CN103906710B - 用于蒸馏水的设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从海水和苦咸水中蒸馏淡水的设备和方法。大体上，倒转Y状结构被构造成使得附图中的每条支腿均包括两个同心的管装置。一个管装置设立在支腿外部并且是透明的。较小的管装置定位在第一管内部，并且在这两个管之间存在真空。允许水经由与水源连通的另一管装置进入所述管装置。当水在设备的支腿中上升时，经由例如菲涅尔透镜提供的集中热量起作用以蒸发水，从而使得盐和杂质与水分离开。纯净水在装置中冷凝并且聚集在为此目的设置的储液器中。

Description

用于蒸馏水的设备及其使用方法

相关技术的交叉引用

本申请要求在2011年9月20日提交的临时申请序列号No.61/536,782的优先权，并且在此将其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于从海水或其它非淡水样本中蒸馏淡水的设备和方法。

背景技术

在世界许多地方，可饮用的淡水不易获得或者匮乏。讽刺性地，这些地区中的许多区域被由于盐分（例如，海水）或者其它矿物污染物（例如，苦咸水）而无法饮用的几乎无限量的水所包围或者可得到这样的水。

长期以来已经意识到这种问题，并且本领域中存在产生可饮用水并且更优选地产生蒸馏水的多种设备。例如，参见美国专利No.7,955,478，其描述了称作“竖直管状蒸发设备”的设备。在本专利中描述的发明表明：作为本发明的一个实施例的特征的菲涅尔透镜可用于制备蒸馏水。在’478专利中描述的设备包括内筒体和外筒体，但没有公开位于它们之间的真空元件。

多种用于从海水中制备蒸馏水领域的方法利用了太阳能。就这一点而言，参见美国专利No.5,468,351和No.4,749,447，它们也论述了菲涅尔透镜的应用。再者，美国专利No.4,194,949；No.4,160,523；No.3,960,668；No.3,232,846；No.2,412,466；和No.2,332,294教导了使用基于太阳能的蒸馏设备，它们内容在此通过引用并入本文。

尽管例如现有技术的关注点在于用于将诸如盐和其它矿物质的杂质从不纯水中分离出的设备，但是仍然需要一种简单、有效的装置，所述装置尽可能少地耗费能源并且还能够持续运转。

本发明的目的是解决所有这些问题。从随后的公开内容中将看到如何实现所述目的。

发明内容

本发明涉及一种Y状设备，所述设备的每个支腿均包括不同尺寸的两个同心通道装置。所述两个同心通道装置中的较大通道装置是可透光的。所述两个同心通道装置定位成使得较小通道装置位于较大通道装置的内部。在生产中，在位于这两个通道装置（在此也称作管装置）之间的空间中提供真空。

内部管装置允许水通过位于“Y”状设备的支腿的两个端部处的口流入和流出。在操作中，当热量使得设备的支腿之一中的水蒸发时，水沿着该支腿向上移动，而没有水沿着未加热的第二支腿向上扩散。所形成的蒸汽不包含污染物或者包含非常小量污染物，所述蒸汽进入到位于Y状设备内的内部收集管装置中。蒸汽不能从内部管装置逃逸出。

整个Y状装置以倒置的姿势定位在水中，使得顶部的竖直位置延伸出水面而设备的支腿定位在水面以下。

在操作中，至少一个透镜并且优选多达3个透镜定位成使得所述透镜将太阳光聚集并且集中在设备的竖直部分、设备的一条支腿与水会合的位置处。聚集的太阳光加热所述设备的支腿中的水，从而使水蒸发。所形成的蒸汽进入内部收集管装置，而浓缩的盐水移动到设备的第二支腿中，由于因蒸发所提供的空间而使得额外的海水进入第一支腿中，因此迫使浓缩的盐水进入第二支腿中。蒸汽在收集装置中移动，并且在通到周围水下方的区域时，冷却且冷凝，从而形成进入到储液器中的蒸馏水。

应用了多于一个的透镜以使得，随着地球移动一天的进程，其相对于太阳的位置发生变化，将光持续聚集在设备上，并且形成蒸汽以及随后冷凝也是持续的。

附图说明

图1示出了本发明的一个实施例的主视图；

图2示出了本发明的一个实施例，其示出了用于与其连接的透镜。

具体实施方式

现在参照附图，图1示出了本发明的一部分的实施例的主视图。

图1示出了倒置Y状结构“1”，其由竖直部分“2”和两条倾斜支腿部分“3”和“4”构成。该设备包括半透明的壳体“5”。壳体也称作第一管装置，其可以由丙烯酸或者可透光的任何其它材料构造而成。

第二管装置“6”定位在第一管装置内部。该第二管装置优选地由诸如不锈钢的不腐蚀材料构成。元件“6”的直径小于元件“5”的直径，使得在它们之间形成空间“7”。处理该空间以使得在第二管装置与第一管装置之间形成真空。真空防止热量跟随下文论述的透镜行为而消散。

竖直管装置“8”定位成与壳体的侧部等距。该竖直管装置装备有进入口“9”，如下文讨论的那样，水蒸气流入所述进入口“9”中。该竖直管装置延伸通过结构1，并且终止于储液器“10”中，冷凝的水蒸气流入所述储液器“10”中。储液器可选地包含用于从储液器中抽吸蒸馏液体的抽吸装置“11”。

在操作中，结构1定位在浅海或者苦咸水中，以使得由“12”表示的地表水在倾斜支腿部分3和4从竖直部分2发散的地方与设备会合。

支腿部分3和4均具有开口“13”和“14”，所述开口允许水进入到设备中或者从设备中流出。

图2示出了本发明的实施例，其中示出了聚光透镜15-17。技术人员知道如何将这些聚光透镜相对于结构“1”定位，以使得太阳光聚集在竖直装置“2”与水体会合的位置处。

在操作中，透镜“14”首先使得太阳光聚集在位置“18”处，使得立即蒸发沿着支腿3向上流动的水。水蒸气进入竖直管装置8，而任何剩余盐水沿着第二支腿4向下流。当蒸汽沿着竖直管8向下移动时，其被周围的水体冷却且发生冷凝，从而流入储液器装置9中。

理想地，如图2所示，布置了三个透镜，使得当太阳的位置相对于地球移动时，再次实施上文描述的处理过程，但是透镜的焦点向下指在竖直部分上。在支腿4从竖直装置3发散的位置处。

任何透镜均可在本发明中发挥功能，然而，优选的是本领域中众所周知的菲涅尔透镜。这种透镜向技术人员提供了将焦点加热到高达1850°F的能力。在该温度条件下，12盎司的水在大约87秒内沸腾。

本发明的其它特征对于技术人员来说是显而易见的并且在此将不再赘述。

已经应用的术语和表述用于进行描述而非限制性，并且使用这些术语和短语并不旨在排除所示和所描述的特征的任何等效物或者其部分，应当意识到的是多种修改方案可能在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种用于从海水或苦咸水中蒸馏水的设备，所述设备包括：

(i)透明的第一Y状管装置，所述第一Y状管装置具有一对从所述第一Y状管装置的中央竖直部分发散的倾斜支腿；

(ii)第二Y状管装置，所述第二Y状管装置也具有一对从所述中央竖直部分发散的倾斜支腿，其中，所述第二Y状管装置的直径小于所述第一Y状管装置的直径，并且所述第二Y状管装置定位在所述第一Y状管装置中，其中，所述第一Y状管装置和第二Y状管装置构造成在它们之间的空间中产生真空，所述倾斜支腿中的每一条在其端部处均具有开口，用于使得海水流入或者流出；

(iii)中间竖直管装置，所述中间竖直管装置定位在所述设备中、在与所述中央竖直部分的两侧部等距的位置处，并且在一个端部处具有进入口，而且其第二端部延伸贯穿所述设备；和

(iv)收集室，所述收集室用于接收来自所述中间竖直管装置的冷凝水。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述透明的第一Y状管装置由丙烯酸制成。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二Y状管装置由不锈钢制成。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述收集室还包括用于移出蒸馏水的排放装置。

5.一种用于从海水中蒸馏水的方法，所述方法包括：

将根据权利要求1所述的设备以倒置的姿势定位在水中一深度处，所述深度达到两条倾斜支腿从中央竖直部分发散的位置；

将透镜装置定位成与所述设备相距一距离并且成一角度，以将热量聚集在所述设备上、在两条倾斜支腿之一从所述中央竖直部分发散的位置处，从而蒸发进入所述倾斜支腿中的海水；

将来自所述倾斜支腿的蒸发水收集在所述中间竖直管装置中，其中，所述蒸发水沿着所述中间竖直管装置的向下通过引起所述蒸发水发生冷凝；以及

将冷凝物收集在所述收集室中。

6.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括经由排放装置从所述收集室中抽吸冷凝物。

7.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括将至少一个其它透镜装置定位在一位置处，所述至少一个其它透镜装置在该位置处将热量聚集在两条倾斜支腿中的另一条倾斜支腿从所述中央竖直部分发散的位置处。