專利名稱：水凈化裝置和方法
水凈化裝置和方法發明背景 1.發明領域本申請要求于2009年4月1日提交的澳大利亞臨時專利申請第2009901343號的優先權，且該臨時專利申請在此各自地通過引用整體并入。本發明涉及水的凈化。更具體地說，在此公開的裝置涉及用于通過熱和蒸餾來凈化水的易使用的裝置和方法，其通常是模塊化的構造，且通過堆疊式模塊化蒸發器的應用提升效率，使得每個蒸發器依次地由最下方蒸發器向上堆疊，以借助通過提供獨特的煙囪系統從下方蒸發器傳遞熱來提升效率。2.已有技術正如世界衛生組織貼切地描述的，凈水是基本的人權，且沒有它社會將消亡和滅亡。另外注意的是，超過十億的人沒有用于飲用且衛生的淡水的可靠供應。隨著人口的增加，由于增加的世界居民，世界將持續面臨愈加嚴重的凈水短缺。這樣的短缺在第三世界國家尤其嚴重，如在非洲和亞洲。值得注意的是，隨著用于人類的可用淡水越來越缺乏，目前有持續增加的可能轉換為淡水的受污染的水的量。此污染通常是由自然與農業的流失和在污水處理系統中淡水的使用造成的。在有海濱的國家中，另一種可用的潛在淡水資源是大量鹽水，其可被處理為可飲用水。此外，隨著世界人口持續增加，對于淡水不能滿足的需求將更加嚴重，尤其是在可能被氣候變化影響的干旱和半干旱地區。如上所述，鹽水、鹽味水、污水污染的水和其他含有固體和污染物的水是淡水的潛在可利用資源。大量此類用于轉換這些未利用的潛在淡水資源的技術已經存在。此常規系統采用多樣化的技術，例如反滲透、蒸發和蒸汽壓縮。但是，鹽水脫鹽和/或鹽味水及污水污染的水的凈化的這些常規的已有技術方法在那些缺乏技術教育人才同時缺乏運行凈化裝置所需的能源的國家中，并不能很好的適用。在使用蒸餾過程或者通過反滲透過濾的常規凈化中，因為高運行成本，所以對于貧窮國家有顯著的限制因素，此高運行成本是與加熱水以產生蒸汽或在反滲透中運行泵以產生使用過濾器的壓力相關的。為了殺死存在于被污染水中的病原體，例如存在于污水或類似的被污染水中的病原體，需要將水加熱到至少171攝氏度的溫度。此溫度必須被達到和保持，從而轉化在第三世界國家中廣泛存在的被污染水和污水，借以殺死所有病原體而使水可飲用。另一方面，反滲透在環境溫度下運行，而在殺死病原體所需的高溫下不適用。因此，反滲透處理單元通常不能提供使水變為無潛在危險病原體的過濾方法的保障。所以，反滲透設備不能勝任將大多數國家大量存在的污水污染的水變為瓶裝飲用水。因為這些系統的高能源需求，以及不斷上漲的能源價格成本，成本成為生產飲用水的主要因素以及在貧困國家的嚴重限制因素，這些國家負擔不起生產用于水凈化系統的熱或抽水所需的能源的方法。另一種已經使用的凈化方式是將水暴露在紫外光下。但是，如果被處理的水中具有保護生物的顆粒或固體，則UV光可能無效，因此并不可靠。常規反滲透系統，盡管對于鹽味水尤其是鹽水的凈化非常有效，但卻需要大量的泵以產生將水壓入通過過濾單元的可運行的壓力。因此，此技術通常僅在有能力的國家中被采用，此能力即支付電力運行成本用以給泵供電，從而提供過濾水所需的壓力。此外，對于鹽水脫鹽，當水被凈化時，下游組件及過濾器中鹽的濃縮，會導致過濾系統和系統的其他組件嚴重結垢。當凈化鹽味水或類似地污水污染的水時，顆粒必須從設備和過濾器中移除。隨著時間的推移，這導致常規系統需要經常的維護，從而需要更換壓力系統中的過濾元件，以及清洗基于熱的系統中的組件及導管。在地球上有既無文化又貧窮的人民的區域，由高維護產生的這些運行成本限制了大多數此類系統的使用。因此，對高效、運行廉價且無需經常維護的用于水凈化和/或脫鹽的方法和裝置存在持續的需求。這樣的系統應能夠產生過熱蒸汽，此蒸汽是清除污水污染的水中的病原體以及清除鹽水中的鹽所需要的。此系統需要將維護簡化至有少量知識的操作員也可操作的程度。此系統應在處理過程中高效地使用能源，從而在具有低收入及少量能源的國家使用。發明概述在本文中公開和描述的水凈化及脫鹽裝置提供對于已有技術提到的缺陷的獨特且新穎的解決方案。本文中的水凈化系統通過模塊化組件的使用而可適用于所需的水輸出，該模塊化組件可組裝成塔，而此塔可組裝成一組塔，每個塔都吸入被污染水或鹽水并輸出干凈的水。進一步說，利用獨特的蒸發器及其一起的堆疊，和蒸汽不同尋常的應用，所公開的系統能夠產生超過170攝氏度的溫度，如上述，此溫度用于產生過熱蒸汽，以治理污水、其他被污染水和鹽水，使其變為可飲用的。但是，蒸汽可在極低的能源成本下產生，這歸因于蒸發器、加熱室及蒸汽不同尋常的獨特的堆疊構型。此裝置實現了使輸入水經受超加熱處理以使其變為可飲用的方法，此裝置采用了該多個蒸發器，其中每個蒸發器都具有內部加熱室，加熱室設置有內部恒溫控制的制冷裝置，以控制形成塔的所述加熱室中的冷凝率。每個塔都是由該堆疊構型中的具有模塊化加熱室的這些蒸發器構造的，在裝配時，此構型可提供向上流動的煙_效應，此向上流動包括生成的過熱蒸汽及用于在獨立加熱室中生成蒸汽的熱。蒸汽由預熱的水的霧噴灑進入加熱室以去除較大固體而形成，預熱的水可能是最初過濾的水。水在換熱器中預熱至大致98到100攝氏度，此溫度可快速生成水的細霧蒸汽，此蒸汽而后以向下噴射的錐形霧的形態注入每個預熱的室，此向下噴射的錐形霧的設計使得霧分子不接觸加熱室的內側表面，因此使壁上的固體積聚降至最低，且避免了經常清洗所述壁的需要。在形成塔的有序堆疊的一組模塊化蒸發器內的每個堆疊的加熱室中的蒸汽在形成蒸發器的中間部分的加熱室內部上升，并通過與加熱室的頂面互通的狹槽或孔中排出，并且進入定位在每個加熱室的側壁和第二殼體之間的煙囪或環繞室(surrounding chamber)，此第二殼體形成蒸發器的外壁，并環繞著界定每個獨立加熱室的側壁。電加熱元件布置在每個側壁的外部上，且定位在由環繞每個堆疊的加熱室的環繞室形成的煙 內，此側壁形成每個堆疊的蒸發器的加熱室。由于從下方位置的加熱室出來的蒸汽總是經過上方的布置有加熱元件的環繞室上升，所以蒸汽提供了一種加熱位于上方的加熱室的側壁的方式，從而減少電元件所需的電量。元件必須將在塔中的獨立的加熱室加熱至大致120攝氏度，以允許由進入的預熱水的霧造成的任何輕微的熱損失，也允許加熱室達到足夠產生蒸汽熱的溫度。通過一個在另一個上面有序堆疊加熱室，優選采用三個或更多個的模塊化蒸發器，煙@效應導致了由蒸發器的多個加熱室產生的所有過熱蒸汽上升到位于由堆疊的蒸發器形成的塔的末端的蒸汽收集器。為了得到由一致運行的多個塔的經濟模型提供的額外增益，由模塊化蒸發器形成的多個塔呈圓形方式定位并同時接合到位于中心的換熱器。由在每個加熱室中的向下噴射的霧生成的蒸汽被引導以沖擊恒溫控制的冷卻裝置，此冷卻裝置調節冷凝并釋放潛熱所需的蒸汽量，以升高加熱室的內部溫度至最好超過 171攝氏度，此溫度可足夠用來殺死所有活著的生物體，且去除可能存在于正在處理的水中的任何有毒化學物。隨著蒸汽的被調節的部分冷凝，其輻射作為損失能量的熱，據實驗顯示，此熱將每個蒸發器的加熱室的內部溫度提升至大致超過200攝氏度。適用于監控每個加熱室中的溫度的傳感器形成于每個模塊化蒸發器中，以控制由不規則冷凝產生的熱，該傳感器調節用于電元件的電能，電元件環繞蒸發器的側壁，位于煙囪的環繞室內。電元件的熱輸出將被調節，以將每個蒸發器的每個加熱室中的溫度維持在適于將泵入室中的霧變為過熱蒸汽的水平。隨后，來自上升蒸汽的熱被位于上方的蒸發器的側壁再次捕獲，從而極大地降低系統所需的電能。因為本文的裝置的可能位置是在荒蕪和第三世界場所，所以維護是首要考慮因素。由于注入蒸發器中的水含有鹽或流化顆粒，所以殘渣將趨于在堆疊的蒸發器的內部形成。去除這些殘渣的維護通過設置可移除的底板而降至最低，此可移除的底板形成每個蒸發器的每個加熱室的底部或底面。底板也兼作在加熱室堆中每個蒸發器的頂部。除了在堆中頂部的蒸發器以外，蒸發器配備有固定的頂板。此底板通過位于蒸發器的側壁中的孔而處于可滑動的接合中，當從與蒸發器的接合中滑動時，其可作為刮板以去除在每個板上的所有沉積物和殘渣。板的該刮擦可在堆中的所有加熱室中同時開啟，或者依次從底部加熱室向上開啟。此機械動作提供一種將所有加熱室的底板上聚集的廢物殘渣一次刮掉的方法，并允許殘渣經過堆落入放置的且在下部加熱室下方提供的漏斗或傳送機，以便可隨時丟棄。將板移開也允許容易進入蒸發器內部來維護表面及清洗。對于大型脫鹽裝置及類似物，殘渣的量可能需要底板從底部加熱室開始依次啟動。阻止殘渣在形成每個蒸發器的加熱室的側壁的內表面上形成的方式由以一種方式形成霧來提供，其中，霧在變成蒸汽前不與側壁接觸。在噴灑的液體中的任何固體將在霧變為蒸汽時被釋放之前短暫地運行，從而允許重力指引固體進入蒸發器的底部。環繞噴霧器的截頭圓錐體殼體(frusto conical housing)可被用于幫助該霧形成。因此，使用該霧噴射限制提供了另一種確保在形成每個蒸發器的每個加熱室的側壁的內表面上形成少量殘渣或不形成殘渣的方式，從而使維護減少到最低。
此外，通過將加熱元件置于形成煙@的環繞通道內部提供了一種阻止電加熱元件腐蝕的方式。這是因為加熱元件不暴露于鹽水，或不暴露于噴入加熱室的污染水或鹽味水中的任何顆粒。因此，由高腐蝕性鹽水的可能腐蝕或被污染水中含有的顆粒不會接觸元件， 其中其可能造成元件腐蝕。每一堆疊的模塊化蒸發器的底部蒸發器的環繞室空間填充有絕緣材料，例如玻璃纖維。此外，蓋子將被設置成封閉環繞室的頂部孔，因此設計上適用于當裝置因任何原因關掉時使任何因冷凝造成的水落入塔內的底部位置的蒸發器的加熱室內，在此處冷凝造成的水可被允許通過底板排放，或者僅在裝置再次運行時蒸發。另一種能量效率的改進通過將由形成每個塔的每堆的最上面蒸發器的排出孔排出的蒸汽傳送至換熱器來提供。換熱器被熱接觸以將來自蒸汽的熱給予進入的水，以在每個蒸發器中形成霧，從而減少在霧化水之前加熱進入的水所需的能量。可選擇地，在形成每個塔的模塊化蒸發器的堆疊的環繞室中上升的蒸汽的一部分可用于驅動渦輪機。此渦輪機隨后可用于提供電流來運行或部分運行電加熱元件。如果有可用的剩余電力，則可賣給電網運營商，或者如果系統位于世界上缺乏電能的區域，則也可在當地使用。從換熱器的中央管道流出的水是特別干凈且可飲用的，并且可從換熱器輸送到儲存罐。當流過換熱器時，進入的水到噴霧器帶來的冷卻效果有助于蒸汽到水的冷凝。文中公開的裝置及方法與常規的用于凈化和脫鹽的裝置相比提供了額外的成本及運行費用的節省。目前采用的系統產生的鹽副產品達到通過系統傳送的總液體的48% 到50%之間。這些副產品必須被處理，這是昂貴且耗時的過程。如果進行填埋處理，則這樣的副產品的處理是被大多數政府法規嚴格限制的。如果大量的鹽副產品被排入海水，則因為管道和泵的資本費用與泵送的持續費用的組合加到了最終產品的成本，導致極高的成本。隨著時間的推移，由于在出口處鹽的毒性，及其對于水生生命形式造成的致命影響，這些管道系統的出口必須被重新定位。因此，延續了常規裝置使用壽命中增加的成本。所以，由所公開的裝置及方法產生的主要好處是極少量的干鹽，與上述常規的往往是較大量且含水量較高的鹽相比，該極少量的干鹽更易被處理。本文的裝置及方法產生的鹽副產品占進入系統的液體的總生產量的大概2%。極少的副產品產量由于必須被泵入或輸送至海中或垃圾填埋場的鹽殘渣的明顯減少而極大地降低上文所述常規裝置提到的初期和長期的成本。關于上面的描述，應當理解，本發明并不限于構造的細節及在本說明書中或在附圖中示出的組件的排列的應用，附圖展現了本文的水凈化裝置及方法。文中所述的提供了用于高效節能的水凈化的新穎裝置和方法的裝置和方法能夠為其他實施方案并且能以各種方式實踐和實施，其對于閱讀本公開內容的本領域的技術人員是明顯的。同時，應當理解，在文中使用的用語及術語僅用于描述而不應被認為是限制性的。因此，本領域技術人員應理解，本公開內容所基于的概念可容易用于其他結構、方法及系統的設計基礎，以實現在此公開的水凈化及脫鹽裝置的多種用途。所以，重要的是，本文的權利要求及公開內容被視為包括任何這樣的等效構造及方法，只要其不偏離本發明的精神。本發明的一個目的在于提供水凈化裝置和方法，其實際上是模塊化的且能夠使用標準化的可裝配的模塊和組件組裝為與所需的生產匹配的結構。本發明的另一目的是提供高效節能的水凈化系統及方法，允許使用最少的能量來進行凈化及脫鹽，從而使能量成本降至最低。本發明進一步的目的是提供用于水凈化和/或脫鹽的裝置和方法，其采用低維護且容易被有少量知識的操作員維修的組件。隨后變得明顯的這些以及其他目的和優勢存在于在文中參照形成其一部分的附圖所述的構造及運行的細節，其中，貫穿本文相似的數字指示相似的部件。附圖簡述
圖1展現了可操作地接合以形成堆疊的水凈化和脫鹽裝置的一組模塊化蒸發器組件的透視圖。圖2是沿著圖1中的線3-3剖開的單個堆疊的脫鹽和凈化塔的剖視圖的圖形描
fe ο圖3描繪了沿著圖1中的線3-3剖開的用于水凈化和脫鹽的裝配的裝置的剖視圖。圖4是堆疊的加熱室的剖視圖，其展現了每個堆疊的加熱室的相連通的煙囪管道及在最上方加熱室頂部的干凈的水的排放室。圖5描繪了單個模塊化加熱室的仰視透視圖，其具有形成室的底面的滑動板。圖6描繪了圖5頂部的典型的模塊化加熱室的俯視透視圖，展現了圓柱形側壁在相接合的滑動板及頂面之間形成了內部加熱室。優選實施方案詳述現參照附圖，圖1至6各自地展現了模塊化水凈化或脫鹽裝置10的組件以及組裝的多種優選模式。類似的元件由一個或多個附圖中存在的類似的參考數字標識。裝置10通過多個塔12的排列和可操作連接而形成圖1的水凈化裝置，每個塔12 由多個堆疊的蒸發器14形成。每個塔12由多個蒸發器14構造而成，其中每個蒸發器14 具有在中心位置的加熱室16。在此堆疊構型形式中的塔12具有環繞室18，其定位在每個加熱室16的側壁20和形成蒸發器14的外壁的第二殼體22之間。因此，環繞室18所環繞的側壁20界定了每個獨立的加熱室16。此構型是特別的優選的，在于其產生向上流動的煙囪效應，此向上流動包括每個加熱室16產生的過熱蒸汽，以及被用于在獨立的加熱室16和下方位置的環繞室18中產生蒸汽的熱。在系統的優選模式中，蒸汽是由海水或最初過濾的水的霧沈的噴灑產生的，用以去除較大固體。水在換熱器30中預熱到大致98到100攝氏度，并隨后被噴灑成向下噴射的優選錐形的霧26。被如此注入預熱的加熱室16的霧沈立刻轉變為蒸汽，隨后此蒸汽在加熱室16中被增加溫度至過熱蒸汽，以達到可以殺死病原體以及在進入加熱室16時充分地去除鹽的溫度。在每個堆疊的加熱室16中的過熱蒸汽通過狹槽或孔33上升且排出，此狹槽或孔 33通過側壁20的上部相通，毗鄰加熱室16的上表面34。孔33與環繞室18互通，此環繞室18位于形成每個加熱室16的側壁20和第二殼體22之間，此第二殼體22形成了蒸發器的外壁并環繞著界定了每個獨立加熱室16的側壁20。
如可以在圖4至6所看出，在形成加熱室16的每個側壁20的外部上布置有電加熱元件38。由于從下方位置的加熱室16放出的蒸汽通過其中定位了加熱元件32的上方環繞室18不斷上升，所以從與下方位置的加熱室16互通的孔33進入的蒸汽提供一種預熱上方定位的加熱室16的側壁20的方式。加熱元件38與進入的蒸汽共同作用，以將塔中的獨立的加熱室16加熱至大約120攝氏度，從而允許由進入的預熱水的霧沈造成的任何少量熱損失。通過有序地堆疊具有加熱室16的蒸發器14，除了加熱上方的蒸發器之外，煙囪效應導致了由多個加熱室16產生的過熱蒸汽上升到蒸汽收集器31，此蒸汽收集器31位于由堆疊的蒸發器14形成的塔的最上端。額外的能量增益由圓形形式一致運行且同時接合的多個塔的經濟模型提供，以加熱位于中心的換熱器30。由每個加熱室中的向下噴射的霧沈形成的蒸汽可導向冷卻元件57，此冷卻元件 57的末端大致位于蒸發器14的加熱室16的中間區域。如圖2所示，冷卻發生于當蒸汽接觸到冷卻元件57時，從而導致部分蒸汽在加熱室16內部冷凝，其同時輻射作為能量損失的熱。釋放熱的此冷凝提供了將每個蒸發器的加熱室16中的內部溫度提升至大致200攝氏度的方式。監控加熱室16溫度的設備可由適于監控每個加熱室16中的溫度的電子或機械傳感器來提供。基于由冷凝形成的損失熱而給予室16中的溫度，傳感器將調節加熱元件38 的電流，以便僅使用在適于將霧26轉化為過熱蒸汽的水平下達到室中的適當的溫度所需的能量。隨后，上升蒸汽產生的熱被位于上方的蒸發器14的側壁20再次捕獲，從而極大地減少了系統所需的電能。要注入蒸發器14中的水通常可能含有鹽或流化顆粒。當轉變為蒸汽時，由于設定的噴灑方式，在蒸發器的加熱室16的內壁表面上將趨于形成極少量殘渣。簡單的去除此類殘渣的方式由底板44實現，此底板44形成每個蒸發器14的每個加熱室16的底板面或底面。該板44通過位于蒸發器14的側壁20中的孔46以可滑動接合的方式接合。將板44向蒸發器14外部移動導致孔46的邊緣作為刮刀，以去除每個板上的所有的沉積物和殘渣。板44的該組合刮擦提供去除殘渣的方式，這些殘渣向下落入漏斗48，或者如果由下到上依次移除板44，沉積物將有次序地落入漏斗48，此漏斗48位于由模塊化蒸發器14 的堆疊形成的塔的底部，在塔的底部，沉積物可被放置的漏斗48或傳送機或類似物移走。 移走板44還允許人進入蒸發器14以維護內部表面。另一種使維護降至最低的方式由射入加熱室16中的霧沈的形成實現，其中霧在變成蒸汽前并未接觸側壁20，從而使殘渣降至最低。一種圍繞噴霧器的殼體可被采用，以幫助霧26的形成。冷卻元件57可用于導致上述的冷凝和能量釋放。更進一步地，通過將加熱元件38 布置于形成煙囪的環繞通道18內部，也可使維護降至最低。這消除了加熱元件38暴露于在室16中殘留的任何殘渣。盡管所公開的裝置采用了從冷凝蒸汽中得到潛熱的先進的使用，但是控制待冷凝以產生傳熱效果所需的蒸汽的量的方法是可變的。所以，冷卻元件57 的一個優選模式將是內置于蒸發器14內，且根據將溫度降至100攝氏度以下以引起必要的冷凝來釋放熱所需的蒸汽量來可調節地使用。元件57可采用在末端具有傳感器探頭61的冷氣管59的形式，其電連接于用于冷卻的控制器或發動冷卻元件57冷卻的其他設備。如圖2所示，冷氣管59可在上方點進入室16，且沿著室16的側面向下延伸一部分，且再到中間位置。如圖4所示，在每個堆疊的模塊化蒸發器14中的基底或底部蒸發器14具有環繞通道18空間，其填充有絕緣材料50，例如玻璃纖維。蓋子將被用來覆蓋于絕緣材料上面，以阻止來自煙囪18的蒸汽或冷凝濕氣進入絕緣材料。蓋子也將可在煙道18的底部收集的任何冷凝物引導通過底部蒸發器的孔32，用以如上所述的清除。如果蒸發器14需要維修或更換，則裝置10的模塊化構造提供了優越的實用性。不像常規的蒸發器系統，該常規的蒸發器系統通常需要關閉幾周或更多時間，且費力地修理或更換，文中的模塊化形式的裝置提供了巨大的實用性。當蒸發器模塊出故障時，如果時間不允許，因為堆疊的蒸發器14模塊全在環繞通道18中向上傳輸蒸汽，則只需關閉故障蒸發器14，且其余的蒸發器模塊將運行。如時間允許，通過將故障蒸發器模塊移出其位置并在此位置插入起作用的蒸發器模塊，可容易地將任何給定的堆中的故障蒸發器模塊更換為起作用的蒸發器。通過將蒸汽從形成每個塔的每堆中最頂部的蒸發器14的排氣孔32引到與冷凝室 31相接的換熱器30，提供了能量效率的額外改善。換熱器熱接觸以將來自蒸汽的熱給予管52中進入的水，以在每個蒸發器14中形成霧沈，從而減少在霧化進入的水之前加熱進入的水所需的能量。從換熱器30中的中央管道流出的水是特別干凈且可飲用的，并且可從換熱器抽出至儲存罐。此外，采用了與所公開的裝置10 —致地準備的排氣口 53，以允許存在的任何揮發性的有機化學物例如苯排入大氣，或被很多化學工廠所需的常規的洗滌器裝置及類似物捕獲，其中有機化學物沸騰的溫度比水低，并在加熱室中變為氣體。此操作防止任何雜質收集到蒸餾水或飲用水中。盡管已經參照其特定實施方式展現并描述了本文水凈化和脫鹽系統以及方法的全部基本性能和特征，但是在之前的公開內容中預期有大量的修改、各種改變和替換，且明顯的是，在一些情況下，本發明的一些特征可在沒有相應地使用其他特征的情況下使用，而不偏離如所述的本發明的范圍。還應理解，本領域技術人員可作出各種替換、修改及改變， 而并不偏離本發明的精神或范圍。因此，所有這樣的修改和改變及替換也一定能由閱讀本公開內容的本領域技術人員想到，也包括在由以下權利要求界定的本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種水凈化裝置，包括在堆中的多個蒸發器，所述堆基本上界定塔；所述塔具有在裝配平面上可定位的第一端，且具有與所述第一端相對的末端； 在所述堆中的每個所述蒸發器具有加熱室，所述加熱室由垂直布置的側壁、第一端壁和位于所述第一端壁上方的第二端壁界定；殼體，其環繞所述側壁，且在所述第一端壁與所述第二端壁之間延伸； 腔，其在所述殼體和所述側壁之間基本上環繞所述側壁；第一孔，其在所述加熱室和所述腔之間連通，所述第一孔布置成毗鄰所述第二側壁； 第二孔，其穿過所述第二端壁連通，所述第二孔提供各個所述腔之間的連通，所述腔環繞所述堆中所述蒸發器的各個所述加熱室；加熱元件，其布置在所述腔內，啦鄰于所述堆中所述蒸發器中的每一個的所述側壁； 注入水霧的設備，其將水霧注入每個所述加熱室中；所述加熱元件提供第一方式來將所述加熱室加熱至適于從所述霧形成蒸汽的溫度； 所述形成蒸汽提供從所述水中分離溶解的固體的方式；所述蒸汽通過所述加熱室的所述第一孔傳送到所述腔和所述塔的所述末端，從而提供加熱位于上方的所述蒸發器的各個所述側壁的第二方式；捕獲所述蒸汽的設備，其用于捕獲離開所述末端的蒸汽；以及冷卻所述蒸汽的設備，其冷卻從捕獲所述蒸汽的所述設備傳送的所述蒸汽以由其形成水。
2.根據權利要求1所述的水凈化裝置，還包括注入所述霧的所述設備，其被配置成以某一方式形成所述霧，所述方式按尺寸制定成避免接觸所述側壁；并且所述避免提供了阻止在所述側壁上形成所述溶解的固體的殘渣的方式。
3.根據權利要求1所述的水凈化裝置，還包括 冷卻所述蒸汽的所述設備，其是換熱器；并且所述換熱器提供預熱所述水的設備，其與注入所述水霧的所述設備相通。
4.根據權利要求2所述的水凈化裝置，還包括 冷卻所述蒸汽的所述設備，其是換熱器；并且所述換熱器提供預熱所述水的設備，其與注入所述水霧的所述設備相通。
5.根據權利要求1所述的水凈化裝置，還包括在所述堆中的每個下方位置的所述蒸發器的所述第二端壁也形成在所述堆中上方位置的蒸發器的所述第一端壁；每個所述第二端壁通過所述側壁中的孔可滑動地接合，且從分離毗鄰的所述加熱室的接合位置至移動位置是可移動的，由此形成所述毗鄰的所述加熱室之間的互通；并且從所述接合位置到所述移動位置的移動引起在所述第二端壁上的所述溶解的固體的殘渣的去除，以及所述殘渣至所述下方位置的所述蒸發器的各個所述加熱室的傳送，由此來自所述堆中的全部各個所述加熱室的所述殘渣能通過把所述各個端壁同時或依次地定位至所述移動位置而傳送到在所述支撐面上的容器。
6.根據權利要求2所述的水凈化裝置，還包括在所述堆中的每個下方位置的所述蒸發器的所述第二端壁也形成在所述堆中上方位置的蒸發器的所述第一端壁；每個所述第二端壁通過所述側壁中的孔可滑動地接合，且從分離毗鄰的所述加熱室的接合位置至移動位置是可移動的，由此形成所述毗鄰的所述加熱室之間的互通；并且從所述接合位置到所述移動位置的移動引起在所述第二端壁上的所述溶解的固體的殘渣的去除，以及所述殘渣至所述下方位置的所述蒸發器的各個所述加熱室的傳送，由此來自所述堆中的全部各個所述加熱室的所述殘渣能通過把所述各個端壁同時或依次地定位至所述移動位置而傳送到在所述支撐面上的容器。
7.根據權利要求3所述的水凈化裝置，還包括在所述堆中的每個下方位置的所述蒸發器的所述第二端壁也形成在所述堆中上方位置的蒸發器的所述第一端壁；每個所述第二端壁通過所述側壁中的孔可滑動地接合，且從分離毗鄰的所述加熱室的接合位置至移動位置是可移動的，由此形成所述毗鄰的所述加熱室之間的互通；并且從所述接合位置到所述移動位置的移動引起在所述第二端壁上的所述溶解的固體的殘渣的去除，以及所述殘渣至所述下方位置的所述蒸發器的各個所述加熱室的傳送，由此來自所述堆中的全部各個所述加熱室的所述殘渣能通過把所述各個端壁同時或依次地定位至所述移動位置而傳送到在所述支撐面上的容器。
8.根據權利要求4所述的水凈化裝置，還包括在所述堆中的每個下方位置的所述蒸發器的所述第二端壁也形成在所述堆中上方位置的蒸發器的所述第一端壁；每個所述第二端壁通過所述側壁中的孔可滑動地接合，且從分離毗鄰的所述加熱室的接合位置至移動位置是可移動的，由此形成所述毗鄰的所述加熱室之間的互通；并且從所述接合位置到所述移動位置的移動引起在所述第二端壁上的所述溶解的固體的殘渣的去除，以及所述殘渣至所述下方位置的所述蒸發器的各個所述加熱室的傳送，由此來自所述堆中的全部各個所述加熱室的所述殘渣能通過把所述各個端壁同時或依次地定位至所述移動位置而傳送到在所述支撐面上的容器。
9.根據權利要求3所述的水凈化裝置，還包括 多個所述塔，其環繞所述換熱器；所述多個所述塔中的每個將所述蒸汽傳送到所述換熱器；并且所述換熱器提供加熱所述水的所述設備，其與所述多個塔中的每個的所述加熱室相通，由此通過所述多個塔提供了增加的能量效率，每個塔將所述蒸汽傳送到所述換熱器。
10.根據權利要求4所述的水凈化裝置，還包括 多個所述塔，其環繞所述換熱器；所述多個所述塔中的每個將所述蒸汽傳送到所述換熱器；并且所述換熱器提供加熱所述水的所述設備，其與所述多個塔中的每個的所述加熱室相通，由此通過所述多個塔提供了增加的能量效率，每個塔將所述蒸汽傳送到所述換熱器。
11.根據權利要求3所述的水凈化裝置，還包括 排氣口，其從所述換熱器的上表面相通；以及所述排氣口提供從所述蒸汽分離存在于所述蒸汽中的蒸發的有機化學物的設備。
12.根據權利要求4所述的水凈化裝置，還包括 排氣口，其從所述換熱器的上表面相通；以及所述排氣口提供從所述蒸汽分離存在于所述蒸汽中的蒸發的有機化學物的設備。
13.根據權利要求7所述的水凈化裝置，還包括 排氣口，其從所述換熱器的上表面相通；以及所述排氣口提供從所述蒸汽分離存在于所述蒸汽中的蒸發的有機化學物的設備。
14.根據權利要求8所述的水凈化裝置，還包括 排氣口，其從所述換熱器的上表面相通；以及所述排氣口提供從所述蒸汽分離存在于所述蒸汽中的蒸發的有機化學物的設備。
15.根據權利要求9所述的水凈化裝置，還包括 排氣口，其從所述換熱器的上表面相通；以及所述排氣口提供從所述蒸汽分離存在于所述蒸汽中的蒸發的有機化學物的設備。
16.根據權利要求3所述的水凈化裝置，還包括 排氣口，其從所述換熱器的上表面相通；以及所述排氣口提供從所述蒸汽分離存在于所述蒸汽中的蒸發的有機化學物的設備。
17.根據權利要求3所述的水凈化裝置，還包括探頭，其在第一端處經過所述側壁相通，且延伸至位于所述加熱室的中間部分的末端；所述探頭接合到調節所述探頭的探頭溫度的設備； 所述探頭溫度適于導致所述蒸汽的一部分在所述加熱室中冷凝；以及所述部分這樣冷凝，以致提供將來自所述蒸汽的熱釋放和輻射至所述加熱室中的所述側壁的方式。
18.根據權利要求4所述的水凈化裝置，還包括探頭，其在第一端處經過所述側壁相通，且延伸至位于所述加熱室的中間部分的末端；所述探頭接合到調節所述探頭的探頭溫度的設備； 所述探頭溫度適于導致所述蒸汽的一部分在所述加熱室中冷凝；以及所述部分這樣冷凝，以致提供將來自所述蒸汽的熱釋放和輻射至所述加熱室中的所述側壁的方式。
19.一種轉化水的方法，所述方法采用權利要求3所述的裝置將鹽味水或被污染水轉化為可飲用水，所述方法包括以所述第一方式采用所述加熱元件來加熱所述加熱室一段時間，所述一段時間適于將所述加熱室加熱至適于從所述霧形成蒸汽的所述溫度；在壓力下，將所述鹽味水或被污染水送入導管，所述導管經過所述加熱室相通，且與注入水霧的每個所述設備相通，注入水霧的每個所述設備將水霧注入每個所述加熱室； 允許所述蒸汽在每個所述加熱室中形成，且上升并經過所述第一孔傳送入所述腔中； 允許所述蒸汽在所述腔中上升并在所述末端排出，且在所述蒸汽流通經過所述第一孔和所述末端之間的同時加熱每個上方的各個所述側壁；使來自所述末端的所述蒸汽流經所述換熱器，在所述換熱器處，所述蒸汽轉化為所述可飲用水；以及捕獲離開所述換熱器的所述可飲用水。
20. 一種轉化水的方法，所述方法采用權利要求4所述的裝置將鹽味水或被污染水轉化為可飲用水，所述方法包括以所述第一方式采用所述加熱元件來加熱所述加熱室一段時間，所述一段時間適于將所述加熱室加熱至適于從所述霧形成蒸汽的所述溫度；在壓力下，將所述鹽味水或被污染水送入導管，所述導管經過所述加熱室相通，且與注入水霧的每個所述設備相通，注入水霧的每個所述設備將水霧注入每個所述加熱室； 允許所述蒸汽在每個所述加熱室中形成，且上升并經過所述第一孔傳送入所述腔中； 允許所述蒸汽在所述腔中上升并在所述末端排出，且在所述蒸汽流通經過所述第一孔和所述末端之間的同時加熱每個上方的各個所述側壁；使來自所述末端的所述蒸汽流經所述換熱器，在所述換熱器處，所述蒸汽轉化為所述可飲用水；以及捕獲離開所述換熱器的所述可飲用水。
全文摘要
一種用于鹽水或其他被污染水的水凈化系統。該系統采用一個或多個塔式結構，其由多個接合的模塊化獨立蒸發器形成。利用從與位于上方的模塊化蒸發器相連通的位于下方的蒸發器通過環繞堆疊式模塊化蒸發器的外部的通道上升的熱，實現了提高的能量效率。輸入的水因此經受過熱處理過程，使其變為可飲用的，且在離開堆疊式模塊化蒸發器上面時被收集。
文檔編號C02F1/12GK102361822SQ201080013612
公開日2012年2月22日 申請日期2010年2月23日 優先權日2009年3月30日
發明者威廉·米勒 弗雷德里 申請人:威廉·米勒 弗雷德里