冷凝蒸汽制造技术

提供了一种气溶胶冷凝系统。该气溶胶冷凝系统包括：电连接到向源电极施加电压的电源的源电极；包括沉电极以将包含在空气流中的气溶胶收集到沉电极的冷凝器；以及被配置为将气溶胶引导到冷凝器的管道。该源电极和该沉电极在该管道内产生电场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷凝蒸汽相关申请的交叉引用本申请要求于2018年11月2日提交的美国临时申请号62/754,673、2018年12月14日提交的美国临时申请号62/779,847以及2019年9月20日提交的美国临时申请号62/903,596的利益，它们的公开内容通过引用整体明确地并入本文。
当前主题总体上涉及冷凝蒸汽，例如水蒸气冷凝系统。
技术介绍
水的清除可以是世界上许多地区的缺水问题的可持续解决方案。脱盐是净化液体(特别是水)的一种形式，并且是指从盐水中除去一定量的盐和其他矿物质的过程。通过脱盐，盐水可以转化为适于人类消费、灌溉或其他用途的淡水。由于相对高的能量消耗，海水脱盐的成本通常高于替代物(例如，来自河流或地下水的淡水、水再循环、水节约等)，但替代物并不总是可用的。反渗透是另一种净化水的方法。然而，反渗透使用昂贵的膜和高压，这需要大量的能量。
技术实现思路
本公开的一个方面提供了一种气溶胶冷凝系统。该系统可以包括电连接到向源电极施加电压的电源的源电极、包括用于收集包含在空气流中的气溶胶的沉电极的冷凝器、以及被配置为将气溶胶引导到冷凝器的管道。源电极和沉电极可以在管道内产生电场。可以以任何可行的组合包括以下特征中的一个或多个。例如，源电极可以包括源网，并且源网可以包括第一线网。例如，源网可以包括0.5mm与5mm之间的线直径，并且源网的开口的特征尺寸可以在1mm与15mm之间。源网可以包括不锈钢、镍、导电聚合物或导电硅树脂。源网可包含多个层，所述多个层中的每一个包括线网。所述沉电极可以包括冷凝网，所述冷凝网包括第二线网。沉电极可以在冷凝网上冷凝气溶胶以形成液滴，该液滴至少通过重力沉淀。冷凝器可以包括被配置成接收具有第一相对湿度的空气流的入口、被配置成排出具有低于第一相对湿度的第二相对湿度的空气流的出口、以及被配置成收集液滴的贮存器。冷凝网可以包括0.5mm与5mm之间的线直径，并且冷凝网的开口的特征尺寸可以在1mm与15mm之间。冷凝网可以包括不锈钢、镍、导电聚合物或导电硅树脂。冷凝网可以包括多个层，每个层包括线网。电源可以包括产生20V和10kV之间的电压的直流(DC)电源。沉电极可以电接地或连接到向沉电极赋予相反电荷的相反电源。该系统可以包括鼓风机，该鼓风机被配置为驱动包含气溶胶的空气流通过源电极并沿着管道到达冷凝器。所述管道的横截面积可以沿着所述空气流的流动方向增加，并且所述沉电极可以布置成朝向所述空气流的流动方向凸起的凸形形状。在另一方面，冷凝气溶胶的方法可以包括：在源电极和沉电极之间施加电场，源电极电连接到向源电极施加电压的电源；在沉电极处将包含在空气流中的气溶胶冷凝成液滴；以及收集冷凝的液滴。该方法还可以包括用鼓风机沿着管道吹送空气流。可以用产生20V和10kV之间的电压的直流(DC)电源施加电场。沉电极可以电接地或连接到向沉电极赋予相反电荷的相反电源。在又一方面，气溶胶冷凝系统可以包括源电极和冷凝器，所述源电极电连接到向源电极施加电压的电源，所述冷凝器包括沉电极以收集包含在空气流中的气溶胶。源电极和沉电极可以产生电场，并且沉电极可以在冷凝器网上冷凝气溶胶以形成液滴，该液滴至少通过重力沉淀。可以以任何可行的组合包括以下特征中的一个或多个。例如，冷凝器可以包括被配置为接收具有第一相对湿度的空气流的入口、被配置为排出具有低于第一相对湿度的第二相对湿度的空气流的出口、以及被配置为收集液滴的贮存器。该系统可以包括设置在冷凝器下游以捕获固体颗粒的静电除尘器(ESP)。该系统可以包括设置在冷凝器上游或冷凝器下游的风力涡轮机。风力涡轮机可以被配置为产生电力，该电力可以被供应给电源。所述系统可以包括构造成将气溶胶引导到冷凝器的管道，并且所述管道可以包括收缩部分、扩张部分或两者。在又一方面，控制湿度的方法可以包括：在源电极和沉电极之间施加电场，源电极电连接到向源电极施加电压的电源；以及通过沉电极控制空气流的湿度。控制空气流的湿度可以包括当空气流的湿度小于预设目标湿度时在沉电极处供应水。水可以从储水器供应。控制空气流的湿度还可以包括：当空气流的湿度大于预设目标湿度时，在沉电极处冷凝水并收集冷凝的水。冷凝水可以收集在储水器中。控制空气流的湿度可以包括调节施加到源电极的电压。控制空气流的湿度还可以包括：用湿度传感器测量空气流的湿度；用比例-积分-微分(PID)控制器基于所测量的空气流的湿度生成控制信号；以及输出控制信号以调节施加到源电极的电压。在又一方面中，一种非暂时性计算机可读介质可以包含由处理器或控制器执行的程序指令，且所述计算机可读介质可以包含经配置以存储程序指令的存储器及经配置以执行所述程序指令的处理器。程序指令在被执行时可以从湿度传感器接收空气流的湿度值，基于所接收的空气流的湿度值生成控制信号，并且使得将对应于控制信号的电压输出到湿度控制系统的源电极。在又一方面，监测和控制冷却塔的方法可以包括：测量从冷却塔排出的冷却流的第一温度：测量进入冷却塔的热流的第二温度：计算第一温度和第二温度之间的温度差：以及调节冷却流的第一流速以允许温度差对应于第一温度和第二温度之间的预定目标温度差。可以以任何可行的组合包括以下特征中的一个或多个。例如，该方法可以包括将补充流添加到冷却流中。可以基于第一温度和第二温度之间的温度差来确定补充流和冷却流的混合比例。该方法可以包括调节风扇的旋转速度来调节冷却空气的流速。该方法可以包括测量冷却流的酸度，并通过调节补充流的混合比例来调节酸度。在又一方面，用于监测和控制冷却塔的系统可以包括：用于测量从冷却塔排出的冷却流的第一温度的第一温度传感器；用于测量进入冷却塔的热流的第二温度的第二温度传感器；用于调节冷却流的第一流速的第一阀；用于调节热流的第二流速的第二阀；被配置为存储程序指令的存储器；以及被配置为执行程序指令的处理器。程序指令在被执行时可以将处理器配置为从第一温度传感器和第二温度传感器收集数据，并且调节第一阀或第二阀以允许第一温度和第二温度之间的温度差对应于预定的目标温度差。可以以任何可行的组合包括以下特征中的一个或多个。例如，处理器可以被配置为调节风扇速度。处理器可以被配置为调节补充流和冷却流的混合比例，以允许第一温度和第二温度之间的温度差对应于目标温度差。处理器可以配置成调节补充流和冷却流的混合比例，以允许冷却流的酸度对应于预定的目标酸度。该系统还可以包括酸度传感器以测量冷却流的酸度。在附图和下面的描述中阐述了本文描述的主题的一个或多个变型的细节。本文描述的主题的其他特征和优点将从说明书和附图以及权利要求书中显而易见。附图说明图1是根据本公开的示例性实施例的用于冷凝蒸气的系统的示意图；图2是根据本公开的示例性实施例的用于在冷却塔中冷凝气溶胶的系统的示意图；图3示出了根据本公开的示例性实施例的源网和冷凝网；图4是根据本公开的示例性实施例的在用于冷凝气溶胶的系统中使用的冷凝器的示意图；图5A是根据本公开的示例性实施例的用于冷凝气溶胶的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n源电极，所述源电极电连接到电源，所述电源向所述源电极施加电压；/n冷凝器，所述冷凝器包括沉电极以收集包含在空气流中的气溶胶；以及/n管道，所述管道构造成将所述气溶胶引导至所述冷凝器，/n其中，所述源电极和所述沉电极被配置为在所述管道内产生电场。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181102 US 62/754,673;20181214 US 62/779,847;20191.一种系统，包括：
源电极，所述源电极电连接到电源，所述电源向所述源电极施加电压；
冷凝器，所述冷凝器包括沉电极以收集包含在空气流中的气溶胶；以及
管道，所述管道构造成将所述气溶胶引导至所述冷凝器，
其中，所述源电极和所述沉电极被配置为在所述管道内产生电场。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述源电极包括源网，所述源网包括第一线网。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述源网包括0.5mm与5mm之间的线直径。


4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述源网的开口的特征尺寸在1mm和15mm之间。


5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述源网包括不锈钢、镍、导电聚合物或导电硅树脂。


6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述源网包括多个层，所述多个层中的每一个包括线网。


7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述沉电极包含冷凝网，所述冷凝网包括第二线网。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述沉电极被配置成使所述气溶胶在所述冷凝网上冷凝以形成液滴，所述液滴至少通过重力沉淀。


9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述冷凝器包括：
入口，所述入口被配置成接收具有第一相对湿度的空气流；
出口，所述出口被配置成排出具有低于所述第一相对湿度的第二相对湿度的空气流；以及
贮存器，所述贮存器被配置成收集所述液滴。


10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述冷凝网包括0.5mm与5mm之间的线直径。


11.根据权利要求7所述的系统，其中、所述冷凝网的开口的特征尺寸在1mm与15mm之间。


12.根据权利要求7所述的系统，其中，所述冷凝网包括不锈钢、镍、导电聚合物或导电硅树脂。


13.根据权利要求7所述的系统，其中，所述冷凝网包括多个层，所述多个层中的每一个包括线网。


14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电源包括直流(DC)电源。


15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电源包括产生20V和10kV之间的电压的直流(DC)电源。


16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述沉电极电接地。


17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述沉电极连接到相反的电源，所述相反的电源向所述沉电极赋予相反的电荷。


18.根据权利要求1所述的系统，还包括：
鼓风机，所述鼓风机被配置为驱动包含所述气溶胶的所述空气流通过所述源电极并沿着所述管道到达所述冷凝器。


19.根据权利要求1所述的系统，其中，所述管道的横截面积沿着所述空气流的流动方向增加。


20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述沉电极包括朝向所述空气流的流动方向凸起的凸形形状。


21.一种方法，包括：
在源电极和沉电极之间施加电场，所述源电极电连接到电源，所述电源向所述源电极施加电压；
在所述沉电极处将包含在空气流中的气溶胶冷凝成液滴；以及
收集所述冷凝的液滴。


22.根据权利要求21所述的方法，还包括：用鼓风机沿管道吹送所述空气流。


23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述施加所述电场是用产生20V与10kV之间的电压的直流(DC)电源执行的。


24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述沉电极电接地。


25.根据权利要求21所述的方法，其中，所述沉电极连接到相反的电源，所述相反的电源向所述沉电极赋予相反的电荷。


26.一种系统，包括：
源电极，所述源电极电连接到电源，所述电源向所述源电极施加电压；以及
冷凝器，所述冷凝器包括沉电极以收集包含在空气流中的气溶胶；
其中，所述源电极和所述沉电极产生电场。


27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述沉电极包括冷凝网，所述冷凝网被配置为冷凝所述气溶胶以形成液滴，所述液滴至少通过重力沉淀。


28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述冷凝器包括：
入口，所述入口被配置成接收具有第一相对湿度的空气流；
出口，所述出口被配置成排出具有低于所述第一相对湿度的第二相对湿度的空气流；以及
贮存器，所述储存器被配置成收集所述液滴。

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔迈勒·杰弗里，
申请(专利权)人：突破技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US