【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及波浪能发电及海水淡化，特别涉及一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置。
技术介绍
1、如今，世界上许多地区都面临着严重的淡水短缺问题，一方面可用的淡水资源是有限的，地球只有1％的水可用于人类和生物圈活动；与此同时，全球变暖导致更多的水资源蒸发，可使用的水资源含量减少。另一方面，农业和工业的发展造成了淡水需求量的巨大增加。为了应对淡水短缺的挑战，近几十年来，海水淡化作为最有效的解决方案之一得到了广泛的研究，因为海洋是一个巨大的水资源，占地球水资源的97％。
2、目前主要的海水淡化技术包括：电容性吸附海水淡化技术，然而双电层电容的容量较低，盐离子吸附容量也较低，导致该方法只适合低浓度盐水淡化；双离子电化学海水淡化技术中，脱盐容量受到电极材料本征特性的限制，而且电极材料需要再生，无法实现连续的海水淡化过程；使用电渗析海水淡化技术则能源消耗量过大，经济效益不高；在太阳能海水淡化技术中，选址方便灵活，城市中的楼顶、空地都可以被应用，但是受气候限制，只能在阳光照射中工作，另外太阳能板材料还存在环境污染问题。因此，迫切需要开发一种新型的使用清洁能源且能够持续不间断地实现海水淡化的技术。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，利用海水的水动能发电并实现持续海水淡化的功能，提高经济效益及环保性。
2、根据本专利技术实施例的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，包括：p>
3、动力装置，设有水轮；
4、发电装置，包括摩擦发电机构和电磁发电机构，摩擦发电机构设有第一转子，电磁发电机构设有第二转子，水轮、第一转子和第二转子同步旋转；
5、脱盐装置，包括电极腔和盐流腔，电极腔包括设于盐流腔两侧的阳极腔与阴极腔，阳极腔与阴极腔相互连通并装有电解质液，电极腔与发电装置电连接，盐流腔包括浓缩腔和淡化腔，电极腔与盐流腔之间设有阳离子交换膜，浓缩腔与淡化腔之间设有阴离子交换膜；
6、流动的含盐液流能够带动水轮旋转并流经盐流腔，水轮旋转能够带动第一转子和第二转子旋转实现发电，发电装置可把电能输送至电极腔，使电解质液在电极腔中产生氧化还原反应，使盐流腔内产生电磁场，进而使含盐液流中的阴离子穿过阴离子交换膜而聚集于浓缩腔中，以对含盐液流进行脱盐。
7、根据本专利技术实施例的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，至少具有如下有益效果：本实施例设置有动力装置、发电装置和脱盐装置，动力装置设有水轮；发电装置包括摩擦发电机构和电磁发电机构，摩擦发电机构设有第一转子，电磁发电机构设有第二转子，水轮、第一转子和第二转子同步旋转；脱盐装置包括电极腔和盐流腔，电极腔包括设于盐流腔两侧的阳极腔与阴极腔，阳极腔与阴极腔相互连通并装有电解质液，电极腔与发电装置电连接，盐流腔包括浓缩腔和淡化腔，电极腔与盐流腔之间设有阳离子交换膜，浓缩腔与淡化腔之间设有阴离子交换膜。流动的含盐液流能够带动水轮旋转并流经盐流腔，水轮旋转能够带动第一转子和第二转子旋转实现发电，发电装置可把电能输送至电极腔，使电解质液在电极腔中产生氧化还原反应，使盐流腔内产生电磁场，进而使含盐液流中的阴离子穿过阴离子交换膜而聚集于浓缩腔中，以对含盐液流进行脱盐。在本实施例中通过使用摩擦纳米发电机和电磁发电机的组合，能够实现在宽频段水波下有效转化水动能，实现稳定且可持续的自发电，以保证持续的海水淡化功能。使用流动电极脱盐装置进行脱盐，电解质可循环流通并不断发生反应，在持续的电能供应下可产生持续的电子转移，无需消耗电极材料，较为环保。
8、根据本专利技术的一些实施例，发电装置设有转轴，水轮、第一转子和第二转子装设于转轴上，以实现同轴同步旋转。
9、根据本专利技术的一些实施例，摩擦发电机构设有第一定子，第一定子上设有若干个沿周向布置的定子极片，第一转子上设有若干个沿周向间隔布置的转子极片，定子极片与转子极片之间设有摩擦膜，在分隔定子极片和转子极片的同时能降低摩擦阻尼。
10、根据本专利技术的一些实施例，电磁发电机构设有第二定子，第二定子上沿周向布置有若干个线圈，第二转子上沿周向布置有若干个永磁体，第二转子与第二定子之间设有滚珠，通过滚珠降低第二转子与第二定子之间的摩擦阻力，降低动能损耗。
11、根据本专利技术的一些实施例，第二转子设有至少两个，两个第二转子分别设于第二定子的两侧，有助于提升发电效率。
12、根据本专利技术的一些实施例，阳极腔与阴极腔上设有电极片，电极片位于远离盐流腔的一侧，使电解质液在电极腔中产生氧化还原反应而实现有效的离子交换。
13、根据本专利技术的一些实施例，电解质液可选用k3[fe(cn)6]或k4[fe(cn)6]电解液。
14、根据本专利技术的一些实施例，水轮上沿周向设有若干个驱动部，流动的含盐液流能够推动驱动部以实现水轮旋转。
15、根据本专利技术的一些实施例，驱动部内具有凹陷的容纳腔，含盐液流流动时能够推动容纳腔的内壁，以实现推动水轮。
16、根据本专利技术的一些实施例，水轮还连接有水泵，水轮旋转时能带动水泵以驱动电解质液在阳极腔与阴极腔之间循环流动，使氧化还原反应更充分，进而提升离子交换效率。
17、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述发电装置设有转轴，所述水轮、所述第一转子和所述第二转子装设于所述转轴上，以实现同轴同步旋转。
3.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述摩擦发电机构设有第一定子，所述第一定子上设有若干个沿周向布置的定子极片，所述第一转子上设有若干个沿周向间隔布置的转子极片，所述定子极片与所述转子极片之间设有摩擦膜。
4.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述电磁发电机构设有第二定子，所述第二定子上沿周向布置有若干个线圈，所述第二转子上沿周向布置有若干个永磁体，所述第二转子与所述第二定子之间设有滚珠。
5.根据权利要求4所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述第二转子设有至少两个，两个所述第二转子分别设于所述第二定子的两侧。
6.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述电解质液可选用K3[Fe(CN)6]或K4[Fe(CN)6]电解液。
8.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述水轮上沿周向设有若干个驱动部，流动的所述含盐液流能够推动所述驱动部以实现所述水轮旋转。
9.根据权利要求8所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述驱动部内具有凹陷的容纳腔，所述含盐液流流动时能够推动所述容纳腔的内壁，以实现推动所述水轮。
10.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述水轮还连接有水泵，所述水轮旋转时能带动所述水泵以驱动所述电解质液在所述阳极腔与所述阴极腔之间循环流动。
...【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述发电装置设有转轴，所述水轮、所述第一转子和所述第二转子装设于所述转轴上，以实现同轴同步旋转。
3.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述摩擦发电机构设有第一定子，所述第一定子上设有若干个沿周向布置的定子极片，所述第一转子上设有若干个沿周向间隔布置的转子极片，所述定子极片与所述转子极片之间设有摩擦膜。
4.根据权利要求1所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述电磁发电机构设有第二定子，所述第二定子上沿周向布置有若干个线圈，所述第二转子上沿周向布置有若干个永磁体，所述第二转子与所述第二定子之间设有滚珠。
5.根据权利要求4所述的一种基于摩擦电磁发电机的海水自淡化装置，其特征在于，所述第二转子设有至少两个，两个所述第二转子分别设于所述第二定子...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴金鸿，訾云龙，夏欣，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：
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