用于控制水蒸馏器中电热器的先进方法与电路技术

本公开涉及一种家用逆顶式蒸馏器。它包含一个冷凝圈和一个电功率水加热器。一种控制功率流向加热器的方法包括下述步骤：触发一个计时电路以激励加热器；提高冷凝圈温度；和当圈温升到预定值时，旁通计时电路。当生水容器中基本耗尽且加热器温度由于此类耗尽而升至预定值时，就去激励加热器。还公开一种用于此蒸馏器的新电路。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一般说来，本专利技术涉及液体净化；具体地说，涉及使用水蒸馏法把水和杂质分开。至少合理地纯的饮用水是生活所绝对必需的，清洁的新鲜味道的饮用水是令人喜爱的水。例如，象美国这样的很发达国家的大多数人一直在使用安全的饮用水。但甚至在拥有适合人类消费的水的地区，这类水也可能含有一些矿物质，例如铁和钙，和/或化学药品和其他物质。虽然上述非水的构份可能对人无害，但它们常令某些人认为，此水尝起来和闻起来感到不快。而且普通高质量的饮用水有时也含有一些细菌或其他微生物，它们可能使水味道不佳，或相反，损害水的质量。上述不测事件往往系水处理设施中临时故障所致。而即使容易得到纯净无味无气的水，蒸馏水也用于蒸汽熨斗，自动机械冷却系统，以及其他希望避免矿物质沉淀的系统等。一种把水和杂质分开的熟知方法是蒸馏。蒸馏需要把水沸腾以生成水蒸汽，然后把蒸汽冷却到冷凝温度以下的温度。收集所得液体，有时叫作冷凝液，供饮用或类似应用。蒸馏把纯水同携带的矿物质和其他味道可能不佳的杂质分开。而且除了改进水的感觉质量之外，蒸馏过程所涉及的高温还足以杀死多种可能有害的微生物。现有技术包括用蒸馏法提供净化饮用水的上述多种蒸馏器。在蒸馏工程的实践方面，涉及在那些用电功率加热水的类型的蒸馏器中控制电功率。通常的做法是如果其水位变成不合乎需要地低，就使用某种恒温器，以关掉加热线圈。而且当以不同的方式处理生水容器、加热器和恒温器的相互关系时，上述做法是“以条件为基础的”。即，控制是以有或没有特殊条件，例如温度或水位为先决条件的。下面用一些实例帮助说明这一点。美国专利No.4,816,435(Sweet，Jr)认为，在不合乎需要地低的供水条件下，不希望继续操作电热器。在加热器旁边安装一个恒温器，以便在发生此类不测事件时关掉上述加热器。一个存储槽的恒温器在它的温度变得太高时，就启动一个螺线管操纵阀，以用管道把冷水送入上述槽中。美国专利No.4,622,102(Diebel)使用一种以重量条件，而不是以水位条件，为基础的加热控制方法。如果供水的数量减少到某一水平，则容器支座移动一段距离(在弹簧推动下)，并且一个阀门打开，以引入更多的水。如果水变成不合乎需要地少，则容器支座移动一段更长的距离，并且关掉蒸馏器。显然，Diebel的蒸馏器需要数量极少但足够的生水去起动一个蒸馏循环。显然，Sweet，Jr和Diebel二者之蒸馏器均未为加热器发生故障和不产热或产热太少时关掉蒸馏器而作好准备。它们也未为恒温器失灵时关掉蒸馏器而作好准备。而且看上去，Diebel的蒸馏器太复杂，且对一般家庭用户太贵。某些现有技术蒸馏器的另一问题在于难以清洗。在美国专利No.4,269,663(McFee)所公开的蒸馏器中，加热器、恒温器和生水箱被配置成一个一体化的装置，没有可由用户拆卸之意。美国专利No.4,110,170(Kirschman等人)之蒸馏器似乎清洗特别不方便。至少，人们必须拆除一个带有冷凝圈的顶装预热箱。某些熟知蒸馏器之另一问题在于，它们能“烧干”或基本上烧干。烧干是不合乎需要的(并且推断，在沸腾箱中保持小量水才是合乎需要的)，因为烧干的沸腾箱会聚集矿物沉淀或“水垢”。此外，要清除上述沉淀是困难的，或至少是不方便的。在美国专利No.3,935,077(Dennison)中示出蒸馏器之至少另一特征，即，加热器与风扇是同时通电和断电的。专利技术者并未意识到如何既使蒸馏器消散“顶热”，而又避免把热量加入装置。若有一种改进的电路和相关的方法，其中的控制不唯一地依靠某一操作条件或一组操作条件，它识别停止加热器工作的可能性，并且它容许相关的蒸馏器配置一个组合式、容易拆卸、容易清洗的生水容器；则应该是技术上一个重要优势。本专利技术之一个目的在于，提供一种用于蒸馏器的改进电路与方法，以克服先有技术的某些问题与缺点。本专利技术之另一目的在于，提供一种使用一个不同于特定条件，例如温度或重量的参数的改进电路与方法，以控制蒸馏器。本专利技术之另一目的在于，提供一种使用冗余断路特征的改进电路与方法。本专利技术之又一目的在于，提供一种在水沸腾结束时在沸腾箱中保持适中数量水的改进电路与方法。本专利技术之另一目的在于，提供一种容易使用的改进电路与方法。本专利技术之又一目的在于，提供一种改进的电路与方法，它可使配置的生水容器与一体化的加热器容易用插入方式，为使用而安装和为临时清洗而拆卸。本专利技术之另一目的在于，提供一种不需要用特殊的最小水位去起动一个蒸馏循环的改进电路与方法。本专利技术之另一目的在于，提供一种既使蒸馏器消散顶热而又避免把热量加入蒸馏器的改进电路与方法。本专利技术之另一目的在于，提供一种在恒温器失效时为关掉蒸馏器而选用的改进电路与方法。从下而的描述与附图中会明白如何实现这些目的和其他目的。本专利技术需要一个蒸馏器，打算主要供家庭用于净化生水，例如取自自来水龙头的水。蒸馏器包括一个冷凝圈，它从热的汽化水(即汽)吸取热量，借此把该水从其汽相变成其液相。蒸馏器还具有一个电控制电路和一个连接于上述电路的加热器，该加热器用于把水加热到其沸点，并且把水汽化成具有沸点以上温度的汽。新方法的首先描述方面需要一些在正常蒸馏操作期间用于蒸馏大量水的步骤。用于控制功率流向加热器的方法包括一些下述的步骤触发一个定时电路以激励加热器，提高圈的温度，并且当圈的温度提高到某一预定值，即此中所谓第一圈温度时，并联该定时电路。当加热器温度提高到某一预定值时，使加热器去一激励。在一种高度优先的方法中，去激励步骤包括按照对加热器的温度—传感关系改变一个加热器热器件的状态。在此方法的一个更特殊的方面，只有当生水容器中的水接近耗尽时，加热器温度才提高到上述值。在这种情况下，水不再以充足的数量用于对加热器及其直接环境给与充足的冷却影响。在本专利技术的其他更特殊的方面，在第一时间间隔，例如半小时，一小时或类似时间时期，触发一个定时电路。在各个由一个比第一时间间隔短的第二时间间隔分隔开且确定此间隔的时间，启动触发步骤和旁通步骤。旁通步骤包括改变一个按照对圈的温度—传感关系安装的圈热器件的状态。在一个特殊的实施例中，当圈的温度上升到第一圈温度，例如160°F时，圈热器件的状态就从打开变到闭合。提高圈温度的步骤包括使热的水汽流过该圈。在新方法的其他方面，蒸馏器包括一个按照对圈的空气流动关系设置的风扇；并且触发步骤包括在触发定时电路时激励该风扇。而且去—激励步骤包括例如当圈温度下降到一个第二预定值，例如一个155°F的第二圈温度时，使风扇去激励。但不论上述温度的数字值是多少，第二圈温度总是低于第一圈温度。在一个更特殊的方面，新方法包括一个阻塞步骤，用于在圈温度下降到第二圈温度时，阻塞整个控制电路(包括连接于其上的加热器)。如果即使生水容器只有数量不足的水或甚至其中无水，也要起动蒸馏操作，则使用新方法的其他方面。在上述条件下起动蒸馏操作通常是由于疏忽而造成的。该方法包括一些起动一个定时电路，以便在一个时间间隔期间激励加热器的步骤。检测冷凝圈的温度，如果在该时间间隔结束时，圈温度未能提高到一个预定值，就使加热器去激励。新的电路包括一个常断开的电磁继电路，它带有一个继电器线圈，和一些用于在激励继电器线圈时激励加热器的闭合电接点。为了把继电器线圈连接于一个电功率源，装有一个固态开关器件，例如一个晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在一个包含冷凝圈和加热器的蒸馏器中控制一个电功率水加热器的方法，该方法包括下列步骤：－触发一个计时电路，以激励加热器；－通过从加热器把热量间接地传送到冷凝圈，提高冷凝圈的温度；－当蒸汽通过冷凝圈并且借此使冷凝圈的温度提高 到某一预定值时，旁通计时电路；和－如果加热器温度提高到一个比冷凝圈温度预定值大的预定值，则去激励加热器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米切尔A马胡德，
申请(专利权)人：西弯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]