专利名称：用于水净化之模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及水净化设备技术领域，特指一种具有可更换式、并且使用方便、卫生、效率高的用于水净化之模块。
背景技术：
伴随着工业文明的不断前进，越来越多的国家或地区正面临水资源缺乏的危机。我国作为一个人口大国，水资源缺乏的情况也越来越严重。目前大多的普通人均是饮用购买来的经过净化过的桶装纯净水，但是购买纯净水不仅需要花费一定费用，并且由于桶装纯净水所使用的水桶及饮水机均为重复使用，故其难以保证所饮用的纯净水是否完全达到饮用标准。另外，在某些场合或者地区，设有可供人们直接饮用的直接饮用水管，这些水管的设立极大的方便了人们，但是我们也可看到，由于铺设直接饮用水管需要花费大量的人力财力，对于一个处于发展中国家的我们来说是无法全面普及的。
另一个方面，人们对于水净化方面的研究一直没有停止过，并且随着目前水资源危机的问题越来越突出，越来越多的人加入这一研究领域。传统的水净化方法主要有两种蒸馏法和过滤法，通过过滤来净化水的方法常用于大处理量的净化装置中，但是这种方法难以将溶解于水中的有害物质去除。而对于蒸馏方式对水进行净化处理可以得到纯净的蒸馏水，但是这种方式存在以下的不足首先是速度慢，由于其多是通过对水进行加热，使其产生大量的水蒸汽，然后将凝结后的水流汇集。整个过程复杂，处理量很小；其次，能量消耗大，由于液态的水在变成水蒸汽时需要吸收大量的热，这就需要外界对其进行加热，但是当水蒸汽凝结成液态的水时，又需要释放大量的热，这些热通常被直接的释放到空气中，造成白白的浪费；最后，长期饮用蒸馏水不利于人体健康。由于经过蒸馏的水中几乎不含人体需要的矿物质，长期饮用这种水就因缺乏某些微量元素而出现软骨病等病症。针对上述水净化方式的不足，有人提出了新的方式。如见专利号为4216820的美国专利就提出了一种关于热交换设备的技术方案。下面是关于水净化设备的其它相关信息。专利申请号为01136187.5的中国发明专利申请公开说明书中公开一种“水净化设备及其方法”，其在传统的过滤处理过程中增设了臭氧处理及紫外线照射，通过臭氧的强氧化性及紫外线的辐照杀灭水中的有害物质，对水进行净化处理。另见清华大学所提出申请号为02146020.5的中国发明专利申请公开说明书，其公开了一种“活性炭纤维与电动力学协同净化饮用水方法及装置”，其是在活性炭纤维滤料上施加电场，使电流直接通过活性炭纤维滤料，使水在通过活性炭纤维滤料及电场和流场作用下得到净化。该发明的特点是利用电流的直接作用，破坏细菌细胞膜结构，达到杀灭细菌的、抑制细菌生长的效果。
发明内容
本发明的目的在提供一种用于水净化之模块，该模块具有可更换式的特点，其使用方便、卫生；同时该模块通过热交换方式将热量重复利用，减少能量消耗，并提高水净化的效率。
本发明是通过如下技术方案实现的该模块至少设置有第一进水口、水蒸汽产生空间及出水口，水蒸汽产生空间内设有蒸汽发生器，并且该水蒸汽产生空间分别与第一进水口及出水口连通。
该模块还包括一热交换空间，该热交换空间通过热交换膜将其分割为进入空间与排出空间；水蒸汽产生空间设有与进入空间连通之第二进水口以及与排出空间连通之出汽口；进入空间位于第一进水口与第二进水口之间，排出空间位于出汽口与出水口之间。
于第一进水口与进入空间之间还设置有一进水过滤空间；于出水口与排出空间之间还设置有出水过滤空间，第一进水口开设于进水过滤空间上，所述的进入空间与进水过滤空间连通；所述排出空间与出水过滤空间导通；出水口设置于出水过滤空间上。
所述之进水过滤空间、热交换空间、水蒸汽产生空间依次由下至上分布，并且出水过滤空间位于进水过滤空间的旁侧。
所述进水过滤空间及出水过滤空间内置有过滤器。
于出水过滤空间内还放置有矿物质块。
所述之热交换空间内的热交换膜两侧的进入空间及排出空间分别形成有进入通道及排出通道，并且进入通道将进水过滤空间与第二进水口连通；排出通道将出水过滤空间与出汽口连通。
所述之蒸汽发生器为两块不相接触的电极片，该电极片分别与外部交流电源的电极导接。
水蒸汽产生空间设有一与外部空间导通之过热出水口，该过热出水口位于蒸汽发生器与出汽口所处水平面之间。
于进入通道的上端形成有一直达该模块顶部并与外部空间导通之排气口。
本发明采用的仍是蒸馏法净化水的方式，但是其采用了模块化设计，即将用于净化水的核心部分设置成一个模块，这种模块化设计的净化水装置配合饮水机或其它设备使用时具有快速替换的特性，可以消除由于净化设备长时间使用后其内部累积的水垢及其它有害物质对人体造成的伤害。另外，本发明中采用了热交换结构，其可将水蒸汽凝结成液态的水时所释放的热，转换给待蒸发的液态水，使这些热量得以循环利用，减少能量的消耗，这样不仅可以提高净化效率，并且由于减少了能量的消耗，降低净化成本。
图1是本发明的主视结构图；图2是本发明的左视结构图；图3是本发明的立体结构示意图；图4是本发明的工作时不同位置的水温状态图；图5是本发明实施例二的左视结构图；图6是本发明实施例三的左视结构图。
具体实施例方式以下所述仅为本发明的具体实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
见附图1～3，本发明为一模块化设计的水净化装置，该模块可采用塑胶材料制作。该模块至少应该设置第一进水口11、水蒸汽产生空间3及出水口41，水蒸汽产生空间3内设有蒸汽发生器30，即可保证本模块可实现对水的蒸馏。本实施例中为了提高效率，此模块包括有一进水过滤空间1、一热交换空间2、一水蒸汽产生空间3以及一出水过滤空间4。进水过滤空间1、热交换空间2、水蒸汽产生空间3依次由下至上分布，并且出水过滤空间4位于进水过滤空间1的旁侧。
进水过滤空间1设置有第一进水口11，所需净化的水将从此进水口11进入进水过滤空间1内。该进水过滤空间1中置有过滤器5，该过滤器5可采用纱网、棉布、纱布等织物，其将初步去除水中的杂质。所需净化的水由第一进水口11进入进水过滤空间1后，经过过滤器5的过滤将进入热交换空间2中的进入空间21。该热交换空间2通过热交换膜20将其分割为进入空间21与排出空间22，其中进入空间21与进水过滤空间1连通；排出空间22与出水过滤空间4连通。所述的热交换膜20可采用PC(聚碳酸脂)薄膜材料，以提高热转换效率。
水蒸汽产生空间3内设有蒸汽发生器30，该蒸汽发生器30为两块不相接触的加热电极片301、302，该电极片301、302分别与外部交流电源的电极连接。该水蒸汽产生空间3设置有与进入空间21连通之第二进水口31以及一与排出空间22连通之出汽口32。其中，出汽口32的端口的水平面应高于蒸汽发生器30，以保证水流不会直接由此出汽口32流出。进入空间21的水由第二进水口31进入水蒸汽产生空间3内，当蒸汽发生器30的加热电极片301、302浸入水中后，与外部电源接通加热电极片301、302被水导通，开始产生热量。为了增加水蒸汽产生空间3中水的导电率，可在水中添加一电解质物料块7，通常情况下，此电解质物料块7可选用盐包，由于食盐溶于水后将产生钠离子及氯离子，这些离子将加速加热电极片301、302加热效果，并且由于加热后产生的水蒸汽将由出汽口32排处，而水中的盐不断的结晶、溶解，几乎没有消耗，可持续使用很长时间。水蒸汽进入排出空间22后，将凝结形成水流，此水流将进入出水过滤空间4，再次过滤消毒，该过滤空间中的过滤器5可选择具有活性炭物质的过滤器，通过活性炭的吸附作用将水中的有害物质吸附，此时所形成的水成为可饮用的蒸馏水。但是由于长期饮用此类水，不利于人体健康，故在出水过滤空间4内过滤器5下还放置有矿物质6，即所形成的纯净水经过矿物质6后，溶解一定的微量矿物元素于水中，这样有利于人们的健康。另，该输出过滤空间4设置有一出水口41。即添加了微量矿物元素的纯净水将由此出水口41流出，供人们使用。
为了提高热转换效率，热交换空间2内的热交换膜20两侧分别形成有进入通道210及排出通道220，即将进入空间21及排出空间22分别隔离形成进入通道210及排出通道220，并且进入通道210将进水过滤空间1与第二进水口31连通；排出通道220将出水过滤空间4与出汽口32连通。见图2，该进入通道210呈迂回弯折之形状，以提高热转换效率，排出通道220的形状与进入通道相同，通常采用迂回转折之形状。见图4，这是本发明在工作过程中的某以时间段，处于模块不同位置处的水的温度显示图。当常温状态(本实施例中为10℃)下的水由第一进水口11进入进水过滤空间1，经过过滤后进入热交换空间中2的进入空间21，沿进入通道210迂回进入水蒸汽产生空间3内。随着水流不断进入，当蒸汽发生器30的加热电极片301、302浸入水中后，与外部电源接通加热电极片301、302被水导通，开始产生将电能转化为热能，对此空间中的水进行加热。随着水温的不断上升，蒸发量不断加快，所产生的水蒸汽将通过出汽口32进入排出空间22中的排出通道220。由于冷、热通道之间仅仅间隔一热交换膜20，排出通道220中的水蒸汽将在低温的通道壁上凝结，并且其释放的热量又及时的传递到热交换膜20一侧的进入通道210中，对进入通道210中的冷水进行预热。随着水蒸汽凝结的水流沿排出通道220不断流出，其热量也不断散失，最后经过出水过滤空间4由出水口41流出时已经下降到常温状态下。由于蒸汽发生器30的不断工作，其产生的热量也将不断使进入通道210中的水温升高。而同时排出通道220中的水也在不断对进入通道210中的水进行加热，使得进入通道220中的水很快可以上升到如图3所示的水温状态。此时蒸汽发生器30仅需要产生较小的热量即可保持整个模块持续产生纯净水。这样一来，使这些热量得以循环利用，减少能量的消耗，不仅可以提高净化效率，并且由于减少了能量的消耗，即减少蒸汽发生器30的耗电量。
另外，伴随着热量的不断转换，进入空间21的水将不断被加热，其将产生一定的气体，这些蒸汽可能是所需净化的水中所含有的杂质所产生，为了将这些气体及时排出，于进入通道210的上端形成有一直达该模块顶部并与外部空间导通之排气口211。当所需净化的水产生的气体沿进入通道210不断迂回上升至此排气口211时，气体将由此排气口211排出，这样就可消除这些气体对于所净化的水进行二次污染。同时，伴随着热量的不断转换，进入空间21的水将不断被加热，待到一定时间后，进入空间21中的水温度可能升至较高的温度，这时就无法完成热交换，故在水蒸汽产生空间3设有一与外部空间导通之过热出水口35，该过热出水口35位于蒸汽发生器30与出汽口32所处水平面之间。这样当进入空间21中的水过热时，就将此过热出水口35打开，将水排出，经过外界冷却后在此由第一进水口11进入。或者直接将冷却的水由第一进水口11不端送入，将进入空间21中的水温即使降下来。
图5、6，进入通道210与排出通道220也可采用图中所示的形状，这些形状有利于水中的气体可向上及时通过排气口211排出，并且不会返回，可进一步提高水净化的品质。
本发明采用模块化设计，其配合饮水机或其它设备使用时具有可快速替换性质，以消除由于净化设备长时间使用后其内部累积的水垢及其它有害物质对人体造成的伤害。
以上所述之实施例，只为本发明之较佳实例而已，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述之形状、构造、特征及精神原理之所为变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
权利要求
1.用于水净化之模块，其特征在于该模块至少设置有第一进水口(11)、水蒸汽产生空间(3)及出水口(41)，水蒸汽产生空间(3)内设有蒸汽发生器(30)，并且该水蒸汽产生空间(3)分别与第一进水口(11)及出水口(41)连通。
2.根据权利要求1所述的用于水净化之模块，其特征在于该模块还包括一热交换空间(2)，该热交换空间(2)通过热交换膜(20)将其分割为进入空间(21)与排出空间(22)；水蒸汽产生空间(3)设有与进入空间(21)连通之第二进水口(31)以及与排出空间(22)连通之出汽口(32)；进入空间(21)位于第一进水口(11)与第二进水口(31)之间，排出空间(22)位于出汽口(32)与出水口(41)之间。
3.根据权利要求2所述的用于水净化之模块，其特征在于于第一进水口(11)与进入空间(21)之间还设置有一进水过滤空间(1)；于出水口(41)与排出空间(22)之间还设置有出水过滤空间(4)，第一进水口(11)开设于进水过滤空间(1)上，所述的进入空间(21)与进水过滤空间(1)连通；所述排出空间(22)与出水过滤空间(4)导通；出水口(41)设置于出水过滤空间(4)上。
4.根据权利要求3所述的用于水净化之模块，其特征在于所述之进水过滤空间(1)、热交换空间(2)、水蒸汽产生空间(3)依次由下至上分布，并且出水过滤空间(4)位于进水过滤空间(1)的旁侧。
5.根据权利要求3所述的用于水净化之模块，其特征在于所述进水过滤空间(1)及出水过滤空间(4)内置有过滤器(5)。
6.根据权利要求3所述的一种用于水净化之模块，其特征在于于出水过滤空间(4)内放置有矿物质块(6)。
7.根据权利要求3所述的用于水净化之模块，其特征在于所述之热交换空间(2)内的热交换膜(20)两侧的进入空间(21)及排出空间(22)分别形成有进入通道(210)及排出通道(220)，并且进入通道(210)将进水过滤空间(1)与第二进水口(31)连通；排出通道(220)将出水过滤空间(4)与出汽口(32)连通。
8.根据权利要求1、2、3其中一条所述的用于水净化之模块，其特征在于所述之蒸汽发生器(30)为两块不相接触的电极片(301、302)，该电极(301、302)片分别与外部交流电源的电极导接。
9.根据权利要求1、2、3其中一条所述的用于水净化之模块，其特征在于水蒸汽产生空间(3)设有一与外部空间导通之过热出水口(35)，该过热出水口(35)位于蒸汽发生器(30)与出汽口(32)所处水平面之间。
10.根据权利要求7所述的用于水净化之模块，其特征在于于进入通道(210)的上端形成有一直达该模块顶部并与外部空间导通之排气口(211)。
全文摘要
本发明涉及水净化设备技术领域，特指一种用于水净化之模块。该模块至少设置有第一进水口、水蒸汽产生空间及出水口，水蒸汽产生空间内设有蒸汽发生器，并且该水蒸汽产生空间分别与第一进水口及出水口连通。本发明采用的仍是蒸馏法净化水的方式，但是其采用了模块化设计，即将用于净化水的核心部分设置成一个模块，这种模块化设计的净化水装置配合饮水机或其它设备使用时具有快速替换的特性，可以消除由于净化设备长时间使用后其内部累积的水垢及其它有害物质对人体造成的伤害。
文档编号C02F1/04GK1631801SQ20041002804
公开日2005年6月29日 申请日期2004年7月14日 优先权日2004年7月14日
发明者赵舜培 申请人:赵舜培