FR2918051A1

FR2918051A1 - Evaporator device for producing potable water in industries, comprises a container to receive a liquid, a movable airtight obturator having an opening positioned on upper part of the container, and a condenser connected to the obturator

Info

Publication number: FR2918051A1
Application number: FR0704809A
Authority: FR
Inventors: Girayrd Garabedian
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-01-02

Abstract

The evaporator device (DEV) for producing potable water in industries, comprises a container (REC) to receive a liquid (LIQ), a movable airtight obturator (OBT) having an opening (ORI) positioned on upper part of the container, and a condenser (CDS) connected to the obturator opening by a pipe (TUY) to receive vapor (VAP). The container is composed of a part of a transparent or translucent external wall (PAR1) exposed to solar energy and another part of dark color internal wall (PAR2). The walls are connected at their top using a joint (JNT) such as cylinder head and define a vacuum of air. The evaporator device (DEV) for producing potable water in industries, comprises a container (REC) to receive a liquid (LIQ), a movable airtight obturator (OBT) having an opening (ORI) positioned on upper part of the container, and a condenser (CDS) connected to the obturator opening by a pipe (TUY) to receive vapor (VAP). The container is composed of a part of a transparent or translucent external wall (PAR1) exposed to solar energy and another part of dark color internal wall (PAR2). The walls are connected at their top using a joint (JNT) such as cylinder head and define a vacuum of air (VID). The internal wall of the container is equipped with a metallic coating, and adapted to accumulate heat and to communicate with the liquid. The obturator allows the vapor to migrate from the container to the condenser through the pipe. The condenser is enclosed by a condensation wall imperatively placed on shade of the solar rays. The vapor is condensed in a liquid condensate in contact with the condensation wall. A conduit is connected to the condenser with a tank for flowing the condensate by gravity. A flap valve is disposed on the external wall of the container, and coupled to an aspirator device such as vacuum pump to extract air. An independent claim is included for an evaporator process.

Description

La présente invention concerne un dispositif évaporateur. Elle intéresseThe present invention relates to an evaporator device. She is interested

particulièrement les industriels et les particuliers désireux de produire de l'eau potable dans des zones pouvant se trouver sans énergie électrique. especially industrialists and private individuals who want to produce drinking water in areas that may be without electricity.

Il n'existe pas actuellement de dispositif mettant en oeuvre l'énergie solaire et donnant entière satisfaction. La présente invention se propose de remédier à cette absence. Selon une première caractéristique majeure de l'invention, ce dispositif évaporateur comprend: premièrement un récipient évaporateur , exposé à l'énergie solaire, apte à recevoir un liquide, composé d'une part d'une paroi externe transparente ou translucide dans sa partie exposée au soleil, et de couleur sombre dans ses autres parties, d'autre part d'une paroi interne de couleur sombre, les parois étant reliées à leur sommet et délimitant un vide d'air, deuxièmement un obturateur hermétique amovible apte à être positionné à la partie supérieure du récipient , cet obturateur étant muni d'un orifice , troisièmement un condenseur, séparé du récipient évaporateur , et non exposé à l'énergie solaire, relié à l'orifice de l'obturateur par un tuyau apte à recevoir une vapeur. There is currently no device implementing solar energy and giving complete satisfaction. The present invention proposes to remedy this absence. According to a first major characteristic of the invention, this evaporator device comprises: firstly an evaporator container, exposed to solar energy, capable of receiving a liquid, composed on the one hand of a transparent or translucent outer wall in its exposed part in the sun, and dark in its other parts, on the other hand a dark-colored inner wall, the walls being connected at their apex and delimiting an air gap, and secondly a removable hermetic shutter adapted to be positioned at the upper part of the container, this shutter being provided with an orifice, thirdly a condenser, separated from the evaporator container, and not exposed to solar energy, connected to the orifice of the shutter by a pipe capable of receiving a vapor .

Selon une autre caractéristique de l'invention, le récipient évaporateur étant apte à contenir un liquide tel de l'eau salée ou de la saumure, le récipient évaporateur étant exposé au soleil , l'énergie thermique portée par les rayons du soleil traversant successivement la paroi externe, puis le vide d'air, ce vide d'air étant un isolant thermique, puis étant absorbée par la paroi interne, la paroi interne étant de couleur sombre, vient chauffer la paroi interne, l'énergie thermique accumulée par cette paroi interne se transmettant par contact en tout ou partie au liquide jusqu'à son ébullition et sa transformation partielle ou totale en vapeur. According to another characteristic of the invention, the evaporator container being able to contain a liquid such as salt water or brine, the evaporator container being exposed to the sun, the heat energy carried by the sun's rays passing successively through the outer wall, then the vacuum of air, this vacuum of air being a thermal insulator, then being absorbed by the inner wall, the inner wall being dark in color, comes to heat the inner wall, the thermal energy accumulated by this wall internally transmitted by contact in whole or in part to the liquid until boiling and its partial or total transformation into steam.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la chaleur issue du rayonnement du soleil et communiquée au liquide par la paroi interne se trouvant à son contact direct permet au liquide d'atteindre une température supérieure à la température d'ébullition qui est de 100 degrés Celsius aux conditions atmosphériques normales de pression ambiante soit 760mm de mercure, et par conséquent de stériliser le liquide préalablement à son évaporation sous forme de vapeur gazeuse. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi intérieure du récipient évaporateur étant munie d'un revêtement par exemple métallique, elle est particulièrement apte à emmagasiner de la chaleur et à la communiquer au liquide se trouvant à son contact. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'obturateur permet à la vapeur de migrer au travers du tuyau depuis le récipient jusqu'au condenseur. Selon une autre caractéristique de l'invention,, le condenseur étant clos par une paroi de condensation se trouvant impérativement à l'ombre des rayons solaires, la vapeur se condensant en condensat liquide au contact de la paroi de condensation du fait de la différence de température entre la vapeur de température égale ou supérieure à 100 C et la paroi de condensation du condenseur à température ambiante, un conduit reliant ledit condenseur à un réservoir réceptacle , le condensat est alors apte à s'écouler par gravité dans le conduit vers le réservoir réceptacle. Selon une autre caractéristique de l'invention, une valve telle une soupape à clapet est disposée sur la paroi externe du récipient évaporateur, et de préférence couplée à un dispositif aspirateur tel une pompe à vide , permet d' extraire l'air qui pourrait inopportunément s'introduire dans le vide d'air , par exemple en cas d'utilisation de polymères non perméables à l'air dans la réalisation de la valve ou de l'obturateur Selon une autre caractéristique de l'invention, les parois externe et interne sont reliées par l'intermédiaire d'un joint, tel un joint de culasse automobile, ce joint s'opposant aux pénétrations d'air dans le vide d'air. Selon une deuxième caractéristique majeure de l'invention, un procédé évaporateur mettant en oeuvre le dispositif évaporateur comprend tout ou partie des phases suivantes : introduction du liquide dans le récipient évaporateur , évaporation du liquide sous l'effet de l'énergie solaire, stérilisation du liquide sous l'effet de l'énergie solaire, migration de la vapeur vers le condenseur , condensation de la vapeur dans le condenseur , écoulement gravitationnel du condensat vers un réservoir réceptacle ajout AJO de minéraux MIN assurant la potabilité du condensat CSA. Les caractéristiques principales de l'invention ainsi que d'autres apparaîtront à la lecture de la description suivante s'appuyant sur les dessins joints parmi lesquels; la figure 1 est un schéma du dispositif conforme à l'invention, la figure 2 est un synoptique du procédé conforme à l'invention et mettant en oeuvre ce dispositif. According to another characteristic of the invention, the heat resulting from the radiation of the sun and communicated to the liquid by the inner wall in its direct contact allows the liquid to reach a temperature above the boiling temperature which is 100 degrees. Celsius under normal atmospheric conditions of ambient pressure is 760mm of mercury, and therefore to sterilize the liquid prior to its evaporation as gaseous vapor. According to another characteristic of the invention, the inner wall of the evaporator container being provided with a coating for example metal, it is particularly suitable for storing heat and communicating it to the liquid in contact with it. According to another characteristic of the invention, the shutter allows the steam to migrate through the pipe from the container to the condenser. According to another characteristic of the invention, the condenser being closed by a condensation wall being imperatively in the shadow of the sun's rays, the vapor condensing in liquid condensate in contact with the condensation wall because of the difference in temperature between the vapor of temperature equal to or greater than 100 C and the condensation wall of the condenser at ambient temperature, a duct connecting said condenser to a receptacle tank, the condensate is then able to flow by gravity into the duct towards the reservoir receptacle. According to another characteristic of the invention, a valve such as a flapper valve is disposed on the outer wall of the evaporator container, and preferably coupled to a vacuum device such as a vacuum pump, allows to extract the air that could inappropriately to enter the vacuum of air, for example when using non-breathable polymers in the embodiment of the valve or shutter According to another characteristic of the invention, the outer and inner walls are connected by means of a seal, such as an automobile head gasket, this seal opposing the penetrations of air in the air space. According to a second major characteristic of the invention, an evaporator process using the evaporator device comprises all or part of the following phases: introduction of the liquid into the evaporator container, evaporation of the liquid under the effect of solar energy, sterilization of the liquid under the effect of solar energy, migration of steam to the condenser, condensing of the steam in the condenser, gravitational flow of the condensate to a receptacle tank adding LA minerals MIN ensuring the potability of condensate CSA. The main features of the invention and others will appear on reading the following description based on the attached drawings among which; Figure 1 is a diagram of the device according to the invention, Figure 2 is a block diagram of the method according to the invention and implementing this device.

L'invention concerne en premier lieu un dispositif évaporateur DEV représenté sur la figure 1 et composé de trois éléments principaux : premièrement un récipient évaporateur REC, exposé à l'énergie solaire et apte à recevoir un liquide LIQ. Ledit récipient évaporateur est composé d'une part d'une paroi externe PARI transparente ou translucide dans sa partie exposée au soleil, et de couleur sombre dans ses autres parties, d'autre part d'une paroi interne PAR2 de couleur sombre, lesdites parois PARI, PAR2 étant reliées à leur sommet et délimitant un vide d'air VID, et de préférence constituées de verre ou de polymère organique, deuxièmement un obturateur OBT hermétique amovible apte à être positionné à la partie supérieure dudit récipient REC. Ledit obturateur OBT est muni d'un orifice ORI, troisièmement un condenseur CDS, séparé dudit récipient évaporateur 5 REC, et non exposé à l'énergie solaire, apte à recevoir une vapeur VAP. Ledit condenseur CDS. est relié audit orifice ORI dudit obturateur OBT par un tuyau TUY. Une valve VAL telle une soupape à clapet est disposée sur ladite paroi externe PARI dudit récipient évaporateur REC, et de préférence couplée à un 10 dispositif aspirateur DAS tel une pompe à vide. Ladite valve permet d' extraire l'air qui pourrait inopportunément s'introduire dans ledit vide d'air VID, par exemple en cas d'utilisation de polymères non perméables à l'air dans la réalisation de ladite valve VAL ou dudit obturateur OBT. Lesdites parois externe PARI et interne PAR2 dudit récipient évaporateur 15 REC sont en contact à leur sommet par l'intermédiaire d'un joint JNT, tel un joint de culasse automobile. Ledit joint JNT s'oppose aux entrées, d'air dans ledit vide d'air VID. Ledit récipient évaporateur REC est apte à contenir un liquide LIQ tel de l'eau salée ou de la saumure. Ledit récipient évaporateur REC est exposé au 20 soleil SOL. L'énergie thermique portée par les rayons RAY1, RAY2 dudit soleil SOL traverse successivement ladite paroi externe PARI, puis ledit vide d'air VID qui est un isolant thermique, puis atteint ladite paroi interne PAR2. Ladite paroi interne PAR2 étant de couleur sombre est chauffée par lesdits rayons RAY1, RAY2. L'énergie thermique accumulée par ladite paroi interne PAR2 se 25 transmet alors par contact en tout ou partie audit liquide LIQ jusqu'à son ébullition et sa transformation partielle ou totale en vapeur VAP gazeuse. Ledit vide d'air VID permet d'atteindre un rendement maximal de par l'isolation qu'il engendre. En son absence, il serait difficile d'atteindre l'ébullition et donc aucune stérilisation de l'eau ne serait garantie. De ce fait, ledit récipient évaporateur REV constitue un capteur thermique sous vide d'air. La chaleur issue du rayonnement dudit soleil SOL et communiquée audit liquide LIQ par ladite paroi interne PAR2 se trouvant à son contact direct permet audit liquide LIQ d'atteindre une température supérieure à la température d'ébullition qui est de 100 degrés Celsius aux conditions atmosphériques normales de pression ambiante soit 760mm de mercure, et par conséquent de stériliser ledit liquide LIQ préalablement à son évaporation sous forme de vapeur VAP gazeuse. The invention first relates to an evaporator device DEV shown in Figure 1 and composed of three main elements: firstly a REC evaporator container, exposed to solar energy and adapted to receive a liquid LIQ. Said evaporator container is composed firstly of an outer wall PARI transparent or translucent in its part exposed to the sun, and of dark color in its other parts, on the other hand of a dark inner wall PAR2, said walls PARI, PAR2 being connected at their apex and delimiting an air vacuum VID, and preferably made of glass or organic polymer, secondly a removable hermetic OBT shutter adapted to be positioned at the upper part of said REC container. Said obturator OBT is provided with an orifice ORI, thirdly a condenser CDS, separated from said evaporator vessel REC, and not exposed to solar energy, capable of receiving a vapor VAP. Said condenser CDS. is connected to said orifice ORI of said obturator OBT by a tube TUY. A valve VAL such as a flapper valve is disposed on said outer wall PARI of said evaporator container REC, and preferably coupled to a vacuum cleaner device DAS such as a vacuum pump. Said valve makes it possible to extract the air which could unintentionally be introduced into said air vacuum VID, for example when non-breathable polymers are used in the embodiment of said valve VAL or said shutter OBT. Said external PARI and internal walls PAR2 of said evaporator container REC are in contact at their summit by means of a JNT seal, such as an automobile head gasket. Said seal JNT opposes the air inlets in said vacuum VID air. Said evaporator container REC is able to contain a LIQ liquid such as salt water or brine. Said evaporator container REC is exposed to SOL sun. The thermal energy carried by the rays RAY1, RAY2 of said sun SOL successively crosses said external wall PARI, then said vacuum of air VID which is a thermal insulator, then reaches said inner wall PAR2. Said inner wall PAR2 being dark in color is heated by said rays RAY1, RAY2. The thermal energy accumulated by said inner wall PAR2 is then transmitted by contact wholly or partly to said LIQ liquid until it boils and partially or completely transforms into vapor VAP gas. Said VID air vacuum makes it possible to achieve maximum efficiency by the insulation it generates. In its absence, it would be difficult to reach boiling and therefore no sterilization of water would be guaranteed. As a result, said evaporator container REV constitutes a thermal sensor under vacuum. The heat resulting from the radiation of said sun SOL and communicated to said liquid LIQ by said inner wall PAR2 being in direct contact with said LIQ liquid to reach a temperature above the boiling temperature which is 100 degrees Celsius under normal atmospheric conditions ambient pressure is 760mm of mercury, and therefore to sterilize said LIQ liquid prior to its evaporation in the form of vapor VAP gas.

Ladite paroi intérieure PAR2 dudit récipient évaporateur REV étant munie d'un revêtement par exemple métallique se trouve particulièrement apte à emmagasiner de la chaleur et à la communiquer au liquide LIQ se trouvant à son contact. Lors de la vaporisation dudit liquide LIQ sous forme de vapeur VAP, il demeure dans ledit récipient évaporateur VAP des particules minérales et des résidus divers. Ledit obturateur OBT étant amovible, il est possible de nettoyer périodiquement l'intérieur dudit récipient évaporateur REV afin d'en extraire tous les résidus restant après les évaporations réalisées. Ledit obturateur OBT permet à ladite vapeur VAP de migrer au travers dudit tuyau TUY depuis ledit récipient REC jusqu'audit condenseur CDS. Ledit condenseur CDS est clos par une paroi de condensation PAC se trouvant impérativement à l'ombre desdits rayons solaires RAY1, RAY2. Ladite vapeur VAP se condense en condensat CDS liquide au contact de ladite paroi de condensation PAC du fait de la différence de température existant entre ladite vapeur VAP de température égale ou supérieure à 100 C et ladite paroi de condensation PAC dudit condenseur CDS qui se trouve à température ambiante. Un conduit CDT relie ledit condenseur CDS à un réservoir réceptacle RES. Ledit condensat CDS est alors apte à s'écouler par gravité dans ledit conduit CDT vers ledit réservoir réceptacle RES. Said inner wall PAR2 of said evaporator container REV being provided with a coating, for example metal, is particularly suitable for storing heat and for communicating it with liquid LIQ being in contact with it. During the vaporization of said LIQ liquid in the form of vapor VAP, it remains in said evaporator vessel VAP mineral particles and various residues. Said obturator OBT being removable, it is possible to periodically clean the inside of said evaporator container REV in order to extract all residues remaining after the evaporation carried out. Said shutter OBT allows said vapor VAP to migrate through said pipe TUY from said container REC up to this condenser CDS. Said condenser CDS is closed by a condensing wall PAC which is imperatively in the shadow of said solar rays RAY1, RAY2. Said steam VAP condenses in liquid condensate CDS in contact with said condensation wall PAC because of the temperature difference existing between said vapor VAP with a temperature equal to or greater than 100 C and said condensation wall PAC of said condenser CDS which is at ambient temperature. A conduit CDT connects said condenser CDS to a receptacle tank RES. Said condensate CDS is then able to flow by gravity in said conduit CDT to said receptacle tank RES.

Une canalisation non représentée permet d'introduire dans ledit condensat CDS des minéraux MIN afin d'assurer la potabilité dudit condensat CDS. L'invention s'avère fort utile à des populations dépourvues d'électricité et bénéficiant d'un bon ensoleillement naturel. A not shown pipe allows to introduce in said condensate CDS MIN minerals to ensure the potability of said condensate CDS. The invention is very useful for populations without electricity and enjoying a good natural sunshine.

L'invention concerne en second lieu un procédé évaporateur PEV mettant en oeuvre ledit dispositif évaporateur DEV et représenté par le synoptique de la figure 2. Ledit procédé comporte de préférence les phases suivantes : premièrement, l'introduction INT dudit liquide LIQ dans ledit récipient 10 évaporateur REC, deuxièmement, l'évaporation EVA dudit liquide LIQ sous l'effet de l'énergie solaire, troisièmement, la stérilisation STE dudit liquide STE sous l'effet de l'énergie solaire, 15 quatrièmement, la migration MIG de ladite vapeur VAP vers ledit condenseur CDS, cinquièmement, la condensation CON de ladite vapeur VAP dans ledit condenseur CDS, sixièmement, l'écoulement gravitationnel ECO dudit condensat CSA vers 20 un réservoir réceptacle RES. septièmement, l'ajout AJO de minéraux MIN assurant la potabilité dudit condensat CSA. Il convient de préciser que le dispositif précédemment décrit peut recevoir tout élément non décrit et s'inscrivant dans le cadre de l'invention. 25 Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis du fait de leur caractère pratique. Il ne serait cependant pas possible de répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. The invention relates secondly to an evaporator method EPV implementing said evaporator device DEV and represented by the block diagram of FIG. 2. Said method preferably comprises the following phases: firstly, the introduction INT of said liquid LIQ into said container 10 evaporator REC, secondly, the evaporation EVA of said liquid LIQ under the effect of solar energy, thirdly, the sterilization STE of said liquid STE under the effect of solar energy, fourthly, the migration MIG of said vapor VAP to said CDS condenser, fifthly, the condensation of said vapor VAP in said condenser CDS, sixthly, the gravitational flow ECO of said condensate CSA to a receptacle tank RES. seventh, the addition of MIN minerals MINO ensuring the potability of said condensate CSA. It should be noted that the previously described device can receive any element not described and falling within the scope of the invention. The embodiments of the invention presented above have been chosen because of their practical nature. It would not be possible, however, to exhaustively list all the embodiments covered by this invention.

En particulier, tout moyen décrit peut être remplacé par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. 10 15 20 25 In particular, any means described may be replaced by equivalent means without departing from the scope of the present invention. 10 15 20 25

Claims

DEV DEV evaporator characterized in that it comprises: firstly a REC evaporator container, exposed to solar energy, adapted to receive a liquid LIQ, composed on the one hand of a transparent or translucent outer wall PARI in its part exposed to the sun, and dark in its other parts, on the other hand a dark inner wall PAR2, said walls PAR1, PAR2 being connected at their apex and delimiting an air vacuum VID, - secondly a removable hermetic OBT shutter adapted to be positioned at the upper part of said REC container, said shutter OBT being provided with an orifice ORI, -thirdly a condenser CDS, separated from said evaporator container REC, and not exposed to solar energy, connected said ORI orifice of said OBT shutter by a TUY pipe, adapted to receive a steam VAP.

2. Evaporator DEV device according to the preceding claim, characterized in that said inner wall PAR2 of said evaporator container REV being 20 provided with a coating for example metal, said inner wall PAR2 is particularly suitable for storing heat and communicating it to the liquid LIQ being in contact with it. R3) Evaporator device DEV according to any one of the preceding claims, characterized in that said shutter OBT allows said vapor VAP to migrate through said pipe TUY from said container REC until said condenser CDS.R4) Evaporator device DEV according to claim 3, characterized in that, said condenser CDS being closed by a condensation wall PAC which is imperatively in the shade of said solar radiation RAY 1, RAY2, said vapor VAP condensing liquid condensate CDS in contact with said wall of 5 condensing PAC, a CDT conduit connecting said CDS condenser to a RES receptacle tank, said CSA condensate is then able to flow by gravity in said conduit CDT to said receptacle tank RES. R5) Evaporator device DEV according to claim 1, characterized in that a valve VAL such as a flapper valve is disposed on said outer wall PARI of said evaporator container REC, and preferably coupled to a vacuum device DAS such as a vacuum pump , makes it possible to extract the air that could unintentionally be introduced into said air vacuum VID, for example when using non-breathable polymers in the embodiment of said valve VAL or said OBT shutter R6 ) Evaporator device according to any one of the preceding claims, characterized in that said outer walls PARI and inner PAR2 are connected at their apex, via a JNT seal, such as an automobile cylinder head gasket, said seal JNT opposing the air inlets in said air void VID. R7) EPV evaporator method using said DEV evaporator device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises all or part of the following phases: - INT introduction of said LIQ liquid in said evaporator vessel REC, - evaporation EVA of said LIQ liquid under the effect of solar energy, - STE sterilization of said STE liquid under the effect of solar energy, - MIG migration of said steam VAP to said condenser CDS, 5 CON condensation of said steam VAP in said condenser CDS, - ECO gravitational flow of said condensate CSA to a receptacle tank RES. - LAO addition of MIN minerals ensuring the potability of said CSA condensate. 10