本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種船用小型海水淡化裝置。

背景技術(shù)：

出海遠(yuǎn)航的輪船，需要向海員提供足量的淡水供使用，船舶機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也需要使用淡水。船舶出海前雖然可攜帶一部分淡水，但是長(zhǎng)時(shí)間航行需要攜帶的淡水量相當(dāng)大，船舶的有效承載空間就會(huì)被擠占。為此，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN203319727U，于2013年12月4日公開了“船用海水淡化裝置”， 包括水泵、進(jìn)水管、透鏡、蒸發(fā)器、淡水收集器、冷凝器、凹槽、排水管和柱塞，其特征是：所述蒸發(fā)器一側(cè)安裝有進(jìn)水管，進(jìn)水管上設(shè)有水泵，蒸發(fā)器另一側(cè)通過(guò)管道安裝有冷凝器，冷凝器內(nèi)設(shè)有凹槽，凹槽下方設(shè)有排水管，冷凝器下方安裝有淡水收集器，蒸發(fā)器上方設(shè)有透鏡，透鏡兩側(cè)設(shè)有鋸齒型集熱板。傳統(tǒng)的船用海水淡化系統(tǒng)，或者使用如上例的蒸發(fā)法，將海水中的水蒸發(fā)成水蒸汽，再收集水蒸汽為淡水，或者使用膜滲透法，直接從海水中濾出淡水。蒸發(fā)裝置體積大，能耗高，由于蒸發(fā)剩余的海水含鹽量大幅上升，對(duì)設(shè)備的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，淡化成本較高；膜滲透法的效率比較低，滲透膜需要不斷更換，總的使用成本也不低，同時(shí)也無(wú)法解決好滲透剩余的濃度海水的腐蝕問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，現(xiàn)有船舶海水淡化裝置中都難以避免高濃度海水的腐蝕問(wèn)題，從而提供一種船用小型海水淡化裝置，體積小，能耗低，淡水轉(zhuǎn)化效率高，還能夠有效解決高濃度海水對(duì)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種船用小型海水淡化裝置，包括淡水箱，還包括一個(gè)橫跨在海水端和淡水端之間的拱橋形傳送帶，傳送帶在其運(yùn)行方向上均布有若干半導(dǎo)體制冷片；傳送帶的兩端分別為海水端和淡水端，兩端均固定有導(dǎo)電器其中海水端的導(dǎo)電器與半導(dǎo)體制冷片上的制冷端電路搭接，淡水端的導(dǎo)電器與半導(dǎo)體制冷片上的制熱端電路搭接；位于海水端和淡水端的導(dǎo)電器之間為電連接；所述淡水端位于淡水箱內(nèi)。

由于傳統(tǒng)的蒸發(fā)法或者膜滲透法都必須將海水引入容器中，再對(duì)該容器內(nèi)的海水進(jìn)行淡化處理，因此淡化過(guò)程中留在容器中的海水的鹽分含量會(huì)越來(lái)越高，加速容器和管路的腐蝕。為此，本技術(shù)方案徹底拋棄傳統(tǒng)的蒸發(fā)法和膜滲透法，而是改用制冰法來(lái)進(jìn)行海水淡化。眾所周知，海水在遇冷凝結(jié)之后形成的海冰是不含鹽分的，因此本方案的設(shè)計(jì)思路是直接從開放式環(huán)境中直接對(duì)海水制冰，然后將冰融化成淡水。在制冰設(shè)備的選擇上，本方案采用的是半導(dǎo)體制冷片。半導(dǎo)體制冷片由電連接在一起的兩個(gè)極片通電后構(gòu)成，當(dāng)電流從一個(gè)極片流向另一個(gè)極片時(shí)，其中一個(gè)極片升溫，形成制熱端，另一個(gè)極片降溫，形成制冷端。在PC降溫應(yīng)用上，使用常規(guī)家用電腦的供電系統(tǒng)的半導(dǎo)體制冷片，可以在制熱端和制冷端輕易制造出正負(fù)幾十?dāng)z氏度的溫度，因此在船載條件下，使用半導(dǎo)體制冷片在海水中制冰毫無(wú)困難。而于此同時(shí)，如何將制成的冰從海水中轉(zhuǎn)移到淡水容器中也是需要解決的問(wèn)題。為此，本方案設(shè)計(jì)了一個(gè)拱橋形傳送帶，將各個(gè)半導(dǎo)體制冷片固定在傳送帶上隨之一起運(yùn)動(dòng)。傳送帶的一端為淡水端，位于淡水容器例如淡水箱中，另一端為海水端，浸沒(méi)在需制冰的海水水面下。但是半導(dǎo)體制冷片的制冷端和制熱端是集成在一起的，在制冰的同時(shí)也會(huì)大量制熱，因此最關(guān)鍵的問(wèn)題是，如何分離同一個(gè)半導(dǎo)體制冷片的制冷和制熱功能。本方案在傳送帶設(shè)備上設(shè)計(jì)了電路和可分離式導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。可分離式導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電器，這是一個(gè)固定在海水端和淡水端上的部件，可以導(dǎo)電，海水端上的導(dǎo)電器可以和各個(gè)半導(dǎo)體制冷片的制冷端對(duì)應(yīng)的極片接觸，實(shí)現(xiàn)電連接；淡水端上的導(dǎo)電器可以和各個(gè)半導(dǎo)體制冷片的制熱端對(duì)應(yīng)的極片接觸，實(shí)現(xiàn)電連接。而電路是將海水端、淡水端的導(dǎo)電器與電源連通起來(lái)。當(dāng)海水端的一個(gè)半導(dǎo)體制冷片的制冷端通過(guò)海水端的導(dǎo)電器、電路及電源、淡水端的導(dǎo)電器與淡水端的一個(gè)半導(dǎo)體制冷片的制熱端連接成一個(gè)電子回路時(shí)，制冷端和制熱端在電力推動(dòng)下分別制冷和制熱，傳送帶海水端的半導(dǎo)體制冷片的制冷端制冰，傳送帶淡水端的半導(dǎo)體制冷片的制熱端制熱。在傳送帶的運(yùn)動(dòng)下，已經(jīng)制冰的半導(dǎo)體制冷片運(yùn)動(dòng)至淡水端，當(dāng)其到達(dá)淡水端的時(shí)候，其制熱端與其它到達(dá)海水端的半導(dǎo)體制冷片的制冷端通過(guò)電路構(gòu)成電子回路，開始制熱，將制冷端的冰融化成水，匯集在淡水容器中。在電力驅(qū)動(dòng)下，傳送帶不斷往復(fù)，帶動(dòng)各個(gè)半導(dǎo)體制冷片依次經(jīng)過(guò)海水端進(jìn)行制冰，到淡水端制熱化冰，就能源源不斷的制造出淡水。整個(gè)裝置小巧簡(jiǎn)單，傳送帶的海水端甚至可以直接置于海面上，完全不需要擔(dān)心過(guò)濃的鹽水導(dǎo)致的腐蝕問(wèn)題；裝置的電力要求也不高，整體造價(jià)便宜；整個(gè)淡水制作過(guò)程快捷方便，水質(zhì)有保證，足以滿足一般日用。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電器有多個(gè)，以傳送帶端部的輥軸軸心為圓心陣列排列。本方案設(shè)計(jì)了多個(gè)導(dǎo)電器，以傳送帶端部的輥軸軸心為圓心陣列排列，可以使各個(gè)半導(dǎo)體制冷片在經(jīng)過(guò)傳送帶端部時(shí)，盡可能多的接觸導(dǎo)電器，盡可能多的與另一端的半導(dǎo)體制冷片組合成電子回路，盡可能快速的進(jìn)行制冰和融冰，加速淡水制造速度，提高淡水產(chǎn)量。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電器為具彈性的導(dǎo)電棒體，一端固定在傳送帶端部的輥軸軸線上，另一端與隨傳送帶同步運(yùn)動(dòng)的半導(dǎo)體制冷片上的制冷端或制熱端電路搭接。本方案對(duì)導(dǎo)電器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，帶有彈性的導(dǎo)電棒體可以在觸及半導(dǎo)體制冷片時(shí)產(chǎn)生隨動(dòng)，延長(zhǎng)制冰及融化時(shí)間，有助于進(jìn)一步提高生產(chǎn)淡水的效率。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電器包括靠近固定端的直線段和靠近自由端的弧線段，弧線段依靠彈性與半導(dǎo)體制冷片上的制冷端或制熱端電路搭接；各弧線段在均處于搭接狀態(tài)時(shí)圍繞成圓周。將各個(gè)導(dǎo)電器的弧線段在與半導(dǎo)體制冷片接觸時(shí)依次首尾相連，可以使半導(dǎo)體制冷片在運(yùn)行到海水端或淡水端時(shí)，持續(xù)保持電路連接，持續(xù)進(jìn)行制冷或制熱，從電路設(shè)置的角度最大限度的提高其提供淡水的能力。

作為優(yōu)選，所述半導(dǎo)體制冷片上的制冷端為凸起的半球形。由于半導(dǎo)體制冷片上的制冷端在制冷時(shí)，產(chǎn)生的冰都是覆蓋在制冷端的表面上，因此可以將制冷端的形狀設(shè)計(jì)為凸起的半球形，以獲得盡可能大的表面積，提高制備淡水的效率。

作為優(yōu)選，還包括為半導(dǎo)體制冷片供能的直流電源。半導(dǎo)體制冷片需要以直流電推動(dòng)工作，無(wú)法直接使用船上的交流電，需要另外增加整流電路，額外的增加了成本，電流轉(zhuǎn)化也有損耗，經(jīng)濟(jì)上不夠理想。因此直接使用直流電源供電的效率是最高的，例如蓄電池等。

作為優(yōu)選，所述直流電源包括太陽(yáng)能直流發(fā)電設(shè)備、轉(zhuǎn)換為直流電的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備或二者的結(jié)合。在原理大陸需要自我維持的船舶上，使用太陽(yáng)能直流發(fā)電設(shè)備是最理想的直流電持續(xù)解決方案，無(wú)需轉(zhuǎn)換，只需要蓄電池配穩(wěn)壓器，就能在陽(yáng)光下不斷的產(chǎn)生恒定的直流電電流，推動(dòng)半導(dǎo)體制冷片工作。當(dāng)無(wú)陽(yáng)光或者是夜晚時(shí)，可以使用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，但是需要配整流電路轉(zhuǎn)化為直流電。使用這種自然能源發(fā)電裝置，可以不占用船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，不耗費(fèi)有限的燃料，還能清潔的提供可持續(xù)的能源，只要有陽(yáng)光有風(fēng)力，就可以一直發(fā)出直流電。

作為優(yōu)選，所述淡水端浸沒(méi)于淡水箱內(nèi)的水面下。為了獲得較好的融冰效果，可以將淡水箱的液面設(shè)計(jì)的較高，使淡水端完全浸沒(méi)在淡水箱內(nèi)，半導(dǎo)體制冷片的制熱端在制熱時(shí)，熱量完全被淡水箱內(nèi)的淡水吸收，而這些淡水則完全包裹著半導(dǎo)體制冷片的制冷端外的冰，用自身的熱量將冰融化。

綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：體積小，能耗低，淡水轉(zhuǎn)化效率高，還能夠有效解決高濃度海水對(duì)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1淡水箱，2傳送帶，3半導(dǎo)體制冷片，4導(dǎo)電器，5電路，6直流電源，21海水端，22淡水端；箭頭所示為傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

如圖1所示，為一種船用小型海水淡化裝置。該裝置包括一個(gè)拱橋形的傳送帶2，傳送帶的左端為海水端21，浸沒(méi)在海水中，右端為淡水端22，浸沒(méi)在淡水箱1的水面下。傳送帶上沿運(yùn)行方向均勻間隔設(shè)置有若干個(gè)半導(dǎo)體制冷片3，半導(dǎo)體制冷片的制冷端位于外側(cè)，形狀為凸起的半球形，制熱端位于內(nèi)側(cè)，靠近傳送帶的表面。半導(dǎo)體制冷片可隨傳送帶的循環(huán)運(yùn)動(dòng)而同步循環(huán)運(yùn)動(dòng)。傳送帶的海水端和淡水端均固定設(shè)計(jì)有若干導(dǎo)電器4，并以圓形陣列排列。導(dǎo)電器由兩段具彈性的金屬絲連接而成，靠近固定端的為直線段，靠近自由端的為弧線段，固定端固定在傳送帶的海水端和淡水端的輥軸軸心上，自由端位于外側(cè)，弧線的彎曲方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉９潭ㄔ诤Ｋ松系膶?dǎo)電器，弧線段依靠彈性與半導(dǎo)體制冷片上的制冷端電路搭接，而固定在淡水端上的導(dǎo)電器，弧線段依靠彈性與半導(dǎo)體制冷片上的制熱端電路搭接。無(wú)論是海水端還是淡水端，各個(gè)弧線段在均處于搭接狀態(tài)時(shí)可首尾相連圍繞成圓周。

本裝置還包括為半導(dǎo)體制冷片供能的直流電源6，直流電源通過(guò)電路5連通海水端和淡水端的導(dǎo)電器。本例的直流電源包括太陽(yáng)能直流發(fā)電設(shè)備和轉(zhuǎn)換為直流電的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，兩者接合起來(lái)，并通過(guò)蓄電池、穩(wěn)壓器和整流電路來(lái)為半導(dǎo)體制冷片的工作持續(xù)供電。

本船用小型海水淡化裝置，依靠外力實(shí)現(xiàn)傳送帶的傳輸，帶動(dòng)各半導(dǎo)體制冷片隨著傳送帶順時(shí)針循環(huán)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)一些半導(dǎo)體制冷片運(yùn)行至海水端時(shí)，另一些半導(dǎo)體制冷片運(yùn)行至淡水端，此時(shí)海水端的半導(dǎo)體制冷片的制冷端、海水端的導(dǎo)電器、電路、淡水端的導(dǎo)電器、淡水端的半導(dǎo)體制冷片的制熱端形成一個(gè)電子回路，直流電在該電子回路內(nèi)推動(dòng)海水端的半導(dǎo)體制冷片制冷、淡水端的半導(dǎo)體制冷片制熱。海水在制冷片的制冷下迅速結(jié)冰，傳送帶攜帶著半導(dǎo)體制冷片和覆蓋著的冰運(yùn)行至淡水端，此時(shí)在與位于海水端的其它一些半導(dǎo)體制冷片構(gòu)成電子回路，進(jìn)行制熱，熱量被淡水箱中的水吸收，制冷片上的冰又融化在淡水箱中。完成融冰的半導(dǎo)體制冷片繼續(xù)循環(huán)至海水端繼續(xù)制冰，如此不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)將海水淡化后送入淡水箱的功能。

使用本船用小型海水淡化裝置，體積小，能耗低，淡水轉(zhuǎn)化效率高，不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，值得在遠(yuǎn)洋的船舶上推廣。