阅读说明：本技术 一种用于救生船的海水淡化装置 (Sea water desalting device for lifeboat ) 是由 吴琦 郎黎成 刘海洲 苏玉香 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于海水淡化技术领域,涉及一种用于救生船的海水淡化装置。本发明包括浮体,浮体内具有空腔；空腔内壁上设有第一活塞筒和第二活塞筒,第一活塞筒上设有第一活塞杆、第一活塞和第一进气管；第二活塞筒上设有第二活塞杆和第二活塞；第一活塞杆和第二活塞杆端部之间设有箱体,箱体内具有海水腔和淡水腔,海水腔与第一活塞筒连有第一排气管,海水腔上连有海水排出管；海水腔与第二活塞筒连有第二进气管；淡水腔与第二活塞筒连有第二排气管,淡水腔内壁上设有淡水排出管和第三排气管；淡水腔内设有能将水蒸气液化的制冷机构；浮体下方设有能将外界海水输送至海水腔内的海水输送机构。本发明的优点是：有效利用波浪能为能源进行海水淡化。(The invention belongs to the technical field of seawater desalination, and relates to a seawater desalination device for a lifeboat. The invention comprises a floating body, wherein a cavity is arranged in the floating body; a first piston cylinder and a second piston cylinder are arranged on the inner wall of the cavity, and a first piston rod, a first piston and a first air inlet pipe are arranged on the first piston cylinder; a second piston rod and a second piston are arranged on the second piston cylinder; a box body is arranged between the end parts of the first piston rod and the second piston rod, a seawater cavity and a fresh water cavity are arranged in the box body, the seawater cavity and the first piston cylinder are connected with a first exhaust pipe, and the seawater cavity is connected with a seawater exhaust pipe; the seawater cavity and the second piston cylinder are connected with a second air inlet pipe; the fresh water cavity and the second piston cylinder are connected with a second exhaust pipe, and a fresh water exhaust pipe and a third exhaust pipe are arranged on the inner wall of the fresh water cavity; a refrigeration mechanism capable of liquefying water vapor is arranged in the fresh water cavity; a seawater conveying mechanism which can convey the outside seawater into the seawater cavity is arranged below the floating body. The invention has the advantages that: effectively utilizes wave energy as energy to desalt sea water.)

一种用于救生船的海水淡化装置

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，涉及一种用于救生船的海水淡化装置。

背景技术

海上救援除了搜救被困人员外，最重要的就是提供洁净的饮用淡水，但是传统的净水淡化水装置需固定在救生船只上，占用大量的空间，且能源供给是船上的发电装置，加重能源供给，造成救援效率低，净化水的效率低等问题，阻碍了救援的进展。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于救生船的海水淡化装置，本发明所要解决的技术问题是：如何利用波浪能为能源进行海水淡化。

本发明通过下列技术方案来实现：一种用于救生船的海水淡化装置，包括：

浮体，所述浮体内具有空腔；

第一活塞筒和第二活塞筒，所述第一活塞筒和第二活塞筒分别相对固设在空腔内壁上，所述第一活塞筒和第二活塞筒轴向上分别滑动设置有第一活塞杆和第二活塞杆，所述第一活塞筒和第二活塞筒内壁上分别滑动设置有第一活塞和第二活塞；所述第一活塞和第二活塞分别与第一活塞杆和第二活塞杆的一端固连；所述第一活塞筒上设置有连通空腔和第一活塞筒内部的第一进气管，所述第一进气管上设置有第一进气单向阀；

箱体，其铰接在第一活塞杆和第二活塞杆相对的两个端部上，所述箱体内具有海水腔和淡水腔，所述海水腔底部与第一活塞筒之间连接有第一排气管，所述第一排气管上设置有第一排气单向阀，所述海水腔内壁上连接有海水排出管，所述海水排出管自由端伸出浮体外；所述海水腔顶部与第二活塞筒之间连接有第二进气管，所述第二进气管上设置有第二进气单向阀；所述淡水腔底部与第二活塞筒之间连接有第二排气管，所述第二排气管上设置有第二排气单向阀；所述淡水腔底部上设置有淡水排出管，所述淡水排出管自由端伸出浮体外，所述淡水排出管上设置有截止阀；所述淡水腔顶部设置有连通空腔和淡水腔的第三排气管；所述淡水腔内设置有能够将空气中的水蒸气液化的制冷机构；

海水输送机构，其设置在浮体下方，所述海水输送机构能够将外界海水输送至海水腔内。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，所述浮体由筒形壳体和半球形的折射板固连组成。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，所述海水输送机构包括圆筒形的导向套，所述导向套外壁上错开设置有连接杆和固杆；所述固杆一端固设在导向套外壁上，另一端经第一铰链铰接有绕着第一铰链上下转动的第一铰接杆端部；所述导向套轴向上滑动设置有圆筒，所述圆筒外壁上经第二铰链铰接有绕着第二铰链前后转动的第二铰接杆下端，所述第二铰接杆上端与浮体下侧面铰接，所述第二铰接杆上铰接有第一铰接杆另一端；所述固杆与第一铰接杆之间设置有圆筒形的活塞安装壳，所述活塞安装壳轴向上滑动设置有第三活塞杆；所述第三活塞杆一端伸出活塞安装壳外且端部铰接在第一铰接杆上，所述第三活塞杆另一端伸入活塞安装壳内且端部固设有第三活塞，所述第三活塞滑动设置在活塞安装壳内壁上，所述活塞安装壳的底部经第三铰链铰接在固杆上；所述活塞安装壳上分别连接有进水管和排水管，所述进水管和排水管的一端均伸入活塞安装壳内，所述进水管另一端伸出活塞安装壳外并且进水管上设置有进水单向阀，所述排水管另一端伸入空腔内并连通海水腔，所述排水管上设置有排水单向阀。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，所述第一排气管伸入海水腔内的端部上设置有喷气嘴。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，所述圆筒内设置有发电机，所述发电机输出轴上同轴固有叶轮，所述浮体内设置有蓄电池，所述发电机与蓄电池电连接。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，制冷机构包括固设在箱体底部和顶部上的吸热板和散热板，所述吸热板和散热板将箱体内部分隔成海水腔、淡水腔和位于海水腔与淡水腔之间的工作腔；所述工作腔内设置有半导体制冷器，所述半导体制冷器具有半导体制冷器冷端和半导体制冷器热端，所述半导体制冷器冷端和半导体制冷器热端分别与吸热板和散热板固连；所述半导体制冷器与蓄电池电连接。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，所述吸热板上固设有若干个吸热片，每个所述吸热片均倾斜向下，每个所述吸热片上均能开设有若干个通孔。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，所述第二排气管伸入淡水腔内部的端部位于吸热片的下方。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，所述圆筒伸出导向套的端部上同轴固设有圆台形罩，所述圆台形罩尺寸大的端口为自由端并且该端部的外径大于导向套的外径。

在上述的一种用于救生船的海水淡化装置中，所述排水管伸入海水腔的端部高于海水排出管伸入海水腔的端部。

与现有技术相比，本装置具有以下优点：

1、浮体在自身浮力作用下漂浮于海面上。海水输送机构将海水输送至海水腔中，海水腔中的海水在自身重力下经海水排出管排出浮体外。波浪冲击浮体时带动浮体在海面上晃动。在箱体自身重量和海水腔中的海水重量以及海水冲击海水腔内壁所产生的作用力的共同作用下，箱体随着浮体晃动而前后移动。箱体带动第一活塞杆和第二活塞杆作同步反向运动。空腔内的空气依次经过第一进气管和第一活塞筒从而进入海水腔内，通过空气与海水接触而大大提高海水蒸发速率，提高空气中的水蒸气含量；并且海水腔顶部的空气经第二进气管、第二活塞筒和第二排气管而排出到淡水腔内，并水蒸气经制冷机构冷却而液化形成水，淡水腔内的空气最终经第三排气管重新回到空腔内，从而形成一个完整的循环；获取淡水时，将截止阀打开，淡水从淡水腔内经过淡水排出管排出到浮体外。该结构以波浪能为能源自动进行海水淡化而获得淡水，体积小、不占用救生船的空间，并且结构简单。

2、阳光透过折射板照射至空腔内，加热空腔内的空气，增大空气温度。此时，具有一定温度的空气穿过海水腔中的海水时，进一步提高海水蒸发速率，有效提高空气中水蒸气的含量。该结构结合波浪能和太阳能，进一步提高本装置海水淡化的工作效率。

3、导向套通过连接杆安装在救生船上，导向套相对于救生船静止，浮体经连接杆漂浮在救生船附近，本装置随救生船一起移动。浮体晃动过程中带动第二铰接杆和第一铰接杆同步运动。此时，第一铰链杆在第二铰接杆作用下绕着第一铰链上下转动，第一铰接杆带动第三活塞杆伸出和缩进活塞安装壳内，并且活塞安装壳绕着第三铰链上下转动。第三活塞杆带动第三活塞在活塞安装壳的内壁上滑动，使活塞安装壳内由第三活塞分隔成的腔室体积不断变化。外界海水经进水单向阀和进水管进入活塞安装壳内部；活塞安装壳内部的海水经排水单向阀和排水管排出到海水腔内。该结构以波浪能为能源自动将海水输送至海水腔内，进一步提高波浪能的利用率。

4、当海水流进水流通道并冲击叶轮时，叶轮带动发电机发电。发电机产生的电能储存在蓄电池中。浮体晃动过程中带动第二铰接杆和第一铰接杆同步运动。此时，第一铰链杆在第二铰接杆作用下绕着第一铰链上下转动，而第二铰接杆上端绕着第一铰接杆另一端前后转动，第二铰接杆下端经第二铰链带动圆筒在导向套中前后滑动，使流进圆筒内的海水量大大增加，也增大海水相对于叶轮的流速。海水流速增大后对叶轮冲击有效提高，使叶轮转速增大，从而有效提高发电机的发电效率。本装置将波浪能和潮流能结合起来共同增大发电机的发电效率，实现本装置的自供能，同时有效提高波浪能和潮流能的利用率。

5、半导体制冷器冷端将一部分电能转变为水蒸气液化时的能量，并通过吸热板液化淡水腔中的水蒸气；半导体制冷器热端将一部分电能转变海水蒸发时的能量，并通过散热板加热海水，从而提高海水的蒸发速率。该结构有效提高本装置海水淡化的工作效率。

附图说明

图1是本发明的纵向结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是图1中B处的局部放大图。

图4是图1中C-C处的结构剖视图。

图中，1、浮体；11、筒形壳体；111、第一环形凸边；12、折射板；121、第一环形凸边；13、空腔；2、导向套；21、导向通道；22、连接杆；23、固杆；231、第一铰链；24、第一铰接杆；25、限位槽；3、圆筒；31、水流通道；32、发电机；33、叶轮；34、圆台形罩；35、第二铰接杆；351、安装孔；352、第二铰链；353、铰接轴；36、滑块；4、活塞安装壳；41、第三活塞杆；42、第三活塞；43、进水管；431、进水单向阀；44、排水管；441、排水单向阀；45、第三铰链；5、箱体；51、海水腔；511、海水排出管；52、淡水腔；521、淡水排出管；522、截止阀；53、工作腔；6、第一活塞筒；61、第一活塞杆；62、第一活塞；63、第一进气管；631、第一进气单向阀；64、第一排气管；641、第一排气单向阀；65、喷气嘴；7、第二活塞筒；71、第二活塞杆；72、；73、第二进气管；731、第二进气单向阀；74、第二排气管；741、第二排气单向阀；75、第三排气管；8、蓄电池；9、半导体制冷器；91、半导体制冷器冷端；911、吸热板；912、吸热片；913、通孔；92、半导体制冷器热端；921、散热板；。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参照图1至图4，一种用于救生船的海水淡化装置，包括：浮体1，所述浮体1内具有空腔13；

第一活塞筒6和第二活塞筒7，所述第一活塞筒6和第二活塞筒7分别相对固设在空腔13内壁上，所述第一活塞筒6和第二活塞筒7轴向上分别滑动设置有第一活塞杆61和第二活塞杆71，所述第一活塞筒6和第二活塞筒7内壁上分别滑动设置有第一活塞62和第二活塞72；所述第一活塞62和第二活塞72分别与第一活塞杆61和第二活塞杆71的一端固连；所述第一活塞筒6上设置有连通空腔13和第一活塞筒6内部的第一进气管63，所述第一进气管63上设置有第一进气单向阀631；

箱体5，其铰接在第一活塞杆61和第二活塞杆71相对的两个端部上，所述箱体5内具有海水腔51和淡水腔52，所述海水腔51底部与第一活塞筒6之间连接有第一排气管64，所述第一排气管64上设置有第一排气单向阀641，所述海水腔51内壁上连接有海水排出管511，所述海水排出管511自由端伸出浮体1外；所述海水腔51顶部与第二活塞筒7之间连接有第二进气管73，所述第二进气管73上设置有第二进气单向阀731；所述淡水腔52底部与第二活塞筒7之间连接有第二排气管74，所述第二排气管74上设置有第二排气单向阀741；所述淡水腔52底部上设置有淡水排出管521，所述淡水排出管521自由端伸出浮体1外，所述淡水排出管521上设置有截止阀522；所述淡水腔52顶部设置有连通空腔13和淡水腔52的第三排气管75；所述淡水腔51内设置有能够将空气中的水蒸气液化的制冷机构；

海水输送机构，其设置在浮体1下方，所述海水输送机构能够将外界海水输送至海水腔51内。

本装置使用时，将浮体1放置于救生船附近的海水中。浮体1在自身浮力作用下漂浮于海面上。海水输送机构将海水输送至海水腔51中。波浪冲击浮体1时带动浮体1在海面上晃动。在箱体5自身重量和海水腔51中的海水重量以及海水冲击海水腔51内壁所产生的作用力的共同作用下，箱体5随着浮体1晃动而前后移动。箱体5带动第一活塞杆61和第二活塞杆71作同步反向运动。海水腔51中的海水在自身重力下经海水排出管511排出浮体1外。

第一活塞杆61伸出第一活塞筒6外时，第一活塞62经第一进气单向阀631和第一进气管63将空腔13中的空气吸进第一活塞筒6内；同时，第二活塞杆71缩进第二活塞筒7内，第二活塞72将第二活塞筒7内的空气经第二排气单向阀741和第二排气管74排出到淡水腔52内，淡水腔52内的空气经制冷机构将空气中的水蒸气液化形成水，水于淡水腔52底部上汇集，淡水腔52内的空气经第三排气管75排出至空腔13内。

第一活塞杆61缩进第一活塞筒6内时，第一活塞62将第一活塞筒6内的空气经第一排气管64和第一排气单向阀641排出到海水腔51中，空气从海水腔51底部向上运动穿过海水并结合海水中的水汽抵达到海水腔51顶部，大大增加空气中的水蒸气含量；与此同时，第二活塞杆71伸出第二活塞筒7外，第二活塞72将海水腔51顶部的空气经第二进气管73和第二进气单向阀731吸进第二活塞筒7内。

在波浪作用下，箱体5在浮体1晃动过程中不断前后移动，将空腔13内的空气依次经过第一进气管63和第一活塞筒6从而进入海水腔51内，通过空气与海水接触而大大提高海水蒸发速率，提高空气中的水蒸气含量；并且海水腔51顶部的空气经第二进气管73、第二活塞筒7和第二排气管74而排出到淡水腔52内，并水蒸气经制冷机构冷却而液化形成水，淡水腔52内的空气最终经第三排气管75重新回到空腔13内，从而形成一个完整的循环；获取淡水时，将截止阀522打开，淡水从淡水腔52内经过淡水排出管521排出到浮体1外。该结构以波浪能为能源自动进行海水淡化而获得淡水，体积小、不占用救生船的空间，并且结构简单。

具体来说，所述浮体1由筒形壳体11和半球形的折射板12固连组成，所述筒形壳体11上侧边沿具有第一环形凸边111，所述折射板12边沿具有第一环形凸边121，在所述折射板12盖合在筒形壳体11上侧边沿上时，第一环形凸边121通过螺栓螺母与第一环形凸边111固定在一起，所述筒形壳体11内壁与折射板12下侧面之间形成有空腔13。

阳光透过折射板12照射至空腔13内，加热空腔13内的空气，增大空气温度。此时，具有一定温度的空气穿过海水腔51中的海水时，进一步提高海水蒸发速率，有效提高空气中水蒸气的含量。该结构结合波浪能和太阳能，进一步提高本装置海水淡化的工作效率。

具体来说，所述海水输送机构包括圆筒形的导向套2，所述导向套2外壁上错开设置有连接杆22和固杆23；所述固杆23一端固设在导向套2外壁上，另一端经第一铰链231铰接有绕着第一铰链231上下转动的第一铰接杆24端部；所述导向套2上下两侧内壁上分别开设有长条形的限位槽25，每个所述限位槽25的一端边沿均延伸至导向套2一端部；所述圆筒31上下两侧外壁上分别固设有滑块36，每个所述滑块36各滑动设置在一限位槽25内；圆筒3经滑块36滑动设置在导向套2轴向上；所述圆筒3外壁上经第二铰链铰接有绕着第二铰链352前后转动的第二铰接杆35下端，所述第二铰接杆35上端与浮体1下侧面铰接，所述第二铰接杆35中部开设有安装孔351，所述第一铰接杆24另一端伸入安装孔351内并且端部经铰接轴353铰接在安装孔351内壁上；所述固杆23与第一铰接杆24之间设置有圆筒形的活塞安装壳4，所述活塞安装壳4轴向上滑动设置有第三活塞杆41；所述第三活塞杆41一端伸出活塞安装壳4外且端部铰接在第一铰接杆24上，所述第三活塞杆41另一端伸入活塞安装壳4内且端部固设有第三活塞42，所述第三活塞42滑动设置在活塞安装壳4内壁上，所述活塞安装壳4的底部经第三铰链45铰接在固杆23上；所述活塞安装壳4上分别连接有进水管43和排水管44，所述进水管43和排水管44的一端均伸入活塞安装壳4内，所述进水管43另一端伸出活塞安装壳4外并且进水管43上设置有进水单向阀431，所述排水管44另一端伸入空腔13内并连通海水腔51，所述排水管44上设置有排水单向阀441。

导向套2通过连接杆22安装在救生船上，导向套2相对于救生船静止，浮体1经连接杆22漂浮在救生船附近，本装置随救生船一起移动。浮体1晃动过程中带动第二铰接杆35和第一铰接杆24同步运动。此时，第一铰链杆24在第二铰接杆35作用下绕着第一铰链231上下转动，第一铰接杆24带动第三活塞杆41伸出和缩进活塞安装壳4内，并且活塞安装壳4绕着第三铰链45上下转动。第三活塞杆41带动第三活塞42在活塞安装壳4的内壁上滑动，使活塞安装壳4内由第三活塞42分隔成的腔室体积不断变化。外界海水经进水单向阀431和进水管43进入活塞安装壳4内部；活塞安装壳4内部的海水经排水单向阀441和排水管44排出到海水腔51内。

该结构以波浪能为能源自动将海水输送至海水腔51内，进一步提高波浪能的利用率。

具体来说，所述第一排气管64伸入海水腔51内的端部上设置有喷气嘴65。

喷气嘴65的设置有助于增大空气与海水的接触面积，进一步提高海水的蒸发速率。

具体来说，所述圆筒3内设置有发电机32，所述发电机32输出轴上同轴固有叶轮33，所述浮体1内设置有蓄电池8，所述发电机32与蓄电池8电连接。

当海水流进水流通道31并冲击叶轮33时，叶轮33带动发电机32发电。发电机32产生的电能储存在蓄电池8中。浮体1晃动过程中带动第二铰接杆35和第一铰接杆24同步运动。此时，第一铰链杆24在第二铰接杆35作用下绕着第一铰链231上下转动，而第二铰接杆35上端绕着第一铰接杆24另一端前后转动，第二铰接杆35下端经第二铰链352带动圆筒3在导向套2中前后滑动，使流进圆筒3内的海水量大大增加，也增大海水相对于叶轮33的流速。海水流速增大后对叶轮33冲击有效提高，使叶轮33转速增大，从而有效提高发电机32的发电效率。本装置将波浪能和潮流能结合起来共同增大发电机32的发电效率，实现本装置的自供能，同时有效提高波浪能和潮流能的利用率。

具体来说，制冷机构包括固设在箱体5底部和顶部上的吸热板911和散热板921，所述吸热板911和散热板921将箱体5内部分隔成海水腔51、淡水腔52和位于海水腔51与淡水腔52之间的工作腔53；所述工作腔53内设置有半导体制冷器9，所述半导体制冷器9具有半导体制冷器冷端91和半导体制冷器热端92，所述半导体制冷器冷端91和半导体制冷器热端92分别与吸热板911和散热板921固连；所述半导体制冷器9与蓄电池8电连接。

本装置海水淡化过程中，开启制冷机构。蓄电池8为半导体制冷器9提供电能，半导体制冷器冷端91将一部分电能转变为水蒸气液化时的能量，并通过吸热板911液化淡水腔52中的水蒸气；半导体制冷器热端92将一部分电能转变海水蒸发时的能量，并通过散热板921加热海水，从而提高海水的蒸发速率。

该结构有效提高本装置海水淡化的工作效率。

具体来说，所述吸热板911上固设有若干个吸热片912，每个所述吸热片912均倾斜向下，每个所述吸热片912上均能开设有若干个通孔913。

吸热片912的设置有助于增大吸热板911与水蒸气的接触面接，进一步提高水蒸气液化的速率，水蒸气从吸热片912液化形成水滴后沿着吸热片912向下运动并最终汇集在淡水腔52底部上。通孔913的设置有助于空气从淡水腔52底部流动至淡水腔52顶部，并最终回到空腔13中。

具体来说，所述第二排气管74伸入淡水腔52内部的端部位于吸热片912的下方。

空气从第二排气管74排出后立刻与吸热片912接触，使空气中的水蒸气快速在吸热片912表面液化形成水滴，该结构进一步提高水蒸气的液化效率。

具体来说，所述圆筒3伸出导向套2的端部上同轴固设有圆台形罩34，所述圆台形罩34尺寸大的端口为自由端并且该端部的外径大于导向套2的外径。

圆台形罩34的设置增大流进圆筒3内的海水量和增大圆筒3内海水的流速，进一步提高第一发电机32的发电效率；同时圆台形罩34还起到给圆筒3的限位作用，使圆筒3始终在导向套2内前后滑动。

具体来说，所述排水管44伸入海水腔51的端部高于海水排出管511伸入海水腔51的端部。

外界海水从排水管44喷射出来，在重力作用下快速下降到海水腔51底部上，该过程中海水与空气充分接触，有助于水份蒸发；同时海水腔51内的海水在自身重力下经海水排出管511自动排出浮体1外，从而避免海水腔51中海水量过度并防止海水流进淡水腔52内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。