Очисник води

Реферат: Винахід належить до галузі очистки води, зокрема до очисника води, що має вхід (І) непридатної до пиття води та вихід (О1) питної води, а також включає в себе принаймні котел (8), що має вхід води та вихід пари, фільтр (5) розділення плинних середовищ, що працює за принципом використання дії потоку та спливання та має вхід і вихід, та теплообмінник (4), виконаний з можливістю теплообміну між першим і другим відокремленими потоками плинного середовища, який має вхід і вихід для першого потоку води, яка підлягає нагріванню, а також вхід і вихід для другого потоку води, яка підлягає охолодженню; вхід (І) непридатної до пиття води з'єднаний з входом першого потоку теплообмінника (4), вихід першого потоку теплообмінника (4) з'єднаний з входом фільтра (5) розділення плинних середовищ, вихід фільтра (5) розділення плинних середовищ з'єднаний з входом котла (8), вихід котла (8) з'єднаний з входом другого потоку теплообмінника (4), вихід другого потоку теплообмінника (4) з'єднаний з виходом (О1) питної води. UA 104619 C2 (12) UA 104619 C2 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь застосування винаходу Винахід має відношення до очисника води, тобто пристрою, на вхід якого надходить непридатна до пиття вода, а на виході отримують питну воду. Рівень техніки У світі є багато природних джерел води (ріки, ставки, озера, моря, джерела, струмки, водойми поверхневих та підземних вод, дощова вода тощо), однак вода, Що надходить з цих природних джерел, звичайно є непридатною до пиття; більше того — зростаюче забруднення довкілля робіть воду з цих природних джерел все менше й менше придатною до пиття. Більшість країн у світі мають штучні водні ресурси, тобто громадські та приватні мережі розподілення води, однак вода, що надходить з цих штучних джерел, не завжди є питною або дійсно питною (така ситуація часто має місце у деяких регіонах таких країн, як Бразилія, Росія, Індія, Китай тощо). Непридатна до пиття вода може містити, наприклад, великі (гравій) та невеликі (пісок) тверді частинки, важкі метали, вуглеводні, добрива, пральні порошки, кислоти, аміак, діаміди, бактерії, мікроби, віруси тощо; залежно від обставин, можуть бути присутні один або більше з цих складників. Для перетворення непридатної до пиття води на питну небажані присутні складники мають бути видалені. Хоча на ринку наявні різноманітні види очисників води, жодний з них не є повністю задовільним. Заявником ретельно вивчені очисники води та зроблені наведені нижче висновки. Першою необхідною особливістю очисника води є здатність до видалення усіх можливих небажаних складників або щонайменше їх великої частки; фактично нелегко передбачити, які небажані складники можуть бути присутні у воді, що надходить з будь-якого джерела води; крім того, небажані складники можуть з часом змінюватися. Другою необхідною особливістю для очисника води є здатність до повного або майже повного видалення небажаних складників, тобто їх залишкова кількість стає гранично низькою. Третьою необхідною особливістю для очисника води є здатність до видалення небажаних складників із застосуванням лише невеликої кількості енергії, або - інакше кажучи - він використовує енергію (звичайно це електрична енергія) з дуже великою ефективністю; фактично енергія потрібна лише для видалення небажаних складників. Четвертою необхідною особливістю для очисника води є низькі експлуатаційні витрати, зокрема, потреба у невеликій кількості витратних матеріалів та їх невелика вартість; ідеальною була б відсутність потреби у витратних матеріалах. П'ятою необхідною особливістю для очисника води є простота технічного обслуговування, зокрема, промивання. Шостою необхідною особливістю для очисника води є простота конструкції та виготовлення, а отже низька собівартість. Сьомою необхідною ознакою для очисника води у певних ситуаціях є здатність до роботи без підключення до потужного джерела електричної енергії, зокрема, здатність до роботи тільки або майже тільки із застосуванням сонячної енергії; на практиці у багатьох ситуаціях, коли відсутня питна вода, також відсутня і державна або приватна мережа електропостачання. Короткий виклад суті винаходу Метою винаходу є створення очисника води, який позбавлений недоліків відомих пристроїв та, зокрема, має особливості, згадані вище. Цієї мети досягнуто шляхом створення очисника води, який має ознаки, зазначені у наведеній формулі винаходу, яка становить невід'ємну частину цього опису. В цілому очисник води за цим винаходом має вхід непридатної до пиття води та вихід питної води, а також включає в себе принаймні: - котел (наприклад, електричний, сонячний або на горючому паливі), який має вхід води та вихід пари, - перший фільтр розділення плинних середовищ, що працює за принципом використання дії потоку та спливання та має вхід і вихід, та - перший теплообмінник, призначений для теплообміну між першим і другим відокремленими потоками плинного середовища, який має вхід і вихід для першого потоку води, яка підлягає нагріванню, а також вхід і вихід для другого потоку води, яка підлягає охолодженню; вхід непридатної до пиття води з'єднаний з входом першого потоку першого теплообмінника, вихід першого потоку першого теплообмінника з'єднаний з входом першого фільтра розділення плинних середовищ, вихід першого фільтра розділення плинних середовищ з'єднаний з входом котла, вихід котла з'єднаний з входом другого потоку першого теплообмінника, вихід другого потоку першого теплообмінника з'єднаний з виходом питної води. Очисник води за цим винаходом може також включати в себе вхідний резервуар, призначений для вміщення непридатної до пиття води, яка надходить з входу непридатної до 1 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пиття води; цей вхідний резервуар має вихід, з'єднаний з входом першого потоку першого теплообмінника, та за варіантом, якому віддається перевага, цей вихід піднятий відносно дна резервуара та/або має вигляд звивистого проходу. Очисник води за цим винаходом може також включати в себе механічний фільтр, розташований між входом непридатної до пиття води та входом першого потоку першого теплообмінника, причому цей механічний фільтр включає в себе щонайменше одну стінку, має множину невеликих отворів або пор, а ця стінка за варіантом, якому віддається перевага, виготовлена з пористого паперу. Очисник води за винаходом може додатково включати в себе другий теплообмінник, призначений для теплообміну між першим і другим відокремленими потоками плинного середовища, який має вхід і вихід для першого потоку води, яка підлягає нагріванню, а також вхід і вихід для другого потоку води, яка підлягає охолодженню; згаданий вихід першого фільтра розділення плинних середовищ з'єднаний з входом першого потоку другого теплообмінника, вихід першого потоку другого теплообмінника з'єднаний з входом котла, вихід котла з'єднаний з входом другого потоку другого теплообмінника, вихід другого потоку другого теплообмінника з'єднаний з виходом питної води. Очисник води за цим винаходом може включати в себе охолоджувач потоку плинного середовища, що має вхід та вихід для потоку плинного середовища; цей вхід з'єднаний з виходом другого потоку першого теплообмінника, а цей вихід з'єднаний з виходом питної води. Очисник води за цим винаходом може також включати в себе другий фільтр розділення плинних середовищ, що працює за принципом використання дії потоку та спливання та має вхід і вихід; вхід другого фільтра розділення плинних середовищ з'єднаний з виходом другого потоку першого теплообмінника, а вихід другого фільтра розділення плинних середовищ з'єднаний з виходом питної води. Очисник води за цим винаходом може також включати в себе щонайменше один гідравлічний вузол, вибраний з групи, яка включає в себе пристрій для додавання мінеральних солей (мінералізатор), вузол додавання вуглекислоти, вузол додавання твердих або рідких речовин, охолоджувальний вузол, вихідний резервуар, причому цей/ці гідравлічний вузол (вузли) розташовані вище за потоком у безпосередній близькості відносно виходу питної води. Очисник води за цим винаходом може додатково включати в себе один або більше електричних вузлів (ці електричні вузли призначені, зокрема, для керування потоками плинних середовищ у очиснику води) та фотоелектричні сонячні елементи або вітроелектричний генератор, які електрично підключені до цих електричних вузлів для постачання для них електричної енергії. В цілому очисник води включає в себе електричні вузли, такі як електричні насоси та електричні клапани, а також електронні вузли, такі як електронний блок керування очисника води, призначений для керування цими електричними вузлами (електронний блок керування звичайно являє собою мікроконтроллер/мікропроцесор); для забезпечення енергією усіх цих електричних та електронних вузлів за варіантом, якому віддається перевага, можуть бути застосовані фотоелектричні сонячні елементи (або вітроелектричний генератор); для забезпечення гарантованого постачання електричної енергії до всіх цих електричних та електронних вузлів в очиснику води можуть бути наявні батареї або акумулятори, навіть коли сонячне світло (або вітер) відсутні або слабкі; ці електричні акумулятори можуть бути підзаряджені за допомогою фотоелектричних сонячних елементів через факультативний електричний контур зарядки. Очисник води за винаходом може також включати в себе гідравлічний контур, з'єднаний з першим фільтром розділення плинних середовищ та призначений для забезпечення нагрівання першого фільтра розділення плинних середовищ; це нагрівання здійснюють, зокрема, протягом вибраних проміжків часу переважно на початку роботи очисника води. Очисник води за цим винаходом може також включати в себе гідравлічний контур, призначений для перекривання потоку води через вихід питної води протягом вибраних проміжків часу переважно на початку роботи очисника води. Котел очисника води за винаходом може бути пристосований до роботи, тобто доведення до кипіння води, що надходить зі входу, із застосуванням сонячної енергії; за варіантами здійснення винаходу промениста енергія, що надходить від сонця, може нагрівати воду у котлі безпосередньо або може нагрівати плинне середовище (теплоносій), що за варіантом, якому віддається перевага, є не токсичним, таке як гліколь, яке в свою чергу нагріває воду у котлі; у цьому винаході пропіленгліколю віддається перевага у порівнянні з етиленгліколем, оскільки перший є не токсичним та не викликає серйозних проблем, навіть якщо він випадково приходить у контакт з водою. 2 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Один або кожний з фільтрів розділення плинних середовищ очисника води за цим винаходом може включати в себе множину камер, відокремлених одна від одної стінками та гідравлічно з'єднаними послідовно за допомогою звивистих проходів у нижніх частинах камер; дно цих камер за варіантом, якому віддається перевага, виконано нахиленим. У цьому описі та, зокрема, у попередніх абзацах та у формулі винаходу, термін "з'єднувати" означає "з'єднувати безпосередньо або посередньо з гідравлічної точки зору". Короткий опис фігур Винахід буде зрозумілішим з наведеного нижче опису разом із супровідними фігурами, на яких: На Фіг. 1 показана блок-схема одного з варіантів здійснення очисника води за винаходом, та На Фіг 2 показані три різні види (на Фіг. 2А - вид згори, на Фіг. 2В -вид у вертикальному розрізі по лінії А-А, Фіг. 2С - вид у вертикальному розрізі по лінії В-В), варіанта здійснення фільтра розділення плинних середовищ, що працює за принципом використання дії потоку та спливання, які можуть бути застосовані в очиснику води за винаходом. Цей опис та ці фігури виконані як приклади, що не обмежують обсяг винаходу; крім того, вони виконані схематичними та спрощеними. Докладний опис винаходу Очисник води, показаний на Фіг. 1, має вхід І непридатної до пиття води та вихід 01 питної води, та включає в себе такі елементи: - вхідний резервуар 1 для непридатної до пиття води, який вміщує воду, яка надходить безпосередньо з входу І, та який призначений для накопичення певної кількості води для перетворення на питну за допомогою очисника води; цей резервуар являє собою коробчасте вмістище (яке можна легко мити) та має вихід, розташований у його нижній частині, незначно піднятий відносно рівня його дна; цей резервуар поділений на дві камери вертикально стінкою, перерваною у нижній частині резервуара таким чином, що ці дві камери з'єднані між собою; у цій зоні переривання відповідно у двох камерах виконані два бар'єри, які простягаються від дна резервуара таким чином, що утворюють звивистий прохід; - механічний фільтр 2, що має вхід та вихід; цей фільтр включає в себе одну або більше стінок, які мають множину невеликих отворів або пор, через які може проходити вода; щонайменше одна зі стінок може бути виготовленою, наприклад, з листа нержавіючої сталі, у якому виконана множина невеликих отворів; альтернативно або додатково щонайменше одна стінка може бути виготовленою, наприклад, з листа пористого паперу; - електричний насос 3, що має вхід та вихід; цей насос може бути циркуляційного або вібраційного типу; - теплообмінник 4, призначений для теплообміну між першим і другим відокремленими потоками плинного середовища, який має вхід і вихід для першого потоку води, яку нагрівають, а також вхід та вихід для другого потоку води, яку охолоджують; цей теплообмінник може, наприклад, бути з концентричними трубами; - перший фільтр 5 розділення плинних середовищ, що працює за принципом використання дії потоку та спливання, та має вхід і вихід; причому леткі елементи, присутні у воді, виходять з фільтра у газоподібній фазі - цей фільтр може бути оснащений випуском 02 (наприклад, переливного типу) для легких рідин, виділених з води у цьому фільтрі; докладніше цей фільтр описаний нижче під час розкриття його варіанта здійснення з посиланнями на Фіг. 2; - електричний насос 6, який має вхід та вихід; цей насос може бути циркуляційного або вібраційного типу; - теплообмінник 7, який призначений для теплообміну між першим і другим відокремленими потоками плинного середовища, який має вхід і вихід для першого потоку води, яка підлягає нагріванню, а також вхід та вихід для другого потоку води, яка підлягає охолодженню; цей теплообмінник може, наприклад, бути з концентричними трубами; - котел 8, який має вхід води та вихід пари; за варіантом, якому віддається перевага, цей котел являє собою ємність, яку можна легко мити (наприклад, виготовлену з тефлону), усередині якої воду нагрівають до точки кипіння, — кипіння утворює пар, який тече через вихід котла; цей котел за варіантом, якому віддається перевага, має датчики рівня води (фактично цьому варіантові завжди віддається значна перевага для котла, який має містити велику кількість води у рідкому стані, яка за варіантом, якому віддається перевага, має бути на одному заздалегідь визначеному рівні або у заздалегідь визначеному діапазоні рівнів), тиску пари та температури води; нагрівання може бути здійснено за допомогою електричних резисторів або за допомогою гідравлічної труби (наприклад, змійовика) через який проходить потік гарячого плинного середовища (зокрема, пропіленгліколю); докладніше цей котел описаний нижче; 3 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - вузол 9 конденсації, який має вхід для пари та вихід для води; цей вузол призначений для здійснення конденсації пари та може бути виконаний, наприклад, у вигляді охолоджувального змійовика та невеликого резервуара; - гідравлічний клапан 10, який має вхід та вихід; цей клапан за варіантом, якому віддається перевага, являє собою гідравлічний клапан з електричним керуванням (електричний клапан або електромагнітний клапан), наприклад, плунжерного типу; призначенням цього клапана є відкривання/закривання гідравлічного контуру СКТ для нагрівання фільтра 5 розділення плинних середовищ; докладніше цей гідравлічний контур описаний нижче; - охолоджувач 11, який має вхід та вихід і призначений для охолоджування потоку води, яка проходить через нього; - фільтр 12 розділення плинних середовищ, який працює за принципом використання дії потоку та спливання та має вхід і вихід; цей фільтр є таким же або подібним до фільтра 5 розділення плинних середовищ; - вузол для додавання мінеральних солей 13, який має вхід та вихід і призначений для додавання мінеральних солей до води, яка проходить через нього; - вихідний резервуар 14 для води, який має вхід та вихід; цей вихідний резервуар призначений для накопичення певної кількості води, перетвореної на питну очисником води; цей резервуар являє собою коробчасте вмістище (яке можна легко мити); цей резервуар може бути охолоджуваним у такий спосіб, що холодна вода може бути поданою на вихід очисника води, показаного на Фіг. 1; - гідравлічний клапан 15, який має вхід та вихід; цей клапан за варіантом, якому віддається перевага, являє собою гідравлічний клапан з ручним керуванням, наприклад, клапан з поворотною заслінкою; призначенням цього клапана є спорожнення котла 8 та виведення будьяких небажаних складників (таких як твердий залишок), накопичених у котлі. Очисник води, показаний на Фіг. 1, також включає в себе мікропроцесорний блок керування, призначений для керування його електричними вузлами, наприклад насосом 3, насосом 6 та клапаном 10, на основі електричних сигналів, отриманих від датчиків, встановлених в очиснику води, зокрема у його вузлах (наприклад, за допомогою датчиків у котлі 8), та електричних сигналів, отриманих за допомогою пристрою інтерфейсу користувача (наприклад, кнопок) — жодний з них не показаний на Фіг. 1. Елементи, згадані вище, гідравлічно з'єднані так, як описано нижче: - (вхідний резервуар 1) вхід І з'єднаний безпосередньо з резервуаром 1, а вихід з резервуара 1 з'єднаний з входом фільтра 2; - (механічний фільтр 2) вхід фільтра 2 з'єднаний з виходом резервуара 1, а вихід фільтра 2 з'єднаний з входом насоса 3; - (електричний насос 3) вхід насоса 3 з'єднаний з виходом фільтра 2, а вихід насоса 3 з'єднаний з входом для потоку води, яку нагріває теплообмінник 4; - (теплообмінник 4) вхід для потоку води, яка підлягає нагріванню у теплообміннику 4, з'єднаний з виходом насоса 3, вихід для потоку води, яка підлягає нагріванню у теплообміннику 4, з'єднаний з входом фільтра 5, вхід для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 4, з'єднаний з виходом для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 7, вихід для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 4, з'єднаний з входом вузла 11; - (фільтр 5 розділення плинних середовищ) вхід фільтра 5 з'єднаний з виходом для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 4, а вихід фільтра 5 з'єднаний з входом насоса 6; - (електричний насос 6) вхід насоса 6 з'єднаний з виходом фільтра 5, а вихід насоса 6 з'єднаний з входом для потоку води, яка підлягає нагріванню у теплообміннику 7; - (теплообмінник 7) вхід для потоку води, яка підлягає нагріванню у теплообміннику 7, з'єднаний з виходом насоса 6, вихід для потоку води, яка підлягає нагріванню у теплообміннику 7, з'єднаний з входом котла 8, вхід для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 7, з'єднаний з виходом вузла 9, вихід для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 7, з'єднаний з входом для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 4; - (котел 8) вхід котла 8 з'єднаний з виходом для потоку води, яка підлягає нагріванню у теплообміннику 7, а вихід котла 8 з'єднаний з входом вузла 9; - (вузол 9 конденсації) вхід вузла 9 з'єднаний з виходом котла 8, а вихід вузла 9 з'єднаний з входом для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 7; - (гідравлічний клапан 10) вхід клапана 10 з'єднаний з виходом вузла 9, а вихід клапана 10 з'єднаний з гідравлічним контуром СКТ; 4 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - (вузол 11 охолодження) вхід вузла 11 з'єднаний з виходом для потоку води, яка підлягає охолодженню у теплообміннику 4, а вихід вузла 11 з'єднаний з входом фільтра 12; - (фільтр 12 розділення плинних середовищ) вхід фільтра 12 з'єднаний з виходом вузла 11, а вихід фільтра 12 з'єднаний з входом вузла 13; - (вузол 13 для додавання мінеральних солей) вхід вузла 13 з'єднаний з виходом фільтра 12, а вихід вузла 13 з'єднаний з входом резервуара 14; - (вихідний резервуар 14) вхід резервуара 14 з'єднаний з виходом вузла 13, а вихід резервуара 14 з'єднаний з виходом 01 питної води; - (гідравлічний клапан 15) вхід клапана 15 з'єднаний з входом котла 8 (знизу), а вихід клапана 15 з'єднаний зі зливом 03. На Фіг. 2 показані три різні види (на Фіг. 2А — вид згори, на Фіг. 2В — вид у вертикальному розрізі по лінії А-А, Фіг. 2С — вид у вертикальному розрізі по лінії В-В), варіанта здійснення фільтра розділення плинних середовищ, що працює за принципом використання дії потоку та спливання, який може бути застосований як фільтр 5 в очиснику води, показаному на Фіг. 1. Цей фільтр має вхід IN та вихід ОТ і включає в себе вісім камер СІ, С2, СЗ, С4, С5, С6, С7, С8, гідравлічно з'єднаних послідовно; камера СІ з'єднана з входом IN, розташованим дуже близько до дна камери СІ; камера С8 з'єднана з виходом ОТ, розташованим дуже близько до дна камери С8. Цей фільтр являє собою закритий коробчастий елемент та має сім внутрішніх по суті вертикальних стінок Wl, W2, W3, W4, W5, W6, W7; стінка W4 відокремлює камери СІ, С2, СЗ та С4 від камер С5, С6, С7 та С8, стінка W1 відокремлює камеру СІ від камери С2, стінка W2 відокремлює камеру С2 від камери С3, стінка W3 відокремлює камеру С3 від камери С4, стінка W5 відокремлює камеру С5 від камери С6, стінка W6 відокремлює камеру С6 від камери С7, стінка W7 відокремлює камеру С7 від камери С8. Знизу цей фільтр має дві нахилені поверхні ІР1 та ІР2 (їх нахил є невеликим, наприклад, 1015°); нахилена поверхня ІР1 утворює дно камер СІ, С2, С3 та С4; нахилена поверхня ІР2 утворює дно камер С5, С6, С7 та С8. В цілому камери перебувають у взаємному зв'язку за допомогою звивистих проходів М12, М23, М34, М56, М67, М78 у нижній частині цих камер; тільки камери С4 та С5 перебувають у взаємному зв'язку за допомогою зазору SL, який простягається на всю їх висоту. Ці звивисті проходи виконані таким чином: по суті вертикальні внутрішні стінки не досягають дна камер, а залишають певний зазор знизу відкритим; перед кожною стінкою виконаний бар'єр, який простягається по суті у вертикальному напрямку на певну висоту, трохи більшу, ніж висота зазору. Конфігурація фільтра, показаного на Фіг. 2, є такою, що має місце потік плинного середовища у тонкій зоні, прилеглій до дна камер, тобто до двох нахилених поверхонь. Швидкість потоку є дуже низькою, і присутні у потоці елементи, легші ніж вода, виштовхуються догори у напрямку верхньої частини фільтра, леткі елементи виводяться з фільтра у газову фазу, а рідкі елементи можуть бути виведені з фільтра через факультативний випуск переливного типу, не показаний на фігурі (таким чином, можна також сказати, що цей фільтр працює самопливом за рахунок гравітації). Ефективність цього фільтра є вищою, якщо вода, яка проходить через нього та піддається фільтрації, є гарячою; це є причиною, з якої передбачений теплообмінник 4; крім того з тією ж метою фільтр, показаний на Фіг. 2, за варіантом, якому віддається перевага, має окремий гідравлічний нагрівальний контур (тобто змійовик), не показаний на фігурі та призначений для нагрівання усіх або частини стінок фільтра та/або плинного середовища, коли воно проходить через нього. Призначенням клапана 10 є відкривання/закривання гідравлічного контуру СКТ, який включає в себе гідравлічний контур нагрівання фільтра 5; контур СКТ (показаний на Фіг. 1) починається нижче за потоком відносно клапана 10, простягається через фільтр 5 та закінчується нижче за потоком відносно вузла 9 та вище за потоком відносно теплообмінника 7; звичайно контур СКТ замкнений (тобто наявний потік плинного середовища) на початку роботи очисника води, коли теплообмінник 4 не може достатньо нагрівати воду, яку подають на фільтр 5, та розірваний (тобто потік плинного середовища відсутній) через певний час (наприклад, через 5-Ю хв), коли він більше не потрібний. У такий спосіб фільтр 5 починає бути ефективним раніше (наприклад, лише через кілька хвилин). Очисник води, такий як показаний на Фіг. 1 (або подібний очисник), через фільтр, такий як показаний на Фіг. 2 (або подібний фільтр), може ефективно видаляти складники, що роблять воду непридатною для пиття, які присутні у воді, тобто у резервуарі 1, та подавати питну воду на вихід 01. 5 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Великі тверді частинки (наприклад, гравій) затримуються у резервуарі 1 завдяки звивистому проходу у ньому та тому, що вихід піднятий відносно дна (з використанням сили тяжіння). Періодично необхідно видаляти їх з резервуара зі спорожненням та промиванням вмістища. Невеликі тверді частинки (наприклад, пісок) частково затримуються у резервуарі 1 завдяки звивистому проходу у ньому та тому, що вихід піднятий відносно дна (для використання сили тяжіння), а також частково у фільтрі 2 (з застосуванням невеликих розмірів отворів та/або пор). Періодично необхідно видаляти їх зі спорожненням та промиванням вмістища резервуара 1 та стінок фільтра 2 і за необхідності - заміною стінок, виготовлених з пористого паперу. Будь-які невеликі тверді частинки, які проходять через резервуар 1 і фільтр 2, затримуються у котлі 8; на практиці під час кипіння, за наявності достатньої кількості рідини, ці тверді частинки не залишають рідку фазу. Періодично необхідно видаляти їх з резервуара зі спорожненням та промиванням вмістища котла 8. Важкі метали затримуються у котлі 8; на практиці під час кипіння, за наявності достатньої кількості рідини, ці важкі метали не залишають рідку фазу. Періодично необхідно видаляти їх з резервуара зі спорожненням та промиванням вмістища котла 8. Вуглеводні та миючі засоби переважно затримуються фільтрами 5 та 12, однакїх певна кількість надходить в котел 8. Вуглеводні та миючі засоби є легшими, ніж вода, і фільтри розділення, що працюють за принципом використання дії потоку та спливання, добре відокремлюють їх від води. Як вже зазначено, висока температура (наприклад, 40-50 °C) сприяє відокремлюванню. Леткі вуглеводні та миючі засоби залишають рідку фазу та потрапляють у фільтри 5 та 12 у газоподібній фазі; не леткі вуглеводні та миючі засоби спливають та залишаються на поверхні і можуть переважно витікати назовні через факультативний випуск переливного типу 02. Однак періодично необхідно повністю видаляти їх зі спорожненням та промиванням фільтрів 5 та 12. Добрива затримуються у котлі 8. Діаміди та аміак затримуються фільтрами 5 та 12, а також у котлі 8, являючи собою речовини, що розкладаються при нагріванні. Частково вони є леткими. Бактерії, мікроби та віруси знищуються завдяки дії високої температури, наявної у котлі 8 (звичайно це 110-130 °C). Фільтри 5 та 12 є ефективними як у відношенні легких речовин, так і у відношенні летких речовин, оскільки вони працюють за принципом використання дії потоку та спливання. Проте слід зазначити, що основним призначенням фільтра 5 є видалення речовин меншої густини (тобто тих, що спливають), і тому рівень рідини всередині має бути відносно високим (наприклад, 4-Ю мм), на той час як основним призначенням фільтра 12 є видалення летких речовин, тому рівень рідини всередині має бути відносно низьким (наприклад, 2-5 мм). Крім того, для поліпшення ефективності фільтра 12 корисно виконання його дна зі сходинками дуже малої висоти (наприклад, 1-2 мм). З вищезазначеного зрозуміло, що система за винаходом не лише має просту конструкцію та високу ефективність у отриманні питної води відмінної якості, а також є дуже простою у експлуатації: на практиці по суті єдиною операцією, яку потрібно виконувати періодично, є промивання її вузлів (ця операція може бути виконана, зокрема, із застосуванням питної води, виробленої системою). Крім того, відсутні вузли або частини системи, що вимагають заміни; інакше кажучи, відсутні витратні матеріали. Щодо кислот система, показана на Фіг. 1 (або подібна система), є здатною до зменшення їх вмісту у воді, а також до їх простого та ефективного затримування. Основні солі, які їх нейтралізують, можуть бути додані у резервуар 1; це додавання може бути здійснено, якщо необхідно, після визначення рН рідини, наявної у вмістищі резервуара 1; цей рН може бути просто визначений із застосуванням широко відомих смужок-індикаторів рівня, які змінюють колір залежно від рН рідини, в яку вони занурені. Солі, такі як хлористий натрій або хлористий магній (які, наприклад, присутні у морській воді), ефективно затримуються у котлі 8. Однак якщо необхідна обробка великих кількостей морської води, то може бути передбачена попередня операція опріснювання (видалення солі з води). Очисник води, показаний на Фіг. 1, звичайно включає в себе вхідний резервуар 1, призначений для вмпцування приблизно 10-20 літрів непридатної до пиття води, та вихідний резервуар 14, призначений для вміщування 3-5 літрів питної води; на практиці питна вода за варіантом, якому віддається перевага, не повинна зберіїатися будь-який проміжок часу перед застосуванням для запобігання розмноження мікроорганізмів усередині. В очиснику води, показаному на Фіг. 1, під час роботи на повну потужність проходить 1 літр води за годину. Якщо температура навколишнього середовища становить приблизно 20 °C, то температури у різних 6 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 точках системи звичайно такі: 20 °C у точці І, 20 °C у точці А, 20 °C у точці В, 45 °C у точці С, 45 °C у точці D, 45 °C у точці Е, 70 °C у точці F, 120 °C у точці G, 95 °C у точці Н, 70 °C~^шші;Ш. J, 45 °C у точці К, 30 °C у точці L, 28 °C у точці М, 26° у точці N, 20 °C у точці 01; температура у котлі 8 досягає 110-130 °C. На початку роботи (перші 5-Ю хв) перші 0,5 л води, оброблені системою, не є повністюю придатною для пиття. Очевидно, що очисник води, такий як показано на Фіг. 1 (або подібний очисник), вирішує задачі цього винаходу. Очисник води, показаний на Фіг. 1, може бути модифікований та/або інтегрований у різні способи. Можливо вилучення вбудованого вихідного резервуара (такого як резервуар 14) та застосування зовнішньої ємності; можливо вилучити вузел для додавання мінеральних солей (такий як вузол 13) та обходитися питною водою з менш приємним смаком; можливо вилучити гідравлічний контур СКТ, виждати більший час та злити воду, отриману на початку; положення вузла 11 та фільтра 12 може бути іншим відносно показаного на Фіг. 1. Додатково до показаного на Фіг. 1 вище за потоком у безпосередній близькості відносно виходу 01 може бути передбачений вузол додавання вуглекислоти, так що з виходу очисника води подається газована вода, та/або охолоджувальний вузол, так що з виходу очисника води подається охолоджена вода. Для виконання очисника води, показаного на Фіг. 1, з більшим ступенем безпеки та автоматизації може бути передбачений гідравлічний контур, призначений для перекривання потоку води з виходу протягом вибраних проміжків часу, переважно на початку його роботи; у такий спосіб унеможливлено подавання з виходу не зовсім придатної для пиття води; цей контур може бути споряджений гідравлічним перепускним клапаном, призначеним для скеровування потоку води у напрямі, альтернативному до виходу питної води - у напрямку до зливу або вхідного резервуара 1; у прикладі, показаному на Фіг. 1, цей перепускний клапан за варіантом, якому віддається перевага, може бути розташований вище за потоком у безпосередній близькості відносно вузла 13 або безпосередньо нижче за потоком відносно теплообмінників 4 або 11. Очисник води, показаний на Фіг. 1, придатний до живлення повністю або майже повністю від сонячної енергії. Електричні вузли, такі як насоси 3 та 6, клапан 10 та електронний блок керування (з усіма датчиками та приводами), можуть отримувати живлення від електричної батареї, акумулятора, декількох фотоелектричних сонячних елементів або вітроелектричного генератора невеликої потужності, оскільки вони мають низьку потребу в електричній енергії (20-30 Вт); крім того, акумулятор може заряджатися від фотоелектричних сонячних елементів або від вітроелектричного генератора. Котел 8 (який споживає значну кількість енергії на нагрівання та кипіння води) може отримувати енергію від потоку гарячого плинного середовища (такого як вода або гліколь), яке надходить з термогідравлічної сонячної панелі (не показаної на Фіг. 1). Зрозуміло, що можливі численні варіанти або додаткові елементи у системі, описаній вище. Наприклад, хоча це не є конче необхідним, можуть бути додані один або більше фільтрів (піщаний фільтр, фільтр з активованим деревним вугіллям, багатокасетний фільтр, фільтр зі зворотним осмосом або мембраною нанофільтрації, смоляний фільтр) та/або ультрафіолетовий стерилізатор. Фільтр з активованим деревним вугіллям може бути розташований, зокрема, вище за потоком відносно входу для першого потоку теплообмінника та застосований для зменшення надлишкового вмісту вуглеводнів та/або летких складників. Крім того, в очиснику води можуть бути передбачені один або більше вузлів для додавання твердих або рідких речовин, наприклад, поблизу виходу питної води. Зрештою, слід враховувати, що призначенням першого теплообмінника є підвищення температури непридатної до пиття води, яку подають на перший фільтр розділення плинних середовищ, таким чином максимально підвищуючи ефективність цього фільтра; цей термічний вплив також може бути відсутнім або досягнутим у інший еквівалентний спосіб. За варіантом здійснення пристрою, показаного на Фіг. 1, якому віддається особлива перевага, фільтр 12 може бути розташований безпосередньо нижче за потоком відносно вузла 9 конденсації; наприклад, він може бути вбудований у теплообмінник 7. У такий спосіб фільтр 12 працює з рідиною з високою температурою, і тому додатково поліпшується кінцеве видалення летких складників, які вже частково видалені фільтром 5, який працює при нижчій температурі. Цей варіант принципово включає в себе п'ять елементів: розділювальний фільтр (що працює за принципом використання дії потоку та спливання), який працює за відносно низької температури (наприклад, 45-80 °C, а за варіантом, якому віддається перевага, 65-75 °C), котел, 7 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 який вміщує масу рідини (на заздалегідь визначеному рівні або у заздалегідь визначеному діапазоні рівнів), який працює при високій температурі (110-130 °C), конденсатор, розділювальний фільтр (що працює за принципом використання дії потоку та спливання), який працює при відносно високій температурі (наприклад, 70-95 °C, а за варіантом, якому віддається перевага, 80-90 °C), та щонайменше один теплообмінник, призначений для використання тепла, утвореного при кипінні. Фільтр, показаний на Фіг. 2, являє собою варіант здійснення технічного рішення розділювального фільтра, що як такий має інноваційну цінність незалежно від його застосування в очищувачі води, описаному та заявленому у цьому документі. Слід зазначити, що фільтр, показаний на Фіг. 2 (представлений схематично та не у масштабі) може бути видозмінений з багатьох точок зору, наприклад: бар'єри, підняті відносно рівня дна, можуть також бути розташовані окремо незалежно від розташування внутрішніх стінок камер (наприклад, з іншою частотою), може бути виконане ступінчасте дно замість бар'єрів, певна частина дна може бути виконана ступінчастою, а певна частина дна може бути виконана пласкою та нахиленою, внутрішні стінки можуть бути трохи нахиленими замість вертикальних, фільтр може мати одну або три секції замість двох тощо. Суттєвими технічними особливостями конструкції цього фільтра є такі: - робота за принципом використання дії потоку та спливання, та - робота при високій температурі. Ця висока температура може бути вибрана, наприклад, у діапазоні 4595 °C, а за варіантом, якому віддається перевага, у діапазоні 65-75 °C; для її досягнення можуть бути передбачені нагрівальні засоби, вбудовані у фільтр, або нагрівальні засоби, розташовані нижче за потоком відносно фільтра; ці нагрівальні засоби, наприклад, можуть бути електричними (в очиснику води, показаному на Фіг. 1, вони виконані гідравлічними). Крім того, технічними особливостями конструкції цього фільтра за варіантом, якому віддається перевага, є такі: - застосування одного або більше звивистих проходів (у вертикальному та/або горизонтальному напрямку), які зменшують швидкість потоку і тому сприяють осаджуванню важких речовин та спливанню легких та летких речовин, та/або - застосування ступінчастих стінок (сходинки можуть бути також виконані за допомогою простих бар'єрів, що виступають з пласкої стінки), які сприяють ламінарному плину рідини, та/або - різна глибина рідини у фільтрі: відносно невелика для підтримування витіснення летких речовин, відносно велика для підтримування розділення легких та важких речовин, та/або - покриття внутрішніх поверхонь фільтра матеріалом, який можна мити, зокрема, тефлоном. Завдяки цим технічним особливостям фільтр є здатним до ефективного видалення з води небажаних летких речовин, зокрема, хлору, небажаних легких та переважно нерозчинних речовин, зокрема, маслянистих речовин, а також небажаних важких та переважно нерозчинних речовин, зокрема, вуглекислого кальцію (який звичайно називають "накипом або вапнистим нальотом"); крім того він зменшує бактеріальне навантаження води. Таким чином, фільтр є дуже придатним для застосування, наприклад, перед устаткуванням для приготування гарячих напоїв (наприклад, кавоварок) та устаткуванням для прасування одягу з пропаркою або є придатним для вбудовування в нього. Крім того, низькі витрати на виробництво, експлуатацію та технічне обслуговування роблять його особливо придатним для таких варіантів застосування. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Очисник води, що має вхід (І) непридатної до пиття води та вихід (O1) питної води, а також включає в себе принаймні: - котел (8), що має вхід води та вихід пари, - перший фільтр (5) розділення плинних середовищ, що працює за принципом використання дії потоку та спливання та має вхід і вихід, та - перший теплообмінник (4), призначений для теплообміну між першим і другим відокремленими потоками плинного середовища, який має вхід і вихід для першого потоку води, яка підлягає нагріванню, а також вхід і вихід для другого потоку води, яка підлягає охолодженню; при цьому вхід непридатної до пиття води з'єднаний з входом першого потоку першого теплообмінника (4), вихід першого потоку першого теплообмінника (4) з'єднаний з входом першого фільтра (5) розділення плинних середовищ, вихід першого фільтра (5) розділення плинних середовищ з'єднаний з входом котла (8), вихід котла (8) з'єднаний з входом другого 8 UA 104619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 потоку першого теплообмінника (4), вихід другого потоку першого теплообмінника (4) з'єднаний з виходом (O1) питної води. 2. Очисник води за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає в себе вхідний резервуар (1), призначений для вміщення непридатної до пиття води, яка надходить з входу (І) непридатної до пиття води, причому згаданий вхідний резервуар (1) має вихід, з'єднаний з входом першого потоку першого теплообмінника (4), та згаданий вихід переважно піднятий відносно дна резервуара (1) та/або має вигляд звивистого проходу. 3. Очисник води за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що додатково включає в себе механічний фільтр (2), розташований між входом (І) непридатної до пиття води та входом першого потоку першого теплообмінника (4), причому згаданий механічний фільтр (2) включає в себе щонайменше одну стінку, яка має множину невеликих отворів або пор, а згадана стінка виготовлена переважно з пористого паперу. 4. Очисник води за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково включає в себе другий теплообмінник (7), призначений для теплообміну між першим і другим відокремленими потоками плинного середовища, який має вхід і вихід для першого потоку води, яка підлягає нагріванню, а також вхід і вихід для другого потоку води, яка підлягає охолодженню, та у якому вихід першого фільтра (5) розділення плинних середовищ з'єднаний з входом першого потоку другого теплообмінника (7), вихід першого потоку другого теплообмінника (7) з'єднаний з входом котла (8), вихід котла (8) з'єднаний з входом другого потоку другого теплообмінника (7), вихід другого потоку другого теплообмінника (7) з'єднаний з виходом (O1) питної води. 5. Очисник води за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково включає в себе другий фільтр (12) розділення плинних середовищ, що працює за принципом використання дії потоку та спливання та має вхід і вихід, при цьому згаданий вхід другого фільтра (12) розділення плинних середовищ з'єднаний з виходом другого потоку першого теплообмінника (4) або з виходом котла (8), розташованим вище за потоком відносно згаданого першого теплообмінника (4), а згаданий вихід другого фільтра (12) розділення плинних середовищ з'єднаний з виходом (O1) питної води. 6. Очисник води за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково включає в себе щонайменше один гідравлічний вузол, вибраний з групи, яка включає в себе пристрій для додавання мінеральних солей (13), вузол додавання вуглекислоти, вузол додавання твердих або рідких речовин, охолоджувальний вузол, вихідний резервуар (14), причому згаданий щонайменше один гідравлічний вузол розташований вище за потоком у безпосередній близькості відносно згаданого виходу (O1) питної води. 7. Очисник води за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково включає в себе один або більше електричних вузлів (3, 6, 10), причому згадані електричні вузли (3, 6, 10) призначені, зокрема, для керування потоками плинних середовищ у очиснику води, та фотоелектричні сонячні елементи або вітроелектричний генератор, електрично підключені до згаданих електричних вузлів (3, 6, 10) для постачання для них електричної енергії. 8. Очисник води за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що також включає в себе гідравлічний контур (СКТ), з'єднаний зі згаданим першим фільтром (5) розділення плинних середовищ, та призначений для забезпечення нагрівання згаданого першого фільтра (5) розділення плинних середовищ, причому згадане нагрівання здійснюють, зокрема, протягом вибраних проміжків часу переважно на початку роботи очисника води. 9. Очисник води за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що також включає в себе гідравлічний контур, призначений для перекривання потоку води через згаданий вихід питної води протягом вибраних проміжків часу переважно на початку роботи очисника води. 10. Очисник води за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий котел (8) може працювати з використанням сонячної енергії. 50 9 UA 104619 C2 10 UA 104619 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11