專利名稱：利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是ー種制淡水技術(shù)領(lǐng)域的裝置及方法，具體是ー種利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)工作機(jī)已有悠久歷史，海水淡化已得到廣泛應(yīng)用，也有風(fēng)カ直接用于淡化海水的報(bào)道；至今為止的現(xiàn)有方法均為風(fēng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)多級(jí)離心泵或柱塞泵將高壓海水經(jīng)RO膜得到淡水及濃鹽水。·現(xiàn)有方法的不足在于用風(fēng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)多級(jí)離心泵或柱塞泵將高壓海水經(jīng)RO膜得到淡水及濃鹽水需大量電能，如泗礁島2000t/d工程中電費(fèi)占成本的46. 67% ;發(fā)電機(jī)占風(fēng)電機(jī)成本的21% ;在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)電機(jī)還需要維修。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN102372371A，
公開(kāi)日2012-03-14，記載了ー種利用太陽(yáng)光或者風(fēng)カ產(chǎn)生電力，為海水凈化設(shè)備提供動(dòng)力，將海水凈化成高純凈水的設(shè)備，該技術(shù)由太陽(yáng)方陣、風(fēng)カ發(fā)電、儲(chǔ)電、控制裝置、滲水管、提水泵、粗濾器、高速泵、RO膜過(guò)濾器、高純度過(guò)濾器、零排放裝置構(gòu)成。但是該技術(shù)不足之處是使用傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)成本高、易損壞件(液動(dòng)軸承.齒輪)多、受風(fēng)速影響大、齒輪箱體積大、質(zhì)量重、安裝維護(hù)成本高、用昂貴發(fā)電機(jī)，總體發(fā)電效率低，難以普及。另外，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN102126548A，
公開(kāi)日2011_07_20，記載了ー種風(fēng)電互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)海水淡化高壓泵的裝置，該技術(shù)包括風(fēng)カ機(jī)、傳動(dòng)軸、齒輪換向器、加速齒輪箱、風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的高壓泵及電動(dòng)水泵，該技術(shù)以風(fēng)能驅(qū)動(dòng)高壓泵為主要?jiǎng)恿?，?dāng)風(fēng)力不足時(shí)或無(wú)風(fēng)時(shí)，可適當(dāng)啟用電動(dòng)水泵以保證設(shè)施工作，但是該現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、環(huán)節(jié)多，更易造成事故，同時(shí)多重聯(lián)軸器傳遞扭矩效率損失大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供ー種利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)及方法，省去了昂貴的發(fā)電機(jī)，且直接驅(qū)動(dòng)高速泵減少了并入電網(wǎng)的設(shè)備及費(fèi)用，由于減少了傳動(dòng)環(huán)節(jié)從而提高了效率。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及ー種利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，包括漂浮體以及設(shè)置于其上的橫軸風(fēng)カ機(jī)和豎軸風(fēng)機(jī)，橫軸風(fēng)カ機(jī)的高度高于豎軸風(fēng)機(jī)的高度且兩者之間由海水管相連。所述的橫軸風(fēng)カ機(jī)包括依次同軸連接的帶有機(jī)組偏航系統(tǒng)的風(fēng)輪、主軸軸承、第ー齒輪箱、飛輪、聯(lián)軸器、高速泵和RO膜，其中風(fēng)輪支承在主軸軸承上，第一齒輪箱的輸出軸上設(shè)置飛輪，第一齒輪箱的輸出軸與高速泵的輸入軸由聯(lián)軸器相連，高速泵與海水管相連，海水管的輸出端設(shè)置在RO膜的ー側(cè)。所述的第一齒輪箱包括平行軸齒輪、行星架、輸出軸以及組成內(nèi)嚙合雙圓弧結(jié)構(gòu)的內(nèi)齒輪、行星輪和太陽(yáng)輪，其中行星輪采用調(diào)心軸承結(jié)構(gòu)；太陽(yáng)輪采用浮動(dòng)無(wú)軸承結(jié)構(gòu)；行星架及平行軸齒輪一端為調(diào)心軸承結(jié)構(gòu)，另一端為向心軸承結(jié)構(gòu)并與輸出軸相連。所述的偏航軸承為普通向心軸承，所述的轉(zhuǎn)槳軸承為向心推力軸承。所述的飛輪的外圓為環(huán)形結(jié)構(gòu)，中部設(shè)有輪幅，中心設(shè)有帶有輪轂的鋼圓盤(pán)。所述的飛輪與第一齒輪箱的輸出軸之間為過(guò)盈配合。由于用飛輪調(diào)速大大減少了速度及功率的波動(dòng)，從而使エ藝操作波動(dòng)減至最少。所述的主軸軸承為滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu),包括軸承座和設(shè)置于其內(nèi)部的左內(nèi)球和右內(nèi)球，其中左內(nèi)球和右內(nèi)球的外側(cè)面是球面結(jié)構(gòu)，軸承座的內(nèi)側(cè)面是與球面結(jié)構(gòu)相適應(yīng)且接觸的弧面，左內(nèi)球和右內(nèi)球的側(cè)面相接觸且接觸面的近端采用止ロ定位結(jié)構(gòu)連接，遠(yuǎn)端采用螺栓與螺母進(jìn)行緊固。所述的豎軸風(fēng)機(jī)包括所述的豎軸風(fēng)機(jī)包括帶有第二齒輪箱的豎軸風(fēng)輪、抽水 泵和吸水管，其中第二齒輪箱的輸出軸與抽水泵相連，吸水管分別與抽水泵和海水管的輸入端相連。本發(fā)明涉及上述系統(tǒng)的海水淡化方法，通過(guò)由設(shè)于海平面的豎軸風(fēng)機(jī)的豎軸風(fēng)輪、第二齒輪箱驅(qū)動(dòng)抽水泵，第一齒輪箱驅(qū)動(dòng)過(guò)濾裝置中的高速泵將海水從抽水泵泵到高速泵進(jìn)ロ并進(jìn)入RO膜后得到淡水及濃鹽水井分別經(jīng)設(shè)于風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)管道送至用戶處或送至鹽田制鹽或直接送入電解槽電解。本發(fā)明結(jié)構(gòu)上省去了昂貴的發(fā)電機(jī)且直接驅(qū)動(dòng)高速泵減少了并入電網(wǎng)的設(shè)備及費(fèi)用，由于減少了傳動(dòng)環(huán)節(jié)從而提高了效率；目前淡化海水最低在3元ー噸水平，基于本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)海水淡化I元/噸以下，原因是用新型風(fēng)カ機(jī)及不用電費(fèi)，僅有設(shè)備成本。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為橫軸風(fēng)カ機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為主軸軸承側(cè)視圖。圖4為主軸軸承俯視圖。圖5為飛輪結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例如圖I和圖2所示，本實(shí)施例包括漂浮體I以及設(shè)置于其上的橫軸風(fēng)カ機(jī)2和豎軸風(fēng)機(jī)3，橫軸風(fēng)カ機(jī)2的高度高于豎軸風(fēng)機(jī)3的高度且兩者之間由海水管4相連。所述的橫軸風(fēng)カ機(jī)2包括依次同軸連接的帶有機(jī)組偏航系統(tǒng)(未圖示)的風(fēng)輪
5、主軸軸承6、第一齒輪箱7、飛輪8、聯(lián)軸器9、高速泵10和RO膜11，其中風(fēng)輪5支承在主軸軸承6上，第一齒輪箱7的輸出軸上設(shè)置飛輪8，第一齒輪箱7的輸出軸與高速泵10的輸入軸由聯(lián)軸器9相連，高速泵10與海水管4相連，海水管4的輸出端設(shè)置在RO膜11的ー側(cè)； 如圖5所示，所述的飛輪8的外圓為環(huán)形結(jié)構(gòu)，中部設(shè)有輪幅，中心設(shè)有帶有輪轂的鋼圓盤(pán)。本實(shí)施例中所述的飛輪8與第一齒輪箱7的輸出軸之間為過(guò)盈配合，通過(guò)在第一齒輪箱7的輸出軸處裝置合適轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪8起到調(diào)速作用從而使輸出轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。所述的第一齒輪箱7包括平行軸齒輪、行星架、輸出軸以及組成內(nèi)嚙合雙圓弧結(jié)構(gòu)的內(nèi)齒輪、行星輪和太陽(yáng)輪，其中行星輪采用調(diào)心軸承結(jié)構(gòu)；太陽(yáng)輪采用浮動(dòng)無(wú)軸承結(jié)構(gòu)；行星架及平行軸齒輪一端為調(diào)心軸承結(jié)構(gòu)，另一端為向心軸承結(jié)構(gòu)并與輸出軸相連。所述的偏航軸承為普通向心軸承，所述的轉(zhuǎn)槳軸承為向心推力軸承。如圖3所示，所述的主軸軸承6為滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，包括軸承座15和設(shè)置于其內(nèi)部的左內(nèi)球16和右內(nèi)球17，其中左內(nèi)球16和右內(nèi)球17的外側(cè)面是球面結(jié)構(gòu)，軸承座15的內(nèi)側(cè)面是與球面結(jié)構(gòu)相適應(yīng)且接觸的弧面，左內(nèi)球16和右內(nèi)球17的側(cè)面相接觸且接觸面的近端采用止ロ定位結(jié)構(gòu)連接，遠(yuǎn)端采用螺栓18與螺母19進(jìn)行緊固。所述的左內(nèi)球16和右內(nèi)球17的球面結(jié)構(gòu)可起調(diào)心作用。所述的止ロ定位結(jié)構(gòu)的配合面按6級(jí)精度加工；所述的左內(nèi)球16和右內(nèi)球17的球面表面為摩擦面；裝配時(shí)左內(nèi)球16，右內(nèi)球17分別推入件軸承座15中，用螺栓18與螺母19緊固；根據(jù)高溫、低溫、高濕、鹽霧、沙塵、斷油等復(fù)雜エ況用材料表面工程處理軸承摩擦面A以滿足不同使用要求，并且根據(jù)需要做成向心式或向心推力方式以承受徑向，軸向載荷。所述的橫軸風(fēng)カ機(jī)2的高度為十米以上。所述的豎軸風(fēng)機(jī)3包括帶有第二齒輪箱的豎軸風(fēng)輪12、抽水泵13和吸水管14，其中第二齒輪箱的輸出軸與抽水泵13相連，吸水管14分別與抽水泵13和海水管4的輸入端相連。由設(shè)于海平面的豎軸風(fēng)機(jī)的豎軸風(fēng)輪12、第二齒輪箱驅(qū)動(dòng)抽水泵13，而第一齒輪箱7驅(qū)動(dòng)過(guò)濾裝置中的高速泵10將海水從抽水泵13泵到高速泵10進(jìn)ロ并進(jìn)入RO膜11后得到淡水及濃鹽水井分別經(jīng)設(shè)于風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)管道送至用戶處或送至鹽田制鹽或直接送入電解槽電解。
權(quán)利要求
1.ー種利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，其特征在于，包括漂浮體以及設(shè)置于其上的橫軸風(fēng)カ機(jī)和豎軸風(fēng)機(jī)，橫軸風(fēng)カ機(jī)的高度高于豎軸風(fēng)機(jī)的高度且兩者之間由海水管相連； 所述的橫軸風(fēng)カ機(jī)包括依次同軸連接的帶有機(jī)組偏航系統(tǒng)的風(fēng)輪、主軸軸承、第一齒輪箱、飛輪、聯(lián)軸器、高速泵和RO膜，其中風(fēng)輪支承在主軸軸承上，第一齒輪箱的輸出軸上設(shè)置飛輪，第一齒輪箱的輸出軸與高速泵的輸入軸由聯(lián)軸器相連，高速泵與海水管相連，海水管的輸出端設(shè)置在RO膜的ー側(cè)； 所述的豎軸風(fēng)機(jī)包括帶有第二齒輪箱的豎軸風(fēng)輪、抽水泵和吸水管，其中第二齒輪箱的輸出軸與抽水泵相連，吸水管分別與抽水泵和海水管的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，其特征是，所述的第一齒輪箱包括平行軸齒輪、行星架、輸出軸以及組成內(nèi)嚙合雙圓弧結(jié)構(gòu)的內(nèi)齒輪、行星輪和太陽(yáng)輪，其中行星輪采用調(diào)心軸承結(jié)構(gòu)；太陽(yáng)輪采用浮動(dòng)無(wú)軸承結(jié)構(gòu)；行星架及平行軸齒輪一端為調(diào)心軸承結(jié)構(gòu)，另一端為向心軸承結(jié)構(gòu)并與輸出軸相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，其特征是，所述的飛輪的外圓為環(huán)形結(jié)構(gòu)，中部設(shè)有輪幅，中心設(shè)有帶有輪轂的鋼圓盤(pán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，其特征是，所述的飛輪與第一齒輪箱的輸出軸之間為過(guò)盈配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，其特征是，所述的主軸軸承為滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，包括軸承座和設(shè)置于其內(nèi)部的左內(nèi)球和右內(nèi)球，其中左內(nèi)球和右內(nèi)球的外側(cè)面是球面結(jié)構(gòu)，軸承座的內(nèi)側(cè)面是與球面結(jié)構(gòu)相適應(yīng)且接觸的弧面，左內(nèi)球和右內(nèi)球的側(cè)面相接觸且接觸面的近端采用止ロ定位結(jié)構(gòu)連接，遠(yuǎn)端采用螺栓與螺母進(jìn)行緊固。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，其特征是，所述的左內(nèi)球和右內(nèi)球的球面表面為摩擦面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，其特征是，所述的止ロ定位結(jié)構(gòu)的配合面的加工精度為6級(jí)精度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)，其特征是，所述的橫軸風(fēng)カ機(jī)的高度為十米以上。
9.一種根據(jù)上述任ー權(quán)利要求所述系統(tǒng)的海水淡化方法，通過(guò)由設(shè)于海平面的豎軸風(fēng)機(jī)的豎軸風(fēng)輪、第二齒輪箱驅(qū)動(dòng)抽水泵，第一齒輪箱驅(qū)動(dòng)過(guò)濾裝置中的高速泵將海水從抽水泵泵到高速泵進(jìn)ロ并進(jìn)入RO膜后得到淡水及濃鹽水井分別經(jīng)設(shè)于風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)管道送至用戶處或送至鹽田制鹽或直接送入電解槽電解。
全文摘要
一種制淡水技術(shù)領(lǐng)域的利用風(fēng)能的海水淡化系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括漂浮體以及設(shè)置于其上的橫軸風(fēng)力機(jī)和豎軸風(fēng)機(jī)，橫軸風(fēng)力機(jī)的高度高于豎軸風(fēng)機(jī)的高度且兩者之間由海水管相連，所述的橫軸風(fēng)力機(jī)包括依次同軸連接的帶有機(jī)組偏航系統(tǒng)的風(fēng)輪、主軸軸承、第一齒輪箱、飛輪、聯(lián)軸器、高速泵和RO膜，其中風(fēng)輪支承在主軸軸承上，第一齒輪箱的輸出軸上設(shè)置飛輪，第一齒輪箱的輸出軸與高速泵的輸入軸由聯(lián)軸器相連，高速泵與海水管相連，海水管的輸出端設(shè)置在RO膜的一側(cè)。本發(fā)明省去了昂貴的發(fā)電機(jī)，且直接驅(qū)動(dòng)高速泵減少了并入電網(wǎng)的設(shè)備及費(fèi)用，由于減少了傳動(dòng)環(huán)節(jié)從而提高了效率。
文檔編號(hào)C02F1/44GK102720637SQ20121021755
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者袁宗凡 申請(qǐng)人:袁宗凡