عنوان اين اختراع، «طراحي سيستم توليد آب ‌شيرين‌ از استخر خورشيدي با گراديان شوري، به روش اواپراتورهاي چند محفظه اي با بكارگيري ديفيوزر سابسونيك» مي‌باشد كه مربوط به زمينه علمي مكانيك - تبديل انرژي است. در يك استخر خورشيدي با گراديان شوري، دماي آبنمك در لايه پاييني‌اش نزديك به 100 درجه سانتيگراد بوده و از اين حرارت مي‌توان براي توليد آب شيرين استفاده كرد. براي افزايش دبي آب شيرين توليدي در چنين فرآيندي، از روش پيش گرم كردن جريان ورودي به اواپراتور با استفاده از انرژي دريافتي از كمپرسور بخار مكانيكي، استفاده مي شود. تاكنون راه پيشنهادي براي اين منظور، استفاده از كمپرسور بخار مكانيكي (به تنهايي) بوده است. اين كمپرسور به توان ورودي زيادي نياز دارد. براي حل اين مشكل و جهت كاهش توان ورودي، در اين اختراع، استفاده از ديفيوزر سابسونيك پيشنهاد شده است. به اين صورت كه ديفيوزر را قبل از كمپرسور قرار داده و دما و فشار جريان را قبل از ورود به كمپرسور افزايش مي‌دهيم. با توجه به عدم نياز ديفيوزر به توان ورودي، توان مصرفي كمپرسور كاهش و بازده توليد آب شيرين و دبي آب شيرين توليدي افزايش مي‌يابد.

دستگاه چند منظوره تيلور-كوئت دو محوري جهت استفاده در فرآيند-هاي مهندسي شيمي ساخته شده است. از جمله اين فرآيند¬ها مي¬توان به موارد زير اشاره كرد: بررسي فرآيند رسوب آسفالتين و واكس در نفت، فرآيند استخراج مايع- مايع، استخراج از جامد، فرآيندهاي غشايي، ايجاد جريان تيلور-كوئت آرام و آشفته، راكتور شيميايي كاتاليستي، جدا كننده¬هاي فيلتري دوار، ايجاد اختلاط در محلول¬ها (به¬عنوان مخلوط¬كن) و فرآيند¬هاي مربوط به جذب سطحي با استفاده از انواع جاذب¬ها. با توجه به اينكه اندازه گيري رسوبات ته¬نشين شده آسفالتين و واكس در خطوط انتقال نفت به دليل حجم زياد نفت و شرايط عملياتي خاص با مشكل مواجه است، مي¬توان با شبيه سازي نوع جريان (مخصوصا از نظر دما و تنش برشي روي ديواره) در اين دستگاه، رسوبالت ته¬نشين شده در سطح لوله را اندازه¬گيري و تعيين كرد. با نظر به اينكه در اين دستگاه محورهاي هر دو استوانه قابليت دوران دارد، در فرآيند¬هاي استخراج مايع- مايع، فرآيند¬هاي غشايي و ساير فرآيندهاي جداسازي مي¬توان در هردو سيال به¬كار برده شده ايجاد آشفتگي نمود تا با اين كار زمان انجام فرآيند مورد نظر كم شود. در اين دستگاه هر دو استوانه¬ي داخلي و خارجي امكان دوران بصورت منفرد و يا بطور هم¬زمان در سرعت¬هاي مختلف (حتي بيشتر از rpm 3000) را داشته و سيال مي¬تواند در اين دستگاه گرم يا سرد گردد. همچنين مي¬توان فرآيند¬هاي مختلف را تحت فشار انجام داد.

مطابق شكل 2 مي توان طول يك ترموسيفون را به سه قسمت اساسي تقسيم كرد كه شامل قسمت هاي تبخير كننده آدياباتيك و چگالنده مي شود. گرماي دريافت شده از سيال گرم در تماس با پوسته خارجي لوله گرمايي در قسمت تبخير كننده، سبب تبخير سيال عامل داخل لوله شده و سيال عامل تبخير شده از داخل فتيله به سمت مركزي فتيله حركت كرده و سپس به دليل اختلاف فشار موجود در داخل لوله به سمت بالاي آن كه سردتر مي باشد حركت كرده و در انتهاي ديگر لوله يعني در چگالنده، گرماي خود را به سيال سردي مي دهد كه در پوسته خارجي لوله در بخش چگالنده با آن در تماس است گرماي انتقالي به بيرون از لوله، سبب سرد شدن و در نتيجه چگاليده شده سيال عامل مي شود. سيال عامل تقطير شده توسط نيروي جاذبه (به شرطي كه تبخير كننده در ارتفاع پايين تر از چگالنده باشد)، به قسمت پايين لوله گرمايي منتقل شده و چرخه مجددا تكرار مي شود. در ترموسيفون چرخه انتقال گرما به واسطه تبخير و ميعان انجام مي گيرد. بنابراين فشار و دماي فرايند ثابت بوده و اختلاف دماي سيال بين دو قسمت ناچيز است. پوسته خارجي ترموسيفون در بخش كندانسور آن گرماي انتقالي به بيرون را توسط يك مبدل حرارتي به قسمت اواپراتور سيكل ORC تحويل مي دهد. سيال عامل سيكل ORC با جذب اين گرما وارد فاز بخار و يا Super Heat شده و با آنتالپي بالا وارد ميكروتوربين مي شود. داخل اين ميكرو توربين آنتالپي سيال عامل تبديل به كار خروجي شده و سپس به منظور تبديل دوباره به فازر مايع وارد كندانسور مي شود. با از دست دادمن حرارت داخل مبدل حرارتي كندانسور و تبديل به فاز مايع سيال عامل سيكل ORC به منظور رسيده به فشار اواپراتور و تكرار چرخه سيكل وارد يك پمپ مي شود و همين روند براي توليد توان سيكل ادامه مي يابد.

اين طرح تركيبي از ترموسيفون و كلكتور خورشيدي ميباشد. ترموسيفون از لوله رفت و برگشتي در يك مدار بسته تشكيل شده است كه انرژي را از صفحه جاذب دريافت ميكند و به مخزن آب گرم انتقال مي دهد و آب گرم مصرفي ساختمان را تامين ميكند. از ويژگي هاي مهم اين كلكتور اين است كه دماي آب مصرفي نسبت به كلكتور هاي مشابه بالا مي باشد چون جريان سيال درون ترموسيفون از نوع جريان جوششي ميباشد.

اين سيستم يك ترموسيفون حلقوي با چرخه رانكين است كه بوسيله يك توربين ضربه اي از آن توان توليد شده و از گرماي خروجي سيستم، گرماي مورد نياز تامين خواهد شد. اين چرخه توانايي عملكرد با منابع آنتالپي پايين را داراست كه مي تواند از انرژي خورشيدي، زمين گرمايي و يا گرماي هدررفت صنايع باشد. گرما از منابع ذكر شده وارد قسمت تبخير كننده سيستم شده و باعث تبخير سيال عامل مي شود، بخار به سمت بالا حركت كرده، از ميان نازل عبور و سرعت آن افزايش و فشار آن كاهش مي يابد. بخار كه سرعت آن افزايش پيدا كرده به پره هاي توربين برخورد كرده و باعث گردش آن و ژنراتور متصل به آن مي شود كه در نهايت منجر به توليد توان الكتريكي خواهد شد. بخار بعد از برخورد به پره هاي توربين انعكاس پيدا كرده و از گرماي آن براي توليد گرما (بطور مثال آب گرم مصرفي ساختمان) استفاده شده و در كندانسور كه در فشار كمتري از اواپراتور قرار دارد چگاليده مي شود. كندانسور در ارتفاع بالاتري نسبت به اواپراتور قرار دارد به همين دليل ارتفاع مايع چگاليده شده نسبت به اوپراتور ايجاد فشاري خواهد كرد كه جايگزين پمپ در چرخه رانكين خواهد شد و به همين صورت چرخه ادامه خواهد يافت.