CN102249470B - 水蒸馏设备及包含该水蒸馏设备的饮水机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效的蒸馏设备和机内空间较小、零件不易磨损而且耐用性高的包含该水蒸馏设备的饮水机。其技术方案：水蒸馏设备包括与真空系统连接的蒸发器、冷凝器、储水箱，提供水源的进水口，还有一个从上述储水箱出水的出水口，热交换器可以提供热量和制冷系统可以提供冷量，真空系统并可以将水抽到所述的储水箱里；排气器连接着蒸发器；制冷系统包括穿过蒸发器和冷凝器管道的冷媒，和一个通过所述管道压缩和传输冷媒的压缩机；热交换器还包括一个在蒸发器里的蒸水管和一个在冷凝器里的凝水管；沸腾器、冷凝器与排气器相通，并结合为一体。本发明还提供包含前述水蒸馏设备的饮水机。该饮水机以电动方式出水，冷热水温度始终保持适当，使用起来更加安全方便。

Description

水蒸馏设备及包含该水蒸馏设备的饮水机

技术领域

本发明涉及水的净化处理设备，尤其涉及一种水蒸馏设备及包含该蒸馏设备的饮水机；具体来说是一种可提供冷、热蒸馏水的水蒸馏设备及包含该水蒸馏设备的饮水机。

背景技术

在1994年3月2日公布的国际申请号为PCT/AU93/00372、名称为“一种水蒸馏系统”的发明专利申请中，公开了一种水蒸馏系统包括一个沸腾器和个冷凝器。水源从入水管进入到排气器，在这里溶解在水中的气体就会从水中首先挥发掉，然后进入沸腾器，水在沸腾器受热蒸发成水蒸汽，水蒸汽被抽吸到冷凝器冷却。冷凝出来的蒸馏水被储存在储水箱里；并且连同一个水泵和一个吸收器，为蒸馏系统提供所需的真空环境。

请参照原申请文件，其具体工作原理如下：

水蒸馏系统是一个功能齐全的水处理装置，其中包括一个沸腾器和一个冷凝器。水源从带有电磁阀的入水管进入到排气器，在这里除掉水源中溶解的气体。而排气器和沸腾器有两条管道连通。由于沸腾器和排气器安装在同一水平面上，并在水位控制开关的控制下，所以沸腾器和排气器的水位是保持一致的。

沸腾器和冷凝器由蒸汽出汽管连接。同时沸腾器与排废水出口连接着，排废水出口的开关由电磁阀控制，另一个电磁阀安装在排气器顶部的空气进气口上。在冷凝器底部有一个蒸馏水出水管，该出水管连接着一个收集蒸馏水的吸收器。水泵连接吸收器、水管，使储水箱里的蒸馏水不断循环着，吸收器通过蒸馏水出水管，不断抽吸在冷凝器里冷凝的蒸馏水，并确保排气器、沸腾器和冷凝器内部维持96％的真空状态。

在蒸馏系统工作时，所需的加热和冷凝的能量是由一个制冷系统供应的。该制冷系统包括运行冷媒的管道、一个制冷压缩机、一个散热器、一个蒸水管，蒸水管安装在沸腾器低于水位的位置上；一个毛细管节流器、一个安装在储水箱里的冷却管、一个安装在冷凝器里的凝水管。

蒸馏系统工作时，从压缩机出来的高压冷媒处于高温状态，先通过散热器冷却到所需的温度，再流经蒸水管，对沸腾器里的水进行加热；高压冷媒流经毛细管节流器后，形成低温低压的冷媒，低温的冷媒流经储水箱里的冷却管和冷凝器里的凝水管，对储水箱里的蒸馏水进行冷却以及对冷凝器里的水蒸汽进行冷凝。经过冷却管和凝水管后的低压冷媒通过管道再回到压缩机，形成制冷系统的封闭回路。

沸腾器里的水温由一个恒温器控制，流经蒸水管的冷媒温度范围控制在35-55℃之间。由于蒸馏系统中处于96％的真空状态，所以水的沸点远远低于正常大气压下水的沸点，只需38-40℃左右，沸腾器里的水就会不断沸腾，化成水蒸汽。

水蒸汽经过蒸汽出汽管，收集到冷凝器中。在冷凝器里的凝水管把水蒸汽冷凝成蒸馏水。通过冷却管，使得在储水箱里的水温度保持在4-7℃之间。恒温器控制着储水箱里的水温。

蒸馏系统还包括一个功能齐全的热水箱。热水箱的来水通过管道由储水箱供给，热水箱带有一个止回流阀，和一个电热元件。

对于水在蒸馏系统的蒸馏过程，水源通过电磁阀进入到排气器，溶解在水里的气体就是在这个环节被去掉的。水位开关控制着排气器和沸腾器的水位。

排气后的水由于重力作用流进沸腾器，在这里水会被加热到所需的温度沸腾并化成水蒸汽，水蒸汽通过蒸汽出汽管进入冷凝器。水蒸汽在冷凝器中被凝水管冷凝成蒸馏水，被吸收器抽吸，由水泵输送到储水箱。根据进水的水质，当沸腾器里的水所含污染物浓度达到一定的时，电磁阀就会自动打开，把浓缩物排到废水箱。

在储水箱里的水位开关是用来控制储水箱里的水位。当储水箱的水位上升到水位开关水平时，蒸馏系统就会停止工作。当储水箱的水位下降到水位开关水平以下，蒸馏系统就会重新工作。

在水泵停止运作期间，恒温器控制着压缩机继续运作，以使储水箱的水温下降到预定范围内。

储水箱里的蒸馏水不仅可以根据需要从冷水出口流出，还通过带有止回流阀的水管流到热水箱，热水箱里的水由恒温器控制的发热管进行加热。热水可以通过热水出口流出。因此，蒸馏系统可提供冻水和热水。

将该蒸馏系统所有的组件都安装在安装在一个外壳里制成蒸馏饮水机。进水口是由供水箱出来的，该供水箱有一个进水口和溢流口。外壳上装有一个小风扇和一个废水出口；一个控制器里接通电源并带有控制电路，该控制电路是用来操作蒸馏系统的。

该申请还公开了第二种蒸馏饮水装置，在此不再赘述。

上述第一种蒸馏饮水机，其蒸馏系统对于水源在真空状态下分离出的溶解性气体，这些气体在排气器至吸收器出口是有其用途的。这是由于这些气体在高真空状态下，基本没有被溶解吸收，然后经过管道，即使这些气体和蒸馏水相互接触，因为在短到大概不到一秒钟时间内就会接近大气压力，在这短时间内可以溶解到水中的气体非常少。此外，原来溶解于水中并在排气器里分离后得到的氯气可用来作消毒剂以净化水蒸馏系统。

蒸馏系统的节能效果是非常显著的。在生产周期期间，压缩机工作所产生的热量用于沸腾器里水的蒸发，产生的冷量在冷凝器将水蒸气冷凝，以及降低储水箱里的水温使之保持在4-7℃之间。

在水冷却过程中，即是在冻水箱和热水箱水满、以及水泵关闭时，蒸馏水就会储存在冷凝器里，蒸馏系统会根据在凝水管可用表面和系统里的真空度自动调节生产速度。当冷凝器水满时，散热器就充当着一个冷凝器，而储水箱里的冷冻管就充当着一个蒸发器。

在35-55℃之间沸腾的水可以确保所产生的蒸汽通过冷凝系统的两个装置而不携带细菌、矿物质及溶解性固体污染物，包括放射性固体污染物。

蒸馏系统允许水泵和吸收器在4℃条件下运作，并生产出高达98％的真空，而且水泵还有一个功能，就是将蒸馏水抽吸到储水箱。

虽然，该蒸馏系统及包含该系统的饮水机有上述诸多有益效果；但是，还存在蒸馏系统效率较低、饮水机机内空间较大，机里零件易磨损而耐用性较低的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是保留该蒸馏系统原有有益效果的基础上，提供一种高效的蒸馏设备和机内空间较小、零件不易磨损而且耐用性高的包含该水蒸馏设备的饮水机。

为提供一种高效的蒸馏设备，本发明采用下述技术方案：

水蒸馏设备，由一系列的连接器组成，所述连接器包括与真空系统连接的蒸发器、冷凝器、储水箱，提供水源到上述连接器的进水口，还有一个从上述储水箱出水的出水口，热交换器可以提供热量和制冷系统可以冷量给上述连接器，以便于在上述蒸发器把水加热变成水蒸汽以及在上述冷凝器把上述水蒸汽冷凝成蒸馏水，所述的真空系统并可以将水抽到所述的储水箱里；

排气器连接着蒸发器，水就可以先进入排气器排出溶解在水中的气体，再进入沸腾器，并保持所述沸腾器的水位；

所述的制冷系统包括穿过所述蒸发器和冷凝器管道的冷媒，和一个通过所述管道压缩和传输冷媒的压缩机；

所述的热交换器还包括一个在蒸发器里的蒸水管和一个在冷凝器里的凝水管；沸腾器、冷凝器与排气器相通，并结合为一体。

在所述的储水箱里的水可以通过穿过安装在所述储水箱的冷却管的制冷剂进行冷却。

所述真空系统包括一个用于抽吸的吸收器和一个在循环管附近的储水箱抽水的循环泵。

进水口有一个可调节水供应的控制阀门。

所述蒸发器设有一个出口控制阀，该控制阀能够用于排放所述蒸发器里未气化的水和溶解在水里的污染物。

所述系统还包括一个热水箱，热水箱可以接收从所述储水箱里出来的水，并且热水箱需安装有一个加热元件。

有一个止回流阀安装在所述储水箱和热水箱之间。

在所述蒸馏过程中沸腾器能保持温度范围在35-55℃之间；所述的储存在储水箱里的水在蒸馏系统运行过程中能保持温度范围在4-7℃之间。

为提供机内空间较小、零件不易磨损而且耐用性高的包含该水蒸馏设备的饮水机，本发明采用下述技术方案：

包含上述水蒸馏设备的饮水机，将前述水蒸馏系统所有的组件都安装在一个外壳里可制成蒸馏饮水机；进水口是由供水箱出来的，该供水箱有一个进水口和溢流口；外壳上装有一个小风扇和一个废水出口；操作水蒸馏系统的控制器接通电源并带有控制电路。

饮水机的工作过程，简述如下：

水源开始从入水管进入到供水箱。然后水泵开始循环，再利用吸收器制造真空。利用负压原理，水源首先被输送到排气器，溶解在水里的气体就是在这个环节被去掉的；排气后的水进入到沸腾器。而从压缩机出来的高压冷媒，此时为高温状态，通过散热器冷却到所需的温度，经过安装在沸腾器内的蒸水管对沸腾器里的水进行加热。由于沸腾器内部已经处于96％的真空状态，所以水只需在38-40℃左右就可以达到沸点，所以沸腾器的水很快就会沸腾，然后在不断沸腾中变成水蒸汽。

所得的水蒸汽被收集到冷凝器中。凝水管把水蒸汽冷凝变成蒸馏水  再被吸收器抽吸，由水泵输送到储水箱。当饮水机运行一段时间，就会自动打开电磁阀排出沸腾器里的废水，通过废水管排至废水箱，再通过废水出口排到机外。

蒸馏水经过储水箱中的冷冻管冷却变成冷水。热水箱的热水由储水箱供应，由恒温器控制的发热管进行加热至指定的温度而得。

当需要冷水时，按冷水按钮，开启冷水供应泵同时打开冷水供应阀，冷水从储水箱经水管在出水口流出；当需要热水时，按热水开关，开启热水供应泵同时打开热水供应阀，热水从热水箱经水管在出水口流出。因此，蒸馏饮水机可提供冷、热蒸馏水。

综上所述，本发明的有益效果是：1、与背景技术的饮水机相比，新款饮水机的沸腾器、冷凝器与排气器相通，就是说几个容器结合为一体了。这样不仅使水源能更快地通过排气器在去除可溶气体后进入真空箱，加快水源的蒸发和冷凝速度，提高效率；而且由于几个容器结合这样能有效地节省机内空间，减少机里零件的磨损，增加零件的耐用性；

2、新款饮水机以电动方式出水，使得冷热水龙头始终保持适当温度，避免用户在使用时受伤，使用起来更加安全方便。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式，对本发明作进一步说明。

图1是本发明饮水机的主视方向透视图；

图2是本发明饮水机的后视方向透视图；

图3是本发明饮水机的左视方向透视图；

图4是水蒸馏设备的水路图；

图5是水蒸馏设备的制冷系统图。

附图标识：储水箱1、排气器5、沸腾器7、凝水管9、蒸水管10、、吸收器12、水泵13、供水箱14、冷冻管17、冷水供应阀18、出水口19、热水供应阀20、冷水供应泵21、热水供应泵22、热水箱23、发热管24、恒温器241、电磁阀25、废水箱28、废水出口30、入水管31、冷凝器34、冷水管39、热水管40、废水管43、压缩机45、散热器46、小风扇47。

具体实施方式

如图1至3所示，包含水蒸馏设备的饮水机，将水蒸馏系统所有的组件都安装在一个外壳里制成蒸馏饮水机；进水口是由供水箱14出来的，该供水箱14有一个进水口和溢流口，入水管31连接进水口；参照图4和图5，外壳上装有一个小风扇47、散热器46和一个废水出口30，废水出口30连接废水箱28；操作水蒸馏系统的控制器接通电源并带有控制电路。

下面通过一个完整的工作过程，对本发明的包含水蒸馏设备的饮水机作进一步说明。

请参照图4和图5，水源开始从入水管31进入到供水箱14。然后水泵13开始循环，再利用吸收器12制造真空。利用负压原理，水源首先被输送到排气器5，溶解在水里的气体就是在这个环节被去掉的；排气后的水进入到沸腾器7。而从压缩机45出来的高压冷媒此时为高温状态通过散热器46冷却到所需的温度，经过安装在沸腾器7内的蒸水管10对沸腾器7里的水进行加热。由于沸腾器7内部已经处于96％的真空状态，所以水只需在38-10℃左右就可以达到沸点，所以沸腾器7里的水很快就会沸腾，然后在不断沸腾仲变成水蒸汽。所得的水蒸汽被收集到冷凝器34中。凝水管9把水蒸汽冷凝变成蒸馏水。再被吸收器12抽吸，由水泵13输送到储水箱1。当饮水机运行一段时间，就会自动打开电磁阀25排出沸腾器7里的废水，通过废水管43排至废水箱28，再通过废水出口30排到机外。

蒸馏水经过储水箱1中的冷冻管17冷却变成冷水。热水箱的热水由储水箱1供应，由恒温器241控制的发热管24进行加热至指定的温度而得。

当需要冷水时，按冷水按钮，开启冷水供应泵21同时打开冷水供应阀18，冷水从储水箱1经冷水管39在出水口19流出；当需要热水时，按热水开关，开启热水供应泵22同时打开热水供应阀20，热水从热水箱23经热水管40在出水口19流出。因此，蒸馏饮水机可提供冷/热蒸馏水。

供给水的蒸发以及冷凝，分别可以通过其他方式的热交换器做到，如采用加热元件和冷却元件。因此，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水蒸馏设备，由一系列的连接器组成，所述连接器包括与真空系统连接的沸腾器、冷凝器、储水箱，提供水源到上述连接器的进水口，还有一个从上述储水箱出水的出水口，热交换器提供热量而制冷系统提供冷量给上述连接器，以便于在上述沸腾器把水加热变成水蒸汽以及在上述冷凝器把上述水蒸汽冷凝成蒸馏水，所述的真空系统并将水抽到所述的储水箱里；

排气器连接着沸腾器，水就先进入排气器排出溶解在水中的气体，再进入沸腾器，并保持所述沸腾器的水位；

所述的制冷系统包括穿过所述沸腾器和冷凝器管道的冷媒，和一个通过所述管道压缩和传输冷媒的压缩机；

所述的热交换器还包括一个在沸腾器里的蒸水管和一个在冷凝器里的凝水管；

其特征在于：沸腾器、冷凝器与排气器相通，并结合为一体。

2.如权利要求1所描述的水蒸馏设备，在所述的储水箱里的水通过穿过安装在所述储水箱的冷却管的制冷剂进行冷却。

3.如权利要求1所描述的水蒸馏设备，所述真空系统包括一个用于抽吸的吸收器和一个在循环管附近的储水箱抽水的循环泵。

4.如权利要求1所描述的水蒸馏设备，进水口有一个可调节水供应的控制阀门。

5.如权利要求1所描述的水蒸馏设备，所述沸腾器设有一个出口控制阀，该控制阀能够用于排放所述沸腾器里未气化的水和溶解在水里的污染物。

6.如权利要求1所描述的水蒸馏设备，所述系统还包括一个热水箱，热水箱接收从所述储水箱里出来的水，并且热水箱需安装有一个加热元件。

7.如权利要求1所描述的水蒸馏设备，有一个止回流阀安装在所述储水箱和热水箱之间。

8.如上述任何一条权利要求所述的水蒸馏设备，在所述蒸馏过程中沸腾器能保持温度范围在35-55℃之间；所述的储存在储水箱里的水在蒸馏系统运行过程中能保持温度范围在4-7℃之间。

9.一种包含上述权利要求1至7任何一项所述的水蒸馏设备的饮水机，将前述水蒸馏设备所有的组件都安装在一个外壳里制成蒸馏饮水机；进水口是由供水箱出来的，该供水箱有一个进水口和溢流口；外壳上装有一个小风扇和一个废水出口；操作所述的水蒸馏设备的控制器接通电源并带有控制电路。

10.一种包含上述权利要求8所述的水蒸馏设备的饮水机，将前述水蒸馏设备所有的组件都安装在一个外壳里制成蒸馏饮水机；进水口是由供水箱出来的，该供水箱有一个进水口和溢流口；外壳上装有一个小风扇和一个废水出口；操作所述的水蒸馏设备的控制器接通电源并带有控制电路。

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