专利名称：带有垂直导向旋转盘的蒸馏系统的制作方法
技术领域：
此发明涉及一种蒸馏系统，特别是涉及到一种带垂直导向旋转盘的蒸馏系统。
背景技术：
蒸馏程序的使用，通常流体的分离是通过蒸发和水蒸气的冷凝完成。大多数的商用蒸馏系统利用更为简单的锅炉来蒸发液体，并将蒸汽排到可冷凝和收集蒸汽的冷凝器中。然而，这些系统需要大量的能量，这些能量在许多制造安全的饮用水方面有困难的第三世界国家尤为短缺。
蒸汽压缩蒸馏也为大家熟知很久了，且是一种更具热效应的蒸馏方法，此方法中通过压缩机来提升蒸汽温度的。蒸汽温度使得系统性热交换成为可能，在这个连续性的热交换过程中，通过热传导栅栏引导热量蒸发来进行冷凝过程的热散失。蒸汽压缩机蒸馏系统在构造上改进上所表现出来的机会具有商业和经营上的挑战。
因此，在此工业领域中，尽管不曾提到，但存在解决上述缺点和不足的需求。
发明内容
此发明的目的是提供一种蒸馏水的系统和方法。简单地说，在建筑上，众多例子中一个具体例子通过如下方式实现。此系统包括一水密的容器。与此水密的容器相连有一输入源用于将水输入此水密的容器。与此水密的容器至少通过一部分水进行热交换设有一加热元件。在此水密的容器中沿着一充分水平的轴线设有一些固定连接的垂直的盘体，在此水密的容器中各充分垂直的盘体至少有一部分埋于水下，各垂直盘体上设有一开口，所述开口沿着各垂直盘体组成一个槽。在各垂直的盘体上的槽的一端口邻近此开口，至少有一个多支管在垂直盘体的一组开口中延伸，并与槽的一组开口端进行液体连接，与多支管流体连接还装配有一输出口。
此发明还提供蒸馏流体的方法，在这一点上，此方法的一个实施方式能被大体的概括为如下步骤向水密容器中输入流体；在水密容器中给所输入的流体加热；旋转在水密容器中沿充分水平的轴线设置的一组垂直盘体，此垂直盘体至少有一部分埋设于此水密容器中的流体内，且各垂直盘体上均设有一开口 ；沿各垂直盘体均设有一用于收集流体的槽；横贯垂直盘体上的所述开口从槽内输送流体到至少一个多支管；并通过多只管输出流体。
其他的系统、方法、特征和此发明的一些优点通过下述的图纸和详细描述的解释将会或者变得更加清晰，所有的这些系统、方法、特征和这些描述中的优点都作为此发明的保护范围，并由相应的权利要求所保护。
此发明的许多概况可通过相应的下述附图被更好的了解，在清晰的描述本发明工作原理的附图时，此图中的零件不必放大、突出某些重点。另外，在此图中，相关的附图标记指示为与之相应的零件。
图1是与本发明第一实施例相一致的蒸馏器的透视图；
图IA是与本发明第一实施例相一致的蒸馏器一部分的透视图；
图2是与本发明第一实施例相一致的图1中蒸馏器一部分的透视图；
图3是与本发明第二实施例相一致的蒸馏器的示意图；
图4是与本发明第二实施例相一致图3中蒸馏器的爆炸示意图；
图5和图5A是与本发明第二实施例相一致的图3中蒸馏器一部分的透视图；
图6为使用与本发明第二实施例相一致图3中的蒸馏器进行蒸馏的一种方法的流程图。
具体实施例方式图1为与本发明第一实施例相一致的蒸馏器10的透视图，此蒸馏器10包括一水密容器20。与水密容器20相连设有用于向水密容器20中输送一定量水的输入源(图中未示出)。这些一定量的水包括已预设定量的水或者根据流量决定的一定量水。加热元素 (图中未示出)与水密容器20内部通过至少一部分所输入的水进行热交换。一组充分垂直的盘体M在水密容器20内沿一充分水平的轴线14(如图2所示)排列。
图2为与本发明第一实施例相一致的图1中蒸馏器一部分的透视图。更为精确的来说，图2为一组垂直盘体M的详细示意图。在水密容器20的内部每个垂直盘体M上至少有一部分被埋设于所输入的水下。且每个垂直盘体M上有一开口 25。每个垂直盘体M 沿其表面设有一槽26，每个垂直盘体M上的槽沈的一端口靠近开口 25。至少有一个多支管28沿着垂直盘体M上的开口 25进行延伸，多支管28与所述槽沈的一组端口可通过液体连接。如图1中所示，在水密容器20上设有一外输出口 30，此外输出口 30装配为可与多支管观通过液体连接。
在第一实施例中，水密容器20内包括一集水盘12和一蒸气室16，水密容器20可通过任意一些惯用的水密材料构成，此集水盘12大体上的特征是作为一可盛装一定量流体的附件。水密容器20可以包括至少一输入水的开口和至少一用于分配流体的出口 30。 在此用到的流体可包括水、蒸汽、一种由此的混合物或者其他流体或者气体或者由此的混合物。此输入水可为自来水，虽然其他的水源也不排除在此发明可使用的范围内，例如矿泉水、化学制剂，或者注入病原体的水，或者包括其他添加物的水。加热元素(图中未示出) 可安装于集水盘12的底基上，可代替作为在压缩机正压力侧直接为热交换器的蒸汽侧提供蒸汽或者作为一个水下构造代替集水的源头。加热元素可为所惯用的具有以上功能的任何设计，例如电、石油或者热能设计。加热元素可能需要一个能源且集水盘12的构成需要能承受长时间的加热而不会造成结构上的损坏。
多组充分垂直盘体M如图2中所示。垂直盘体M至少需要保证充分地垂直以便垂直盘体对的一部分可一直埋设于水下(虽然这埋于水下的部分随着时间的推移会改变)并且至少垂直盘体M还有一部分一直在水面以外(很可能被蒸汽所掩盖)。垂直盘体对也可被定义为一些具有半径的在充分水平中心轴线上成直线排列的盘体，这些盘体的半径保持与充分水平的中心轴线垂直。垂直盘体M可制作为旋转盘体以便于各垂直盘体M的一部分表面总是埋于水下，且各垂直盘体M还有一部分表面总是在水上。
这些通过垂直盘体M的水上部分运送的水中，在这部分被重新埋于水下前，至少有部分地形成蒸汽。
各垂直盘体M至少有一槽沈，但是也可能包括更多的槽沈。垂直盘体M如图2 中所示。各垂直盘体M的表面设有三个槽沈，各槽沈的一端靠近开口 25，且更为精确地， 与开口 25相通，各槽沈的另一端将延伸至垂直盘体M的外围，然而槽沈的半径长度相对垂直盘体M的半径在本发明的范围内无足轻重。槽沈可以为直槽，可以为弧形，或者可以为许多其他的形状。两个或者更多的槽26可与同一开口 25相通。设置槽沈的意图可收集或者引导流体至贯通于开口 25中的多支管观内。槽沈的其他形状可以满足这个意图的均可作为此发明的保护范围内。
垂直盘体M也可包含其他的设计特征，例如斜切边、有纹理的边，弧形表面或者其他被包含于可优化或者改进蒸馏程序的其他特征。像这样一个可能包含于垂直盘体M 上的设计特征作为一个表面加工提供于各垂直盘体M的表面，将可能优化各垂直盘体M 上对水的粘附量。这些表面加工也可包括印在各垂直盘体M表面的凹坑或者通过添加涂层、化学加工、一激光蚀刻程序、一打磨或冲压模或者其他可以改变垂直盘体M表面形状的方法，作为一被认知的公知常识。
需要注意的是垂直盘体M的表面方向是垂直的，且每个盘体M有一部分被埋于水下。垂直方向也可被定义为大体上的垂直，垂直盘体M的表面被构成于与轴线大体上垂直。
垂直盘体M，且此轴线被水平放置。这个垂直方向允许在相对较慢的旋转速度下垂直盘体对的表面被浸湿。垂直方向对比具有水平方向表面的蒸馏盘，水平方向表面的蒸馏盘需要较高的旋转速度以便于喷洒水，喷洒的水通过将未蒸发的水滴溅入蒸汽中容易导致交叉污染。转速被降低的垂直盘体M将可以减少垂直盘体M和蒸馏器10的其他元件的磨损，从而使得蒸馏器10的使用寿命得以延长。蒸馏器10在垂直盘体M的垂直方向的转速低于100转每分的情况下可有效工作。
图3是与本发明第二实施例相一致的蒸馏器110的示意图。此蒸馏器110包括一个水密容器120，与水密容器120相连设有一个用于向水密容器120中输送一定量水的输入源140。一个加热元素142与水密容器120内部通过至少一部分所输入的水进行热交换。 一组充分垂直盘体1 在水密容器120内沿一充分水平的轴线114排成一线。在水密容器 120的内部每个垂直盘体IM上至少有一部分被埋设于所输入的水下，每个垂直盘体IM上有一开口 125。每个垂直盘体IM沿其表面设有一槽(图中未示出，但不同于图2中的槽 26) 0每个垂直盘体1 上的槽的一端口靠近开口 125，至少有一个多支管1 沿着垂直盘体IM上的开口 125进行延伸，此多支管1 上可设有一个或者多个出口 133，并且与这些槽的端口进行流体连接。在水密容器120内设有一输出口 130，此外输出口 130装配为可与多支管1 通过液体连接。
此蒸馏器110也可包括一个与多支管的一端口流体连接的压缩机144，且此压缩机144通过一个水管146单独与水密容器120间流体连接。此压缩机144可通过一系统控制电机148进行控制。收集室164可与多支管1 的另一端进行流体连接，此压缩机144可迫使流体通过多支管128，通过阀170，并通过独立室156进入收集室164的内部。收集室 164和独立室156儿科构成一个单独室，在这个收集室164内蒸馏液被收集，此独立室156 可以从与水密容器120的连接间有一反作用力。此压缩机144可利用从水密容器120中的蒸汽，通过水管146，压迫流体通过多支管1 并进入收集室164。蒸馏液流体通道152可与收集室164进行连接，蒸馏液则可通过蒸馏液流体通道152排出。多支管1 可包括一个隔热管(图示未给出)作为多支管128的外表，隔热管可减少从蒸汽流到蒸馏液过程中的热转移。
此发明可被描述为一个蒸汽压缩蒸馏机。蒸汽压缩蒸馏机，作为一个公知常识，是通过压缩机144来从输入源收集蒸汽，在这种情况下，在水密容器120内，通过压强差值和提升压强，由此而影响蒸汽的温度。在水密容器120内，当压强下降，可使得沸腾温度下降， 并可因此增加蒸汽的提供。水变成蒸汽将会膨胀1600倍是所被熟知的。因此，该加热元素 142可用于保持所需要的温度来引起沸腾，然而蒸汽的压缩将可能是热量产生的稳定来源。
压缩机144的装配可便于蒸汽从水密容器120输入至该压缩机144，此过程可提升蒸汽的压强(由压强导致的温度)至大约1个大气压强或者在相对的垂直盘体组内部有更大的压强。至少部分一致的，该压缩机144可引起水密容器120内压力的降低，该压力的降低可导致在大约1个大气压强下的温度时的蒸汽化或者低于完成在此垂直盘体1 的相对边的热量差的温度。此压力差将可以引起系统的热循环，此压缩机144也因此可控制水密容器120内的压强。
此蒸馏器110也可包括一个与蒸馏器流液通道152和输入源140进行流体连接的逆流式换热器154。在蒸馏器流液通道152内的蒸馏水通过蒸馏器110得到热量并且输入源140是一个相对环绕的温度，其温度低于最近的蒸馏水的温度，以便于在逆流式换热器 154内蒸馏水可对输入水源加热且输入水源可对蒸馏水进行冷却。
与蒸馏器流液通道152连接还可设有一个独立室156。该独立室156可在通过输出开口 130排出蒸馏液时通过一个重供给通道158将蒸汽重排回水密容器120。一个蒸馏泵160可从独立室156辅助排放蒸馏水和\或供给于逆流式换热器154。
该组垂直盘体IM还可装配成一系列成对的垂直盘体124，该成对的垂直盘体IM 间是相邻的。该两相邻的成对垂直盘体1 上对称性的设有一些槽，在两相邻的成对垂直盘体124间的槽组成一个通道。
该蒸馏器110也可包括一个与该组垂直盘体1 机械连接并用于带动该组垂直盘体1 进行旋转地的旋转电机150。如图3中所示，此旋转电机150可通过一个皮带轮166 和一个垂直盘轮轴线168与垂直盘体IM实现机械连接。其他的从旋转电机150到垂直盘轮轴线168传动的惯用的连接手段或者其他旋转电机150和垂直盘轮轴线168间的连接方式都可作为本发明的保护范围。旋转电机150的激发可引起垂直盘体124的运动，从而导致从水密容器中的一定量水中来浸湿垂直盘体124。
此蒸馏器110还可包括一个与多支管1 的一个或者多个出口 133相连接的阀盘 131。出口 133可通过任何的排放管结构与多支管1 连接。该阀盘131在至少垂直盘体 124的一个水平旋转循环的一部分内在垂直盘体IM内保持一个蒸汽压力，且该阀盘131可在至少一个特殊的闭合角范围内释放蒸汽压力，由此可通过多支管1 排出蒸馏液来完成与独立室156的连接。根据本领域的惯用手段，阀盘131可包含各种不同的设计方式。所有能够保持垂直盘体124内的蒸汽压力且能通过它排放蒸汽压力的盘阀的结构和设计都是本发明的保护范围。
图4为与本发明第二实施例相一致的图3中所示的蒸馏器的透视示意图。该蒸馏器包括一组垂直盘体124，沿着各垂直盘体IM表面设有一个槽126，在各垂直盘体IM上的槽126的一端靠近开口 125，横贯垂直盘体IM上的一系列开口 125设有至少一个多支管128，该多支管128与槽1 上靠近开口 125的一端间流体连接。
此蒸馏器110还可包括一组刮水片162，此刮水片162作为清洁刷，可大体上定义为任何可擦和刮所述垂直盘体1 表面的结构。各刮水片162可被定位于两个垂直盘体 124的一部分之间。各刮水片162可被定位于用于清洁至少一个垂直盘体124的一部分上由于蒸发而留下的沉淀物。该刮水片162上至少一部分进行研磨纹理，该研磨纹理可改善垂直盘体1 表面的表面加工，该研磨纹理可导致在垂直盘体IM上更好的浸湿。此研磨纹理可包括在刮水片上的表面处理或者构造设计，但不是趋近于锯齿状、摩擦优化纹理和一成不变的或者灵活的擦拭刀片。该研磨纹理也可保持垂直盘体1 表面浸湿的优化。
图5和图5A是与本发明第二实施例相一致的图3中所示的蒸馏器110的爆炸示意图。此蒸馏器Iio包括一个水密容器120，此水密容器120由上附件120A和下附件120B 构成，在水密容器120内设有沿一个充分水平的轴线成线设置的一列垂直盘体124。各垂体盘体至少有一部分被埋于水密容器120内的水面下，穿过该垂直盘体IM上的一系列开口 125至少设有一个多支管128，此蒸馏器110的底部设有一个底板129。
此蒸馏器110也可包括一个与多支管的一个端口流体连接的压缩机144，且此压缩机144通过一个水管146单独与水密容器120间流体连接。此压缩机144可通过一个系统控制电机148进行控制，并通过一列支脚139进行支撑。此压缩机144可迫使流体通过多支管128并进入收集室164的内部。此压缩机144可利用从水密容器120中的蒸汽，通过水管146来压缩流体通过多支管1 进入收集室164。此蒸馏器110还可包括一个与该列垂直盘体1 机械连接的阀170。
另外，该蒸馏器110还可包括一个用于带动该列垂直盘体IM转动并与该列垂直盘体IM进行机械连接的旋转马达150。
图6为使用与本发明第二实施例相一致的蒸馏器110的一种蒸馏方法的流程图 200。需要注意的是，流程图中的任何程序描述和模块都应该被理解为在整个过程中包括实现特殊的逻辑功能的一个或者多个说明的单元、段落、章程的部分或者步骤，且在本发明的保护范围内改变实施方式，在这个过程中，功能可能与所示或者讨论的有不同的操作，包括一些本质上相同的或者本质技术上有所倒退的规范，依赖于功能性的相互关联，通过这些有理的本发明的公知常识也可被理解。
如模块202中所述，将液体注入水密容器120中，此液体在此水密的容器中被加热 (模块204)，在水密容器120内沿一充分水平的轴线114安装的一系列垂直盘体IM进行旋转，此各垂直盘体1 上有一部分被埋于水密容器120内的流体下，并且各垂直盘体IM 上由一个开口 125(模块206)，沿着各垂直盘体IM上槽流体被收集(模块208)，从槽内收集到的液体通过这些垂直盘体IM上的开口 125反馈到至少一个多支管内(模块210)，该流体通过多支管1 排出(模块21 。此方法也可包括一个擦或者刮垂直盘体IM的表面来改善垂直盘体1 被流体浸湿状况的步骤。
需要强调的是，以上描述的本发明的实施例，特别是一些实施例的改进点，都仅仅是此发明可能的实施例，仅仅是为了更清晰的理解该发明的规律。许多针对上述实施例的各种各样没有在本质上远离本发明精髓和规律的的修改都实施于本发明，所有的此类修改和改变都可包含于此发明公开和其权利要求需要保护的范围内。
权利要求
1.一种蒸馏器，包括一水密容器；一输入源，该输入源与水密容器相连，用于向水密容器内输送一定量的水；一加热元素，与水密容器内部所输入的水至少一部分进行热交换；一组充分垂直的盘体在水密容器内沿一充分水平的轴线排列，在水密容器中各垂直的盘体至少有一部分埋设于所输入的水下，且各垂直的盘体上有一开口 ；沿着各垂直的盘体形成的槽，各垂直盘体上的槽的一端口邻近所述开口 ；至少有一个多支管，该多支管有一个或者多个出口，该多支管延伸穿过垂直的盘体上的所述一组开口，并与槽的一组开口端液体连接；设于此水密容器上的一输出开口，该输出开口与多支管液体连接。
2.根据权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于所述垂直的盘体包括一系列成对的垂直盘体，各成对的垂直盘体相互邻接。
3.根据权利要求2所述的蒸馏器，其特征在于在两相邻的成对设置的垂直盘体上设有对称的槽，所述的成对的两相邻垂直盘体上的槽组成一通道。
4.根据权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于还包括一与多支管的一端流体连接的压缩机，且此压缩机单独与所述水密容器间流体连接。
5.根据权利要求4所述的蒸馏器，其特征在于还包括一与多支管的另一端液体连接的收集室，通过此收集室压缩机迫使液体通过多支管并进入收集室，且还包括一与收集室流体连接的蒸馏液流道，蒸馏水通过此流道排出。
6.根据权利要求5所述的蒸馏器，其特征在于还包括一与蒸馏液流道和输入源流体连接的逆流式换热器，通过此逆流式换热器蒸馏液流道中的蒸馏水在蒸馏器中被加热，且输入水相对地环绕，使得在逆流式换热器中加热的蒸馏水给输入水加热，而且输入水冷却蒸馏水。
7.根据权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于在所述各垂直盘体上还设有一些冲压的凹坑。
8.根据权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于还包括多个刮水片，各刮水片安装于垂直盘体中两盘体上的相应部分之间。
9.根据权利要求8所述的蒸馏器，其特征在于在所述的刮水片上至少一部分进行研磨和/或边角处理，所述研磨和边角处理用于优化垂直盘体的表面加工。
10.根据权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于还设有一与所述垂直盘体机械传动的旋转马达，所述旋转马达可带动垂直盘体旋转。
11.根据权利要求1所述的蒸馏器，其特征在于在所述各垂直盘体上还进行一些表面加工，此表面加工可用于改善各垂直盘体对数的粘附量。
12.根据权利要求11所述的蒸馏器，其特征在于所述垂直盘体的表面加工通过添加涂层、化学加工、激光蚀刻程序、打磨和冲压模中的其中一种方法来完成。
13.根据权利要求4所述的蒸馏器，其特征在于还设有一用于控制所述压缩机的系统控制电机。
14.根据权利要求5所述的蒸馏器，其特征在于还包括一与蒸馏液流道相连接的独立室，此独立室可用于将从收集室收集到的蒸汽排放入水密容器。
15.根据权利要求14所述的蒸馏器，其特征在于所述独立室可排出从收集室收集到的蒸馏水。
16.根据权利要求14所述的蒸馏器，其特征在于还包括一与至少一个多支管上的一个或者多个出口连接的阀盘，此阀盘用于在至少一水平旋转循环的一部分内在垂直盘体内保持一定蒸汽压力，且在至少一个特定闭合角范围内释放蒸汽压力，由此可通过至少一个多支管排出蒸馏液，实现与独立室连接。
17.一种蒸馏方法，此方法包括以下步骤 向水密容器中输入一种流体；在水密容器中给所输入的流体加热；旋转在水密容器中沿一充分水平的轴线设置的一组垂直盘体，此垂直盘体至少有一部分埋设于此水密容器中的流体内，且各垂直盘体上均设有一开口 ； 沿各垂直盘体均设有一用于收集流体的槽； 横贯垂直盘体上的所述开口从槽内输送流体到至少一个多支管； 并通过多只管输出流体。
18.一种蒸馏流体的系统，此系统包括包括第一部分和第二部分的水密容器，第一部分内有一定量的流体； 一组具有一半径的圆盘，这组圆盘安装于一充分水平的中心轴线上，此圆盘的半径保持与该水平中心轴线垂直，且该组圆盘至少有部分被埋于所述的一定量的流体内； 一旋转装置，此旋转装置使得该组垂直盘体旋转且浸湿该组垂直盘体； 一压缩机，用于调节水密容器内的大气压强。
19.根据权利要求18所述的蒸馏流体的系统，其特征在于所述盘体的转速小于100转每分。
20.根据权利要求18所述的蒸馏流体的系统，其特征在于所述压缩机造成水密容器的第一部分和第二部分间存在热差异，此热差异用于导致系统性的热循环。
21.根据权利要求18所述的蒸馏流体的系统，其特征在于所述该组盘体上还包括一些用于改善盘体浸湿度的表面纹理。
全文摘要
此系统包括一个水密的容器。与此水密的容器相连有一个输入源用于将水输入此水密的容器。与此水密的容器至少通过一部分水进行热交换设有一个加热元素。在此水密的容器中沿着一充分水平的轴线设有一些固定连接的垂直的盘体，在此水密的容器中各充分垂直盘至少有一部分埋于水下，各垂直盘体上设有一个开口，沿着各垂直盘体组成了一个槽。在各垂直的盘体上的槽的一端口邻近此开口，至少有一个多支管在垂直盘体的一组开口中延伸，并与槽的一组开口端进行液体连接，与多支管流体连接还装配有一个输出口。
文档编号C02F1/04GK102186778SQ200980141010
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月6日 优先权日2008年10月17日
发明者S·T·克杰尔曼 申请人:S·T·克杰尔曼