一種自然熱交換空氣造水裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自然熱交換空氣造水裝置，該裝置至少包括引水機(jī)構(gòu)(1)、凝水機(jī)構(gòu)(2)和供電機(jī)構(gòu)；所述的引水機(jī)構(gòu)(1)用于將低溫海水送至凝水機(jī)構(gòu)(2)內(nèi)的海水管路內(nèi)；所述的凝水機(jī)構(gòu)(2)由引風(fēng)裝置(13)和凝水器(14)組成，所述的引風(fēng)裝置(13)用于將濕熱空氣引入凝水器(14)風(fēng)道內(nèi)，凝水器(14)作為凝水媒介使得引入的濕熱空氣被海水冷卻產(chǎn)生冷凝水；供電機(jī)構(gòu)為整個(gè)裝置供應(yīng)電能。一種包括該造水裝置的造水系統(tǒng)，還包括防波堤、匯管、集輸水管、淡水處理和生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)、外輸管線、單點(diǎn)系泊裝置。通過(guò)自然界不同物質(zhì)的溫度差產(chǎn)生冷凝水，節(jié)約了能源，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；罅吭焖?，且整個(gè)裝置可設(shè)置于海上，節(jié)約土地。
【專利說(shuō)明】
一種自然熱交換空氣造水裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及冷凝水設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種自然熱交換空氣造水裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人類社會(huì)淡水資源日益匱乏，如何大量高效獲取淡水顯得尤為重要。陸地淡水根本上來(lái)自海洋蒸發(fā)的水蒸氣帶來(lái)的降雨。全球約71 %的面積是海洋，全球每年海水蒸發(fā)量約為36萬(wàn)立方公里，其中有83%以上，約30萬(wàn)立方公里，形成海洋降雨回到海洋。全球海洋年降水量是世界可利用淡水儲(chǔ)量10.46萬(wàn)立方公里的三倍左右。按全球70億人口人均每年2000立方米淡水消耗量計(jì)算，全球年均用水1.4萬(wàn)立方公里，僅為全球海洋年降雨量的4.67%。因此，如何有效利用海上的濕熱空氣大量制造淡水，對(duì)解決沙漠綠化用水，城市用水短缺，荒島開(kāi)發(fā)用水以及未來(lái)建設(shè)海上人工浮島用水等問(wèn)題有著非常積極的意義。
[0003]空氣造水機(jī)都是應(yīng)用低溫冷凝原理來(lái)獲取空氣中的淡水。一種是通過(guò)制冷設(shè)備，制造冷凝流體，如中國(guó)專利，專利號(hào)為Z1200920003903.X，公開(kāi)了一種空氣造水機(jī)，至少包括:引風(fēng)單元，用于將空氣引入至低溫凝水單元;低溫凝水單元，由制冷模塊和凝水媒質(zhì)模塊組成，其中，所述的制冷模塊用于至少將凝水媒質(zhì)模塊表面的溫度降低至預(yù)定溫度，凝水媒質(zhì)單元作為載體和凝結(jié)物將空氣中的水蒸汽凝結(jié)。采用上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)引風(fēng)單元將空氣引至凝水媒質(zhì)模塊上，而由于凝水媒質(zhì)模塊上的溫度已被制冷模塊降低至凝結(jié)溫度以下，因此，“熱”空氣中的水蒸汽在遇到“低溫”的凝水媒質(zhì)模塊時(shí)會(huì)在凝水媒質(zhì)模塊上產(chǎn)生凝結(jié)，從而產(chǎn)生凝結(jié)水。由于采用了制冷模塊進(jìn)行制冷，制冷模塊需要消耗大量能源產(chǎn)生低溫流體，制冷模塊散熱困難，且空氣的飽和度，即空氣的相對(duì)濕度不夠等都是制約造水量和造水效率的關(guān)鍵因素。另一種是對(duì)海水進(jìn)行加熱蒸發(fā)，獲取冷凝水。兩種制造淡水的方法都需要外界提供大量的能量，且需要在海邊大規(guī)模建設(shè)工廠，技術(shù)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的制冷模塊在制冷過(guò)程中消耗大量能量，且散熱困難的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種自然熱交換空氣造水裝置及系統(tǒng)，其通過(guò)自然界不同物質(zhì)的溫度差產(chǎn)生冷凝水，節(jié)約了能源。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:該裝置至少包括引水機(jī)構(gòu)、凝水機(jī)構(gòu)和供電機(jī)構(gòu)；引水機(jī)構(gòu)用于將低溫海水送至凝水機(jī)構(gòu)內(nèi)的海水管路內(nèi)；凝水機(jī)構(gòu)由引風(fēng)裝置和凝水器組成，所述的引風(fēng)裝置用于將濕熱空氣引入凝水器風(fēng)道內(nèi)，凝水器作為凝水媒介使得引入的濕熱空氣被海水冷卻產(chǎn)生冷凝水;供電機(jī)構(gòu)為整個(gè)裝置供應(yīng)電能。
[0006]作為優(yōu)選，該裝置還包括浮體機(jī)構(gòu)，所述的浮體機(jī)構(gòu)為整個(gè)裝置提供浮力和支撐；浮體機(jī)構(gòu)主體為多個(gè)艙室構(gòu)成的中空?qǐng)A柱筒，包括提供浮力的水密艙、存儲(chǔ)淡水的淡水艙和引水栗艙;浮體機(jī)構(gòu)的中心為隔熱水管通道;水密艙在下，淡水艙在上;浮體機(jī)構(gòu)底部四周設(shè)有系泊機(jī)構(gòu)。
[0007]作為優(yōu)選，引水栗艙位于淡水艙上部，引水栗艙中設(shè)置有引水栗，電池和電控柜；引水栗艙甲板中部安裝管狀支柱，從栗艙甲板開(kāi)始向上延伸，穿過(guò)栗艙頂部直至凝水器頂部;支柱內(nèi)為隔熱水管通道，隔熱水管與支柱間存在空隙；支柱為集水結(jié)構(gòu)、凝水機(jī)構(gòu)和發(fā)電裝置的支撐結(jié)構(gòu)件。
[0008]作為優(yōu)選，淡水艙各個(gè)小艙之間是相通的，各小艙隔板上下均布有過(guò)水孔;淡水艙底至少部設(shè)置有一個(gè)泄放口，泄放口安裝止回閥；淡水泄放口與淡水泄放管相連，淡水泄放管連接其它終端。
[0009]作為優(yōu)選，該裝置還包括壓載機(jī)構(gòu)，位于浮體機(jī)構(gòu)下部，由壓載艙和桁架結(jié)構(gòu)組成，壓載艙通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)連接支柱。
[0010]作為優(yōu)選，所述的引水機(jī)構(gòu)包括海水過(guò)濾器，隔熱水管，海水緩沖艙以及引水栗；海水過(guò)濾器安裝在隔熱水管入水口端部；隔熱水管下半部分從海底連接過(guò)濾器的端部起，穿過(guò)裝置浮體機(jī)構(gòu)內(nèi)部，直達(dá)浮體內(nèi)部海水緩沖艙底部，與海水緩沖艙形成一個(gè)水井狀結(jié)構(gòu)；隔熱水管上半部分再?gòu)暮Ｋ彌_艙內(nèi)起，穿過(guò)栗艙直達(dá)浮體支撐的凝水機(jī)構(gòu)內(nèi)部海水管路，形成海水的輸送通道，并保持海水的低溫狀態(tài)。
[0011]作為優(yōu)選，所述的隔熱水管下部綁縛在錨纜上或增加負(fù)重方式保持水管底端的進(jìn)水口位于海面下一定深度；隔熱水管中部增加浮箱，使隔熱水管與裝置浮體連接部位形成一個(gè)自由端。
[0012]作為優(yōu)選，引風(fēng)裝置位于凝水器頂部，包括電機(jī)和風(fēng)扇;采用雙電機(jī)對(duì)稱設(shè)置，電機(jī)轉(zhuǎn)子與風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸之間采用齒輪嚙合;風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)軸承，中部伸出發(fā)電板支架為頂部的太陽(yáng)能電池板提供支撐;凝水器由頂部的海水分流管和多層同心圓柱狀結(jié)構(gòu)的凝水模塊組成;每層凝水模塊中都有海水管路。海水曲折通過(guò)凝水模塊，凝水器底部設(shè)置有出口；凝水模塊表面有柵板狀換熱片;換熱片表面設(shè)有密布的輔助凝水的尖點(diǎn)狀突起和導(dǎo)流槽;凝水模塊底部有支架結(jié)構(gòu);凝水器下面為承接并匯集冷凝水的漏斗狀集水結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與凝水器底部支架有一定距離，以便空氣通過(guò)凝水器后排出；集水結(jié)構(gòu)底部設(shè)有淡水導(dǎo)流管，導(dǎo)流管連接淡水艙。
[0013]作為優(yōu)選，供電機(jī)構(gòu)為太陽(yáng)能發(fā)電裝置，位于裝置頂部，太陽(yáng)能發(fā)電裝置包括:發(fā)電板支架和電池板;發(fā)電裝置通過(guò)電纜與栗艙中的電池相連進(jìn)行電能存儲(chǔ)。
[0014]一種包括該造水裝置的造水系統(tǒng)，還包括防波堤、匯管、集輸水管、淡水處理和生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)、外輸管線、單點(diǎn)系泊裝置;防波堤在海上圈出較大的區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)按照一定的間隔設(shè)置造水網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)用上述造水裝置布置一個(gè)造水單元，各個(gè)造水單元之間以纜繩相連，網(wǎng)絡(luò)邊緣用攬繩與浮式防波堤箱體相連;造水網(wǎng)絡(luò)中每間隔一定距離布置一個(gè)管匯，管匯鏈接周邊多個(gè)造水單元收集淡水并通過(guò)集輸水管將淡水送出；管匯和集輸水管可設(shè)置多級(jí)，形成樹(shù)狀集輸系統(tǒng);將管匯設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，帶管匯的造水單元將較普通的造水單元更大，尤其是淡水艙增大，且位置下移;集輸水管連接淡水處理和生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)；該平臺(tái)集中處理各個(gè)造水單元輸送過(guò)來(lái)的淡水，包括進(jìn)行過(guò)濾，殺菌和礦化產(chǎn)生飲用水，再通過(guò)外輸管線44，將制造的淡水送至陸地或者是單點(diǎn)系泊裝置，單點(diǎn)系泊裝置用于運(yùn)水駁船停靠和接駁淡水。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0016]1、直接利用自然界中大量存在的低溫海水對(duì)濕熱空氣進(jìn)行冷卻造水，不需要消耗大量能量制冷給空氣降溫；
[0017]2、用海水制冷，無(wú)需散熱，沒(méi)有制冷劑消耗和制冷設(shè)備散熱難的問(wèn)題；
[0018]3、直接利用海上蒸發(fā)產(chǎn)生的濕熱空氣造水，不需要消耗大量能量對(duì)海水進(jìn)行加熱產(chǎn)生蒸汽；
[0019]4、海上空氣濕度大，飽和度高，氣量充足，裝置造水效率高；
[0020]5、海上空間廣，冷水體量大，濕熱空氣源源不斷，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，規(guī)?；罅吭焖?；
[0021 ] 6、由于是自然熱交換過(guò)程，造水能耗低，運(yùn)營(yíng)成本低；
[0022]7、海上空氣飽和度高，地域和季節(jié)對(duì)造水效率影響較陸地造水小，如不遇到極端天氣，可實(shí)現(xiàn)常年每天24小時(shí)造水；
[0023]8、不占用陸地資源；
[0024]9、綠色無(wú)污染，造水過(guò)程不產(chǎn)生溫室氣體；
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明自然熱交換空氣造水裝置實(shí)施實(shí)例之一的功能結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖2為本發(fā)明上述實(shí)例造水裝置的結(jié)構(gòu)示意剖視圖；
[0027]圖3為凝水器1/8橫截面圖；
[0028]圖4為凝水模塊中海水管沿著圓周截面圖；
[0029]圖5為換熱片橫截面圖；
[0030]圖6為水密艙和淡水艙橫截面圖；
[0031]圖7為造水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0032]圖中:1、引水機(jī)構(gòu);2、凝水機(jī)構(gòu);3、浮體機(jī)構(gòu);4、壓載機(jī)構(gòu);5、發(fā)電裝置;6、過(guò)濾器；7、隔熱水管;8、海水緩沖艙;9、引水栗；1、海水緩沖艙通氣管；11、引水栗艙；12、浮箱；13、引風(fēng)裝置；14、凝水器；15、電機(jī)；16、風(fēng)扇；17、發(fā)電板支架；18、海水分流管；19、凝水模塊；20、海水換熱管;21、海水排放口； 22、換熱片;23、突起;24、導(dǎo)流槽;25、支架;26、集水機(jī)構(gòu)；27、淡水導(dǎo)流管;28、淡水艙;29、水密艙;30、隔熱水管通道;31、過(guò)水孔;32、止回閥；33、淡水泄放管；34、支柱;35、系泊機(jī)構(gòu)；36、壓載艙;37、桁架結(jié)構(gòu)；38、電池板;39、防波堤;40、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn);41、管匯;42、集輸水管;43、作業(yè)平臺(tái)；44、外輸管線;45、單點(diǎn)系泊裝置;46、駁船。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。
[0034]如圖1所示，本實(shí)用新型的自然熱交換造水裝置至少包括引水機(jī)構(gòu)I和凝水機(jī)構(gòu)2。引水機(jī)構(gòu)I用于將低溫的海水送至熱交換單元內(nèi)的海水管路;凝水機(jī)構(gòu)2由引風(fēng)裝置13和凝水器14組成，其中，引風(fēng)裝置13用于將濕熱空氣引入凝水器14風(fēng)道內(nèi)，凝水器14作為凝水媒介使得引入的濕熱空氣被海水冷卻產(chǎn)生冷凝水。采用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)海水通過(guò)凝水器14內(nèi)部設(shè)置的海水管路時(shí)將其溫度降低至預(yù)設(shè)溫度，引風(fēng)裝置13將濕熱空氣送至凝水器14表面進(jìn)行冷卻，從而在凝水器14表面產(chǎn)生冷凝水。
[0035]圖2為本發(fā)明實(shí)例之一的結(jié)構(gòu)剖視圖。下面據(jù)圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)例結(jié)構(gòu)和造水原理的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
[0036]本實(shí)例除上述引水機(jī)構(gòu)I和凝水機(jī)構(gòu)2外還包括浮體機(jī)構(gòu)3和壓載機(jī)構(gòu)4、供電機(jī)構(gòu)。浮體機(jī)構(gòu)3上設(shè)有提供浮力的水密艙29、存儲(chǔ)淡水的淡水艙28、栗艙、各類閥門(mén)和管路通道、系泊構(gòu)件和支撐結(jié)構(gòu)等;壓載結(jié)構(gòu)位于浮體機(jī)構(gòu)3下部，為裝置提供壓載，降低重心，保持穩(wěn)性;供電機(jī)構(gòu)包括發(fā)電裝置5，發(fā)電裝置5可以是太陽(yáng)能、風(fēng)能或波浪能等不同形式的，也可以是多種組合形式的，本例采用太陽(yáng)能發(fā)電。
[0037]引水機(jī)構(gòu)I從海面下一定深度的地方將低溫海水輸送至凝水器14內(nèi)部管路。引水機(jī)構(gòu)I主要由海水過(guò)濾器6，隔熱水管7、海水緩沖艙8以及引水栗9組成。海水過(guò)濾器6用于過(guò)濾海水中的雜質(zhì)和海生物，安裝在隔熱水管7位于水面一定深度下的入水口端部。隔熱水管7下半部分從海底連接過(guò)濾器6的端部起，穿過(guò)裝置浮體內(nèi)部，直達(dá)浮體內(nèi)部海水緩沖艙8底部，與海水緩沖艙8形成一個(gè)水井狀結(jié)構(gòu)。海水緩沖艙8內(nèi)壁覆蓋保溫材料，艙頂設(shè)有通氣管道。當(dāng)引水栗9從緩沖艙抽取低溫海水時(shí)，空氣從通氣管道進(jìn)入，艙內(nèi)液位下降至海平面以下，由于水位的自平衡特性，深層低溫海水會(huì)通過(guò)隔熱水管7自動(dòng)補(bǔ)充進(jìn)緩沖艙。隔熱水管7中的海水速度會(huì)因?yàn)閴毫Σ罹徛崴?，直至流速與引水栗9的抽水速度達(dá)到平衡。引水栗9安裝在栗艙內(nèi)部，引水栗9的引水管道也應(yīng)有隔熱效果，確保海水以一定的低溫狀態(tài)抵達(dá)凝水單器頂部的分流管道內(nèi)。圖2中陰影部分標(biāo)示了冷水在裝置內(nèi)的情況。為了保證能抽取海底某一深度的低溫海水，隔熱水管7可通過(guò)綁縛在錨纜上，增加負(fù)重等簡(jiǎn)易方式保持水管底端的進(jìn)水口位于海面下一定深度。此外，需在隔熱水管7中部增加浮箱12，使隔熱水管7與裝置浮體連接部位形成一個(gè)自由端，防止造水裝置浮體機(jī)構(gòu)3隨波浪升沉而牽動(dòng)水管造成破壞。
[0038]凝水機(jī)構(gòu)2用于引入濕熱空氣與低溫的海水進(jìn)行熱量交換，使?jié)駸峥諝庠谕ㄟ^(guò)凝水器14的過(guò)程中溫度被降到露點(diǎn)以下而在凝水器14表面形成露水，最后將結(jié)成的露水匯集導(dǎo)流至淡水艙28。凝水機(jī)構(gòu)由引風(fēng)裝置13和凝水器14組成。引風(fēng)裝置13位于凝水器14頂部，包括電機(jī)15和風(fēng)扇16。米用雙電機(jī)對(duì)稱設(shè)置，電機(jī)轉(zhuǎn)子與風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸之間米用齒輪連接。風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)軸承，中部伸出發(fā)電板支架17為頂部的太陽(yáng)能電池板38提供支撐。凝水器14由頂部的海水分流管18和多層同心圓柱狀結(jié)構(gòu)的凝水模塊19組成，如圖3所示為凝水器14的1/8橫截面圖，省略了部分重復(fù)細(xì)節(jié)。每層凝水模塊19中都有海水管路，如圖3中陰影部分所示。凝水模塊19中海水管路沿著圓周截面圖如圖4所示。海水曲折通過(guò)凝水模塊19，最后通過(guò)凝水器14底部的出口排入海中。凝水模塊19表面有柵板狀換熱片22，如圖5所示為換熱片22橫截面圖。換熱片22表面設(shè)有輔助密布的凝水的尖點(diǎn)狀突起23和導(dǎo)流槽24。凝水模塊19底部有支架25結(jié)構(gòu)。凝水器14下面為承接并匯集冷凝水的漏斗狀集水機(jī)構(gòu)26，該結(jié)構(gòu)與凝水器14底部支架25有一定距離，以便空氣通過(guò)凝水器14后排出。集水機(jī)構(gòu)26結(jié)構(gòu)底部設(shè)有淡水導(dǎo)流管27，將淡水引入淡水艙28，完成造水過(guò)程。
[0039]浮體機(jī)構(gòu)3為整個(gè)裝置提供浮力和支撐。浮體機(jī)構(gòu)3主體由多個(gè)艙室構(gòu)成的中空?qǐng)A柱筒，包括提供浮力的水密艙29、存儲(chǔ)淡水的淡水艙28和引水栗艙U。此外，還包括各類閥門(mén)、管路通道、系泊構(gòu)件和支撐結(jié)構(gòu)等。浮體機(jī)構(gòu)3中空的圓柱筒芯部為隔熱水管通道30。圓柱筒水密艙29在下，淡水艙28在上。水密艙29和淡水艙28基本結(jié)構(gòu)相同，俯視橫截面如圖6所示。不同的是，淡水艙28各個(gè)小艙之間是相通的，各小艙隔板上下均布有過(guò)水孔31。淡水艙28設(shè)置隔板是為了防止液面波動(dòng)影響穩(wěn)性，設(shè)置過(guò)水孔31是為了淡水泄放方便。淡水艙
28底部設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱的泄放口，泄放口安裝止回閥32。一個(gè)泄放口與淡水泄放管33相連，淡水泄放管33連接其它終端，如海上集輸設(shè)備。另一個(gè)泄放口備用，如淡水艙28內(nèi)傳感器檢測(cè)發(fā)現(xiàn)鹽度超標(biāo)則可用該泄放口清空淡水艙28。淡水艙28上部為引水栗艙11。栗艙中布置有電機(jī)，水栗，電池和電控柜等。栗艙甲板中部安裝管狀支柱34，從栗艙甲板開(kāi)始向上延伸，穿過(guò)栗艙頂部直至凝水器14頂部。支柱34內(nèi)套隔熱水管通道30，并不接觸中間有一定空隙。支柱34為集水機(jī)構(gòu)26、凝水機(jī)構(gòu)2和發(fā)電裝置5的支撐結(jié)構(gòu)件。在浮體機(jī)構(gòu)3底部四周設(shè)有系泊構(gòu)件，此構(gòu)件可用于與錨泊纜繩相連，使該裝置固定漂浮于一定區(qū)域內(nèi)。系泊機(jī)構(gòu)35的位置與造水裝置整體重心位置接近。
[0040]壓載機(jī)構(gòu)4位于浮體結(jié)構(gòu)下，由壓載艙36和桁架結(jié)構(gòu)37組成。壓載艙36中放置大比重重物，如礦砂。桁架結(jié)構(gòu)37將壓載艙36與浮體機(jī)構(gòu)3相連，過(guò)水阻力小，且將壓載艙36放置在更深的水下，降低了裝置重心，加強(qiáng)了穩(wěn)性，使裝置具有更好的抗風(fēng)浪能力。
[0041]發(fā)電裝置5位于裝置頂部。熱帶和亞熱帶地區(qū)海域日照充足，太陽(yáng)高度角高，較適合采用太陽(yáng)能發(fā)電裝置5。本實(shí)例的太陽(yáng)能發(fā)電裝置包括發(fā)電板支架17和電池板38，如圖2所示。發(fā)電裝置5通過(guò)電纜與栗艙中的電池相連進(jìn)行電能存儲(chǔ)。
[0042]單一上述造水裝置造水量有限，為實(shí)現(xiàn)大量規(guī)?；焖?，可以此造水裝置為基礎(chǔ)造水單元，在海面上布置成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行造水。如圖7所示為造水網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。首先，建造簡(jiǎn)易浮式防波堤39在海上圈出較大的區(qū)域，再在此區(qū)域內(nèi)按照一定的間隔設(shè)置造水網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)40用上述造水裝置布置一個(gè)造水單元，各個(gè)造水單元之間以纜繩相連，網(wǎng)絡(luò)邊緣用攬繩與浮式防波堤39箱體相連，并為造水網(wǎng)提供一定的張力，構(gòu)成類似網(wǎng)球拍頭部的結(jié)構(gòu)形式，使得各造水單元之間保持一定距離。各造水單元上的系泊點(diǎn)位于海面下，因此纜繩也均位于海面下，以保證水面航行暢通。為保證淡水高效輸送處造水網(wǎng)，須在造水網(wǎng)絡(luò)中每間隔一定距離布置一個(gè)管匯41，管匯41鏈接周邊多個(gè)造水單元收集淡水并通過(guò)集輸水管42將淡水送出。管匯41和集輸水管42可設(shè)置多級(jí)，形成樹(shù)狀集輸系統(tǒng)。集輸水管42布置在水下一定深度保持水面航路暢通，方便設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)和更換。為了不破壞造水網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并有效利用空間，將管匯41設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)40上，設(shè)計(jì)時(shí)將管匯41與造水單元合并，使得該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)40處的造水單元兼具管匯41的功能。帶管匯41的造水單元將較普通的造水單元更大，尤其是淡水艙28增大，且位置下移。圖7中，每個(gè)虛線框內(nèi)有一個(gè)帶管匯41的造水單元，其中較大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)40顯示其位置，虛線框中所有其它造水單元的淡水通過(guò)淡水泄放軟管送至該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)40。最后，淡水將被匯集輸送至防波堤39外一定安全距離處的淡水處理和生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)43。該平臺(tái)可以用退役的油輪、浮式海洋石油生產(chǎn)儲(chǔ)存和卸油裝置、海洋石油鉆采平臺(tái)等大型海上浮式結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造而成。該平臺(tái)集中處理各個(gè)造水單元輸送過(guò)來(lái)的淡水，包括進(jìn)行過(guò)濾，殺菌和礦化產(chǎn)生飲用水。再通過(guò)外輸管線44，將制造的淡水送至陸地或者是單點(diǎn)系泊裝置45，單點(diǎn)系泊裝置45用于運(yùn)水駁船46?？亢徒玉g淡水。該淡水處理平臺(tái)表面可以改造成一個(gè)大型的海上太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電站，以便為造水網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充電力。此外，該處理平臺(tái)主要還應(yīng)有維護(hù)站的功能，不但為平臺(tái)管理維護(hù)人員提供工作生活空間，還設(shè)有倉(cāng)庫(kù)存放造水網(wǎng)絡(luò)維護(hù)保養(yǎng)所需的零配件及工具。
[0043]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:該裝置至少包括引水機(jī)構(gòu)(I)、凝水機(jī)構(gòu)(2)和供電機(jī)構(gòu);所述的引水機(jī)構(gòu)(I)用于將低溫海水送至凝水機(jī)構(gòu)(2)內(nèi)的海水管路內(nèi)；所述的凝水機(jī)構(gòu)(2)由引風(fēng)裝置(13)和凝水器(14)組成，所述的引風(fēng)裝置(13)用于將濕熱空氣引入凝水器(14)風(fēng)道內(nèi)，凝水器(14)作為凝水媒介使得引入的濕熱空氣被海水冷卻產(chǎn)生冷凝水;供電機(jī)構(gòu)為整個(gè)裝置供應(yīng)電能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:所述的引水機(jī)構(gòu)(I)包括海水過(guò)濾器(6)，隔熱水管(7)，海水緩沖艙(8)以及引水栗(9);海水過(guò)濾器(6)安裝在隔熱水管(7)入水口端部;隔熱水管(7)下半部分從海底連接過(guò)濾器(6)的端部起，穿過(guò)裝置浮體機(jī)構(gòu)(3)內(nèi)部，直達(dá)浮體內(nèi)部海水緩沖艙(8)底部，與海水緩沖艙形成一個(gè)水井狀結(jié)構(gòu)；隔熱水管上半部分再?gòu)暮Ｋ彌_艙(8)內(nèi)起，穿過(guò)栗艙直達(dá)浮體支撐的凝水機(jī)構(gòu)(2)內(nèi)部海水管路，形成海水的輸送通道，并保持海水的低溫狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:所述的隔熱水管(7)下部綁縛在錨纜上或增加負(fù)重方式保持水管底端的進(jìn)水口位于海面下一定深度；隔熱水管(7)中部增加浮箱(12)，使隔熱水管(7)與裝置浮體連接部位形成一個(gè)自由端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:所述的引風(fēng)裝置(13)位于凝水器(14)頂部，包括電機(jī)(15)和風(fēng)扇(16);采用雙電機(jī)對(duì)稱設(shè)置，電機(jī)轉(zhuǎn)子與風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸之間采用齒輪嚙合;風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)軸承，中部伸出發(fā)電板支架(17)為頂部的太陽(yáng)能電池板(38)提供支撐;凝水器(14)由頂部的海水分流管(18)和多層同心圓柱狀結(jié)構(gòu)的凝水模塊(19)組成；每層凝水模塊(19)中都有海水管路；海水曲折通過(guò)凝水模塊(19)，凝水器(14)底部設(shè)置有出口；凝水模塊(19)表面有柵板狀換熱片(22);換熱片(22)表面設(shè)有密布的輔助凝水的尖點(diǎn)狀突起(23)和導(dǎo)流槽(24);凝水模塊(19)底部有支架結(jié)構(gòu);凝水器(14)下面為承接并匯集冷凝水的漏斗狀集水機(jī)構(gòu)(26)，該結(jié)構(gòu)與凝水器(14)底部支架有一定距離，以便空氣通過(guò)凝水器(14)后排出；集水機(jī)構(gòu)(26)底部設(shè)有淡水導(dǎo)流管(27)，淡水導(dǎo)流管(27)連接淡水艙(28)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:供電機(jī)構(gòu)為太陽(yáng)能發(fā)電裝置(5)，位于裝置頂部，太陽(yáng)能發(fā)電裝置(5)包括發(fā)電板支架(17)和電池板(38);太陽(yáng)能發(fā)電裝置(5)通過(guò)電纜與栗艙中的電池相連進(jìn)行電能存儲(chǔ)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:該裝置還包括浮體機(jī)構(gòu)(3)，所述的浮體機(jī)構(gòu)(3)為整個(gè)裝置提供浮力和支撐;浮體機(jī)構(gòu)(3)主體為多個(gè)艙室構(gòu)成的中空?qǐng)A柱筒，包括提供浮力的水密艙(29)、存儲(chǔ)淡水的淡水艙(28)和引水栗艙(11);浮體機(jī)構(gòu)(3)的中心為隔熱水管通道(30);水密艙(29)在下，淡水艙(28)在上;浮體機(jī)構(gòu)(3)底部四周設(shè)有系泊機(jī)構(gòu)(35)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:引水栗艙(11)位于淡水艙(28)上部，引水栗艙(11)中設(shè)置有引水栗(9)，電池和電控柜；引水栗艙(11)甲板中部安裝管狀支柱(34)，從栗艙甲板開(kāi)始向上延伸，穿過(guò)栗艙頂部直至凝水器(14)頂部;支柱(34)內(nèi)為隔熱水管通道(30)，隔熱水管(7)與支柱(34)間存在空隙;支柱(34)為集水機(jī)構(gòu)(26)、凝水機(jī)構(gòu)和發(fā)電裝置(5)的支撐結(jié)構(gòu)件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:淡水艙(28)各個(gè)小艙之間是相通的，各小艙隔板上下均布有過(guò)水孔(31);淡水艙(28)底至少部設(shè)置有一個(gè)泄放口，泄放口安裝止回閥(32);泄放口與淡水泄放管(33)相連，淡水泄放管(33)連接其它終端。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自然熱交換空氣造水裝置，其特征在于:該裝置還包括壓載機(jī)構(gòu)(4)，位于浮體機(jī)構(gòu)(3)下部，由壓載艙(36)和桁架結(jié)構(gòu)(37)組成，壓載艙(36)通過(guò)桁架結(jié)構(gòu)(37)連接支柱(34)。10.一種包括權(quán)利要求1所述自然熱交換空氣造水裝置的造水系統(tǒng)，其特征在于:還包括防波堤(39)、管匯(41)、集輸水管(42)、淡水處理和生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)(43)、外輸管線(44)、單點(diǎn)系泊裝置(45);防波堤(39)在海上圈出較大的區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)按照一定的間隔設(shè)置造水網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(40)用上述造水裝置布置一個(gè)造水單元，各個(gè)造水單元之間以纜繩相連，網(wǎng)絡(luò)邊緣用攬繩與浮式防波堤(39)箱體相連;造水網(wǎng)絡(luò)中每間隔一定距離布置一個(gè)管匯(41)，管匯(41)連接周邊多個(gè)造水單元收集淡水并通過(guò)集輸水管(42)將淡水送出；管匯(41)和集輸水管(42)可設(shè)置多級(jí)，形成樹(shù)狀集輸系統(tǒng);將管匯(41)設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(40)上，帶管匯(41)的造水單元將較普通的造水單元更大，尤其是淡水艙(28)增大，且位置下移;集輸水管(42)連接淡水處理和生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)；該平臺(tái)集中處理各個(gè)造水單元輸送過(guò)來(lái)的淡水，包括進(jìn)行過(guò)濾，殺菌和礦化產(chǎn)生飲用水，再通過(guò)外輸管線(44)，將制造的淡水送至陸地或者是單點(diǎn)系泊裝置(45)，單點(diǎn)系泊裝置(45)用于運(yùn)水駁船(46)?？亢徒玉g淡水。
【文檔編號(hào)】E03B3/28GK205530453SQ201620071936
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日
【發(fā)明人】張方元
【申請(qǐng)人】張方元