CN1104380C - 家用水净化器 - Google Patents

Abstract

利用薄膜蒸馏原理的水净化器包括用于在进行薄膜蒸馏前对进入的天然水进行脱气的脱气装置(7)；用于蒸馏已脱气的水的薄膜装置(16)；以及用于当已脱气未蒸馏的水的高度降至容器(3)中预定的较低高度时排空剩下的已脱气未蒸馏的水的出口装置(20)。容器(3)中设有上、下水位传感器(4，18)和一个温度传感器(11)。

Description

家用水净化器

本发明涉及一种水净化器，特别是一种家用水净化器。更具体地说，本发明涉及一种设有薄膜蒸馏装置的水净化器。

薄膜蒸馏本身是现有技术。例如，欧洲专利EP-O 118 760公开了一种用蒸气渗透薄膜通过全蒸发从溶液中分离挥发性成分的装置。这些薄膜伸展成框架以将不同的腔相互分离。天然水在天然媒质腔中向上流，同时热水在加热腔中向下流。通过薄膜的蒸发在分离的中间渗透腔中获得渗透。

德国专利DE 3441190也公开了通过薄膜从天然媒质腔到渗透腔的全蒸发，并借助于位于相关天然媒质腔相对侧上的冷却剂进行冷却。

尽管这些和类似的装置满足了它们所要达到的目的，但它们不适于作为家用产品，也就是说，用来处理相对较小量的水以及对纯度和易于操作要求很高。

本发明的目的是提供一种用于处理相对较小量的水并且对净化的纯度及易于操作作要求很高的水净化器。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种家用水净化器，包括一个容放要净化的天然水的容器和薄膜蒸馏装置，其特征在于还包括一个对天然水进行脱气的脱气装置，该脱气装置设有要脱气的水的进口及出口；所述的蒸馏装置在薄膜一侧具有已脱气的水的进口及出口，而在相对薄膜的另一侧有蒸馏水出口与一净化水收集容器连接；所述的净化器还包括一个循环装置，所述的循环装置的一侧连接在容器的要脱气的水的出口下游处，而另一侧与所述的脱气装置的要脱气的水的进口及所述的薄膜蒸馏装置的已脱气的水的进口相连以便有选择地把要脱气的水从容器通过脱气装置再返回容器，或把要蒸馏的已脱气的水从容器通过蒸馏装置再返回容器；所述的容器还设有出口装置，当容器中已脱气的未蒸馏的水的水位降至一预定的下水位高度时，该装置被致动而从容器排出残余的已脱气的未蒸馏的水。

下面参照一个作为举例的实施例以及附图对本发明进行详细描述。

附图为本发明水净化器的示意的透视图，其中一些部分被去掉以更清楚地显示出其结构。

图中所示的水净化器的封闭壳体中包括：

-一用于装进入的天然水的固定的容器，其上安装有一上水位传感器4，一下水位传感器18和一水温传感器11；

-对天然水进行脱气的脱气装置7；

-安装在脱气装置7附近的风扇装置10；

-安装有空气冷却装置161的薄膜装置16；

-天然水循环装置5；

-天然水加热装置9；

-用于排出剩余的已脱气未蒸馏的水，过量的天然水以及脱气过程中可能产生的脱气的产物的出口装置20；

-两个可移动的净化水收集容器17(图中仅示出一个)。

下面简要描述净化器的工作过程：

1.加水

通过可打开的盖1在净化器中加入天然水；水流经一水封2和一脱气塔8而向下流入容量约为3.6升的固定容器3中。

2.脱气

当固定容器3中的水的高度升至上水位传感器4的高度时，包括一个泵5和一个电磁阀13的循环装置中的泵5，加热装置9(浸入式加热器)和风扇装置10启动。天然水通过管道6从固定容器3循环至塔8中的脱气装置7，在此处水通过许多孔71喷出并在塔8的壁上形成一薄膜。水向下流回至容器3。脱气的产物被上部风扇装置10向上吸并通过导管(图中未示出)，在该处凝聚并向下传送至出口装置20。

3.蒸馏

温度传感器11在天然水循环时检测其温度。当天然水的温度达到98℃时，将一信号送至一处理器12，指示打开电磁阀13.，使容器3中已脱气的水被送至薄膜蒸馏装置16中的薄膜盒而不是送至脱气装置7，再由薄膜盒通过导管15返回固定容器3以进行加热。热水通过盒状薄膜将蒸气送至冷却腔，蒸气由于遇到冷空气而冷凝。净化水向下流入可移动的净化水收集容器17中。

4.排空

随着蒸馏的进行，容器3中的水位下降。当水位到达下水位传感器18时，该传感器向处理器12发出一个信号以指示电磁阀19打开出口装置20，从而将所有剩余的未蒸馏的水(约1.4升)从容器中排出。排空过程持续约5分钟。这时容器17中装有在大约一个小时内生产的约2升的净化水。容器排空后，净化器中可重新装入天然水并自动重复上述过程。

如果在蒸馏过程中水的温度偏离给定的特定温度(例如98℃)一特定的量(例如3℃)，则水温传感器11将向处理器12发出一个信号命令阀13关闭，从而重新启动脱气，并在通过薄膜蒸馏重新对水进行净化之前对剩余的水的总量进行加热(将水加热至98℃)。更一般地说，上述温度偏离的特定的量最大可为特定温度的3％左右。由于并非对所有进入净化器中的天然水进行蒸馏，任何在脱气过程中未被消除的杂质将可能留在剩下的水中，因此当水通过出口20排出时其中将包含较高浓度的杂质颗粒。如果在排空过程中通过盖1上的入口引入天然水，该水将被立即和自动地引至出口20。

当天然水在上述水净化器中净化时，进入容器17中的水温约为40℃。通过以一种已知的方式在紧靠容器17的入口的上游处设置一冷却回路可将容器中的水温降至8-10℃。

本发明的装置的结构使得当在蒸馏过程中移去一个容器17(以使用其中的净化水)时，应流入该容器中的水则直接流到出口20。

通过使所有的水循环同时以例如每分种3-6升的速度将其加热至最终温度98℃，并将水泵送通过脱气塔，在塔的内表面形成一层水的薄膜，这样，就在容器中加入约3-4升水后，从水中消除掉其中存在的挥发性物质。设在塔中的一吸入通道与风扇相通，风扇在整个循环和加热过程中连续地吸走不需要的物质，这些物质由水蒸气释放并通过出口流出。当天然水达到98℃的温度时，将除掉所有的挥发性物质。然后该过程自动进行到薄膜蒸馏阶段以除掉固体颗粒和离子。

在对每升水中含有1000μgTHM(三卤甲烷)，例如三氯甲烷、三溴甲烷、二氯溴甲烷和二溴氯甲烷，的天然水进行的测试中发现，尽管这些杂质的大部分的沸点高于98℃，在去掉杂质后水中剩下的THM量为每升水小于0.1μg。

因此，如上所述，本发明的水净化器可将天然水净化到一个非常高的纯度。在水净化前后对本发明的净化器所达到的纯度进行了测试，其结果如下：

1.氯气          从3.4mg/l至小于0.01mg/l

2.三卤甲烷      从1000μg/l至小于1μg/l

3.氯化物        从31000ppm至少于1ppm

4.放射性

4.1锶           净化度大于99％

4.2镭           净化度大于99.9％

4.3钚           净化度大于99％

4.4铯           从2.4+0.2Bq至0Bq

5.细菌

2天后           从3800至0

7天后           从14000至0

应理解本发明并不限于上述实施例，本发明可在所附权利要求书的范围内以任何所需的方式实施。

Claims (6)

1.一种家用水净化器，包括一个容放要净化的天然水的容器(3)和薄膜蒸馏装置(16)，其特征在于还包括一个对天然水进行脱气的脱气装置(7)，该脱气装置设有要脱气的水的进口及出口；所述的蒸馏装置(16)在薄膜一侧具有已脱气的水的进口及出口，而在相对薄膜的另一侧有蒸馏水出口与一净化水收集容器(17)连接；所述的净化器还包括一个循环装置(5)，所述的循环装置的一侧连接在容器(3)的要脱气的水的出口下游处，而另一侧与所述的脱气装置(7)的要脱气的水的进口及所述的薄膜蒸馏装置(16)的已脱气的水的进口相连以便有选择地把要脱气的水从容器通过脱气装置(7)再返回容器，或把要蒸馏的已脱气的水从容器通过蒸馏装置(16)再返回容器；所述的容器还设有出口装置(20)，当容器(3)中已脱气的未蒸馏的水的水位降至一预定的下水位高度时，该装置(20)被致动而从容器排出残余的已脱气的未蒸馏的水。

2.按照权利要求1的水净化器，其特征在于所述的容放天然水的容器(3)还设有一个上水位传感器(4)，当天然水达到所述的容器(3)中的上水位时，所述的上水位传感器(4)致动所述的循环装置(13，5)使天然水循环通过所述的脱气装置(7)并致动一个天然水加热装置(9)，还设有一下水位传感器(18)，当容器(3)中的水位高度达到下水位高度时，使出口装置(20)的开口打开，和还设有一个水温传感器(11)设成使得当天然水的温度达到预定值时，水温传感器(11)起作用使得到脱气装置(7)的循环停止，和开始已脱气的水到蒸馏装置(16)的循环对已脱气的水的蒸馏。

3.根据权利要求2的水净化器，其特征在于包括一个风扇(10)，其吸气侧与脱气装置(7)连接，用于通过抽吸除去脱气的产物，而其压力侧与出口装置(20)连接。

4.根据权利要求2的水净化器，其特征在于所述的水温传感器(11)连接一处理器(12)，用于当水的温度与预定的温度偏离一给定的值时中断薄膜蒸馏的进行，并在重新启动薄膜蒸馏过程之前对剩余的水进行脱气和加热。

5.根据权利要求4的水净化器，其特征在于所述的处理器(12)在水温传感器(11)测出水的温度偏离值达到上述预定温度的至多3％时中断薄膜蒸馏过程。

6.根据权利要求1的水净化器，其特征在于所述的净化水收集容器(17)包括两个可移动的净化水收集容器(17)，其中各所述的容器用于当容器(3)中所盛的天然水达到所述上水位时接收蒸馏水体积的大约一半。

Images