專利名稱:具有用于薄膜蒸發(fā)的涂抹器和用于移除沉積物的刮除器的蒸餾器的制作方法
具有用于薄膜蒸發(fā)的涂抹器和用于移除沉積物的刮除器的蒸餾器
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本申請(qǐng)要求2010年7月21日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/366,448的利益。所述申請(qǐng)的全部教導(dǎo)通過引用合并在此。
背景技術(shù):
用于純化例如水的液體的現(xiàn)有技術(shù)蒸餾器通過加熱將液體蒸發(fā)成蒸氣,并接著通過冷卻凝結(jié)蒸氣以獲得蒸餾物。歷史上,用于蒸發(fā)和凝結(jié)的現(xiàn)有技術(shù)蒸餾器的能量需求非常巨大,使其相對(duì)于水純化的其他方法(例如反滲透)不具有競爭力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以提供一種蒸餾器,所述蒸餾器可以能量有效方式蒸餾液體,使得蒸餾器可以更加成本有效,相對(duì)于其他純化方法具有競爭力,并因此可用于比現(xiàn)有技術(shù)蒸餾裝置更多的應(yīng)用中。蒸餾器包括具有用于將液體蒸發(fā)成蒸氣的至少一個(gè)蒸發(fā)表面的蒸發(fā)器。具有涂抹施加器的至少一個(gè)可動(dòng)的液體施加器組件可在所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面之上運(yùn)動(dòng),以便在用于蒸發(fā)的至少一個(gè)蒸發(fā)表面上涂抹和施加薄的均勻液體膜。
在特別的實(shí)施方式中,至少一個(gè)液體施加器組件可包括用于在通過涂抹施加器施加薄的均勻液體膜之前從至少一個(gè)蒸發(fā)表面刮除殘留物的刮除器。刮除器和涂抹施加器可分別包括刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件。刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件可定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上。至少一個(gè)蒸發(fā)表面、刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件和液體供應(yīng)導(dǎo)管可以直立取向地延伸。至少一個(gè)蒸發(fā)表面可包括彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面。至少一個(gè)可動(dòng)的施加器組件可具有一對(duì)刮除器構(gòu)件和一對(duì)涂抹器構(gòu)件,以便刮除殘留物并同時(shí)將液體施加到至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面。至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面可彼此面對(duì),并且可以通過至少兩個(gè)同心細(xì)長圓筒形成,至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件能夠在圓形路徑內(nèi)在兩者之間運(yùn)動(dòng)。成對(duì)的刮除器構(gòu)件和成對(duì)的涂抹器構(gòu)件可將液體供應(yīng)導(dǎo)管定位在至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之間。液體供應(yīng)導(dǎo)管可在至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面之間并與其隔開地豎直延伸。液體供應(yīng)導(dǎo)管可包括用于在液體供應(yīng)導(dǎo)管和至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面之間分布液體的至少一個(gè)開口,由此涂抹器構(gòu)件隨后將液體涂抹和施加成薄的均勻液體膜。液體供應(yīng)導(dǎo)管可沿著長度包括一系列間斷開口,以便分布用于施加的液體。刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件可包括定位在從液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)延伸的保持結(jié)構(gòu)的相應(yīng)細(xì)長凹部內(nèi)的細(xì)長刀片。刮除器刀片和涂抹器刀片和相應(yīng)的細(xì)長凹部可以成形為使刮除器刀片和涂抹器刀片沿著相應(yīng)的接觸線貼靠至少一個(gè)蒸發(fā)表面運(yùn)動(dòng)。刮除器刀片和涂抹器刀片和細(xì)長凹部還可以具有彎曲表面,彎曲表面的形狀和尺寸設(shè)置成允許刮除器刀片和涂抹器刀片擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),以優(yōu)化接觸線。至少一個(gè)涂抹器構(gòu)件可貼靠至少一個(gè)蒸發(fā)表面形成接觸線。涂抹器構(gòu)件可具有間斷開口,間斷開口沿著接觸線設(shè)置的尺寸和間隔能允許液體經(jīng)過,從而提供希望的膜厚度。蒸餾器還可包括具有至少一個(gè)凝結(jié)器表面的凝結(jié)器,以便將蒸氣凝結(jié)成蒸餾物。
本發(fā)明還提供一種蒸餾器,其包括具有彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面的蒸發(fā)器以便將液體蒸發(fā)成蒸氣。至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件可在至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之間運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)液體施加器組件可具有在液體供應(yīng)導(dǎo)管的前部定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)刮除器構(gòu)件和在液體供應(yīng)導(dǎo)管的后部定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)涂抹器構(gòu)件。刮除器構(gòu)件可從至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面同時(shí)刮除殘留物,而涂抹器構(gòu)件可隨后在用于蒸發(fā)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面上將由液體供應(yīng)導(dǎo)管提供的液體同時(shí)涂抹和施加成薄的均勻膜。
本發(fā)明還可提供一種蒸餾器,其包括用于接收蒸氣并具有用于將蒸氣凝結(jié)成蒸餾物的至少一個(gè)凝結(jié)表面的凝結(jié)器。具有至少一個(gè)刮除器的至少一個(gè)提取器組件可在至少一個(gè)凝結(jié)表面之上運(yùn)動(dòng),并從至少一個(gè)凝結(jié)表面刮除蒸餾物以便收集。
在特別的實(shí)施方式中,凝結(jié)器可包括彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面,直立凝結(jié)表面被密封以便在直立凝結(jié)表面之間形成至少一個(gè)凝結(jié)器間隙。至少一個(gè)凝結(jié)器間隙可具有密封底端和位于上端的開口。壓縮機(jī)可在壓力下將蒸氣引入上端并向下引入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙。蒸氣可在直立凝結(jié)表面上作為蒸餾物凝結(jié)。至少一個(gè)提取器組件可以是直立的,并能夠在至少一個(gè)凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),以便從至少一個(gè)凝結(jié)器間隙移除蒸餾器。至少一個(gè)涂抹器可從直立凝結(jié)表面刮除蒸餾物,從而在至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端處收集。至少一個(gè)提取器組件還可包括具有位于至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口的蒸餾物提取槽道,用于蒸餾物的進(jìn)入,從而從凝結(jié)器移除。進(jìn)入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力能夠迫使蒸餾物向上經(jīng)過提取槽道并離開凝結(jié)器。至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面可通過至少兩個(gè)同心細(xì)長圓筒形成,在其之間形成環(huán)形凝結(jié)器間隙。提取器組件可在圓形路徑中在環(huán)形凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)提取器組件可包括不能凝結(jié)氣體提取槽道,該不能凝結(jié)氣體提取槽道具有位于至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口,用于不可凝結(jié)氣體的進(jìn)入,從而從凝結(jié)器移除。進(jìn)入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力能夠迫使不能凝結(jié)氣體向上經(jīng)過不能凝結(jié)氣體提取槽道并離開凝結(jié)器。泵可在蒸餾物提取槽道上形成抽取,以有助于蒸餾物從凝結(jié)器移除。至少一個(gè)提取器組件可具有兩個(gè)直立刮除器,以便從隔開的相對(duì)的凝結(jié)表面同時(shí)刮除蒸餾物。刮除器可包括刮除器構(gòu)件。刮除器構(gòu)件可包括定位在至少一個(gè)提取器組件的細(xì)長凹部內(nèi)的細(xì)長刀片。細(xì)長刀片和細(xì)長凹部可成形為使刮除器刀片沿著相應(yīng)的接觸線貼靠隔開的相對(duì)的凝結(jié)表面運(yùn)動(dòng)。刮除器刀片和細(xì)長凹部可具有彎曲表面,該彎曲表面的形狀和尺寸設(shè)置成允許刮除器刀片擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),以優(yōu)化接觸線。蒸餾器還可包括蒸發(fā)器以便將液體蒸發(fā)成蒸氣。
本發(fā)明還可提供一種蒸餾器,其包括用于接收和凝結(jié)蒸氣的凝結(jié)器,凝結(jié)器具有彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面,直立凝結(jié)表面被密封以便在直立凝結(jié)表面之間形成至少一個(gè)凝結(jié)器間隙。至少一個(gè)凝結(jié)器間隙可具有密封的底端和位于上端的開口。壓縮機(jī)可在壓力下將蒸氣引入上端并向下引入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙。蒸氣可在直立凝結(jié)表面上作為蒸餾物凝結(jié)。至少一個(gè)直立的提取器組件可在至少一個(gè)凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),以便從至少一個(gè)凝結(jié)器間隙移除蒸餾物。至少一個(gè)提取器組件可具有至少一個(gè)刮除器,用于從直立凝結(jié)表面刮除蒸餾物以便在至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端處收集的。具有位于至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口的蒸餾物提取槽道可允許蒸餾物的進(jìn)入以便從凝結(jié)器移除。進(jìn)入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力能夠迫使蒸餾物向上經(jīng)過蒸餾物提取槽道并離開凝結(jié)器。
本發(fā)明還可提供一種蒸餾器中的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其包括固定的軸,該固定的軸具有用于接收蒸餾物潤滑劑的內(nèi)部空腔。轉(zhuǎn)子可通過至少一個(gè)軸承構(gòu)件可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到軸。至少一個(gè)軸承構(gòu)件能夠圍繞軸的外表面轉(zhuǎn)動(dòng)。軸可具有至少一個(gè)通道,該通道從內(nèi)部空腔延伸到軸的外表面以便在軸的外表面和至少一個(gè)軸承之間提供一定量的蒸餾物潤滑劑,從而在其之間形成蒸餾物潤滑劑的薄膜。
在特別的實(shí)施方式中,軸可以是中空的并豎直取向。蒸餾物潤滑劑可在軸的上部處引入到中空軸的內(nèi)部空腔中。至少一個(gè)通道可在軸的下部處從內(nèi)部空腔延伸到軸的外表面。提供給至少一個(gè)軸承的蒸餾物潤滑劑可以向上流動(dòng)到通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的泵以便循環(huán)返回到中空軸的內(nèi)部空腔。轉(zhuǎn)動(dòng)裝置可以是蒸氣壓縮蒸餾器中的壓縮機(jī)馬達(dá),并且蒸餾物潤滑劑可以是蒸餾水。至少一個(gè)軸承可以是套筒軸承,并且在一些實(shí)施方式中,至少一個(gè)軸承可以包括兩個(gè)套筒軸承。軸可以由陶瓷材料形成,并且至少一個(gè)軸承可以由例如陶瓷材料和復(fù)合材料的材料形成。
本發(fā)明還可提供一種用于蒸餾器的逆流熱交換器。蒸餾器可接收流入液體并將流入液體蒸餾成用于排出的蒸餾液體和濃縮液體。熱交換器可具有用于輸送蒸餾液體的螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道,其由以螺旋構(gòu)型構(gòu)造的第一管形成,以及用于輸送濃縮液體的螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道,其由螺旋構(gòu)型構(gòu)造的第二管形成。螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道可以容納在殼體內(nèi)。螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道可以在其之間提供螺旋間隙的構(gòu)型相對(duì)彼此定位在殼體內(nèi),螺旋間隙形成用于鄰近螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道地輸送流入液體的螺旋流入液體流動(dòng)槽道,以便熱交換。流入液體流動(dòng)槽道可具有與蒸餾液體流動(dòng)槽道和濃縮液體流動(dòng)槽道相反的流動(dòng)方向。
在特別的實(shí)施方式中,蒸餾液體流動(dòng)槽道和濃縮液體流動(dòng)槽道可由平管形成。蒸餾液體流動(dòng)槽道和濃縮液體流動(dòng)槽道的平管的邊緣可以對(duì)接在一起和密封。每個(gè)螺旋流動(dòng)槽道可以圍繞豎直軸線盤繞。流入液體可以在徑向向外定位入口處進(jìn)入流入液體流動(dòng)槽道,并且在徑向向內(nèi)定位出口處離開流入液體流動(dòng)槽道。在一些實(shí)施方式中,熱交換器可以是第一熱交換器,并且第二熱交換器可以串聯(lián)地流體連接到第一熱交換器。
本發(fā)明還可提供一種用于接收流入液體并通過蒸發(fā)器和凝結(jié)器蒸餾液體以形成蒸餾液體和濃縮液體的蒸餾器。蒸餾器可包括密封殼體,該密封殼體殼體的底部具有存儲(chǔ)器以便收集用于蒸餾的流入液體。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可定位在殼體內(nèi)以便使液體和氣體中的至少一種在蒸餾器內(nèi)運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可具有略微泄漏液體的非接觸的動(dòng)態(tài)密封件。蒸餾器可被構(gòu)造成將泄漏的液體從密封件引導(dǎo)到存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器內(nèi)的一些液體可被引導(dǎo)到蒸發(fā)器以便蒸餾,并且存儲(chǔ)器內(nèi)的一些液體可被移除,從而移除濃縮液體。
在特別的實(shí)施方式中,蒸餾器可以是蒸氣壓縮蒸餾器。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可包括在水潤滑軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)的壓縮機(jī)。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可包括存儲(chǔ)器循環(huán)泵、濃縮液體移除泵和蒸餾液體移除泵。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可圍繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。殼體可以是圓柱形形狀,并相對(duì)于豎直軸線同心地以豎直取向定位。
本發(fā)明還提供一種蒸餾器,其包括用于加熱和蒸發(fā)流入液體的蒸發(fā)器。已經(jīng)蒸發(fā)成蒸餾液體的流入液體可以通過凝結(jié)器凝結(jié)。具有內(nèi)壁和外壁的杜瓦瓶可容納蒸發(fā)器和凝結(jié)器。杜瓦瓶可具有開口。逆流熱交換器可靠近和橫跨杜瓦瓶的開口定位在杜瓦瓶內(nèi)。逆流熱交換器可具有流入液體入口,所述流入液體入口定位在杜瓦瓶的內(nèi)壁附近且流入液體經(jīng)由延伸經(jīng)過杜瓦瓶的開口的導(dǎo)管進(jìn)入所述內(nèi)壁中。流入液體流動(dòng)槽道可連接到流入液體入口并向內(nèi)延伸以便加熱流入液體。蒸餾物流動(dòng)槽道可鄰近流入液體流動(dòng)槽道,以使蒸餾液體在與流入液體流動(dòng)槽道中的流入液體流動(dòng)的相反方向上流動(dòng),以便進(jìn)行熱交換,并相對(duì)于從流入液體入口延伸離開流入流體入口的流入液體流動(dòng)槽道形成增加的溫度梯度。
在特別的實(shí)施方式中,杜瓦瓶可以是具有開口端的大致圓柱形形狀。逆流熱交換器可以是螺旋熱交換器,并且蒸餾器可以是蒸氣壓縮蒸餾器。杜瓦瓶的開口內(nèi)的部件可具有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)到杜瓦瓶內(nèi)的增加的溫度梯度。
本發(fā)明還可提供一種包括蒸發(fā)凝結(jié)器的蒸餾器,蒸發(fā)凝結(jié)器具有相對(duì)于彼此同心定位的至少三個(gè)直立圓柱形構(gòu)件,以便形成具有形成蒸發(fā)表面的相對(duì)壁的至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道和具有形成凝結(jié)表面的相對(duì)壁的至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道。至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道可以在底端處開放并在上端處密封,并且至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道可以在底端處密封,并在上端處開放。
在特別的實(shí)施方式中,存儲(chǔ)器可以定位在至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道的開放底端的下方。存儲(chǔ)器可容納用于施加在用于蒸發(fā)的蒸發(fā)表面的液體。圓柱形殼體可以容納蒸發(fā)凝結(jié)器。存儲(chǔ)器可定位在殼體的底部處。殼體可包括用于隔離蒸餾器的杜瓦瓶。圓柱形殼體可圍繞蒸發(fā)凝結(jié)器延伸,從而在其之間形成環(huán)形蒸發(fā)間隙。壓縮機(jī)可定位在蒸發(fā)凝結(jié)器的最內(nèi)部的圓柱形構(gòu)件內(nèi)。壓縮機(jī)可從至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道的蒸發(fā)表面抽吸蒸氣,并將蒸氣輸送到至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的凝結(jié)表面。壓縮機(jī)可包括通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的渦輪。壓縮機(jī)能夠提供壓力蒸氣,該壓力以水柱高度測量,并大于至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的高度。
液體施加器組件可相對(duì)于蒸發(fā)凝結(jié)器的圓柱形構(gòu)件同心地在至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。液體提取器組件可相對(duì)于圓柱形構(gòu)件在至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)器槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。連接構(gòu)件可將液體施加器組件軸向連接到液體提取器組件。傳動(dòng)裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)液體施加器組件和液體提取器組件。一個(gè)組件可具有驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪,所述驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪驅(qū)動(dòng)具有穿過分隔壁的行星軸的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)行星齒輪,以便驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)從動(dòng)行星此和從動(dòng)環(huán)齒輪,從而驅(qū)動(dòng)其他組件。至少三組驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)的行星齒輪彼此均勻隔開,通過利用該成組的行星齒輪作為滾子相對(duì)于彼此對(duì)中環(huán)齒輪和組件。行星齒輪可通過來自于蒸餾器的蒸餾物潤滑。液體提取器組件可驅(qū)動(dòng)液體施加器組件,并且水馬達(dá)可驅(qū)動(dòng)液體提取器組件。
本發(fā)明還可提供一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,該方法包括提供具有用于將液體蒸發(fā)成蒸氣的至少一個(gè)蒸發(fā)表面的蒸發(fā)器??梢酝ㄟ^具有在至少一個(gè)蒸發(fā)表面之上運(yùn)動(dòng)的涂抹施加器的至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件在用于蒸發(fā)的至少一個(gè)蒸發(fā)器上涂抹和施加薄的均勻液體膜。
在特別的實(shí)施方式中,在通過涂抹施加器施加薄的均勻液體膜之前,可通過包含在至少一個(gè)液體施加器組件內(nèi)的刮除器從至少一個(gè)蒸發(fā)表面刮除殘留物。通過刮除器和涂抹施加器刮除和涂抹可分別使用刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件進(jìn)行。刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件可定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上。至少一個(gè)蒸發(fā)表面、刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件和液體供應(yīng)導(dǎo)管可在直立取向上延伸。至少一個(gè)蒸發(fā)表面可設(shè)置彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面。通過具有一對(duì)刮除器構(gòu)件和一對(duì)涂抹器構(gòu)件的至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件,殘留物可被刮除并且同時(shí)液體可被施加到至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面。彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面可以通過至少兩個(gè)同心的細(xì)長圓筒形成。至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件可在圓形路徑內(nèi)在其之間運(yùn)動(dòng)。液體供應(yīng)導(dǎo)管可以通過成對(duì)的刮除器構(gòu)件和成對(duì)的涂抹器構(gòu)件定位在至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之間。液體供應(yīng)導(dǎo)管可在至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面之間并與其隔開地豎直延伸。液體可經(jīng)由至少一個(gè)開口通過液體供應(yīng)導(dǎo)管分布在液體供應(yīng)導(dǎo)管和至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之分布間。液體可隨后通過涂抹器構(gòu)件涂抹和施加成薄的液體膜。用于施加的液體可經(jīng)由沿著長度的一系列間斷開口通過液體供應(yīng)導(dǎo)管分布。刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件可設(shè)置有細(xì)長刀片,細(xì)長刀片可定位在從液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)延伸的保持結(jié)構(gòu)的相應(yīng)細(xì)長凹部內(nèi)。刮除器刀片和涂抹器刀片和相應(yīng)的細(xì)長凹部的形狀可以設(shè)置成使得刮除器刀片和涂抹器刀片沿著相應(yīng)的接觸線貼靠至少一個(gè)蒸發(fā)表面運(yùn)動(dòng)。刮除器刀片和涂抹器刀片和相應(yīng)的細(xì)長凹部可以構(gòu)造由彎曲表面,彎曲表面的形狀和尺寸設(shè)置成允許刮除器刀片和涂抹器刀片擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),以優(yōu)化接觸線。至少一個(gè)涂抹器構(gòu)件可貼靠至少一個(gè)蒸發(fā)表面形成接觸線。涂抹器構(gòu)件可設(shè)置有間斷開口,間斷開口沿著接觸線設(shè)置尺寸和間隔,以允許液體經(jīng)過,從而提供希望的膜厚度。蒸餾器中的蒸氣可以通過具有至少一個(gè)凝結(jié)器表面的凝結(jié)器凝結(jié)成蒸餾物。
本發(fā)明還可提供一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,該方法包括提供具有彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面的蒸發(fā)器,以便將液體蒸發(fā)成蒸氣。至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件可在至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之間運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)液體施加器組件可具有在液體供應(yīng)導(dǎo)管的前部定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)刮除器構(gòu)件以及在液體供應(yīng)導(dǎo)管的后部定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)涂抹器構(gòu)件。刮除器構(gòu)件可同時(shí)從至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面刮除殘留物,并且涂抹器構(gòu)件可隨后在用于蒸發(fā)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面上將液體供應(yīng)導(dǎo)管提供的液體同時(shí)涂抹和施加成薄的均勻膜。
本發(fā)明還可提供一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,該方法包括在凝結(jié)器的至少一個(gè)凝結(jié)表面上接收蒸氣以便將蒸氣凝結(jié)成蒸餾物。具有至少一個(gè)刮除器的至少一個(gè)提取器組件可在至少一個(gè)凝結(jié)表面之上運(yùn)動(dòng),并從至少一個(gè)凝結(jié)表面刮除蒸餾物以便收集。
在特別的實(shí)施方式中,可以設(shè)置彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的直立凝結(jié)器,所述直立凝結(jié)表面被密封以便在其之間形成至少一個(gè)凝結(jié)器間隙。至少一個(gè)凝結(jié)器間隙可具有密封的底端和上端處的開口。蒸氣可通過壓縮機(jī)在壓力下被引入上端并向下引入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙。蒸氣可在直立凝結(jié)表面上作為蒸餾物凝結(jié)。直立的至少一個(gè)提取器組件可以在至少一個(gè)凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),以便從至少一個(gè)凝結(jié)器間隙移除凝結(jié)物。至少一個(gè)刮除器可以從直立的凝結(jié)表面移除蒸餾物以便在至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端處收集。至少一個(gè)提取器組件還可包括蒸餾物提取槽道,該蒸餾物提取槽道具有位于至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口,用于蒸餾物的進(jìn)入從而從凝結(jié)器移除。進(jìn)入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力可迫使蒸餾物向上經(jīng)過提取槽道并離開凝結(jié)器。至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面可通過至少兩個(gè)同心細(xì)長圓筒形成,在其之間形成環(huán)形凝結(jié)器間隙。提取器組件可在圓形路徑上在環(huán)形凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)提取器組件還可包括設(shè)置具有位于至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口的不能凝結(jié)氣體提取槽道,用于不能凝結(jié)氣體的進(jìn)入從而從凝結(jié)器移除。通過進(jìn)入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力,不能凝結(jié)氣體可被迫使向上經(jīng)過不能凝結(jié)提取槽道并離開凝結(jié)器。抽吸可通過泵形成在蒸餾物提取槽道上,以有助于蒸餾物從凝結(jié)器移除。蒸餾物可以通過至少一個(gè)提取器組件的兩個(gè)直立刮除器同時(shí)從隔開的相對(duì)的凝結(jié)表面刮除。刮除器可由刮除器構(gòu)件形成。刮除器構(gòu)件可由細(xì)長刀片形成,細(xì)長刀片定位在至少一個(gè)提取器組件的相應(yīng)細(xì)長凹部內(nèi)。細(xì)長刀片和細(xì)長凹部的形狀設(shè)置成使刮除器刀片沿著相應(yīng)的接觸線貼靠兩個(gè)隔開的相對(duì)的凝結(jié)表面運(yùn)動(dòng)。刮除器刀片和細(xì)長凹部可被構(gòu)造有彎曲表面,彎曲表面的形狀和尺寸設(shè)置成允許刮除器刀片擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),以優(yōu)化接觸線。在蒸餾器中,液體可通過蒸發(fā)器蒸發(fā)成蒸氣。
本發(fā)明還可提供一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,該方法包括通過凝結(jié)器的彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面接收和凝結(jié)蒸氣,該直立的凝結(jié)表面被密封以便在其之間形成至少一個(gè)凝結(jié)器間隙。至少一個(gè)凝結(jié)器間隙可具有密封底端和上端處的開口。蒸氣可通過壓縮機(jī)在壓力下引入上端并向下進(jìn)入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙。蒸氣可在直立的凝結(jié)表面上作為蒸餾物凝結(jié)。至少一個(gè)直立的提取器組件可在至少一個(gè)凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),以便從至少一個(gè)凝結(jié)器間隙移除蒸餾物。至少一個(gè)提取器組件可具有用于從直立的凝結(jié)表面刮除蒸餾物以便在至少一個(gè)凝結(jié)間隙的底端處收集的至少一個(gè)刮除器,以及蒸餾物提取槽道具有位于至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口,用于蒸餾物的進(jìn)入從而從凝結(jié)器移除。進(jìn)入至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力可迫使蒸餾物向上經(jīng)過蒸餾物提取槽道并離開凝結(jié)器。
本發(fā)明還可提供一種潤滑蒸餾器中的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的方法,該方法包括提供具有用于接收蒸餾物潤滑劑的內(nèi)部空腔的固定軸。轉(zhuǎn)子可通過至少一個(gè)軸承構(gòu)件可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到軸。至少一個(gè)軸承構(gòu)件能夠圍繞軸的外表面轉(zhuǎn)動(dòng)。軸可設(shè)置有從內(nèi)部空腔延伸到軸的外表面的至少一個(gè)通道,以便在軸的外表面和至少一個(gè)軸承之間提供一定量潤滑劑從而在其之間形成蒸餾物潤滑劑薄膜。
在特別的實(shí)施方式中,軸可被構(gòu)造成中空的,并豎直取向。蒸餾物潤滑劑可以在軸的上部處引入中空軸的內(nèi)部空腔。至少一個(gè)通道可在軸的下部處從內(nèi)部空腔延伸到軸的外表面。提供給至少一個(gè)軸承的蒸餾物潤滑劑可向上流動(dòng)到通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的泵,以便循環(huán)返回到中空軸的內(nèi)部空腔內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)裝置可形成為蒸氣壓縮蒸餾器中的壓縮機(jī)馬達(dá),并且蒸餾水可用作蒸餾物潤滑劑。至少一個(gè)軸承可被構(gòu)造成套筒軸承,并且在一些實(shí)施方式中,可以是兩個(gè)套筒軸承。軸可由陶瓷形成,并且至少一個(gè)軸承可有例如陶瓷材料和復(fù)合材料的材料形成。
本發(fā)明還可提供一種通過蒸餾器中的逆流熱交換器在進(jìn)入和離開蒸餾器的液體之間進(jìn)行熱交換的方法。蒸餾器可接收流入液體并將流入液體蒸餾成用于排出的蒸餾液體和濃縮液體。蒸餾液體可被輸送經(jīng)過由以螺旋構(gòu)型構(gòu)造的第一管形成的螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道。濃縮液體可被輸送經(jīng)過由以螺旋構(gòu)型構(gòu)造的第二管形成的螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道。螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道可容納在殼體中。螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道可以在其之間提供螺旋間隙的構(gòu)型相對(duì)于彼此定位在殼體內(nèi),間隙形成螺旋流入液體流動(dòng)槽道,以便鄰近螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道輸送流入液體,從而在流入液體與蒸餾液體和濃縮液體之間熱交換。流入液體流動(dòng)槽道內(nèi)的流入液體可具有與蒸餾液體流動(dòng)槽道和濃縮液體流動(dòng)槽道內(nèi)流動(dòng)的蒸餾液體和濃縮液體相反的流動(dòng)方向。
在特別的實(shí)施方式中,蒸餾液體流動(dòng)槽道和濃縮液體流動(dòng)槽道可以由平管形成。蒸餾液體流動(dòng)槽道和濃縮液體流動(dòng)槽道的平管的邊緣可以對(duì)接在一起并被密封。每個(gè)螺旋流動(dòng)槽道可以圍繞豎直軸線盤旋。流入液體可在徑向向外定位的入口進(jìn)入流入液體流動(dòng)槽道并在徑向向內(nèi)定位的出口處離開流入液體流動(dòng)槽道。在一些實(shí)施方式中,熱交換器可以是第一熱交換器,并且第二熱交換器可以串聯(lián)地流體連接到第一熱交換器。
本發(fā)明還可提供一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,蒸餾器接收流入液體并通過蒸發(fā)器和凝結(jié)器蒸餾液體以便形成蒸餾液體和濃縮液體。流入液體可被收集在具有密封殼體內(nèi)以便蒸餾,殼體具有位于殼體的底板處的存儲(chǔ)器??赏ㄟ^定位在殼體內(nèi)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件使液體和氣體中的至少一種在蒸餾器內(nèi)運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可具有略微泄漏液體的非接觸的動(dòng)態(tài)密封件。蒸餾器可被構(gòu)造成將泄漏液體從密封件引導(dǎo)到存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器中的一些液體可引導(dǎo)到蒸發(fā)器以便蒸餾,并且存儲(chǔ)器中的一些液體可被移除從而移除濃縮液體。
在特別的實(shí)施方式中,蒸餾器可被構(gòu)造成蒸氣壓縮蒸餾器。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可以設(shè)置有在水潤滑軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)的壓縮機(jī)。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可以設(shè)置有存儲(chǔ)器循環(huán)泵、濃縮液體移除泵和蒸餾液體移除泵。至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件可以圍繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。殼體可被構(gòu)造成圓柱形形狀,并相對(duì)于豎直軸線同心地在豎直取向上定位。
本發(fā)明還可提供一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,該方法包括通過蒸發(fā)器加熱和蒸發(fā)流入液體。已經(jīng)蒸發(fā)成蒸餾液體的流入液體可通過凝結(jié)器凝結(jié)。蒸發(fā)器和凝結(jié)器可容納在具有內(nèi)壁和外壁的杜瓦瓶內(nèi)。杜瓦瓶可具有開口。逆流熱交換器可靠近并橫跨杜瓦瓶的開口定位在杜瓦瓶內(nèi)。逆流熱交換器可具有流入液體入口,該流入液體入口定位在杜瓦瓶的內(nèi)壁附近并且流入液體經(jīng)由延伸經(jīng)過杜瓦瓶的開口的導(dǎo)管進(jìn)入內(nèi)壁中。流入液體流動(dòng)槽道可連接到流入液體入口并向內(nèi)延伸以便加熱流入液體。蒸餾物流動(dòng)槽道可以鄰近流入液體流動(dòng)槽道,以便在與流入液體流動(dòng)槽道內(nèi)的流入液體的流動(dòng)相反的方向上流動(dòng)蒸餾液體,以便熱交換,并且相對(duì)于延伸離開流入液體入口的流入液體流動(dòng)槽道形成增加的溫度梯度。
在特別的實(shí)施方式中,杜瓦瓶可被構(gòu)造成具有開放端的大致圓柱形形狀。逆流熱交換器可被構(gòu)造成螺旋熱交換器。蒸餾器可被構(gòu)造成蒸氣壓縮蒸餾器。杜瓦瓶的開口內(nèi)的部件可被構(gòu)造成具有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)到杜瓦瓶內(nèi)的增加的溫度梯度。
本發(fā)明還可提供一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,該方法包括提供至少三個(gè)直立圓柱形構(gòu)件的蒸發(fā)凝結(jié)器,直立圓柱形構(gòu)件相對(duì)于彼此同心定位,以便形成具有形成蒸發(fā)表面的相對(duì)壁的至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道以及具有形成凝結(jié)表面的相對(duì)壁的至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道。至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道可以在底端處開放,并在上端處密封,并且至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道可以在底端處密封并在上端處開放。蒸發(fā)表面上的液體可蒸發(fā)成蒸氣,并且蒸氣可在凝結(jié)表面上凝結(jié)成蒸餾物。
在特別的實(shí)施方式中,存儲(chǔ)器可定位在至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道的開放底端的下方以便容納液體。液體可施加在用于蒸發(fā)的蒸發(fā)表面上。蒸發(fā)凝結(jié)器可容納在圓柱形殼體內(nèi)。存儲(chǔ)器可定位在殼體的底部。殼體可設(shè)置有用于隔離蒸餾器的杜瓦瓶。圓柱形殼體可圍繞蒸發(fā)凝結(jié)器延伸,從而在其之間形成環(huán)形蒸發(fā)間隙。壓縮機(jī)可定位在蒸發(fā)凝結(jié)器的最內(nèi)部圓柱形構(gòu)件內(nèi)。蒸氣可通過壓縮機(jī)從至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道的蒸發(fā)表面抽吸,并將蒸氣輸送到至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的凝結(jié)表面。壓縮機(jī)可被構(gòu)造成包括通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的渦輪。蒸氣可以通過壓縮機(jī)提供壓力,該壓力以水柱高度測量,并大于至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的高度。
液體施加器組件可相對(duì)于蒸發(fā)凝結(jié)器的圓柱形構(gòu)件同心地在至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。液體提取器組件可相對(duì)于圓柱形構(gòu)件同心地在至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。液體施加器組件可通過連接構(gòu)件軸向連接到液體提取器組件。液體施加器組件和液體提取器組件可通過傳動(dòng)裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)。一個(gè)組件可以被構(gòu)造有驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪,該驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪驅(qū)動(dòng)具有經(jīng)過分隔壁的行星軸的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)行星齒輪,以便驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)從動(dòng)行星齒輪和從動(dòng)環(huán)齒輪,從而驅(qū)動(dòng)其他組件。至少三組驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)的行星齒輪可以彼此均勻間隔開。環(huán)齒輪和組件可以通過利用成組的行星齒輪作為滾子來相對(duì)彼此對(duì)中。行星齒輪可以通過來自于蒸餾器的蒸餾物潤滑。液體施加器組件可以通過液體提取器組件驅(qū)動(dòng),并且液體提取器組件可以通過水馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
以上內(nèi)容從附圖所示的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的以下更加詳細(xì)的描述中變得明白,附圖中相同的附圖標(biāo)記在不同視圖中指的是相同的部件。附圖不必按照比例,相反,致力于說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是本發(fā)明的蒸餾器的實(shí)施方式的截面圖。
圖2是本發(fā)明的熱交換器裝置的實(shí)施方式的透視截面圖。
圖3是熱交換器的實(shí)施方式的橫截面圖。
圖4是串聯(lián)連接在一起的兩個(gè)熱交換器的實(shí)施方式的示意圖。
圖5是圖2的一部分的放大視圖。
圖6是本發(fā)明的蒸發(fā)凝結(jié)器的實(shí)施方式的透視截面圖。
圖7是圖6的一部分的放大視圖。
圖8是蒸餾器中的蒸發(fā)凝結(jié)器的實(shí)施方式的透視截面圖,其描述了液體施加器組件和蒸餾物提取組件的實(shí)施方式。
圖9是蒸餾器的下部的局部截面圖。
圖10是轉(zhuǎn)動(dòng)組件的實(shí)施方式的截面圖。
圖11是用于液體施加器組件的刮除器刀片的實(shí)施方式的側(cè)視圖。
圖12是圖11的刮除器刀片的端視圖。
圖13是用于液體施加器組件的涂抹器刀片的實(shí)施方式的側(cè)視圖。
圖14是圖13的涂抹器刀片13的邊緣視圖。
圖15是圖13的涂抹器刀片的端視圖。
圖16是圖13的一部分的放大視圖。
圖17是圖13的涂抹器刀片的一部分的截面圖。
圖18是用于蒸餾物提取組件的刮除器刀片的實(shí)施方式的側(cè)視圖。
圖19是圖18的刮除器刀片的端視圖。
圖20是圖18的一部分的放大視圖。
圖21是在用于蒸餾物提取裝置的頂部或上部歧管處向上看到的圖1的橫截面圖。
圖22是在位于上部歧管上方的壁分隔部上方的從動(dòng)齒輪處向下看到的圖1的橫截面圖。
圖23是在液體施加器裝置的下部或底部歧管處向上看到的圖1的橫截面圖。
圖24是本發(fā)明的殼體和蒸餾器的實(shí)施方式的前視圖。
圖25是圖24的殼體的透視圖,一部分被剖去。
圖26是圖24的蒸餾器的頂部的透視圖,其中頂罩的一部分被剖去以示出入口和出口的配置。
圖27是圖24的蒸餾器的頂部的一部分的透視截面圖,示出熱交換器裝置的實(shí)施方式。
圖28和29是圖24的蒸餾器的底部的多個(gè)部分的透視截面圖。
圖30是描述本發(fā)明的蒸餾器的液體流動(dòng)路徑的實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的描述如下:
參考圖1,在一種實(shí)施方式中,蒸餾器或蒸餾設(shè)備或裝置10可以是蒸氣壓縮蒸餾器,并且可蒸餾例如水、酒精等的液體或流體,以便形成希望的純化液體。水可以是再循環(huán)的水、被污染的水,其可以是湖泊、河塘、河流、小溪或地下水或來自于居住房屋或工業(yè)建筑物的廢水。最常見的,水是淡水,但是在一些實(shí)施方式中,可以是有咸味的或鹽水。下面的描述將結(jié)合蒸餾水作為流入物或流入液體來描述蒸餾器,但是將理解到蒸餾器10可以蒸餾其他適當(dāng)液體。
蒸餾器10可具有部分由殼體12內(nèi)部18內(nèi)的隔離杜瓦瓶14形成的密封的殼體12,杜瓦瓶包圍并容納蒸餾器10的內(nèi)部部件。杜瓦瓶14可以是大致圓柱形的,并且具有通過例如為真空的間隙14c分離的外壁14a和內(nèi)壁14b,以便提供用于在蒸餾器10內(nèi)容納熱量的高或有效的隔離殼體12。例如逆流熱交換器裝置(圖2-5)的熱交換或交換器裝置24可以橫跨杜瓦瓶14的開口定位在杜瓦瓶14的內(nèi)部18內(nèi),以便接收流入物或流入液體19,并且預(yù)熱流入液體19。頂罩16可在熱交換器裝置24和杜瓦瓶14的開口 14d之上覆蓋或延伸。預(yù)熱的流入液體19可流到位于定位器14的底部14e和殼體12處的存儲(chǔ)器52。蒸發(fā)凝結(jié)器60可在熱交換器裝置24的下方并在存儲(chǔ)器52的上方定位在杜瓦瓶14的內(nèi)部18內(nèi)。蒸發(fā)凝結(jié)器60 (圖6-9)可同時(shí)具有用于將從存儲(chǔ)器52供應(yīng)的液體19蒸發(fā)成蒸氣或水汽87的蒸發(fā)器60a和用于將蒸氣87凝結(jié)成凝結(jié)物或蒸餾液體17或水的凝結(jié)器60b。蒸發(fā)凝結(jié)器60可具有彼此鄰近并圍繞豎直中心縱向軸線A定位的一系列或多個(gè)同心的細(xì)長圓柱形構(gòu)件或圓筒64,其形成交替的總體窄小的環(huán)形蒸發(fā)器或蒸發(fā)槽道66,蒸發(fā)槽道具有彼此面對(duì)的相對(duì)的蒸發(fā)器或蒸發(fā)表面66a。蒸發(fā)表面66a可以在圓筒64的與凝結(jié)表面72a相對(duì)的側(cè)上。具有用于將被加熱的液體19從存儲(chǔ)器52施加到蒸發(fā)器60a的泵54和用于將蒸氣87輸送到凝結(jié)器60b的壓縮機(jī)90的機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)組件115可以在底部14e附近并鄰近蒸發(fā)凝結(jié)器60或在蒸發(fā)凝結(jié)器60內(nèi)定位在杜瓦瓶14中。
參考圖1-9,在應(yīng)用例子的總體寬泛描述中,例如為水的流入物或流入液體19可以經(jīng)由流入物或流入液體入口 20a和入口閥22進(jìn)入蒸餾器10,以便進(jìn)入熱交換器裝置24。熱交換器裝置24使用已經(jīng)由蒸餾器10處理和加熱的一種或多種現(xiàn)有的被加熱液體來預(yù)熱進(jìn)入蒸餾器10的流入液體19。被加熱液體19流到存儲(chǔ)器52。轉(zhuǎn)動(dòng)組件115內(nèi)的泵54將存儲(chǔ)器52內(nèi)的被加熱液體19泵送到運(yùn)動(dòng)的或可動(dòng)的液體施加或施加器裝置58的至少一個(gè)液體施加或施加器組件85,其通過涂抹器82將被加熱液體19以薄膜86的形式施加到蒸發(fā)凝結(jié)器60的蒸發(fā)表面66a上,在此薄膜86蒸發(fā)成例如水蒸氣或水汽的蒸氣87。轉(zhuǎn)動(dòng)組件115內(nèi)的壓縮機(jī)90可將蒸氣87從蒸發(fā)凝結(jié)器60的蒸發(fā)表面66a向下抽吸并在壓力下將蒸氣87向上引導(dǎo)到蒸發(fā)凝結(jié)器60上方,并接著向下進(jìn)入蒸發(fā)凝結(jié)器60的凝結(jié)器60b內(nèi)引導(dǎo)到凝結(jié)表面72a上方或上面。加壓的蒸氣87在凝結(jié)表面72a上凝結(jié)成例如純化水的凝結(jié)物或蒸懼物17的薄膜97。蒸懼物17可接著通過運(yùn)動(dòng)的或可動(dòng)的蒸懼物提取或者提取器裝置62的至少一個(gè)蒸餾物提取或提取器組件95移除或提取,并接著流到凝結(jié)器60b內(nèi)的凝結(jié)槽道72的底部(圖8和9),所述運(yùn)動(dòng)的或可動(dòng)的蒸餾物提取或提取器裝置62具有從凝結(jié)表面77a刮除蒸餾物17的薄膜97的刮除器或涂抹器110。蒸餾物17向上經(jīng)由蒸餾物提取或提取器通道、管、槽道或?qū)Ч?8移除,經(jīng)由入口 98a進(jìn)入并通過蒸氣87的壓力被迫向上離開蒸發(fā)凝結(jié)器60進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)歧管100。蒸餾物17流到轉(zhuǎn)動(dòng)組件115內(nèi)的蒸餾物泵104,其引導(dǎo)蒸餾物17經(jīng)過熱交換器裝置24,并經(jīng)由蒸餾物出口 20b離開蒸餾器10。存儲(chǔ)器52內(nèi)的濃縮液體15或濃縮物可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)組件115內(nèi)的泵55經(jīng)過熱交換器裝置24和濃縮物出口 20c移除或泵送出。不能凝結(jié)的氣體可經(jīng)由廢氣出口 20d作為廢氣13排出。
參考圖1-5,熱交換器裝置24可包括兩個(gè)逆流熱交換器24a和24b,其串聯(lián)流體連接在一起,并彼此疊置。每個(gè)逆流熱交換器24a和24b可具有大致環(huán)形的圓柱形盤形狀,其具有形成在向外螺旋或螺旋向外的蒸餾液體流動(dòng)槽道34以及向外螺旋或螺旋向外的濃縮液體流動(dòng)槽道36之間的向內(nèi)螺旋或盤旋的流入物或流入液體流動(dòng)槽道28,其可以圍繞中心軸線Xl定位。軸線Xl可以與蒸餾器10、殼體12和杜瓦瓶14的縱向豎直軸線A對(duì)準(zhǔn)。流入液體流動(dòng)槽道28可具有位于遠(yuǎn)離軸線Xl的徑向外部或外側(cè)位置的入口 26a和位于更靠近軸線Xl的徑向內(nèi)部或內(nèi)側(cè)位置的出口 26b。向外的蒸餾液體流動(dòng)槽道34和濃縮液體流動(dòng)槽道36可分別具有位于靠近軸線Xl的徑向內(nèi)部或內(nèi)側(cè)位置的相應(yīng)的入口 42a和40a,以及位于遠(yuǎn)離軸線Xl的徑向外部或外側(cè)位置的出口 42b和40b。
蒸餾液體流動(dòng)槽道34和濃縮液體流動(dòng)槽道36可以分別由可具有矩形截面的平管形成,并以螺旋構(gòu)型構(gòu)造。蒸餾液體流動(dòng)槽道34的平管的截面可以具有小寬度W、以及是寬度W許多倍的基部高度H1,其可以是寬度W的20倍以上。流動(dòng)槽道34的管的Hl與W的比例可以在20: I以上,例如30: I左右。濃縮液體流動(dòng)槽道36的平管的截面可以具有與槽道34的管相同的寬度W,但是具有可以遠(yuǎn)小于高度Hl的高度H2,并且可以小大約9倍(H1: H2為9:1)。流動(dòng)槽道36的管的H2: W比例可以是大約3_4: I。槽道34的管的底部寬度W的平表面可以與密封件38對(duì)接并用密封件38密封,或者焊接、銅焊或釬焊到槽道36的管的頂部寬度W的平表面,由此在其之間的螺旋間隙內(nèi)形成槽道28。
被密封的殼體30可容納槽道34和36的螺旋管,以進(jìn)一步形成密封的槽道28,并且被密封的殼體30可以是環(huán)形形狀。殼體30可以具有都密封在一起的外部圓柱形壁30a、平的環(huán)形端罩30b和內(nèi)部圓柱形壁30c。內(nèi)壁30c可以形成中央空腔32。流過向內(nèi)螺旋的流入液體流動(dòng)槽道28的流入液體19與在向外螺旋的蒸餾液體流動(dòng)槽道34中流動(dòng)的蒸餾物17和在向外螺旋的濃縮液體流動(dòng)槽道36中流動(dòng)的濃縮物15鄰近并在與其相反的方向上流動(dòng),以便在其之間進(jìn)行熱交換,此處流入液體19可以獲取從蒸餾物17和濃縮物15移除的熱量。這形成溫度梯度,其增加了從逆流熱交換器24a和24b的徑向外邊緣向內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)到逆流熱交換器24a和24b的徑向向內(nèi)位置的溫度。流入液體19中的溶解氣體隨著流入液體19加熱而溶解性變差,并可以經(jīng)由通過導(dǎo)管連接到廢氣出口 20d的排氣口 25排出。
殼體30可由金屬形成,但是可以出于低重量和成本的原因而由塑料形成。在殼體30是塑料的情況下,殼體30的尺寸可設(shè)置成配合在殼體12內(nèi),使得殼體12 (例如內(nèi)壁14b)可提供殼體30在使用過程中承受徑向上的流體壓力的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)。槽道34和36的管可以分別由兩個(gè)金屬平帶和兩個(gè)線材形成,其可以圍繞模型彎曲并以彎曲形式焊接在一起,而不是隨后將管彎曲成螺旋。這可減小螺旋的內(nèi)徑壁上的扭曲和外徑壁上的拉伸的趨勢。
在串聯(lián)連接兩個(gè)逆流熱交換器24a和24b時(shí),上部逆流熱交換器24a的出口 26b和入口 42a、40a可以經(jīng)由相應(yīng)的連接槽道或?qū)Ч?4、46和48連接到下部逆流熱交換器24b的入口 26a 和出口 42b、40b。
如上所述,每個(gè)逆流熱交換器24a和24b具有增加的溫度梯度,其中流入液體19進(jìn)入入口 26a并朝著出口 26b徑向向內(nèi)離開入口 26a在螺旋槽道28內(nèi)行進(jìn),而同時(shí)由于與在相鄰螺旋槽道34和36內(nèi)在相反方向上流動(dòng)的蒸餾物17和濃縮物15熱交換而增加溫度。向外流動(dòng)的蒸餾物17和濃縮物15失去熱量,并在向外螺旋流動(dòng)的同時(shí)變得更冷。因此,在每個(gè)逆流熱交換器24a和24b中,溫度在入口 26a和杜瓦瓶14的內(nèi)壁14b附近最低,并在中心軸線A附近的出口 26b周圍最高。另外,具有從上部逆流熱交換器24a到下部逆流熱交換器24b運(yùn)動(dòng)的增加的溫度梯度。因此,將熱交換器裝置24定位在杜瓦瓶14的開口 14d內(nèi)或橫跨開口 14d定位,這在從杜瓦瓶14的內(nèi)壁14b的向內(nèi)徑向方向上以及沿著進(jìn)入開口 14d的軸線A的軸向上都具有增加的溫度梯度,杜瓦瓶14的內(nèi)部18內(nèi)的熱量損失可以最小化,其中熱交換器裝置24的較冷區(qū)域鄰近杜瓦瓶壁14b和開口 14d的外部軸向位置,使得蒸餾器10可有效地保持或維持蒸餾器10中的熱量,以便蒸發(fā)。另外,通過高度地隔離,杜瓦瓶14還可在內(nèi)部18內(nèi)保持熱量,而沒有顯著或很多的損失。
通常,來自蒸餾器10的大多數(shù)熱量損失經(jīng)過或從延伸經(jīng)過杜瓦瓶14的開口 14d的部件和杜瓦瓶14的開口 14d的邊沿14f (如果最外部部件和邊沿14e是熱的)輻射。在操作過程中,熱交換器裝置24的溫度梯度可將鄰近流入液體19所進(jìn)入的入口 26a的上邊沿Hf保持接近外部環(huán)境溫度,而熱交換器裝置24下方的內(nèi)壁14b可接近或大約為沸騰溫度或212 T。同樣,與下部逆流熱交換器24b相比,上部逆流熱交換器24a處于較低溫度,并在開口 14d的外部軸向位置更接近環(huán)境溫度。將殼體12和杜瓦瓶14形成細(xì)長圓柱形形狀有助于在開口 14d處形成這種溫度梯度。溫度梯度可幫助保留熱能,由此使輸入運(yùn)轉(zhuǎn)蒸餾器10所需的熱量最少。在一種例子中,殼體12可具有大約24英寸的軸向縱向高度H3和大約10英寸的直徑D,形成大約2.4: I的H3: D比例,但是通??梢允?-3: I。
雖然熱交換器裝置24已經(jīng)描述成具有串聯(lián)連接在一起的兩個(gè)逆流熱交換器24a和24b,在一些實(shí)施方式中,可以米用只有一個(gè)熱交換器或多于兩個(gè)熱交換器,并且可以使用其他類型的熱交換器。通常,濃縮液體流動(dòng)槽道36具有比蒸餾液體流動(dòng)槽道34更小的橫截面,尺寸比可以根據(jù)希望變化。在一些實(shí)施方式中,所使用的管不必須是平的,并且可以具有彎曲表面。
被加熱的流入液體19可經(jīng)過可以連接到出口 26b的導(dǎo)管50(圖1)離開熱交換器裝置24,并向下流到存儲(chǔ)器52。存儲(chǔ)器52可以通過位于杜瓦瓶14內(nèi),例如在底部14e來隔離,使得被加熱液體19可保持在被加熱狀態(tài)。通過在施加到蒸發(fā)凝結(jié)器60之前被動(dòng)預(yù)熱,沒有用于預(yù)熱的額外能量,同樣在位于用于蒸發(fā)的蒸發(fā)表面66a上時(shí)需要較少的熱量和能量隨后施加到液體19,由此保留能量并減小蒸餾器10的操作成本。
轉(zhuǎn)動(dòng)組件115可以定位在杜瓦瓶14的底部14e和殼體12處。轉(zhuǎn)動(dòng)組件115 (圖10)可包括可以固定并沿著軸線A直立或豎直取向的中心軸120??梢允请妱?dòng)馬達(dá)的馬達(dá)116或其他適當(dāng)馬達(dá)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到軸120,以便圍繞軸120和軸線A在上部軸承122和下部軸承124上驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子118。轉(zhuǎn)子118的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)泵54,其可位于轉(zhuǎn)子118的底部并且用作存儲(chǔ)器循環(huán)泵,以便將存儲(chǔ)器52中的被加熱的流入液體19泵送到定位在蒸發(fā)凝結(jié)器60下方的轉(zhuǎn)動(dòng)或可轉(zhuǎn)動(dòng)的歧管56。轉(zhuǎn)動(dòng)的歧管56可以是將被加熱液體19施加到蒸發(fā)表面66a的運(yùn)動(dòng)的液體施加器裝置58的一部分。
轉(zhuǎn)子118還可包括壓縮機(jī)90,其可包括用于從蒸發(fā)凝結(jié)器60的蒸發(fā)表面66a向下抽吸蒸氣87并加壓蒸氣87的渦輪。壓縮機(jī)90可具有壓縮機(jī)葉輪90a和定子90b。蒸氣87可在壓力下向上經(jīng)過槽道92和94引導(dǎo)到增壓室96 (圖1和9),并接著向下引導(dǎo)到蒸發(fā)凝結(jié)器60的凝結(jié)表面72a上。壓縮機(jī)90可將蒸氣87壓縮到一壓力,該壓力以水柱高度測量,并大于凝結(jié)表面72a和環(huán)形凝結(jié)槽道72的高度。蒸氣87可被壓縮例如大約0.81bs/in2的量,這可以提供蒸發(fā)器60a中的液體19或水的沸騰溫度以上大約2° -3 T或大約2.5 T的飽和溫度,使得凝結(jié)在凝結(jié)表面72a上的蒸氣87可經(jīng)由圓筒64將熱量傳遞到圓筒64的相對(duì)側(cè)上的蒸發(fā)表面66a,以便有效地提供用于幫助液體19蒸發(fā)的熱量。
轉(zhuǎn)子118還可包括蒸餾物泵104,以便接收通過可動(dòng)提取器裝置62經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)歧管100經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)密封件101 (圖9)、容器入口 103、容器105并經(jīng)過入口 102a到立管102提取的蒸餾物17。立管102可流體連接到蒸餾物泵104,此處蒸餾物17可經(jīng)由在泵出口 104a處將蒸餾物泵104與逆流熱交換器24b的蒸餾物入口 42a流體連接的導(dǎo)管或槽道106被向上泵送到熱交換器裝置24。蒸餾物17接著以減小的溫度經(jīng)過出口 20b離開熱交換器裝置24和蒸餾器10,將其原來接近212 °F沸點(diǎn)的一些熱量與熱交換器裝置24內(nèi)的流入液體19進(jìn)行交換。蒸餾物泵104可以是離心泵。
轉(zhuǎn)子118還可包括濃縮物泵55,用于經(jīng)由連接在濃縮物泵55和逆流熱交換器24b的濃縮物入口 40a之間的導(dǎo)管或槽道55a將被加熱的濃縮液體15從存儲(chǔ)器52向上泵送到熱交換器裝置24。濃縮物15可由存儲(chǔ)器52內(nèi)并被蒸發(fā)以便具有較高濃度的材料、物質(zhì)或顆粒的被加熱的流入液體19構(gòu)成。濃縮物15可被周期性移除或連續(xù)移除,使得存儲(chǔ)器52內(nèi)的液體19保持材料、物質(zhì)或顆粒的大致不變的水平。被加熱的濃縮物15也可在經(jīng)過濃縮物出口 20c離開蒸餾器10之前與熱交換器裝置24內(nèi)的流入液體19進(jìn)行熱交換。泵54、壓縮機(jī)90、泵104和泵55在轉(zhuǎn)子118上的特定位置可以根據(jù)希望而不同,以適用于當(dāng)前情況。
轉(zhuǎn)子118繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的豎直軸120可由陶瓷形成,并且可以是中空的,具有豎直內(nèi)部空腔125,其通過密封件128在底端處密封,以防止下方的泄漏。密封件128可以是動(dòng)態(tài)密封件,以便在離心力打開密封件的內(nèi)部和豎直軸120之間的小間隙時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中密封,并且可以當(dāng)密封件與豎直軸120接觸時(shí)在靜置的情況下用作靜態(tài)密封件。內(nèi)部空腔126可以在軸120的頂部或上部填充從流體連接其上的泵104或其他適當(dāng)?shù)谋盟驮囱h(huán)的蒸餾物17。軸120可包括一系列上部和下部的側(cè)端口、孔、槽道或通道130a和130b,其在每個(gè)軸承124和122的下方從內(nèi)部空腔126橫向或徑向延伸到軸120的外表面。軸承124和122可在上部和下部處接合軸120。軸承124和122可以是由例如陶瓷復(fù)合材料的材料形成的套筒軸承,并可固定到轉(zhuǎn)子118的上部和下部,但是可圍繞軸120轉(zhuǎn)動(dòng)。蒸餾物17經(jīng)過通道130a和130b流到軸120的外表面,并可向上流動(dòng),以便通過軸120的外表面與軸承124和122的內(nèi)表面之間的一定量的蒸餾物17潤滑軸承124和122 (在其之間形成蒸餾物潤滑劑薄膜)。受轉(zhuǎn)子118的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的大離心力的驅(qū)動(dòng)(其形成蒸餾物17的帶陡峭側(cè)面的拋物線形碗),來自于通道130a的蒸餾物17向上流入軸120和轉(zhuǎn)子118之間的環(huán)形間隙132中,最終與來自于通道130b的蒸餾物17結(jié)合,并共同流動(dòng)以潤滑軸承122。蒸餾物17可隨后進(jìn)入泵104的入口 134以再循環(huán)回到內(nèi)部空腔126中。蒸餾物17的流動(dòng)可足以冷卻軸承122和124,但是被最小化以保留栗送能量。
轉(zhuǎn)子118的轉(zhuǎn)動(dòng)表面和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括泵54、壓縮機(jī)90、泵104和泵55)可以通過非接觸動(dòng)態(tài)密封件密封,并在水或蒸餾物潤滑的軸承上轉(zhuǎn)動(dòng),該軸承可能輕微地泄漏水或蒸餾物17,如果不處理,會(huì)存在問題。密封件135通常被設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)子118上,并可以與任何轉(zhuǎn)動(dòng)表面和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括泵104)相關(guān)。密封的豎直取向的殼體12和杜瓦瓶14設(shè)計(jì)有位于頂部的開口 14d和定位在底部14e的存儲(chǔ)器52,允許泄漏的水或蒸餾物17在密封的杜瓦瓶14內(nèi)向下流動(dòng)到存儲(chǔ)器52,此處它可與流入液體19混合,并通過泵54泵送到蒸發(fā)凝結(jié)器60以蒸餾及通過泵55泵送以便與濃縮物15—起移除。因此,不需要昂貴的密封配置來密封轉(zhuǎn)動(dòng)部件,因?yàn)樾孤┑囊后w可通過引導(dǎo)到存儲(chǔ)器52中以便進(jìn)一步處理來解決。
回來參考圖1和6-9,蒸發(fā)凝結(jié)器60可沿著軸線A同心地定位和安裝在殼體12的內(nèi)部18和杜瓦瓶14內(nèi),以便通過杜瓦瓶14熱隔離。蒸發(fā)凝結(jié)器60可具有一系列同心的細(xì)長圓筒或圓柱形構(gòu)件64,其可圍繞其軸線X2豎直或直立定位,軸線X2可以沿著軸線A。蒸發(fā)凝結(jié)器60可以是大致細(xì)長和圓柱形或環(huán)形形狀,具有外部圓柱形構(gòu)件64a和內(nèi)部圓柱形構(gòu)件64b。安裝凸緣61a可以連接到外部圓柱形構(gòu)件64a的頂部,并且安裝凸緣61b可以連接到內(nèi)部圓柱形構(gòu)件64b的底部,以便安裝在杜瓦瓶14和殼體12內(nèi)。凸緣61a可以是相對(duì)剛性的,而凸緣61b可以是相對(duì)彈性的。蒸發(fā)凝結(jié)器60具有至少三個(gè)直立的圓柱形構(gòu)件64,以便形成蒸發(fā)器60a和凝結(jié)器60b,凝結(jié)器60b具有帶彼此面對(duì)的相對(duì)的圓形或彎曲的凹入和凸起的凝結(jié)表面72a的至少一個(gè)細(xì)長環(huán)形凝結(jié)腔室或槽道72,所述蒸發(fā)器60a包括具有彼此面對(duì)的相對(duì)的圓形或彎曲的凹入和凸起的蒸發(fā)表面66a的至少一個(gè)細(xì)長環(huán)形蒸發(fā)腔室或槽道66。
圖6和7所示的實(shí)施方式具有一系列15個(gè)細(xì)長同心蒸發(fā)凝結(jié)器圓筒或圓柱形構(gòu)件64,其可以由金屬制成,形成的蒸發(fā)器60a具有以交替徑向方式配置的一系列7個(gè)同心環(huán)形蒸發(fā)槽道66和一系列7個(gè)同心環(huán)形凝結(jié)槽道72。理解到圓柱形構(gòu)件64的數(shù)量會(huì)很大程度上取決于現(xiàn)有情況改變。一系列交替相鄰的環(huán)形蒸發(fā)槽道66和凝結(jié)槽道72具有位于圓柱形構(gòu)件64的壁的相對(duì)側(cè)或表面上的蒸發(fā)表面66a和凝結(jié)表面72a, —個(gè)表面徑向向內(nèi),另一表面徑向向外。因此,每個(gè)相鄰蒸發(fā)槽道66和凝結(jié)槽道72具有通過使其分離的圓柱形構(gòu)件64形成的公共壁,其中公共圓柱形構(gòu)件64的一側(cè)或一個(gè)表面具有蒸發(fā)表面66a,另一側(cè)或另一表面具有凝結(jié)表面72a。因此,一系列交替的相鄰的蒸發(fā)槽道66和凝結(jié)槽道72可以在其間具有公共圓柱形構(gòu)件64,并形成相對(duì)的蒸發(fā)表面66a和凝結(jié)表面72a。環(huán)形蒸發(fā)槽道66可分別具有位于上端處的密封的上部環(huán)形壁68,以便密封蒸發(fā)槽道66的頂部,同時(shí)具有位于底端處的開放環(huán)形底部入口 66b (圖9)。環(huán)形凝結(jié)槽道72可具有密封的環(huán)形底壁70,以便密封底端,同時(shí)具有位于上端處的開放環(huán)形上部入口 72b。圓柱形構(gòu)件64可由例如白銅或鈦的適當(dāng)金屬形成,并可以由板材形成,其可以按照尺寸切割,滾軋和焊接在一起,并通過壁68和70形成具有密封端的蒸發(fā)腔室66和凝結(jié)腔室72,從而具有最小的浪費(fèi),這對(duì)于材料成本是非常重要的。
圓柱形表面允許使用具有薄壁63厚度的圓柱形構(gòu)件64,同時(shí)對(duì)于承受蒸氣87的壓力以及液體施加器裝置58和提取器裝置62涂抹和刮除的壓力具有足夠強(qiáng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)型。薄壁的圓柱形構(gòu)件64允許熱量容易從凝結(jié)表面72a上凝結(jié)的凝結(jié)加壓蒸氣87經(jīng)過薄壁63傳導(dǎo)到相對(duì)表面或側(cè)上的蒸發(fā)表面66a。每個(gè)圓柱形構(gòu)件64具有彼此不同的直徑Dc,但可以具有相同的高度He。圓柱形構(gòu)件64a的He與Dc的比例可以在大約1.25-3.75: I的范圍。在一些實(shí)施方式中,外部圓柱形構(gòu)件64a可具有大約1.4: I的He與Dc比例,并且內(nèi)部圓柱形構(gòu)件64b可具有大約3.6: I的He與Dc比例。圓柱形構(gòu)件64之間的間距可以保持最小,以便在緊湊的同時(shí)提供充分的蒸發(fā)和凝結(jié)表面面積。
轉(zhuǎn)動(dòng)組件115和壓縮機(jī)90可定位在內(nèi)部圓柱形構(gòu)件64b的中央內(nèi)部區(qū)域或空腔內(nèi),并且通過壓縮機(jī)90、泵54、泵104、泵55和馬達(dá)116的操作產(chǎn)生的熱量可以通過環(huán)繞的蒸發(fā)凝結(jié)器60吸收。杜瓦瓶14可圍繞外部圓柱形構(gòu)件64a,其中蒸發(fā)間隙142 (圖9)在兩者之間。通過定位在內(nèi)部圓柱形構(gòu)件64b內(nèi),壓縮機(jī)90對(duì)中定位,以便從環(huán)形蒸發(fā)槽道66向下抽吸蒸氣經(jīng)過開放的底部入口 66b,并徑向向內(nèi),接著在壓力下經(jīng)由開放的上部入口 72b將蒸氣87徑向向外和向下輸送到環(huán)形凝結(jié)槽道72。外部圓柱形構(gòu)件64a可以在一些情況下由于凝結(jié)器壓力而處于周向壓縮,并被壓迫到褶皺的閾值。
蒸發(fā)凝結(jié)器60可具有從圓柱形構(gòu)件64的蒸發(fā)器側(cè)到凝結(jié)側(cè)的最佳熱傳遞,同時(shí)蒸發(fā)表面66a和凝結(jié)表面72a之間的溫度差最小。熱量可進(jìn)一步有效地使用,同時(shí)使蒸發(fā)凝結(jié)器60內(nèi)的表面面積最小。在穩(wěn)定狀態(tài)下操作時(shí),只有操作蒸餾過程所需的能量可以是運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)組件115或馬達(dá)116的能量。在啟動(dòng)蒸餾器10時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)組件115和馬達(dá)116可以運(yùn)轉(zhuǎn)以操作壓縮機(jī)90,接著使得蒸餾器10達(dá)到操作溫度,并開始蒸餾液體19。不需要單獨(dú)的加熱元件,但是可以在一些實(shí)施方式中使用單獨(dú)的加熱元件以使得蒸餾器10更快速地達(dá)到操作溫度或者在停機(jī)過程中保持溫度。壓縮機(jī)90可只微量或少量地加壓蒸氣87,例如加壓0.81b/in2,使得凝結(jié)器60b中的飽和溫度接近蒸發(fā)器60a中的飽和溫度,其可以是大約2°或3 T,或者大約2.5 T的差別。壓縮蒸氣87的熱量和通過轉(zhuǎn)動(dòng)組件115和馬達(dá)116產(chǎn)生的熱量會(huì)由于杜瓦瓶14和蒸餾器10部件的設(shè)計(jì)和定位有效地保持在杜瓦瓶14內(nèi),使得蒸餾器10的實(shí)施方式可大體上只以到轉(zhuǎn)動(dòng)組件115或馬達(dá)116的能量輸入來運(yùn)轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中,可以使99%或更多的蒸發(fā)熱量再循環(huán)。
在蒸發(fā)凝結(jié)器60中,液體19的均勻薄膜86可施加在圓柱形蒸發(fā)凝結(jié)器構(gòu)件64的蒸發(fā)表面66a側(cè),并且蒸餾物17的薄膜97可以凝結(jié)在凝結(jié)表面72a側(cè),使得經(jīng)過兩層薄膜86和97(可以是水)以及壁63的金屬層的傳導(dǎo)性可以最大。通常,每個(gè)圓柱形蒸發(fā)凝結(jié)器構(gòu)件64可以具有串聯(lián)的三個(gè)熱阻,構(gòu)件64的蒸發(fā)表面66a側(cè)上的液體19(例如水)的薄膜86、構(gòu)件64的金屬壁63以及構(gòu)件64的凝結(jié)表面72a側(cè)上的蒸餾物17 (例如水)的薄膜97。液體19的膜86在蒸發(fā)表面66a側(cè)制成盡可能的薄,以便快速蒸發(fā)成蒸氣87,蒸氣87接著通過壓縮機(jī)90壓縮到略微較高的飽和溫度,并在凝結(jié)表面72a側(cè)凝結(jié)成蒸餾物17的非常薄的膜97,其被盡可能快速地移除以避免形成蒸餾物17的較大熱阻的薄膜97。
參考圖6-10,在將液體19施加到蒸發(fā)表面66a時(shí),來自于存儲(chǔ)器52的液體19通過泵54泵送到可轉(zhuǎn)動(dòng)歧管56。至少一個(gè)且通常多個(gè)或一系列可動(dòng)的直立的液體施加器組件85流體連接到歧管56,并可形成可動(dòng)的液體施加器裝置58,其可以圓形運(yùn)動(dòng)的形式運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。
液體施加器組件85可以在蒸發(fā)槽道66的蒸發(fā)表面66a之間圍繞軸線A在圓形路徑內(nèi)運(yùn)動(dòng),例如順時(shí)針運(yùn)動(dòng)。每個(gè)液體施加器組件85可以直立豎直方式從歧管56到大約上壁68或靠近上壁68地向上延伸到環(huán)形蒸發(fā)槽道66內(nèi)。歧管56可定位在存儲(chǔ)器52上方,并剛好在蒸發(fā)凝結(jié)器60下方,在蒸發(fā)槽道66的開放環(huán)形底部入口 66b下方。具有一系列7個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道66的蒸發(fā)凝結(jié)器60可具有相同數(shù)量或一系列7個(gè)相應(yīng)的液體施加器組件85,每個(gè)蒸發(fā)槽道66有一個(gè)。每個(gè)組件85可具有細(xì)長的豎直或直立液體供應(yīng)通道、槽道或?qū)Ч?4,其與歧管56流體連通并延伸接近上壁68,以便在供應(yīng)導(dǎo)管74內(nèi)向上引導(dǎo)液體19并沿著蒸發(fā)槽道66的高度引導(dǎo)到蒸發(fā)槽道66中。液體供應(yīng)導(dǎo)管74可在相對(duì)的蒸發(fā)表面66a之間間隔,并具有上壁68附近的上部開口 74a以及位于液體供應(yīng)導(dǎo)管74的相對(duì)側(cè)上的一系列間斷隔開的側(cè)部或橫向的端口、孔或開口 74b,其可延長導(dǎo)管74的長度,并面向相對(duì)的蒸發(fā)表面66a,以便沿著蒸發(fā)槽道66和蒸發(fā)表面66a的高度將液體19均勻分布到相對(duì)的蒸發(fā)表面66a上(圖8和9)。液體供應(yīng)導(dǎo)管74和蒸發(fā)表面66a之間的空間可以形成豎直灌注槽道76,被輸送的液體19在該灌注槽道中以溪流的形式下落或流動(dòng)以覆蓋蒸發(fā)表面66a的高度。細(xì)長保持結(jié)構(gòu)78可相對(duì)于行進(jìn)方向79從液體供應(yīng)導(dǎo)管74的前側(cè)或前部以及從液體供應(yīng)導(dǎo)管74的后側(cè)或后部延伸。保持結(jié)構(gòu)78可具有帶波紋部78b的波紋形狀,以便在相對(duì)側(cè)上提供細(xì)長豎直地延伸的或直立地保持的凹槽或凹部78a,從而保持前部的兩個(gè)相對(duì)的直立或豎直刮除器構(gòu)件或刀片80以及后部的兩個(gè)相對(duì)直立或豎直涂抹器構(gòu)件或刀片82。供應(yīng)導(dǎo)管74和保持結(jié)構(gòu)78可例如由塑料、聚合物、其他適當(dāng)材料一體地形成在一起(例如擠壓成型),或者可以是成型金屬帶的組件。
刮除器刀片80和涂抹器刀片82可分別具有大致半圓形的截面,其中彎曲、圓形或半圓形后表面80a和82a(圖11_17)可以接合通過波紋部78b形成在保持結(jié)構(gòu)78內(nèi)的相應(yīng)配合的彎曲、圓形或半圓形細(xì)長保持凹部78a??梢試@平行于軸線A的軸線彎曲的配合彎曲表面80a、82a和78a可以允許刮除器刀片80和涂抹器刀片82當(dāng)在操作過程中由于液體19的粘性拖曳以適當(dāng)?shù)牧υ诜较?9上橫跨相對(duì)的蒸發(fā)表面66a接合地接觸運(yùn)動(dòng)時(shí)在凹部78a內(nèi)擺動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。這可造成刮除器刀片80和涂抹器刀片82的彎曲表面的擺動(dòng),從而多個(gè)長度可與相對(duì)的蒸發(fā)表面66a形成優(yōu)化的驅(qū)動(dòng)器密封的直立或豎直接觸線80d和82d,并且在橫跨蒸發(fā)表面66a運(yùn)動(dòng)的同時(shí),形成用于豎直灌注槽道76的密封邊緣。另外,刮除器刀片80和涂抹器到82的彎曲后表面80a和82a可貼靠保持凹部78a的相應(yīng)彎曲表面驅(qū)動(dòng),以同樣在其之間形成直立或豎直細(xì)長從動(dòng)密封件,從而防止或最小化刮除器刀片80和涂抹器刀片82以及凹部78a之間的泄漏。刮除器刀片80和涂抹器刀片82可具有貼靠蒸發(fā)表面66a行進(jìn)的大致平的表面,并以大約45度的角度驅(qū)動(dòng),這允許與變化間隙相符的進(jìn)出保持凹部78a的運(yùn)動(dòng),同時(shí)保持密封或補(bǔ)償磨損。這還可最小化垂直于蒸發(fā)表面66a的接觸力,以最小化摩擦。刀片和凹部78a的相應(yīng)形狀可保持保持結(jié)構(gòu)78在相對(duì)蒸發(fā)表面66a之間的中心附近的位置。接觸角度可以在刀片更深地推入凹部78a時(shí)更大,并且接著通過在方向79上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)將保持結(jié)構(gòu)78朝著蒸發(fā)表面66a之間的中心推動(dòng)而趨于向外運(yùn)行。
保持結(jié)構(gòu)78的波紋部78b可允許使用薄的壁厚,但是還為保持結(jié)構(gòu)78沿著其細(xì)長豎直長度提供強(qiáng)度和剛性,這可以提供刮除器刀片80和涂抹器刀片82彎曲或柔曲的阻力,以確保與相對(duì)蒸發(fā)表面66a —致性接觸。刮除器刀片80和涂抹器刀片82可在行進(jìn)方向79上靠近液體供應(yīng)導(dǎo)管74定位。波紋部78b也可以將相對(duì)的刮除器刀片80和涂抹器刀片82在行進(jìn)方向上保持成略微交錯(cuò)的配置,這可最小化液體施加器組件85的寬度以及相對(duì)表面66a之間的間距。刮除器刀片80和涂抹器刀片82可將在兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面66a之間的液體供應(yīng)導(dǎo)管74大致定位在中央位置,或者沿著圓形路徑的運(yùn)行中心線。波紋部78b和液體供應(yīng)導(dǎo)管74可沿著長度在豎直方向上為液體施加器組件85提供剛性,但是可以具有薄壁,以允許保持結(jié)構(gòu)78成型為與環(huán)形蒸發(fā)槽道66的相對(duì)的蒸發(fā)表面66a之間的路徑的形狀或彎曲相符。在方向79上將保持結(jié)構(gòu)78、刀片80和82以及導(dǎo)管74罪近定位在一起可以最小化設(shè)計(jì)中所需的彎曲大小,并可允許在一個(gè)以上的環(huán)形蒸發(fā)槽道66中使用一種形狀。
在使用中,液體施加器組件85可在箭頭79的方向上沿圍繞軸線A的圓形路徑在每個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道66內(nèi)彼此協(xié)同且與歧管56協(xié)同地運(yùn)動(dòng)(圖8)。施加器組件85可相對(duì)彼此定位在相同或不同的角度位置上,但是通常位于彼此隔開180度的兩組內(nèi)。出于簡明,圖8僅示出了一個(gè)施加器組件85。在前部的相對(duì)的刮除器刀片80可在施加來自運(yùn)動(dòng)液體供應(yīng)導(dǎo)管74的液體19之前、在沿箭頭79的方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)刮除相對(duì)蒸發(fā)表面66a上的任何殘留膜84。殘留膜84可包括沒有完全蒸發(fā)的液體19以及蒸發(fā)的液體19留下的污染物、水垢、顆粒、沉積物等。刮除殘留膜84可在蒸發(fā)表面66a上保持一致的熱傳遞,并還可幫助施加一致性的液體19的膜86,以便快速蒸發(fā)。在殘留膜84移除之后(其可以在刮除之后向下流到存儲(chǔ)器52),液體19通過液體供應(yīng)導(dǎo)管74施加到相對(duì)蒸發(fā)表面66a。此時(shí)蒸發(fā)表面66a上的液體19的量可以是不一致的,使得緊緊跟隨的相對(duì)涂抹器刀片82可以在相對(duì)蒸發(fā)表面66a上同時(shí)涂抹和施加液體19成薄的均勻膜86,以便快速蒸發(fā)。涂抹器刀片82可沿著接觸線82d形成密封,以便施加0.0008-0.005英寸厚之間、通常為大約0.0008-0.002英寸厚且可以只是0.001英寸厚的液體19的均勻薄膜86。液體施加器組件85可與歧管56 一起以大約20-80轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)動(dòng),或者在一些情況下,以30-60轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)。在液體施加器組件85的行程之間的時(shí)間內(nèi),液體19的薄膜86蒸發(fā),并且殘留膜84通過刮除器刀片80刮除。在殘留膜84中,由于污染物的濃度隨著蒸發(fā)增加,一些污染物將從溶液中脫離或沉淀,并可形成在膜84的表面上,其可通過刮除器刀片80有效地刮除。膜84可以是千分之一英寸厚。較薄的均勻膜可以留下,為刮除器或涂抹器提供潤滑。留下的較薄的殘留膜具有比膜84更少的污染物,因?yàn)楸砻嫔系拇蠖鄶?shù)污染物被移除。
參考圖11和12,刮除器刀片80可具有接近環(huán)形蒸發(fā)槽道66的高度的長度L。刮除面80c可具有略微凹入的半徑,以便與蒸發(fā)表面66a形成兩個(gè)直立或豎直細(xì)長刮除接觸線,以便刮除殘留膜84。角80b可以是圓角或被圓化的。刮除器刀片80可由聚合材料、陶瓷或金屬形成。在一種實(shí)施方式中,刮除器刀片80可由聚醚醚酮(PEEK)制成,并具有大約14英寸長的長度L、大約0.15英寸的寬度以及大約0.075英寸的厚度。
參考圖13-17,涂抹器刀片82可以由相同材料制成,并可以具有與刮除器刀片80相同的長度L、寬度和厚度。涂抹面80c可具有略微凹入的半徑,以便與蒸發(fā)表面66a形成直立或豎直接觸線82d。角82b可以是圓角或被圓化的。涂抹面80c可以沿著長度具有一系列間斷的開口、凹槽或凹部81,以便分布用于施加的液體19。開口 81可以是處于小角度,例如15度,并且隔開節(jié)矩P,其足夠靠近在一起,使得在涂抹時(shí)經(jīng)過的液體19流快速(例如大約0.3秒或更少)匯合在一起以便實(shí)現(xiàn)希望的膜厚度。開口 81可彼此隔開大約0.02-0.1英寸(例如0.030英寸)的節(jié)矩P,并可具有大約0.004英寸的深度d。沿著接觸線82d的密封可以確保液體19經(jīng)過開口 81以便膜厚度的控制。在一些實(shí)施方式中,開口 81可被省略。另外,在一些實(shí)施方式中,刮除器刀片和涂抹器刀片可具有傾斜表面,以便形成接觸線,并接合保持結(jié)構(gòu)78的適當(dāng)成型的凹部。
參考圖1和6-9,蒸餾物提取裝置62的至少一個(gè)且通常為多個(gè)的或多個(gè)系列的可動(dòng)直立蒸餾物提取器組件95可以沿箭頭79的方向(例如順時(shí)針方向)以圓形運(yùn)動(dòng)或路徑在凝結(jié)表面72a之間在環(huán)形凝結(jié)槽道72內(nèi)圍繞軸線A運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)提取器組件95可以直立豎直方式向下從轉(zhuǎn)動(dòng)歧管100延伸到環(huán)形凝結(jié)槽道72中。歧管100可以是提取裝置62的一部分,并且可以在凝結(jié)槽道72的開放環(huán)形上部入口 72b之上定位在蒸發(fā)凝結(jié)器60的上方。具有一系列7個(gè)同心環(huán)形凝結(jié)槽道72的蒸發(fā)凝結(jié)器60可具有相同數(shù)量或一系列7個(gè)相應(yīng)的蒸餾物提取組件95,每個(gè)凝結(jié)槽道72有一個(gè)。每個(gè)提取器組件95可具有細(xì)長直立或豎直保持結(jié)構(gòu)108,其可以形成有波紋部108b,以便提供在相對(duì)橫向側(cè)延伸的直立或豎直細(xì)長保持凹槽或凹部108a,以便保持兩個(gè)相對(duì)的直立或豎直刮除器構(gòu)件或刀片110。相對(duì)的刮除器刀片110的長度可以橫跨相對(duì)的凝結(jié)表面72a接合地接觸運(yùn)動(dòng),以便從凝結(jié)表面72a刮除蒸餾物17的膜97,并且所述長度可以同時(shí)沿著其之間的接觸線IlOd(圖8)接合地接觸運(yùn)動(dòng)。波紋部108b可提供在運(yùn)動(dòng)方向79上交錯(cuò)或略微交錯(cuò)的凹部108a。
保持結(jié)構(gòu)108和刮除器刀片110可在方向79上定位在連接到保持結(jié)構(gòu)108的直立或豎直蒸餾物提取導(dǎo)管、管或槽道98的前方。蒸餾物提取槽道98可具有位于底壁72附近的凝結(jié)槽道72的底端附近的下部入口開口或入口 98a,以及連接到歧管100并與其流體連通的上部離開開口或出口 98b。從相對(duì)的凝結(jié)表面72a刮除的蒸餾物17下落或向下流動(dòng)到凝結(jié)槽道72的底部。在升高且達(dá)到入口 98a的凝結(jié)槽道72的底部或底壁70處收集的蒸餾物17可以通過凝結(jié)槽道72內(nèi)的蒸氣87的壓力迫使向上經(jīng)過提取槽道98離開凝結(jié)槽道72,并經(jīng)由出口 98b進(jìn)入歧管100。向上經(jīng)過提取槽道98的蒸餾物17的流動(dòng)可以通過蒸餾物泵104或其他適當(dāng)?shù)谋幂o助,其可以在提取槽道98上形成抽吸。向上經(jīng)過提取槽道98到歧管100并向下經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)密封件101、容器入口 103進(jìn)入容器105返回到泵104的蒸餾物17的運(yùn)動(dòng)可形成虹吸作用,以進(jìn)一步幫助蒸餾物17的流動(dòng),并可幫助最小化形成這種流動(dòng)所需的能量輸入。
直立或豎直不能凝結(jié)氣體提取通道、管、槽道或?qū)Ч?12可以通過薄的連接板、壁或構(gòu)件111定位在蒸餾物提取槽道98的后部、后側(cè)或后方。保持結(jié)構(gòu)108、提取槽道98和提取槽道112可以一體地形成在一起(例如擠壓成型),并且可以由例如塑料或聚合材料的適當(dāng)材料形成,或者是成型金屬帶的組件。保持結(jié)構(gòu)108的波紋部108b和提取槽道98和112可在沿著該長度的豎直方向上為蒸餾物提取組件95提供剛性,這可以為刮除器刀片110的彎曲或柔曲提供阻力,以確保與相對(duì)凝結(jié)表面72a的一致的豎直接觸。同時(shí),保持結(jié)構(gòu)108和連接板111可具有薄壁,以允許保持結(jié)構(gòu)108和連接板111成形并配合在窄小的凝結(jié)槽道72內(nèi)。在方向79上將刮除器刀片110和提取槽道98和112靠近在一起定位可以在設(shè)計(jì)中最小化與環(huán)形凝結(jié)槽道72的彎曲相符所需的彎曲量,并可允許在一個(gè)以上凝結(jié)槽道72中使用一種形狀。
不能凝結(jié)氣體提取槽道112可具有位于凝結(jié)槽道72的底壁790或底端附近的下部入口 112a(圖9),其可以位于蒸餾物提取槽道98的入口 98a的上方。底端附近的凝結(jié)槽道72內(nèi)的不能凝結(jié)氣體13可進(jìn)入入口 112a并可以通過凝結(jié)槽道72內(nèi)的蒸氣87的壓力被迫向上經(jīng)過不能凝結(jié)氣體槽道112,離開凝結(jié)槽道72。不能凝結(jié)氣體提取槽道112可以流體連接到歧管100內(nèi)的通道,其繼而通過適當(dāng)通道連接到廢氣出口 20d(圖1),使得不能凝結(jié)氣體13可從蒸餾器10排放。不能凝結(jié)氣體13可包括流入液體19中的脫離溶液的溶解氣體。
參考圖18-20,刮除器刀片110可具有類似于刮除器刀片80并接近環(huán)形凝結(jié)槽道72的高度的長度L。刮除面IlOc可具有略微凹入的半徑,以便與凝結(jié)表面72a形成直立或豎直細(xì)長刮除接觸線110d,以便從凝結(jié)表面72a刮除蒸餾物17的膜97。角IlOb可以是圓角或被圓化的。軸向端可具有突出部IlOe以幫助組裝。刮除器刀片110可具有大致半圓形截面,其具有可以接合通過波紋部108b形成在保持結(jié)構(gòu)108內(nèi)的相應(yīng)配合的彎曲、圓形或半圓形細(xì)長保持凹部108的彎曲、圓形或半圓形后表面110a??梢試@平行于軸線A的軸線彎曲的配合的彎曲表面IlOa和108a可以允許當(dāng)刮除器刀片110由于蒸餾物17的粘性拖曳的適當(dāng)力在方向79上橫跨相對(duì)的凝結(jié)表面72a接合地接觸運(yùn)動(dòng)時(shí)在凹部108內(nèi)擺動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。這可造成刮除器刀片110的彎曲表面上的擺動(dòng),使得該長度可與相對(duì)的凝結(jié)表面72a形成優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器密封的豎直或直立接觸線IlOd以便從凝結(jié)表面72a刮除蒸餾物17。如可以看到那樣,刮除器刀片110可以類似于刀片80和82的方式操作,并且可在凝結(jié)槽道72中對(duì)中每個(gè)蒸餾物提取器組件95,并且可以由相同或類似材料形成。在一種實(shí)施方式中,刮除器刀片110可具有大約14英寸的長度、大約0.125英寸的寬度以及大約1/16英寸的厚度。在一些實(shí)施方式中,刮除器刀片110可具有傾斜的刮除和擺動(dòng)表面,并且保持凹部108可被適當(dāng)成形。
具有帶有所述的He與Dc比例的圓柱形構(gòu)件64的蒸發(fā)凝結(jié)器60可在液體施加器組件85和蒸餾物提取器組件95的每次轉(zhuǎn)動(dòng)中提供大量的液體19的施加和蒸餾物17刮除。雖然液體施加器組件85和蒸餾物提取器組件95已經(jīng)被描述成優(yōu)選地轉(zhuǎn)動(dòng)來施加液體19和移除蒸餾物17,但在一些實(shí)施方式中也可以使用往復(fù)運(yùn)動(dòng)。另外,在一些實(shí)施方式中,相對(duì)的蒸發(fā)表面66a和相對(duì)的凝結(jié)表面72不必是圓柱形的,并且可具有局部的彎曲或可以是平的。
參考圖1,轉(zhuǎn)動(dòng)歧管56和100可連接在一起,使得歧管56和100以及液體施加器裝置58和蒸餾物提取裝置62的轉(zhuǎn)動(dòng)可以被同步且協(xié)同地一起驅(qū)動(dòng)。頂部歧管100可通過可位于轉(zhuǎn)動(dòng)組件115內(nèi)的馬達(dá)、馬達(dá)116或通過在圖21中作為例子示出的水馬達(dá)117驅(qū)動(dòng)。連接到蒸餾物提取裝置62的頂部歧管100優(yōu)選地被驅(qū)動(dòng),因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)部件可以通過蒸餾物潤滑,而連接到液體施加器裝置58的下部歧管56處于污染的存儲(chǔ)器環(huán)境內(nèi)。
參考圖1和21-23,傳動(dòng)裝置145可協(xié)同地轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)液體施加器組件85和蒸餾物提取組件95。歧管100和蒸餾物提取裝置62的轉(zhuǎn)動(dòng)可驅(qū)動(dòng)與其連接的驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪136a (圖9)。環(huán)齒輪136a可驅(qū)動(dòng)一組四個(gè)行星驅(qū)動(dòng)齒輪138a。齒輪138a經(jīng)由可轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的連接軸140a轉(zhuǎn)動(dòng)四個(gè)相應(yīng)的行星從動(dòng)齒輪138b,軸140a延伸經(jīng)過或穿過獨(dú)立的分隔壁142,并可以通過安裝到壁142的軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝。從動(dòng)齒輪138b驅(qū)動(dòng)從動(dòng)環(huán)齒輪136b。軸向延伸的連接構(gòu)件114連接到從動(dòng)環(huán)齒輪136b,并延伸到且進(jìn)一步連接到下部歧管56,以便與頂部歧管100和蒸餾物提取裝置62協(xié)同地驅(qū)動(dòng)下部歧管56和液體施加器裝置58。多組行星驅(qū)動(dòng)齒輪138a和從動(dòng)齒輪138b可彼此均勻隔開,通過利用多種行星齒輪作為滾子來對(duì)中環(huán)齒輪136a和136b、蒸餾物提取裝置62、蒸餾物提取器組件95、液體施加器裝置58和液體施加器組件85。行星齒輪138a和138b可通過蒸餾物17潤滑。多組行星齒輪138a和138b可具有均勻隔開的至少三組齒輪。分隔壁142可將蒸餾器10的內(nèi)部18的加壓和未加壓的區(qū)域彼此分離。軸向延伸的連接構(gòu)件114可在一端或兩端處配合在插口內(nèi),以便易于組裝和拆卸。
歧管100和56可分別具有兩個(gè)徑向延伸臂,其沿著中心軸線M從軸線A徑向延伸。參考圖21,蒸餾物提取裝置62的蒸餾物提取器組件95可沿著軸線M安裝到歧管100,總體上均勻地,在軸線A的一側(cè)有四個(gè)蒸餾物提取器組件95,而在相對(duì)側(cè)有三個(gè)。參考圖23,液體施加器裝置58的液體施加器組件85可以類似方式沿著軸線M安裝到歧管56。組件85和95可以交替方式配置。在一些實(shí)施方式中,歧管56和100可具有其他適當(dāng)形狀,并且組件85和95可以其他適當(dāng)?shù)臉?gòu)型和數(shù)量安裝,例如每個(gè)槽道66和72有一個(gè)以上。圖24-27描述蒸餾器10的另一實(shí)施方式,示出了殼體12、杜瓦瓶14,和入口 20a、出口 20b、20c和20d、入口閥22和用于控制蒸餾器10操作的電子器件11的特定配置。導(dǎo)管和其他部件可延伸經(jīng)過熱交換器裝置24的中心空腔32。圖28和29描述了杜瓦瓶14的底部14e附近的部件。蒸餾器10中所使用的描述以外的材料可以是本領(lǐng)域中公知的用于蒸餾物的材料,并可以包括耐腐蝕、導(dǎo)熱和隔熱的材料。
圖30描述經(jīng)過蒸餾器10的液體流路的實(shí)施方式。流入或進(jìn)入液體19可進(jìn)入入口閥22,并經(jīng)過熱交換器裝置24流到存儲(chǔ)器52。浮體150可控制入口閥22,以控制液體19流入蒸餾器10。液體19可施加到蒸發(fā)凝結(jié)器60。蒸餾物17可從蒸發(fā)凝結(jié)器60進(jìn)入容器105流到蒸餾物泵104。蒸餾物17可通過蒸餾物泵104泵送經(jīng)過止回閥154向外經(jīng)過熱交換器裝置24以離開蒸餾器10。排氣口 158可連接到容器105。濃縮物15可通過濃縮物泵55泵送經(jīng)過濃縮物閥156并向外經(jīng)過熱交換器裝置24以離開蒸餾器10。蒸餾物17可進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)組件115的軸120的內(nèi)部空腔126,以便潤滑軸承124和122,并還可為水馬達(dá)117供能,并且潤滑蒸餾器10的其他運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)部件。蒸餾物泵104或其他適當(dāng)?shù)谋每沙鲇跐櫥康膩硖峁┱麴s物17。
雖然已經(jīng)參考其示例性實(shí)施方式具體地示出和說明了本發(fā)明,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解到可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的多種變化,而不偏離權(quán)利要求所包括的本發(fā)明的范圍。例如,可以使用描述以外的蒸餾器中的部件的適當(dāng)?shù)娜∠?、材料、形狀和尺寸?br>
權(quán)利要求
1.一種蒸餾器,包括: 蒸發(fā)器,其包括用于將液體蒸發(fā)成蒸氣的至少一個(gè)蒸發(fā)表面;以及 至少一個(gè)可動(dòng)的液體施加器組件,其具有用于在所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面之上運(yùn)動(dòng)的涂抹施加器,以便在用于蒸發(fā)的至少一個(gè)蒸發(fā)表面上涂抹和施加薄的均勻液體膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸餾器,其中,所述至少一個(gè)液體施加器組件包括用于在用所述涂抹施加器施加所述薄的均勻液體膜之前從所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面刮除殘留物的刮除器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸餾器,其中,所述刮除器和所述涂抹施加器分別包括刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸餾器,其中,所述刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸餾器,其中,所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面、所述刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件以及所述液體供應(yīng)導(dǎo)管在直立取向上延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸餾器,其中,所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面包括彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面,并且所述至少一個(gè)可動(dòng)的液體施加器組件包括一對(duì)刮除器構(gòu)件和一對(duì)涂抹器構(gòu)件,以便刮除殘留物并同時(shí)將液體施加到所述至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸餾器,其中,彼此面對(duì)的所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面通過至少兩個(gè)同心細(xì)長圓筒形成,所述至少一個(gè)可動(dòng)的液體施加器組件能夠在圓形路徑內(nèi)在兩者之間運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸餾器,其中,所述成對(duì)的刮除器構(gòu)件和所述成對(duì)的涂抹器構(gòu)件將所述液體供應(yīng)導(dǎo)管定位在所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蒸餾器,其中,所述液體供應(yīng)導(dǎo)管在所述至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面之間并與所述所述至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面隔開地豎直延伸,所述液體供應(yīng)導(dǎo)管包括用于在所述液體供應(yīng)導(dǎo)管和所述至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面之間分布液體的至少一個(gè)開口,由此所述涂抹器構(gòu)件隨后將液體涂抹和施加成薄的均勻液體膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的蒸餾器,其中,所述液體供應(yīng)導(dǎo)管沿著長度包括一系列間斷開口,以便分布用于施加的液體。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸餾器,其中,所述刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件包括定位在從所述液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)延伸的保持結(jié)構(gòu)的相應(yīng)細(xì)長凹部內(nèi)的細(xì)長刀片。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的蒸餾器,其中,所述刮除器刀片和涂抹器刀片和所述相應(yīng)的細(xì)長凹部成形為使所述刮除器刀片和涂抹器刀片沿著相應(yīng)的接觸線貼靠至少一個(gè)蒸發(fā)表面運(yùn)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的蒸餾器,其中,所述刮除器刀片和涂抹器刀片和所述相應(yīng)的細(xì)長凹部具有彎曲表面,該彎曲表面的形狀和尺寸設(shè)置成允許所述刮除器刀片和涂抹器刀片搖擺運(yùn)動(dòng)以優(yōu)化所述接觸線。
14.根據(jù)權(quán)利 要求3所述的蒸餾器,其中,至少一個(gè)涂抹器構(gòu)件貼靠所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面形成接觸線,所述涂抹器構(gòu)件具有間斷開口,所述間斷開口沿著所述接觸線設(shè)置的尺寸和間隔能允許液體經(jīng)過,從而提供希望的膜厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸餾器,還包括具有用于將蒸氣凝結(jié)成蒸餾物的至少一個(gè)凝結(jié)器表面的凝結(jié)器。
16.—種蒸懼器,包括: 蒸發(fā)器,其包括彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面,以便將液體蒸發(fā)成蒸氣;以及 至少一個(gè)可動(dòng)的液體施加器組件,用于在所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之間運(yùn)動(dòng),所述至少一個(gè)液體施加器組件包括在液體供應(yīng)導(dǎo)管的前部定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)刮除器構(gòu)件和在所述液體供應(yīng)導(dǎo)管后部定位在所述液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)涂抹器構(gòu)件,所述刮除器構(gòu)件用于從所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面同時(shí)刮除殘留物,所述涂抹器構(gòu)件用于隨后將所述液體供應(yīng)導(dǎo)管提供的液體在用于蒸發(fā)的所述至少兩個(gè)隔開的蒸發(fā)表面上同時(shí)涂抹和 施加成薄的均勻膜。
17.—種蒸懼器,包括: 用于接收蒸氣的凝結(jié)器,其包括用于將蒸氣凝結(jié)成蒸餾物的至少一個(gè)凝結(jié)表面;以及 至少一個(gè)提取器組件,其具有至少一個(gè)刮除器,用于在至少一個(gè)凝結(jié)表面之上運(yùn)動(dòng)并從所述至少一個(gè)凝結(jié)表面刮除蒸餾物以便收集。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蒸餾器,其中,所述凝結(jié)器還包括: 彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面,該直立凝結(jié)表面被密封以便在所述直立凝結(jié)表面之間形成至少一個(gè)凝結(jié)器間隙,所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙具有密封底端和位于上端的開口; 壓縮機(jī),其用于在壓力下將蒸氣引入到所述上端,并向下引入到所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙,蒸氣在直立凝結(jié)表面上作為蒸餾物凝結(jié);以及 所述至少一個(gè)提取器組件是直立的,并能夠在所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),以便從所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙移除蒸餾物,所述至少一個(gè)刮除器用于從直立的凝結(jié)表面刮除蒸餾物,以便在所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端處收集,所述至少一個(gè)提取器組件還包括具有位于所述至少一個(gè)蒸餾器間隙的底端附近處的進(jìn)入開口的蒸餾物提取槽道,用于蒸餾物的進(jìn)入,從而從凝結(jié)器移除,進(jìn)入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力能夠迫使蒸餾物向上經(jīng)過提取槽道并離開所述凝結(jié)器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的蒸餾器,其中,所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面通過在其之間形成環(huán)形凝結(jié)器間隙的至少兩個(gè)同心細(xì)長圓筒形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的蒸餾器,其中,所述提取器組件在圓形路徑上在所述環(huán)形凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的蒸餾器,其中,所述至少一個(gè)提取器組件包括不能凝結(jié)氣體提取槽道,該不能凝結(jié)氣體提取槽道具有位于所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口,用于不能凝結(jié)氣體的進(jìn)入,從而從所述凝結(jié)器移除,進(jìn)入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力能夠迫使不能凝結(jié)的氣體向上經(jīng)過所述不能凝結(jié)氣體提取槽道并離開所述凝結(jié)器。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的蒸餾器,還包括用于在蒸餾物提取槽道上產(chǎn)生抽吸從而幫助蒸餾物從所述凝結(jié)器移除的泵。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的蒸餾器,其中,所述至少一個(gè)提取器組件具有用于同時(shí)從隔開的相對(duì)的凝結(jié)表面刮除蒸餾物的兩個(gè)直立的刮除器。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的蒸餾器,其中,所述刮除器包括刮除器構(gòu)件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的蒸餾器,其中,所述刮除器構(gòu)件包括定位在所述至少一個(gè)提取器組件的相應(yīng)細(xì)長凹部內(nèi)的細(xì)長刀片,所述細(xì)長刀片和細(xì)長凹部成形為使所述刮除器刀片沿著相應(yīng)的接觸線貼靠隔開的相對(duì)的凝結(jié)表面運(yùn)動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的蒸餾器,其中,所述刮除器刀片和細(xì)長凹部具有彎曲表面,所述彎曲表面的形狀和尺寸設(shè)置成允許所述刮除器刀片擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)以優(yōu)化所述接觸線。
27.根據(jù)權(quán) 利要求18所述的蒸餾器,還包括用于將液體蒸發(fā)成蒸氣的蒸發(fā)器。
28.—種蒸懼器,包括: 凝結(jié)器,用于接收和凝結(jié)蒸氣,其包括彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面,所述凝結(jié)表面被密封,以便在其之間形成至少一個(gè)凝結(jié)器間隙,所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙具有密封的底端和位于上端的開口; 壓縮機(jī),用于在壓力下將所述蒸氣引入所述上端并向下引入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙,所述蒸氣在直立凝結(jié)表面上作為蒸餾物凝結(jié);以及 至少一個(gè)直立的提取器組件,其能夠在所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),以便從所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙移除蒸餾物,所述至少一個(gè)提取器組件具有至少一個(gè)刮除器,該刮除器用于從所述直立凝結(jié)表面刮除蒸餾物以便在所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端處收集,以及具有蒸餾物提取槽道,該蒸餾物提取槽道位于所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近處的進(jìn)入開口用于蒸餾物的進(jìn)入從而從所述凝結(jié)器移除,進(jìn)入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力能夠迫使蒸餾物向上經(jīng)過所述蒸餾物提取槽道并離開所述凝結(jié)器。
29.一種蒸餾器中的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,包括: 固定的軸,所述軸具有用于接收蒸餾物潤滑劑的內(nèi)部空腔;以及 轉(zhuǎn)子,其通過至少一個(gè)軸承構(gòu)件可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到所述軸,所述至少一個(gè)軸承構(gòu)件能夠圍繞所述軸的外表面轉(zhuǎn)動(dòng),所述軸具有至少一個(gè)通道,所述至少一個(gè)通道從所述內(nèi)部空腔延伸到所述軸的外表面,以便在所述軸的外表面和所述至少一個(gè)軸承之間提供一定量的蒸餾物潤滑劑,從而在其之間形成蒸餾物潤滑劑的薄膜。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其中,所述軸是中空的,并且豎直取向。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其中,所述蒸餾物潤滑劑在所述軸的上部引入所述中空軸的內(nèi)部空腔。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其中,所述至少一個(gè)通道在所述軸的下部從所述內(nèi)部空腔延伸到所述軸的外表面,并且提供給所述至少一個(gè)軸承的蒸餾物潤滑劑向上流動(dòng)到通過所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的泵,以再循環(huán)回到所述中空軸的內(nèi)部空腔中。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其中,所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置是蒸氣壓縮蒸餾器中的壓縮機(jī)馬達(dá),并且蒸餾物潤滑劑是蒸餾水。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其中,所述至少一個(gè)軸承包括套筒軸承。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其中,所述至少一個(gè)軸承包括兩個(gè)套筒軸承。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其中,所述軸由陶瓷形成。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,其中,所述至少一個(gè)軸承由選自包括陶瓷材料和復(fù)合材料的組的材料形成。
38.一種用于蒸餾器的逆流熱交換器,所述蒸餾器接收流入液體,并將流入液體蒸餾成用于排出的蒸餾液體和濃縮液體,所述熱交換器包括: 螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道,其用于輸送蒸餾液體,由以螺旋構(gòu)型構(gòu)造的第一管形成; 螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道,其用于輸送濃縮液體,由以螺旋構(gòu)型構(gòu)造的第二管形成;以及 殼體,用于容納所述螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道,所述螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道以在兩者之間提供螺旋間隙的構(gòu)型相對(duì)彼此定位在所述殼體中,所述螺旋間隙形成用于鄰近所述所述螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道地輸送流入液體以便熱交換的螺旋流入液體流動(dòng)槽道,所述流入液體流動(dòng)槽道具有與所述蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述濃縮液體流動(dòng)槽道相反的流動(dòng)方向。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的熱交換器,其中,所述蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述濃縮液體流動(dòng)槽道由平管形成。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的熱交換器,其中,所述蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述濃縮液體流動(dòng)槽道的平管的邊緣對(duì)接在一起并密封。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的熱交換器,其中,每個(gè)所述螺旋流動(dòng)槽道圍繞豎直軸線盤旋,流入液體在徑向向外定位的入口處進(jìn)入所述流入液體流動(dòng)槽道,并在徑向向內(nèi)定位的出口處離開所述流入液體流動(dòng)槽道。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的熱交換器,其中,所述熱交換器是第一熱交換器,第二熱交換器串聯(lián)連接到所述第一熱交換器。
43.一種用于接收流入液體并用蒸發(fā)器和凝結(jié)器蒸餾液體以形成蒸餾液體和濃縮液體的蒸餾器,包括: 密封殼體,其在所述殼體的底部具有存儲(chǔ)器,以便收集用于蒸餾的流入液體;以及 至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,其定位在所述殼體內(nèi),以便使液體和氣體中的至少一種在所述蒸餾器內(nèi)運(yùn)動(dòng),所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件具有略微泄漏液體的非接觸的動(dòng)態(tài)密封件,所述蒸餾器能夠?qū)⑿孤┑囊后w從密封件引導(dǎo)到所述存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器中的一些液體被引導(dǎo)到所述蒸發(fā)器,以便蒸餾,并且所述存儲(chǔ)器中的一些液體被移除,以便移除濃縮液體。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的蒸餾器,其中,所述蒸餾器是蒸氣壓縮蒸餾器。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的蒸餾器,其中,所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括在水潤滑軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)的壓縮機(jī)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的蒸餾器,其中,所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件包括存儲(chǔ)器循環(huán)泵、濃縮液體移除泵和蒸餾液體 移除泵。
47.根據(jù)權(quán)利要求43所述的蒸餾器,其中,所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件圍繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的蒸餾器,其中,所述殼體是圓柱形形狀,并且相對(duì)于所述豎直軸線同心地以豎直取向定位。
49.一種蒸餾器,包括: 蒸發(fā)器,用于加熱和蒸發(fā)流入液體; 凝結(jié)器,用于將已經(jīng)蒸發(fā)成蒸餾液體的流入液體凝結(jié); 具有內(nèi)壁和外壁的杜瓦瓶,其容納所述蒸發(fā)器和凝結(jié)器,所述杜瓦瓶具有開口 ;以及 逆流熱交換器,其靠近并橫跨所述杜瓦瓶的開口定位在所述杜瓦瓶內(nèi),所述逆流熱交換器具有流入液體入口、流入液體流動(dòng)槽道、蒸餾物流動(dòng)槽道,所述流入液體入口定位在所述杜瓦瓶的內(nèi)壁附近,流入液體經(jīng)由延伸經(jīng)過所述杜瓦瓶的開口的導(dǎo)管進(jìn)入所述流入液體入口 ;所述流入液體流動(dòng)槽道連接到所述流入液體入口并向內(nèi)延伸以便加熱所述流入液體;所述蒸餾物流動(dòng)槽道與流入液體流動(dòng)槽道相鄰以使蒸餾液體在與流入液體流動(dòng)槽道內(nèi)的流入液體流動(dòng)的相反方向上流動(dòng)從而進(jìn)行熱交換并相對(duì)于延伸離開所述流入液體入口的流入液體流動(dòng)槽道形成增加的溫度梯度。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的蒸餾器,其中,所述杜瓦瓶是具有開口端的大致圓柱形形狀。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的蒸餾器,其中,所述逆流熱交換器是螺旋熱交換器。
52.根據(jù)權(quán)利要求49所述的蒸餾器,其中,所述蒸餾器是蒸氣壓縮蒸餾器。
53.根據(jù)權(quán)利要求49所述的蒸餾器,其中,所述杜瓦瓶的開口內(nèi)的部件具有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)到所述杜瓦瓶內(nèi)的增加的溫度梯度。
54.—種蒸懼器,包括: 蒸發(fā)凝結(jié)器,其具有相對(duì)于彼此同心定位以形成具有形成蒸發(fā)表面的相對(duì)壁的至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道以及具有形成凝結(jié)表面的相對(duì)壁的至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的至少三個(gè)直立的圓柱形構(gòu)件,所述至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道在底端處開放并且在上端處密封,并且所述至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道在底端處密封并在上端處開放。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的蒸餾器,還包括定位在所述至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道的開放底端下方的存儲(chǔ)器,所述存儲(chǔ)器用于容納施加在用于蒸發(fā)的蒸發(fā)表面上的液體。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的蒸餾器,還包括用于容納所述蒸發(fā)凝結(jié)器的圓柱形殼體,所述存儲(chǔ)器定位在所述殼體的底部處。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的蒸餾器,其中,所述殼體包括用于隔離所述蒸餾器的杜瓦瓶。
58.根據(jù)權(quán)利要求56所述的蒸餾器,其中,所述圓柱形殼體圍繞所述蒸發(fā)凝結(jié)器延伸,從而在其之間形成環(huán)形蒸發(fā)間隙。
59.根據(jù)權(quán)利要求54所述的蒸餾器,還包括定位在所述蒸發(fā)凝結(jié)器的最內(nèi)部圓柱形構(gòu)件內(nèi)的壓縮機(jī),所述壓縮機(jī)從所述至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道的蒸發(fā)表面抽吸蒸氣,并將蒸氣輸送到至少一個(gè)環(huán)形凝 結(jié)槽道的凝結(jié)表面。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的蒸餾器,其中,所述壓縮機(jī)包括通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的渦輪。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的蒸餾器,其中,所述壓縮機(jī)能夠?yàn)檎魵馓峁毫?,該壓力以水柱高度測量,并大于所述至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的高度。
62.根據(jù)權(quán)利要求54所述的蒸餾器,還包括: 液體施加器組件,其相對(duì)于所述蒸發(fā)凝結(jié)器的圓柱形構(gòu)件同心地在所述至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng); 液體提取器組件,其相對(duì)于所述圓柱形構(gòu)件同心地在所述至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng);以及 連接構(gòu)件,其將所述液體施加器組件軸向連接到所述液體提取器組件;以及 傳動(dòng)裝置,其用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)所述液體施加器組件和液體提取器組件。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的蒸餾器,其中,一個(gè)組件具有驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪,所述驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪驅(qū)動(dòng)具有經(jīng)過分隔壁的行星軸的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)行星齒輪,以便驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)從動(dòng)行星齒輪和從動(dòng)環(huán)齒輪,以驅(qū)動(dòng)其他組件。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的蒸餾器,其中,至少三組的驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)的行星齒輪彼此均勻隔開,通過采用所述成組的行星齒輪作為滾子相對(duì)于彼此對(duì)中所述環(huán)齒輪和組件。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的蒸餾器,其中,所述行星齒輪由來自于所述蒸餾器的蒸餾物潤滑。
66.根據(jù)權(quán)利要求63所述的蒸餾器,其中,所述液體提取器組件驅(qū)動(dòng)所述液體施加器組件。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的蒸餾器,還包括用于驅(qū)動(dòng)所述液體提取器組件的水馬達(dá)。
68.一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,包括: 提供包括用于將液體蒸發(fā)成蒸氣的至少一個(gè)蒸發(fā)表面的蒸發(fā)器;以及 通過具有用于在所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面之上運(yùn)動(dòng)的涂抹施加器的至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件,在用于蒸發(fā)的所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面上涂抹和施加薄的均勻液體膜。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的方法,還包括在通過所述涂抹施加器施加薄的均勻液體膜之前,通過所述至少一個(gè)液體施加器組件內(nèi)所包含的刮除器,從所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面刮除殘留物。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法,還包括分別使用刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件,通過所述刮除器和涂抹施加器進(jìn)行刮除和涂抹。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法,還包括將所述刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法,還包括使所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面、所述刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件和液體供應(yīng)導(dǎo)管在直立取向上延伸。
73.根據(jù)權(quán)利要求72所述的方法,還包括: 提供至少一個(gè)蒸發(fā)表面,具有彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面;以及 通過包括一對(duì)刮除器構(gòu)件和一對(duì)涂抹器構(gòu)件的至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件,刮除殘留物且同時(shí)將液體施加到至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法,還包括: 通過至少兩個(gè)同心細(xì)長圓筒,形成彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面;以及 在圓形路徑上,使所述至少一個(gè)可動(dòng)液體施加器組件在其之間運(yùn)動(dòng)。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法,還包括通過所述成對(duì)的刮除器構(gòu)件和成對(duì)的涂抹器構(gòu)件,將所述液體供應(yīng)導(dǎo)管定位在所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之間。
76.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法,還包括: 使所述液體供應(yīng)導(dǎo)管在所述至少兩個(gè)相對(duì)的蒸發(fā)表面之間并與其隔開地豎直延伸; 經(jīng)由至少一個(gè)開口,通過所述液體供應(yīng)導(dǎo)管,在所述液體供應(yīng)導(dǎo)管和所述至少兩個(gè)相對(duì)蒸發(fā)表面之間分布液體,以及 隨后通過所述涂抹器構(gòu)件將液體涂抹和施加成薄的均勻液體膜。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法,還包括沿著長度經(jīng)由一系列間斷開口通過所述液體供應(yīng)導(dǎo)管分布用于施加的液體。
78.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法 ,還包括提供具有細(xì)長刀片的刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件,所述細(xì)長刀片定位在從所述液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)延伸的保持結(jié)構(gòu)的相應(yīng)細(xì)長凹部內(nèi)。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法,還包括成形所述刮除器刀片和涂抹器刀片和相應(yīng)的細(xì)長凹部,使得所述刮除器刀片和涂抹器刀片沿著相應(yīng)的接觸線貼靠所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面運(yùn)動(dòng)。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的方法,還包括為所述刮除器刀片和涂抹器刀片和相應(yīng)的細(xì)長凹部構(gòu)造彎曲表面,所述彎曲表面的形狀和尺寸設(shè)置成允許所述刮除器刀片和涂抹器刀片擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)以優(yōu)化接觸線。
81.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法,其中,至少一個(gè)涂抹器構(gòu)件貼靠所述至少一個(gè)蒸發(fā)表面形成接觸線,所述方法還包括為所述涂抹器構(gòu)件提供間斷開口,所述間斷開口沿著接觸線設(shè)置尺寸和間隔,以允許液體經(jīng)過,從而提供希望的膜厚度。
82.根據(jù)權(quán)利要 求68所述的方法,還包括通過具有至少一個(gè)凝結(jié)器表面的凝結(jié)器將蒸氣凝結(jié)成蒸餾物。
83.—種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,包括: 提供包括彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面的蒸發(fā)器,以便將液體蒸發(fā)成蒸氣;以及 在所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面之間運(yùn)動(dòng)至少一個(gè)可動(dòng)的液體施加器組件,所述至少一個(gè)液體施加器組件包括在所述液體供應(yīng)導(dǎo)管的前部定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)刮除器構(gòu)件以及在所述液體供應(yīng)導(dǎo)管的后部定位在所述液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)涂抹器構(gòu)件; 通過所述刮除器構(gòu)件,同時(shí)從所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面刮除殘留物;以及 通過所述涂抹器構(gòu)件,隨后將所述液體供應(yīng)導(dǎo)管提供的液體以均勻薄膜的形式同時(shí)涂抹和施加在所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面上,以便蒸發(fā)。
84.—種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,包括: 在凝結(jié)器的至少一個(gè)凝結(jié)表面上接收蒸氣,以便將蒸氣凝結(jié)成蒸餾物;以及 在所述至少一個(gè)凝結(jié)表面之上運(yùn)動(dòng)具有至少一個(gè)刮除器的至少一個(gè)提取器組件,并且將蒸餾物從所述至少一個(gè)凝結(jié)表面刮除以便收集。
85.根據(jù)權(quán)利要求84所述的方法,還包括: 提供彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面,所述直立凝結(jié)表面被密封以便在所述直立凝結(jié)表面之間形成至少一個(gè)凝結(jié)器間隙,所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙具有密封的底端和上端處的開口; 通過壓縮機(jī)在壓力下將蒸氣引入所述上端并向下引入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙,蒸氣在所述直立凝結(jié)表面上作為蒸餾物凝結(jié);以及 使直立的至少一個(gè)提取器組件在所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),以便從所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙移除蒸餾物,所述至少一個(gè)刮除器用于從所述直立凝結(jié)表面刮除蒸餾物,以便在所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端處收集,所述至少一個(gè)提取器組件還包括蒸餾物提取槽道,所述蒸餾物提取槽道具有位于所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口,用于蒸餾物的進(jìn)入,從而從所述凝結(jié)器移除,進(jìn)入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力迫使蒸餾物向上經(jīng)過提取槽道并離開所述凝結(jié)器。
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法,還包括通過至少兩個(gè)同心細(xì)長圓筒形成所述至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面,在其之間形成環(huán)形凝結(jié)器間隙。
87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的方法,還包括在圓形路徑上在環(huán)形凝結(jié)器間隙內(nèi)使所述提取器組件運(yùn)動(dòng)。
88.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法,還包括: 提供具有不能凝結(jié)氣體提取槽道的至少一個(gè)提取器組件,所述不能凝結(jié)氣體提取槽道具有位于所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近處的進(jìn)入開口,用于不能凝結(jié)氣體的進(jìn)入,從而從所述凝結(jié)器移除;以及 通過進(jìn)入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力,迫使不能凝結(jié)氣體向上經(jīng)過所述不能凝結(jié)氣體提取槽道并離開所述所述凝結(jié)器。
89.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法,還包括通過泵在所述蒸餾物提取槽道上形成抽取,以有助于蒸餾物從所述凝結(jié)器移除。
90.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法,還包括通過所述至少一個(gè)提取器組件的兩個(gè)直立刮除器,同時(shí)從隔開的相對(duì)的凝結(jié)表面刮除蒸餾物。
91.根據(jù)權(quán)利要求90所述的方法,還包括通過刮除器構(gòu)件形成所述刮除器。
92.根據(jù)權(quán)利要求91所述的方法,還包括通過細(xì)長刀片形成所述刮除器構(gòu)件,所述細(xì)長刀片定位在所述至少一個(gè)提取器組件的相應(yīng)細(xì)長凹部內(nèi),所述細(xì)長刀片和細(xì)長凹部的形狀設(shè)置成使所述刮除器刀片沿著相應(yīng)接觸線貼靠隔開的相對(duì)的凝結(jié)表面運(yùn)動(dòng)。
93.根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法,還包括為所述刮除器刀片和細(xì)長凹部構(gòu)造彎曲表面,所述彎曲表面的形狀和尺寸設(shè)置成允許所述刮除器刀片擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)以優(yōu)化接觸線。
94.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法,還包括通過蒸發(fā)器將液體蒸發(fā)成蒸氣。
95.一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,包括: 通過凝結(jié)器的彼此面對(duì)并被密封以在其之間形成至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的直立凝結(jié)表面接收和凝結(jié)蒸氣,所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙具有密封的底端和上端處的開口, 通過壓縮機(jī)在壓力下將蒸氣引入上端并向下進(jìn)入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙,蒸氣在所述直立凝結(jié)表面上作為蒸餾物凝結(jié);以及 使至少一個(gè)直立提取 器組件在所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),以便從所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙移除蒸餾物,所述至少一個(gè)提取器組件具有用于從所述直立凝結(jié)表面刮除蒸餾物以便在所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端處收集的至少一個(gè)刮除器,并且蒸餾物提取槽道具有位于所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的底端附近的進(jìn)入開口,用于蒸餾物的進(jìn)入,從而從所述凝結(jié)器移除,進(jìn)入所述至少一個(gè)凝結(jié)器間隙的蒸氣的壓力迫使蒸餾物向上經(jīng)過所述蒸餾物提取槽道,并離開所述凝結(jié)器。
96.一種潤滑蒸餾器中的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的方法,包括: 提供具有用于接收蒸餾物潤滑劑的內(nèi)部空腔的固定軸; 通過至少一個(gè)軸承構(gòu)件,將轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到軸,所述至少一個(gè)軸承構(gòu)件能夠圍繞所述軸的外表面轉(zhuǎn)動(dòng);以及 為所述軸提供從所述內(nèi)部空腔延伸到所述軸的外表面的至少一個(gè)通道,以便在所述軸的外表面和所述至少一個(gè)軸承之間提供一定量的蒸餾物潤滑劑,從而在其之間形成蒸餾物潤滑劑的薄膜。
97.根據(jù)權(quán)利要求96所述的方法,還包括將所述軸構(gòu)造成中空的,并豎直取向。
98.根據(jù)權(quán)利要求97所述的方法,還包括在所述軸的上部處將蒸餾物潤滑劑引入所述中空軸的內(nèi)部空腔。
99.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法,還包括在所述軸的下部將所述至少一個(gè)通道從所述內(nèi)部空腔延伸到所述軸的外表面,被提供給所述至少一個(gè)軸承的蒸餾物潤滑劑向上流動(dòng)到通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的泵,以便再循環(huán)回到所述中空軸的內(nèi)部空腔中。
100.根據(jù)權(quán)利要求98所述的方法,還包括: 使得所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置形成為蒸氣壓縮蒸餾器中的壓縮機(jī)馬達(dá);以及 采用蒸餾水作為蒸餾物潤滑劑。
101.根據(jù)權(quán)利要求98所述的方法,還包括將所述至少一個(gè)軸承構(gòu)造成套筒軸承。
102.根據(jù)權(quán)利要求101所述的方法,還包括將所述至少一個(gè)軸承構(gòu)造成兩個(gè)套筒軸承。
103.根據(jù)權(quán)利要求102所述的方法,還包括由陶瓷形成所述軸。
104.根據(jù)權(quán)利要求103所述的方法,還包括由選自包括陶瓷材料和復(fù)合材料的組的材料形成所述至少一個(gè)軸承。
105.一種通過蒸餾器中的逆流熱交換器在進(jìn)入和離開蒸餾器的液體之間進(jìn)行熱交換的方法,所述蒸餾器接收流入液體并將流入液體蒸餾成用于排出的蒸餾液體和濃縮液體,所述方法包括: 將蒸餾液體輸送經(jīng)過由以螺旋構(gòu)型構(gòu)造的第一管形成的螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道; 將濃縮液體輸送經(jīng)過由以螺旋構(gòu)型構(gòu)造的第二管形成的螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道;以及在殼體中容納所述螺旋蒸懼液體流動(dòng)槽道和所述螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道,所述螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道以在其之間提供螺旋間隙的構(gòu)型相對(duì)彼此定位在所述殼體中,所述螺旋間隙形成螺旋流入液體流動(dòng)槽道,用于鄰近所述所述螺旋蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述螺旋濃縮液體流動(dòng)槽道輸送流入液體以便在流入液體與蒸餾液體和濃縮液體之間進(jìn)行熱交換,所述流入液體流動(dòng)槽道中的流入液體具有與所述蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述濃縮液體流動(dòng)槽道中流動(dòng)的蒸餾液體和濃縮流體相反的流動(dòng)方向。
106.根據(jù)權(quán)利要求105所述的方法,還包括由平管形成所述蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述濃縮液體流動(dòng)槽道。
107.根據(jù)權(quán)利要求106所述的方法,還包括將所述蒸餾液體流動(dòng)槽道和所述濃縮液體流動(dòng)槽道的平管的邊緣對(duì)接在一起并密封。
108.根據(jù)權(quán)利要求107所述的方法,還包括使得每個(gè)螺旋流動(dòng)槽道圍繞豎直軸線螺旋,流入液體在徑向向外定位的入口處進(jìn)入流入液體流動(dòng)槽道,并在徑向向內(nèi)定位的出口處離開流入液體流動(dòng)槽道。
109.根據(jù)權(quán)利要求108所述的方法,其中,所述熱交換器是第一熱交換器,所述方法還包括將第二熱交換器串聯(lián)地連接到第一熱交換器。
110.一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,所述蒸餾器接收流入液體并通過蒸發(fā)器和凝結(jié)器蒸餾液體以形成蒸餾液體和濃縮液體,所述方法包括: 在密封殼體內(nèi)收集用于蒸餾的流入液體,所述殼體具有位于殼體底部處的存儲(chǔ)器;以及通過定位在所述殼體內(nèi)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件使液體和氣體中的至少一種在所述蒸餾器內(nèi)運(yùn)動(dòng),所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件具有略微泄漏液體的非接觸動(dòng)態(tài)密封件,所述蒸餾器能夠?qū)⑿孤┑囊后w從密封件引導(dǎo)到所述存儲(chǔ)器,所述存儲(chǔ)器中的一些液體被引導(dǎo)到所述蒸發(fā)器以便蒸餾,并且所述存儲(chǔ)器中的一些液體被移除,從而移除濃縮液體。
111.根據(jù)權(quán)利要求110所述的方法,還包括將所述蒸餾器構(gòu)造成蒸氣壓縮蒸餾器。
112.根據(jù)權(quán)利要求111所述的方法,還包括為所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件提供在水潤滑軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)的壓縮機(jī)。
113.根據(jù)權(quán)利要求112所述的方法,還包括為所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件提供存儲(chǔ)器潤滑泵、濃縮液體移除泵和蒸餾液體移除泵。
114.根據(jù)權(quán)利要求110所述的方法,還包括使所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件圍繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
115.根據(jù)權(quán)利要求114所述的方法,還包括將所述殼體構(gòu)造成圓柱形形狀,并相對(duì)于所述豎直軸線同心地在豎直取向上定位。
116.一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,包括: 通過蒸發(fā)器加熱和蒸發(fā)流入液體; 通過凝結(jié)器凝結(jié)已經(jīng)蒸發(fā)成蒸餾液體的流入液體; 在具有內(nèi)壁和外壁的杜瓦瓶內(nèi)容納所述蒸發(fā)器和凝結(jié)器,所述杜瓦瓶具有開口 ;以及靠近并橫跨所述杜瓦瓶的開口將逆流熱交換器定位在所述杜瓦瓶內(nèi),所述逆流熱交換器具有流入液體入口、流入液體流動(dòng)槽道、蒸餾物流動(dòng)槽道,所述流入液體入口定位在杜瓦瓶的內(nèi)壁附近,流入液體經(jīng)由延伸經(jīng)過所述杜瓦瓶的開口進(jìn)入所述流入液體入口中;所述流入液體流動(dòng)槽道連接到流入液體入口并向內(nèi)延伸以便加熱流入液體;所述蒸餾物流動(dòng)槽道鄰近所述流入液體流動(dòng)槽道以使蒸餾液體在與所述流入液體流動(dòng)槽道內(nèi)的流入液體流動(dòng)相反的方向上流動(dòng)從而進(jìn)行熱交換,并相對(duì)于從流入液體入口延伸離開的流入液體流動(dòng)槽道形成增加的溫度梯度。
117.根據(jù)權(quán)利要求116所述的方法,還包括將所述杜瓦瓶構(gòu)造成具有開口端的大致圓柱形形狀。
118.根據(jù)權(quán)利要求117所述的方法,還包括將所述逆流熱交換器構(gòu)造成螺旋熱交換器。
119.根據(jù)權(quán)利要求116所述的方法,還包括將所述蒸餾器構(gòu)造成蒸氣壓縮蒸餾器。
120.根據(jù)權(quán)利要求116所述的方法,還包括將所述杜瓦瓶的開口內(nèi)的部件構(gòu)造成具有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)到所述杜瓦瓶內(nèi)的增加的溫度梯度。
121.一種通過蒸餾器進(jìn)行蒸餾的方法,包括: 提供蒸發(fā)凝結(jié)器,其具有相對(duì)于彼此同心定位以形成具有形成蒸發(fā)表面的相對(duì)壁的至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道以及具有形成凝結(jié)表面的相對(duì)壁的至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的至少三個(gè)直立圓柱形構(gòu)件,所述至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道在底端處開放并在上端處密封,并且所述至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道在底端處密封并在上端處開放; 將所述蒸發(fā)表面上的液體蒸發(fā)成蒸氣;以及 在所述凝結(jié)表面上將蒸氣凝結(jié)成蒸餾物。
122.根據(jù)權(quán)利要求121所述的方法,還包括:將存儲(chǔ)器定位在所述至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道的開放底端下方,以容納液體;以及 將液體施加到所述蒸發(fā)表面以便蒸發(fā)。
123.根據(jù)權(quán)利要求122所述的方法,還包括在圓柱形殼體內(nèi)容納所述蒸發(fā)凝結(jié)器,所述存儲(chǔ)器定位在所述殼體的底部。
124.根據(jù)權(quán)利要求123所述的方法,還包括為所述殼體提供用于隔離所述蒸餾器的杜瓦瓶。
125.根據(jù)權(quán)利要求123所述的方法,還包括使所述圓柱形殼體圍繞所述蒸發(fā)凝結(jié)器延伸,從而在其之間形成環(huán)形蒸發(fā)間隙。
126.根據(jù)權(quán)利要求121所述的方法,還包括: 將壓縮機(jī)定位在所述蒸發(fā)凝結(jié)器的最內(nèi)部圓柱形構(gòu)件內(nèi),以及 通過壓縮機(jī)從所述至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道的蒸發(fā)表面抽吸蒸氣,并將蒸氣輸送到所述至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的凝結(jié)表面。
127.根據(jù)權(quán)利要求126所述的方法,還包括將所述壓縮機(jī)構(gòu)造成包括通過馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的渦輪。
128.根據(jù)權(quán)利要求127所述的方法,還包括通過所述壓縮機(jī)提供具有壓力的蒸氣,所述壓力以水柱高度測量,并大于所述至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道的高度。
129.根據(jù)權(quán)利要求121所述的方法,還包括: 使液體施加器組件相對(duì)于所述蒸發(fā)凝結(jié)器的圓柱形構(gòu)件同心地在所述至少一個(gè)環(huán)形蒸發(fā)槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng); 使液體提取器組件相對(duì)于所述圓柱形構(gòu)件同心地在至少一個(gè)環(huán)形凝結(jié)槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng); 通過連接構(gòu)件,將所述液體施加器組件軸向連接到所述液體提取器組件;以及 通過傳動(dòng)裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)所述液體施加器組件和液體提取器組件。
130.權(quán)利要求129所述的方法,還包括構(gòu)造具有驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪的一個(gè)組件,所述驅(qū)動(dòng)環(huán)齒輪驅(qū)動(dòng)具有經(jīng)過分隔壁的行星軸的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)行星齒輪,以便驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)從動(dòng)行星齒輪和從動(dòng)環(huán)齒輪,以驅(qū)動(dòng)其他組件。
131.根據(jù)權(quán)利要求1 30所述的方法,還包括: 使得至少三組的驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)的行星齒輪彼此均勻間隔;以及 通過利用所述成組的行星齒輪作為滾子,將所述環(huán)齒輪和所述組件相對(duì)彼此對(duì)中。
132.根據(jù)權(quán)利要求131所述的方法,還包括通過來自于所述蒸餾器的蒸餾物潤滑所述行星齒輪。
133.根據(jù)權(quán)利要求130所述的方法,還包括通過所述液體提取器組件驅(qū)動(dòng)所述液體施加器組件。
134.根據(jù)權(quán)利要求133所述的方法,還包括通過水馬達(dá)驅(qū)動(dòng)所述液體提取器組件。
全文摘要
一種蒸餾器包括具有用于將液體蒸發(fā)成蒸氣的至少一個(gè)蒸發(fā)表面的蒸發(fā)器和具有用于在至少一個(gè)蒸發(fā)表面之上運(yùn)動(dòng)以便在用于蒸發(fā)的至少一個(gè)蒸發(fā)表面上涂抹和施加薄的均勻液體膜的涂抹施加器的至少一個(gè)可動(dòng)的液體施加器組件。液體施加器組件還包括在用涂抹施加器施加薄的均勻液體膜之前從至少一個(gè)蒸發(fā)表面刮除殘留物的刮除器。刮除器構(gòu)件和涂抹器構(gòu)件定位在液體供應(yīng)導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)上。彼此面對(duì)的至少兩個(gè)隔開的相對(duì)的蒸發(fā)表面通過至少兩個(gè)同心細(xì)長圓筒形成,其中至少一個(gè)可動(dòng)的液體施加器組件能夠在圓形路徑內(nèi)在它們之間運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B01D1/22GK103180022SQ201180045349
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
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