板的水平截面可以為任意形狀，優(yōu)選為圓形、橢圓 形、矩形或三角形；冷凝豎板的材料為導(dǎo)熱性好、力學(xué)性能好、耐熱耐腐蝕性好的材料，優(yōu)選 為玻璃、銅或不銹鋼板，不同材質(zhì)的冷凝豎板單一或混合使用。所述蒸發(fā)槽為1格以上，各格蒸發(fā)槽在儲(chǔ)熱水箱外壁和冷凝豎板外壁上自上而下 排列；蒸發(fā)槽的垂直截面形狀為使其能夠儲(chǔ)水且所儲(chǔ)水能與冷凝傳熱界面相接觸的任意形 狀，蒸發(fā)槽的垂直截面形狀優(yōu)選為三角形或矩形。每1格蒸發(fā)槽外沿設(shè)有1個(gè)導(dǎo)流裝置，該導(dǎo)流裝置使得每1格蒸發(fā)槽中的原水滿 后，溢出的原水會(huì)自動(dòng)流到下方一格蒸發(fā)槽中，依次進(jìn)行，直至每格蒸發(fā)槽都裝滿原水，使 蒸發(fā)槽中的原水充分覆蓋整個(gè)冷凝豎板和儲(chǔ)熱水箱的外壁；導(dǎo)流裝置為1個(gè)以上；導(dǎo)流裝 置為缺口式導(dǎo)流裝置、圓孔式導(dǎo)流裝置、槽式導(dǎo)流裝置或管式導(dǎo)流裝置其中之一。所述過量原水收集槽為1個(gè)以上；淡水收集槽為1個(gè)以上。所述的儲(chǔ)熱水箱加熱裝置的熱源優(yōu)選為太陽(yáng)能集熱裝置收集的熱能、工業(yè)廢水?dāng)y 帶的熱能或工業(yè)廢氣攜帶的熱能。本實(shí)用新型一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置在工作時(shí)所述蒸發(fā)槽中的 原水經(jīng)進(jìn)水管路輸入，將每格蒸發(fā)槽填滿，使原水充分覆蓋整個(gè)儲(chǔ)熱水箱和冷凝豎板的外 壁；啟動(dòng)加熱裝置產(chǎn)生熱量，熱量通過加熱裝置的加熱端將儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的導(dǎo)熱工質(zhì)加熱，熱 量通過儲(chǔ)熱水箱的內(nèi)壁傳熱到儲(chǔ)熱水箱的外壁，加熱儲(chǔ)熱水箱的外壁上蒸發(fā)槽內(nèi)的原水， 所述蒸發(fā)槽內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與儲(chǔ)熱水箱相鄰的最內(nèi)層冷凝豎板內(nèi)壁上，蒸汽在最內(nèi)層冷凝豎板內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時(shí)釋放潛熱傳到最內(nèi)層冷凝豎板的外壁，加熱最 內(nèi)層冷凝豎板外壁上蒸發(fā)槽內(nèi)的原水，所述蒸發(fā)槽內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與其相鄰的第二 層冷凝豎板內(nèi)壁上，蒸汽在第二層冷凝豎板內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時(shí)釋放潛熱傳到 第二層冷凝豎板的外壁，加熱第二層冷凝豎板外壁上的蒸發(fā)槽內(nèi)的原水，熱能以這種方式 在儲(chǔ)熱水箱和最內(nèi)層冷凝豎板之間以及各層冷凝豎板之間被逐級(jí)利用，最終流經(jīng)最外層冷 凝豎板壁面耗散在大氣中。所述淡水沿冷凝豎板內(nèi)壁流至淡水收集槽，通過淡水收集槽相 連的淡水輸出管路輸出蒸餾裝置之外；蒸發(fā)掉的原水通過原水進(jìn)水管路輸入補(bǔ)充至蒸發(fā)槽 中；所述的儲(chǔ)熱水箱中的導(dǎo)熱工質(zhì)通過進(jìn)/排水閥輸入/輸出；儲(chǔ)熱水箱中導(dǎo)熱工質(zhì)的壓 力通過溢流閥來(lái)控制。有益效果1.使用豎板冷凝替代了傳統(tǒng)的橫板冷凝，冷凝過程熱阻??；2.同時(shí)冷凝豎板逐層包圍在儲(chǔ)熱水箱周圍，散熱損失小，最大程度的利用了儲(chǔ)熱 水箱供給的熱量，并重復(fù)利用了水蒸氣的凝結(jié)潛熱，大大降低了蒸發(fā)槽中原水的熱容量；3.熱量損失小，能量利用率高、產(chǎn)水量快而大；4.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，獨(dú)立性好，操作維修簡(jiǎn)便。
圖1為本實(shí)用新型一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖①。圖2為所述圖1的A-A方向水平剖面圖①。圖3為所述圖1的A-A方向水平剖面圖②。圖4為所述圖1的A-A方向水平剖面圖③。圖5為本實(shí)用新型一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖②。圖6為本實(shí)用新型一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖③。圖7為加熱裝置為太陽(yáng)能集熱器的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為加熱裝置為熱管路的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。圖9為加熱裝置為加熱棒的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。圖10為所述圖1、5、6、7、8、9中用I表示的缺口式導(dǎo)流裝置左視圖局部放大圖。圖11為所述圖1、5、6、7、8、9中用I表示的圓孔式導(dǎo)流裝置左視圖局部放大圖。圖12為所述圖1、5、6、7、8、9中用I表示的槽式導(dǎo)流裝置左視圖局部放大圖。圖13為所述圖1、5、6、7、8、9中用I表示的管式導(dǎo)流裝置左視圖局部放大圖。圖中1-過量原水輸出管路，2-過量原水收集槽，3-儲(chǔ)熱水箱，4-蒸發(fā)槽，5-上蓋 板，6-冷凝豎板，7-溢流閥，8-原水進(jìn)水管路，9-淡水收集槽，10-下蓋板，11-淡水輸出管 路，12-進(jìn)、排水閥，13-導(dǎo)流裝置，14-加熱裝置，15-循環(huán)泵。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明[0035]實(shí)施例1根據(jù)說明書附圖7、附圖2和附圖12所示，本實(shí)施例的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜 凝結(jié)蒸餾裝置包括過量原水輸出管路1、過量原水收集槽2、儲(chǔ)熱水箱3、蒸發(fā)槽4、上蓋板5、 冷凝豎板6、溢流閥7、原水進(jìn)水管路8、淡水收集槽9、下蓋板10、淡水輸出管路11、進(jìn)/排 水閥12、導(dǎo)流裝置13和加熱裝置14。所述儲(chǔ)熱水箱3位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最內(nèi)層即第一層 冷凝豎板6包圍在儲(chǔ)熱水箱3外側(cè)，其余各層冷凝豎板6依次包圍在上一層冷凝豎板6外 側(cè)；蒸發(fā)槽4固定連接在儲(chǔ)熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上，每1格蒸發(fā)槽4外沿設(shè)有1 個(gè)導(dǎo)流裝置13 ；最外層冷凝豎板6為所述蒸餾裝置的外殼，其外側(cè)無(wú)蒸發(fā)槽4 ；儲(chǔ)熱水箱3 和冷凝豎板6的上端與上蓋板5密閉連接，儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板6的下端與下蓋板10密 閉連接；過量原水輸出管路1的各條支路分別穿過下蓋板10，伸入儲(chǔ)熱水箱3和最內(nèi)層冷 凝豎板6之間靠近儲(chǔ)熱水箱3外壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板6之間靠近冷凝豎板6外壁一 側(cè)(不包括最外層冷凝豎板6)；過量原水收集槽2位于儲(chǔ)熱水箱3外壁末端一格蒸發(fā)槽4 的下方，以及冷凝豎板6外壁末端一格蒸發(fā)槽4的下方(不包括最外層冷凝豎板6)，過量原 水收集槽2與過量原水輸出管路1的支路連通；淡水輸出管路11的各條支路分別穿過下蓋 板10，伸入儲(chǔ)熱水箱3和最內(nèi)層冷凝豎板6之間靠近儲(chǔ)熱水箱3內(nèi)壁一側(cè)，以及各層冷凝豎 板6之間靠近冷凝豎板6內(nèi)壁的一側(cè)；淡水收集槽9位于冷凝豎板6內(nèi)壁末端，與淡水輸出 管路11的支路連通；原水進(jìn)水管路8的各條支路分別穿過上蓋板5，伸入儲(chǔ)熱水箱3和冷 凝豎板6外壁頂端一格蒸發(fā)槽4的上方；溢流閥7位于儲(chǔ)熱水箱3的頂部；進(jìn)/排水閥12 位于儲(chǔ)熱水箱3的底部；加熱裝置14的加熱端伸入儲(chǔ)熱水箱3的導(dǎo)熱工質(zhì)中。其中，所述儲(chǔ)熱水箱3 水平截面圓形，其中的導(dǎo)熱工質(zhì)為原水；冷凝豎板6 層數(shù) 為3層，壁面形狀為直線，水平截面為圓形；最外層冷凝豎板6的材料為玻璃，其它兩層冷凝 豎板6的材料為不銹鋼；蒸發(fā)槽4 垂直截面為45度的三角形；儲(chǔ)熱水箱3外壁上有16格 蒸發(fā)槽4，冷凝豎板6外壁上有8格蒸發(fā)槽4，各格蒸發(fā)槽4在儲(chǔ)熱水箱3外壁和冷凝豎板 6外壁上自上而下排列，每1格蒸發(fā)槽4外沿設(shè)有1個(gè)槽式導(dǎo)流裝置13 ；過量原水收集槽2 為3個(gè)；淡水收集槽9為3個(gè)；所述加熱裝置14為太陽(yáng)能集熱器。本實(shí)施例一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置在工作時(shí)所述蒸發(fā)槽4中的 原水經(jīng)進(jìn)水管路8輸入，將每格蒸發(fā)槽4填滿，使原水充分覆蓋整個(gè)儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板 6的外壁；加熱裝置14，即太陽(yáng)能集熱器收集太陽(yáng)能光并將其高效轉(zhuǎn)化為熱能，當(dāng)導(dǎo)熱工質(zhì) 經(jīng)過加熱裝置14內(nèi)部時(shí)，帶走裝置14收集得到的熱能，自身溫度升高，導(dǎo)熱工質(zhì)在循環(huán)泵 15的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入到儲(chǔ)熱水箱3中，導(dǎo)熱工質(zhì)將自身攜帶的熱量通過儲(chǔ)熱水箱3內(nèi)壁傳熱 到儲(chǔ)熱水箱3外壁，加熱儲(chǔ)熱水箱3外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，導(dǎo)熱工質(zhì)自身溫度降低，又 重新流經(jīng)裝置14內(nèi)部吸收熱量；所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與儲(chǔ)熱水箱3相鄰的 最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸汽在最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時(shí)釋放潛 熱傳到最內(nèi)層冷凝豎板6的外壁，加熱最內(nèi)層冷凝豎板6外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，所述蒸 發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與其相鄰的第二層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸汽在第二層冷凝豎板 6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時(shí)釋放潛熱傳到第二層冷凝豎板6的外壁，加熱第二層冷凝 豎板6外壁上的蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，熱能以這種方式在儲(chǔ)熱水箱3和3層冷凝豎板6之間 被逐級(jí)利用，最終將流經(jīng)最外層冷凝豎板6耗散在大氣中。所述淡水沿冷凝豎板6內(nèi)壁流至淡水收集槽9，通過與淡水收集槽9相連的淡水輸出管路11輸出蒸餾裝置之外；蒸發(fā)掉 的原水通過原水進(jìn)水管路8輸入補(bǔ)充至蒸發(fā)槽4中；所述的儲(chǔ)熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)通過 進(jìn)/排水閥12輸入/輸出；儲(chǔ)熱水箱3中導(dǎo)熱工質(zhì)的壓力通過溢流閥7來(lái)控制。此外，根據(jù)說明書附圖7、附圖3、附圖4、附圖5、附圖6、附圖10、附圖11和附圖13， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地進(jìn)行簡(jiǎn)單等效替換變形，將實(shí)施例1所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí) 豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置中的儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板6的水平截面替換為方形或三角形；將 冷凝豎板6壁面形狀替換為波紋形，此時(shí)蒸發(fā)槽4垂直截面形狀為不規(guī)則四邊形，將冷凝豎 板6壁面形狀替換為折板形，此時(shí)蒸發(fā)槽4的橫截面形狀為鈍角三角形；將導(dǎo)流裝置13替 換為圓孔式、槽式或管式導(dǎo)流裝置13。實(shí)施例2根據(jù)說明書附圖8、附圖3和附圖11所示，本實(shí)施例的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜 凝結(jié)蒸餾裝置包括過量原水輸出管路1、過量原水收集槽2、儲(chǔ)熱水箱3、蒸發(fā)槽4、上蓋板5、 冷凝豎板6、溢流閥7、原水進(jìn)水管路8、淡水收集槽9、下蓋板10、淡水輸出管路11、進(jìn)/排 水閥12、導(dǎo)流裝置13和加熱裝置14。所述儲(chǔ)熱水箱3位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最內(nèi)層即第一層 冷凝豎板6包圍在儲(chǔ)熱水箱3外側(cè)，其余各層冷凝豎板6依次包圍在上一層冷凝豎板6外 側(cè)；蒸發(fā)槽4固定連接在儲(chǔ)熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上，每1格蒸發(fā)槽4外沿設(shè)有1 個(gè)導(dǎo)流裝置13 ；最外層冷凝豎板6為所述蒸餾裝置的外殼，其外側(cè)無(wú)蒸發(fā)槽4 ；儲(chǔ)熱水箱3 和冷凝豎板6的上端與上蓋板5密閉連接，儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板6的下端與下蓋板10密 閉連接；過量原水輸出管路1的各條支路分別穿過下蓋板10，伸入儲(chǔ)熱水箱3和最內(nèi)層冷 凝豎板6之間靠近儲(chǔ)熱水箱3外壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板6之間靠近冷凝豎板6外壁一 側(cè)(不包括最外層冷凝豎板6)；過量原水收集槽2位于儲(chǔ)熱水箱3外壁末端一格蒸發(fā)槽4 的下方，以及冷凝豎板6外壁末端一格蒸發(fā)槽4的下方(不包括最外層冷凝豎板6)，過量原 水收集槽2與過量原水輸出管路1的支路連通；淡水輸出管路11的各條支路分別穿過下蓋 板10，伸入儲(chǔ)熱水箱3和最內(nèi)層冷凝豎板6之間靠近儲(chǔ)熱水箱3內(nèi)壁一側(cè)，以及各層冷凝豎 板6之間靠近冷凝豎板6內(nèi)壁的一側(cè)；淡水收集槽9位于冷凝豎板6內(nèi)壁末端，與淡水輸出 管路11的支路連通；原水進(jìn)水管路8的各條支路分別穿過上蓋板5，伸入儲(chǔ)熱水箱3和冷 凝豎板6外壁頂端一格蒸發(fā)槽4的上方；溢流閥7位于儲(chǔ)熱水箱3的頂部；進(jìn)/排水閥12 位于儲(chǔ)熱水箱3的底部；加熱裝置14的加熱端伸入儲(chǔ)熱水箱3的導(dǎo)熱工質(zhì)中。其中，所述儲(chǔ)熱水箱3 水平截面方形，其中的導(dǎo)熱工質(zhì)為原水；冷凝豎板6 層數(shù) 為3層，壁面形狀為直線，水平截面為方形；冷凝豎板6的材料為不銹鋼；蒸發(fā)槽4 垂直截 面為45度的三角形；儲(chǔ)熱水箱3外壁上有16格蒸發(fā)槽4，冷凝豎板6外壁上有8格蒸發(fā)槽 4，各格蒸發(fā)槽4在儲(chǔ)熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上自上而下排列，每1格蒸發(fā)槽4外 沿設(shè)有1個(gè)圓孔形導(dǎo)流裝置13 ；過量原水收集槽2為3個(gè)；淡水收集槽9為3個(gè)；所述加熱 裝置14為熱管路。本實(shí)施例一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置在工作時(shí)所述蒸發(fā)槽4中的 原水經(jīng)進(jìn)水管路8輸入，將每格蒸發(fā)槽4填滿，使原水充分覆蓋整個(gè)儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板 6的外壁；超過60°C的工業(yè)廢水通過循環(huán)泵15通入加熱裝置14即熱管路中，熱管路伸入儲(chǔ) 熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)原水進(jìn)行熱交換，導(dǎo)熱工質(zhì)自身溫度升高，導(dǎo)熱工質(zhì)將自身攜帶的熱量通過儲(chǔ)熱水箱3內(nèi)壁傳熱到儲(chǔ)熱水箱3外壁，加熱儲(chǔ)熱水箱3外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原 7jC，所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與儲(chǔ)熱水箱3相鄰的最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸 汽在最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時(shí)釋放潛熱傳到最內(nèi)層冷凝豎板6的 外壁，加熱最內(nèi)層冷凝豎板6外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā) 到與其相鄰的第二層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸汽在第二層冷凝豎板6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡 水，同時(shí)釋放潛熱傳到第二層冷凝豎板6的外壁，加熱第二層冷凝豎板6外壁上的蒸發(fā)槽4 內(nèi)的原水，熱能以這種方式在儲(chǔ)熱水箱3和3層冷凝豎板6之間被逐級(jí)利用，最終將流經(jīng)最 外層冷凝豎板6耗散在大氣中。所述淡水沿冷凝豎板6內(nèi)壁流至淡水收集槽9，通過與淡 水收集槽9相連的淡水輸出管路11輸出蒸餾裝置之外；蒸發(fā)掉的原水通過原水進(jìn)水管路8 輸入補(bǔ)充至蒸發(fā)槽4中；所述的儲(chǔ)熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)通過進(jìn)/排水閥12輸入/輸出； 儲(chǔ)熱水箱3中導(dǎo)熱工質(zhì)的壓力通過溢流閥7來(lái)控制。此外，根據(jù)說明書附圖8、附圖2、附圖4、附圖5、附圖6、附圖10、附圖12和附圖13，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地進(jìn)行簡(jiǎn)單等效替換變形，將實(shí)施例2所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí) 豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置中的儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板6的水平截面替換為圓形或三角形；將 冷凝豎板6壁面形狀替換為波紋形，此時(shí)蒸發(fā)槽4橫截面形狀為不規(guī)則四邊形，將冷凝豎板 6壁面形狀替換為折板形，此時(shí)蒸發(fā)槽4的橫截面形狀為鈍角三角形；將導(dǎo)流裝置13替換 為缺口式、槽式或管式導(dǎo)流裝置13，加熱裝置14的熱源替換為60°C以上的工業(yè)廢氣。實(shí)施例3如說明書附圖9、附圖3和附圖10所示，本實(shí)施例的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝 結(jié)蒸餾裝置包括過量原水輸出管路1、過量原水收集槽2、儲(chǔ)熱水箱3、蒸發(fā)槽4、上蓋板5、冷 凝豎板6、溢流閥7、原水進(jìn)水管路8、淡水收集槽9、下蓋板10、淡水輸出管路11、進(jìn)/排水 閥12、倒流裝置13和加熱裝置14。所述儲(chǔ)熱水箱3位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最內(nèi)層即第一層 冷凝豎板6包圍在儲(chǔ)熱水箱3外側(cè)，其余各層冷凝豎板6依次包圍在上一層冷凝豎板6外 側(cè)；蒸發(fā)槽4固定連接在儲(chǔ)熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上，每1格蒸發(fā)槽4外沿設(shè)有1 個(gè)導(dǎo)流裝置13 ；最外層冷凝豎板6為所述蒸餾裝置的外殼，其外側(cè)無(wú)蒸發(fā)槽4 ；儲(chǔ)熱水箱3 和冷凝豎板6的上端與上蓋板5密閉連接，儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板6的下端與下蓋板10密 閉連接；過量原水輸出管路1的各條支路分別穿過下蓋板10，伸入儲(chǔ)熱水箱3和最內(nèi)層冷 凝豎板6之間靠近儲(chǔ)熱水箱3外壁一側(cè)，以及各層冷凝豎板6之間靠近冷凝豎板6外壁一 側(cè)(不包括最外層冷凝豎板6)；過量原水收集槽2位于儲(chǔ)熱水箱3外壁末端一格蒸發(fā)槽4 的下方，以及冷凝豎板6外壁末端一格蒸發(fā)槽4的下方(不包括最外層冷凝豎板6)，過量原 水收集槽2與過量原水輸出管路1的支路連通；淡水輸出管路11的各條支路分別穿過下蓋 板10，伸入儲(chǔ)熱水箱3和最內(nèi)層冷凝豎板6之間靠近儲(chǔ)熱水箱3內(nèi)壁一側(cè)，以及各層冷凝豎 板6之間靠近冷凝豎板6內(nèi)壁的一側(cè)；淡水收集槽9位于冷凝豎板6內(nèi)壁末端，與淡水輸出 管路11的支路連通；原水進(jìn)水管路8的各條支路分別穿過上蓋板5，伸入儲(chǔ)熱水箱3和冷 凝豎板6外壁頂端一格蒸發(fā)槽4的上方；溢流閥7位于儲(chǔ)熱水箱3的頂部；進(jìn)/排水閥12 位于儲(chǔ)熱水箱3的底部；加熱裝置14的加熱端伸入儲(chǔ)熱水箱3的導(dǎo)熱工質(zhì)中。其中，所述儲(chǔ)熱水箱3 水平截面方形，其中的導(dǎo)熱工質(zhì)為原水；冷凝豎板6 層數(shù) 為3層，壁面形狀為直線，水平截面為方形；冷凝豎板6的材料為不銹鋼；蒸發(fā)槽4 垂直截面為45度的三角形；儲(chǔ)熱水箱3外壁上有16格蒸發(fā)槽4，冷凝豎板6外壁上有8格蒸發(fā)槽 4，各格蒸發(fā)槽4在儲(chǔ)熱水箱3外壁和冷凝豎板6外壁上自上而下排列，每1格蒸發(fā)槽4外 沿設(shè)有1個(gè)缺口式導(dǎo)流裝置13 ；過量原水收集槽2為3個(gè)；淡水收集槽9為3個(gè)；所述加熱 裝置14為加熱棒。本實(shí)施例一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置在工作時(shí)所述蒸發(fā)槽4中的 原水經(jīng)進(jìn)水管路8輸入，將每格蒸發(fā)槽4填滿，使原水充分覆蓋整個(gè)儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板 6的外壁；啟動(dòng)加熱裝置14即加熱棒的電源，使加熱棒發(fā)熱，與儲(chǔ)熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)原 水進(jìn)行熱交換，導(dǎo)熱工質(zhì)自身溫度升高，導(dǎo)熱工質(zhì)將自身攜帶的熱量通過儲(chǔ)熱水箱3內(nèi)壁 傳熱到儲(chǔ)熱水箱3外壁，加熱儲(chǔ)熱水箱3外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水 受熱，蒸發(fā)到與儲(chǔ)熱水箱3相鄰的最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁上，蒸汽在最內(nèi)層冷凝豎板6內(nèi)壁 上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時(shí)釋放潛熱傳到最內(nèi)層冷凝豎板6的外壁，加熱最內(nèi)層冷凝豎板6 外壁上蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，所述蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水受熱，蒸發(fā)到與其相鄰的第二層冷凝豎板 6內(nèi)壁上，蒸汽在第二層冷凝豎板6內(nèi)壁上冷卻凝結(jié)產(chǎn)生淡水，同時(shí)釋放潛熱傳到第二層冷 凝豎板6的外壁，加熱第二層冷凝豎板6外壁上的蒸發(fā)槽4內(nèi)的原水，熱能以這種方式在儲(chǔ) 熱水箱3和3層冷凝豎板6之間被逐級(jí)利用，最終將流經(jīng)最外層冷凝豎板6耗散在大氣中。 所述淡水沿冷凝豎板6內(nèi)壁流至淡水收集槽9，通過與淡水收集槽9相連的淡水輸出管路 11輸出蒸餾裝置之外；蒸發(fā)掉的原水通過原水進(jìn)水管路8輸入補(bǔ)充至蒸發(fā)槽4中；所述的 儲(chǔ)熱水箱3中的導(dǎo)熱工質(zhì)通過進(jìn)/排水閥12輸入/輸出；儲(chǔ)熱水箱3中導(dǎo)熱工質(zhì)的壓力通 過溢流閥7來(lái)控制。此外，根據(jù)說明書附圖9、附圖2、附圖4、附圖5、附圖6、附圖11、附圖12和附圖13，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地進(jìn)行簡(jiǎn)單等效替換變形，將實(shí)施例2所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí) 豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置中的儲(chǔ)熱水箱3和冷凝豎板6的水平截面替換為圓形或三角形；將 冷凝豎板6壁面形狀替換為波紋形，此時(shí)蒸發(fā)槽4橫截面形狀為不規(guī)則四邊形，將冷凝豎板 6壁面形狀替換為折板形，此時(shí)蒸發(fā)槽4的橫截面形狀為鈍角三角形；將導(dǎo)流裝置13替換 為缺口式、圓孔式或管式導(dǎo)流裝置13。雖然結(jié)合了附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說， 在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，包括過量原水輸出管路(1)、過量原水 收集槽O)、儲(chǔ)熱水箱(3)、蒸發(fā)槽G)、上蓋板(5)、冷凝豎板(6)、溢流閥(7)、原水進(jìn)水管 路(8)、淡水收集槽(9)、下蓋板(10)、淡水輸出管路(11)和進(jìn)/排水閥(12)，其特征在于 所述儲(chǔ)熱水箱C3)位于所述蒸餾裝置的中心，內(nèi)部充有導(dǎo)熱工質(zhì)；最內(nèi)層即第一層冷凝豎 板(6)包圍在儲(chǔ)熱水箱C3)外側(cè)，其余各層冷凝豎板(6)依次包圍在上一層冷凝豎板(6)外 側(cè)；蒸發(fā)槽⑷固定連接在儲(chǔ)熱水箱⑶外壁和冷凝豎板(6)外壁上；最外層冷凝豎板(6) 為所述蒸餾裝置的外殼，其外側(cè)無(wú)蒸發(fā)槽⑷；儲(chǔ)熱水箱⑶和冷凝豎板(6)的上端與上蓋 板( 密閉連接，儲(chǔ)熱水箱C3)和冷凝豎板(6)的下端與下蓋板(10)密閉連接；過量原水 輸出管路(1)的各條支路分別穿過下蓋板(10)，伸入儲(chǔ)熱水箱C3)和最內(nèi)層冷凝豎板(6) 之間靠近儲(chǔ)熱水箱( 外壁的一側(cè)，以及各層冷凝豎板(6)之間靠近冷凝豎板(6)外壁的 一側(cè)；過量原水收集槽( 位于儲(chǔ)熱水箱( 外壁末端一格蒸發(fā)槽(4)的下方，以及冷凝豎 板(6)外壁末端一格蒸發(fā)槽的下方，過量原水收集槽O)與過量原水輸出管路(1)的 支路連通；淡水輸出管路(11)的各條支路分別穿過下蓋板(10)，伸入儲(chǔ)熱水箱C3)和最內(nèi) 層冷凝豎板(6)之間靠近儲(chǔ)熱水箱(3)內(nèi)壁的一側(cè)，以及各層冷凝豎板(6)之間靠近冷凝 豎板(6)內(nèi)壁的一端；淡水收集槽(9)位于冷凝豎板(6)內(nèi)壁末端，與淡水輸出管路(11) 的支路連通；原水進(jìn)水管路(8)的各條支路分別穿過上蓋板(5)，伸入儲(chǔ)熱水箱C3)和冷凝 豎板(6)外壁頂端一格蒸發(fā)槽(4)的上方；溢流閥(7)位于儲(chǔ)熱水箱C3)的頂部；進(jìn)/排水 閥(1 位于儲(chǔ)熱水箱(3)的底部；加熱裝置(14)的加熱端伸入儲(chǔ)熱水箱(3)的導(dǎo)熱工質(zhì) 中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于所 述儲(chǔ)熱水箱(3)的水平截面為圓形、橢圓形、矩形或三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于 儲(chǔ)熱水箱(3)中的導(dǎo)熱工質(zhì)為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于所 述冷凝豎板(6)的水平截面為圓形、橢圓形、矩形或三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于所 述冷凝豎板(6)的材料為玻璃、銅或不銹鋼板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于所 述蒸發(fā)槽⑷為1格以上，各格蒸發(fā)槽⑷在儲(chǔ)熱水箱⑶外壁和冷凝豎板(6)外壁上自 上而下排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在 于所述蒸發(fā)槽的垂直截面形狀為三角形或矩形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于每1 格蒸發(fā)槽(4)外沿設(shè)有1個(gè)導(dǎo)流裝置(13)，導(dǎo)流裝置(1 為1個(gè)以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于導(dǎo) 流裝置(1 為缺口式導(dǎo)流裝置(13)、圓孔式導(dǎo)流裝置(13)、槽式導(dǎo)流裝置(1 或管式導(dǎo) 流裝置(1 其中之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于過 量原水收集槽⑵為1個(gè)以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，其特征在于淡 水收集槽(9)為1個(gè)以上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自儲(chǔ)水式多級(jí)豎壁降膜凝結(jié)蒸餾裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。所述蒸餾裝置的冷凝豎板包圍在儲(chǔ)熱水箱周圍，蒸發(fā)槽固定在儲(chǔ)熱水箱和冷凝豎板外壁上，上、下蓋板密封蒸餾裝置兩端，過量原水輸出管路伸入靠近儲(chǔ)熱水箱和冷凝豎板外壁一側(cè)與位于蒸發(fā)槽下方的過量原水收集槽連通，淡水輸出管路伸入冷凝豎板內(nèi)壁一側(cè)與位于冷凝豎板內(nèi)壁末端的淡水收集槽連通；原水進(jìn)水管路伸入蒸發(fā)槽上方；溢流閥位于儲(chǔ)熱水箱頂部；進(jìn)/排水閥位于儲(chǔ)熱水箱底部；加熱裝置伸入儲(chǔ)熱水箱的導(dǎo)熱工質(zhì)中。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有海水或苦咸水淡化裝置能量利用率低、水蒸氣冷凝不充分、原水熱惰性大的缺陷，具有能量利用率高、產(chǎn)水量快而大的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F103/08GK201825750SQ20102027679
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者劉豫東, 謝果, 鄭宏飛, 陶濤 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué), 深圳市和平臥龍科技有限公司