[发明专利]液体蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体蒸发器，包括：具有液体入口的蒸发腔室、具有液体出口的冷凝腔室、安置为具有在蒸发腔室中的蒸发表面和冷凝腔室中的冷凝表面的导热壁、泵结构和在蒸发腔室和冷凝腔室之间的流体连接通道。

背景技术

液体蒸发器典型地用于污水处理、从水分离油、工艺液体的再处理或者海水的除盐。

在已知的液体蒸发器中，液体通过液体入口进入到蒸发腔室以使得在蒸发腔室中形成气袋，一部分液体吸收热能而蒸发到该气袋。压缩机从气袋泵送包含蒸汽的气体通过连接通道到达冷凝腔室，在冷凝腔室中蒸汽散发热能而冷凝。冷凝的饿液体、冷凝物从冷凝腔室通过液体出口被导引离开。当冷凝腔室中的压力超过蒸发腔室中的压力时，冷凝腔室中的蒸汽在高于蒸发腔室中的液体的沸点的温度下冷凝。这样，冷凝腔室中的温度高于蒸发腔室中的温度。因此，一部分热能从冷凝腔室传递通过导热壁到达蒸发腔室，从而再循环用于蒸发腔室中的液体的蒸发。这给出相对于没有热再生的系统大约高至30％的能量节省。

已知的液体转发器有效工作并在大约100l/h或更大的液体流动下经济。它们相对容易地按比例增大而适用于更大的系统。但是，当按比例缩小时，系统由于包括了许多部件而变得相对昂贵和笨重。因此，努力简化液体蒸发器，以使得它能够由更少的部件制成，从而变得既更便宜又更轻便。特别期望避免压缩机，因为压缩机占系统的价格和重量的大部分。此外，压缩机典型地具有有限的寿命，这减小了系统的维修间隔。

发明内容

本发明基于一种液体蒸发器，该液体蒸发器：包括具有液体入口的蒸发腔室、具有液体出口的冷凝腔室、安置为具有在蒸发腔室中的蒸发表面和冷凝腔室中的冷凝表面的导热壁、泵结构和在蒸发腔室和冷凝腔室之间的流体连接通道，其中，蒸发腔室设置用于包含液体，其表面与气袋邻接，连接通道止于气袋。通过提供具有阀装置的连接通道实现简化，其允许当气袋中压力超过冷凝腔室中的压力时流体从气袋流向冷凝腔室，并且阻挡住相反方向的流体流动，以及通过安置泵结构以循环增大和减小气袋中的压力，以使得它循环地超过冷凝腔室中的压力。因为相对容易获得摆动压力，已知的液体蒸发器中的压缩器因此可以由一更简单、更便宜和更轻便的泵结构替换。

泵结构可以安置为以液体被加热的方式提供机械能给蒸发腔室中的液体。当液体温度升高时，液体的蒸发速度增大。通过利用泵结构进行加热，可以避免液体蒸发器中的另一热源。因为热量在蒸发腔室中增加，从系统启动到达到工作温度的时间同样减小。

冷凝腔室可以适于允许蒸汽在导热壁的冷凝表面上冷凝。这使得冷凝热特别良好地传递到导热壁，这提高了系统的效率。

泵结构可以适于通过压缩和膨胀气袋而增大和减小气袋中的压力。这对于增大和减小压力是特别有效的方法。

泵结构可以适于通过移动蒸发腔室中的液体而压缩和膨胀气袋。这样，因为泵必须移动液体而非气体，所以能够使用更简单、更便宜且更轻便的泵结构。

泵结构可以适于通过移动导热壁而压缩和膨胀气袋。这对于压缩和膨胀气袋是特别有效的方法。

蒸发腔室可以安置在蒸发腔室中并由外壁围绕，该外壁完全或者部分地由导热壁形成。这使得特别有效地实现从冷凝腔室到蒸发腔室的热传递。“围绕”是指腔室具有压力密闭外壁，但是其能够设置有用于测量装置等的供应和去除流体的入口。

冷凝腔室可以安置用于围绕蒸发腔室中的转动轴转动。这使得从冷凝腔室到蒸发腔室的热传递甚至更有效。

冷凝腔室的外壁可以安置用于在冷凝腔室的转动过程中循环压缩和膨胀气袋。这样，实现冷凝腔室的外壁可以用作泵结构，以使得可以避免单独的泵结构。

蒸发腔室可以具有横向于转动轴的圆形横截面，并且转动轴可以关于圆形蒸发腔室偏心地安置。这样，冷凝腔室的外壁可以与蒸发腔室的外壁相互作用来以特别简单的方式用作泵结构。“圆形”是指大致圆形的。

冷凝腔室的外壁可以适于使得蒸发腔室中的液体转动以形成液体环。这样，以简单的方式，气袋可以容纳在冷凝腔室的外壁中的凹陷中。液体环是指液体的转动环，其由离心力驱动而贴附到蒸发腔室外壁，并且其具有向着蒸发腔室的中心部分的大致圆形-圆柱表面，这样将保持气体充填。

导热壁可以形成许多叶片。这是在冷凝腔室的转动中形成液体的简单方法，并且同时热能能够有效地从导热壁传递到蒸发腔室中的液体。叶片是板状结构，具有与在转动轴方向的真实部件相切并与关于转动轴的真实径向部件相切的表面。数个叶片可以例如组装起来以形成螺旋状结构或者水磨状结构。