水处理系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种包括外壳的水处理系统，所述外壳被调适成接收水流。电解处理系统安置于所述外壳内，以产生用于处理水的一个或多个产物。氢产生系统安置于所述外壳内，以从所述水流产生电力。电子控制系统安置于所述外壳内，以接收和管理由所述氢产生系统产生的所述电力并且控制电力到所述电解处理系统的传递以控制所述一个或多个产物的所述产生。

Water treatment system and method

The present invention provides a water treatment system including an enclosure adapted to receive a flow of water. An electrolytic treatment system is disposed within the housing to produce one or more products for treating water. A hydrogen generating system is disposed within the housing to generate power from the flow. The electronic control system is arranged in the shell, to receive and manage by the hydrogen production system to produce the power and control power to the electrolytic treatment system to control the transfer of one or more of the products.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水处理系统和方法相关申请案的交叉参考本申请案要求2015年6月19日提交的第62/182,125号和2014年8月11日提交的第62/035,758号美国临时申请案的优先权，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及水处理。具体而言，本申请案涉及一种用于处理穿过流动路径的水的水处理装置。
技术介绍
传统地通过手动添加化学物质(例如，用于消毒和杀菌目的的氯和溴)来处理水资源和蓄水池，例如，通过分配系统传送给用户的水，或例如游泳池、温泉、按摩缸、水景园等的蓄水池。此外，通常添加多种其它工业化学物质来抵消杀菌化学物质(例如，氯和溴)对不同水参数(包含pH和碱度)的效果。此外，通常将多种化学物质添加到水中以稳定或补充氯和溴且改进水质，所述化学物质包含除藻剂、稳定剂和澄清剂。尤其对于例如游泳池等的住宅娱乐设施，这些化学物质的购买、运输、处理、水测试和手动添加向这些设施的所有者和操作者呈现大量问题。这些问题包含：由添加高剂量的这些人工制造的化学物质产生的游泳者安全问题、用于有效地保持水质所需的化学物质的高操作成本以及用于平衡和控制不同水参数所需的过多时间和工作量。多个电气装置和系统已用于减小这些问题的影响。这些系统和装置包含盐氯化系统、紫外线杀菌系统、臭氧产生系统、金属离子化系统或共同操作的这些系统和装置的组合。这些系统需要电气和管道专业知识的困难安装是使用这些系统的限制因素。此外，手动地执行这些系统中的一些系统(例如，盐氯化或金属离子化系统)的操作通常具有一些难度，从而需要用户测试和手动地调整生产率以有效地给水消毒。因此，需要一种能够减小此类系统中的安装和操作工作量的装置。常规上，上述电气装置和系统利用安装和连接到115VAC或240VAC电源，例如，电源插头的电气控制面板。控制面板调节电力，并且在一些情况下，将AC电流转换成DC电流并且使用电线向单独的电气处理装置供应电力。电气处理装置通常串联安装或安装在水流路径的末端。其它系统已尝试创建自供电装置，从而减小安装难度。例如，R.M.Mercer的2003年1月21日发布的第6,508,929号美国专利揭示针对暴露于足够阳光下的户外环境的一个可能解决方案。浮动盐外壳单元产生利用太阳能的氯。系统描述为需要户外环境且直接暴露于并非总能获得的足够阳光下。无论如何，由于电解过程(例如，盐氯化)的高能量需求，因此对于例如游泳池等的大型蓄水池的全面和可靠消毒，太阳能解决方案可能不足够或不切实际。对于一些应用和处理系统，已使用氢产生系统。例如，Baarman等人的2005年8月9日发布的第6,927,501号美国专利揭示一种自供电液体处理系统，所述自供电液体处理系统包含可以安装在水龙头末端的外壳。外壳包含过滤器、紫外线光源和氢产生器。所揭示的系统设计用于安装在水龙头的末端，使得水自由地流出装置的末端。系统的机械设计，尤其氢产生器系统的机械设计对于串联设施是不切实际的或不理想的，其中需要系统具有小圆柱形轮廓并且串联装配在现有流动路径中，而不具有外部挤压特征和用于发电机或可旋转部件的外壳。另外，在具有高流速的串联系统应用中，由于由所揭示系统的机械设计所需的流动方向的改变引起的过多压降，这是不理想的。此外，所提供的控制方法被设计用于紫外线系统并且当产生例如氯或金属离子等的化学物质用于消毒时是不利的。附图说明附图仅借助于实例说明本专利技术的实施例，其中贯穿不同图式，相似的参考标号描述相似的项。图1是水处理系统的实施例的框图。图2是水处理系统的实施例的等距视图。图3是水处理系统的实施例的截面图示意图。图4是图3的实施例的侧视图分解示意图。图5是电解池的实施例的一系列视图。图6是图5的实施例的一系列截面图。图7是电解池的实施例的一系列视图。图8是图7的实施例的一系列截面图。图9是水处理系统的实施例的等距分解图示意图。图10是氢产生系统的实施例的等距分解图。图11是具有组件的一部分的特写图的图10的组装实施例的截面图。图12是图10的实施例的出口端盖的实施例的一系列示意图。图13是由氢产生系统产生的功率与流率的示例性曲线图。图14是由氢产生系统产生的电压与流率的示例性曲线图。图15是说明在图3的实施例的入口端盖的实施例中电子控制系统位置的实施例的一系列示意图。图16是具有组件的一部分的特写图的图15的实施例的分解图。图17是具有组件的一部分的特写图的图15的实施例的分解图。图18是说明影响由氢产生系统的实施例产生的电压和电流的变量的框图。图19是说明用于确定发电机轴杆的转速、可旋转部件的转速和流体的流率的方法的框图。图20是说明用于确定流体的导电性的方法的框图。图21是采用水处理系统的实施例的单道液体分配系统的示例性框图。图22是采用水处理系统的实施例的液体再循环系统的示例性框图。图23是说明用于控制单道布置中的液体处理系统的实施例的出口流中的化学物质浓度的方法的框图。具体实施方式本专利技术描述自供电和自含式水处理装置。在一些实施例中，装置设计有单个圆柱形外壳，其中所有氢产生、处理和控制系统密封在所述单个圆柱形外壳内。根据一些实施例，氢产生系统被设计成产生足够的电力来操作电解处理系统，例如，盐氯化和/或金属离子化系统。在至少一个方面中，氢产生系统被设计成产生足够的电力来操作电解处理系统，所述电解处理系统包含离子产生器和控制器。根据一些实施例，使用例如氯产生和/或金属离子化系统等的电解处理系统，并且所述电解处理系统由电子控制系统控制，由氢产生系统供电。根据一些实施例，装置内的电子控制系统可能够通过用户显示器和/或通信系统(例如，无线通信系统)接收和发射用户/第三方输入和输出。输入可以用于改进装置的性能，同时可以产生输出以向用户提供例如流体的流率和消毒率等的有用信息。根据一些实施例，电子控制系统可能够确定流体的流率并且相应地调节消毒物质的产生以在单道系统中的装置的出口流中实现一致且受控的化学物质浓度。图1是水处理装置50的实施例的框图。在此实例中,处理外壳105与流体流动路径100串联安装，从而形成流体行进穿过的流动路径100的新截面。流动路径100可以是单道液体分配系统的一部分，或流动路径100可以是用于贮液池的液体再循环系统的一部分，例如，可以用于游泳池、池塘和按摩缸。在此实例中,处理外壳105包括电解处理系统110、氢产生系统130和电子控制系统120，所有系统以机械方式安置于处理外壳105内。尽管借助于实例在处理外壳105内以特定次序示出电解处理系统110、氢产生系统130和电子控制系统120，但是应理解，其在处理外壳105内的次序和布置可以变化。例如，氢产生系统130可以位于另外两个组件之间，或位于处理外壳105的排放端。在流体行进穿过处理外壳105时，所述流体对氢产生系统130的可旋转部件施加力。因此，由氢产生系统130产生电力。将所产生的电力传递到电子控制系统120。电子控制系统120通过消耗一部分电力来用于执行内部功能，例如，功率管理、处理、控制、存储、通信等。在此实例中,电子控制系统120将其余电力或可替代地受控的电荷量传递到电解处理系统110。电解处理系统110由一个或多个电解池组成并且随后产生用于水处理目的的一个或多个有用物质，包含但不限于：作为盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理系统，其包括：外壳，其界定流体流动路径；氢产生系统，其被定位成从所述流体流动路径接收水流并且从所述所接收水流产生电力；电子控制系统，其用于接收和使用由所述氢产生系统产生的所述电力的至少一部分以为所述电子控制系统供电；以及电解处理系统，其位于所述液体流动路径内并且被调适成接收由所述氢产生系统产生的所述电力的其余部分，以产生一个或多个产物以及将所述一个或多个产物释放到所述水流中；其中所述电子控制系统可用于控制由所述电解处理系统执行的所述一个或多个产物的所述产生和释放。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.11 US 62/035,758;2015.06.19 US 62/182,1251.一种水处理系统，其包括：外壳，其界定流体流动路径；氢产生系统，其被定位成从所述流体流动路径接收水流并且从所述所接收水流产生电力；电子控制系统，其用于接收和使用由所述氢产生系统产生的所述电力的至少一部分以为所述电子控制系统供电；以及电解处理系统，其位于所述液体流动路径内并且被调适成接收由所述氢产生系统产生的所述电力的其余部分，以产生一个或多个产物以及将所述一个或多个产物释放到所述水流中；其中所述电子控制系统可用于控制由所述电解处理系统执行的所述一个或多个产物的所述产生和释放。2.根据权利要求1所述的水处理系统，其中所述氢产生系统进一步可用于向所述电子控制系统提供所述水流的测量。3.根据权利要求2所述的水处理系统，其中所述测量包括由所述氢产生系统产生的电压或电流中的至少一个。4.根据权利要求2所述的水处理系统，其中所述电子控制系统进一步包括使由所述氢产生系统提供的所述测量同与穿过所述外壳的所述水流率对应的产物生产率相关的预定映射。5.根据权利要求4所述的水处理系统，其中先前通过以下操作产生所述预定映射：将所述水处理系统位于试验台上，所述试验台通过所述液体流动路径传递所测量的水流率，测量所述氢产生系统跨越一系列水流率的电气输出，以及使电解池的输出速率与跨越水流率范围的所述所测量电气输出相关。6.根据权利要求1所述的水处理系统，其中所述电解处理系统包括盐氯化电解池，并且所述一个或多个产物中的一个包括氯。7.根据权利要求1所述的水处理系统，其中所述电解处理系统包括金属离子化电池，所述一个或多个产物中的至少一个选自由铜离子和银离子组成的群组。8.根据权利要求1所述的水处理系统，其中所述电解处理系统包括两个单独的电解池，其中a)第一电解池包括用于产生氯的盐氯化电解池；以及b)第二电解池包括用于产生可用于水处理的金属离子的金属离子化电解池。9.根据权利要求8所述的水处理系统，其中所述金属离子包括铜和银离子中的至少一个。10.根据权利要求1所述的水处理系统，其进一步包括：入口端盖，其包含所述电子控制系统并且界定用于所述外壳的流体入口；以及出口端盖，其界定用于所述外壳的流体出口并且包含用于在所述水流离开所述外壳时引导所述水流的导流板。11.一种处理水的方法，其包括：接收流过流动路径的水；使可旋转部件旋转以从所述流动水产生电力；以及将所述所产生电力的一部分引导至电解池以产生用于处理水的一个或多个产物。12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：从所述所产生电力测量所述流动水的流率；以及控制所述所产生电力中引导至所述电解池的所述部分，所述部分与所述所测量流率成比例。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个产物中的至少一个选自由氯、铜离子和银离子组成的群组。14.一种电解处理系统，其包括：金属离子化电解池，其包括金属离子化电极；盐氯化电解池，其包括两个或多于两个氯释放电极，其中所述两个或多于两个氯释放电极中的第一电极与所述金属离子化电极相邻并且所述两个或多于两个氯释放电极中的最后一个电极离所述金属离子化电极最远；以及电子控制系统，其与所述金属离子化电极和所述两个或多于两个氯释放电极中的至少第一电极和最后一个电极中的每一个进行单独电通信，并且其中所述电子控制系统可用于切换至少所述金属离子化电极、所述第一电极和所述最后一个电极中的每一个的功率和极性两者。15.根据权利要求14所述的电解处理系...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛义德·努尔巴赫什，阿米尔萨拉·亚拉吉，蒂莫西·穆托，穆罕默德·迈什卡哈尔迪尼，
申请(专利权)人：福马龙公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA