專利名稱：用于船體集成式海水逆滲透系統(tǒng)的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在海上船舶的船體中設置集成式流體介質過濾及膜片單元的方法和裝置。所述船舶的推進將驅動海水流入所述介質過濾及膜片單元。借助于膜片和/或一組累加膜片，可以實現(xiàn)海水經(jīng)過多個級段以使海水中氯化鈉的級別降低至期望的規(guī)格。
背景技術：
目前存在多種操作成利用海水作為淡化源的方法及工藝，因而產(chǎn)生了可處理和利用飲用水的新的途徑。
一種此類的方法是海水逆滲透，由此，去除海水中的氯化鈉并利用包括紫外線輻射的進一步處理來殺死所有存活的細菌或微生物以生產(chǎn)高度凈化的水，其適于優(yōu)于飲用水的應用。
通常公知的是，凈化水(也稱為超純水)提高了蒸汽驅動裝置中渦輪的總效率，并且由于沒有大量的礦物質(包括氯化鈉)，因此延長了各個渦輪葉片的運行壽命。
目前在全世界已經(jīng)有許多地理位置正面臨可飲用水的長期短缺問題。
然而，逆滲透設備的設計、構造及運行仍是昂貴的，并且因此許多大體無法實現(xiàn)(就消耗成本與傳統(tǒng)飲用水源成本相比)。
例如，在中國臺灣許多靠近工業(yè)區(qū)的地方由于沒有良好的配水管網(wǎng)，以及由于耗水量大的產(chǎn)業(yè)如半導體制造等帶來的在水消耗方面的不平衡，正面臨嚴重的缺水問題。
不可低估配水管網(wǎng)的質量，在許多情況下，許多消費者和工業(yè)用戶可用的水的量很大程度上受到這種管網(wǎng)的效率影響。
滲漏管、腐蝕墊圈以及有缺陷的管道泵減少了可在任一時間分配的絕對供水量。
但是，這些管網(wǎng)的修理和維護既不容易也難以負擔費用。
從經(jīng)濟立場看，根據(jù)如成本、運行能力、消耗范圍等因素來決定通過水的管線或者通過使船舶將水存儲到水罐中(并將它們運送到一些地方以便消耗)的方式分配水。
使用石油管線和石油罐就是這種實例。
可飲用水的價格實際上在中東地區(qū)等同于原油的價格，并且如果不經(jīng)濟地建立海水淡化設備以利用海水來轉換成飲用水的話，則將比原油更貴。
在全世界的許多地方已有一種增長的趨勢，即水的價格可以與原油的進口成本相比(絕對量比較)。
因此，海上船舶可以將凈化的水從石油進口地區(qū)運送到石油出口地區(qū)，并且將與水交換的石油返回到石油進口地區(qū)。
還可以預見，海上船舶可以利用海水轉化成凈化的水以便存儲在這些船舶上，用于出口至較遠的缺水地區(qū)，同時使這種水的成本在能夠承受的范圍內(nèi)(這是由于多級消耗市場，這實現(xiàn)了海上船舶可將海水淡化成新鮮水處于可承受的范圍內(nèi))。
通過使水淡化系統(tǒng)具有移動的能力，可以減少凈化水的總成本，這樣可以最大限度地供應給潛在的消費者，同時降低了對需要淡化水的單獨地區(qū)的資金支出的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使得集成式流體介質過濾及膜片單元位于海上船舶的船體內(nèi)的方法和裝置。所述船舶的推進將驅動海水流入所述介質過濾及膜片單元。通過膜片和/或一組累加膜片可以實現(xiàn)海水經(jīng)過多個級段以使海水中氯化鈉的級別降低至期望的規(guī)格。
本發(fā)明包括海上船舶，或任何在海水或者可利用的自然出現(xiàn)的水域能推進或漂浮的裝置。
所述船舶構造有可在船舶推進過程中輸入海水的適合的閥或開口。
另外，構造有所述閥的所述船舶也可在靜止位置輸入海水，使所述閥置于包圍所述船舶的海水平面之內(nèi)。
與所述海上船舶的船體結合的閥的主要功能是主要經(jīng)由與所述閥相連的管道來接收海水，以便將所述海水輸送進入適合的海水存儲罐中。
所述閥將借助于諸如電機、交流發(fā)電機或發(fā)電站的合適的原動機來操作，以確保所述閥可打開或關閉所述閥開口，從而控制海水輸入的速度。
閥的結構可被構造成與海上船舶的船體的表面平齊，并且可選地可包括防止固體物質或者其它形式的大顆粒物質從所述閥開口過濾出來的部件。
可選地，所述閥可構造成從船體表面或者從垂直于和/或沿著海上船舶的長度的表面區(qū)域伸出。
本發(fā)明將還包括位于與所述閥相連的管道內(nèi)的過濾器結構，以去除伴隨著經(jīng)由所述閥的海水輸入的任何物質(或顆粒)。
所述管道還可裝有膜片，其中所述膜片可適于從海水中去除特定量的氯化鈉和/或其它雜質，其中所述海水是經(jīng)由置于海上船舶的船體中的閥而進入的。


現(xiàn)在將以示例的方式并參照附圖來說明本發(fā)明的示意性實施例，其中圖1示出了海上船舶透視圖，其帶有裝配在船舶的船體表面上的閥。
圖2示出了海上船舶透視圖，其帶有與附加的過濾器及至少一級膜片結合的閥，以過濾經(jīng)由所述閥引入的海水，從而生產(chǎn)具有降低了如氯化鈉的雜質含量的海水。
圖3示出了從裝配在海上船舶的船體的閥所引入的海水被過濾之后，輸送至可以執(zhí)行逆滲透的一組裝置，以進一步凈化過濾后的海水。
圖4示出了主要部件和裝置的側視圖，它們對于處理及凈化從閥收集的海水而言是必需的，其中所述閥構造在海上船舶的船體表面上。
圖5示出了由通過安裝在海上船舶內(nèi)的適合發(fā)電站單元施加的機械功所導致的前進方向，使海水供應到被構造成接收輸入海水的閥。
圖6示出了通過輔助電池來為適合的泵供應動力的方式，其中所述輔助電池通過與海上船舶發(fā)電站相連的交流發(fā)電機而充電，在海上船舶靜止情況中，使得所述泵將海水連續(xù)供應進入與所述閥相連的管道中，其中所述閥裝配在海上船舶的船體表面上。
圖7示出了閥組件的結構，其結合有用于在普通的逆滲透過程中處理海水(級段1)的適合的逆滲透膜片。
圖8示出了閥組件的結構，其可以將由至少一級逆滲透膜片處理的海水輸送至第二閥和膜片組件，從而進一步將所述處理過的水輸送至第二級的另一個相似的逆滲透膜片。
具體實施例方式
圖1示出了海上船舶透視圖，其帶有裝配在船舶的船體表面上的閥。
船舶的船體20部分浸到海水面10下，在海水面10下方，預處理過濾閥30裝配在船舶的船體20上。
由于船在水中運動，海水的水流流入所述閥中并且直接進入到安裝在船體內(nèi)的該級逆滲透組40。
圖2示出了海上船舶透視圖，其帶有與附加的過濾件及至少一級膜片結合的閥，以過濾經(jīng)由所述閥引入的海水，從而生產(chǎn)具有降低了如氯化鈉的雜質含量的海水。
一個改進的實施例是在海水收集閥R1之后安裝附加的過濾件。海水流入膜片單元R2中，以進一步過濾海水，增加一個第二處理組件R3以進一步淡化海水。
在處理海水之后，凈化的水被存儲在用于存儲及最終的消耗的存儲罐R4中。
圖3示出了從裝配在海上船舶的船體上的閥引入的海水被過濾之后，輸送至可完成逆滲透的一組裝置以進一步凈化過濾后的海水。
而在另一個改進的實施例中，未處理的海水被引導通過預處理過濾閥G1，所述閥從海水中分離出不需要的固體物質。所述固定物質可以是有機物，如魚；也可以是無機物，如漂浮在海水中的人造垃圾。這種過濾也可防止在膜片單元G3內(nèi)發(fā)生堵塞。
圖4示出了主要部件和裝置的側視圖，它們是為了處理及凈化從閥收集的海水所必需的，其中所述閥構造在海上船舶的船體表面上。
海水首先被設置在船舶的前側船體上的閥A-1收集。系統(tǒng)泵C-3需要將海水泵送至進行處理的各個室。海水的處理在O3(臭氧)膜片和紫外線輻射單元B-2處完成。
置于船舶內(nèi)的發(fā)電站利用輔助電池對船舶和處理裝置供應動力，以用作支持D-4和處理工序的啟動。
在處理海水之后，已處理過的水被泵送進入存儲罐E-5。
圖5示出了由通過安裝在海上船舶內(nèi)的適合發(fā)電站單元施加的機械功所導致的前進方向，可使海水供應至被構造成接收輸入的海水的閥。
如箭頭3000所示，海水流入閥，其中船舶部分浸入到海水中。發(fā)電站1000對船舶提供動力目的是驅動船舶在海水中行駛。
圖6示出了通過輔助電池來為適合的泵供應動力的方式，其中所述輔助電池通過與海上船舶發(fā)電站相連的交流發(fā)電機充電，可使得在海上船舶靜止的情況下，所述泵將海水連續(xù)供應進入與閥相連的管道中，其中所述閥裝配在海上船舶的船體表面上。
當船舶靜止時，輔助電池s4將啟動泵s5并將海水泵送到閥中以進行處理工序。
圖7示出了閥組件的結構，其結合有用于在普通的逆滲透過程中處理海水(級段1)的適合的逆滲透膜片。
圖8示出了閥組件的結構，其可以將由至少一級逆滲透膜片處理的海水輸送至第二閥和膜片組件，從而進一步將所述處理過的水輸送至第二級的另一個相似的逆滲透膜片。
在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，本領域技術人員可以容易地對本發(fā)明進行的改型。因此，可以理解本發(fā)明不限于上述以示例方式描述的特定實施例。
權利要求
1.用于多個海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，收集海水，將所述海水處理至期望的狀態(tài)，將所述處理過的海水存儲在所述船舶上，并且將這種船舶駛往多個地方，以便分配所述處理過的水。
2.用于多個海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，所述海上船舶被特定地設計成用于收集海水，將所述海水處理至期望的狀態(tài)，以及利用適合的存儲裝置將處理過的海水存儲在這種船舶上。
3.用于多個海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，所述海上船舶被設計成用于收集海水，將所述海水處理至期望的狀態(tài)，將所述處理過的海水存儲在船舶上，以及將所述處理過的水分配到多個地理位置，它們具有適合或適當?shù)脑O備以允許進行所述分配。
4.用于海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，在船舶內(nèi)具有輸送機構，以從船舶進水閥即通海閥箱收集海水，或者收集最初用于船舶發(fā)動機冷卻并將被排泄的海水，從而將收集到的海水輸送進入適合的水處理裝置，以將所收集的海水處理至期望狀態(tài)。
5.用于輸送裝置的方法和設備，通過所述方法和設備，所述輸送裝置被裝配在任何海上船舶內(nèi)的適合位置處，從而收集用于船舶發(fā)動機冷卻、并且在不裝配所述裝置的情況下將被排泄的海水，從而所述海水收集和輸送至所述船舶上的水處理設備。
6.用于輸送裝置的方法和設備，通過所述方法和設備，所述輸送裝置裝配或連接在海水發(fā)動機冷卻排泄出口上，從而收集排泄出的海水，將所述排泄出的海水處理至期望的狀態(tài)，并隨后利用適合存儲裝置將處理后的水存儲在船上。
7.用于海上主船舶的系統(tǒng)和方法，其中，收集海水，將所述海水處理至期望的狀態(tài)，將所述處理后的海水存儲在所述主船舶上，利用多個小船將所述主船舶的處理后的海水進一步分配至多個位置或單一目的地。
8.用于海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，所述船舶裝有適合的海水處理設備或裝置，其與船上的適合的存儲罐相連，從而將海水淡化處理至期望的狀態(tài)，將所述處理后的水存儲在所述罐中，并且將所述處理后的水分配至位于地理上隔開位置的多個市場。
9.用于海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，所述船舶被設計成從船舶上帶有的海水進入閥或通海閥箱，或者從船舶發(fā)動機的海水冷卻排泄出口，或者從它們的組合來收集海水，從而在水處理裝置中使用所述收集到的海水，以將所述海水處理成期望狀態(tài)的處理水，并且將所述處理后的水存儲在所述船舶上的存儲罐中，以便最終分配至多個市場。
10.用于海水淡化系統(tǒng)的方法和設備，通過所述方法和設備，所述海水淡化系統(tǒng)容納在標準船貨容器中，將所述容器安裝在海上船舶上，從而將從所述船舶上收集的海水應用至所述淡化系統(tǒng)。
11.如權利要求10所述的方法和設備，其特征在于，附加的船貨容器適于存儲從所述海水淡化系統(tǒng)排出的處理后的水。
12.如權利要求10至11所述的方法和設備，其特征在于，特定適配的船貨容器可接收來自海水淡化系統(tǒng)的處理后的水，并且可安裝在海上船舶上，并隨后被從所述船舶上拆下并被安裝至岸上的容器裝載/卸載設備。
13.如權利要求12所述的方法和設備，其特征在于，在從安裝有海水淡化系統(tǒng)的船舶接收指定量的處理過的水之后，所述船貨容器可立即從所述船舶上拆下。
14.用于從海上船舶收集海水的系統(tǒng)和方法，其中，將所述海水輸送至海水淡化單元，所述海水淡化單元被構造并且容納在一個標準的20或40英尺船貨容器內(nèi)，所述淡化單元將所述海水處理至期望的狀態(tài)，將處理后的海水發(fā)送至一個或多個20或40英尺的船貨容器，所述容器可存儲所述液體以便對所述船舶進行裝載或者卸載，以及裝載至岸上的任何裝載或卸載設備。
15.用于海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，所述船舶被構造并裝有輔助發(fā)電站，以專門收集、輸送及處理海水成為期望狀態(tài)的處理水，然后利用適合的存儲設備將所述處理后的水存儲在船上，從而將所述處理后的水分配至多個分配地點或地方。
16.如權利要求14所述的系統(tǒng)和方法，其特征在于，包括利用海上船舶的主發(fā)電站、輔助發(fā)電站或者它們的組合專門收集、輸送及處理海水成為期望狀態(tài)的處理水，然后利用適合存儲裝置將所述處理后的水存儲在船上，從而將所述處理后的水分配至多個分配地點或地方。
17.用于海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，所述船舶被構造并裝有太陽電池板組件、輔助發(fā)電站單元、水淡化系統(tǒng)、以及水存儲單元，從而收集海水以便處理并隨后將其分配至多個地方；包括下述步驟將由所述船舶上的太陽電池板組件采集的太陽能轉化成電能；將所述電能充入所述輔助發(fā)電站單元；借助于船舶的通海閥箱、或者船舶的發(fā)動機海水冷卻出口，或者它們的組合來收集海水；將收集的海水輸送至船舶的淡化系統(tǒng)；通過所述發(fā)電站單元使用充入的能量來驅動所述淡化系統(tǒng)運行；將來自所述系統(tǒng)的處理后的水存儲至所述船舶的水存儲單元；將所述處理后的水分配至多個岸上設備，它們裝備成符合所述船舶的設計目的。
18.用于海上船舶的系統(tǒng)和方法，其中，所述海上船舶被用來收集海水；包括下述步驟從船舶海水進入閥即通海閥箱來收集海水；從所述船舶的海水發(fā)動機冷卻單元出口收集海水；從船舶的通海閥箱或者船舶的發(fā)動機冷卻單元海水出口或者它們的組合來收集海水；將所述海水輸送至船舶上的海水淡化和/或脫鹽系統(tǒng)；將來自所述海水淡化和/或脫鹽系統(tǒng)的處理后的水存儲至所述船舶上的一組水存儲罐中。將所述存儲的水分配至多個地方。
19.用于海上船舶的方法和設備，其中，所述海上船舶被構造有用于在船舶的移動/推進過程中收集海水的附加通海閥箱，從而處理所述收集的海水；包括下述步驟在船舶的移動/推進過程中收集海水；將所述海水輸送至船舶上的海水淡化系統(tǒng)等；通過所述系統(tǒng)將所述海水處理至期望的狀態(tài)；將處理后的水輸送至船舶上的存儲罐；通過所述船舶與岸上設備之間的適合裝置來將所述水分配至多個地方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使得集成式流體介質過濾及膜片單元位于海上船舶的船體內(nèi)的方法和設備。所述船舶的推進將驅動海水流入所述介質過濾及膜片單元。通過所述膜片和/或一組累加膜片，可以實現(xiàn)海水經(jīng)過多個級段以使海水中氯化鈉的級別降低至期望的規(guī)格。
文檔編號B01D61/02GK1863736SQ200480028643
公開日2006年11月15日 申請日期2004年8月2日 優(yōu)先權日2003年8月2日
發(fā)明者候家蓋 申請人:候家蓋