專利名稱：凈水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及凈水器，即在進(jìn)口處接收不可飲用水并且在出口處提供可飲用水的裝置。
背景技術(shù)：
在世界上存在許多自然水源(河流、池塘、湖泊、海洋、泉、地表水面和地下水面、 雨水…)，但來(lái)自這些自然源的水通常是不可飲用的；此外，不斷增長(zhǎng)的環(huán)境污染使這些自然源的水越來(lái)越不可飲用。世界上大多數(shù)國(guó)家具有人工水源，即公用和專用水分配網(wǎng)絡(luò)，但來(lái)自這些人工源的水不總是可飲用的或可真正飲用的(在某些國(guó)家的一些區(qū)域中這是常見的情形，例如巴西、俄羅斯、印度、中國(guó)…)。不可飲用水會(huì)含有例如大的(礫石)和小的(沙)固體顆粒、 重金屬、烴、肥料、洗滌劑、酸、氨、胼、細(xì)菌、微生物、病毒…；根據(jù)情況，會(huì)存在這些物質(zhì)中的一種或多種。為了使不可飲用水可飲用，必須除去存在的不期望的物質(zhì)。雖然市場(chǎng)上存在多種類型凈水器，但這些中沒(méi)有一種令人完全滿意。本申請(qǐng)人已仔細(xì)研究了凈水器，并且已得到以下結(jié)論。凈水器的第一期望特征是能夠除去所有可能不期望的物質(zhì)或除去至少高百分比的不期望的物質(zhì)；實(shí)際上，不容易預(yù)知來(lái)自水源的水中將存在那些不期望的物質(zhì)；此外，不期望的物質(zhì)隨時(shí)間可能變化。凈水器的第二期望特征是能夠完全或幾乎完全除去不期望的物質(zhì)，即不期望的物質(zhì)的殘留量非常低。凈水器的第三期望特征是能夠僅使用少量能量或換句話說(shuō)以非常有效的方式使用能量(一般而言，這為電能)來(lái)除去不期望的物質(zhì)；實(shí)際上，需要能量來(lái)除去不期望的物質(zhì)。凈水器的第四期望特征是其具有低的運(yùn)行成本，且具體地，其需要少且便宜的消耗材料；不存在消耗材料將是理想的。凈水器的第五期望特征是易于維護(hù)，具體地易于洗滌。凈水器的第六期望特征是其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造且因此具有有限的成本。凈水器的第七期望特征在某些情形下是不需要連接到大功率電能源便能夠操作， 且更特定地，僅或幾乎僅使用太陽(yáng)能便能夠操作；實(shí)際上，在許多情形下，沒(méi)有可飲用水的地方，也沒(méi)有公用或?qū)Ｓ秒娔芊峙渚W(wǎng)絡(luò)。發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)且更具體地具有上面列出的特征的凈水器。通過(guò)具有在所附權(quán)利要求書中提出的特征的凈水器實(shí)現(xiàn)了該目的，所附權(quán)利要求書形成本說(shuō)明書的完整部分。大體上，根據(jù)本發(fā)明的凈水器具有不可飲用水進(jìn)口和可飲用水出口，且包括至少-蒸發(fā)器(例如，電、太陽(yáng)能或燃燒)，其具有水進(jìn)口和蒸汽出口，-第一流體分離過(guò)濾器，其通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作，具有進(jìn)口和出口，以及-第一熱交換器，其適于交換第一分離的流體流和第二分離的流體流之間的熱，具有被加熱的第一水流的進(jìn)口和出口以及被冷卻的第二水流的進(jìn)口和出口 ；不可飲用水進(jìn)口連接到第一熱交換器的第一流進(jìn)口，第一熱交換器的第一流出口連接到第一流體分離過(guò)濾器的進(jìn)口，第一流體分離過(guò)濾器的出口連接到蒸發(fā)器的進(jìn)口，蒸發(fā)器的出口連接到第一熱交換器的第二流進(jìn)口，第一熱交換器的第二流出口連接到可飲用水出口。根據(jù)本發(fā)明的凈水器還可包括輸入槽，其適于接收來(lái)自不可飲用水進(jìn)口的不可飲用水；該輸入槽具有連接到第一熱交換器的第一流進(jìn)口的出口 ；該出口優(yōu)選地從槽的底部被提升和/或與彎曲形路徑相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的凈水器還可包括機(jī)械過(guò)濾器，其布置在不可飲用水進(jìn)口和第一熱交換器的第一流進(jìn)口之間；該機(jī)械過(guò)濾器包括具有多個(gè)小洞或孔的至少一個(gè)壁；該壁優(yōu)選地由多孔紙制成。根據(jù)本發(fā)明的凈水器還可包括第二熱交換器，其適于交換第一分離的流體流和第二分離的流體流之間的熱，具有被加熱的第一水流的進(jìn)口和出口以及被冷卻的第二水流的進(jìn)口和出口 ；第一流體分離過(guò)濾器的出口連接到第二熱交換器的第一流進(jìn)口，第二熱交換器的第一流出口連接到蒸發(fā)器的進(jìn)口，蒸發(fā)器的出口連接到第二熱交換器的第二流進(jìn)口， 第二熱交換器的第二流出口連接到可飲用水出口。根據(jù)本發(fā)明的凈水器可包括流體流冷卻設(shè)備，其具有用于流體流的進(jìn)口和出口 ； 該進(jìn)口連接到第一熱交換器的第二流出口，且該出口連接到可飲用水出口。根據(jù)本發(fā)明的凈水器還可包括第二流體分離過(guò)濾器，其通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作，具有進(jìn)口和出口 ；第二流體分離過(guò)濾器的進(jìn)口連接到第一熱交換器的第二流出口，且第二流體分離過(guò)濾器的出口連接到可飲用水出口。根據(jù)本發(fā)明的凈水器還可包括選自由包括以下設(shè)備的組的至少一個(gè)液壓設(shè)備用于添加無(wú)機(jī)鹽的設(shè)備、用于添加二氧化碳的設(shè)備、用于添加固體或液體物質(zhì)的設(shè)備、制冷設(shè)備、輸出槽；這個(gè)/這些液壓設(shè)備被直接布置在可飲用水出口的上游。根據(jù)本發(fā)明的凈水器還可包括一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)設(shè)備(這些電動(dòng)設(shè)備特別地適于控制凈水器中的流體流動(dòng))和電耦合到這些電動(dòng)設(shè)備、目的是向電動(dòng)設(shè)備供應(yīng)電能的光伏太陽(yáng)能電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)。大體上，凈水器將包括電動(dòng)設(shè)備例如電動(dòng)泵和電動(dòng)閥，以及電子設(shè)備，例如凈水器的適于控制這些電動(dòng)設(shè)備的電子控制單元(電子控制單元將通常為微處理器/微控制器)； 光伏太陽(yáng)能電池(或風(fēng)力發(fā)電機(jī))可有利地用于給所有這些電動(dòng)設(shè)備和電子設(shè)備供電；電池或蓄電池可存在于凈水器中，以即使當(dāng)沒(méi)有或有少量太陽(yáng)光(或風(fēng))時(shí)，也保證將電力供應(yīng)到所有這些電動(dòng)設(shè)備和電子設(shè)備；可用光伏太陽(yáng)能電池經(jīng)由任選的充電電路對(duì)這些蓄電池再充電。根據(jù)本發(fā)明的凈水器還可包括連接到第一流體分離過(guò)濾器并適于提供對(duì)第一流體分離過(guò)濾器的加熱的液壓回路；在所選時(shí)間、優(yōu)選地在開始操作凈水器時(shí)特別地提供該加熱。根據(jù)本發(fā)明的凈水器還可包括適于在所選時(shí)間、優(yōu)選地在開始操作凈水器時(shí)阻止水通過(guò)所述可飲用水出口流出的液壓回路。根據(jù)本發(fā)明的凈水器的蒸發(fā)器可適于通過(guò)太陽(yáng)能來(lái)操作，即煮沸從進(jìn)口接收的水；根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，來(lái)自太陽(yáng)的輻射能可直接加熱蒸發(fā)器中的水或可加熱流體 (熱載體)、優(yōu)選為無(wú)毒流體例如二醇，其繼而加熱蒸發(fā)器中的水；在本發(fā)明的情況下，丙二醇比乙二醇優(yōu)選，因?yàn)榍罢呤菬o(wú)毒的且即使其意外地與水接觸時(shí)將不導(dǎo)致嚴(yán)重問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的凈水器的一個(gè)或每個(gè)流體分離過(guò)濾器可包括多個(gè)室，其被壁相互分開且通過(guò)室的下部區(qū)域中的彎曲路徑串聯(lián)液壓連接；這些室的底部?jī)?yōu)選是傾斜的。在本說(shuō)明書且具體地在前述段落和在權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“連接”指“從液壓的觀點(diǎn)直接地或間接地連接”。附圖簡(jiǎn)述通過(guò)與附圖一起考慮的下面描述，本發(fā)明將更明了，在附圖中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的凈水器的實(shí)施方式的框圖，以及圖2根據(jù)三個(gè)不同視圖(圖2A為頂視圖，圖2B為根據(jù)截面A-A的俯視截面圖，圖 2C為根據(jù)截面B-B的俯視截面圖)示出了通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作的流體分離過(guò)濾器的實(shí)施方式，該流體分離過(guò)濾器可用于根據(jù)本發(fā)明的凈水器中。本描述和這些附圖以非限制性實(shí)施例的方式被提供；此外，它們是示意性的且簡(jiǎn)化的。發(fā)明詳述圖1的凈水器具有不可飲用水進(jìn)口 I和可飲用水出口 01，并且包括以下部件-不可飲用水的輸入槽1，其接收直接來(lái)自進(jìn)口I的水，并適于積累通過(guò)凈水器變成可飲用的一定量的水；該槽為盒形容器(可易于洗滌)并設(shè)置有布置在其下部區(qū)域但被從其底部略提升的出口 ；通過(guò)垂直壁將該槽分為兩個(gè)室，以使得兩個(gè)室相互連通的方式使垂直壁在槽的下部區(qū)域中斷；在該中斷處，在兩個(gè)室中分別地存在兩個(gè)擋板，這兩個(gè)擋板以使得產(chǎn)生彎曲路徑的方式從槽的底部延伸；-機(jī)械過(guò)濾器2，其具有進(jìn)口和出口；該過(guò)濾器包括具有多個(gè)小洞或孔的一個(gè)或多個(gè)壁，水可流過(guò)多個(gè)小洞或孔；至少一個(gè)壁可由例如其中已形成多個(gè)小洞的不銹鋼片制成； 可選擇地，或另外地，至少一個(gè)壁可由例如多孔紙片制成；-電動(dòng)泵3，其具有進(jìn)口和出口；該泵可以為循環(huán)型或振動(dòng)型；-熱交換器4，其適于交換第一分離的流體流和第二分離的流體流之間的熱，且具有被加熱的第一水流的進(jìn)口和出口以及被冷卻的第二水流的進(jìn)口和出口 ；該熱交換器可以例如為同心管型；-第一流體分離過(guò)濾器5，其通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作，具有進(jìn)口和出口；存在于水中的揮發(fā)性物質(zhì)以氣相從過(guò)濾器中釋放-該過(guò)濾器可設(shè)置有排放管02 (例如，為溢流型)，以通過(guò)該過(guò)濾器將輕液體與水分離；下面將在參考圖2描述該過(guò)濾器實(shí)施方式期間，提供關(guān)于該過(guò)濾器的另外的細(xì)節(jié)；-電動(dòng)泵6，其具有進(jìn)口和出口；該泵可以為循環(huán)型或振動(dòng)型；-熱交換器7，其適于交換第一分離的流體流和第二分離的流體流之間的熱，且具有被加熱的第一水流的進(jìn)口和出口以及被冷卻的第二水流的進(jìn)口和出口 ；該熱交換器可以例如為同心管型；-蒸發(fā)器8，其具有水進(jìn)口和蒸汽出口；該蒸發(fā)器優(yōu)選為可易于洗滌的容器(例如， 由特氟隆制成)，在蒸發(fā)器內(nèi)水被加熱到沸點(diǎn)-沸騰產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽通過(guò)蒸發(fā)器出口流出；該蒸發(fā)器有利地設(shè)置有傳感器，以檢測(cè)其中的水位(實(shí)際上，對(duì)于蒸發(fā)器，非常優(yōu)選的是常常含有大量的液態(tài)水，優(yōu)選地，在相同的預(yù)定水平或在預(yù)定水平的間隔內(nèi))和蒸汽壓力以及水的溫度；可通過(guò)電阻器或通過(guò)熱流體(特別地為丙二醇)流過(guò)的液壓管(例如盤管)來(lái)產(chǎn)生加熱；將在下面提供該蒸發(fā)器的另外的細(xì)節(jié)；-冷凝設(shè)備9，其具有蒸汽的進(jìn)口和水的出口；該設(shè)備適于產(chǎn)生蒸汽的冷凝，且可通過(guò)例如冷卻盤管以及通過(guò)小的收集容器來(lái)形成；-液壓閥10，其具有進(jìn)口和出口；該閥有利地為電操作的液壓閥(電動(dòng)閥或電磁閥)，例如為柱塞型；該閥的用途是打開/關(guān)閉液壓回路CKT，以加熱流體分離過(guò)濾器5 ；將在下面提供該液壓回路的另外的細(xì)節(jié)；-冷卻設(shè)備11，其具有進(jìn)口和出口且適于冷卻穿過(guò)其的水流；-流體分離過(guò)濾器12，其通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作，具有進(jìn)口和出口；該過(guò)濾器與流體分離過(guò)濾器5相同或相似；-用于添加無(wú)機(jī)鹽的設(shè)備13，其具有進(jìn)口和出口；該設(shè)備適于將無(wú)機(jī)鹽添加到通過(guò)其的水流中；-水的輸出槽14，其具有進(jìn)口和出口；該輸出槽適于積累通過(guò)凈水器變成可飲用的一定量的水；該槽為盒形容器(可易于洗滌)；該槽可以使得可在圖1的凈水器的出口處供應(yīng)冷卻水的方式被制冷；-液壓閥15，其具有進(jìn)口和出口；該閥有利地為手動(dòng)操作的液壓閥，例如為蝶形； 該閥的用途是排空蒸發(fā)器8以及排放積累在蒸發(fā)器中的任何不期望的物質(zhì)(例如固體殘留物)。圖1的凈水器還包括微處理器控制單元，其適于基于由存在于凈水器、具體地存在于其部件中的傳感器(例如在蒸發(fā)器8中的傳感器)接收的電信號(hào)以及基于由用戶界面設(shè)備(例如按鈕)接收的電信號(hào)來(lái)控制凈水器的電動(dòng)設(shè)備例如泵3、泵6和閥10，圖1未示出任何用戶界面設(shè)備。從液壓的觀點(diǎn)考慮，上面列出的部件被按如下描述連接_(輸入槽1)進(jìn)口 I直接引入槽1，且槽1的出口連接到過(guò)濾器2的進(jìn)口 ；-(機(jī)械過(guò)濾器幻過(guò)濾器2的進(jìn)口連接到槽1的出口，且過(guò)濾器2的出口連接到泵 3的進(jìn)口 ；-(電動(dòng)泵3)泵3的進(jìn)口連接到過(guò)濾器2的出口，且泵3的出口連接到熱交換器4 的被加熱的水流的進(jìn)口；_(熱交換器4)熱交換器4的被加熱的水流的進(jìn)口連接到泵3的出口，且熱交換器4的被加熱的水流的出口連接到過(guò)濾器5的進(jìn)口，熱交換器4的被冷卻的水流的進(jìn)口連接到熱交換器7的被冷卻的水流的出口，熱交換器4的被冷卻的水流的出口連接到設(shè)備11 的進(jìn)口 ；_(流體分離過(guò)濾器幻，過(guò)濾器5的進(jìn)口連接到熱交換器4的被加熱的水流的出口，且過(guò)濾器5的出口連接到泵6的進(jìn)口 ；-(電動(dòng)泵6)泵6的進(jìn)口連接到過(guò)濾器5的出口，且泵6的出口連接到熱交換器7 的被加熱的水流的進(jìn)口；-(熱交換器7)熱交換器7的被加熱的水流的進(jìn)口連接到泵6的出口，熱交換器7 的被加熱的水流的出口連接到蒸發(fā)器8的進(jìn)口，熱交換器7的被冷卻的水流的進(jìn)口連接到設(shè)備9的出口，熱交換器7的被冷卻的水流的出口連接到熱交換器4的被冷卻的水流的進(jìn) Π ；_(蒸發(fā)器8)蒸發(fā)器8的進(jìn)口連接到熱交換器7的被加熱的水流的出口，且蒸發(fā)器 8的出口連接到設(shè)備9的進(jìn)口；-(冷凝設(shè)備9)設(shè)備9的進(jìn)口連接到蒸發(fā)器8的出口，且設(shè)備9的出口連接到熱交換器7的被冷卻的水流的進(jìn)口 ；_(液壓閥10)閥10的進(jìn)口連接到設(shè)備9的出口，且閥10的出口連接到液壓回路 CKT ；_(冷卻設(shè)備11)設(shè)備11的進(jìn)口連接到熱交換器4的被冷卻的水流的出口，且設(shè)備 11的出口連接到過(guò)濾器12的進(jìn)口 ；_(流體分離過(guò)濾器12)過(guò)濾器12的進(jìn)口連接到設(shè)備11的出口，且過(guò)濾器12的出口連接到設(shè)備13的進(jìn)口 ；_(用于添加無(wú)機(jī)鹽的設(shè)備13)設(shè)備13的進(jìn)口連接到過(guò)濾器12的出口，且設(shè)備13 的出口連接到槽14的進(jìn)口 ；_(輸出槽14)槽14的進(jìn)口連接到設(shè)備13的出口，且槽14的出口連接到可飲用水出口 01 ；_(液壓閥15)閥15的進(jìn)口連接到蒸發(fā)器8的進(jìn)口(下部)，且閥15的出口連接到排放管03。圖2根據(jù)三個(gè)不同視圖(圖2Α為頂視圖，圖2Β為根據(jù)截面A-A的俯視截面圖，圖 2C為根據(jù)截面B-B的俯視截面圖)示出了通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作的流體分離過(guò)濾器的實(shí)施方式，該流體分離過(guò)濾器可用作圖1的凈水器中的過(guò)濾器5。該過(guò)濾器具有進(jìn)口 IN和出口 0Τ，且包括串聯(lián)的液壓連接的八個(gè)室C1、C2、C3、C4、 C5、C6、C7、C8 ；室Cl連接到非常靠近室Cl的底部終止的進(jìn)口 IN ；室C8連接到非常靠近室 C8的底部開始的出口 0T。該過(guò)濾器被盒形元件封閉，且具有基本上垂直的七個(gè)內(nèi)壁Wl、W2、W3、W4、W5、W6、 W7 ；內(nèi)壁W4將室C1、C2、C3和C4與室C5、C6、C7和C8分開；內(nèi)壁Wl將室Cl與室C2分開， 內(nèi)壁W2將室C2與室C3分開，內(nèi)壁W3將室C3與室C4分開，內(nèi)壁W5將室C5與室C6分開， 內(nèi)壁W6將室C6與室C7分開，內(nèi)壁W7將室C7與室C8分開。在底部，該過(guò)濾器具有兩個(gè)傾斜表面IPl和IP2(其傾斜度是輕微的，例如 10° -15° )；傾斜表面IPl形成室Cl、C2、C3和C4的底部；傾斜表面IP2形成室C5、C6、 C7和C8的底部。大體上，室通過(guò)這些室的底部區(qū)域中的彎曲路徑M12、M23、M34、M56、M67、M78相互連通；僅室C4和C5通過(guò)延伸其整個(gè)高度的間隙SL相互連通。以以下方式產(chǎn)生這些彎曲路徑；基本上垂直的內(nèi)壁不到達(dá)室的底部，而使下部空隙敞開；在每個(gè)壁前，存在以基本上垂直方向延伸比間隙的高度略大的高度的擋板。圖2的過(guò)濾器的配置使得流體流動(dòng)發(fā)生在鄰近室的底部即鄰近兩個(gè)傾斜表面的薄區(qū)域中，流速非常低，且存在于流中的比水輕的物質(zhì)被朝向過(guò)濾器的上部區(qū)域向上推動(dòng)， 揮發(fā)性物質(zhì)被以氣相從過(guò)濾器中釋放，且液體物質(zhì)可通過(guò)在圖中未示出的任選的溢流排放管被從過(guò)濾器中釋放(因此，還可稱為該過(guò)濾器通過(guò)流動(dòng)和重力操作)。如果流過(guò)該過(guò)濾器且被該過(guò)濾器過(guò)濾的水是熱的，則該過(guò)濾器的效率更高；這是設(shè)置熱交換器4的原因；此外，用于相同目的，圖2的過(guò)濾器有利地設(shè)置有未在圖中示出的單獨(dú)的液壓加熱路徑(即盤管)，單獨(dú)的液壓加熱路徑的用途是加熱過(guò)濾器的所有或部分壁和/或流過(guò)過(guò)濾器的流體。閥10的用途是打開/關(guān)閉液壓回路CKT，液壓回路CKT包括過(guò)濾器5的液壓加熱路徑；回路CKT (見圖1)開始于閥10的下游，穿過(guò)過(guò)濾器5，且終止于設(shè)備9的下游和熱交換器7的上游；通常，在開始操作凈水器時(shí)，回路CKT被關(guān)閉(即，有流體流動(dòng))，此時(shí)熱交換器4不能夠充分加熱輸送到過(guò)濾器5的水，且在一定時(shí)間后(例如，在5-10分鐘后)當(dāng)回路CKT不再被需要時(shí)被打開(即，無(wú)流體流動(dòng))；以這種方式，過(guò)濾器5很快就開始有效 (例如，僅在幾分鐘后)。諸如圖1的凈水器的凈水器(或相似凈水器)通過(guò)諸如圖2的過(guò)濾器的過(guò)濾器 (或相似過(guò)濾器)能夠有效地除去存在于槽1中的水中的不可飲用物質(zhì)，并且能夠在出口 01處供應(yīng)可飲用水。關(guān)于大的固體顆粒(例如礫石)，由于槽1的彎曲路徑且由于出口被從底部提升的事實(shí)，這些被截留在槽1中(利用重力)；定期地，將必須通過(guò)排空并洗滌容器將它們從槽中除去。關(guān)于小的固體顆粒(例如，沙)，由于槽1的彎曲路徑且由于出口被從底部提升的事實(shí)，這些被部分截留在槽1中(利用重力)，且被部分截留在過(guò)濾器2中(利用小尺寸的洞和/或孔)；定期地，將需要通過(guò)排空并洗滌槽1的容器以及過(guò)濾器2的壁，且如必要時(shí)更換由多孔紙制成的壁，將它們除去。穿過(guò)槽1和過(guò)濾器2兩者的任何小的固體顆粒被截留在蒸發(fā)器8中；實(shí)際上，在沸騰期間，如果存在充足的液體，這些固體顆粒不會(huì)離開液相； 定期地，將必須通過(guò)排空并洗滌蒸發(fā)器8的容器將它們除去。關(guān)于重金屬，這些被截留在蒸發(fā)器8中；實(shí)際上，在沸騰期間，如果存在充足的液體，這些重物質(zhì)不會(huì)離開液相；定期地，將必須通過(guò)排空并洗滌蒸發(fā)器8的容器將它們除去。關(guān)于烴和洗滌劑，這些主要被過(guò)濾器5和12截留，但同時(shí)蒸發(fā)器8具有正流入 (positive inflow)。烴和洗滌劑比水輕，且通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作的分離過(guò)濾器將使它們與水很好地分離；如已闡述的，高溫(例如，40°C -50°C )有助于分離。揮發(fā)性烴和洗滌劑以氣相離開液相并進(jìn)入過(guò)濾器5和12 ；非揮發(fā)性烴和洗滌劑漂浮到表面并保留在表面上，且可以主要通過(guò)任選的溢流排放管02流出。然而，將必須定期地通過(guò)排空并洗滌過(guò)濾器5和 12來(lái)完全除去它們。關(guān)于肥料，這些被截留在蒸發(fā)器8中。關(guān)于胼和氨，這些被過(guò)濾器5和12截留并且被截留在蒸發(fā)器8中，其為通過(guò)加熱分解且為部分揮發(fā)性的物質(zhì)。
關(guān)于細(xì)菌、微生物和病毒，由于在蒸發(fā)器8中存在的高溫(通常為110°C -130°C )， 這些被殺死。過(guò)濾器5和12對(duì)于輕物質(zhì)以及對(duì)于揮發(fā)性物質(zhì)都是有效的，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)流動(dòng)和漂浮操作。然而，應(yīng)觀察到，過(guò)濾器5具有消除較低密度物質(zhì)(因此其漂浮)的主要任務(wù)， 且因此其中的液體水平必須相對(duì)高(例如，4mm-10mm)，而過(guò)濾器12具有消除揮發(fā)性物質(zhì)的主要任務(wù)，且因此其中的液體水平必須相對(duì)低(例如，2mm-5mm)。此外，為了提高過(guò)濾器12 的效率，其底部由非常低的高度(例如，lmm-2mm)的梯級(jí)形成將是有用的。根據(jù)已闡述的內(nèi)容，應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)不僅具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和有效產(chǎn)生優(yōu)良品質(zhì)的可飲用水，而且還非常易于維護(hù)實(shí)際上，基本上定期地進(jìn)行的唯一操作是洗滌其部件(特別地可使用由蒸汽產(chǎn)生的可飲用水來(lái)進(jìn)行該操作)。此外，不需要更換其部件或構(gòu)件；換句話說(shuō)，沒(méi)有消耗材料。關(guān)于酸，圖1的系統(tǒng)(或相似系統(tǒng))能夠降低酸在水中的含量，還能夠截留可被添加到槽1的中和酸的這些簡(jiǎn)單且有效的堿鹽；在檢測(cè)存在于槽1的容器中的液體的PH后， 當(dāng)需要時(shí)，可實(shí)施該添加；可使用依賴于浸漬它們的液體的PH而改變顏色的眾所周知的水平指示條來(lái)簡(jiǎn)單檢測(cè)PH。關(guān)于鹽，例如氯化鈉和氯化鎂(例如，存在于海水中)，這些被有效地截留在蒸發(fā)器8中。然而，如果必須處理大量的海水，則可以提供適于進(jìn)行水脫鹽(除去鹽)的初步階段。圖1的凈水器通常設(shè)置有輸入槽1和輸出槽14，輸入槽1適于容納約10升-20 升不可飲用水，輸出槽14適于容納3升-5升可飲用水；實(shí)際上，對(duì)于可飲用水，優(yōu)選的是在使用之前不被任何長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存，以防止在其中形成微生物。在全容量操作期間，1升/ 小時(shí)的水在圖1的凈水器中循環(huán)。如果環(huán)境溫度為約20°C，則系統(tǒng)的各個(gè)點(diǎn)的溫度通常如下在I中20°C、在A中20°C、在B中20°C、在C中45°C、在D中45°C、在E中45°C、在F中 70°C、在 G 中 120°C、在 H 中 95°C、在 J 中 70°C、在 K 中 45°C、在 L 中 30°C、在 M 中 ^°C、在 N中^TC、在01中20°C ；蒸發(fā)器8中的溫度達(dá)到110°C -130°c。在開始操作時(shí)(開始5分鐘-10分鐘)，被系統(tǒng)處理的初始0. 51水不是完全可飲用的。明顯的是凈水器例如圖1的凈水器(或相似凈水器)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提出的目的。可以以多種方式修改和/或集成圖1的凈水器?？梢允÷砸惑w的輸出槽(例如槽14)并且使用外部容器；可以省略用于添加無(wú)機(jī)鹽的設(shè)備(例如設(shè)備13)并且湊合使用具有不太愉快的味道的可飲用水；可以省略液壓回路CKT并且等待更長(zhǎng)的時(shí)間且丟棄開始時(shí)產(chǎn)生的水；可相對(duì)于圖1示出的位置顛倒設(shè)備11 的位置和過(guò)濾器12的位置。除了在圖1示出的以外，可在出口 01的上游直接設(shè)置以下設(shè)備用于添加二氧化碳的設(shè)備(以使得通過(guò)凈水器出口輸送蘇打水的方式)和/或制冷設(shè)備(以使得通過(guò)凈水器出口輸送冷卻水的方式)。為了得到圖1的凈水器，可設(shè)置適于在所選時(shí)間、優(yōu)選在其開始操作時(shí)阻止水通過(guò)出口被輸送的較安全且自動(dòng)的液壓回路；以這種方式，通過(guò)出口不可能供應(yīng)不完全可飲用的水；可通過(guò)適于可選擇地朝向可飲用水出口或朝向排放管或輸入槽1輸送水流的液壓分流閥產(chǎn)生該回路；參考圖1的實(shí)例，該分流閥可有利地直接布置在設(shè)備13的上游或直接布置在熱交換器4或11的下游。圖1的凈水器適合于全部或幾乎全部通過(guò)太陽(yáng)能供電。關(guān)于電動(dòng)設(shè)備例如泵3和6、閥10以及電子控制單元(與所有的其傳感器和致動(dòng)器)，由于它們需要低的電功率O0W-30W)，所以這些可通過(guò)電池、通過(guò)蓄電池、通過(guò)一些光伏太陽(yáng)能電池或通過(guò)小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)來(lái)供電；此外，可由光伏太陽(yáng)能電池或由風(fēng)力發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。關(guān)于蒸發(fā)器8(其消耗相當(dāng)多的能量，以加熱水并使水沸騰)，這可通過(guò)來(lái)自熱液壓太陽(yáng)能板(在圖1中未示出)的熱流體(例如水或二醇)的流動(dòng)來(lái)接收能量。自然地，對(duì)上述系統(tǒng)的許多變體或添加是可以。例如，雖然這不是嚴(yán)格必須的，但可添加一種或多種過(guò)濾器(砂濾器、活性炭濾器、多效筒式過(guò)濾器、具有反滲透膜或納濾膜的過(guò)濾器、樹脂過(guò)濾器)和/或紫外線消毒器。 活性炭濾器可特別地布置在熱交換器的第一流的進(jìn)口的上游，并且用于減少過(guò)量的烴和/ 或過(guò)量的揮發(fā)性組分。此外，可在凈水器中例如在其可飲用水出口附近設(shè)置用于添加固體或液體物質(zhì)的一種或多種設(shè)備。最后，應(yīng)理解，第一熱交換器的用途是提高被供給到第一流體分離過(guò)濾器的不可飲用水的溫度，且因此使該過(guò)濾器的效率最大；還可以以等同方式省略或?qū)崿F(xiàn)該熱效應(yīng)。根據(jù)圖1的實(shí)施方式的特別有利的變體，過(guò)濾器12可直接布置到冷凝設(shè)備9的下游；例如，它可集成在熱交換器7中。以這種方式，該過(guò)濾器12將在高溫下操作液體，且因此還有助于最終消除揮發(fā)性組分，該揮發(fā)性組分已被在較低溫度下操作的過(guò)濾器5部分消除。這種變體基本上具有五個(gè)元件在相對(duì)低的溫度(例如，45°C -80°C且優(yōu)選為 650C -750C )下操作的分離過(guò)濾器(通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作)、在高溫(110°C -130°C )下操作的存在大量液體(在預(yù)定水平或在預(yù)定水平的間隔內(nèi))的蒸發(fā)器、冷凝器、在相對(duì)高的溫度(例如，70°C-95°C且優(yōu)選為80°C-90°C)下操作的分離過(guò)濾器(通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作)， 以及回收來(lái)自沸騰的熱的至少一個(gè)熱交換器。圖2的過(guò)濾器體現(xiàn)了自身具有創(chuàng)新價(jià)值的分離過(guò)濾器的解決方案，盡管其可用于本文描述和聲稱的凈化的水中。必須注意，從許多觀點(diǎn)考慮，可對(duì)圖2的過(guò)濾器(其為示意代表性的且不按比例) 進(jìn)行修改，例如從底部提升的擋板還可與室的內(nèi)壁的布置分開布置(例如，具有不同頻率)，可設(shè)置階梯式底部，而不是擋板，底部的一部分可以是階梯式的且底部的一部分可以是平的且傾斜的，內(nèi)壁可以是略傾斜的，而不是垂直的，過(guò)濾器可設(shè)置有一個(gè)截面或設(shè)置有三個(gè)截面而不是兩個(gè)截面…。這種過(guò)濾器解決方案的基本技術(shù)特征為-通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作，以及-在高溫下操作。這種高溫可選擇在例如45 V "95 0C間隔內(nèi)，且優(yōu)選在65 °C -75 °C間隔內(nèi)；為實(shí)現(xiàn)這種高溫，可設(shè)置集成在過(guò)濾器中的加熱設(shè)備或在過(guò)濾器下游的加熱設(shè)備；這些加熱設(shè)備可以例如為電動(dòng)型(在圖1的凈水器中，它們?yōu)橐簤盒?。
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這種過(guò)濾器解決方案的另外有利的技術(shù)特征為-使用一種或多種彎曲路徑(以垂直和/或水平方向)，這降低流速，且因此有助于重物質(zhì)的沉淀以及使輕物質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)上升，和/或-使用階梯式壁(還可由從平壁凸出的簡(jiǎn)單擋板來(lái)形成階梯)，這有助于液體的層流，和/或-液體在過(guò)濾器中的區(qū)別深度相對(duì)小，以有助于逐出揮發(fā)性物質(zhì)，相對(duì)大，以有助于分離輕物質(zhì)和重物質(zhì)，和/或-用可洗滌材料特別地特氟隆覆蓋過(guò)濾器的內(nèi)表面。由于這些技術(shù)特征，本過(guò)濾器能夠有效地從水中除去不期望的揮發(fā)性物質(zhì)，特別為氯、不期望的輕的且基本上不溶的物質(zhì)，特別為油性物質(zhì)、以及不期望的重的且基本上不溶的物質(zhì)，特別為碳酸鈣(通常稱為“水垢”)；此外，它減少水的細(xì)菌負(fù)載。因此，本過(guò)濾器非常適合于用在例如用來(lái)制備熱飲料的機(jī)器(例如，咖啡機(jī))以及用于衣物蒸壓的機(jī)器的上游或與這些機(jī)器集成。此外，本過(guò)濾器的低的生產(chǎn)成本、維護(hù)成本和運(yùn)行成本使得它特別適合于這些用途。
權(quán)利要求
1.一種凈水器，其具有不可飲用水進(jìn)口(I)和可飲用水出口(01)，且包括至少-蒸發(fā)器(8)，其具有水進(jìn)口和蒸汽出口，-第一流體分離過(guò)濾器(5)，其通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作，具有進(jìn)口和出口，以及-第一熱交換器G)，其適于交換第一分離的流體流和第二分離的流體流之間的熱，具有被加熱的第一水流的進(jìn)口和出口以及被冷卻的第二水流的進(jìn)口和出口 ；其中所述不可飲用水進(jìn)口連接到所述第一熱交換器的所述第一流進(jìn)口，所述第一熱交換器的所述第一流出口連接到所述第一流體分離過(guò)濾器(5)的所述進(jìn)口，所述第一流體分離過(guò)濾器(5)的所述出口連接到所述蒸發(fā)器(8)的所述進(jìn)口，所述蒸發(fā)器(8)的所述出口連接到所述第一熱交換器的所述第二流進(jìn)口，所述第一熱交換器(4)的所述第二流出口連接到所述可飲用水出口(01)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈水器，還包括輸入槽(1)，所述輸入槽(1)適于接收來(lái)自所述不可飲用水進(jìn)口(I)的不可飲用水，所述輸入槽(1)具有連接到所述第一熱交換器(4) 的所述第一流進(jìn)口的出口，所述出口優(yōu)選地從所述槽(1)的底部被提升和/或與彎曲形路徑相關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的凈水器，還包括機(jī)械過(guò)濾器O)，所述機(jī)械過(guò)濾器(2)布置在所述不可飲用水進(jìn)口(I)和所述第一熱交換器(4)的所述第一流進(jìn)口之間，所述機(jī)械過(guò)濾器( 包括具有多個(gè)小洞或孔的至少一個(gè)壁，所述壁優(yōu)選地由多孔紙制成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的凈水器，還包括第二熱交換器(7)，所述第二熱交換器(7)適于交換第一分離的流體流和第二分離的流體流之間的熱，具有被加熱的第一水流的進(jìn)口和出口以及被冷卻的第二水流的進(jìn)口和出口，且其中所述第一流體分離過(guò)濾器 (5)的所述出口連接到所述第二熱交換器(7)的所述第一流進(jìn)口，所述第二熱交換器(7)的所述第一流出口連接到所述蒸發(fā)器(8)的所述進(jìn)口，所述蒸發(fā)器(8)的所述出口連接到所述第二熱交換器(7)的所述第二流進(jìn)口，所述第二熱交換器(7)的所述第二流出口連接到所述可飲用水出口(01)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的凈水器，還包括第二流體分離過(guò)濾器(12)，所述第二流體分離過(guò)濾器(1 通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作，具有進(jìn)口和出口，且其中所述第二流體分離過(guò)濾器(1 的所述進(jìn)口連接到所述第一熱交換器的所述第二流出口或連接到所述第一熱交換器(4)上游的所述蒸發(fā)器(8)的出口，且所述第二流體分離過(guò)濾器(1 的所述出口連接到所述可飲用水出口(01)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的凈水器，還包括選自包括以下設(shè)備的組的至少一個(gè)液壓設(shè)備用于添加無(wú)機(jī)鹽的設(shè)備(13)、用于添加二氧化碳的設(shè)備、用于添加固體或液體物質(zhì)的設(shè)備、制冷設(shè)備、輸出槽(14)，所述至少一個(gè)液壓設(shè)備被直接布置在所述可飲用水出口(01)的上游。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的凈水器，還包括一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)設(shè)備(3、6、 10)，所述電動(dòng)設(shè)備(3、6、10)特別適于控制所述凈水器中的流體流動(dòng)；以及光伏太陽(yáng)能電池或風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其電耦合到所述電動(dòng)設(shè)備(3、6、10)，目的是向所述電動(dòng)設(shè)備(3、6、10)供應(yīng)電能。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的凈水器，還包括連接到所述第一流體分離過(guò)濾器 (5)并適于提供對(duì)所述第一流體分離過(guò)濾器( 的加熱的液壓回路(KCT)，所述加熱在所選時(shí)間、優(yōu)選地在開始操作所述凈水器時(shí)被特別地提供。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的凈水器，還包括適于在所選時(shí)間、優(yōu)選地在開始操作所述凈水器時(shí)阻止水通過(guò)所述可飲用水出口流出的液壓回路。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的凈水器，其中所述蒸發(fā)器(8)適于通過(guò)太陽(yáng)能來(lái)操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凈水器，其具有不可飲用水進(jìn)口(I)和可飲用水出口(O1)，且包括至少具有水進(jìn)口和蒸汽出口的蒸發(fā)器(8)，通過(guò)流動(dòng)和漂浮操作、具有進(jìn)口和出口的流體分離過(guò)濾器(5)，以及熱交換器(4)，其適于交換第一分離的流體流和第二分離的流體流之間的熱，具有被加熱的第一水流的進(jìn)口和出口以及被冷卻的第二水流的進(jìn)口和出口；不可飲用水進(jìn)口(I)連接到熱交換器(4)的第一流進(jìn)口，熱交換器(4)的第一流出口連接到流體分離過(guò)濾器(5)的進(jìn)口，流體分離過(guò)濾器(5)的出口連接到蒸發(fā)器(8)的進(jìn)口，蒸發(fā)器(8)的出口連接到熱交換器(4)的第二流進(jìn)口，熱交換器(4)的第二流出口連接到可飲用水出口(O1)。
文檔編號(hào)C02F1/04GK102421709SQ201080019990
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者安德烈·伯尼特羅, 阿德里亞諾·瑪林 申請(qǐng)人:克羅斯科技有限責(zé)任公司