专利名称：压力蒸汽循环液体蒸馏器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体的净化，更具体地说，涉及一种通过包括具有可转 动壳体的液体环形泵的蒸汽压縮蒸馏器对液体的净化。
背景技术：
对大多数人类来说，可靠干净的水源是很难找到的。例如，加拿大 国际发展部的报告指出大约有12亿人缺乏获取安全饮用水的途径。公 布的报告将每年数百万的死亡，其中大多数都是儿童，归因于一些与水 有关的疾病。许多水净化技术都是众所周知的，其包括碳过滤器、氯化 处理、巴氏杀菌法、反渗透法等。在这些技术中，有许多技术都会受到 水质变化的显著影响，并且不能去除许多种可以在发展中国家，或其他 地区的供水系统中发现的诸如细菌、病毒、有机物、砷、铅、汞、以及 杀虫剂等之类的普通污染物。这些系统中有些还需要提供一些诸如过滤 器或化学物之类的耗材。再者，这些技术中有些只适用于那些既需要有 很好的基础设施，又需要有经过很好培训的操作人员的集中的、大规模 供水系统中。能够不需要考虑有关水源是否在非集中的较小规模水源 中，不需要耗材，也不用一直维护，就能够生产出可靠的干净水是非常 令人期望的，特别是在发展中的国家。
采用蒸汽压縮蒸馏器对水进行净化是众所周知的技术，并且能解决 许多的关注的问题。然而，财政贫乏、技术资源有限、并且人口密度低 使得在大多数发展中国家建立集中的、大规模供水系统并不切实可行， 同样也限制了使用合适的、可以提供可靠电源用于操作蒸汽压縮蒸馏器系统，也阻碍了对这些系统的维护。在这种境况下，有效提高生产能力， 并减少用于系统操作的电力预算，以及系统所需维护的数量，改进蒸汽 压縮蒸馏器系统以及相关部件可以提供一个解决方案。
发明内容
在本发明的第一实施方式中，提供一个具有结构紧凑、便宜并且易 于维护等优点的液体净化系统。在该实施方式中，包含有蒸馏装置，其 具有液体环形泵、以及具有液体环形泵、具有电机和转子能绕其转动的 单独连续轴的充分转动壳体，以及支撑可转动壳体的第二轴，具有内或 外燃机，优选地具有电机转子以及气密密封在蒸馏系统的流体压力边界 内的磁铁。
另一可选的实施方式具有蒸馏装置，其具有封装在蒸馏器的顶部蒸 汽空间内的充分转动壳体内的液体环形泵。系统的热源可以通过多管线 热交换器重新改变方向，以便在蒸发阶段能够使能源效率最大化。回冲 管线可以从蒸发器/冷凝器的顶室直接与引入口连接，从而可以在引入 口防止独特的回转过滤器出现污垢，并且可以给热交换网络增加热量。 此外，消除水雾的方法可以在液体环形泵部件中使用，从而可以消除在 蒸汽中夹带的污染的液滴，并且可以防止将其传送到冷凝器中，从而污 染净化的产品。
另一特定的实施方式包含蒸馏装置，其具有液体环形泵、具有液体 环形泵、电机和转子能绕其转动的单一连续轴的充分转动壳体、以及支 撑可转动壳体的第二轴，具有内或外燃机和在下面贮水池中的虹吸泵， 以将液体虹吸进入液体环形泵的室中。结果，可以获得高效、易实现并 且易维护、相当简单并便宜的用于对液体进行净化的系统。
本发明的另一方面在于提供一种从水中去除污染物的方法，包括步 骤用热循环发动机产生电能驱动发电机，所述热循环发动机包括用于 燃烧燃料的燃烧炉，利用发电机的电力容量的至少一部分用于给水净化 装置提供电源，将源水输送到水净化装置，传送热循环发动机的热输出， 用于将热量传送给水净化装置，从而减少所需用于净化水的电量。此外，实施方式还可以下述步骤中的一个或全部从燃烧炉中排出气体到源水 的热传递，加热围绕在水净化装置周围的部分，以便减少热损失，使未 处理的水蒸发，并且使蒸发的水冷凝形成蒸馏水产品。
另一实施方式利用一种背压调节器，包括具有在关闭位置的铰链臂 以及成形为可以覆盖与压力管道相连接的端口的可移动挡块，所述挡块 由与所述臂相连的固定器进行固定，并且当臂在关闭位置时，挡块块位 于邻接端口的位置，其中当压力管道的压力超出设定值时，所述臂远离 关闭位置，并且当压力管道中的压力小于设定值时，所述臂位于关闭位 置上。
参照附图和下述对优选实施方式的详细说明，本发明的一些优点和 特征将得到更加清晰地理解。
参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明，本发明的上述和/ 或其它方面和优点将得到更加清晰地理解。其中
图1A是根据本发明所设计的整个系统的可能实施方式的概念上的 流程图1B是根据本发明的实施方式，在图1A中所示系统中使用电源的 示意性方框图2显示出根据本发明的优选实施方式的电源部件装置和水净化装
置；
图3是根据本发明用于给水净化装置提供电源和加热的辅助电源装 置的示意性方框图4是根据本发明的实施方式的整体电源装置/水净化系统的示意 性总图5A是根据本发明的特定实施方式的转子和定子的截面图(依照图 5A-1)和顶视图，其显示用于支撑输入装置、在叶片之间的叶片和室和转 动的驱动轴的支撑结构；
图5B是与图5A中所示的实施方式相应的转子和定子的顶侧视图， 其显示用于支撑输入和输出装置、叶片、在壳体装置中的偏心结构以及驱动轴的支撑结构；
图5C是与图5A和5B中所示的实施方式相应的转子和定子的顶视 图，其显示用于支撑输入和输出装置、叶片、在壳体装置中的偏心结构 以及驱动轴的支撑结构；
图5D是与图5A、 5B和5C中所示的实施方式相应的转子和定子的截 面图(依照图5D-1)，其显示叶片、驱动轴以及轴承；
图6A是根据本发明特定实施方式的液体环形泵的示意图6B是根据本发明实施方式的转子的顶视图，其显示多个叶片、在 叶片之间的室，以及在各单独室中的引入孔和出口孔；
图7A是根据本发明实施方式的液体环形泵的进一步详细示意图，其 显示固定的引入端口、可转动的驱动轴、转子和壳体装置；
图7B是根据本发明特定实施方式，在液体环形泵的固定和转子部分 之间出现的密封的视图，其可以将引入孔和出口孔分隔开；
图8是根据本发明实施方式的液体环形泵的截面图，其示出了电容 传感器；
图9是根据本发明实施方式的液体环形泵的截面图，其显示偏心转 子、转子叶片、具有轴承的驱动轴、用于容纳液体环形泵的可转动壳体 装置、蒸馏器壳体以及旋风效应，并导致可以从蒸汽中去除水雾和水滴；
图10是根据本发明的液体环形泵的特定实施方式的截面图(依照图 10-1)，其显示容纳在系统压力流体边界内的密封电机转子和磁铁、驱动 轴、转子以及转动壳体，其中水滴被旋转分离出，并循环回到泵的底部 水位，以及用于将水从下面的贮液器中抽入到泵的主室中的虹吸泵；
图11是如图IO所示的密封电机转子的详细视图12A是根据本发明图10的实施方式的外泵壳体和电机壳体的视 图，其显示蒸汽的输入和输出端口；
图12B是图12A的截面图，其显示在其壳体中的电机、电曲轴、转 子以及下面的贮液器；
图12C是通过不同平面的图12A的另一截面图，其再次显示在其壳 体中的电机、电曲轴、转子以及与下面的贮液器相连流体管线，其中可 以观察到虹吸泵；
14图13是图12C的下贮液器的详细截面图，其更清晰显示出虹吸泵、 周围的轴承以及流体管线;
图14A是根据本发明实施方式的整个系统的示意图，其显示穿过泵， 一直到热交换器，并延续到蒸馏器中心的引入口，其中加热器在顶部将 液体蒸发成蒸汽，之后蒸汽流入压缩器并且之后进入冷凝器，在此之后 冷凝水可以被回收；
图14B是蒸发器顶部和冲击式水位传感器壳体的详细示意图，其显 示在源液体管线和冲击式液体管线之间的外部连接阀；
图15显示具有弹性管道和壳体密封的蒸发器/冷凝器的可选实施方
式；
图16A是蒸馏器的蒸发器/冷凝器芯体部分的截面图，显示的是根据
特定实施方式的单独加热层和肋状物，以及用于连接和安装到液体分配
歧管的输入和输入歧管以及螺钉；
图16B是根据图16A的蒸发器/冷凝器芯体部分的详细截面图，其显
示将水汽/蒸汽与液体/冷凝层有效分隔开的肋状物； 图17A是液体分配歧管的泵一侧的一面的视图； 图17B是液体分配歧管的泵一侧的第二面的视图； 图17C是液体分配歧管的蒸发器/冷凝器一侧的一面的视图； 图17D是液体分配歧管的蒸发器/冷凝器一侧的第二面的视图； 图18A是根据本发明实施方式，用于连接整个系统中各种流体管线
和部件的连接器的侧视图18B是如图18A中所示连接器的顶视图19A是根据本发明实施方式的多管线热交换器的示意图，其显示 接上水管用以产生多管线效果的多个双通道热交换器；
图19B是根据本发明特定实施方式的可选择热交换器，其显示单三 通道热交换器，其中来自产品流和冲击流中的热量与冷引入口进行热交 换，但其相互之间不进行交换；
图20是显示采用冷传感器进行压力测量的系统的示意总图21A是显示具有流过过滤器单元的引入水流和(blowdown)冲击 流的回转过滤器的视图，各过滤器单元绕中心轴在枢轴关节周围转动；图21B显示了回转过滤器壳体和多单元回转过滤器的可选实施方
式；
图22显示用于改变水流过回转过滤器的各个装置的手动开关的视 图，能够回冲所述装置而不用将过滤器本身翻转过来；
图23A是根据本发明实施方式的背压调节器的侧视图23B是如图23A所示的背压调节器的斜视图24A是根据本发明实施方式中具有垂直定位端口的背压调节器的
图24B是如图24A所示的背压调节器的斜视图； 图25是在实现一个与本发明实施方式一致的过程中的背压调节器 的示意图26A是根据本发明实施方式的背压调节器的斜视图； 图26B是图26A的部分C的放大图，其描述在背压调节器端口上的 槽口；
图27A是与本发明实施方式一致的背压调节器的侧视剖面图； 图27B是图27A中"E"部分的放大示意图；以及 图28示出再生吹风机的一个实施方式。
具体实施例方式
下面作一些定义。除非在上下文中还有另外的需要，下文中用于本 说明书和附图中的一些术语将具有指定的含义。
这里以及在权利要求中所用的术语"净化"是指实质上减少一种或 多种污染物的浓度到小于或等于规定等级，或者实质上是使一种或多种 污染物的浓度变动到规定范围内。
这里所用的术语"规定等级"是指一些理想的浓度水平，如用户为 一些特定应用而制定的浓度水平。例如规定等级的实例是可以限定流体 中的污染物的含量，以便进行工业或商业加工。 一个实例是消除溶剂或 反应物中污染物的含量，使其达到能够使化学反应(例如，聚合反应) 中可以接受以实现工业上的显著的产量的水平。规定等级的另一实例可
16以是由政府或政府间机构为了安全或健康的原因而颁布的流体中某些 污染物的含量。实例可以包括一种或多种污染物在用作饮用或特定健康 或医疗应用的水中的浓度，浓度等级由诸如世界卫生组织或美国环境保 护署之类的组织所颁布。
图1A显示的是根据本发明的一种可能实施方式的整个系统的总流 程图，其中液体流动通道由箭头表示。在这种实施方式中，液体流动通
过系统，从引入口 00流入交换器400，其中交换器400从包括冷凝器 200、顶部300，以及从诸如内、外燃机之类的动力源中排放物(未示出) 的多个热源的至少一个中接收热量。液体继续流经热交换器400进入集 水槽500，并进入与冷凝器200进行热接触的芯体部分600。在芯体部 分600中，液体进行部分蒸发。从芯体部分600，液体通道继续进入到 与压縮机100相连通的顶部300中，并且从那儿进入到冷凝器200中。 蒸汽冷凝后，液体从冷凝器200进入到热交换器400中，并最终进入排 出区域700，然后作为最终蒸馏产品排出。
电源800可用于给整个系统提供电源。特别当压縮机100是诸如液 体循环泵之类的蒸汽泵时，电源800可以与用于驱动压縮机100的电机 150 (未示出)相连接。电源800同样也可以用于提供电源给如图1A所 示的系统其他部件。例如，电源800可以是电源输出口，标准的内燃发 电机(IC)或外燃发电机。内燃发电机(IC)和外燃发电机的优点在于 可以产生如图1B所示的电能和热能。其中，发动机802既产生机械能 又产生热能。而发动机802可以是内燃发电机，也可以是外燃发电机。 诸如永磁无刷电机之类的发电机804与发动机802的曲轴连接，并且将 由发动机802产生的机械能转换成诸如电源806 —样的电能。发动机802 同样也可以产生排出气体808和热量810。使用以排出气体808和热量 810的形式由发动机802产生的热能有利于给系统提供热量。
可选择地，电源发电机800产生的热量可以通过引导发动机的排气 到蒸馏器周围的隔离腔中而得到收回，此隔离腔位于外壳体和单独的蒸 馏部件之间。在这种实施方式中，当其进入蒸发器600时，排放物吹 过加热源液的散热片型的热交换器。
回到图1A，优选地，电源800是诸如斯特灵(Stirling)电动机型发电机之类的外燃发动机。斯特灵电动机产生的热能以排气和辐射热的 形式输出。斯特灵电动机排出的气体相当热，典型的温度从IO(TC到300
°C，并且代表由斯特灵电动机产生热能的10%到20%。斯特灵电动机产 生的排放物典型地是清洁气体，主要包含二氧化碳、氮气和水。斯特灵 电动机的冷却系统可以用于将电动机所产生的热量排放到电动机的周 围环境中。使用诸如斯特灵循环电机之类的外燃机，用以提供机械能量， 借助于2003年3月25日公布的美国专利No, 6，536，207(Kanienetal.)
中详细描述的发电机可以转换成电能，在此可作为参考。关于斯特灵循 环电动机的优选实施方式的其他信息，可以参见审查中的美国专利申请 序列号09/517， 245，申请日2000年3月2日，发明名称为为"斯特灵 电动机热系统的改进"，和审查中的美国专利申请序列号09/517， 808， 申请日为2000年3月2日，发明名称为"辅助电源装置"，在此，其全 部都可作为参考。
在那种预处理可以先于或在引入口 00内发生的情况中，可以对要 蒸馏液体，优选的是水进行预处理。预处理操作可以包括任何或所有的 粗过滤使用诸如聚磷酸酯、聚醋酸酯、有机酸，或聚天冬氨酸酯之类 的化学添加剂进行处理；诸如震荡磁场或电流的电化学处理；消除毒气； 以及紫外线处理。添加剂可以以液体的形式添加到采用诸如包括标准膜 片泵或压电膜片泵的滚子泵或脉动泵之类的连续抽取机构引入的液流 中。可选择地，添加剂可以使用例如，将需要有再加载循环的注射泵的 半连续机构添加，或分批抽取系统，其中小体积的添加剂将抽取进入系 统外部固定的容器或贮液器中，并在液体流入系统之前均匀地用液体对. 添加剂进行混合。可以预想用户可以简单地将指定量的添加剂滴入，例 如包含要净化液体的容器桶中。液体添加剂既可以加入足够的量(也就 是说，对于机械寿命的而言没有消耗)，也可以是在消耗后根据需要再 加入一次性的量。
添加剂同样也可以以固体形式加入，其中这种添加剂可以嵌入在插 入到引入口 00的流通管道中的定时释放的基体中。在该特定实施方式 中，用户需要定期地插入添加剂。但在另一实施方式中，粉末形式的添 加剂可以在分批处理系统中添加，其中例如，粉末以小块的形式添加到
18装有要净化水的外容器中，其中均匀地混合添加剂，与上所述的用于添 加液体添加剂的分批处理系统相似。
蒸馏产品优选的是水的后处理可以发生，其中在后处理可以优先发 生在外输出区域(未示出)那种情形中。后处理操作可以包括添加诸如
用于增甜的糖基添加剂、用于增酸(tartness)的酸性物质、以及矿物 质之类的味觉添加剂。同样也可以添加其他包括营养素、维生素、诸如 肌氨酸酐之类的稳定蛋白质、脂肪以及糖成分的添加剂。无论是作为输 出液体流过其的定时释放小块，还是通过分批处理系统填加到外贮液器 中的粉末，这种添加剂可以以液体形式或固体形式添加。可选择地是， 例如通过在接触中过滤或分解，添加剂可以经过单独的贮液器或容器的 内部涂层添加到输出液体中。在这种实施方式中，优选地是具有能探测 到在净化液体中是具有添加剂还是不有添加剂的能力。根据本发明实施 方式的探测系统包括PH值分析、传导率和硬度分析或是其他标准的电 基化验。当添加剂的含量/数量低于预设值或是不能检测出时，如果需 要，这种探测系统允许通过控制信号机构更换添加剂。
在另一实施方式中，液体特性，例如，诸如水的硬度是在输出时可 以检测出的，并且可以与机械指示器连接，用以显示应该适当添加的添 加剂的信号。
但在另一个实施方式中，例如，利用电流或放电方法，系统地产生 臭氧，并且添加到输出产品中可以改善味感。可选择地，通过HEPA过 滤器的空气泵可以产生气泡直通到输出液体中，用以改善最终净化产品 的味道。
可以想象的是， 一些实施方式可以包括用于探测核酸、抗原以及诸 如细菌之类的生物有机体的方法。这种探测方法的实例包括本领域所知 的并且目前商业上可得到的纳米化学物和生物化学的微小阵列。如上所 述，这种阵列同样也可以用于监测在净化产品中是否有营养物和其他添 加剂存在和/或短缺。
在另一实施方式中，例如，紫外线UV处理可以用于在存储桶或其 他容器中进行净化后处理，从而有助于维持净化产品。
在另一特定实施方式中，排出高CO,含量气体的斯特灵电动型发电机可用作电源800以便给整个系统提供电源。在这种实施方式中，从斯 特灵电动机排出的气体通过排气管道回到引入口 00中，并采用使要净 化的水进行酸化作为一种预处理的方法。对引入水的酸化将导致在排出
气体中的co,(在压力下)的强制性分解，并且酸化可以减少在系统中
出现的诸如集聚的石灰之类的水垢。可选择地，排出的co,气体被引导
进入净化产品中作为一种后处理酸化的方法。
根据本发明实施方式提供的系统具有两个基本功能部件，其可以结 合成一个整体装置，或者如在此所述的用于局部水净化目的一样，可以
单独操作和连接在一起。图2描述的是本发明的实施方式，其中电源装 置2010通过电缆2014电气连接，用于提供电源给蒸汽压縮水蒸馏装置 2012，同时通过排热管道2016，从电源装置中排出的气体被连接以将热 量传送给水蒸馏装置。
根据热力学第二定律，热循环电动机受限制于分馏效率，也就是说， (^-rc)/7^的Carnot效率，式中TH和1分别是可提供热源的温度和周围 热环境的温度。在热电动机的运转周期的压縮阶段，热量必须以一种整 体不可逆的方式从系统中排出，因此，总是具有过多的排出热量。再者， 更值得注意的是，在热电动机运转周期的膨胀阶段不是所有提供的热量 都进入到工作液体中。在此，产生出的排出气体的热量的优点在于其可 以用于其他目的。在燃烧炉中可获得的热动力学总热量(也就是在气体 温度高于环境温度时)典型地是总输入能量的10%的数量级。对于生产 电功率千瓦特数量级的龟源装置，最多可以在接近20(TC的温度下排放 出的气流中得到700W的热量。根据本发明的实施方式，排出热量和由 电动发电机产生的电能可用于人类消耗水的净化，因此，其优点在于提 供结合成一体的系统，在其中只要提供所需的原料水和燃料。
此外，当利用这种方法有效地抽取氧化剂(特指空气和此处以及任 何附加的权利要求中，不受限制，用作"空气")进入燃烧炉，以便提 供燃烧，以及留在加热器顶部的排出热气的回收时，诸如斯特灵循环电 动机之类的外燃机能够提供高热效率和污染物的低排放。在许多的应用 中，在燃烧之前，空气先预加热，接近加热器顶部的温度，从而实现热 效率的规定目标。然而，期望用于实现高热效率的预热空气的高温，由于很难实现的预混合空气和燃料以及要限制火焰温度所需要的过多空
气，，使得实现低排放的目标很困难。例如，在2000年5月16日公布 的美国专利No.6， 062， 023 (Kerwin， et al.)中将对致力于克服这些 困难以便实现热力的高效率和低排放运行的技术进行说明，在此也可用 作参考。
此外，外燃机可以使用广泛的各种不同燃料，包括在特定的当地环 境下得到的燃料，可是本发明说明中的技术教导不限于这种电动机，并 且内燃机也同样包含在本发明的领域中。然而，由于排放气体特别污染 环境的本质，内燃机很难推广，并且优选地利用外燃机。
在图3中示意地显示出电源装置2010的实施方式。电源装置2010 包括连接到发电机2102的外燃机2101。在优选的实施方式中，外燃机 2101是斯特灵循环发动机。在运行过程中，斯特灵循环发动机2101的 输出包括机械能和剩余的热能。在燃烧炉2104中燃料燃烧产生的热量 可输入给斯特灵循环发动机2101，并部分转换成机械能。不能转换的热 量或热能，在燃烧炉2104释放的能量中占65%至85%。可获得的热量以 两种形式对电源装置2110周围环境进行加热从燃烧炉2104中排放出 较小的气流以及斯特灵电动机的冷却器2103上排出的较大热流。电源 装置2110也可以指辅助电源装置(APU)。排出气体相当热，典型地在 100到300°C，并且代表由斯特灵发动机2101产生热能的10%到20%。 冷却器在高于环境温度10到2(TC时，排出80%到90%的热能。热量排出 到水流中，或更典型地通过散热器2107排出到空气中。优选地，斯特 灵循环发电机2101的尺寸是使电源装置2010可以进行运输。
如图3所示，斯特灵循环发电机2101是由诸如燃烧炉2104之类的 热源直接提供动力。燃烧炉2104燃烧燃料以便产生可用于驱动斯特灵 发动机2101的热气。燃烧炉控制装置2109连接到燃烧炉2104和燃料 罐2110上。燃烧炉控制装置2109从燃料罐2110中提供燃料到燃烧炉 2104中。燃烧炉控制装置2109同样也提供测量的数量的空气给燃烧炉 2104以便有利于确保燃料的充分燃烧。燃烧炉2104燃烧的燃料优选地 是清洁燃烧并且可买到的，诸如丙烷之类的燃料。清洁燃烧的燃料是不 含大量污染物，最重要的是不含硫的燃料。当污染物限定在一个较少的百分比时，天然气、乙垸、丙垸、丁烷、乙醇、甲醇和液化石油气(LPG)
都是清洁燃料。 一种可以买到的丙垸燃料的实例是HD-5，由自动工程协会定义为工业级，并可以从Berzomatic公司中得到。在根据本发明的实施方式中，以及在下文中更详细的讨论中，斯特灵发动机2101和燃烧炉2104实质上提供完全燃烧，以便在提供高热效率的同时，也实现低排放的目的。高效和低排放的特点有利于允许电源装置2010在室内使用。
发电机2102与斯特灵循环发动机2101的曲轴(未示出)连接。可以理解的是对于本领域的普通技术人员，在术语发电机中包含电动机械的分类，其中所述电动机械包括例如将机械能转变成电能的发电机，或是例如其中将电能转变成机械能的电动机。发电机2102优选的是永磁无刷电机。可充电电池2113为电源装置2010提供启动电源，以及提供直流电源("DC")给DC电源输出2112。在另外的实施方式中，APU2010同样也有利地提供交流电源(AC)给交流电源输出2114。逆变器2116与可充电电池2113连接，以便把可充电电池2113的直流电源转变成交流电源。在如图3显示的实施方式中，可充电电池2113、逆变器2116和交流电源输出2114设置在外围2120中。
参照在图4中对本发明实施方式的示意性描述，现将对在电源装置2010的运行中产生的排出气体的利用进行说明。燃烧炉的排放物直接通过热管道2016进入到由数字2012总体上指示的水净化装置的外围2504中。热管道2016优选的是用塑料或由绝缘材料包围的波纹金属材料的软管，然而，将从电源装置2010排出热气传送到水净化装置2012中的所有手段都包含在本发明的领域内。由箭头2502所指定的排出气体吹过散热片型热交换器2506，从而当源水流2508流向蒸馏蒸发器2510时，将加热源流2508。填充由绝缘的外围2504包围的容器的热气2512本质上可以消除蒸馏系统的所有热损失，因为此绝缘容器中的气体温度比蒸馏装置本身表面2514的温度要高。因而，基本上没有热量从蒸馏装置中流出到周围环境中，并且对于10加仑/小时生产能力的蒸馏装置的75W数量级的热损失可以得到恢复。微开关2518探测连接热排气到水净化装置2012的软管2016的连接，这样操作系统可以控制热气的流入。
22根据本发明的可选实施方式，无论增加后燃烧炉(未示出)还是使用电源电阻丝加热，添加热量给排出流体2502落入在在本发明的保护范围之内。
在系统的初始启动阶段，电源装置2010被驱动用以提供电源和排出热气。由于散热片型热交换器2506的初始温度低于排出气体中水分含量的露点，由于排出气体包含水份，作为主要燃烧产物，水净化装置2012的加热阶段将明显地加速。当水在热交换器的散热片中冷凝时，所有蒸发水份的热量可用于加热源水。蒸发器的热量可以通过在蒸馏器腔内的热气对流对热交换器的散热片补充加热。即使散热片的温度达到排出气体的露点之后，通过对流对散热片的加热仍将继续。
根据本发明的其他实施方式，为了冷却的目的，电源装置2010和水净化装置2012可以进一步通过使水从净化装置流经电源装置而结合在一起。由于水源的未经处理的性质，使用源水冷却存在一定的问题。然而，使用产品水需要加装复杂的系统，以便在净化装置加热到完全满足运行条件之前，能够允许对电源装置进行冷却。
基于液体环形泵的基本设计，本发明的一些特定实施方式可以改进，特别是有关通过减少摩擦损失来提高整个能量效率。在图5A到5D中显示的是本发明的优选实施方式，其具有一个充分地可转动的壳体，可以最大限度减少摩擦损失，而保持简单设计以及产品的成本效率。如在图5A.中可以看到，定子9相对于转子8是固定的，并包括入口7和出口6。水蒸汽可以在压力P1下被抽吸并进入到转子室3中。转子8相对于中心轴线Z偏移，旋转壳体和液体环形泵以中心轴线为中心。当转子8通过转子轴承16绕中心轴14转动，转子室3的有效体积减少。因而，当水蒸汽沿旋转通道进入出口6时，水蒸气将压縮到压力P2，并传送到冷凝器200。优选地，旋转壳体(未示出)与在液体环形泵中的液体环一起转动，用以减少由于摩擦带来的能量损失。
如图5B和5C所示，定子9在输入输出区域具有一个支撑结构26，在如图5B和5C所示的定子9的顶视图中，可以看见转子8的单个叶片17位于支撑结构26的下面，也可以看见转子8相对中心轴的偏心位置。液体环形泵的特定实施方式是在运行期间既可以轴向进给，也可以轴向
23开口，并且还可以具有在垂直，水平或其他方向上的定向。图5D显示的是该实施方式的另一视图。
优选地，根据本发明的液体环泵可设计成在相当窄的输入和输出压
力的范围内进行运行，这样，总体上，系统运转在5到15磅/平方英寸
(表压)的范围内。系统压力可以通过使用止回阀进行调节，从而从图
5A-D中的室3中可以释放水蒸汽。改进的系统性能，优选地，通过将排气端口的出口 6放置在相对于转子轴线成一个特定转动角度而予以实现，其中特定角度与蒸馏器工作所需的压力升高相对应。图5B中显示的是用于调节系统压力的特定端口开口角度的实施方式。出口 6设置在绕转子路径转动大约90度的位置上，允许将从室3中出来的蒸汽排出。将出口 6设置在绕定子轴线转动较大角度的位置上，将使系统的压力升高，并降低泵的生产量，当出口6设置在绕定子轴线转动较小角度的位置上时，将使系统的压力下降，并增加泵的生产量。选择出口6的设置可以优化系统的压力，从而可以改进泵的效率。此外，出口6的放置可用于维持系统的压力，从而可以通过取消通向室3的排气端口上的止回阀来简化系统的复杂结构，从而可以提供一种简单、成本效率更高的压缩机。
图6A中所示的是液体环泵的可选实施方式的示意图。在图6A中，压縮机100是具有可转动外壳体10的可能液体环形泵的实例，在可转动外壳体10中包含单独的双通道定子/体9和转子8，其中在可转动壳体10和固定的定子/体9之间的密封表面是圆柱形。定子/体9相对泵100的室12，也相对转子8和可转动壳体IO被保持静止不动，并且包括入口7和出口6。水蒸汽在压力P1下被抽吸并通过引入口 5。当转子绕固定的定子9转动时，引入口 5与转子8中的引入孔4排成一直线，水蒸汽穿过引入孔4进入到转子室3中。转子8偏离中心轴线Z，这样，转子8转动时，转子室3的有效体积减少。同样，当水蒸汽沿一个旋转通道前进到转子8的出口孔2时，水蒸气可以压縮到压力P2。当转子8转动时，出口孔2与固定出口 6的出口孔1排成直线，并且在压力P2下的水蒸汽穿过出口孔l进入到出口 6，从而传送到冷凝器200中。在这种实施方式中，可转动壳体10与在室12中存在的水19 一起转动，因而可以减少由于气流偏差导致的摩擦能量损失。在可转动壳体10中还具有小孔ll，可用于使水19离开和/或进入室12中，从而可以控制
泵中的液位。此外，如图6B中所示，转子8具有多个从转子的俯视图中可以很明显地看见的多个叶片17。单独的转子室3、以及各转子室3中的单独引入孔4和出口孔2同样也可以很明显地在俯视图中看到。
在图7A中所示的是液体环形泵的另一可选实施方式，其中在可转动壳体10和定子9之间的接触面是圆锥形而不是圆柱形。在该实施方式中，转子驱动轴14具有位于可以允许可转动壳体10与转子8—起转动的轴承16上的端部15。引入口 7和出口 6以及相应的引入孔5和出口孔1都相对于转子8和转子壳体10保持静止不动。
此外，在固定部分6和入口 7以及转子8之间可以存在圆锥形或轴向的密封13。在图7B中可以最清楚看到的圆锥形实施方式中，密封13可以将引入孔5与转子8的出口 l隔离，以便防止泄漏。如图6和7所示的液体环形泵是既轴向进给又径向开口，与前述优选的液体环形泵的实施方式相对比，参照图5A-5D(见上)所讨论的液体环形泵是轴向进给和轴向开口。
在运行中，需要测量压縮机中液环的深度，以用于优化性能。在公开的实施方式中，液体环形泵的壳体10与泵中的液环一齐转动，并且液体温度典型地在110°左右。测量液环深度的方法包括诸如超声波、雷达、浮子、液体传导以及光学传感器之类的常用传感器中的任何一种。由于转动壳体的复杂结构，这种测量的优选实施方式采用电容传感器，.其中在电容器中的液体深度发生变化时，电容器的电容同样也发生变化。如图8所示，盘形电容传感器板110安装于可转动壳体10的底部，与可转动壳体10的底面IOA，以及转子8的底面8A具有相等距离。因此，电容器由壳体IO、转子8和电容传感器IIO所限定。导线112连接电容器，从电容传感器IIO，通过在转动壳体轴线53上的通道53A， 一直到中心变压器的次级线圈113，优选地铁素体芯变压器(未示出)。在实施方式中，次级线圈113以与电容器板相同的速度转动，并且与铁素体芯变压器的初级线圈感应连通。初级线圈114是固定的，来往与液位测量电容器的信号通过变压器进行通信，这样实现深度信息从转动位置被传送到静止位置。电容可以通过确定电容器(c)与变压器次级线圈
的电感(L)的LC谐振而进行测量。在优选的实施方式中，建立LC振
荡电路，并且振荡频率可以用作电容的测量值。
可选择地，在根据本发明的另一实施方式中，可以想像的是再生吹
风机可以用于替代压縮机100中的液体环形泵。能够用于替代液体环形泵的可能再生吹风机的实例是由GAST提供的商用商标为REGENAIR的R4系列(例如，型号为R4110-2/R4310A-2以及下列等等)，其能够分别在52英寸水柱最大压力，92立方英尺/分的开口流量或在48英寸水柱最大压力，88立方英尺/分的开口流量下进行工作。见图28，由此作为参考。
例如，为防止污染的液滴随着蒸汽一起带到或输送到冷凝器200，压縮机100可以设计成如图9的可选实施方式所示。在这种实施方式中，液体环形泵在蒸发器/冷凝器的顶部内，并且当可转动壳体io转动时，可以去除水雾，其中旋转可能会产生气旋效应，以及通过离心力抛出的水雾和水滴与蒸馏器壳体碰撞，并且流到在集水槽的水中。同样也具有从可转动壳体10的外部延伸出的散热片18，以便增强蒸汽在可转动壳体10和固定壳体25之间的空间中循环和转动。设置蒸汽出口 22用于提供使蒸汽通向冷凝器200的通道。
在优选的实施方式中，如图IO所示，同样也可以具有诸如电机之类的激励装置150以用于驱动压縮机/泵100。电机150接收来自电源800的电源(如图1A所示)。在图10和11所示的特定实施方式中，电机转子/磁铁37气密密封在系统的压力和流体边界(envelope)内部，并且电机壳27以及电极定子/绕组38可以位于主压力系统界面外部。单独连续轴14横越从电机150到泵100的长度，在其周围设置有轴承16，以便使电机转子37和泵转子8转动。采用气密密封的电机和连续轴可以不需要渗透压力边界的密封轴。此外，电机可以在周围饱和蒸汽的固定温度下进行维护，并且液体引入口 39绕电机定子38循环(参见图14A，下方)。因此，电机产生的热传送给系统，从而可以减少用于保持整个系统温度所需的热输入。
在实施方式中，电机150设计成能够在蒸汽和水中正常运行的电机类型，因而可以不需要进行轴连接和机械密封，从而可以减少机械部件 的繁琐和复杂，并且同时可以改善对电机功率损失的恢复。在该实施方
式中，电机转子37 (参见图IO)由迭片(laminations)结构组成。为 了防尘土，迭片结构可以由钢材料制成，并且由等离子涂层、硅涂层、 粉末涂层保护，或者迭片结构和磁铁可以镀镍于其上。
在更多的实施方式中，电机转子37是诸如纯铁、或不锈钢之类的 固体材料转子，例如，诸如446不锈钢的高铬含量钢。铁和钢转子37 可以镀镍，如同磁铁37A—样。纯铁转子37具有最好的磁特性，并且 相对迭片结构的转子具有改进的转矩特性。可选择地是可以采用具有镀 镍磁铁的固体不锈钢转子。优选地，不锈钢具有高铬含量，因而可以在 电机转子37的表面产生氧化铬覆盖层，其可以防止转子中的铁成份生 锈。与纯铁转子一样，不锈钢转子同样也具有优于迭片结构转子的改进 转矩特性。
在另一实施方式中，高铬含量不锈钢转子可以钝化以去除表面的 铁，产生厚的氧化铬覆盖层用以增加抗腐蚀性。也可以采用其他实用的 涂层用于增强抗腐蚀能力。此外，镀镍磁铁可以是表面弯曲的磁铁，其 可以进一步增加电机转矩，并且减少制造成本。
如图10所示，电机壳27包含具有电机定子38的电机150。电机壳
28气密地密封电机转子37、 37A以及在系统的流体/压力包络范围内的 电机和泵转子的连续驱动轴14。固定壳体25中包含有不转动的阀板33， 并且泵转子8具有多转子叶片17，转子轴承16以及液体环19 (参见图 6A或9)，典型地是水，其可以与可转动壳体10—起转动。在外壳体25 上的排水管(未示出)可以防止其填满液体环形泵静止壳体。
下贮液器30包含有一定高度的液体，其与排水/填充液体管线(未 示出)连接，并且容纳有虹吸泵32以及绕53转动的转动壳体轴承52。 虹吸泵32使液体，优选地是水，从下贮液器31中改变方向向上到虹吸 泵管线35并且继续通过虹吸进给管线36进入到室12中。当转子8和 液环19转动时，水滴20由于离心力的作用向外抛掷，通过液体环形溢 流口 (未示出)，作用于固定壳体25上，接着沿固定壳体25向下流， 并且返回到下贮液器30中。图12A显示根据本发明图10的实施方式的外固定壳体25、外电机 壳体27、分别排出和引入的歧管6和7以及电机壳28。图12B是图12A 所述的实施方式的截面图，其中可以观察到外电机壳27、外壳体25以 及下贮液器30，包括转动壳体轴承52。此外，同样还可以观察到具有 电机转子37、电机定子38、单独连续转子轴14和转子叶片17的电机。
相似地，图12C是通过不同平面，在图12A和12B中可见的相同实 施方式的截面图。其中可以很容易观察到在下贮液器30中具有虹吸泵 管线35的虹吸泵32以及连接到室12中的虹吸进给管线36。
在图13中可以详细地观察到虹吸泵32的视图，以及下贮液器30 的截面图。图13显示出下贮液器30，其中可以观察到转动壳体轴承52 和虹吸泵32的剖面图、虹吸泵管线35、虹吸进给管线36以及室12。 在操作中，虹吸泵32从下贮液器30中抽取水，通过虹吸泵管线35将 水抽吸到虹吸进给管线36，并从而返回到室12中。参见图10，将液体 从下贮液器30传送到室12的本发明的实施方式可以在下贮液器30中 利用一个或多个阻板，优选地安装在固定的外壳体25上。阻板，其优 选地可以在结构上是辐射状的，可以破坏由外可转动壳体10的转动引 起的液体流动，以便防止在虹吸泵32中的虹吸损失，从而保持较好的 虹吸流，并且如果虹吸失败，可以实现启动准备(priine)。
如图14A中显示，本发明的另一特定实施方式设计成改进整个系统 能量效率。根据该实施方式的系统具有流过泵引入口 00的冷液体引入 口 39，其一直连通到热交换器400。典型地，泵00是隔膜容积式泵， 当系统没有压力时-也就是说，在系统内部的压力P等于外部压力P时， 其能自动起动。在优选的实施方式中，具有气孔Ol的泵OO可以同样具 有环形反馈结构，以便有助于准备泵00的起动，或更具体地说，有助 于在压力下重新准备操作系统，如果起动失败，将会出现如同源软管从 液体源容器中去除的现象。
从热交换器400，吸入管线一直延续到围绕电机150的冷却回路， 然后一直延续到蒸发器/冷凝器中心600，其中冷凝器200具有顶部芯板 48和底部芯板50。在蒸发器/冷凝器中心600中可以具有多平行管道49， 其典型地由铜镍合金或其他热传递材料制成，并具有顶部多岐管开口
2856,以便使中心管道49与顶部300相连通，并具有集水槽的多岐管开 口 55，以便使管道49与集水槽500相连通。中心管道49是热交换表面， 通过其蒸汽的潜伏热可以在蒸发/冷凝循环中传递。在管道外部的冷凝 蒸汽和管道内部的蒸发水之间的热交换率是输出率和效率的关键因数。 如果热交换表面的热阻很低，将会出现较好的热交换，并且输出量和效 率增加。任何撞击在冷凝表面的气体变成可以抑制热传递的绝缘体。为 了防止这种现象出现，例如，通过气孔Ol、挥发性混合器、或其他所需 通风孔，系统中存在的任何气体将连续地从系统中排出。
当水形成片的落下时，热传递也同样会带来不利的影响，当水冷凝 并覆盖在管道外部时，其将流到冷凝室的底部，出现一种称为"起皮 (skin)"的现象。水在冷凝器表面"起皮"的程度主要由热交换表面 的表面能量(疏水性)确定。在本发明的实施方式中，所利用的疏水性 覆盖层将引起冷凝水形成水珠而不是水皮，从而使更多热传递表面暴露 以用于有效的热传递。合适的疏水性涂层的实例包括由Ocular Technologies制造的涂层，或任何其他几乎没有热阻本身的疏水性涂 层。
来自蒸发器/冷凝器600的冷凝部分600C的蒸汽21同样可以送入 挥发混合器23，其中挥发性气体可以从系统中释放。
系统保持恒定的冲击流，以防止在系统中形成结垢以及其他堆积 物。在顶部300中的水位19可以通过采用液位传感器Ll、阀VI以及源 泵引入口源泵00的反馈控制回路进行调节，以便保持有适当的水流过 冲击流43。三通源泵填充阀29设置成可以抽取水进入集水槽500，其 可以引起顶部300中的水位19升高。当水位19在顶部300中升高，液 体溢流过坝状的阻板302进入到包括冲击液位传感器Ll的冲击控制室 301。当需要时，可以控制冲击阀Vl使水从冲击式控制室301流入到热 交换器400，以便吸取热和冷却冲击流43，并且流出阀V1，通过挥发混 合器23，从而使得来自蒸汽部分600B的热气体和蒸汽21冷却，然后实 现冲击流，从而将废气43A排出。
系统同样也保持合适的产品流。在冷凝室600C中建立起产品水位 502，并且进入产品控制室501，其中容纳有产品液位传感器L2。采用具有液位传感器L2和阀V2的反馈控制环，可以控制产品流41，从产品
控制室501通过热交换器400，以便吸取热和冷却产品流41，然后通过 阀V2，并且排出，以便实现水蒸气作为作为产品流41A的产品水出口。
优选地，系统设计成可以通过采用液体回收系统补充液体损失，从 而能够保持合适的液体环形泵水位。有几种方法可以在系统运行期间， 使来自环形泵的液体耗尽，其包括泄漏进入下贮液器30，通过排出端口 6排出，以及蒸发。泄漏和排出损失很大程度上取决于诸如转速以及液 体环形泵吞吐量之类的操作参数。这些泄漏和排出损失需要泵中的液体 每小时几次进行完全替换。典型地，蒸发损失很小。
在环形泵中的液位可以通过添加源水和产品水而保持，或优选地通 过反复循环从液体循环泵中损失的水用于改善系统效率。在优选的实施 方式中，在环形泵中的液位主要通过反复循环集聚在图14A中的下贮液 器30中的液体而得以维持。液体可以由液体环形泵泄漏以及在排除口 57排出的液体集聚在下贮液器30中，捕获在水雾消除器58中，并且抽 取到下贮液器30中。可选择地是，排除在排除口57中，捕获在水雾消 除器58中的液体可以通过液体环形泵排出端口返回。集聚在下贮液器 30中的液体可以通过几种抽取机构之一反复循环。 一种优选的方法是采 用如图IO和12C所示的虹吸泵32 (如上所述)。
优选地，水的最小深度应该是保持在下贮液器中以用于使虹吸泵32 能够正常工作的位置。在优选的实施方式中，如图14A所示，容纳有液 体环形泵的液位传感器L3的液体环形泵控制室101可用于控制液体环 形泵的液位并且控制在下贮液器30中的水位。液体环形泵控制室101 与液体循环泵100和下贮液器30进行液体连接。液体循环泵100与三 通源填充阀29相连接，当液体循环泵需要更多水时，其可以设定成打 开状态，，并且其同样也可以与液体环形泵的排水阀V3相连接，当需要 从液体循环泵100中排出水变成冲击流43时，阀V3打开。
如果从下贮液器30中再循环的水主要不是用于保持液体循环泵的 液位，那么可以采用冷源水或产品水。如果使用源水，将冷水(其大约 比系统温度低85度C)引入到液体环形泵将减少系统的效率或可选择地 采用预热器用于这种冷源水将会增加系统的能源预算。可选择地，采用
30产品水，同时将不会影响系统的温度，可能会减少产品水的液位，并同 样会导致系统效率低下。在启动时，液体环形泵中的初始液位优选地由 源水供给。
在实施方式中，如图14B所示，启动时间可以通过采用位于邻接热
交换器400且在冷却一侧，液体引入口 39和冲击式43流体管线之间的 外连接阀43AA而减少。在初始填充期间，为了确定在顶部300中的液 位，连接阀43将会打开，冲击阀BV将关闭，并且液体将通过源管线39 抽取到系统中。连接冲击阀43和源39管线可以导致在冲击式液位传感 器壳体301和蒸发器顶部300具有相同的液位高度，从而可以确定在蒸 发器顶部300中的液位，并且能使蒸发器填充到在启动时最小的所需液 位。采用所需的最小液位减短初始准备动作时间，并且当液体循环泵100 起动时，阻止液体从蒸发器顶部300通过液体循环泵100溢出到冷凝器 600中(参见图14A)。
在冲击流43中的固体密度可以检测和控制，以便防止材料从溶液 中沉淀，并因而使系统堵塞。同样在启动期间，循环泵43BB可以使水 通过热交换器400循环，以便使热交换器预热到用于正常操作的合适温 度。通过测量流体的电导率，可采用电导率传感器(未示出)确定溶解 固体总含量(TDS)。在特定的实施方式中，传感器是感应传感器，由此 没有电导材料与流体接触。如果冲击流43中的TDS含量升高到指定含 量以上，例如，在海水蒸馏期间，流体源进给率增加。增加流体源进给 率将会增加冲击流43的速率，因为蒸馏水产品作为流体进给率的函数 仅改变很小，并且增加的流体进给率将会导致TDS浓度的减少，所以可 以保持系统的总效率和生产率。
如图14A中进行的相关论述，通过在反馈结构中采用液位传感器和 可变流量阀可以实现流体控制。蒸馏器的最佳操作需要总的流体流入与 总的流体流出能够严密配合。这样可以实现将蒸馏器中的液位一直保持 在接近不变的值。在特定的实施方式中，传感器是电容传感器，特别是 用于测量液位的robust传感器。电容液位传感器没有移动部件，并且 不受污垢的影响，制造简单并且价格便宜。通过电容传感器测量的液位 可以控制可变流量阀的开口，由此液位可以调节在液位传感器位置处。液位上升可以引起阀门打开得更多，增加传感器的流出体积，反之，液 位下降可以引起阀门关闭得更多，从而减少传感器的流出体积。
从输入泵通过可变流量控制阀的流速可以采用in-situ校准技术确
定。液位传感器和相关的液位传感器的体积可以用于确定传感器体积的 填充或流出率。通过合适地配置控制阀，能够确定各阀和源泵的流速校 准。
在本发明的特定实施方式中，给水阀组(未示出)可用于将系统中 所有的控制阀固结成一个部件，其可以与液流多岐管结合在一起。包括 用于总溶解固体的传感器以及冲击流的控制系统同样也可以与浮阀或 其他用于控制在顶部中的液体高度/液位的其他装置结合在一起。
如图14A所示，另外还具有从顶部300到压縮机100的蒸汽气流管 线22、用于使蒸汽转向到冷凝器200的蒸汽出口 57、从冷凝器200通 向热交换器400，同样也能够收集热净化冷凝产品502的热产品管线41、 以及用于转移热产品到压縮机100，以便能够调节水位使其保持不变的 管线(未示出)。当系统关闭时，同样还需要有排水管线(未示出)。
此外，还有加热器900，其具有加热元件60，用于在启动时用于将 冷液体加热到沸腾，并且用于在蒸馏器操作期间保持足够热以连续地将 液体转换成蒸汽。在本发明的实施方式中，系统启动后，蒸馏系统可以 在平稳状态下运行，从加热器900中没有热量输入。可选择地是，在运 行过程中，可以采用第二加热器(未示出)用以保持足够的热量；加热 器能够连续地以脉冲模式运行，或受控制器的控制。
在本发明的特定实施方式中，如图15所示，蒸发器/冷凝器600是 蒸发器/冷凝器600A，其具有用于中心管49的弹性管和壳体密封54A和 54B，可分别替代图14A的端板48和50。这种弹性管和壳体密封是美国 专利No.4， 520， 868中的实例，据此可在这作为参考。在蒸发器/冷凝 器600A外部的无工具夹具密封59可以很容易清洗和维修，并且如果需 要，可以替换中心管49。可以采用外可拆除装置47使液体冷凝蒸汽入 口 70、液体产品出口 66、蒸汽出口 69、冲击流出口 65、液体入口 64 以及挥发端口 67与蒸发器/冷凝器600A相连接。在该实施方式中，厚 膜加热器900A可以用于加热在集水槽中的液体，替代加热器900和加热元件60 (参见图14A)。
在根据本发明的另一实施方式中，如图16A和16B所示，可以用蒸 发器/冷凝器650替代芯体部分600。如在图16A中可见，蒸发器/冷凝 器650是平板蒸发器/冷凝器，并且包括多个平行芯层92和94，典型地
由铜镍合金或其他热传递材料制成，并具有产生用于引导蒸汽和冷凝流 体的通道95和97的肋状物90。蒸汽入口 7A和产品出口 6A岐管(与未
示出的不干净入口以及挥发性出口岐管一样)通过流体接口与液体环形 泵/压缩机100相连接。螺钉88确保650与固定壳体25的支架固定。 在运行中，各交错的水平排92和94 (如图16A和16B所示)包括蒸发 器通道95和97，这样两种功能决不会在任何给定层发生重叠。图16B 和图16A的详细图更清楚地显示出结合在一起的冷凝器/蒸发器的歧管 装置是怎样进行工作的。如图所示，排92与94不相互作用，它们彼此 相互隔离，因此在水平芯层中的蒸发和冷凝功能相互分隔开。
此外，如图17A至17D所示，根据本发明的另一特定实施方式可以 包括流体分配岐管675。图17A显示的是液体分配歧管675的一个特定 实施方式的泵一侧的一面。以未加工的源液进给的形式输入流经端口 64，并且冲击流(输出)流经端口65。以产品的形式的另外的输出流经 端口 66，同时端口/小室67提供用于挥发物的出口 (输出)，并且端口 68提供液体环形泵的排水通道。图17B显示的是液体分配岐管675的相 同特定实施方式的泵一侧的第二面。很明显地看出，用于挥发物输出的 端口/小室67，同样也可以看见液体环形泵的排水管68。在该实施方式 的视图中，可以看见冷凝器蒸汽水雾去除室71，同样也可以看见水雾收 集器和排水区域73。
图17C显示的是液体分配岐管675的一个特定实施方式的蒸发器/ 冷凝器一侧的一面，在视图中可以很容易看见未加工源水进给端口 64、 同样也可以看见冲击式通道端口 65和产品通道端口 66。此外，还可以 看见蒸发器蒸汽通道端口 69和冷凝器蒸汽通道端口 70。
最终，图17D显示的是液体分配岐管675的相同特定实施方式的蒸 发器/冷凝器一侧的第二面。再次，可以看见冲击式通道端口 65、同样 可以看见液体循环泵排水端口 68、第二冷凝器蒸汽水雾去除器71、蒸发器蒸汽水雾去除72以及水雾收集和排出区域73。同样地，在该视图 中可以看见集水槽液位控制室，以及产品液位控制室75和液体环形泵 补充进给口 76。
在这种特定的实施方式中，液体分配岐管675能够在液体净化系统 中消除多数的管道设备，在一个装置中能够有利地结合包括流量调节、 水雾去除以及压力调节等多种功能，因而可以简化制造并且很明显地减 少总部件数。例如，中心板以及歧管装置可以由塑料、金属、或陶瓷板、 或任何能够承受高温和高压的抗腐蚀材料制成。制造中心板和歧管装置 的方法包括铜焊和模铸(over-molding)。
图18A和18B是显示在特定实施方式中使得流体通过整个系统的接 口连接的连接器。例如，如图12A所示，可以设置在在热交换器400和 引入/排出端口 7与6之间的浮动流体界面。图18A显示出可以焊接到 热交换器端口 (未示出)的装置61，其中装置61与能够反过来与流体 分配岐管相连通的流体接合部件62相连接。如图18A显示的是沿线A-A (参见图18B)截取的截面图。装置61能够浮动以补偿可能由温度或制 造偏差引起的在配合中出现的移位。通过0型环63能够实现密封。可 以在图18B中所描述的视图中看见，当线A-A绕中心轴旋转90°时，0 型环63，装置61和流体接合部件62锁紧在一起，以便形成液体界面接 □。
对于具有中心管49的芯体部分600或具有平行芯层92和94的芯 体部分650，中心管道或层通道的表面形状可以是圆柱形、方形、长方 形以及类似的形状。在根据本发明的另一实施方式中，中心结构可以选 择，以便能够增加液体的净相变化率，并且可以包括中心嵌入物，其在 美国专利应用系列No. 10/636， 303，申请日003年8月7日，发发明名 称"相变增加的方法和设备"的内容中进行了更加详细的说明。由此， 其内容在此可作为参考。
采用诸如用聚磷酸酯或聚天冬氨酸酯之类的化学处理方法，通过采 用电激励或电化学加工，在合适部件上进行等离子涂层，通过用诸如有 机酸之类的酸或通过采用电和/或磁场进行处理可以实现对结垢的控 制。例如，本发明的另外一些特定实施方式可以通过包括如图19A和19B 所示的高效热交换器400A和400B有利地改进整个系统的能源效率。其 中这种热交换器可以利用系统提供的热源。在特定的实施方式中，来自 多个热源中至少一个的热量可以穿过诸如图19A中所描述的多管线热交 换器400A，其中诸如38、 40、 42以及44之类的双通道热交换器系列可 以管线连接以便产生多管线效应。要注意地是，在如图19A所示的特定 多管线热交换器的实施方式中，液体冷引入口 39的水流穿过所有的热 交换装置38、 40、 42以及44。 一个热源，例如热产品41，流过热交换 装置38和42;并且另一个热源，例如热冲击流43，流过热交换装置40 和44。通过采用这种方式，多个热源可以用于与引入的冷液流39进行 热交换。
可选择地是，可以采用如图19B所描述的单独多通道热交换器400B。 在该实施方式中，例如，液体冷引入口 39以及诸如热产品41和热冲击 流43的热源同时流过热交换器400B，但方向相反，从而能够使冷液体 引入口 39与在热交换器400B中的两个热源41和43进行热交换。用于 热交换器400的热源包括产品流41和冲击式流43。当该实施方式采用 外驱动电机时，用于热交换器400的另一可能的热源是由通过诸如电机 绕组之类的蒸汽泵驱动电机150产生的辐射热量。如上所述，根据本发 明，热交换器可以利用在美国专利No. 4， 520， 868中详细说明的塑料 管束热交换技术，其中弹性端板可以用于在固定方向上密封管道，替代 金属或另外焊接或铜焊在热交换器管道上的非弹性端板。
如上关于图1A和IB中所述，例如，电源800可以是IC发电机或 斯特灵引擎发电机。在实施方式中，由发电机产生的辐射热可以用于加 热引入的水流，其中由发电机产生的辐射热直接传送到热交换器400。 这种热交换器最佳位于三通道热交换器的热源一侧，如图19B所示，其 中源液39进入蒸发器600。图14A或图4 (元件2506)同样也显示这种 能够利用在所述多个通道中的一个中的排出热的热交换器。
如果利用外驱动轴电机，整个系统可以利用附加的内嵌有冷引入管 线的各种齿轮泵、膜片泵、或冲压泵的之类的"冷"液体泵。在特定的 实施方式中，这种泵将由与液体环形泵相同的转子驱动轴驱动。本发明
35的一些特定实施方式同样也可以想象到不具有液体引入泵，由此可以采 用重力供料机或产生真空来驱动液体流过系统。
在另一特定实施方式中，集水槽500可以利用预加热器或补充加热 器，其中可以利用具有继动监控器的开关和温度传感器调节热输入和集 水槽中的水的温度。其他的液体贮液器中也同样可以包括温度传感器。 例如，当蒸馏器加热时，在集水槽中的温度传感器能够用于确定蒸馏器 的最佳初始条件。同样地，也可利用温度传感器探测水温的变化，从而 能够调节液体的流速，以便保持总蒸馏产量。
在如图20所示的实施方式中，可以测量蒸发器和冷凝器的压力， 以便评估整个系统的性能，和/或提供数据给控制系统。为了避免使用
需要承受蒸发器/冷凝器600的高温的昂贵传感器，压力传感器Pe和Pc
安装在位于热交换器400的冷侧和相应的控制阀Ve和Ve之间的液体管线
上。为了避免当液体流过位于该位置上的压力传感器时，会出现的测量 的压力小于系统的实际压力的情况，控制阀将会很快关闭，从而阻止流 动。在"不流动"期间，从控制阀返回到蒸发器或冷凝器的压力将保持 不变，从而能够精确地测量出系统的压力。由于这些很短的"不流动" 期间，将不会出现对蒸馏器的性能不利的影响。
如图21A所示，本发明的蒸馏器的另一实施方式设计成可以通过在 引入口 00中结合有过滤装置从而增加最终净化液体产品的纯度。多单 元回转过滤器80，.具有与至少两个过滤器单元81.和83结合在一起的枢 轴关节82，设置在过滤器壳体80A内，该过滤器壳体能够对液体导向以 通过过滤器单元81和83，并且便利过滤器单元81和83绕枢轴关节82 的转动。如图所示，冲击流43穿过回转过滤器单元81，并且吸入液流 39同时从引入口 00流过回转过滤器单元83在途中进行净化。 一些间隔 之后，回转过滤器开关(未示出)使回转过滤器80绕其中心轴转动， 在枢轴关节82处，如图中虚线所示，以使现已由于过滤不干净的引入 液体所得到的污染物弄脏的过滤器单元83通过冲击流43回冲，并且回 转过滤器单元81成为过滤引入液流39的过滤装置。在这种实施方式中， 0形环垫圈81A和83A分别可以用作过滤器单元81和83与冲击流43和 引入液流39的液体流动通道之间的密封。在另一实施方式中，如图21B中所示意，多单元回转过滤器可以是 多段圆形过滤器80B。多单元回转过滤器80B具有多回转过滤器单元例 如81B和83B绕其枢转的枢轴关节82B，该多单元回转过滤器80B也可 以位于过滤器壳体80C内，该过滤器壳体可以引导液体流过单独的过滤 器单元81B和83B，并且便利过滤器80B绕枢轴关节82B的转动。如图 所示，冲击流43穿过一个回转过滤器单元81B，同时引入液流39从引 入口 00流过回转过滤器单元83B在途中进行净化。如图21B所示，回 转过滤器开关(未示出)使回转过滤器80B绕其中心轴转动，在回转过 滤器枢轴关节82B处，如图中虚线所示，这样现已由于过滤不干净的引 入液体所得到的污染物弄脏的过滤器单元83B，通过冲击流43回冲，并 且回转过滤器单元81B成为过滤引入液体39的过滤装置。 一系列密封， 如81B-1和83B-1所示，可以用在单独过滤器单元81B和83B之间，使 流过一个过滤部分的冲击流43从流过另一过滤部分的引入液体39分隔 开。可选择地，如图22所示意的手动阀85可以用于手动改变水流方向。 例如，这种阀可以使用例如冲击流43连续地清洗每个回转过滤器中的 装置，并且能够使用单一操作有效地转换被过滤的装置和被回冲的装 置，从而回冲过滤器单元81或83，而不需实际回转过滤器80本身。如 图22所示，在特定的实施方式中，当阀85在位置A时，过滤器单元81 过滤引入液体39，并且用冲击流.43回冲过滤器单元83。当转换阀85 到位置B时，冲击流43将立即回冲过滤器单元81，并且过滤器单元83 立即过滤输入液体39。在另一未示出的实施方式中，如果环境需要，还有包括带有用于排 放废水的泵的收集箱的外部系统。上述的特定实施方式通常工作在大气压力之上，典型地大约在10 磅/平方英寸(表压)的气压下。这种系统的优点在于能够在较高压下提 供较高的蒸汽密度，从而使得通过容积泵能抽取到比在较低压力下更多 的蒸汽。由此产生的较高生产量使得整个系统的生产效率得到改进。此 外，较高的生产量和较高的系统压力将减少压縮机100所需的电源，并 且不需要两个附加泵一一个用于抽取冷凝产品41，另一个用于抽取冲击为许多形状承受内压要好于承受外压。 重要地是，在高于大气压力的条件下工作将减少较小泄漏对整个系统效 率和性能的影响。诸如抑制冷凝过程空气之类的不可冷凝气体将在低于 大气压力的情况下扩大，其中较小的泄漏将用于吸收气体，在高于大气 压力的条件下工作的系统将不会出现情况。当本发明的实施方式在高于大气压力的条件下工作，采用新型的背压调节器将适用于控制系统的压力。图23A和23B将对与本发明的实施 方式相一致的背压调节器的视图进行描述。背压调节器1100具有包含 孔口 1110的容器1150，孔口的一侧与系统的压力管道相连接(例如在 蒸汽压縮蒸馏系统中的压縮机的出口)，其可能暴露于波动升高的压力 下。孔口的另一侧终止于端口 U70。端口 1170由球形的可移动挡块1130 覆盖。使用与枢轴销1140间隔固定距离的固定器1160，挡块1130被固 定于臂1120上。臂1120由铰链通过枢轴销1140连接到一点，其与端 口 1170形成固定关系。臂1120包括从臂上延伸出，可沿轴1190移动 的配重块1180，这样在配重块1180和枢轴销1140之间的距离将可以改 变。在图23A所示的实施方式中，孔口 1110的轴向方向与重力矢量1195 的方向垂直。背压调节器可以还包括防止外来物质进入调节器并且与内 部部件干扰的功能的机壳功能。采用如图23A和23B所示的实施方式，当在压力管道中的压力低于 指定的设定值时，臂1120相对重力矢量1195的方向保持水平位置。在 该实施方式中，此臂的位置可称为关闭位置，并且对应于覆盖端口 1170 的挡块1130。当在导管中的压力超过设定值时，作用在挡块1130的力， 可以产生绕枢轴销1140的扭矩。扭矩产生作用使臂1120绕枢轴销1140 逆时针方向转动，从而使臂离开其关闭位置，并且使端口 1170暴露出， 其可以使液体从孔口 1110中流出。当管道中的压力释放到低于设定值 时，气体的力不再能够使臂离开关闭位置，因此，此臂返回到关闭位置， 并且挡块1130覆盖住端口 1170。在图23A和23B的实施方式中，臂1120用作能产生调节力矩的杆 件，并适用于倍增由配重块1180通过挡块1130施加于端口 1170的力。 力的倍增可以减少关闭孔口 1110所需的重力，与挡块1130单独垂直作用于孔口 1110的顶部的设计(如高压锅中一样)相反。因而，用于增 大在压力管道中加快排气的速度的大端口尺寸，，可以由相对轻量级、 大尺寸的挡块覆盖，配重块可用作调节所需的设定值。这样可以花费少 一些的设计努力去选择特定的端口尺寸和挡块特性。轴1190的附加用 于调节配重块1180的位置，在本发明的实施方式中，可用于改变乘法器的比率。当配重块1180移动到靠近枢轴销1140的位置时，乘法器的 比率减少，产生较低的闭合力。如果配重块1180移动到远离枢轴销1140 的位置时，乘法器的比率增加，因此增加闭合力。因而，配重块1180 的位置能有效地用于调节背压调节器的设定值。当在很高的海拔高度上的系统中利用背压调节器时，对背压调节器 的设定值的调节很有用。当大气压较低时，系统工作压力也相当低。结 果，蒸馏设备的温度降低，其可能会对系统的性能造成不利的影响。同 时，这种调节也能够确定最终用户所需的背压调节器的设定值。釆用配 重块施加闭合力同样也可以降低背压调节器的成本，并减少部件的疲劳 强度。在本发明的实施方式中，可调节配重块设计成可以使设定值的范 围为最小设定值实质上小于或等于10磅/平方英寸(表压)，并且最高设 定值实质上大于或等于17磅/平方英寸(表压)。因此，本发明的实施方 式可以使系统获得精确地压力调节，与只仅仅简单作为安全卸压阀的装 置不一样。在如图24A和24B所示的本发明的另一实施方式中，孔口 1210的 结构是这样，端口 1270的方向为相对于重力方向1295的方向而垂直。 因而，当一直采用可调节配重块时，本发明的一些实施方式可以容纳任 何方向的孔口。在如图23A、 23B和25所示的本发明的实施方式中，容器1150包 括排水孔1115。由于背压调节器1100可以在较大系统1320的有界区域 1310中工作。排水孔1115作为通道可以通过孔口 1110将压力管道1340 中净化的液体释放到有界区域1310中。排水孔1115可以使有界区域 1310与较大系统的另一区域连接，或与外环境1330连接。此外，气体 集聚在有界区域1310中可能引起这些气体冷凝。通过孔口 1110的净化 气体可以夹杂有能够收集在有界区域1310中的液体的微滴。这些可冷39凝物同样也可以从采用分隔孔1350的有界区域中释放出。背压调节器可以设计成允许有小于设定值的较小泄漏率，以净化集 聚的用于隔离热交换器的挥发性气体，并且抑制在系统中发生沸腾。然 而，即便是有很小的泄漏，调节器可以设计成可以在压力管道中建立起 压力。在本发明的实施方式中，在背压调节器的设定值以下，当背压调 节器的臂在关闭位置时，通过特定设计的泄漏孔口同样也可以实现从压 力管道中释放出挥发性成分。当管道压力小于设定值时，泄漏通风孔可 以设计成允许从端口或孔口有一定的泄漏率。这种泄漏孔口可以由在本 领域的熟练技术人员用所熟知的各种方法进行设计。非限定性实例包括当臂在关闭位置时，特定定位挡块和端口以允许实现小开口；设计此挡 块以便没有被挡块覆盖的小开口总是暴露出来；当臂在关闭位置时，在 挡块和端口之间设定特定的刚性、不屈服的密封结构；以及设计通向端 口的孔口，以便具有小开口，从而允许液体泄漏。在致力于在小于背压调节器的设定值的条件下挥发物泄漏的本发 明的特定实施方式中，如图26A所示，端口 1410具有小槽口 1420，图 26A的区域C的放大图显示在图26B中。因而当挡块与端口 1410接触时， 当背压调节器的臂在关闭位置时，泄漏孔口出现，这将允许通过小槽口 1420有小的泄漏。在本发明的另一特定实施方式中，孔口 1510具有如 图27中所描述的开口 1520，以及如图27中所描述的图27A的放大区域 E。开口 1520设计成这样，当挡块覆盖住孔口 1510时，泄露孔口出现， 从而使液体可以通过开口 1520泄漏。与本发明的实施方式一致的背压调节器的各种特征可以改变或修 改。例如，要用于背压调节器的挡块可以具有与所需工作条件相一致的 任何形状、尺寸或质量。这种挡块不需要是如上述的本发明的一些实施 方式所示的球形。另外，不同重量但相似的挡块可以用于固定器中，以 便改变调节器的设定值。同样地，不同尺寸、形状和质量的配重可以用 于本发明的实施方式中，只要其能容纳于轴和臂的结构中(与在图23A 和23B中的1180和在图24A和24B中的1280相比较)。通过本领域的熟练技术人员所熟知的各种技术中的任何一种，这种配重可以安装于臂 上，并相对于臂定位。枢轴销的定位不需要如图23和24中所示，而是40可以定位于有利于提供实现特定压力设定值所需的机械优势的位置。本发明的实施方式可以优选地利用如前所述的排出孔特征。同样， 本发明也可以不利用配重力调节特征，依靠挡块的特定性能，用以提供 背压调节器的设定值。本发明的其他实施方式不会利用容器，但依靠系统固有部分的孔 口。在这些实例中，背压调节器臂可以直接安装于系统部分，这样臂、 挡块以及配重块可以合适地定位用于调节器的操作。如上所述，本发明的各种实施方式可以有利于提供低成本、易维修、 高效率、便携并能故障保护的液体净化系统，其可以用于在所有环境中 提供可靠的饮用水源，而不用考虑初始水源的质量。例如，本发明的系 统旨在生产连续可适用于饮用或医疗应用的饮用的水流，所述水流应用 于采用便携电源和合理的动力预算的个人或有限社区规模中。作为实 例，按所需的效率，可以想象本系统可以用于每小时生产大约10加仑的水，而动力预算大约只有500瓦特。这可以通过十分有效的热传递过 程以及一系列的子系统优化而实现。对操作温度、TDS以及流体流动的熟知可以提供允许在很宽的环境 温度、压力以及源水的溶解固体含量的情况下可以生产饮用水的信息。 特定的一个实施方式可以采用控制方法，由此此种测量(T、 P、 TDS和 流速等)可以被与使得操作者或计算机控制器在现有的环境条件下设定 工作参数以获得最佳性能的简单算法和检查表相结合进行使用。虽然本发明的一些具体实施方式
己经进行了公开和说明，但是应当 认为本领域的熟练技术人员可能在此基础上做出各种进一步的变更。这 些变化和更改将落入到限定于说明书中的本发明的保护范围中。
权利要求
1.一种回转过滤器模块，包括a)用于过滤引入液体流的第一回转过滤器单元；b)第二回转过滤器单元，其能够由回冲水流清洁，并且通过设置在第一、第二回转过滤器单元之间的枢轴关节与第一回转过滤器连接；以及c)回转开关，其用于转动第一、第二回转过滤器，以便当第二回转过滤器单元定位成过滤引入水流时，回冲水流能够清洁第一回转过滤器单元。
2. —种多通道热交换器，所述多通道热交换器包括a) 用于接收第一液体流的第一输入装置；b) 用于接收第二液体流的第二输入装置；c) 用于接收第三液体流的第三输入装置；d) 界面，其用于将第一液体和第二液体的热量传递到第三液体，其中所有液体之间彼此隔离；e) 与在第一子热交换器中的引入水流相连接的来自第一热源中的第一热源流；f) 与在第二子热交换器中的第一子热交换器的引入水流相连接的来自第二热源中的第二热源流；以及g) 与在至少第三子热交换器中的第二子热交换器的引入水流相连接、来源于第一热源或第三热源的至少第三热源流。
3. —种蒸馏液体的方法，包括步骤a. 蒸发未处理液体以形成蒸汽，从而填充顶室；b. 通过采用内驱动轴和具有可转动的外壳的偏心转子转动顶室内的蒸汽来压缩蒸汽；c. 冷凝压缩蒸汽成为蒸馏液体产品。
4. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括对未处理液体的预处理，其采用包括紫外线照射、用聚磷酸酯、聚醋酸酯、聚天冬氨酸酯、有机酸处理、包括从外发动机添加CO:的酸化、暴露于振荡电或磁场中的预处理方法中至少一种。
5. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括调节冷凝 器的内部压力。
6. 根据权利要求5所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括保持超过大气压的压力。
7. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括保持在顶 室中有足够高的液位，以使来芯体蒸发器管道中的液体都净化。
8. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括在输入装 置上设置具有至少两个过滤器单元的多单元过滤器，以用于在蒸发器接 收液体之前，对液体进行过滤。
9. 根据权利要求8所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括分流来自 顶室的冲击流用于回冲至少一个过滤器单元。
10. 根据权利要求9所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括步骤 调节回冲式水流，以便提供回冲至少一个过滤器所需的最小流量。
11. 根据权利要求9所述的蒸馏液体的方法，其特征在于，所述过 滤器是回转过滤器。
12. 根据权利要求11所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括步骤 定期转动回转过滤器，用以防止出现污垢。
13. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括采用电 机以驱动泵。
14. 根据权利要求13所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括运行该 系统，用以在每小时消耗500瓦的电力预算的条件下，产生IO加仑的 净化水。
15. 根据权利要求14所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括运行该 系统，用以在每小时消耗250瓦和400瓦之间的电力预算的条件下，产 生出3至8加仑之间的净化水。
16. 根据权利要求3所述的液体蒸馏方法，还进一步包括将清洁燃 烧发电器与该系统连接。
17. 根据权利要求16所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括将清洁 燃烧发电器与该系统连接，其中所述由发电机产生的排出废气主要包括二氧化碳、氮气和水。
18. 根据权利要求16或17所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括 直接将排出废气送入到引入液体中，用于酸化和加热引入液体的预处理。
19. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括采用偏 心转子，所述偏心转子具有由多个室分隔开的多个叶片，其中各个室具 有引入孔和出口孔。
20. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括消除来 自蒸汽泵中的蒸气中夹带的液滴。
21. 根据权利要求3所述的液体蒸馏方法，还进一步包括采用与集 水槽相连接的蒸发器，所述蒸发器具有多个平行管道，每个管道具有 与集水槽相连通的第一端和与顶室相连通的第二端。
22. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括对蒸馏 液体产品进行后处理的步骤。
23. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括采用用 于从输入装置接收液体的热交换器，其中从所述至少一个热源中输出的 热量与输入液体进行热交换。
24. 根据权利要求23所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括与来 自包括产品流、冲击流、系统废热、蒸发泵废热、电机废热、来自电源 的排放热和外部热源的至少一个热源中的热交换器中的液体进行热量 交换。
25. 根据权利要求23所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括步骤 使用三管线热交换器用于将来自产品流和冲击流的热量与输入液体进行热交换。
26. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括步骤 在最小液体数量条件下启动之前，进行系统准备。
27. —种背压调节器，包括 具有一个关闭位置的铰链臂；以及成形为可以覆盖与压力管道连接的端口的可移动挡块，所述挡块由 连接到臂上的固定器进行固定，并且当臂位于关闭位置时，所述挡块位于邻接端口的位置，其中当管道中的压力超过设定值时，所述臂远离所述关闭位置，以 及当管道中的压力小于设定值时，所述臂位于所述关闭位置。
28. 根据权利要求27所述的背压调节器，还进一步包括可调节地安 装于所述臂上的配重块。
29. 根据权利要求28所述的背压调节器，其特征在于改变配重块相对于臂的位置改变设定值。
30. 根据权利要求27所述的背压调节器，其特征在于-所述配重块可调节地安装成以使最小设定值本质上小于或等于10磅/平方英寸(表压)。
31. 根据权利要求27所述的背压调节器，其特征在于所述配重块可调节地安装成以使最大设定值本质上大于或等于17 磅/平方英寸(表压)。
32. 根据权利要求27所述的背压调节器，还进一步包括至少当所述 臂在关闭位置时特定设计的泄漏孔口。
33. 根据权利要求27所述的背压调节器，其特征在于，所述可移动挡块实质上是球形。
34. 根据权利要求27所述的背压调节器，其特征在于所述调节器用于蒸汽压縮蒸馏系统中。
35. 根据权利要求27所述的背压调节器，还进一步包括具有与压力 管道连接的孔口的容器，其中所述端口是所述孔口的开口，并且所述臂 铰链到压力容器上。
36. 根据权利要求35所述的背压调节器，其特征在于，所述容器包括排水孔。
37. —种用于去除水中污染物的方法，包括步骤-a. 通过热循环发动机用于产生电能来驱动发电机，所述热循环发 动机包括用于燃烧燃料的燃烧炉；b. 采用发电机的至少一部分电力容量用于给水净化装置提供电源；c. 提供水源给水净化装置的输入装置；以及丄传送热循环发动机的热输出用于给水净化装置提供热量，以便 减少所需用于净化水的电量。
38. 根据权利要求37所述的用于去除水中污染物的方法，其特征 在于-所述传送排出热输出的步骤进一步包括将来自燃烧炉排出气体的 热量传送给供给到所述水净化装置的源水。
39. 根据权利要求37所述的用于去除水中污染物的方法，其特征 在于所述传送排出热输出的步骤进一步包括围绕加热水净化装置的外 围以用于减少热损失。
40. 根据权利要求37所述的方法，其特征在于所述方法还进一步 包括步骤e. 蒸发未处理的水；以及f. 将蒸发的水冷凝成蒸馏水产品。
41. 根据权利要求40所述的用于去除水中污染物的方法，其特征 在于所述传送排出热输出的步骤进一步包括将来自燃烧炉排出气体的 热量传送给供给到所述水净化装置的源水。
42. 根据权利要求40所述的用于去除水中污染物的方法，其特征 在于所述传送排出热输出的步骤进一步包括加热围绕水净化装置的外 围以用于减少热损失。
43. —种浓缩从水中去除的污染物的方法，包括步骤a. 通过热循环发动机用于产生电能来驱动发电机，所述热循环发动 机包括用于燃烧燃料的燃烧炉；b. 利用发电机的电力容量的至少一部分用于给水净化装置提供电源；c. 提供源水给水净化装置的输入装置；以及d. 传送用于给水净化装置提供热量的热循环发动机的热输出，e. 蒸发未处理的水；以及f.收集从水中去除的污染物。
44. 一种用于人类消费蒸馏水的系统，所述系统包括a. 热循环发动机，其包括用于燃烧燃料的燃烧炉，用于驱动发电机 以产生电力容量；b. 由发电机提供电源的水净化装置；c. 用于接收通过水净化装置进行蒸馏的源水的输入装置；以及d. 用于将热循环发动机的热输出传送给水净化装置的管道。
45. 根据权利要求41所述的系统，其特征在于所述管道是用于将来自热循环发动机的热气传送给水净化装置的 软管。
46. 根据权利要求44所述的系统，还进一步包括在源水从输入装 置到水净化装置的通道上的热交换器。 '
47. 根据权利要求41所述的系统，其特征在于，所述热循环发动 机是外燃机。
48. 根据权利要求41所述的系统，其特征在于-所述热循环发动机是斯特灵循环发动机。
49. 一种液体蒸馏系统，包括a) 用于接收未处理液体的输入装置；b) 与输入装置连接，用于将液体转变成蒸汽的蒸发器；c) 用于从蒸发器中收集蒸汽的顶室；d) 用于压縮蒸汽的蒸汽泵，所述蒸汽泵包括i. 内驱动轴和ii. 具有可转动壳体的偏心转子，以及e) 与蒸汽泵相连通用于将压缩的蒸汽转变成蒸馏的液体产品的冷 凝器；以及f) 热交换器，其用于接收输入装置中的液体，以使来自至少一个 热源的热量能与输入液体进行交换。
50. —种蒸馏液体的方法，包括步骤d. 蒸发未处理的液体，用以形成蒸汽，从而填充顶室；e. 采用内驱动轴和具有可转动壳体的偏心转子转动在液体环形泵中的蒸汽来压縮蒸汽，采用具有气密密封于壳体中液体环形泵的液体压力边界中的电机转子和电机磁铁的电机；以及f.冷凝压縮的蒸汽成为蒸馏液体产品。
51. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括采用 包括紫外线照射、用聚磷酸酯、聚醋酸酯、聚天冬氨酸酯、有机酸处理、 酸化、以及暴露于振荡电或磁场中的至少一种预处理方法对未处理液体 进行预处理。
52. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括调节 冷凝器的内压。
53. 根据权利要求52所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括保持 高于大气压的压力。
54. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括在顶 室中保持足够液位，以便允许使来自蒸发器管道中的液体净化并且使局 部湍流衰减。
55. 根据权利要求54所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括分流 来自顶室的冲击流，用于在顶室中保持恒定的液位。
56. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括将清 洁燃烧发电机与系统相连接，其中清洁燃烧发电机主要生产二氧化碳、 氮气和水作为排放物。
57. 根据权利要求56所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括直接 将排放物导向弓I入液体，用于酸化和弓l.入液体的加热进行预处理。
58. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括采用 具有由多个室分隔的多个叶片的偏心转子，每个室具有引入孔和出口 孔。
59. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括去除 蒸汽泵中的蒸汽中夹带的液滴。
60. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括采用 与集水槽相连的蒸发器，所述蒸发器具有多个平行管道，各个管道具有 与集水槽相连通的第一端和与顶室相连通的第二端，其中多个平行管道 中的每一个通过弹性管道密封在第一端和第二端进行密封。
61. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括采用 用于接收来自输入装置的液体的热交换器，其中来自至少一个热源的热 量与输入液体进行热交换。
62. 根据权利要求61所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括与来 自包括产品流、冲击流、系统废热、蒸汽泵废热、电机废热、排出废热 以及外部热源中的至少一个热源的热交换器中的液体进行热量交换。
63. 根据权利要求50所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括在最 小液体量的条件下，在启动之前，预先将系统准备好。
64. 根据权利要求22所述的蒸馏液体的方法，其特征在于 所述后处理包括采用紫外线暴露和适用于保持可饮用性的其他杀菌方法中的至少一种。
65. 根据权利要求22所述的蒸馏液体的方法，其特征在于，所述 后处理包括给液体增加添加剂。
66. 根据权利要求65所述的蒸馏液体的方法，其特征在于所述添加剂是糖基添加剂、酸和矿物质中的至少一种。
67. 根据权利要求65所述的蒸馏液体的方法，其特征在于所述添加剂是是营养物、维生素、稳定蛋白质和脂肪中的至少一种。
68. 根据权利要求65所述的蒸馏液体的方法，其特征在于，所述 后处理包括测量液体的物理性能的步骤。
69. 根据权利要求68所述的蒸馏液体的方法，其特征在于 所述测量液体的物理性能的步骤包括测量PH值、传导率、硬度和在液体中元素的浓度中的至少一种。
70. 根据权利要求3所述的蒸馏液体的方法，还进一步包括步骤 测量在来自蒸发的未处理液体的冲击式液体中的TDS，以及； 如果TDS高于预设值，调整未处理液体的源进给率。
71. —种液体蒸馏系统，包括a) 用于接收未处理液体的输入装置；b) 与输入装置连接，用于将液体转变成蒸汽的蒸发器；c) 用于从蒸发器中收集蒸汽的顶室；d) 用于压縮蒸汽的蒸汽泵，所述蒸汽泵包括j.内驱动轴和ii.具有可转动壳体的偏心转子，以及e) 与蒸汽泵相连通用于将压縮的蒸汽转变成蒸馏的液体产品的冷 凝器；f) 集水槽，其中所述蒸发器的液体在启动阶段可以被预热，其中所述蒸发器具有多个形成用于引导蒸汽和冷凝液流通道的肋 状物部分的平行芯层；所述交互的平行芯层包括蒸发器通道和冷凝器通道，以使蒸发和冷 凝可以分隔开；还进一步包括在单一装置中具有流量调节、水雾去除和压力调节的 液体分配歧管，其中所述中心板和歧管可以由例如，塑料、金属、或陶 瓷板、或任何其他能够承受高温和高压的非腐蚀性材料制成。
全文摘要
本发明的实施方式致力于用于蒸馏液体的新型压力蒸汽循环。在本发明的一些实施方式中，公开了一种液体净化系统，其包括用于接收未处理液体的输入装置、与输入装置连接用于将液体转变成蒸汽的蒸发器、用于收集蒸汽的顶室、具有内驱动轴和具有可转动壳体的偏心转子的蒸汽泵，以及与蒸汽泵相连通用于将压缩蒸汽转变成蒸馏液体产品的冷凝器。本发明的其他实施方式致力于热管理，以及用于提高系统效率的其他增强的处理方法。
文档编号F28D9/00GK101658740SQ20091015136
公开日2010年3月3日 申请日期2003年11月13日 优先权日2002年11月13日
发明者大卫·F·贝德纳雷克, 大卫·W·麦吉尔, 斯科特·A·莱昂纳德, 蒂莫西·P·达根, 詹姆斯·杰克逊, 詹森·A·德默斯, 金斯敦·欧文斯 申请人:迪卡产品合伙有限公司