水質處理設備的製作方法
2023-08-04 03:14:46 1
專利名稱：水質處理設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可將海水進行淡化與過濾的飲用水處理技術，亦可為一種汙水的過濾處理技術，具體涉及一種水質處理設備。
現有技術人類生活中不可或缺的水，可由其固態、液態或氣態的三相進行變化。水在地球上形成一循環系統，在地球表面佔總面積達四分之三的水域所蒸發的水汽，經凝結而降至地面上，即成為水資源的主要來源。而此等經水循環過程所提供的水資源，理論上應不匱乏。但由於水汽凝結而降水的過程，受限於氣象條件的配合，並非人為可隨時掌控，因此無法隨時隨地因應需要來控制降水，因此，一旦氣候異常導致長期缺雨，即會造成旱災；反之，豪雨不停則成水災。同時在氣候乾燥地區，大氣溼度偏低，降水不易，將使乾旱愈加嚴重；而溼潤地區則因大氣水汽的補充容易，降雨頻繁，常陷於水患的惡性循環。此等降水在空間分布的不平均，使得水資源的分配在世界各地有極大的差異。由此可知，水資源雖可經水循環的過程而不斷生成，但因降水受時間與空間的影響，無法依實際的需要在世界各地獲得滿足，因此水絕非是取之不盡、用之不絕的再生資源。
專家預估，下半世紀地球將會增加30億人口並且面臨嚴重水資源短缺的問題，事實上目前已有許多國家缺乏足夠的飲水，導致無法滿足生活、衛生需求及糧食生產。依據全球水資源分配的調查，臺灣列名全世界排名第18的缺水地區。另，預計到公元2050年，印度將會增加519(百萬)人口和中國211(百萬)人口。這些和其它面臨水資源短缺的國家，其人口成長將迫使數百萬計的人面臨水枯竭的挑戰。
為解決部分地區水資源缺乏的困境，海水淡化的技術，近年來相當受到重視，其也是解決鄰海國家缺水的不二方法。海水淡化(Desalination)技術，乃是利用能源將鹽水(Saline Water)分離成兩部分，一部分為含鹽極低的淡水(Fresh Water)，另一部分則為含高鹽量的滷水(Brine)，由此可達到海水淡化的目的。
習知海水淡化方法之一的逆滲透法，自公元1970年代後期發展出第一座海水淡化廠以來，一直是最具競爭力的處理技術的一。逆滲透法的原理是利用半透膜中分子晶格空隙對水及鹽類溶解度的差異而將其分離。在半透膜兩側分別為淡水及含鹽類的溶液。依熱力學定律，物質會向較低化學勢能的方向移動，因鹽水的化學勢能較清水低，故由淡水一側會產生滲透流，通過膜面，進入鹽水溶液，直到膜兩側化學勢能達到平衡為止。當兩側的壓力差等於滲透壓時，則達到平衡狀。若在鹽水一側施以一大於滲透壓的壓力時，則鹽水的化學勢能會高於清水，而使鹽水中的水份，通過膜面流向清水側，此種現象即稱為逆滲透。傳統逆滲透的海水處理，雖廣為應用，但其存在設備建置造價昂貴、耗材費用高、維修不易等缺點，特別是制水比率僅在1∶0.3而已，換言之有約70％的處理廢水需排放回流，造成極大汙染。再者，設備易被海水腐蝕，且處理後的水不符飲用水標準，是以，該種設備仍具缺失另一種海水淡化主要方法之一為電透析法，電透析法是將無數的陰/陽離子薄膜，交錯的串聯在一起，電解質溶液則在膜間流動，兩側施以直流電電壓後，陽離子將移向陰極而陰離子將移向陽極。其中陰離子可順利通過陰離子薄膜，但是再往前時卻會被鄰近的陽離子膜阻擋，反之，陽離子也僅能通過陽離子膜，而無法通過陰離子膜。最後乃得以分離出低電解質濃度的溶液(淡水)以及高電解質濃度的溶液(滷水)。以電透析法進行水處理，存在設備建置造價昂貴、耗材費用高、維修不易等重大缺點。
至於其它的海水淡化方法，例如多級閃化法、蒸餾壓縮法、多效蒸餾法、冷凍法、太陽能蒸餾法、水合物法、溶劑萃取法……等，普遍存在諸多不利於實施或應用的缺失。
實用新型內容本實用新型主要目的在於提供一種可付諸實現與應用的海水淡化處理設備。
本實用新型的水質處理設備，包括有振蕩蒸餾裝置與冷卻裝置，其中該振蕩蒸餾裝置，在一桶體設置有入水管，該桶體內部設置有加可以產生熱能的熱組件與磁石振蕩組件；該磁石振蕩組件，為取材自礦石且經人造加工過的磁石結構；該桶體頂部設置有蒸氣排出口，且桶體底部設置有洩水管；該蒸氣排出口，利用管路連接到冷卻裝置；該冷卻裝置，為一將蒸氣冷卻後變化成水並輸出的桶體。
其中，該冷卻裝置的桶體，頂部設置有噴霧器，該噴霧器頂部與管路連通。
其中，該冷卻裝置，包括一冷卻水入口，其分支有第一管體與第二管體，其中的第一管體，自桶體頂部進入，連接至頂端冷卻循環單元，該頂端冷卻循環單元呈繞圈方式設置於桶體頂部，依次連接至一輸水管、一側壁冷卻循環單元、另一輸水管及一排水管；該第二管體，連通至懸置冷卻循環單元，其呈繞圈方式設置於桶體中間，該懸置冷卻循環單元連接有導水管連通至貯水室，該貯水室位於懸置冷卻循環單元下方，又貯水室設有溢流管，溢流管頂部的開口恰位於貯水室內，溢流管末端另與排水管連接；另於貯水室外圍區隔有導水室，且連通有一飲用水排出口。
其中，該磁石振蕩組件，是將磁石包覆於一表面具有若干孔洞的殼體內。
其中，該冷卻裝置，包括有第一進水口、頂端冷卻循環單元、導流組件、側壁冷卻循環單元及第一出水口組成的冷卻水流通路線；另，該冷卻裝置中還包括有第二進水口、懸置冷卻循環單元、導水管及第二排水口組成的水流循環；又該冷卻裝置還包括有第三進水口、底端冷卻循環單元及第三排水口組成的水流循環。
其中，該導流組件呈螺旋狀設於側壁冷卻循環單元內。
採用以上方案的水質處理設備，振蕩蒸餾裝置中包括有加熱組件與磁石振蕩組件，利用加熱與蒸餾方式配合特殊的磁石振蕩過濾，可取得去除鹽份與雜質的純淨水，續經冷卻裝置降溫處理後，即可獲得過濾淡化後的飲用水，藉以達到海水淡化、解決水荒等主要目的。
本實用新型具體存在的優點為處理後的水質佳，且具有高制水比率(約為1∶0.93)，且建置與維護成本低，保養容易，極具利用和實施價值。
圖1為本實用新型的剖面示意圖。
圖2為本實用新型中冷卻裝置的剖面結構示意圖。
圖3為本實用新型中冷卻裝置的立體剖面結構示意圖。
圖4為本實用新型中冷卻裝置的頂視結構示意圖。
圖5為本實用新型的使用狀態示意圖。
圖6為本實用新型中磁石振蕩組件的立體外觀圖。
圖7為本實用新型中磁石振蕩組件的剖面結構圖。
圖8為本實用新型中冷卻裝置另一實施例的立體剖面圖。
圖9為本實用新型中冷卻裝置另一實施例的剖面圖。
圖中主要組件符號說明1----振蕩蒸餾裝置，10---桶體，11---入水管，12---加熱組件，13---磁石振蕩組件，131--磁石，132--孔洞，133--殼體，14---蒸氣排出口，15---洩水管，21---管路，3----冷卻裝置，30---桶體，31---噴霧器，38---導水室，39---飲用水排出口，4----冷卻水入口，41---排水管，51---第一管體，52---頂端冷卻循環單元，53---輸水管，54---側壁冷卻循環單元，55---輸水管，61---第二管體，62---懸置冷卻循環單元，63---導水管，64---貯水室，65---溢流管，7----冷卻裝置，71---第一進水口，72---頂端冷卻循環單元，73---導流組件，74---側壁冷卻循環單元，75---第一出水口，76---第二進水口，77---懸置冷卻循環單元，78---導水管，79---第二排水口，81---第三進水口，82---底端冷卻循環單元，83---第三排水口。
具體實施方式
茲謹就本實用新型水質處理設備的詳細內容，及其所產生的功效，配合附圖，舉一較佳實施例說明如下。
首請參閱圖1、圖2、圖3與圖4所示，本實用新型水質處理設備，主要包括有振蕩蒸餾裝置1與冷卻裝置3，其中該振蕩蒸餾裝置1，包括一可容置液體的桶體10，適當處設置有入水管11，該桶體10內部設置有加熱組件12與磁石振蕩組件13，該加熱組件12可以產生熱能，當桶體10內存在水時，可就水進行升溫加熱的作用；至於該磁石振蕩組件13(如圖6與圖7)，是為一取材自礦石且經人造加工過的磁石結構，其具有將水中的金屬分子與有毒物質吸附過濾的作用。該磁石131可以是被包覆於一表面具有若干孔洞132的殼體133內，該孔洞132可提供水的出、入，且磁石131本身具有細小的毛細孔，亦可提供水分子流通，同時並攔阻水中的金屬分子與有毒物質；前述桶體10頂部設置有蒸氣排出口14，且桶體10底部設置有洩水管15，具體來說，洩水管15可用以排出滷水。
前述蒸氣排出口14，利用一管路21連接到冷卻裝置3，該冷卻裝置3，包括一桶體30，頂部設置有噴霧器31，該噴霧器31頂部與管路21連通，為使冷卻裝置3獲致良好的冷卻效果，該桶體30採循環式水冷方式進行冷卻。包括一冷卻水入口4，其分支有第一管體51與第二管體61，其中的第一管體51，自桶體30頂部進入，連接至頂端冷卻循環單元52，該頂端冷卻循環單元52呈繞圈方式設置於桶體30頂部，而後連接至輸水管53，再連接至側壁冷卻循環單元54，而後經輸水管55最後由排水管41輸出；至於第二管體61，連通至懸置冷卻循環單元62，其呈繞圈方式設置於桶體30中間適當處，特別是噴霧器31下方，該懸置冷卻循環單元62連接有導水管63，可連通至貯水室64，該貯水室64位於懸置冷卻循環單元62下方，又貯水室64適當處設有溢流管65，溢流管65頂部的開口恰位於貯水室64內，溢流管65末端另與排水管41連接；另於貯水室64外圍區隔有導水室38，且連通有一飲用水排出口39。前述冷卻水入口4內，可流通有冷卻用的水、氣態氮氣或液態氮。
本實用新型實施時，如圖5，將海水自入水管11導入桶體10內，令加熱組件12啟動產生熱能並就海水進行蒸餾，海水於桶體10內因溫度變化不斷翻攪，往複流通於磁石振蕩組件13間，利用磁石振蕩組件13可將水分子分解至最小，並破壞分解過濾出有毒物質與重金屬並留存於磁石振蕩組件13處，至於被加熱達到沸點的水轉變形成蒸氣並上升，經通過蒸氣排出口14、管路21來到冷卻裝置3，經由噴霧器31向桶體30內噴出蒸氣，該蒸氣可附著於桶體30內各處壁面，經環圍的冷卻降溫後，蒸氣轉變成液態水，引流至導水室38並由飲用水排出口39送出，此時的排出水，已完成處理而可直接飲用。
前述冷卻水，當由冷卻水入口4進入第一管體51後，經頂端冷卻循環單元52、輸水管53、側壁冷卻循環單元54、輸水管55而由排水管41輸出；另一迴路的冷卻水，由第二管體61、懸置冷卻循環單元62、導水管63流至貯水室64，當貯水室64內的冷卻水水位高過溢流管65，方由溢流管65流出至排水管41。顯見，本實用新型的冷卻系統，三百六十度環設於整個桶體30內，具有絕佳的冷卻效果與效率。
由於本實用新型的磁石振蕩組件13可將水分子分解至最小，並將分解過濾出的有毒物質與重金屬留存於磁石振蕩組件13間，因此，維護時只需將磁石振蕩組件13取出，以高周波或其它方式進行去除雜質的程序即可，相當方便、容易且低成本。
本實用新型除可應用於海水的淡化外，汙水等各式水質的處理皆屬本實用新型可應用與保護的範圍。
前述設備中，冷卻裝置3可相對于振蕩蒸餾裝置1適當形成有一負壓，使致該冷卻裝置3可相對于振蕩蒸餾裝置1具有吸取的作用。
再請參閱圖8與圖9，為本實用新型冷卻裝置7的另一實施例，該結構中包括有第一進水口71、頂端冷卻循環單元72、導流組件73、側壁冷卻循環單元74及第一出水口75，其可形成一冷卻水的流通路線，其中，該側壁冷卻循環單元74中的螺旋狀導流組件73，可導引水流環繞冷卻裝置7並朝向第一出水口75流通；另，該冷卻裝置7中還包括有第二進水口76、懸置冷卻循環單元77、導水管78及第二排水口79，其間可形成水流循環；又該冷卻裝置7還包括有第三進水口81、底端冷卻循環單元82及第三排水口83，其間可形成水流循環；藉此，該冷卻裝置7四周完全遍設有冷卻水流通，本實施例相較於前一實施例，具有更完善的冷卻效用。
綜上所述，本實用新型水質處理設備，雖通過前述實施例來描述，但仍可變化其形態與細節，在不脫離本實用新型的精神下達成。前述較佳實施例，僅是本實用新型可以具體實施的方式之一，但並不以此為限制。
權利要求1.一種水質處理設備，包括有振蕩蒸餾裝置與冷卻裝置，其中該振蕩蒸餾裝置，在一桶體設置有入水管，該桶體內部設置有加可以產生熱能的熱組件與磁石振蕩組件；該磁石振蕩組件，為取材自礦石且經人造加工過的磁石結構；該桶體頂部設置有蒸氣排出口，且桶體底部設置有洩水管；該蒸氣排出口，利用管路連接到冷卻裝置；該冷卻裝置，為一將蒸氣冷卻後變化成水並輸出的桶體。
2.如權利要求1所述的水質處理設備，其特徵在於，其中該冷卻裝置的桶體，頂部設置有噴霧器，該噴霧器頂部與管路連通。
3.如權利要求1或2所述的水質處理設備，其特徵在於，其中該冷卻裝置，包括一冷卻水入口，其分支有第一管體與第二管體，其中的第一管體，自桶體頂部進入，連接至頂端冷卻循環單元，該頂端冷卻循環單元呈繞圈方式設置於桶體頂部，依次連接至一輸水管、一側壁冷卻循環單元、另一輸水管及一排水管；該第二管體，連通至懸置冷卻循環單元，其呈繞圈方式設置於桶體中間，該懸置冷卻循環單元連接有導水管連通至貯水室，該貯水室位於懸置冷卻循環單元下方，又貯水室設有溢流管，溢流管頂部的開口恰位於貯水室內，溢流管末端另與排水管連接；另於貯水室外圍區隔有導水室，且連通有一飲用水排出口。
4.如權利要求1所述的水質處理設備，其特徵在於，其中該磁石振蕩組件，是將磁石包覆於一表面具有若干孔洞的殼體內。
5.如權利要求1或2所述的水質處理設備，其特徵在於，其中該冷卻裝置，包括有第一進水口、頂端冷卻循環單元、導流組件、側壁冷卻循環單元及第一出水口組成的冷卻水流通路線；另，該冷卻裝置中還包括有第二進水口、懸置冷卻循環單元、導水管及第二排水口組成的水流循環；又該冷卻裝置還包括有第三進水口、底端冷卻循環單元及第三排水口組成的水流循環。
6.如權利要求5所述的水質處理設備，其特徵在於，其中該導流組件呈螺旋狀設於側壁冷卻循環單元內。
專利摘要本實用新型公開一種水質處理設備，該設備尤指海水水質的淡化過濾處理設備，或是汙水的水質過濾處理設備。該處理設備包括有振蕩蒸餾裝置與冷卻裝置，振蕩蒸餾裝置中包括有加熱組件與磁石振蕩組件，利用加熱與蒸餾方式配合本實用新型特殊的磁石振蕩過濾，可取得去除鹽份與雜質的純淨水，經冷卻裝置降溫處理後，可獲得淡化後的飲用水。本實用新型具有水質佳與高制水比率等突破性優點，且建置與維護成本低，保養容易，富具產業利用價值。
文檔編號C02F103/08GK2926193SQ20062011854
公開日2007年7月25日 申請日期2006年6月6日 優先權日2006年6月6日
發明者陳春榮 申請人:陳春榮