[發明專利]冷凍-超聲波海水淡化裝置及利用其的海水淡化方法

有效

• 申請號: 202110795284.8
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113443772B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張巖;趙同國;劉玉燦;趙晨;任方云;劉同帥;王楠;王效壯
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: C02F9/00
• 分類號: C02F9/00;C02F103/08;C02F1/22;C02F1/36
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 劉鋒

1.一種冷凍-超聲波海水淡化裝置，其特征在于：包括制冰倉室(100)、融冰倉室(200)及電連接于二者頂部的控制單元(300)，所述制冰倉室(100)內設置有水箱(4)、制冰桶(7)、風機(18)、壓縮機(17)，所述水箱(4)儲存海水并輸送至所述制冰桶(7)，所述制冰桶(7)外接風機(18)、壓縮機(17)并進行空氣循環交換以冷凍其內輸入的海水，所述融冰倉室(200)內設置有超聲融化室(38)，所述超聲融化室(38)與所述制冰桶(7)連接并將其內形成的冰塊進行超聲融化處理以獲得淡水；

所述制冰倉室(100)上設置有用于外接水泵的機器進水口(3)，水箱(4)設置有水箱進水口(5)、水箱出水口(6)，水箱進水口(5)與機器進水口(3)連接，水箱出水口(6)與制冰桶(7)頂部的進水口(9)連接，進水口(9)處設置有布水系統，布水系統包括固定于制冰桶(7)頂部的均為圓臺狀且同軸內外裝配的內層(91)、外層(92)，內層(91)、外層(92)之間存在周向間隔(93)，水從進水口(9)進入周向間隔(93)內沿著內層(91)流下，進而均勻的沿著制冰桶(7)的內壁流下；

所述制冰桶(7)內設置有螺旋刮冰刀(12)，所述螺旋刮冰刀(12)包括同軸轉動連接于制冰桶(7)內的中空管(72)以及螺旋布置于該中空管(72)上的若干個刀片(73)，所述中空管(72)的頂端伸出制冰桶(7)外與電機(8)的輸出軸固定連接；

所述制冰桶(7)為內外夾層結構且內層、外層之間形成一個用于容納冷卻氣體的空腔(71)，所述空腔(71)與壓縮機(17)連接；

所述中空管(72)內同軸裝設有豎管(74)，所述豎管(74)內設置有螺旋輸送裝置，所述中空管(72)、豎管(74)的底端與制冰桶(7)的底部之間形成輸冰進口(13)，所述豎管(74)的頂端固定在制冰桶(7)頂部內壁上且側面設輸冰出口(14)，輸冰管道一端穿入制冰桶(7)內與輸冰出口(14)連接，另一端伸入融化倉(40)內。

2.根據權利要求1所述的冷凍-超聲波海水淡化裝置，其特征在于：所述融冰倉室(200)包括融化倉(40)，所述超聲融化室(38)位于融化倉(40)內且底部設置有冰水混合物出口(39)，所述冰水混合物出口(39)下方設置初融水箱(34)，所述超聲融化室(38)與初融水箱(34)之間設置有冰水分離漏網(33)。

3.根據權利要求2所述的冷凍-超聲波海水淡化裝置，其特征在于：所述融化倉(40)外部配設有超聲波發射器(31)，所述超聲波發射器(31)與融化倉(40)之間通過超聲波導管(32)連接且其超聲波探頭(30)穿入融化倉(40)內并朝向超聲融化室(38)伸出。

4.根據權利要求3所述的冷凍-超聲波海水淡化裝置，其特征在于：所述制冰桶(7)的內層底面與內壁面對接處形成沿周向的濃縮水槽(10)且內層底部設置有與該濃縮水槽(10)連通的濃縮水排水口一(11)，所述制冰倉室(100)底部設置有與濃縮水排水口一(11)連通的濃縮水排水口二(1)。

5.根據權利要求4所述的冷凍-超聲波海水淡化裝置，其特征在于：所述控制單元(300)包括控制面板(24)、超聲控制器(29)，所述控制面板(24)上設置有機器開關(25)、溫控裝置(26)、超聲波調頻旋鈕(27)及濃縮水開關(28)。

6.根據權利要求5所述的冷凍-超聲波海水淡化裝置，其特征在于：所述制冰倉室(100)底部設置有溢流管排水口(2)，溢流管一端連接水箱(4)，另一端連接溢流管排水口(2)。

7.利用權利要求1-6中任一項所述的冷凍-超聲波海水淡化裝置的海水淡化方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、開啟所述海水淡化裝置，通過控制單元(300)啟動風機(18)，將收集得的空氣經壓縮機(17)冷卻后輸送至制冰桶(7)內，一部分海水冷卻成冰，另一部分未結冰以濃縮鹽水的形式被收集并排出，進行后續處理；

S2、啟動電機(8)，驅動制冰桶(7)內的螺旋刮冰刀(12)轉動，通過刀片將制冰桶(7)內壁上的冰刮下來；

S3、電機(8)繼續驅動螺旋輸送裝置向上送冰，并通過輸冰管道將制冰桶(7)內的產生的冰塊輸送至融化倉(40)內的超聲融化室(38)內；

S4、超聲融化室(38)內的冰塊在超聲波的作用下初融，殘留在冰體內的鹽分率先排出，并產生初融水；

S5、步驟S4中產生的初融水排出并經冰水分離漏網(33)攔截其中的冰塊后，進入初融水箱(34)，進行后續處理；

S6、超聲融化室(38)內剩余的冰塊繼續融化，再次經冰水分離漏網(33)攔截冰塊，攔截后，初融水進入初融水箱(34)，冰塊則進入淡水水箱(36)再次加熱融化，直至得到合格的淡水。