阅读说明：本技术 具有离心系统和摩擦加热器系统的水净化系统 (Water purification system with centrifugal system and friction heater system ) 是由 M·戴奥斯 于 2018-11-20 设计创作，主要内容包括：一种具有离心系统和摩擦加热系统的水净化系统由离心单元、空化单元、冷却冷凝器、垂直轴和皮托管组成。所述离心单元和所述空化单元沿着所述垂直轴安装,使得所述垂直轴的旋转移动被传递到所述离心单元和所述空化单元上。非饮用水被引导至所述离心单元以分离重固体。来自所述离心单元的成分较稀少的水经由所述皮托管传递至所述空化单元。所述空化单元使用摩擦来产生一定体积的成分较稀少的水的相变,接着将其引导至所述冷却冷凝器以产生饮用水。(A water purification system with a centrifugal system and a friction heating system is comprised of a centrifugal unit, a cavitation unit, a cooling condenser, a vertical shaft, and a pitot tube. The centrifugal unit and the cavitation unit are mounted along the vertical axis such that rotational movement of the vertical axis is transferred to the centrifugal unit and the cavitation unit. Non-potable water is directed to the centrifugal unit to separate heavy solids. The less composed water from the centrifugal unit passes to the cavitation unit via the pitot tube. The cavitation unit uses friction to create a phase change of a volume of less-composed water, which is then directed to the cooling condenser to create potable water.)

具有离心系统和摩擦加热器系统的水净化系统

本申请要求2017年3月16日提交的第62/472,246号美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本发明大体上涉及一种旋转水净化系统，所述旋转水净化系统利用离心系统和由相互垂直轴驱动的空化摩擦加热器。

发明背景

当前的水净化构件通常需要与通过电阻线圈驱动的加热元件耦接的一次性过滤器和隔膜，所述电阻线圈尤其在与所涉及的流体接触时可能会发生故障。

安装成本和维护大多数现有水净化系统的成本对用户来说是一个显著的缺点。在安装时，大多数现有水净化系统消耗大量的能量，并且以比优选速率慢的速率净化水。因此，对用户的整体益处是有限的。本发明的目的是介绍一种解决上述问题的水净化系统。

本发明旨在通过利用水泵馈送的旋转离心系统来产生无固体污染物的水来缓解现有水净化系统的低效率，其中离心的固体污染物保持在离心机的内部圆柱形壁上，并且皮托管利用虹吸将无污染物的水向下抽入摩擦加热器中，所述摩擦加热器在离心机下方并且以赋予轴的相同旋转扭矩操作。所述摩擦加热器使用摩擦空化来在水中产生相变，从而得到进一步净化流体的水蒸气或蒸气，并且在水完全空化期间或之前，设备将利用虹吸将水蒸气抽入冷却盘管中，以加速自然冷凝并且将现在可饮用的水存放到适当的外来容器中。

具体实施方式

附图的所有图示都是为了描述本发明的选定版本，而不是意欲限制本发明的范围。

本发明是一种水净化系统，所述水净化系统利用离心系统以及空化摩擦加热器。通过利用本发明，借助于离心机构和动态加热器清洁非饮用水，并且将其转化为净化水。本发明中所用的工艺消除了使用过滤器或其它隔膜将非饮用水转化为饮用水的需要。

如图1和图2中所见，本发明包括离心单元1、空化单元6、冷却冷凝器17、垂直轴18和皮托管19。离心单元1用于在水净化过程的初始阶段从水样品中去除重固体。当从水样品中去除重固体时，皮托管19将清水样品转移到空化单元6，所述空化单元接着利用由摩擦产生的热来在清水样品中产生相变。用于从水样品中分离重固体的旋转移动和导致产生热的旋转移动是经由垂直轴18的旋转移动而引发。为此，离心单元1和空化单元6安装到垂直轴18上。优选地，垂直轴18由不锈钢制成，并且由垂直轴发动机或马达提供动力。

在本发明的优选实施方案中，离心单元1定位于空化单元6的顶部，如图2所示。此外，离心单元1经由皮托管19与空化单元6流体连通。当在空化单元6处发生相变时，所得水蒸气传递到冷却冷凝器17。为此，空化单元6与冷却冷凝器17流体连通，使得冷却冷凝器17可以使用水蒸气作为输入来释放净化水作为输出。

如图3到5所示，离心单元1包括离心机转子2、离心机室3、圆形开口4和排放口5。圆形开口4在中心穿入离心机室3中并且提供来自水源的水样品的入口。离心机转子2在中心定位，并且可旋转地安装在离心机室3内。离心机转子2提供旋转移动，所述旋转移动用于将重固体从自水源接收的水样品中分离。本发明还包括填充管28，所述填充管将水从水源输送到离心单元1。优选地，填充管28从圆形开口4延伸出，并且与水源流体连通。水源可以是但不限于溪流、湖泊或河流。如前所述，离心机转子2的旋转移动由垂直轴18控制。为此，离心机转子2可旋转地安装到垂直轴18上，使得可以经由垂直轴18的整体旋转移动来调整离心机转子2的整体旋转移动。离心机转子2的定位确保来自水样品的重固体通过离心机室3容纳在离心单元1内。明确地说，当离心机转子2处于运动中时，重固体被推向离心机室3的内侧壁。同时，一定体积的较少污染的水积聚在离心单元1的中心。与离心机转子2流体连通并且穿入离心机室3中的排放口5确保离心单元1内的水位稳定。

皮托管19用于将一定体积较少污染的水传递到空化单元6。如图5所示，为此，皮托管19包括第一端20、管体21和第二端22。管体21从第一端20延伸至第二端22，并且确定皮托管19的总长度。在本发明的不同实施方案中，皮托管19的长度可以变化。为了从离心单元1的中心抽取水，皮托管19的第一端20在周向上定位在圆形开口4中。当水被抽出时，管体21承载一定体积较少污染的水，其接着经由皮托管19的第二端22释放到空化单元6中。

空化单元6利用摩擦产生的热产生水蒸气。优选地，空化单元6的温度将升高到216华氏度或更高的温度。如图5和6中所见，空化单元6包括保持室7、第一加热器板8、中间加热器板9、最末加热器板10和盖板14。保持室7和盖板14用于封闭第一加热器板8、中间加热器板9和最末加热器板10。第一加热器板8和最末加热器板10是相同的。当考虑空化单元6的布置时，保持室7、第一加热器板8、中间加热器板9、最末加热器板10与盖板14彼此同心地对准。中间加热器板9在第一加热器板8与最末加热器板10之间可旋转地安装到垂直轴18上。为了在第一加热器板8与中间加热器板9之间产生摩擦，第一加热器板8连接到保持室7的内侧壁29。类似地，为了在中间加热器板9与最末加热器板10之间产生摩擦，最末加热器板10连接至保持室7的与第一加热器板8相对的内侧壁29。为了在中间加热器板9中产生旋转移动，垂直轴18轴向地穿过保持室7、第一加热器板8、中间加热器板9、最末加热器板10和盖板14。中间加热器板9的定位在第一加热器板8与中间加热器板9之间产生第一收纳区域。此外，在中间加热器板9与最末加热器板10之间产生第二收纳区域。皮托管19的第二端22收纳在最末加热器板10与中间加热器板9之间的第二收纳区域处。

如图4和图6所示，第一加热器板8、中间加热器板9和最末加热器板10还包括用于完成相变的多个隆脊15和多个开口16。更具体地说，多个隆脊15有助于在第一加热器板8与中间加热器板9和最末加热器板10之间产生摩擦，从而产生相变所需的热。另一方面，穿过第一加热器板8、中间加热器板9和最末加热器板10的多个开口16用作由相变引起的水蒸气的出口。

如图5所示，为了产生导致相变的必要摩擦，第一加热器板8、中间加热器板9和最末加热器板10各自包括顶表面11、板体12和底表面13。板体12从顶表面11延伸至底表面13，并且确定第一加热器板8、中间加热器板9或最末加热器板10的总厚度。第一加热器板8的多个隆脊15沿着第一加热器板8的底表面13在周向上等距地分布。类似地，第二加热器板10的多个隆脊15沿着最末加热器板10的顶表面11在周向上等距地分布。对应于第一加热器板8和最末加热器板10的多个隆脊15，中间加热器板9的多个隆脊15也沿着中间加热器板9的顶表面11和底表面13在周向上等距地分布。

皮托管19的第二端22定位成使得第二端22在最末加热器板10与中间加热器板9之间释放一定体积较少污染的水。中间加热器板9相对于静止的最末加热器板10的旋转在中间加热器板9与最末加热器板10之间产生摩擦。所述摩擦导致在中间加热器板9与最末加热器板10之间截留的一定体积较少污染的水的温度升高。随着温度升高，受热的水与水蒸气的混合物被推向第一加热器板8与中间加热器板9之间的第一收纳区域。由于中间加热器板9相对于静止的第一加热器板8旋转，产生热，从而产生一定量的水蒸气。为了维持空化单元6内的水流，本发明还包括均衡器管24，所述均衡器管从空化单元6延伸至离心单元1。如图5中所见，均衡器管24包括第一端25、管体26和第二端27，其中管体26从第一端25延伸至第二端27。为了通过从空化单元6中提取水来维持循环，均衡器管24的第一端25穿入与最末加热器板10邻近的盖板14中。另一方面，均衡器管24的第二端27位于圆形开口4附近，使得水释放回到离心单元1中。

在本发明内，最终用于产生净化水的水蒸气的体积经由多个开口16而升高。为了利用在空化单元6处产生的水蒸气，本发明还包括蒸气排出口23，其将水蒸气引导到冷却冷凝器17中。优选地，蒸气排出口23将穿入保持室7中。然而，只要整体功能保持相同，蒸气排出口23可以在本发明的其它实施方案中不同地定位。通常，蒸气排出口23确保空化单元6与冷却冷凝器17彼此气体连通。冷却冷凝器17接收水蒸气作为输入，执行冷却过程，并且输出净化水。

尽管已经结合其优选实施方案说明了本发明，但应理解，在不脱离如所主张的本发明的精神和范围的情况下，可以进行许多其它可能的修改和变化。