[发明专利]海水电磁淡化法

权利要求书

1.一种海水(或苦咸水)淡化方法，绕组缠绕在铁芯上，绕组与交流电源接成回路。其特征是：在有涡旋电场(或电场)的空间内，把直柱形腔体(或相同功能腔体)沿涡旋电场线(或电场线)按使两只腔体之间有一定的间距，腔体的两相对表面与涡旋电场线(或电场线)相垂直的位置排列。使海水(或苦咸水)沿与涡旋电场线(或电场线)相垂直腔体侧面的方向流经腔体和两只腔体之间，把流经过腔体的海水(或苦咸水)和流经过两腔体之间的海水(或苦咸水)分别引向盛浓海水和淡水的容器(或具有相同功能结构)。利用以上机理实现淡化功能的结构叫淡化器。

2.根据权利要求1所述的海水(或苦咸水)淡化方法。其特征是：淡化器的典型结构是这样实现的：通过注塑或其它工艺，用塑料和金属网制成若干只扇罩管。扇罩管是底面为两相对边相等和两相对边不相等的“四边形”(下面把不相等的两相对大、小边所对应的管壁分别简称为：小边面、大边面，把相等的两相对边所对应的管壁简称为：等边面)扇形、两端均无底的中空柱体；小边面和大边面为弧面(或平面、或折面)，两等边面均为平面，两等边面不平行且成一定角度，扇罩管上端(即：迎着水流的一端，下同)口面与扇罩管的轴线相垂直(下面把该端口和端口面都简称为：平口端)，下端(即：背着水流的一端，下同)口面与扇罩管的轴线(或与大边面)约成135°左右的角度(下面把该端口和端口面都简称为：斜口端)。把这些扇罩管按大边面朝外排成一圆环状；在排列时，使两扇罩管之间有一定的间距且两扇罩管对应位置的间距相等，使这些扇罩管的内、外轴向边沿线成两圆柱体(下面把该两圆柱体分别简称为：内柱体和外柱体，把扇罩管围成的内空圆柱体简称为：扇柱体)。在扇柱体的内、外径不变的情况下，扇柱体中的扇罩管要尽可能地多。做一芯件。芯件是这样实现的：取长比扇罩管轴向长度长约20～40cm的铁管(或钢管)(下面把该铁管(或钢管)简称为：芯管)，在芯管上切一条轴向开口，开口的深度等于芯管管壁的厚度，开口的宽度要尽量窄，在芯管内填满与铁管(或钢管)等长的方形(或圆形)截面的硅钢条(或铁条、或钢条)，用浸漆(或浸环氧树脂)等方法使芯管与硅钢条(或铁条、或钢条)成一整体，并使芯管上的轴向开口得到填充。在距芯管一端口5～15cm(下面把芯管该区段简称为：短段)、距另一端口15～25cm(下面把芯管该区段简称为：长段)的芯管中间区段(下面把芯管该区段简称为：中段)的外表面缠上线圈绕组；绕组的外径比内柱体直径小约0.2cm，绕组缠好后用浸漆(或浸环氧树脂)等方法使绕组固定并与芯管成一整体；以上的两次浸漆(或浸环氧树脂)可以一次完成。做一能套在芯管加绕组上的套管。整个套管结构为三段：在中段和短段上的套管(下面把该套管简称为：中套)、在短段剩下部分上的套管(下面把该套管简称为：短套)、在长段上的套管(下面把该套管简称为：长套)；中套是内径等于绕组外径、两端无底的中空柱体，短套和长套的内径均等于芯管的外径，短套和长套均是一端口有一底、另一端口无底的中空柱体，短套的内空轴向长度约5～10cm，长套的内空轴向长度等于长段的轴向长度，中套的轴向长度等于芯管的轴向长度减去短套和长套的内空轴向长度。中套的外表面上有与扇柱体中扇罩管小边面相对应的轴向长方体形凹槽卡口，卡口的上端在距中套靠近短套上端口约0.1cm左右处，卡口的宽等于小边面的宽，卡口的长比中套的轴向长度略短0.1cm左右，卡口的深度约等于小边面的壁厚。套管薄处壁厚约0.1cm。套管是这样实现的：通过吹塑(或注塑、或其他工艺)用高强度有弹性的塑料把中套、短套和长套分别做出(制作时要留出相接的部分)，先把中套套在绕组外，再在留出相接部分上涂上胶水，再分别套上短套和长套并使相接的部分粘接在一起。扇罩管中的金属网的上端是平口、下端是斜口圆筒结构，圆筒结构放进塑料内后与扇罩管同形；金属网多为穿孔网。在金属网为编织网时，通过焊接等手段使扇金属网中所有的金属丝“断头”用金属丝连接成彼此相同的电通路，大边面和小边面内的金属网中的轴向金属丝至少有一根与所有的横向金属丝电路相通。金属网的目数越大越好，一般情况下，金属网的目数应在200目以上。从距上端1～2cm到距上端约等于中套的的轴向长度区段，等边面只有金属网没有塑料，而大边面、小边面和其余的等边面均是塑料内有金属网；在扇罩管能满足强度和工艺要求的情况下，有塑料的等边面的壁厚要尽可能地薄。在只有金属网的等边面，金属网的内表面与扇罩管同侧等边面其它部分的内表面横截面的形状和横向位置均相同。做一上柱管。上柱管是这样实现的：取一根铁管(或钢管)(下面把该铁管(或钢管)简称为：上管)，上管的轴向长度比短段加中段轴向长度长约5～10cm，上管内径比外柱体直径大约0.2cm。在上管的上端口焊上一外径等于上管外径且正中间有圆孔的圆环，圆孔上焊一铁管(或钢管)(下面把该铁管(或钢管)简称为：环管)，环管另一端焊上一法兰盘，环管上的法兰盘接进水管；在上管的下端口焊一法兰盘。在上管内放一塑料套(下面把该塑料套简称为：内套)，内套的外径等于上管的内径，内套的轴向长度等于中套的轴向长度，内套内侧上有与扇柱体中扇罩管大边面相对应的轴向长方体形凹槽卡口，卡口的宽等于扇罩管大边面的宽，卡口的上端在距内套的上端(装进上柱体后是靠近短套方向的一端)约0.1cm左右处，卡口的长比内套的轴向长度略短0.1cm左右，卡口的深度约等于大边面的壁厚。内套薄处的壁厚约0.1cm。内套通过注塑(或其他工艺)用高强度有弹性的塑料制造。做一下柱管。下柱管是这样实现的：取一铁管(或钢管)(下面把该铁管(或钢管)简称为：下管)，下管的轴向长度比长段的轴向长度长5～10cm，下管的内、外径等于上管的内、外径。在下管的上端口焊一法兰盘，该法兰盘与上管法兰盘完全相同，并且其上的螺栓孔与上管法兰盘上的螺栓孔正好相对。下管的下端口焊有一漏斗形结构；漏斗形结构由两支铁管(或钢管)(下面把该两铁管(或钢管)分别简称为：正管和斜管)和无大小底的内空斜圆台体构成，内空斜圆台体上有一个大口径端口(即：内空斜圆台体的大底)和两个小口径端口(其中之一的是内空斜圆台体的小底)；大口径端口在漏斗形结构的轴向一端，两小口径端口在漏斗形结构的轴向另一端；内空斜圆台体的大口径端口与下管下端口同形同尺寸并焊接在下管下端口上；内空斜圆台体的两小口径端口：一个的中心在下管的中轴线上，另一个的中心在距下管的中轴线约三分之二下管半径处；斜管焊在中心不在下管中轴线上的小口径端口上，斜管的中轴线与上管的中轴线平行，内空斜圆台体的小底中心在斜管的中轴线上，斜管的另一端口上焊有一法兰盘，该法兰盘接导出浓海水(或苦咸水)的水管；正管焊在中心在上管中轴线上的小口径端口处，正管的中轴线与上管的中轴线重合。做一漏斗管。漏斗管由呐吧口结构(下面把该呐吧口结构简称为：呐吧口)、口径较大一点的水管(下面简把该水管称为：大径管)和口径较小一点的水管(下面把该水管简称为：小径管)构成；呐吧口为无大小底内空正圆台体，呐吧口的大底面等于下管横截面圆，呐吧口中轴线与下管中轴线重合；在呐吧口大口径端口(即：大底)有表面与下管中轴线相垂直的外翻边，该外翻边的形状和尺寸与下管法兰盘完全相同，外翻边上有螺栓孔，螺栓孔与下管法兰盘上的螺栓孔相对；与漏斗管的小口径端口相接的是大径管，与大径管相接的是小径管，小径管的另一端上攻有外螺纹；大径管和小径管的中轴线与下管中轴线(或与呐吧口的中轴线)相重合，内空正圆台体的小底中心在大径管的中轴线上；呐吧口内表面与大径管中轴线所成的角度等于扇罩管下端口面与扇罩管的轴线(或小边面)所成的角度；大径管的内径比长套的外径约大3～10cm，大径管的外径比中套的外径约小0.5～2cm；呐吧口的轴向高度加大径管的轴向长度比长套的轴向长度约长3～10cm。小径管的外径等于正管的内径，其轴向长度比正管的端口到下管端口的轴向长度减去呐吧口的轴向高度和大径管的轴向长度约长1～2cm。呐吧口上有与扇柱体中扇罩管斜口端相对应的开口，开口在靠近上表面的部分与斜口端外轮廓线同形状、同尺寸，在靠近下表面部分与斜口端的内空腔是同形状、同尺寸。漏斗管通过注塑(或其他工艺)用高强度弹性小的塑料制成。做一铁磁质锁扣管，锁扣管是轴向长度大约为3～8cm、一端焊有法兰盘的中空圆柱体，该法兰盘接导出淡化水的水管；锁扣管的内径比小径管的外径略小，在锁扣管的内壁攻有可与小径管上的外螺纹相啮合的内螺纹。做三路衬(下面把该三路衬分别简称为：大路衬、小路衬和V路衬)。大路衬和小路衬均是在带有一底的铁质中空圆柱体外焊有均匀分布的呈放射状的等长等宽的矩形辐条，辐条的宽度等于柱体的高并焊接在柱体上。大路衬和小路衬中的柱体高均约为5～10cm，柱体的内径均等于短套(或长套)的外径；大路衬辐条外轴向边沿线构成的圆柱体的外径等于上管的内径，大路衬辐条另一端焊接在上管的内壁上，大路衬上端的轴向位置距上管上端口约为3～8cm的位置。小路衬辐条外轴向边沿线构成的圆柱体的外径略大于大径管的内径约0.2～0.5cm；V路衬是在无底铁质中空圆柱体外焊有呈放射状均匀分布的辐条，柱体的高均约为5～10cm，柱体的内径等于大径管的外径，辐条轴向外轮廓线构成圆柱体，圆柱体的外径等于下管的内径。辐条均为相同的等大小底边、等高的直角梯形，直角梯形辐条小底边的宽度等于柱体的高并焊接在柱体上，辐条直角梯形大底边的宽度等于柱体的高加上呐吧口的轴向高度减去呐吧口轴向厚度，辐条直角梯形的大底边焊接在下管的内壁上。V路衬上端的轴向位置距下管上端口0.3～0.5cm(或紧贴在漏斗管背面的位置)。大径管的内壁上有宽度等于小路衬辐条厚度的插口，插口的轴向长度和位置为从大径管上端口到V路衬柱体下端的轴向位置，卡口的深度约等于小路衬辐条外轴向边沿线构成的圆柱体的外径减大径管的内径。大路衬、小路衬和V路衬均可用铁皮冲压或热锻压、焊接得到。大路衬与上管间的焊接和V路衬与下管间的焊接均可在上管圆环未焊接前、下管呐吧口未焊接前进行。大路衬、小路衬和V路衬中的柱体可加一轴向开口，开口的深度等于柱体的管壁的厚度，开口的宽度要尽量窄。完成上述工作后，再把上述构件组装成一可用于淡化海水(或苦咸水)的淡化器。淡化器是这样组装的：把内套放进上管内(注意把其上卡口没有到端口的朝外)，把芯件套上套管，注意在绕组上端至中套上端间的套管内加一圆柱环形非导电非铁磁质填充块(这是为了减弱中套上部可能出现的变形)。把套上套管的芯件短段放进大路衬圆柱体内，为了防止水进入柱体内使柱体内锈蚀，可先在圆柱体内壁涂上防渗胶膏。使内套上的卡口与中套上的卡口相对，把扇罩管平口端朝外，把大边面和小边面与内套上的卡口与中套上的卡口对好，把扇罩管的平口端插入内套上的卡口与中套上的卡口之间，并一直插到底。把小路衬的辐条插入到大径管内壁的插口内(注意使小路衬圆柱体有底的一端朝漏斗管下端)。在上管法兰盘上放上胶皮垫圈，把组装在一起的芯件、套管、内套、上柱管和扇罩管端起，把芯管的长段放进小路衬的圆柱体内，为了防止水进入圆柱体内使圆柱体内锈蚀，可先在圆柱体内壁涂上防渗胶膏；再把斜口端与呐吧口上的开口对好，轻缓地使斜口端插入呐吧口上的开口内；在下管法兰盘上放上胶皮垫圈；对好上管法兰盘、漏斗管翻边和下管法兰盘上的螺栓孔，先把漏斗管上的小径管放进V路衬的圆柱体内，再把漏斗管上的小径管插入正管内，为了防止V路衬和正管锈蚀，可先在它们的内壁涂上防渗胶膏；用螺栓使上管法兰盘、漏斗管翻边和下管法兰盘连接在一起；在正管上放上胶皮垫，把锁扣管上在小径管上。通过喷漆(或采用防腐材料、或其他手段)，对淡化器内所有与海水(或苦咸水)相接触的金属构件作防锈蚀、防导电处理。绕组的引出线引出的路径很多，这里不再赘述。上述的尺寸和尺寸范围的表述是依据表述的方便来进行的，在实际的运用中，应首先依据海水(或苦咸水)的盐浓度、淡化器内海水(或苦咸水)的流速(事先设定的)来确定绕组的轴向长度、匝数、绕组导线直径、绕组导线中电流大小和变化频率、芯件中铁管(或钢管)直径、等边面宽度、大小边面宽度……等(这些均可通过物理学计算得到，使用值比计算值大10～20％即可)；其次，依据上述部分数据确定上管、环管、下管、斜管、正管、套管、漏斗管等尺寸；第三，依据磁路计算和上面部分数据算出大路衬、小路衬和V路衬尺寸；第四，在确定斜管和正管尺寸时，要使斜管和小径管内空截面积的比例等于扇罩管内空和扇罩管之间的面积比；要使斜管和小径管内空截面积的和等于环管内空截面积。第五，扇罩管内空和扇罩管之间的面积比依照物理学和化学计算得到，其基本原则是使扇罩管内离子扩散力不大于扇罩管上净电荷对离子的作用。