專利名稱：多用途隔熱的飲用水生產(chǎn)設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及這樣一種改進(jìn)的設(shè)備，其用于將大氣中的水蒸氣或者汽化為空 氣的不可飲用的水的水蒸氣轉(zhuǎn)化為飲用水，尤其用于通過在溫度保持于或低于 給定環(huán)境條件露點(diǎn)的 一個(gè)或多個(gè)表面上形成冷凝的水蒸氣而獲得飲用質(zhì)量的 水。
背景技術(shù)：
水蒸汽在其上冷凝的表面通過在封閉的流體路徑中循環(huán)制冷劑介質(zhì)的裝 置保持在低于露點(diǎn)的溫度。所述裝置包括制冷劑蒸發(fā)設(shè)備(從而提供通過氣流 的制冷)和制冷劑冷凝設(shè)備。制冷劑冷凝設(shè)備用于在適當(dāng)區(qū)域提供熱量至所述 氣流，從而提高空氣攜帶水蒸氣的能力(即增加濕度)。
發(fā)明人為Poindexter的5, 301， 516號(hào)美國(guó)專利和發(fā)明人為Reidy的5, 106， 512號(hào)、5， 149,446號(hào)美國(guó)專利各公開了一種飲用水收集裝置，其包括用于將 冷卻盤管保持在低于露點(diǎn)溫度的致冷裝置，以形成冷凝水。其它現(xiàn)有技術(shù)包括 發(fā)明人為L(zhǎng)e Bleu和Forsbergr的5, 669, 221號(hào)美國(guó)專利，其中收集的水或者 市政的水被重復(fù)地簡(jiǎn)單過濾，直到達(dá)到所要的飲用質(zhì)量。其它的將水蒸氣轉(zhuǎn)化 為液體飲用水的例子存在于公用領(lǐng)域的發(fā)明人為Merritt的6, 343, 479號(hào)美國(guó) 專利中，并且已公開的發(fā)明人為Merritt的20050262854號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)(現(xiàn) 在為7， 121, 101號(hào)美國(guó)專利)也公開了由空氣得到水的有利技術(shù)。
其它的許多上述現(xiàn)有技術(shù)限制在進(jìn)行空氣到水的轉(zhuǎn)換的范圍，從而表現(xiàn)出 不合符需要的缺點(diǎn)。典型地，現(xiàn)有技術(shù)表現(xiàn)出缺乏這樣的能力即，在保持于 低于露點(diǎn)溫度的表面附近把數(shù)量與大氣中實(shí)際存在的水蒸氣總量接近的水蒸 氣有效地轉(zhuǎn)換成水。本文公開的新型水生產(chǎn)系統(tǒng)和方法還能夠執(zhí)行多種功能， 如水的凈化、脫鹽和蒸餾，以及將潮濕的空氣轉(zhuǎn)換為水的作業(yè)。與用于執(zhí)行這些功能的傳統(tǒng)技術(shù)相比，本文公開的系統(tǒng)和方法提供的多種功能顯著提高效 率，因而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，并為解決現(xiàn)存的世界性水質(zhì)量問題提供了 歷經(jīng)探索后才獲得的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種為飲用目的而從大氣中冷凝和收集水的新 穎裝置和方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種對(duì)還不適于人飲用的水進(jìn)行 凈化從而提供安全的水供飲用的裝置。本發(fā)明的還一個(gè)目的是，提供一種在較 低的環(huán)境溫度下蒸餾普通水、從而顯著地降低正常地完成該任務(wù)的能量消耗的 裝置和方法。這些和其它的目的是利用復(fù)雜的制冷技術(shù)完成的，包括例如多個(gè) 蒸發(fā)器、絕熱冷卻技術(shù)、重新加熱以及新型解凍機(jī)構(gòu)，所有這些工作都在管道 的空氣通道內(nèi)完成。這些技術(shù)使得該設(shè)備能夠捕獲較大量的水，達(dá)到在各種條 件和情況下每單元體積空氣內(nèi)的可能的最大量的水分。根據(jù)是否將該設(shè)備作為 簡(jiǎn)單的空氣到水的轉(zhuǎn)換裝置、水蒸鎦裝置或者脫鹽裝置的決定，可按照本發(fā)明 的某些方面啟動(dòng)與各單獨(dú)的操作相關(guān)的控制。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，用于對(duì)水進(jìn)行低溫蒸餾的方法和裝置如下。風(fēng)扇 使得空氣通過形成為連續(xù)循環(huán)路徑的空氣通道管?？諝夤芑蛘咄ǖ纼?yōu)選地與外 界環(huán)境溫度條件隔絕。水^L以細(xì)霧的形式導(dǎo)入循環(huán)空氣，這具有稱為絕熱冷卻 的立即效果。在該實(shí)施例中，絕熱過程是蒸發(fā)冷卻。隨著水蒸氣被吸入空氣， 能量由可感熱轉(zhuǎn)化蒸發(fā)的潛伏熱。相應(yīng)地，空氣的溫度下降，它的絕對(duì)濕度上 升，然而總體的內(nèi)能保持不變。然后裝滿水蒸氣的空氣被風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)，并通過保 持于低于露點(diǎn)溫度的所述第 一氣流制冷元件的至少 一個(gè)表面。第 一制冷元件使 得空氣中的水蒸氣中的一部分轉(zhuǎn)化為液體水。當(dāng)空氣通過第一制冷元件時(shí)，#皮 冷卻至達(dá)到百分之百的相對(duì)濕度。然后空氣流通過第二氣流制冷元件，所述第 二制冷元件在所述水的凝固點(diǎn)的溫度或者低于所述水的凝固點(diǎn)的溫度下工作， 因此空氣流中很大比例的殘留水在第二制冷元件上被捕獲。當(dāng)空氣流通過第二 制冷元件后，又為百分之百的相對(duì)濕度，然而溫度卻低得多。然后空氣流通過 空氣流加熱元件，在該處空氣的溫度急劇上升，同時(shí)導(dǎo)致相對(duì)濕度顯著下降。 優(yōu)選地空氣又通過隔熱的管道空氣通道回到風(fēng)扇后面的區(qū)域，風(fēng)扇又使得空氣 再次循環(huán)。在空氣流以例如逆時(shí)針方向在封閉的通道內(nèi)通過的同時(shí)，制冷劑以相反的方向通過相應(yīng)的制冷元件的回路，并在各個(gè)元件上控制和制冷劑相關(guān)的 操作條件，以達(dá)到理想的溫度和壓力條件。
與用于完成該任務(wù)的傳統(tǒng)技術(shù)相比，這種隔熱冷卻、第一制冷元件和第二 制冷元件以及空氣重新加熱的布置^f吏得能捕獲可能的最大量的水。并且，大大 減少了完成該任務(wù)所使用的能量，因而效率更高。可在管子的通道內(nèi)設(shè)置可調(diào) 節(jié)的節(jié)氣閘，以控制空氣進(jìn)入所述封閉循環(huán)和從所述封閉循環(huán)排出。空氣進(jìn)入 所述封閉循環(huán)和從所述封閉循環(huán)排出由設(shè)備的具體功能、周圍條件(如溫度和 相對(duì)濕度)以及制冷劑循環(huán)機(jī)構(gòu)內(nèi)的壓力決定。制冷劑循環(huán)才幾構(gòu)內(nèi)的壓力控制 冷卻和加熱裝置的溫度。在上述操作中，節(jié)氣閘通常是關(guān)閉的，從而將空氣環(huán) 路與外界環(huán)境條件隔離。在冷卻的表面形成的水被收集，并經(jīng)過殺菌燈(例如 紫外線輻射燈)，或者向收集的水中注入臭氧，以消滅細(xì)菌或者其它有害污染 物。這些水還被活性碳或者其它適合的介質(zhì)過濾，以生產(chǎn)可飲用的水。
由較透明的塑料模制而成的具有特定輪廓的冷凝物收集碟和主要的水儲(chǔ) 存容器的一體結(jié)合，尤其適用于儲(chǔ)存飲用水，并且其還與主要的空氣冷卻裝置 中的第 一或主要的蒸發(fā)器相關(guān)聯(lián)。
輔助的水儲(chǔ)存裝置，包括由與主要的空氣冷卻裝置相同的壓縮機(jī)供應(yīng)制冷 劑的輔助冷卻(蒸發(fā))盤管，用來使得收集于主要容器中的至少一部分水被進(jìn) 一步冷卻，以供人飲用；同時(shí)，在壓縮機(jī)進(jìn)口側(cè)的氣體溫度被降低，壓縮機(jī)上 的負(fù)載被減小，從而通過將在回到單個(gè)壓縮機(jī)之前的、由輔助蒸發(fā)器盤管還原 的制冷劑和由主蒸發(fā)器盤管還原的制冷劑結(jié)合，而改善壓縮機(jī)的操作。
下面將參照附圖進(jìn)一步描述本文描述的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)創(chuàng)性的特征的前述 方面和其它方面。


圖1是由空氣至水的還原系統(tǒng)的一種實(shí)施例的示意圖，其示出了各工作元
件及其相對(duì)位置；
圖2是水的標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)算圖，其中由字母標(biāo)出了狀態(tài)點(diǎn)，其示出了與圖1 所示系統(tǒng)的詳細(xì)描述有關(guān)的選定信息；
圖3是系統(tǒng)實(shí)施例中尤其與控制第一和第二冷卻部件的溫度的元件相關(guān) 的部分的示意圖；圖4是系統(tǒng)的另 一 種實(shí)施例的示意圖，其示出了空氣冷卻的非過熱元件；
圖5是在某些方面與2002年2月5日授權(quán)公告的、發(fā)明人為Merritt的6, 343， 479號(hào)美國(guó)專利描述的系統(tǒng)類似的系統(tǒng)，其還采用了該發(fā)明的某些特征；
圖6是由一體的、等高化的冷凝物收集碟或者盤與尤其適用于本文描述的 系統(tǒng)的主要貯水池或儲(chǔ)存容器構(gòu)成的改進(jìn)的集成結(jié)合體的立體圖7是盤和貯水池的結(jié)合體的俯視圖，其示出了盤。
圖8是盤和貯水池的結(jié)合體的仰視圖9是按照本發(fā)明的某些方面的與水的收集、還有冷卻和分配相關(guān)的優(yōu)選 的管道裝置的一部分的示意圖，其帶有局部剖視；
圖9A是按照本發(fā)明的某些方面的與水的收集、還有冷卻和分配相關(guān)的另 一種的管道裝置的一部分的示意圖，其帶有局部剖視；
圖IO是用于圖9A所示系統(tǒng)的特定管道構(gòu)件零件的清單；
圖11是按照本發(fā)明的某些方面的水冷卻和還原系統(tǒng)的改進(jìn)方案；
圖12是按照?qǐng)D6-8、 9和圖11的系統(tǒng)的局部前視圖12A是按照?qǐng)D6-8、 9A、圖IO和圖11修改方案的系統(tǒng)的局部前視圖13是圖12所示系統(tǒng)的俯視圖14是與本文描述的系統(tǒng)的主要蒸發(fā)器盤管一起使用的絕熱墊的立體
圖15a、 15b和15c是圖14所示的絕熱墊的俯視圖、仰視圖和剖視圖(后
者沿線A-A剖視而得)；
圖16是按照本發(fā)明的系統(tǒng)的整體視圖，其具有第一管道裝置；
圖17是按照本發(fā)明的第二系統(tǒng)的整體視圖，其具有第二管道裝置。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，空氣-水還原系統(tǒng)的主要元件優(yōu)選地定位于完全封閉的循環(huán)空氣 通道管ll內(nèi)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，管道11與周圍大氣環(huán)境隔絕。包括水蒸氣 (濕度)或者注入有濕氣(見下面所述)的連續(xù)空氣流在運(yùn)動(dòng)裝置12例如由 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇的作用下，在封閉的循環(huán)空氣通道管11中以如圖中所示的 逆時(shí)針方向循環(huán)。序列制冷元件14、 15、 16從風(fēng)扇12起往下游方向以上升的 數(shù)字次序定位于導(dǎo)管11內(nèi)。這些制冷元件包括第一空氣流制冷元件14 (如具有外表面的第一制冷劑蒸發(fā)器)、第二空氣流制冷元件15 (如具有外表面的第 二制冷劑蒸發(fā)器)以及空氣流加熱元件16 (在優(yōu)選實(shí)施例中，其為制冷系統(tǒng)
的冷凝器)。制冷系統(tǒng)分別還包括壓縮機(jī)20、第一調(diào)節(jié)裝置21、第二調(diào)節(jié)裝置 41、第三調(diào)節(jié)裝置22。制冷劑由壓縮機(jī)20供應(yīng)至上述多個(gè)加熱、冷卻和控制 元件。制冷劑介質(zhì)的狀態(tài)被可控制地改變，以便沿所述循環(huán)提供需要的溫度/ 壓力參數(shù)。設(shè)置吸入壓力調(diào)節(jié)器23,其與調(diào)節(jié)裝置22協(xié)同工作，以使得第一 制冷元件14在選定的壓力下工作。該選定的壓力對(duì)應(yīng)于低于通過制冷元件14 的表面被推進(jìn)的空氣的露點(diǎn)的溫度。通過制冷元件14的表面推進(jìn)的空氣中的 水蒸氣的至少一部分冷凝成液體，從而使得通過的空氣冷卻(溫度下降)而濕 度增加到100%。冷凝的液體水收集于盤24中，并被輸送至儲(chǔ)存容器25。通 過控制第一調(diào)節(jié)裝置21，使得第二制冷元件15在對(duì)應(yīng)于低于由第一制冷元件 14排出的空氣的露點(diǎn)的溫度的壓力工作。優(yōu)選地，第二制冷元件15在水的凝 固點(diǎn)的溫度下或低于水的凝固點(diǎn)的溫度下工作，從而使得空氣中殘留的水(水 蒸氣)基本全部或者大百分比地在第二制冷元件15處被捕獲(capture )。
參見圖3，調(diào)節(jié)裝置21、 41以及調(diào)節(jié)裝置22被示出為毛細(xì)管。控制這類 調(diào)節(jié)裝置包括確定管子長(zhǎng)度與管子直徑的正確比例。采用這種尺寸技術(shù)，可達(dá) 到極精確的壓力和溫度關(guān)系。也可采用其它的調(diào)節(jié)裝置代替。第二制冷元件 15的優(yōu)選操作溫度是低于水的凝固點(diǎn)的溫度。事實(shí)上，對(duì)第二制冷元件15而 言，不需要將溫度降至華氏O。。應(yīng)當(dāng)理解，第一制冷元件14和第二制冷元件 15可結(jié)合于單個(gè)物理結(jié)構(gòu)中，從而構(gòu)成多個(gè)溫度制冷蒸發(fā)元件，并減少零件 的數(shù)量。節(jié)氣閘(damper) 18優(yōu)選地定位于加熱元件16和風(fēng)扇12之間。當(dāng) 節(jié)氣閘18打開時(shí)，其構(gòu)成進(jìn)口 30和出口 31。在該設(shè)備執(zhí)行某些任務(wù)時(shí)(如 簡(jiǎn)單的大氣至水的轉(zhuǎn)換)，進(jìn)口 30和出口 31是有用的。
現(xiàn)參見圖l和2，下面描述按照本發(fā)明一個(gè)方面的操作參數(shù)和條件的具體 例子。如圖2中所示，在狀態(tài)點(diǎn)A,流入第一制冷元件14上游的管子11內(nèi)的 空氣的干球溫度計(jì)溫度是80。F且相對(duì)濕度(RH)為60%時(shí)、每磅干燥空氣將 有0.0132磅的水。同樣采用圖2，可以確定，13.9立方英尺的空氣相當(dāng)于一磅 空氣。通過每分鐘使三百立方英尺(CFM)的空氣在空氣通道管11中循環(huán)， 使得每分鐘有21.5磅的空氣移動(dòng)通過第一制冷元件14的表面。包含于該數(shù)量的空氣中的水蒸氣的量是每分鐘0.0132x21.5=0.28磅或者接近1/3磅，這些水 蒸氣將通過第一制冷元件14。這種狀態(tài)下的露點(diǎn)是64.9。F。通過調(diào)節(jié)吸入壓 力調(diào)節(jié)器23，在第一制冷元件14中的循環(huán)的制冷劑^皮設(shè)置為比如在40。F工 作。因此可以實(shí)際地預(yù)期會(huì)導(dǎo)致溫度降低25度，而當(dāng)空氣通過第一制冷元件 14時(shí),會(huì)被冷卻至例如55。F的溫度。
在這些空氣中的每分鐘0.28磅的水蒸氣中的至少一部分將冷凝成第一制 冷元件14表面上的液體水。這部分水可通過從進(jìn)入管子11中的水的量(前面 已經(jīng)計(jì)算了，為0.0132磅/磅空氣)中減去而算出。在空氣被冷卻至如所述空 氣離開蒸發(fā)器14時(shí)是飽和的或者相對(duì)濕度為99.9%的狀態(tài)點(diǎn)B處所示的溫度 下時(shí)還含的水量為0.0132磅/磅空氣。該計(jì)算結(jié)果表明只有0.004磅水量/磅空 氣被捕獲，將該數(shù)字乘以每分鐘21.5磅的空氣意味著在每分鐘可用的水0.28 磅中每分鐘僅有0.086磅的水被捕獲。這些飽和的空氣從露點(diǎn)溫度為55°F的 狀態(tài)點(diǎn)B,被繼續(xù)推進(jìn)至通過第二制冷元件15的表面，第二制冷元件15被控 制為在0。F (低于水的凝固點(diǎn))下工作。隨著裝滿濕氣的空氣接觸，濕氣在第 二制冷元件15的表面冷凍，而空氣被冷卻至20°F 。這由圖2的濕度計(jì)算圖 表中的狀態(tài)點(diǎn)C表示，從中可以看出在該點(diǎn)每磅空氣中水的量?jī)H僅是0.0021 磅。與前述計(jì)算結(jié)果相似的新計(jì)算結(jié)果表明被捕獲的水的量是0.011磅/磅空 氣，接近第一制冷元件14上游的空氣所含水量的全部。隨著第二制冷元件15 開始積累冰塊，從而限制了空氣通過封閉的環(huán)路11的流動(dòng)，降低了吸入線路 23的溫度。該溫度的降低將被溫度檢測(cè)開關(guān)40檢測(cè)到，溫度檢測(cè)開關(guān)40閉 合并給閥19通電然后閥19打開而允許液體制冷劑通過(平行連接的)第二調(diào) 節(jié)裝置41。該連接具有增加第二制冷元件15內(nèi)的壓力的立即效果。因此，出 現(xiàn)溫度的立即增加，而位于第二制冷元件15上的冰開始融化。這種解凍的方 法優(yōu)于制冷領(lǐng)域中公知的熱氣解凍法，因?yàn)樗酶俚囊苿?dòng)零件，并保證制 冷元件的表面溫度總是保持在低于進(jìn)入的飽和空氣的55°F的露點(diǎn)。隨著冰的 融化，第二制冷元件15的溫度開始接近第一制冷元件14的溫度。這時(shí)，檢測(cè) 到溫度升高的溫度檢測(cè)開關(guān)40打開，從而給闊19斷電。制冷劑再次僅僅允許 在調(diào)節(jié)裝置21流動(dòng)通過，實(shí)質(zhì)上降低了第二制冷元件15的溫度。由熔化的冰 所產(chǎn)生的水收集于排水盤24中，并被導(dǎo)向于儲(chǔ)存容器25中。冷卻的空氣通過管子11連續(xù)流動(dòng)，并被導(dǎo)向穿過加熱元件16的表面，在該表面空氣的溫度升
高到90。F。當(dāng)節(jié)氣閘18為特定任務(wù)完全打開時(shí)，該空氣在口31排出，從而 阻止加熱的空氣通過管子11返回到空氣運(yùn)動(dòng)裝置12。
參見圖1和3，其描繪了另一種在低溫下蒸餾水的技術(shù)。在該操作中，節(jié) 氣閘18被完全關(guān)閉，從而構(gòu)成一個(gè)完全封閉的空氣環(huán)路11。 f逸著風(fēng)扇12驅(qū) 使空氣沿整個(gè)所述閉合空氣通道移動(dòng)，水以細(xì)煙或霧的形式通過空氣導(dǎo)入裝置 13(例如，噴霧嘴等)被導(dǎo)入空氣流。該水不需要自然可^t用，其可為不好喝 的水或者鹽水。可更換的微粒過濾器13a保證沒有外界物質(zhì)進(jìn)入引導(dǎo)裝置13。 當(dāng)該水被以細(xì)霧的形式導(dǎo)入循環(huán)空氣時(shí)，有一個(gè)立即效果，稱為絕熱冷卻。術(shù) 語絕熱是指狀態(tài)的改變而沒有熱量的損失或增加。在本實(shí)施例中，絕熱過程是 指蒸發(fā)冷卻。當(dāng)空氣通過水表面時(shí)，可發(fā)生蒸發(fā)冷卻。即使當(dāng)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于沸 點(diǎn)時(shí)，位于表面的水分子也會(huì)從通過的空氣中吸收足夠的能量，以變相為氣體， 并變?yōu)樗魵?。隨著水蒸氣被吸入空氣，能量被從可^r測(cè)到的熱量轉(zhuǎn)換為蒸發(fā) 潛伏的熱量。因此，空氣的溫度下降，而它的絕對(duì)濕度上升，同時(shí)整體的熱量 保持不變。因此，當(dāng)噴水與空氣流接觸時(shí)，發(fā)生絕熱冷卻。空氣流的溫度下降， 而絕對(duì)濕度上升。水截送裝置17定位于水引導(dǎo)裝置13和第一制冷元件14之 間，其確保沒有水滴超過該點(diǎn)。如果氣流在與水接觸之前，其溫度為90。F, 則溫度降低20度也是很正常的。因此，氣流的新的狀態(tài)是70。F、并且接近完 全飽和。這意味著該狀態(tài)的露點(diǎn)是70。。如在之前的實(shí)施例中一樣，也會(huì)發(fā)生 相同的現(xiàn)象。即，裝滿水蒸氣的空氣由風(fēng)扇12驅(qū)動(dòng)，并通過維持在低于露點(diǎn) 的溫度的第一制冷元件14的至少一個(gè)表面。第一制冷元件14使得空氣中水蒸 氣的一部分轉(zhuǎn)換為液體水。當(dāng)空氣通過第一制冷元件14時(shí)，空氣被冷卻至達(dá) 到百分之百的相對(duì)濕度。這是空氣通過制冷劑蒸發(fā)器后的通常狀態(tài)。此時(shí)，空 氣中包含未被第一制冷元件14捕獲的所有濕氣。然后空氣流通過第二制冷元 件15的表面。第二制冷元件15在低于水的凝固點(diǎn)的溫度下工作，因而空氣流 中基本上所有的殘留水都被第二制冷元件15捕獲。隨著空氣流經(jīng)過所述第二 制冷元件15，其又為百分之百的相對(duì)濕度，然而溫度卻低得多。然后空氣流 過加熱元件16,在此空氣的溫度急劇升高，同時(shí)導(dǎo)致相對(duì)濕度的顯著下降。 然后空氣通過隔熱的封閉的管子空氣通道11返回到風(fēng)扇12,風(fēng)扇12使得空或?qū)胨牟襟E。與用于這種任務(wù)的傳統(tǒng)技術(shù) 相比，絕熱冷卻、第一制冷元件、第二制冷元件以及空氣再加熱的布置^f吏得捕 獲可能的最大量的水。并且，完成該任務(wù)所使用的能量顯著下降，從而在捕獲 大量水的同時(shí)，效率也更高。通過借助加熱元件16使離開第二制冷元件15
的空氣的溫度由20。F上升至90。F，從而產(chǎn)生相對(duì)濕度為7.5%、對(duì)水有很大的 吸附力的極為干燥的空氣的新的狀態(tài)。由于節(jié)氣閘18完全關(guān)閉，因而空氣繼 續(xù)循環(huán)，再次連續(xù)重復(fù)循環(huán)地執(zhí)行下述方法，直到收集到需要的量的水使空 氣潮濕、絕熱冷卻它、使絕熱冷卻的空氣流經(jīng)多個(gè)溫度蒸發(fā)器從而使其明顯地 干燥，然后提高空氣流的溫度，產(chǎn)生相對(duì)濕度非常低的空氣流。水儲(chǔ)存于容器 25中，并經(jīng)過過濾和消毒。在非常熱和千燥的氣候中，可將節(jié)氣閘調(diào)節(jié)為在 該操作過程中打開一定程度，從而使得制冷元件內(nèi)的狀態(tài)得到緩和。
參見圖4,其示出了本發(fā)明的另一種實(shí)施例。其中，示出了用于預(yù)冷卻或 減溫由壓縮機(jī)20供應(yīng)的制冷劑的裝置?？傮w而言，圖4中示出的裝置基本上 與圖l示出的相同，除了以下特征外由在封閉的空氣通道環(huán)11外部設(shè)置的 另一個(gè)風(fēng)扇20b供應(yīng)的空氣，被供應(yīng)穿過冷凝器部分20a,以提供空氣冷卻的 減溫器。該減溫器對(duì)循環(huán)的制冷劑產(chǎn)生與上述的3, 643, 479號(hào)美國(guó)專利所示出 的水冷減溫器類似的效果。
具體而言，在圖4中，蒸氣壓縮機(jī)20與冷卻減溫器20a流體連通。制冷 劑被使得從壓縮機(jī)20流出并流入減溫器20a。在減溫器20a中，由第二空氣運(yùn) 動(dòng)裝置(例如風(fēng)扇)20b供應(yīng)的空氣去除制冷劑的過熱。第二空氣運(yùn)動(dòng)裝置(例 如風(fēng)扇)20b位于封閉的空氣環(huán)11的外部。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選地采用速度可控 制的風(fēng)扇20b，以進(jìn)一步控制冷凝器16的溫度，從而更精確地控制空氣通道 管11內(nèi)的空氣的溫度。對(duì)風(fēng)扇20b開關(guān)時(shí)間的控制可類似地用于控制導(dǎo)管11 內(nèi)空氣的溫度。然后減溫的制冷劑流進(jìn)冷凝器16,在冷凝器16中剩余的熱量 由在封閉環(huán)11內(nèi)流動(dòng)的、通過冷凝器16的空氣移除。這使得制冷劑凈皮完全冷 凝為液體形式。如前所述，液體的制冷劑分別通過調(diào)節(jié)裝置41、 21、 22進(jìn)入 蒸發(fā)器15和14的被控制的溫度/壓力區(qū)域，以收集和移除由水插入裝置13供 應(yīng)的、在封閉環(huán)11內(nèi)的循環(huán)空氣中的水。
因此，可以看出圖4在很多方面與圖1類似，因而在兩個(gè)圖中采用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)記相同或類似的部分。
參見圖5,沒有采用圖4中的冷卻減溫器結(jié)構(gòu)20a、 20b,而采用前述的 6,343,479號(hào)美國(guó)專利示出的水冷減溫器2(V提供了類似的功能。6,343,479 號(hào)美國(guó)專利描述了用于減溫器的冷卻水的流動(dòng)和重新獲取(recovery),這些內(nèi) 容以引用方式并入本文。在圖5的結(jié)構(gòu)中，只示出了單個(gè)蒸發(fā)器元件14。然 而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，也正如前文所述的，事實(shí)上蒸發(fā)器元件14可為蒸發(fā)器元件 14和15、以及結(jié)合圖1描述的相關(guān)控制設(shè)備的組合。此外，在減溫器20a' 內(nèi)循環(huán)的冷卻劑水可通往水導(dǎo)入裝置13,以在封閉的循環(huán)11中提供期望的水 蒸氣。此外，所有的包括于圖4中的空氣冷卻的減溫器元件可結(jié)合至圖5的系 統(tǒng)中，比如通過把元件20a和20a'從壓縮機(jī)20開始串聯(lián)于制冷劑路徑中。 在這種方式中，根據(jù)需要的操作條件，可使減溫器中合適的一個(gè)工作，而另一 個(gè)不工作。
參見圖6-8，圖中示出了主要的貯水池或容器25，該容器由塑料材料如透 明的聚碳酸脂塑料模制為單一的結(jié)構(gòu)。貯水池25被形成為有助于水的收集和 將水保持為可飲用的狀態(tài)，以及有助于保養(yǎng)貯水池25自身和有助于貯水池25 和相關(guān)的水處理元件的裝配和拆卸。主要的貯水池25包括位于其頂面的一體 的冷凝物收集盤或碟24，冷凝物收集盤或碟24的尺寸適合于裝配在與水收集 系統(tǒng)中的蒸發(fā)器盤管(如冷凝元件14、 15或它們的等同物)鄰近的下面，正 如后面將更詳細(xì)地描述的。收集碟24具有直立的、圍繞成開口的收集空間的 邊緣26和從邊緣26沿各個(gè)方面向中心的水收集口 28傾斜的向下傾斜的底面 27。這種結(jié)構(gòu)使得收集于碟24中的冷凝水滴入由貯水池25下部的2/3圍成的 大體矩形盒狀的儲(chǔ)存空間內(nèi)(通常為6-8加侖)。碟24和收集口 28的尺寸適 于預(yù)期的冷凝物收集最大速率。沿著基本水平的局部凸臺(tái)或擱架29具有適于 連才妻的適當(dāng)?shù)目?2、 33、 34 (例如，水出口、再循環(huán)的水入口，或者下面將 會(huì)出現(xiàn)的臭氧氣體入口 )和水位傳感器裝置(參見下述)。凸臺(tái)或擱架29—體 成形于收集碟24鄰近且水平位置比收集碟24更低。擱架29.沿貯水池25的長(zhǎng) 度在前壁36和后壁之間延伸，如圖6所示。通過在整個(gè)系統(tǒng)的空氣入口進(jìn)行 傳統(tǒng)的空氣過濾，使得整體的空氣通道保持沒有微粒物質(zhì)，從而使得水收集口 28可保持打開。貯水池25的前壁36內(nèi)具有可關(guān)閉的通道開口 35，以允許必要時(shí)清潔貯 水池25的內(nèi)部和提供用于在貝±水池25內(nèi)安裝必要的裝置如水位傳感飄浮物或 者管道等(參見下述)的通道。選擇通道開口 35的位置和尺寸時(shí)參考貯水池 25和將安裝于貯水池25內(nèi)的裝置的尺寸，以使得其可裝配和拆卸。水密螺帽 閉合件74 (參見圖16和17 )與通道開口 35配合。由于聚碳酸酯塑料材料強(qiáng) 度高、易于制造和清潔及其與保持儲(chǔ)存水的飲用性相容，因此選擇其作為材料。
參見圖9，圖中示出了與消毒、處理和分配收集的水相關(guān)的一部分管道結(jié) 構(gòu)。已將貯水池25的一部分切除，以便于更好地理解部件的布置。除了主要 的貯水池25外，在圖9中，該系統(tǒng)還具有第一輔助的水貯存分配池37 (熱) 和第二輔助的水貯存分配池38 (冷)。收集于主要的貯水池25中的水通過固 定于貝i水池25中的水收集出口孔32內(nèi)的獲取水管78,依次供應(yīng)到管子61和 58,然后到達(dá)水泵43進(jìn)口端。水泵43的出口端60借助垂直設(shè)置的、無支撐、 防擺動(dòng)的導(dǎo)管環(huán)85與配件86連接。所述環(huán)設(shè)置成當(dāng)泵43啟動(dòng)時(shí)由突然的水 流導(dǎo)致的振動(dòng)波聽不見、也不會(huì)傳輸至該結(jié)構(gòu)而是由環(huán)85吸收。由泵43提供 的水借助適當(dāng)?shù)氖澄锛?jí)的管道和配件結(jié)構(gòu)結(jié)合至微粒過濾器(例如活性碳過濾 器)。優(yōu)選地該過濾器包括易更換的市售濾筒，例如可裝在該裝置頂部附近方 便地支撐的過濾基座42'中的濾筒。
收集的水在通過過濾組件42'后，可根據(jù)需要通過分路器("T，，)或?qū)?6 到達(dá)第一水貯存分配池3和第二水貯存分配池38。在方便的位置設(shè)有適當(dāng)?shù)?第一和第二分配噴嘴或龍頭44、 45，以供使用者從分配池37、 38中一個(gè)中取 水。分配池38 (如下面將描述的)具有額外的制冷元件，以提供較冷的水供 飲用，而分配池37被設(shè)置為通過適當(dāng)?shù)母郊釉?如加熱器，如果需要的話) 提供不同溫度的水(比如熱水)。
為了確保人們飲用還原的水的安全性，圖9所示的結(jié)構(gòu)具有 一種特別有利 的水處理裝置的結(jié)構(gòu)，其形成臭氧凈化系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)該目的，采用電暈放電類 的臭氧產(chǎn)生器75,如由班紐克(Beyok)公司生產(chǎn)的市售臭氧產(chǎn)生器Model FM 300S。臭氧產(chǎn)生器75位于該裝置內(nèi)可獲得周圍空氣的位置。正如從圖9至12 中所能看出的，適當(dāng)?shù)墓茏?6 (如不銹鋼管子)從臭氧產(chǎn)生器75連接至固定 到儲(chǔ)水池通道開口 33內(nèi)的配件77。相互隔開的第一多孔滲水的臭氧擴(kuò)散石81和第二多孔滲水的臭氧分配石82在貯水池25內(nèi)分別支撐于中空管狀支撐臂 83的各端。各管狀支撐臂83連接至向下延伸的供應(yīng)管84。供應(yīng)管84固定于 配件77上。元件77、 83、 84的組合向各擴(kuò)散石81、 82供應(yīng)臭氧。獲取水管 78具有設(shè)置于鄰近擴(kuò)散石81、 82中的一個(gè)的更低的開口端，以獲取臭氧水。 只要將泵43接通電源，以將收集的水從貯水池25中抽出至第一輔助貯水池 37和/或第二輔助貯水池38，則臭氧產(chǎn)生器75也被啟動(dòng)，臭氧產(chǎn)生器75將周 圍空氣形成臭氧。即，普通的氧氣分子(02 )被臭氧產(chǎn)生器75轉(zhuǎn)化為臭氧(03 )。 該臭氧通過管道76、配件77、供應(yīng)管84和管狀(空心)支撐臂83,到達(dá)擴(kuò) 散石81、 82中的每一個(gè)。通過這種方式，臭氧被引入獲取管線76,以對(duì)管線 進(jìn)行消毒，確保被分配的水是安全的。當(dāng)該系統(tǒng)不用于分配水時(shí)(例如晚上)， 臭氧產(chǎn)生器75也可周期性(每隔15分鐘)地被啟動(dòng)。通過這種方式，在任何 時(shí)候都能保證水的純凈。在臭氧被供應(yīng)時(shí)，貯水池25的水中各擴(kuò)散石81、 82 的附近出現(xiàn)臭氧的氣泡，并且在收集的水中連續(xù)地形成兩列上升的這種氣泡。 擴(kuò)散石81、 82間隔足夠的距離，以有助于注入的凈化臭氧基本上分散至貯水 池25的全部水中。通過將獲取水管78放置于與其中一個(gè)擴(kuò)散石鄰近，能保證 從貝i水池25中抽出的水被新產(chǎn)生的臭氧消毒。應(yīng)當(dāng)理解，可借助對(duì)本領(lǐng)域技 術(shù)人員而言公知的可用的可編程微控制器和合適的溫度、時(shí)間和濕度傳感器容 易地實(shí)現(xiàn)該裝置以上述方式的循環(huán)、以及這些參數(shù)的控制(如風(fēng)扇的速度和/ 或負(fù)載循環(huán))，以提高在不同的溫度和/或濕度條件下的冷凝物收集。在這方面， 參考上面圖2示出的這些參數(shù)以及它們之間的關(guān)系是有幫助的。
臭氧產(chǎn)生器75也可根據(jù)系統(tǒng)中其它的參數(shù)而被適當(dāng)?shù)卮蜷_或關(guān)掉。例，， 提供水位傳感器組件用于^r測(cè)貯水池25中兩個(gè)極端的水位。水位傳感器組件 包括高水位浮動(dòng)開關(guān)48和低水位浮動(dòng)開關(guān)49,其安裝于貯水池25的孔34內(nèi)， 并向下延伸至貯水池25內(nèi)。低水位浮動(dòng)開關(guān)49可連接至例如臭氧產(chǎn)生器75 的電源電路，以使得只有當(dāng)貯水池25內(nèi)的水位升到足以注入并吸收臭氧的高 度時(shí)，才打開臭氧產(chǎn)生器75。相應(yīng)地，高水位浮動(dòng)開關(guān)48可連接至制冷壓縮 機(jī)20、泵43 (以及其它設(shè)備)的電源電路，使得當(dāng)貯水池25內(nèi)的水位位于可 接受的上限時(shí)，停止生產(chǎn)水，從而防止溢出和資源的浪費(fèi)。
在圖9A示出的另一種水處理結(jié)構(gòu)中(其中類似的部分以與圖9相同的附圖標(biāo)記標(biāo)出)，在水出口線路61與至紫外燈39的進(jìn)口之間設(shè)置截止閥64。紫 外燈39代替臭氧產(chǎn)生器75,用于消滅循環(huán)的水中的細(xì)菌。由紫外燈裝置39 流出的水通過特殊的過濾器42以及在本裝置中的泵43。在泵43的輸出端和 第一貝i水池37及第二貝i水池38之間設(shè)置有分流器66。如圖所示地提供控制 電磁鐵46，以#4居水位情況和系統(tǒng)的要求，調(diào)節(jié)從第二貯水池38至主貯水池 25或者至冷水龍頭45的水流。
參見圖11、 12和12A,其中示出了冷水貯水池38的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。在圖11 中，箭頭指示了制冷劑從壓縮機(jī)20流出，通過冷凝旋管16,然后通過蒸發(fā)器 (空氣冷卻)盤管14，再回到壓縮機(jī)20的流動(dòng)方向。按照本發(fā)明的一個(gè)方面， 設(shè)置有呈毛細(xì)管或調(diào)節(jié)裝置50形式的第二平行的制冷劑分支線路，以將在冷 凝器16的輸出端可獲得的液體制冷劑的一部分轉(zhuǎn)移至與蒸發(fā)器盤管14并聯(lián)連 接的第二蒸發(fā)器盤管15'。在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，第二蒸發(fā)器盤管15'靠近冷水貯 水池38的周圍纏繞，從而使貯水池38內(nèi)積累的水冷卻至比室溫更低的溫度(例 如，在10。C一20。C之間或者適合人飲用的范圍內(nèi))。第二蒸發(fā)器盤管15'的 另 一個(gè)目的是提供更冷的返回輔助氣流至壓縮機(jī)20，從而使得壓縮機(jī)20在比 沒有第二蒸發(fā)器盤管15'時(shí)更低的溫度下工作。為實(shí)現(xiàn)該目的，由調(diào)節(jié)裝置 50供應(yīng)的液體制冷劑在第二蒸發(fā)器盤管15'的下端67(如圖11、 12、 12A所 示)進(jìn)入第二蒸發(fā)器盤管15',并且在通過第二蒸發(fā)器盤管15'時(shí)被轉(zhuǎn)化為蒸 氣，同時(shí)將貯水池38內(nèi)的水冷卻。在第二蒸發(fā)器盤管15'的上端，來自第二 蒸發(fā)器盤管15'的較冷的蒸氣與來自主蒸發(fā)器14的制冷劑吸收管線79內(nèi)的 較高能量的蒸氣結(jié)合。結(jié)合的蒸氣回到壓縮機(jī)20的吸入端80，從而使得壓縮 機(jī)20在較低的溫度下工作。通過這種方式，單個(gè)壓縮機(jī)20可用于既通過冷凝 而從經(jīng)過的空氣流中捕獲水，又使收集的水的至少一部分冷卻至仍然較低的溫 度(例如，在10。C一20。C之間或者適合人飲用的范圍內(nèi))。
應(yīng)當(dāng)注意，毛細(xì)管50 (參見圖12A)(較長(zhǎng)的小直徑管)在制冷系統(tǒng)中從 該裝置的上端部分內(nèi)的蒸發(fā)器盤管14連接至第二蒸發(fā)器盤管15'的下端67。 在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地毛細(xì)管50被固定成與包括第二蒸發(fā)器盤管15' 的管道表面為緊密的熱傳輸關(guān)系，以便第二蒸發(fā)器盤管15'的低溫使毛細(xì)管 50內(nèi)的制冷劑進(jìn)行預(yù)冷卻或者輔助冷卻。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這樣做是有利的通過例如將各圈相互焊接(參見圖12和圖12A)，而使蒸發(fā)器盤管15'的相鄰的 各個(gè)圈相互緊密熱接觸。通過這種方式，熱量被傳輸至蒸發(fā)器盤管15'的一 個(gè)接一個(gè)的各個(gè)圏內(nèi)的沸騰制冷劑，這樣使得在蒸發(fā)器盤管15'的整個(gè)長(zhǎng)度 上制冷劑更均勻地沸騰。參見圖13,其為圖12示出的裝置的通常結(jié)構(gòu)的俯視圖。正如制冷系統(tǒng)的 慣用結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)器盤管14包括彎曲的一排管道，該管道具有由大體U形的端 部和/或發(fā)夾狀物70連接在一起的大體平行的直線部分69。沿管道的直線部分 69部分具有多個(gè)鰭狀物71，以增加蒸發(fā)器管道14的有效面的面積。然而，盡 管發(fā)夾狀物/端部70是冷表面區(qū)域，冷表面區(qū)域的面積達(dá)到七或八個(gè)工作管道 的直線部分69的面積，但它們?cè)O(shè)置于空氣流的外部而不參與使得空氣還原成 水。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過將發(fā)夾狀物/端部70隔熱，蒸發(fā)器盤管14的其余部分可 提供比未將發(fā)夾狀物/端部70隔熱的系統(tǒng)更多的冷卻以及從空氣收集更多的 水。為實(shí)現(xiàn)該目的，如圖14和15a—15c所示的隔熱材料72的塊(例如，適 當(dāng)?shù)哪Ｖ扑芰先缇郾揭蚁┡菽芰?styrafoam)或其隔熱材料)具有適當(dāng)?shù)摹?根據(jù)蒸發(fā)器盤管14內(nèi)的發(fā)夾狀物/端部70的位置配置的模制槽73。隔熱塊72 是自支撐式的，其被放置于發(fā)夾狀物/端部70的上部，在該處這些端部從蒸發(fā) 器盤管14的大體矩形形狀開始延伸。圖中未示出隔熱塊72如何安裝，但如圖 所示，隔熱塊72具有平坦的外表面73,同時(shí)隔熱塊72還覆蓋該裝置內(nèi)的盤 管端部70,從而將它們與周圍的空氣相隔絕。參見圖16，其示出了部分地裝配的系統(tǒng)，該系統(tǒng)體現(xiàn)了一個(gè)或多個(gè)新特 征的不同方面。尤其是，示出了這樣一種空氣通道管11的幾何結(jié)構(gòu)具有大 體矩形橫截面的下部區(qū)域(進(jìn)口 )和大體圓柱形橫截面的上部區(qū)域(出口 )。參見圖17,其示出了第二種部分地裝配的系統(tǒng)，該系統(tǒng)體現(xiàn)了本發(fā)明的 不同方面。總體而言，圖16和圖17是類似的，但在圖17中，空氣通道管ir 的下端部分具有較小的、大體矩形的橫截面，而上部具有較大的矩形橫截面。 此外，圖16和17中還均示出了用于控制如上所述的工作順序的典型可編程微 控制器。其它合適的結(jié)構(gòu)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。將空氣轉(zhuǎn)換為水以及低溫水蒸餾和脫鹽的主要任務(wù)都被很好地包含于上 述獨(dú)創(chuàng)性的結(jié)合的能力中。因此，盡管本文利用多個(gè)特征和這些特征的結(jié)合示出和描述了本發(fā)明的一 個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可用本文具體示出和描述之外的其 它方式實(shí)施，并且在這些實(shí)施例中，可改變某些具體的結(jié)構(gòu)和零部件的布置而 沒有脫離本發(fā)明的原則。
權(quán)利要求
1.從空氣中提取飲用水的設(shè)備，包括空氣通道管；空氣運(yùn)動(dòng)裝置，設(shè)置于所述空氣通道管內(nèi)，用于收集周圍空氣并使所述空氣沿預(yù)定的方向通過所述空氣通道管循環(huán)，從而在所述空氣通道管內(nèi)形成空氣流；第一制冷元件，具有設(shè)于所述空氣通道管內(nèi)的表面區(qū)域，所述第一制冷元件在所述空氣流露點(diǎn)的溫度或者低于所述空氣流露點(diǎn)的溫度下工作，從而使得當(dāng)所述空氣流從所述第一制冷元件的所述表面上通過時(shí)，在所述第一制冷元件的所述表面區(qū)域上形成可收集的液體水；主要的水收集容器，其至少與所述第一制冷元件連接，以收集所述可收集的液體水；所述制冷元件和制冷劑壓縮機(jī)包含于封閉的回路制冷劑循環(huán)中，在該循環(huán)中，所述第一制冷元件是第一蒸發(fā)器，所述回路還包括所述制冷劑的冷凝器，并且還包括第二制冷元件，其包括第二蒸發(fā)器和第二水儲(chǔ)存容器，所述第二水儲(chǔ)存容器連接成用于接收來自所述主要的水收集容器中的水，所述第一制冷元件和所述第二制冷元件由所述壓縮機(jī)供應(yīng)制冷劑，以分別從空氣中收集液體水和進(jìn)一步冷卻所述收集的液體水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二制冷元件具有調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置連接于所述第一制冷元件 和所述第一加熱裝置之間，從而使離開所述第一加熱裝置上的制冷劑被蒸發(fā)， 以冷卻所述第二制冷元件，并且從而進(jìn)一步冷卻所述收集到的液體水至適合人 飲用的溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第二制冷元件包括盤管，所述盤管被設(shè)置為與所述第二水儲(chǔ)存容器熱 接觸，以冷卻所述收集到的液體水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述調(diào)節(jié)裝置供應(yīng)制冷劑至所述第二制冷元件的所述盤管，并且所述調(diào)節(jié) 裝置熱傳遞地與所述盤管接觸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述調(diào)節(jié)裝置和所述盤管相互連接，且所述結(jié)合與所述第一制冷元件并聯(lián) 連接，以使所述制冷劑返回所述壓縮機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一制冷元件包括由發(fā)夾狀物 和端部連接在一起的多個(gè)長(zhǎng)形的、彎曲的盤管，所述發(fā)夾狀物和端部具有位于 所述空氣流外部的表面區(qū)域，所述設(shè)備進(jìn)一步包括環(huán)繞所述發(fā)夾狀物和端部的隔熱材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述隔熱材料包括模制的隔熱材 料，所述模制的隔熱材料具有平行的、較平的第一表面和第二表面以及在所述 表面的內(nèi)側(cè)一個(gè)中具有多個(gè)模制的槽，所述槽用于與所述盤管的所述發(fā)夾狀物 和端部配合，以將所述發(fā)夾狀物和端部與周圍空氣隔熱。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述主要的水收集容器包括圍成大體矩形儲(chǔ)存空間的、單一的模制塑料容器；形成所述容器的至少一部分的頂部的一體的冷凝物收集碟，所述冷凝物收 集碟具有豎直的邊緣和從所述邊緣到中心水收集口的向下傾斜底面； 水平的凸臺(tái)，具有多個(gè)用于水處理和水處置裝置插入的孔；以及 位于其一端的可密封的通道開口，用于提供至所述空間內(nèi)部的通道，從而允許插入和組裝所述水處理和水處置裝置，以及清潔所述空間和從所述空間內(nèi) 將液體排空。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中 所述容器由透明的聚碳酸酯塑料模制而成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中 所述水處理裝置包括安裝于一個(gè)所述孔內(nèi)的臭氧供應(yīng)管； 一對(duì)隔開的臭氧分配器與所述供應(yīng)管連接，并延伸至所述空間內(nèi)；以及 臭氧擴(kuò)散器與各所述臭氧分配器連接，以供應(yīng)臭氧至收集于所述空間內(nèi)的水中。
11. 才艮據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其中 所述水治理裝置可通過所述可密封的通道開口插入所述空間內(nèi)。
12. 4艮據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述空氣運(yùn)動(dòng)裝置包括根據(jù)周圍空氣的溫度和濕度改變所述空氣通道管 內(nèi)的空氣流動(dòng)的裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述空氣運(yùn)動(dòng)裝置會(huì)響應(yīng)控制器，以根據(jù)周圍空氣的溫度和濕度改變所述 空氣通道管內(nèi)的空氣流動(dòng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括減溫器，其具有與所述制冷劑壓縮機(jī)串聯(lián)的制冷劑循環(huán)路徑，且至少一個(gè) 所述制冷元件設(shè)置于所述加熱元件下游的所述空氣通道內(nèi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中 所述減溫器是空氣冷卻的減溫器。
16. —種從空氣中提取飲用水的設(shè)備，包括空氣通道管；空氣運(yùn)動(dòng)裝置， 設(shè)置于所述空氣通道管內(nèi)，用于收集周圍空氣并使所述空氣沿預(yù)定的方向通過 所述空氣通道管循環(huán)；第一制冷元件，具有設(shè)于所述空氣通道管內(nèi)的表面區(qū)域， 所述第一制冷元件在所述空氣流露點(diǎn)的溫度或者低于所述空氣流露點(diǎn)的溫度 下工作，從而使得當(dāng)所述空氣流從所述第一制冷元件的所述表面上通過時(shí)，在 所述第 一制冷元件的所述表面區(qū)域上形成可收集的液體水；主要的水收集容器，包括圍成大體方形儲(chǔ)存空間的單一的模制塑料容器； 一體的冷凝物收集碟，形成所述容器的至少一部分的頂部，并具有豎直的 邊緣和從所述邊緣到中心水收集口的向下傾斜底面；水平的凸臺(tái)，具有多個(gè)用于水處理和水處置裝置插入的孔；以及 位于其一端的可密封的通道開口 ，用于提供至所述空間內(nèi)部的通道，從而允許插入和組裝所述水處理和水處置裝置，以及清潔所述空間和從所述空間內(nèi) 將液體排空。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述水治理裝置包括安裝于一個(gè)所述孔內(nèi)的臭氧供應(yīng)管； 一對(duì)隔開的臭氧分配器與所述供應(yīng)管連接，并延伸至主要的水收集容器內(nèi)，以收集可收集的液體水，所述水收集容器與至少一個(gè)所述第一制冷元件相結(jié)合；所述制冷元件和制冷劑壓縮機(jī)包含于封閉的回路制冷劑循環(huán)中，在該循環(huán) 中，所述第一制冷元件是第一蒸發(fā)器，所述回路還包括所述制冷劑的冷凝器， 并且還包括第二制冷元件，其包括第二蒸發(fā)器和第二水儲(chǔ)存容器，所述第二水儲(chǔ)存容器連接成用于接收來自所述主要的水收集容器中的水，所述第一制冷元件和所 述第二制冷元件由所述壓縮機(jī)供應(yīng)制冷劑，以分別從空氣中收集液體水和進(jìn)一 步冷卻所述收集的液體水。擴(kuò)散器，其連接至各所述分配器，以供應(yīng)臭氧至收集于所述空間內(nèi)的水中。
18. —種從空氣中提取飲用水的方法，包括使空氣以預(yù)定的方向沿流動(dòng)路徑循環(huán)，從而形成沿所述流動(dòng)路徑的空氣流;沿所流動(dòng)路徑提供至少一個(gè)第一制冷表面，使所述制冷表面元件在所述空 氣流露點(diǎn)的溫度或者低于所述空氣流露點(diǎn)的溫度下工作，從而使得當(dāng)所述空氣流從所述表面上通過時(shí)，在所述制冷表面上形成可收集的液體水；將所述可收集的液體水收集于主要的水收集容器中，所述主要的水收集容器至少與所述第一制冷元件相連；所述制冷元件和制冷劑壓縮機(jī)包含于封閉的回路制冷劑循環(huán)中，在該循環(huán)中，所述第一制冷元件是第一蒸發(fā)器，所述回路還包括所述制冷劑的冷凝器，并且還包括將所述收集的水的至少一部分從所述主要的水收集容器轉(zhuǎn)移至第二水儲(chǔ) 存容器，所述第二水儲(chǔ)存容器用包括第二蒸發(fā)器的第二制冷元件冷卻，所述第 一制冷元件和第二制冷元件由所述壓縮機(jī)供應(yīng)制冷劑，以分別從空氣中收集液 體水和進(jìn)一步冷卻所述收集的液體水。
全文摘要
通過采用蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)將水蒸氣轉(zhuǎn)化為可飲用水的設(shè)備和方法，其包括設(shè)置于空氣通道管內(nèi)的第一制冷元件和第二制冷元件，空氣通道管提供了由風(fēng)扇或類似裝置驅(qū)動(dòng)的空氣循環(huán)路徑。循環(huán)的空氣被制冷至低于露點(diǎn)的溫度，以從空氣中收集水。收集的水儲(chǔ)存于主要的儲(chǔ)存容器內(nèi)，并且向該容器內(nèi)注入臭氧，以消滅細(xì)菌和污染物。還原的水的至少一部分被傳輸至第二儲(chǔ)存容器內(nèi)，在該容器內(nèi)水由來自相同壓縮機(jī)內(nèi)的制冷劑進(jìn)一步冷卻。
文檔編號(hào)F25D17/06GK101542220SQ200780022012
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者喬治·杜波依斯, 托馬斯·梅里特 申請(qǐng)人:天空之島有限公司