海水場離淡化法的制作方法

專利名稱：海水場離淡化法的制作方法
海水場離淡化法本發明涉及一種海水淡化方法；尤其是一種運用電學理論，使得海水淡化設備結 構極其簡單、造價極其低廉、使用極其方便、淡化能耗和成本均極低的海水場離淡化法。目前已有的海水淡化法有冷凝法、蒸餾法、電滲析法和反滲透法。冷凝法是利用 以下原理當不飽和水溶液的溫度降至凝固點時，溶液中開始析出冰，溶液的濃度不斷增 大，溶液凝固點不斷降低，最后溶液的濃度達到該溶質溶液的飽和濃度時，冰和溶質一起析 出。由于淡化能耗和成本太高，所以冷凝法的設備一直未投入生產。蒸餾法是給海水加熱使 海水中的水分子先蒸發再冷凝，淡化水與鹽分離的淡化方法。電滲析法是將具有選擇透過 性的陽離子交換膜與陰離子交換膜交替排列，組成多個相互獨立的隔室；隔室的海水被淡 化與隔室的海水被濃縮相間相隔，在外加電場的作用下，淡水與濃縮水得以分離的淡化方 法。電滲析法絕大部分能耗均消耗在與淡化關系不大的膜電阻、滯留層和電化學反應上。反 滲透法是利用外加壓力使海水的水分子透過只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜， 將海水與淡水分隔開的淡化方法。在這三種淡化方法中，反滲透法能耗最低，僅為電滲析法 的1/2、蒸餾法的1/30 ；但目前世界上有準確報道的反滲透法淡化設備能耗最低耗電量也 達6kwh/T，這還不包括維護設備移動能耗。為了降低淡化能耗和成本，人們不得不使淡化設 備結構變得復雜；例如利用蒸餾法原理的普通蒸餾到多閃多效蒸餾；設備雖能降低淡化 能耗，但卻使得設備結構制造越來越復雜、設備投資額度越來越大、設備維修保養成本越來 越高。本發明的目的是提供一種運用電學原理，使得海水淡化設備結構極其簡單、造價 極其低廉、使用極其方便、淡化能耗和成本均極低的海水場離淡化法。本發明的目的是這樣實現的利用有離子向外移動通道的有電場小空間內海水中 的離子受電場作用要向有電場小空間外移動(注運用電學理論可得知)。在有電場和無 電場(或電場疊加為零)小空間交替相間的、有電場小空和無電場(或電場疊加為零)小 空間之間均有離子移動通道的、進入無電場(或電場疊加為零)小空間的陰陽離子均不會 顯電性的一大空間中，離子在從有電場小空間向無電場小空間運動時，無電場小空間內海 水中的離子不會向有電場空間內運動(注運用中心離子和離子氛理論、電學理論可得 知)，當海水流經淡化大空間時，流經有電場小空間內的海水就會淡化、流經無電場小空間 內的海水就會變濃，來制作一具有使淡化水和濃海水分離的、由若干交替相間的有電場和 無電場(或電場疊加為零)小空間構成的淡化空間的淡化設備，讓海水流經淡化設備來實 現海水淡化。典型的淡化設備是淡化器。一種典型淡化器運用下面的淡化原理采用接電 源的金屬電極板提供電場，利用不接電源(或接電源、或不接電源和接電源)的金屬結構產 生的感應電荷(或電源、或電源和感應電荷)電場的疊加，使緊貼極板兩極板間的空間內無 電場(或電場疊加為零)、不緊貼極板兩極板間的其它空間被分隔成若干交替相間的有電 場和無電場(或電場疊加為零)的小空間，使緊貼極板兩極板間的空間之間有離子向對方 移動的通道。運用管溝槽渠結構把需要進行淡化的海水導入該大空間內、按濃淡比例分別 導出無電場(或電場疊加為零)空間和有電場空間中的水流、等量地導出每一無電場(或 電場疊加為零)小空間內的濃海水和等量導出每一有電場小空間內的淡化水來使得淡化水和變濃海水分離。淡化器由若干淡構(淡構數量依本文表述確定)、一方箱、二附箱、一方 箱蓋和一導框等構成。下面把在平行(或重合)于淡化器中軸線的直線上簡稱為軸向；把 在均垂直于軸向而彼此又相互垂直的兩條直線上分別簡稱為橫向和縱向。在軸向、橫向和 縱向的長度分別簡稱為軸長、橫長和縱長。在軸向、橫向和縱向的位置分別簡稱為軸位、橫 位和縱位。軸向迎著水流的一端和背著水流的一端分別簡稱為上端和下端。中構是一上 下端均無底的中空長方體結構(中構是指側面均不緊貼邊板側面的淡構。邊板的表述在 下面)，中構的四側壁是外表面有絕緣層、彼此電導通的、多孔金屬材料的無機金屬膜(例 如開孔泡沫鋁)(或其它類似材料)的直板。中構的兩相對壁側面在軸橫面內、另外兩相 對壁側面在軸縱面內，中構的軸橫壁也可采用其它導體材料(例如鋁板)的金屬直面板結 構。中構的橫長、軸長和縱長依本文表述確定，壁厚依工藝技術和材料確定。所選用的多孔 金屬材料應達到最大孔徑在0.1 μ m左右(也可為其它數據，但小一點比較好。在孔徑較 大時，應沒有直穿孔)、導電性能好、盡可能薄、通孔率高、高孔密度和均勻孔徑分布，多孔金 屬材料的孔是可讓離子從金屬膜一側運動到另一側的開孔。端構是上端有底、下端無底的 中空長方體結構(端構是指有一側面緊貼邊板側面的淡構)。端構的兩相對壁側面在軸 橫面內、另外兩相對壁側面在軸縱面內、上底壁在軸橫面內。一軸縱壁外側緊貼邊板外側 (下面把該金屬直面板壁簡稱為邊壁)。邊壁、二軸橫壁和上底壁是外表面有絕緣層的金 屬直面板結構，另一軸縱壁是外表面有絕緣層的、多孔金屬材料的無機金屬膜(或其它類 似材料)直板結構，二軸縱壁、二軸橫壁和上底壁彼此電導通。端構的橫長、軸長、縱長、軸 位和縱位是中構的橫長、軸長、縱長、軸位和縱位，端構內空橫長是0.5X中構內空橫長。金 屬膜壁所選用的多孔金屬材料的要求與中構相同，端構的其它未盡設置與中構相同不贅 述。端構軸縱壁也可采用這樣的結構邊壁改成中間埋有一柵片的塑料(或其它絕緣材料) 直面板、金屬膜壁用柵片替代，兩柵片電不導通、側面均在軸縱面內。塑料(或其它絕緣材 料)直面板的橫長應盡量接近柵片橫長。柵片的軸長、縱長、內側橫位、軸位和縱位是端構 的軸長、端構的縱長、端構軸縱壁內側橫位、端構軸縱壁軸位和端構軸縱壁縱位。柵片的橫 長依材料、工藝技術和本文表述確定。柵片由一邊框和若干頁構成。邊框是由四根塑料(或 外表面有絕緣材料的金屬)條柱圍城的矩形，邊框條柱截面為矩形(或近似矩形)(邊框的 寬厚數據越小越好)；邊框的兩根條柱的軸線在縱向、另外兩根條柱的軸線在軸向。頁由金 屬柱條絲片和絕緣層構成，絕緣層在金屬柱條絲片的外表面，頁的軸線在軸向；金屬柱條絲 片的橫縱截面為V線形、或弧線形、或其它類似截面圖形。頁的橫縱截面為三角形、或半圓 形、或其它類似截面圖形。頁的橫縱截面與金屬柱條絲片橫縱截面最好不同形。頁橫縱截 面的最大尺寸越小越好。邊框在頁的四周，頁在橫縱截面內中心成兩排(或一排、或多排) 均勻分布在邊框內，頁的上下端接邊框上下兩縱向條柱的內側，兩頁間有一小縫，縫的橫縱 截面最大尺寸不大于頁的橫縱截面最小尺寸；所有頁垂直投影到平行于柵片側面的面上的 投影是一無縫整體，相鄰頁之間在該投影上有重疊、該重疊寬度越窄越好，頁彼此間電導 通。一柵片的金屬柱條絲片凸面朝向相同，一端構兩柵片的金屬柱條絲片非凸面相對。在 頁中心為兩排時，柵片可這樣實現的確定好頁和邊框的軸長、橫長、縱長及形狀，確定好頁 和邊框的軸位、橫位和縱位；用金屬板(例如鋁板)分別沖壓出只有一排頁和只有一半橫 長邊框構成的半柵片兩支，把一支半個柵片焊上一電源接線，再把兩支半個柵片放入純氧 或采用陽極氧化工藝技術處理(或其它方法和工藝技術)使得兩支半個柵的表面有由氧化層構成的絕緣層，通過浸塑(或其它)使金屬柱條絲片的凹處被填平，把兩個半個柵片的邊 框焊接(或粘貼加焊接)在一起并使它們電導通；通過噴漆或其它措施使焊點外表面有絕 緣層。一端構中的兩柵片接線分別接一電源的兩端，柵片電源產生的電場的方向與極板電 源產生的電場方向相同(極板的表述在下面)。邊壁內的柵片也可采用金屬直面板替代(不 推薦使用)。柵片也可采用其他工藝技術實施，例如先用拔絲制作出金屬柱條絲片，把金 屬柱條絲片放入純氧或采用陽極氧化工藝技術處理(或其它方法和工藝技術)使得其表面 有由氧化層構成的絕緣層，再通過浸塑(或其它)使金屬柱條絲片的凹處被填平，再按頁需 要的長度把其裁剪(此四項工序可以采用連續工藝完成)。按上面的表述制作出上述邊框， 再把頁焊在邊框上(焊的方法和工藝很多，簡單不贅述)，其它未盡表述與上面相同不贅 述。淡構與金屬構件電不連接。端構的上底壁上加(或不加)一個(或兩個、或多個)軸 向貫通小孔(孔徑不宜過大。其它設置簡單不贅述)。淡構的軸縱壁橫長要盡可能小。淡 構在淡化器中橫向排成一行、彼此側面平行、間距相等，端構在橫向兩端、中構在兩端構之 間。淡構的上端軸位、縱向中心縱位是壓條下端軸位、箱體內空縱向中心縱位(壓條、箱體 的表述在下面)，淡構橫位端構外側面緊貼邊板側面，從一端構軸縱壁內側開始每一間隔 〔箱體內空橫長-2X邊板橫長-2X端構橫長〕/〔淡構數量-1〕長度處就是一中構的橫向 中心處。中構可這樣去實現先把金屬膜沖壓(或其它方法)成中空長方體，再把中空長方 體放入純氧或運用陽極氧化工藝技術處理(或其它方法和工藝技術)使得金屬膜的表面和 孔壁面有由氧化層等構成的絕緣層(在金屬膜的表面和孔壁有絕緣層時，此道工序可不 要)。中構也可這樣實現把開孔型泡沫塑料直板片按上述淡構軸縱壁的軸長和縱長裁剪 成矩形片。把兩開孔型泡沫塑料片作為淡構兩軸縱壁放入模具內注塑出中空長方體的兩軸 橫壁、使之成為上下均無底的中空長方體〔長方體的軸橫壁也可用開孔型泡沫塑料(不推 薦使用)〕，在長方體壁內側上噴(或涂、或浸)上電鍍導電液，把長方體進行電鍍，最后把長 方體放入純氧或運用陽極氧化工藝技術處理(或其它工藝技術)使得電鍍層的外表面有由 氧化層等構成的絕緣層(在不影響淡化效果的情況下，此處的絕緣層也可不要)。對電鍍完 成后的泡沫塑料的要求與金屬膜中構中的多孔金屬材料要求相同。在泡沫塑料中構中，泡 沫塑料軸縱壁的外側(即淡構軸縱壁外側)不加(或加)彼此電不導通的兩電鍍層、兩電 鍍層接一電源，電鍍層外接電源后在兩淡構間產生電場的方向與極板電場相反、在中構內 產生電場的方向與極板電場相同(不推薦使用)。端構的實施在金屬膜作軸縱壁時，邊壁 可通過噴涂堵孔(或直接注塑直面板、或其它)來實現；在開孔型泡沫塑料替代金屬膜壁 時，邊壁可通過直接注塑直面板(或其它)來實現；泡沫塑料壁的外側不加(或加)外有絕 緣層的電鍍層、兩端構該電鍍層所接電源為接中構該電鍍層電源。在采用柵片時，兩軸橫壁 和上底壁可直接采用塑料板(無需電鍍)。端構的其它上述未盡做法與設置與中構實現相 同不贅述。淡構還可以采取其它方式實施。端構中的電鍍好的泡沫塑料要求與中構中的要 求相同。中構的兩軸縱壁也可用其它相同功能材料或結構替代；例如離子交換膜、柵片 等。在為柵片時，兩軸縱壁均直接采用柵片，頁和金屬柱條絲片截面除上述中構中的結構 外，還可采用頁和金屬柱條絲片截面相同的三角形、或半圓形、或其它類似截面圖形，此時， 頁的外表面只有由氧化層構成的絕緣層，中構中柵片的其它未盡做法和設置與上述端構相 同。在中構采用頁和金屬柱條絲片截面相同的三角形、或半圓形、或其它類似截面圖形、只 有由氧化層構成的絕緣層時，端構也可采用頁和金屬柱條絲片截面相同的三角形、或半圓形、或其它類似截面圖形、頁的外表面只有由氧化層構成的絕緣層。方箱由一箱體、二固條、 一外翻邊、一軸管、一軸管法蘭盤、兩縱管、兩縱管法蘭盤和兩導固等構成。箱體是一上端無 蓋、下端有底的內空矩形直柱體。箱體的兩壁面在軸橫面內、另兩壁面在軸縱面內、底壁在 橫縱面內、軸線與淡化器的軸線重合。箱體的內空橫長、縱長和軸長等于(淡構數量-DX 兩淡構間橫長+中構數量X中構橫長+2X〔端構橫長+通管橫縱壁上端橫長〕、淡構縱長 +2 25cm、導框軸長+淡構軸長+壓條軸長-0. 1 Icm(箱體內空的軸長、縱長和橫長依 本文表述確定、壁厚依所選用材料。通管和導框的表述在下面)。箱體壁上有二側口、一軸 口、一前口和一后口。二側口分別在箱體兩軸縱壁上，側口是兩口邊在軸向、另兩口邊在縱 向的矩形，側口的橫長、軸長、縱長、中心縱位和中心軸位是箱體箱體軸縱壁厚、端構箱體軸 縱壁軸長、端構箱體軸縱壁縱長、端構箱體軸縱壁中心縱位和端構箱體軸縱壁中心軸位，在 一軸向口邊縱向從0. 4 Icm縱長處向前至2. 4 6cm縱長處、一軸向口邊縱向從0. 4 Icm縱長處向后至2. 4 6cm縱長處、一縱向口邊軸向從口邊向上至2 5cm軸長處、一縱 向口邊軸向從口邊向下至2 5cm軸長處的側口四周的箱體軸縱壁上均勻分布有若干螺栓 〔螺栓與箱體軸縱壁采用焊接(或其它手段)，簡單不贅述〕。軸口在底壁上，軸口是圓形(軸 口 口徑依本文表述確定)，軸口中心的橫位和縱位是箱體內空的橫向和縱向中心。兩縱口 (即一前口和一后口)的形狀和數據相同、分別在箱體兩軸縱壁上、均為圓形、中心縱位均 是箱體內空橫向中心、下端軸位均是底壁內側軸位(前口、后口口徑依本文的相關表述確 定)。固條為寬厚均在0.1 Icm的矩形鋼條。固條在底壁內側上，固條內側縱位分別是導 框外側縱位、長度等于導框橫長，固條與箱底成一體。外翻邊是一內外均為矩形、內側的橫 長和縱長是箱體外側的橫長和縱長、側面在橫縱面內、截面寬是3 15cm、軸長是箱體壁厚 的矩環鋼片。外翻邊上有若干軸向螺栓孔(外翻邊的截面寬度尺寸及螺栓孔的數量、直徑 和位置依受力情況及法蘭盤設計規范確定)，外翻邊在箱體四周、上端軸位是箱體上端軸 位。軸管是一長5 15cm、內徑等于軸口直徑的鋼管(軸管軸長依本文表述確定，軸管外徑 是在其內徑確定后依所選材料)。軸管軸線在軸向，軸口、軸管、軸管法蘭盤共軸線。兩縱管 (即一前管和一后管)的形狀和數據相同。兩縱管均是一軸長為5 15cm、內徑分別等于 前口、后口直徑的鋼管(兩縱管軸長依本文表述確定，兩縱管外徑是在其內徑確定后依所 選材料)。兩縱管軸線均在橫向，前口、前管、前管法蘭盤共軸線，后口、后管、后管法蘭盤共 軸線。一方箱中的兩導固相同。導固是一整塊矩形直面板，導固的側面在軸橫面內；導固的 橫長、縱長和軸長是箱體內空橫長、0. 05 0. 5cm、淡構軸長-凹缺軸長(凹缺的表述在下 面)。導固的兩端橫位、導固內側縱位、上端軸位、下端軸位是箱體兩軸縱壁內側橫位、淡構 縱向兩端縱位靠中心移淡構軸橫壁縱長、淡構上端軸位、通管上端軸位(也可設置得向上 一些)。導固的橫向外側端采用螺栓與箱體壁內側相接(具體做法簡單不贅述)。在導固 內側加有卡口。一導固卡口的橫位及橫長、縱位及縱長、數量是導固同側縱向端的淡構軸橫 壁的橫位及橫長、縱位及縱長、數量，卡口的軸長是導固軸長。卡口橫向兩端凸出塊的橫長 是同處通管箱體軸縱壁內形尺寸大部分的橫長，兩橫向位置相同的兩導固卡口縱向底部的 間距等于淡構縱長、對應位置的連線與箱體軸縱壁平行。導固直面板采用金屬、或塑料、或 其它材料板材，導固內側的卡口采用塑料、或其它絕緣材料，導固可這樣實現先用金屬板 沖剪出直面板，再在金屬板一側粘貼有卡口的塑料板。卡口也可采用其他方式替代。例如 導固采用沒有卡口結構，①淡構的箱體軸縱壁的位置不變，使淡構上端至通管上端部份的淡構軸橫壁朝兩淡構間的方向的橫長數據加大并相接觸；②把整個淡構做成一整體。方箱 可這樣實現先依上面表述制作出方箱全部構件；把固條焊在底壁上；在箱體上端口焊上 外翻邊；軸管法蘭盤焊在軸管下端口上，軸管上端口焊在箱體軸口上；前管法蘭盤焊在前 管一端口上，前管的另一端口焊在前口上；后管法蘭盤焊在后管一端口上，后管的另一端口 焊在后口上。附箱由一附體、一極板、一墊套和一邊板構成。附體由一底壁、一外翻邊和一 截面為矩形的中空直柱體構成。底壁和外翻邊分別在柱體的兩端口，底壁、外翻邊和柱體共 軸線，外翻邊和底壁的側面均在軸縱面內、柱體的兩壁側面在橫縱面內、柱體的另兩側面在 軸橫面內，外翻邊的寬是2 5cm。柱體內空的橫長、軸長和縱長是0. 5 5cm、側口軸長和 側口縱長+0. 4 1cm，外翻邊是一側面在軸縱面、內外均為矩形、外側的橫長、軸長和縱長 是柱體外側的橫長、軸長和縱長的矩形環結構，外翻邊II側橫位是柱體一端口橫位、底壁I 側橫位是柱體另一端口橫位，附體的壁厚依強度和材料確定(本段的I側和II側均指組件 在橫向的兩個側面，所有I側均是在同一方向的側面、所有II側均是在另一同方向的側 面)。柱體的外翻邊端橫位、內空中心縱位和內空中心軸位是A板I側橫位、側口中心縱位 和側口中心軸位(A板的表述在下面)；外翻邊四周有與側口四周螺栓相對應的橫向穿孔， 底壁、外翻和柱體成一整體。極板是一矩形金屬板，極板的軸長、縱長、橫長、軸位、縱位和II 側橫位是邊壁軸長、邊壁縱長、依材料確定、邊壁軸位、邊壁縱位和A板I側橫位。墊套是一 側中間部分有一長方體形凹陷的矩形絕緣材料板，材料板的軸長、縱長、橫長是柱體內空的 軸長、縱長、橫長，凹陷的軸長、縱長、橫長是極板的軸長、縱長、橫長。墊套放入附體內，墊套 的非凹陷側橫位是附體底壁II側橫位；極板放入凹陷內，極板的I側橫位是凹陷軸縱側橫 位。邊板可分解為由三塊軸長、縱長和橫長不同的矩形塑料(或其它絕緣材料)直面板重 疊在一起構成的“凸”結構板。A板的橫長、軸長和縱長是0.2 1cm、外翻邊軸長和外翻邊 縱長；與外翻邊相對應的A板的四周有與側口四周螺栓相對應的橫向穿孔。B板的I側橫 位、橫長、軸長和縱長是A板II側橫位、極板II側與導框軸縱壁I側間距、端構軸長和端構 縱長；A板和B板的軸縱中心均是側口的軸縱中心。C板的橫長、軸長、縱長、中心縱位、上端 軸位、I側橫位、II側橫位是通管壁厚(或端構I側與導框軸縱壁I側間距)、B板軸長-B 板通管上端以下部分軸長、兩導固內側縱長、B板中心縱位、B板上端軸位、B板II側橫位、 端構I側橫位。ABC板為一整體。柱體內空、導固與軸縱壁間、邊板與邊壁間、C板與導固 間、C板與通管上端間不讓海水浸入(導固與軸縱壁間、邊板與邊壁間、C板與導固間、C板 與通管上端間可通過涂防滲膏來實現)。附箱可這樣實現做好外翻邊、柱體和底壁通過焊 接制作出附體，通過沖剪金屬板制作出極板，再通過注塑(或其它工藝技術)制作出墊套和 邊板。上述ABC板是為了表述清楚，邊板是一道工序制作一次完成的，邊板最好選擇有密封 墊和絕緣功效的彈性材料。極板、附箱、方箱和端構電不連接。極板導線引出附箱外簡單不 贅述。附箱、邊板、墊套和極板的上述結構也可采用其他方式替代。例如直接在邊壁外側 加外表面有絕緣皮的極板和金屬皮，極板和金屬皮的軸長和縱長均是上述極板的軸長和縱 長，極板橫長是上述極板橫長，金屬皮橫長是0. 001 0. 01cm(也可以是其它數據、越薄越 好。金屬皮采用電鍍層最好)，極板內側橫位、軸位和縱位是邊壁外側橫位、軸位和縱位；金 屬皮內側橫位、軸位和縱位是極板外側橫位、軸位和縱位，金屬皮接地(具體設置依電場分 析決定)。方箱蓋由一蓋板、四壓條、一進管和一進管法蘭盤等構成，方箱蓋與淡化器共軸 線。蓋板是橫縱截面外輪廓線與箱體外翻邊橫縱截面外輪廓線同形的矩形鋼片。蓋板側面
13在橫縱面內。蓋板的橫長、縱長和軸長等于箱體外翻邊的橫長、外翻邊縱長和壁厚；蓋板上 有數量、數據和位置與箱體外翻邊螺栓孔的數量、數據和位置相對應的軸向螺栓孔。蓋板上 有一個進口。進口為圓形(進口口徑依本文表述確定)，進口中心是蓋板中心。壓條為矩形 截面條柱(也可是其它結構)，壓條的橫長、縱長和軸長是箱體內空橫長、0. 5 3cm、2 35cm(具體數據依本文表述和結構需要確定)。壓條材料為鋼材料。兩壓條的下端軸位、縱 向中心縱位是淡構上端軸位、淡構縱長三等分的中間兩位置的縱位，另兩壓條下端軸位、縱 向中心縱位是導固上端軸位、導固縱向中心縱位；壓條的橫位、上端軸位是箱體內空橫位、 蓋板下端軸位。蓋板與壓條成一整體。壓條也可采用使水流動順暢、淡構被壓住、導固兩側 水流不直接通過的其它設置。進管是一軸長為5 15cm、內徑等于進口直徑的鋼管(進管 軸長依本文表述確定，進管外徑是在其內徑確定后依所選材料)。進管軸線在軸向，進口、進 管、進管法蘭盤共軸線。方箱蓋可這樣實現取一塊鋼板，把其裁剪成長度和寬度均等于箱 體外翻邊長度和寬度的矩形，在上面鉆上螺栓孔，再把壓條焊在蓋板下端面壁上。把進管上 端口焊上進管法蘭盤，進管下端口焊在進口上。導框由一框體和一漏構等構成，框體和漏構 是一整體。框體是一截面為矩形、上下均無底壁的中空直柱體，框體的兩壁面在軸橫面內、 另外兩壁面在軸縱面內。框體的軸長、外形橫長、外形縱長和壁厚是5 45cm(要比縱口直 徑大2 35cm)、箱體內空橫長、兩導固外側間縱長、依強度需要、材料和工藝技術；框體的 縱向中心是箱體的縱向中心。漏構由一直三棱柱和若干通管等構成，棱柱缺一側壁且上下 有底壁，漏構壁厚與框體壁厚相同；所缺側壁在橫縱面內，兩側壁相同，兩側壁與軸向成傾 斜角度(兩側壁間角度一般在10° 170°，通常采用90° )；漏構下端的橫長、縱長是框 體的橫長、縱長，棱柱下端的兩棱接框體軸橫壁上端；兩底壁在軸縱面內、下端分別接框體 兩軸縱壁上端。通管為兩節外形尺寸相同、內形尺寸不同、軸橫截面相似的矩形環截面的中 空管，通管的軸線在軸向、下端接兩側壁上端；通管內形尺寸大的部分在上端、內形尺寸小 的部分在下端(以下把通管內形尺寸大的部分在內壁與內形尺寸小部分內壁間的部分簡 稱為凹缺)，內形尺寸小部分內空的橫長和縱長是淡構橫長-2X淡構軸縱壁橫長、淡構縱 長-2X淡構軸橫壁縱長，凹缺的軸長、橫長和縱長是0. 1 1cm、淡構橫長、淡構縱長，橫向 兩端的通管外側之間的橫長是框體橫長，通管壁厚要盡量薄，每一通管的橫縱中心均是相 應淡構的橫縱中心(通管位置也可與兩淡構間相對，此時相關部分的變化很簡單不贅述。 本文表述只涉及與淡構相對)，淡構下端軸位是凹缺下端軸位，淡構下端放在通管上端的凹 缺內。兩側壁與通管內空下端相接觸部分是在橫縱截面的尺寸和形狀與通管內空相同的上 下相通開口，開口與通管內空正好相接、上下貫通。導框的材料為塑料、或其它材料。在導 框材料采用塑料時，導框的單獨實現通過注塑(或其它工藝技術)完成。一淡構的兩軸橫 壁被卡在橫位相同、分別在兩導固上的兩相對卡口內。當海水場離淡化法應用于淡化工廠 的規模淡化時，淡化器可作如下處理變成淡化設施軸向和橫向置于水平面內、縱向在鉛錘 方向(本段的上方和下方均指在縱向)。取消導框、箱體的淡構下端以下部分、箱體一軸橫 壁和方箱蓋上的壓條，把剩下箱體軸橫壁置于水平面(箱體軸橫壁在下方)，使方箱剩下部 分及沒有壓條的方箱蓋等構成一上端有進管的水槽結構。在端構下端加上一與上底一樣結 構的底，取消端構與水槽底部相對的軸橫壁。增設一凹槽。凹槽的上下方的軸縱截面分別 為不同軸長和縱長尺寸的矩形，凹槽上方的縱長、軸長和橫長是導固縱長、導固軸長和水槽 內空橫長，下方的縱長、軸長和橫長是0. 5 3cm、導固軸長-0. 4 Icm和水槽內空橫長，凹槽的上下方橫向軸線的軸位相同。增設2X淡構數量個通口。通口下方縱位、上方縱位、軸 向兩側軸位、橫向中心橫位和橫長是凹槽下方縱位、水槽底縱位、凹槽下方軸位和導固外側 軸位軸向向上(或向下)0.5 2. 5cm〔依導固一側所有通口的總過流面積(或流量)等于 一淡構過流面積(或流量)設定該數據〕、淡構橫向中心橫位和淡構橫長-2X淡構軸縱壁 橫長。通口使凹槽下部與水槽內空水流相通。在能保證凹槽下部鹽份導出時，若干對均勻 分布的兩個軸向相對通口也可去掉。把導固軸長改為淡構軸長+0. 2 0. 6cm，卡口的軸長 改為淡構軸長，卡口的軸向中心是導固的軸向中心。下方的導固放在凹槽的上方。增設兩 導槽。導槽由一軸橫底壁和兩橫縱壁構成，兩橫縱壁等縱長、軸縱截面為“U”形，導槽底壁 在下方，導槽軸線在橫向。導槽甲的上方縱位、上端軸位是水槽底上方縱位、下端軸位，導槽 甲上端橫縱壁與水槽底下端相接成一整體；導槽乙的上方縱位、上端軸位是水槽軸縱壁上 方縱位、導槽甲下端軸位，導槽乙上端壁面上有與淡構下端相對應的開口，開口的縱長和橫 長是淡構內空截面的縱長和橫長；淡構下端用內空截面與通孔內空截面相同的直管與導槽 乙開口相接相通，直管上端的下方壁上有與通口相對應的、尺寸位置相同的“U”形開口。側 口、附箱及淡構的縱位作相應改變(比較簡單不贅述)，由于上述變化的其它相應改變簡單 不贅述。本文表述中未具體提及淡化設施部分一般只涉及淡化器。其它與上述結構類似 (或保留功能要素的變形結構)的淡化設施不贅述。淡化器其它變形結構在此不列舉。在 淡化器和水槽的橫長較長時，在中構之間可加若干中極。中極由一外表面有絕緣皮的極板 和兩端構等構成，兩端構的邊壁分別緊貼極板兩側。有中極時的導固上增設固定中極的卡 口，中極卡口的橫長等于極板橫長+2 X淡構橫長；相鄰極板間距相等，所有極板依序交替 與同一電源的兩輸出端相接。極板與邊壁、卡口之間不讓海水浸入(可通過涂防滲膏來實 現)。中極的端構、極板和卡口的其它設置及其它未盡設置與上面的表述相同。構件中要盡 量采用標準件、通用件。上述中沒指明材料的構件均為鋼構件。構件中的鋼材料和塑料均 可用其它不影響淡化材料替代。直流電源可換為交流電源(不推薦使用)。實施實現方法 未提及可用其它實施實現方法替代處均可用其它實施實現方法替代。方箱、方箱蓋、附箱和 其它金屬構件制作好后要做浸塑、或噴漆、或其它措施，使其表面上有一層防腐絕緣層。導 電材料構件彼此電不導通(上述設置電連接的除外)；塑料構件中可加(或部分加、或不 加)金屬板片條骨架以增強其強度和穩定性；構件非接電源的金屬導電材料部分(包括塑 料構件中的金屬板片條骨架)應接地(不影響淡化器工作部分可不接地)。兩縱口也可設 置在箱體底部；兩縱口、兩縱管、兩縱管法蘭盤、軸口、軸管、軸管法蘭盤也可用其它相同 (或類似)功能結構替代；采用導框、導固、軸口和兩縱口的分離導流方式也可用其它分離 導流方式替代。淡化器的箱體底部可加一支撐支架(或臺構)。完成上述工作后，再把上述 構件組裝成一淡化器。淡化器是這樣組裝的在箱體底壁兩固條之間框體下端的對應處放 上密封墊圈，把導框放在二固條之間，把兩導固裝好，在通管凹缺內放上密封墊圈，把淡構 軸橫壁插入卡口內、下端插入凹缺內，在導固上端放上密封墊條。在箱體外翻邊上放上密封 墊圈，對好箱體外翻邊和方箱蓋上螺栓孔，把方箱蓋蓋在箱體上，用螺栓使箱體和方箱蓋連 接在一起。把墊套放進附體內、把極板放進凹陷內，放好邊板，把附箱螺栓孔與箱體上的螺 栓對好，緊固連接附箱和箱體的螺栓把二附箱裝好。在進行海水淡化時，極板接直流電源兩 端；進管法蘭盤接供水管法蘭盤，兩縱管法蘭盤和軸管法蘭盤分別接三排水管法蘭盤。在能 保證密封的情況下，上述的密封墊可部分(或全部)不要。密封墊圈、墊條和墊以構件相接處部分的圖形為自己的環狀(或條狀)、簡單不贅述。上述的數據關系、數據和數據范圍是 依據表述簡便需要來進行的；在淡化器的設計制作中，除了依這些數據關系、數據和數據范 圍外，還要循下列途徑來確定淡化器的最終數據(一)依據海水含鹽量、物理學和化學計 算結果(或借用電滲析設備中的淡隔室和濃隔室流量設計數據方法)，用經驗法確定淡化 器最終流出的淡化水與濃海水重量比值、軸管和兩縱管流量比值、兩淡構間與淡構過流面 積比值等；設計時可依下列公式淡化水和濃海水重量比值=軸管和兩縱管流量比值=兩 淡構間和淡構過流面積比值。流量=流速X過流面積。流量比值計算可簡化為過流面積 比值計算。(二)依據設計所要達到的每秒淡化水量、海水含鹽量、兩淡構間與淡構過流面 積比值、淡化水與濃海水重量比值，確定海水在淡化器內的流速、兩淡構間過流面積、淡構 過流面積。依據海水在淡化器內的流速、兩淡構間過流面積、淡構過流面積確定箱體內空的 橫長和縱長、淡構的橫長和縱長。(三)設定淡構間距。依據設定淡構間距、淡構橫長和縱 長，確定淡構數量。(四)依據海水的含鹽量、設計要達到的每秒淡化水量、物理學和化學計 算結果，設定極板電源電壓。依據確定的極板電源電壓，確定箱體內空軸長、淡構軸長。極 板電源電壓={ Σ 1. 93Χ IO5X每秒淡化水量X海水含鹽量比X鹽中某種鹽含量比X單 離子帶電荷量〕/〔(1-海水含鹽量比)X該種鹽摩爾質量〕} X {〔海水電阻率X兩淡構間 橫長〕/〔兩淡構間軸橫面積〕+金屬膜電阻}〔(計算時，其它鹽可用NaCl替代。使用值應 適當放大。在金屬膜孔徑較大或使用柵片替代金屬膜時，可不考慮金屬膜電阻)。(五)在 確定進管、兩縱管和軸管相關數據時，要使軸管、兩縱管流量和等于進管流量。進管、兩縱管 和軸管長度可長可短，一般應盡可能短，但不宜短過使用方便需要。(六)在設計中，前述數 據和數據范圍可能會顯得數據太小(或大)、涵蓋太窄(或廣)，此時依設計確定數據為最 終數據。依據靜電平衡理論可得出內有海水的淡構內無電場，淡構把兩導固間隔成了交 替相間的若干有電場的兩淡構間和無電場的淡構內，在兩淡構間的離子自然要向無電場小 空間內運動。由于端構內無電場，進入端構內的陰離子(或陽離子)成了不受電場作用約 束、向與其帶相反電荷離子移動的離子，端構及導框使得端構內沒有顯電性的離子。所以， 從兩淡構間導出的一定是淡化水，而從淡構內導出的一定會是變濃海水。由于采用了上述淡化原理結構，海水場離淡化法不僅能把海水淡化，而且能使得 淡化器的結構極其簡單、造價極其低廉、使用極其簡便。由于海水場離淡化法在淡化的過程 中不存在相變、不存在電化學反應、不存在離子交換形式、不需要外加壓力。所以，海水場離 淡化法的淡化能耗微乎其微，淡化成本可以忽略不計。下面結合本發明淡化器實施例及其附圖對本發明作進一步的說明

圖1.是本發明淡化器主視2.是圖1中方箱蓋主視3.是圖1中箱體、固條、兩縱管、導固、極板和附箱等橫縱向相互位置示意4.是圖1中方箱主視圖1.方箱蓋2.進管3.進管法蘭盤4.蓋板5.壓條6.箱體7.附體8.固條9.箱體 外翻邊10.軸管11.軸管法蘭盤12.前管13.前管法蘭盤14.后管15.后管法蘭盤16.漏 構17.框體18.箱體下底壁19.極板20.邊板21.導固22.通管23.淡構24.卡25.墊套 26.側口 27.附體外翻邊
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在圖1、圖2、圖3和圖4中，方箱由箱體(6)、附體(7)、箱體(6)外翻邊(9)、軸管 (10)、軸管法蘭盤(11)、前管(12)、前管法蘭盤(13)、后管(14)、后管法蘭盤(15)、固條(8) 等構成。側口(26)在箱體(6)的兩軸縱壁上，固條(8)在箱體(6)底壁(18)內側上，框 體(17)下端在兩固條(8)之間；兩固條(8)之間能正好放入框體(17)下端。導框由漏構 (16)和框體(17)構成。漏構(16)由通管(22)和有兩底壁缺一側壁直三棱柱構成。漏構 (16)在框體(17)的上端，通管(22)在漏構(16)的上部。淡構(23)下端在漏構(16)的通 管(22)內；導固(21)內側有卡口(24)。在圖1和圖3中，導固(21)上只有六只固定淡構 (23)的卡口(24)，六只淡構(23)的軸橫壁分別在相對應的兩導固(21)卡口(24)內，導固 (21)和淡構(23)上端軸位均是壓條(5)下端軸位，淡構(23)下端軸位是通管(22)內凹缺 下端軸位。附體(7)外翻邊(27) II側與外翻邊(27)相對應的邊板(20)四周的I側相接， 與附體(7)外翻邊(27)相對應的邊板(20)四周II側接箱體(6)的軸縱壁外側，邊板(20) II側緊貼邊壁外側，墊套(25)1側面緊貼附體(7)柱體底壁II側，極板(19)在墊套(25) 凹陷內，極板(19)11側緊貼邊板(20)1側。方箱蓋(1)蓋在箱體(6)外翻邊(9)上。方箱 蓋(1)由進管(2)、進管法蘭盤(3)、蓋板(4)和壓條(5)等構成。蓋板(4)正中間有一圓 形的進口，進管⑵下端口焊在蓋板⑷進口上，進管⑵上端口焊上進管法蘭盤(3)。在 蓋板(4)下側面焊有壓條(5)。前管(12)后端接橫向中心在箱體(6)前軸橫壁橫向正中 心的前口，后管(14)前端接橫向中心在箱體(6)后軸橫壁的橫向正中心的后口，前管(12) 另一端口接前管法蘭盤(13)，后管(14)另一端口接后管法蘭盤(15)。軸口在箱體(6)底 壁(18)與框體(17)下端相接部分的正中間。軸口接軸管(10)上端口，軸管(10)下端口 接軸管法蘭盤(11)。前口在箱體(6)前軸橫壁橫向中心并緊貼箱體(6)底壁(18)，前口接 前管(12) —端口，前管(12)另一端口接前管法蘭盤(13)。后口在箱體(6)后軸橫壁橫向 中心并緊貼箱體(6)底壁(18)，后口接后管(14) 一端口，后管(14)另一端口接后管法蘭 盤(15)。導固(21)的橫向兩端(即橫塊外端)接箱體(6)軸縱壁內側。壓條(5)、導固 (21)、底壁(18)、固條(8)、漏構(16)和框體(17)共同固定淡構(23)。圖1和圖3中的卡 口(24)六只、通管(22)六個、淡構(23)六支只是示意，具體數據在設計制作時確定。為了 便于看清和識別相關構件及其相互位置，圖中未畫出密封墊圈，密封墊圈的結構形狀及位 置按上述理解即可。
權利要求
1.一種海水淡化方法。電極板接電源兩端。用管溝渠槽(或其它)的全部或部分等構 成水流通道。其特征是利用有離子向外移動通道的有電場小空間內海水中的離子受電場 作用要向有電場小空間外移動(注運用電學理論可得知)。在有電場和無電場(或電場疊 加為零)小空間交替相間的、有電場小空和無電場(或電場疊加為零)小空間之間均有離 子移動通道的、進入無電場(或電場疊加為零)小空間的陰陽離子均不會顯電性的一大空 間中，離子在從有電場小空間向無電場小空間運動時，無電場小空間內海水中的離子不會 向有電場空間內運動(注運用中心離子和離子氛理論、電學理論可得知)，當海水流經淡 化大空間時，流經有電場小空間內的海水就會淡化、流經無電場小空間內的海水就會變濃， 來制作一具有使淡化水和濃海水分離的、由若干交替相間的有電場和無電場(或電場疊加 為零)小空間構成的淡化空間的淡化設備，讓海水流經淡化設備來實現海水淡化。典型的 淡化設備是淡化器。一種典型淡化器運用下面的淡化原理采用接電源的金屬電極板提供 電場，利用不接電源(或接電源、或不接電源和接電源)的金屬結構產生的感應電荷(或電 源、或電源和感應電荷)電場的疊加，使緊貼極板兩極板間的空間內無電場(或電場疊加為 零)、不緊貼極板兩極板間的其它空間被分隔成若干交替相間的有電場和無電場(或電場 疊加為零)的小空間，使緊貼極板兩極板間的空間之間有離子向對方移動的通道。運用管 溝槽渠結構把需要進行淡化的海水導入該大空間內、按濃淡比例分別導出無電場(或電場 疊加為零)空間和有電場空間中的水流、等量地導出每一無電場(或電場疊加為零)小空 間內的濃海水和等量導出每一有電場小空間內的淡化水來使得淡化水和變濃海水分離。
2.根據權利要求1所述的淡化器。其特征是淡化器由若干淡構(淡構數量依本文表 述確定)、一方箱、二附箱、一方箱蓋和一導框等構成。下面把在平行(或重合)于淡化器中 軸線的直線上簡稱為軸向；把在均垂直于軸向而彼此又相互垂直的兩條直線上分別簡稱 為橫向和縱向。在軸向、橫向和縱向的長度分別簡稱為軸長、橫長和縱長。在軸向、橫向和 縱向的位置分別簡稱為軸位、橫位和縱位。軸向迎著水流的一端和背著水流的一端分別簡 稱為上端和下端。中構是一上下端均無底的中空長方體結構(中構是指側面均不緊貼邊 板側面的淡構。邊板的表述在下面)，中構的四側壁是外表面有絕緣層、彼此電導通的、多孔 金屬材料的無機金屬膜(例如開孔泡沫鋁)(或其它類似材料)的直板。中構的兩相對壁 側面在軸橫面內、另外兩相對壁側面在軸縱面內，中構的軸橫壁也可采用其它導體材料 (例如鋁板)的金屬直面板結構。中構的橫長、軸長和縱長依本文表述確定，壁厚依工藝 技術和材料確定。所選用的多孔金屬材料應達到最大孔徑在0. Iym左右(也可為其它數 據，但小一點比較好。在孔徑較大時，應沒有直穿孔)、導電性能好、盡可能薄、通孔率高、高 孔密度和均勻孔徑分布，多孔金屬材料的孔是可讓離子從金屬膜一側運動到另一側的開 孔。端構是上端有底、下端無底的中空長方體結構(端構是指有一側面緊貼邊板側面的淡 構)。端構的兩相對壁側面在軸橫面內、另外兩相對壁側面在軸縱面內、上底壁在軸橫面內。 一軸縱壁外側緊貼邊板外側(下面把該金屬直面板壁簡稱為邊壁)。邊壁、二軸橫壁和上 底壁是外表面有絕緣層的金屬直面板結構，另一軸縱壁是外表面有絕緣層的、多孔金屬材 料的無機金屬膜(或其它類似材料)直板結構，二軸縱壁、二軸橫壁和上底壁彼此電導通。 端構的橫長、軸長、縱長、軸位和縱位是中構的橫長、軸長、縱長、軸位和縱位，端構內空橫長 是0.5Χ中構內空橫長。金屬膜壁所選用的多孔金屬材料的要求與中構相同，端構的其它 未盡設置與中構相同不贅述。端構軸縱壁也可采用這樣的結構邊壁改成中間埋有一柵片的塑料(或其它絕緣材料)直面板、金屬膜壁用柵片替代，兩柵片電不導通、側面均在軸縱 面內。塑料(或其它絕緣材料)直面板的橫長應盡量接近柵片橫長。柵片的軸長、縱長、內 側橫位、軸位和縱位是端構的軸長、端構的縱長、端構軸縱壁內側橫位、端構軸縱壁軸位和 端構軸縱壁縱位。柵片的橫長依材料、工藝技術和本文表述確定。柵片由一邊框和若干頁 構成。邊框是由四根塑料(或外表面有絕緣材料的金屬)條柱圍城的矩形，邊框條柱截面 為矩形(或近似矩形)(邊框的寬厚數據越小越好)；邊框的兩根條柱的軸線在縱向、另外 兩根條柱的軸線在軸向。頁由金屬柱條絲片和絕緣層構成，絕緣層在金屬柱條絲片的外表 面，頁的軸線在軸向；金屬柱條絲片的橫縱截面為V線形、或弧線形、或其它類似截面圖形。 頁的橫縱截面為三角形、或半圓形、或其它類似截面圖形。頁的橫縱截面與金屬柱條絲片橫 縱截面最好不同形。頁橫縱截面的最大尺寸越小越好。邊框在頁的四周，頁在橫縱截面內 中心成兩排(或一排、或多排)均勻分布在邊框內，頁的上下端接邊框上下兩縱向條柱的內 側，兩頁間有一小縫，縫的橫縱截面最大尺寸不大于頁的橫縱截面最小尺寸；所有頁垂直投 影到平行于柵片側面的面上的投影是一無縫整體，相鄰頁之間在該投影上有重疊、該重疊 寬度越窄越好，頁彼此間電導通。一柵片的金屬柱條絲片凸面朝向相同，一端構兩柵片的金 屬柱條絲片非凸面相對。在頁中心為兩排時，柵片可這樣實現的確定好頁和邊框的軸長、 橫長、縱長及形狀，確定好頁和邊框的軸位、橫位和縱位；用金屬板(例如鋁板)分別沖壓 出只有一排頁和只有一半橫長邊框構成的半柵片兩支，把一支半個柵片焊上一電源接線， 再把兩支半個柵片放入純氧或采用陽極氧化工藝技術處理(或其它方法和工藝技術)使得 兩支半個柵的表面有由氧化層構成的絕緣層，通過浸塑(或其它)使金屬柱條絲片的凹處 被填平，把兩個半個柵片的邊框焊接(或粘貼加焊接)在一起并使它們電導通；通過噴漆或 其它措施使焊點外表面有絕緣層。一端構中的兩柵片接線分別接一電源的兩端，柵片電源 產生的電場的方向與極板電源產生的電場方向相同(極板的表述在下面)。邊壁內的柵片 也可采用金屬直面板替代(不推薦使用)。柵片也可采用其他工藝技術實施，例如先用拔 絲制作出金屬柱條絲片，把金屬柱條絲片放入純氧或采用陽極氧化工藝技術處理(或其它 方法和工藝技術)使得其表面有由氧化層構成的絕緣層，再通過浸塑(或其它)使金屬柱 條絲片的凹處被填平，再按頁需要的長度把其裁剪(此四項工序可以采用連續工藝完成)。 按上面的表述制作出上述邊框，再把頁焊在邊框上(焊的方法和工藝很多，簡單不贅述)， 其它未盡表述與上面相同不贅述。淡構與金屬構件電不連接。端構的上底壁上加(或不 加)一個(或兩個、或多個)軸向貫通小孔(孔徑不宜過大。其它設置簡單不贅述)。淡構 的軸縱壁橫長要盡可能小。淡構在淡化器中橫向排成一行、彼此側面平行、間距相等，端構 在橫向兩端、中構在兩端構之間。淡構的上端軸位、縱向中心縱位是壓條下端軸位、箱體內 空縱向中心縱位(壓條、箱體的表述在下面)，淡構橫位端構外側面緊貼邊板側面，從一端 構軸縱壁內側開始每一間隔〔箱體內空橫長-2X邊板橫長-2X端構橫長〕/〔淡構數量-1〕 長度處就是一中構的橫向中心處。中構可這樣去實現先把金屬膜沖壓(或其它方法)成 中空長方體，再把中空長方體放入純氧或運用陽極氧化工藝技術處理(或其它方法和工藝 技術)使得金屬膜的表面和孔壁面有由氧化層等構成的絕緣層(在金屬膜的表面和孔壁有 絕緣層時，此道工序可不要)。中構也可這樣實現把開孔型泡沫塑料直板片按上述淡構軸 縱壁的軸長和縱長裁剪成矩形片。把兩開孔型泡沫塑料片作為淡構兩軸縱壁放入模具內注 塑出中空長方體的兩軸橫壁、使之成為上下均無底的中空長方體〔長方體的軸橫壁也可用開孔型泡沫塑料(不推薦使用)〕，在長方體壁內側上噴(或涂、或浸)上電鍍導電液，把長 方體進行電鍍，最后把長方體放入純氧或運用陽極氧化工藝技術處理(或其它工藝技術) 使得電鍍層的外表面有由氧化層等構成的絕緣層(在不影響淡化效果的情況下，此處的絕 緣層也可不要)。對電鍍完成后的泡沫塑料的要求與金屬膜中構中的多孔金屬材料要求相 同。在泡沫塑料中構中，泡沫塑料軸縱壁的外側(即淡構軸縱壁外側)不加(或加)彼此 電不導通的兩電鍍層、兩電鍍層接一電源，電鍍層外接電源后在兩淡構間產生電場的方向 與極板電場相反、在中構內產生電場的方向與極板電場相同(不推薦使用)。端構的實施: 在金屬膜作軸縱壁時，邊壁可通過噴涂堵孔(或直接注塑直面板、或其它)來實現；在開孔 型泡沫塑料替代金屬膜壁時，邊壁可通過直接注塑直面板(或其它)來實現；泡沫塑料壁的 外側不加(或加)外有絕緣層的電鍍層、兩端構該電鍍層所接電源為接中構該電鍍層電源。 在采用柵片時，兩軸橫壁和上底壁可直接采用塑料板(無需電鍍)。端構的其它上述未盡做 法與設置與中構實現相同不贅述。淡構還可以采取其它方式實施。端構中的電鍍好的泡沫 塑料要求與中構中的要求相同。中構的兩軸縱壁也可用其它相同功能材料或結構替代；例 如離子交換膜、柵片等。在為柵片時，兩軸縱壁均直接采用柵片，頁和金屬柱條絲片截面除 上述中構中的結構外，還可采用頁和金屬柱條絲片截面相同的三角形、或半圓形、或其它類 似截面圖形，此時，頁的外表面只有由氧化層構成的絕緣層，中構中柵片的其它未盡做法和 設置與上述端構相同。在中構采用頁和金屬柱條絲片截面相同的三角形、或半圓形、或其它 類似截面圖形、只有由氧化層構成的絕緣層時，端構也可采用頁和金屬柱條絲片截面相同 的三角形、或半圓形、或其它類似截面圖形、頁的外表面只有由氧化層構成的絕緣層。方箱 由一箱體、二固條、一外翻邊、一軸管、一軸管法蘭盤、兩縱管、兩縱管法蘭盤和兩導固等構 成。箱體是一上端無蓋、下端有底的內空矩形直柱體。箱體的兩壁面在軸橫面內、另兩壁面 在軸縱面內、底壁在橫縱面內、軸線與淡化器的軸線重合。箱體的內空橫長、縱長和軸長等 于(淡構數量-1) χ兩淡構間橫長+中構數量χ中構橫長+2X〔端構橫長+通管橫縱壁 上端橫長〕、淡構縱長+2 25cm、導框軸長+淡構軸長+壓條軸長-0. 1 Icm(箱體內空的 軸長、縱長和橫長依本文表述確定、壁厚依所選用材料。通管和導框的表述在下面)。箱體 壁上有二側口、一軸口、一前口和一后口。二側口分別在箱體兩軸縱壁上，側口是兩口邊在 軸向、另兩口邊在縱向的矩形，側口的橫長、軸長、縱長、中心縱位和中心軸位是箱體箱體軸 縱壁厚、端構箱體軸縱壁軸長、端構箱體軸縱壁縱長、端構箱體軸縱壁中心縱位和端構箱體 軸縱壁中心軸位，在一軸向口邊縱向從0. 4 Icm縱長處向前至2. 4 6cm縱長處、一軸向 口邊縱向從0. 4 1 cm縱長處向后至2.4 6cm縱長處、一縱向口邊軸向從口邊向上至2 5cm軸長處、一縱向口邊軸向從口邊向下至2 5cm軸長處的側口四周的箱體軸縱壁上均勻 分布有若干螺栓〔螺栓與箱體軸縱壁采用焊接(或其它手段)，簡單不贅述〕。軸口在底壁 上，軸口是圓形(軸口 口徑依本文表述確定)，軸口中心的橫位和縱位是箱體內空的橫向和 縱向中心。兩縱口(即一前口和一后口)的形狀和數據相同、分別在箱體兩軸縱壁上、均 為圓形、中心縱位均是箱體內空橫向中心、下端軸位均是底壁內側軸位(前口、后口 口徑依 本文的相關表述確定)。固條為寬厚均在0.1 Icm的矩形鋼條。固條在底壁內側上，固條 內側縱位分別是導框外側縱位、長度等于導框橫長，固條與箱底成一體。外翻邊是一內外均 為矩形、內側的橫長和縱長是箱體外側的橫長和縱長、側面在橫縱面內、截面寬是3 15cm、軸長是箱體壁厚的矩環鋼片。外翻邊上有若干軸向螺栓孔(外翻邊的截面寬度尺寸及螺栓孔的數量、直徑和位置依受力情況及法蘭盤設計規范確定)，外翻邊在箱體四周、上端軸位是箱體上端軸位。軸管是一長5 15cm、內徑等于軸口直徑的鋼管(軸管軸長依本 文表述確定，軸管外徑是在其內徑確定后依所選材料)。軸管軸線在軸向，軸口、軸管、軸管 法蘭盤共軸線。兩縱管(即一前管和一后管)的形狀和數據相同。兩縱管均是一軸長為 5 15cm、內徑分別等于前口、后口直徑的鋼管(兩縱管軸長依本文表述確定，兩縱管外徑 是在其內徑確定后依所選材料)。兩縱管軸線均在橫向，前口、前管、前管法蘭盤共軸線，后 口、后管、后管法蘭盤共軸線。一方箱中的兩導固相同。導固是一整塊矩形直面板，導固的 側面在軸橫面內；導固的橫長、縱長和軸長是箱體內空橫長、0. 05 0. 5cm、淡構軸長-凹缺 軸長(凹缺的表述在下面)。導固的兩端橫位、導固內側縱位、上端軸位、下端軸位是箱體兩 軸縱壁內側橫位、淡構縱向兩端縱位靠中心移淡構軸橫壁縱長、淡構上端軸位、通管上端軸 位(也可設置得向上一些)。導固的橫向外側端采用螺栓與箱體壁內側相接(具體做法簡 單不贅述)。在導固內側加有卡口。一導固卡口的橫位及橫長、縱位及縱長、數量是導固同 側縱向端的淡構軸橫壁的橫位及橫長、縱位及縱長、數量，卡口的軸長是導固軸長。卡口橫 向兩端凸出塊的橫長是同處通管箱體軸縱壁內形尺寸大部分的橫長，兩橫向位置相同的兩 導固卡口縱向底部的間距等于淡構縱長、對應位置的連線與箱體軸縱壁平行。導固直面板 采用金屬、或塑料、或其它材料板材，導固內側的卡口采用塑料、或其它絕緣材料，導固可這 樣實現先用金屬板沖剪出直面板，再在金屬板一側粘貼有卡口的塑料板。卡口也可采用其 他方式替代。例如導固采用沒有卡口結構，①淡構的箱體軸縱壁的位置不變，使淡構上端 至通管上端部份的淡構軸橫壁朝兩淡構間的方向的橫長數據加大并相接觸；②把整個淡構 做成一整體。方箱可這樣實現先依上面表述制作出方箱全部構件；把固條焊在底壁上；在 箱體上端口焊上外翻邊；軸管法蘭盤焊在軸管下端口上，軸管上端口焊在箱體軸口上；前 管法蘭盤焊在前管一端口上，前管的另一端口焊在前口上；后管法蘭盤焊在后管一端口上， 后管的另一端口焊在后口上。附箱由一附體、一極板、一墊套和一邊板構成。附體由一底壁、 一外翻邊和一截面為矩形的中空直柱體構成。底壁和外翻邊分別在柱體的兩端口，底壁、外 翻邊和柱體共軸線，外翻邊和底壁的側面均在軸縱面內、柱體的兩壁側面在橫縱面內、柱體 的另兩側面在軸橫面內，外翻邊的寬是2 5cm。柱體內空的橫長、軸長和縱長是0. 5 5cm、側口軸長和側口縱長+0. 4 1cm，外翻邊是一側面在軸縱面、內外均為矩形、外側的橫 長、軸長和縱長是柱體外側的橫長、軸長和縱長的矩形環結構，外翻邊00側橫位是柱體一 端口橫位、底壁I側橫位是柱體另一端口橫位，附體的壁厚依強度和材料確定(本段的I側 和II側均指組件在橫向的兩個側面，所有I側均是在同一方向的側面、所有II側均是在另 一同方向的側面)。柱體的外翻邊端橫位、內空中心縱位和內空中心軸位是A板I側橫位、 側口中心縱位和側口中心軸位(A板的表述在下面)；外翻邊四周有與側口四周螺栓相對應 的橫向穿孔，底壁、外翻和柱體成一整體。極板是一矩形金屬板，極板的軸長、縱長、橫長、軸 位、縱位和II側橫位是邊壁軸長、邊壁縱長、依材料確定、邊壁軸位、邊壁縱位和A板I側橫 位。墊套是一側中間部分有一長方體形凹陷的矩形絕緣材料板，材料板的軸長、縱長、橫長 是柱體內空的軸長、縱長、橫長，凹陷的軸長、縱長、橫長是極板的軸長、縱長、橫長。墊套放 入附體內，墊套的非凹陷側橫位是附體底壁II側橫位；極板放入凹陷內，極板的I側橫位是 凹陷軸縱側橫位。邊板可分解為由三塊軸長、縱長和橫長不同的矩形塑料(或其它絕緣材 料)直面板重疊在一起構成的“凸”結構板。A板的橫長、軸長和縱長是0.2 lcm、外翻邊軸長和外翻邊縱長；與外翻邊相對應的A板的四周有與側口四周螺栓相對應的橫向穿孔。B 板的I側橫位、橫長、軸長和縱長是A板II側橫位、極板II側與導框軸縱壁I側間距、端構 軸長和端構縱長；A板和B板的軸縱中心均是側口的軸縱中心。C板的橫長、軸長、縱長、中 心縱位、上端軸位、I側橫位、II側橫位是通管壁厚(或端構I側與導框軸縱壁I側間距)、 B板軸長-B板通管上端以下部分軸長、兩導固內側縱長、B板中心縱位、B板上端軸位、B板 II側橫位、端構I側橫位。ABC板為一整體。柱體內空、導固與軸縱壁間、邊板與邊壁間、C 板與導固間、C板與通管上端間不讓海水浸入(導固與軸縱壁間、邊板與邊壁間、C板與導固 間、C板與通管上端間可通過涂防滲膏來實現)。附箱可這樣實現做好外翻邊、柱體和底壁 通過焊接制作出附體，通過沖剪金屬板制作出極板，再通過注塑(或其它工藝技術)制作出 墊套和邊板。上述ABC板是為了表述清楚，邊板是一道工序制作一次完成的，邊板最好選擇 有密封墊和絕緣功效的彈性材料。極板、附箱、方箱和端構電不連接。極板導線引出附箱外 簡單不贅述。附箱、邊板、墊套和極板的上述結構也可采用其他方式替代。例如直接在邊 壁外側加外表面有絕緣皮的極板和金屬皮，極板和金屬皮的軸長和縱長均是上述極板的軸 長和縱長，極板橫長是上述極板橫長，金屬皮橫長是0. 001 0. 01cm(也可以是其它數據、 越薄越好。金屬皮采用電鍍層最好)，極板內側橫位、軸位和縱位是邊壁外側橫位、軸位和縱 位；金屬皮內側橫位、軸位和縱位是極板外側橫位、軸位和縱位，金屬皮接地(具體設置依 電場分析決定)。方箱蓋由一蓋板、四壓條、一進管和一進管法蘭盤等構成，方箱蓋與淡化器 共軸線。蓋板是橫縱截面外輪廓線與箱體外翻邊橫縱截面外輪廓線同形的矩形鋼片。蓋板 側面在橫縱面內。蓋板的橫長、縱長和軸長等于箱體外翻邊的橫長、外翻邊縱長和壁厚；蓋 板上有數量、數據和位置與箱體外翻邊螺栓孔的數量、數據和位置相對應的軸向螺栓孔。蓋 板上有一個進口。進口為圓形(進口口徑依本文表述確定)，進口中心是蓋板中心。壓條為 矩形截面條柱(也可是其它結構)，壓條的橫長、縱長和軸長是箱體內空橫長、0. 5 3cm、 2 35cm(具體數據依本文表述和結構需要確定)。壓條材料為鋼材料。兩壓條的下端軸 位、縱向中心縱位是淡構上端軸位、淡構縱長三等分的中間兩位置的縱位，另兩壓條下端軸 位、縱向中心縱位是導固上端軸位、導固縱向中心縱位；壓條的橫位、上端軸位是箱體內空 橫位、蓋板下端軸位。蓋板與壓條成一整體。壓條也可采用使水流動順暢、淡構被壓住、導 固兩側水流不直接通過的其它設置。進管是一軸長為5 15cm、內徑等于進口直徑的鋼管 (進管軸長依本文表述確定，進管外徑是在其內徑確定后依所選材料)。進管軸線在軸向， 進口、進管、進管法蘭盤共軸線。方箱蓋可這樣實現取一塊鋼板，把其裁剪成長度和寬度均 等于箱體外翻邊長度和寬度的矩形，在上面鉆上螺栓孔，再把壓條焊在蓋板下端面壁上。把 進管上端口焊上進管法蘭盤，進管下端口焊在進口上。導框由一框體和一漏構等構成，框體 和漏構是一整體。框體是一截面為矩形、上下均無底壁的中空直柱體，框體的兩壁面在軸橫 面內、另外兩壁面在軸縱面內。框體的軸長、外形橫長、外形縱長和壁厚是5 45cm(要比 縱口直徑大2 35cm)、箱體內空橫長、兩導固外側間縱長、依強度需要、材料和工藝技術； 框體的縱向中心是箱體的縱向中心。漏構由一直三棱柱和若干通管等構成，棱柱缺一側壁 且上下有底壁，漏構壁厚與框體壁厚相同；所缺側壁在橫縱面內，兩側壁相同，兩側壁與軸 向成傾斜角度(兩側壁間角度一般在10° 170°，通常采用90° )；漏構下端的橫長、縱 長是框體的橫長、縱長，棱柱下端的兩棱接框體軸橫壁上端；兩底壁在軸縱面內、下端分別 接框體兩軸縱壁上端。通管為兩節外形尺寸相同、內形尺寸不同、軸橫截面相似的矩形環截6面的中空管，通管的軸線在軸向、下端接兩側壁上端；通管內形尺寸大的部分在上端、內形 尺寸小的部分在下端(以下把通管內形尺寸大的部分在內壁與內形尺寸小部分內壁間的 部分簡稱為凹缺)，內形尺寸小部分內空的橫長和縱長是淡構橫長-2X淡構軸縱壁橫長、 淡構縱長-2X淡構軸橫壁縱長，凹缺的軸長、橫長和縱長是0. 1 1cm、淡構橫長、淡構縱 長，橫向兩端的通管外側之間的橫長是框體橫長，通管壁厚要盡量薄，每一通管的橫縱中心 均是相應淡構的橫縱中心(通管位置也可與兩淡構間相對，此時相關部分的變化很簡單不 贅述。本文表述只涉及與淡構相對)，淡構下端軸位是凹缺下端軸位，淡構下端放在通管上 端的凹缺內。兩側壁與通管內空下端相接觸部分是在橫縱截面的尺寸和形狀與通管內空相 同的上下相通開口，開口與通管內空正好相接、上下貫通。導框的材料為塑料、或其它材料。 在導框材料采用塑料時，導框的單獨實現通過注塑(或其它工藝技術)完成。一淡構的兩 軸橫壁被卡在橫位相同、分別在兩導固上的兩相對卡口內。當海水場離淡化法應用于淡化 工廠的規模淡化時，淡化器可作如下處理變成淡化設施軸向和橫向置于水平面內、縱向在 鉛錘方向(本段的上方和下方均指在縱向)。取消導框、箱體的淡構下端以下部分、箱體一 軸橫壁和方箱蓋上的壓條，把剩下箱體軸橫壁置于水平面(箱體軸橫壁在下方)，使方箱剩 下部分及沒有壓條的方箱蓋等構成一上端有進管的水槽結構。在端構下端加上一與上底一 樣結構的底，取消端構與水槽底部相對的軸橫壁。增設一凹槽。凹槽的上下方的軸縱截面 分別為不同軸長和縱長尺寸的矩形，凹槽上方的縱長、軸長和橫長是導固縱長、導固軸長和 水槽內空橫長，下方的縱長、軸長和橫長是0. 5 3cm、導固軸長-0. 4 Icm和水槽內空橫 長，凹槽的上下方橫向軸線的軸位相同。增設2X淡構數量個通口。通口下方縱位、上方縱 位、軸向兩側軸位、橫向中心橫位和橫長是凹槽下方縱位、水槽底縱位、凹槽下方軸位和導 固外側軸位軸向向上(或向下)0. 5 2. 5cm〔依導固一側所有通口的總過流面積(或流 量)等于一淡構過流面積(或流量)設定該數據〕、淡構橫向中心橫位和淡構橫長-2X淡 構軸縱壁橫長。通口使凹槽下部與水槽內空水流相通。在能保證凹槽下部鹽份導出時，若 干對均勻分布的兩個軸向相對通口也可去掉。把導固軸長改為淡構軸長+0. 2 0. 6cm，卡 口的軸長改為淡構軸長，卡口的軸向中心是導固的軸向中心。下方的導固放在凹槽的上方。 增設兩導槽。導槽由一軸橫底壁和兩橫縱壁構成，兩橫縱壁等縱長、軸縱截面為“U”形，導 槽底壁在下方，導槽軸線在橫向。導槽甲的上方縱位、上端軸位是水槽底上方縱位、下端軸 位，導槽甲上端橫縱壁與水槽底下端相接成一整體；導槽乙的上方縱位、上端軸位是水槽軸 縱壁上方縱位、導槽甲下端軸位，導槽乙上端壁面上有與淡構下端相對應的開口，開口的縱 長和橫長是淡構內空截面的縱長和橫長；淡構下端用內空截面與通孔內空截面相同的直管 與導槽乙開口相接相通，直管上端的下方壁上有與通口相對應的、尺寸位置相同的“U”形 開口。側口、附箱及淡構的縱位作相應改變(比較簡單不贅述)，由于上述變化的其它相應 改變簡單不贅述。本文表述中未具體提及淡化設施部分一般只涉及淡化器。其它與上述結 構類似(或保留功能要素的變形結構)的淡化設施不贅述。淡化器其它變形結構在此不列 舉。在淡化器和水槽的橫長較長時，在中構之間可加若干中極。中極由一外表面有絕緣皮 的極板和兩端構等構成，兩端構的邊壁分別緊貼極板兩側。有中極時的導固上增設固定中 極的卡口，中極卡口的橫長等于極板橫長+2 X淡構橫長；相鄰極板間距相等，所有極板依 序交替與同一電源的兩輸出端相接。極板與邊壁、卡口之間不讓海水浸入(可通過涂防滲 膏來實現)。中極的端構、極板和卡口的其它設置及其它未盡設置與上面的表述相同。構件中要盡量采用標準件、通用件。上述中沒指明材料的構件均為鋼構件。構件中的鋼材料和 塑料均可用其它不影響淡化材料替代。直流電源可換為交流電源(不推薦使用)。實施實 現方法未提及可用其它實施實現方法替代處均可用其它實施實現方法替代。方箱、方箱蓋、 附箱和其它金屬構件制作好后要做浸塑、或噴漆、或其它措施，使其表面上有一層防腐絕緣 層。導電材料構件彼此電不導通(上述設置電連接的除外)；塑料構件中可加(或部分加、 或不加)金屬板片條骨架以增強其強度和穩定性；構件非接電源的金屬導電材料部分(包 括塑料構件中的金屬板片條骨架)應接地(不影響淡化器工作部分可不接地)。兩縱口也 可設置在箱體底部；兩縱口、兩縱管、兩縱管法蘭盤、軸口、軸管、軸管法蘭盤也可用其它相 同(或類似)功能結構替代；采用導框、導固、軸口和兩縱口的分離導流方式也可用其它分 離導流方式替代。淡化器的箱體底部可加一支撐支架(或臺構)。完成上述工作后，再把上 述構件組裝成一淡化器。淡化器是這樣組裝的在箱體底壁兩固條之間框體下端的對應處 放上密封墊圈，把導框放在二固條之間，把兩導固裝好，在通管凹缺內放上密封墊圈，把淡 構軸橫壁插入卡口內、下端插入凹缺內，在導固上端放上密封墊條。在箱體外翻邊上放上密 封墊圈，對好箱體外翻邊和方箱蓋上螺栓孔，把方箱蓋蓋在箱體上，用螺栓使箱體和方箱蓋 連接在一起。把墊套放進附體內、把極板放進凹陷內，放好邊板，把附箱螺栓孔與箱體上的 螺栓對好，緊固連接附箱和箱體的螺栓把二附箱裝好。在進行海水淡化時，極板接直流電源 兩端；進管法蘭盤接供水管法蘭盤，兩縱管法蘭盤和軸管法蘭盤分別接三排水管法蘭盤。在 能保證密封的情況下，上述的密封墊可部分(或全部)不要。密封墊圈、墊條和墊以構件相 接處部分的圖形為自己的環狀(或條狀)、簡單不贅述。上述的數據關系、數據和數據范圍 是依據表述簡便需要來進行的；在淡化器的設計制作中，除了依這些數據關系、數據和數據 范圍外，還要循下列途徑來確定淡化器的最終數據(一)依據海水含鹽量、物理學和化學 計算結果(或借用電滲析設備中的淡隔室和濃隔室流量設計數據方法)，用經驗法確定淡 化器最終流出的淡化水與濃海水重量比值、軸管和兩縱管流量比值、兩淡構間與淡構過流 面積比值等；設計時可依下列公式淡化水和濃海水重量比值=軸管和兩縱管流量比值= 兩淡構間和淡構過流面積比值。流量=流速χ過流面積。流量比值計算可簡化為過流面 積比值計算。(二)依據設計所要達到的每秒淡化水量、海水含鹽量、兩淡構間與淡構過流 面積比值、淡化水與濃海水重量比值，確定海水在淡化器內的流速、兩淡構間過流面積、淡 構過流面積。依據海水在淡化器內的流速、兩淡構間過流面積、淡構過流面積確定箱體內空 的橫長和縱長、淡構的橫長和縱長。(三)設定淡構間距。依據設定淡構間距、淡構橫長和 縱長，確定淡構數量。(四)依據海水的含鹽量、設計要達到的每秒淡化水量、物理學和化學 計算結果，設定極板電源電壓。依據確定的極板電源電壓，確定箱體內空軸長、淡構軸長。極 板電源電壓={ Σ 1. 93Χ IO5X每秒淡化水量X海水含鹽量比X鹽中某種鹽含量比X單 離子帶電荷量〕/〔(1-海水含鹽量比)X該種鹽摩爾質量〕} X {〔海水電阻率X兩淡構間 橫長〕/〔兩淡構間軸橫面積〕+金屬膜電阻}〔(計算時，其它鹽可用NaCl替代。使用值應 適當放大。在金屬膜孔徑較大或使用柵片替代金屬膜時，可不考慮金屬膜電阻)。(五)在 確定進管、兩縱管和軸管相關數據時，要使軸管、兩縱管流量和等于進管流量。進管、兩縱管 和軸管長度可長可短，一般應盡可能短，但不宜短過使用方便需要。(六)在設計中，前述數 據和數據范圍可能會顯得數據太小(或大)、涵蓋太窄(或廣)，此時依設計確定數據為最 終數據。
全文摘要
一種淡化設備極其簡單、造價極其低廉、使用極其方便、淡化能耗和淡化成本均極低的海水淡化方法。采用接電源的電極板提供電場，利用電場疊加，使緊貼電極板兩電極板間的空間內無電場、不緊貼電極板兩電極板間的其它空間被分隔成若干交替相間的有電場和無電場的小空間。把需要進行淡化的海水導入該大空間。導出有電場小空間內的淡化水和無電場小空間內的濃海水來使得淡化水與變濃海水分離。
文檔編號C02F1/48GK102030394SQ200910272300
公開日2011年4月27日 申請日期2009年10月6日 優先權日2009年10月6日
發明者羅國平 申請人:羅國平