CN106795012A - 水处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

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。

技术领域

本发明涉及水处理。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。

背景技术

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发明的实施例，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

本发明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：作为盐氯化过程的一部分的氯气，或例如铜和/或银离子等的金属离子。因此，根据图1的水处理装置是自含式装置，所述自含式装置包围用于在处理外壳105内部实现水处理所需的所有系统。此外，水处理装置50通过流体沿着流动路径100的流动来供电，从而简化安装和操作。

图2是水处理装置200的实施例的等距视图。根据图2，水处理装置200是完全自含式装置，其中所有系统容纳在具有流体入口端盖210和流体出口端盖220的外壳205内。流体入口端盖210和流体出口端盖220被设计成方便地附接或串联安装在例如PVC管道的流动路径中，从而形成再循环系统的一部分。在图2的实例中，流体入口端盖210和流体出口端盖220方便地示为具有用于耦合到流动路径中的相邻管道段的螺纹耦合器。代替图2中所示的螺纹耦合，可以使用本领域技术人员已知的其它耦合方式。

图3说明水处理装置200的实施例的端视图和截面图示意图。在此实例中，入口端盖210是执行多个功能的塑料部分，所述功能包含：提供流体进入水处理装置200的流动路径；形成包含和隐藏所有其它内部部分的处理外壳205的一部分；以及提供防雨壳体以容纳电子控制系统(根据图15)。在此实例中，入口端盖210是使用机械紧固件容易移除的可接近部分以接近装置200的内部组件。入口端盖210还可以使用机械紧固件以及密封的电子控制系统容易地进行替换，以便例如用新的电子控制系统方便地替换发生故障的电子控制系统或升级装置200。入口端盖210可以使用机械紧固件进一步容易地移除以允许容易的接近，从而用新的电解处理系统330来移除或替换电解处理系统330以进行例行维护或替换。

在此实例中，外壳205执行多个功能，包含但不限于形成包含和隐藏所有其它内部部分的处理外壳的一部分。外壳205可以由用于密闭的单层塑性或其它合适材料或由用于执行其它功能的一个或多个层构造。例如，电连接到电子控制系统的内部导电层(例如，不锈钢)可以通过提供与电解处理系统330的外部电极相对的阴极表面来参与电解处理过程，由此在需要时通过提供额外的电极来改进电解处理系统的性能。在此实例中，第二外层可以是塑料或防止电渗漏到环境或对用户造成电危害的其它材料的非导电层。在一个方面中，第二外层可以是使用户能够视觉上看到内部金属导电层的透明层。

电解处理系统330具有多个部分，所述多个部分组合以使电解处理系统330能够在提供有电力时出于处理目的有效地产生有用物质。电解处理系统330包含至少一个电解池，所述电解池由至少两个电极组成，能够通过单个电化学过程产生用于水处理的至少单个有用物质,例如能够通过铜银电离过程产生铜和银离子。电解处理系统330可以包含用于通过一个或多个电化学过程产生一个或多个有用物质的多于一个电解池，例如，用于通过铜和银电离过程产生铜和银离子的独立电解池以及用于通过盐氯化过程产生氯的第二独立电解池。电解处理系统330还可以包含能够通过两个或多于两个电化学过程产生两个或多于两个有用物质的单个混合电解池，例如，用于通过铜和银离子化以及盐氯化过程产生铜和银离子以及氯的混合电解池(例如，如根据图5)。在随后段中进一步详细描述此混合电解池的设计。所述电解池可以由板状、网状、碟状、管状、杆状电极或这些形式的组合构成以实现改进的性能、减小的功率消耗或减小的空间需求。

电解处理系统330可以进一步包含额外部分，包含但不限于：结构部件，其用于适宜地将电极置于装置内且防止电极之间的直接接触；导电引线，其用于将电流引导至电子控制系统以及从电子控制系统引导电流；防雨电连接器，其可以连接和断开以允许电解处理系统330从装置移除来进行例行维护或替换；以及机械特征，其用于促进由用户进行的电解处理系统330的移除和处理。

处理外壳内的流体路径340提供用于使流体以最小压降从入口202行进到出口204的路径。当流接近邻近于装置的出口204的氢产生系统350时，流体路径340可以进一步引导所述流以改进电力产生。

氢产生系统350具有多个部分，所述多个部分整体使氢产生系统能够最大化电力产生以供电子控制系统和电解处理系统330使用，同时减小跨越氢产生系统350的压降。氢产生系统350至少包含响应于流体通过流动路径340的流动的可旋转部件以及具有连接到可旋转部件的轴杆的发电机，以便将轴杆的机械能转换成电能。氢产生系统350还可以包含：产生器外壳，其用于包封发电机且防止与流体直接接触；机械驱动系统，其用于通过直接机械连接将可旋转部件直接或间接地连接到发电机轴杆；磁性耦合驱动器；和/或变速箱，其用于改变轴杆的速度和扭矩。氢产生系统350可以进一步包含：轴承，其用于促进可旋转部件或发电机轴杆的旋转；密封部分和组件，其用于避免流体到产生器外壳的泄漏；以及结构部件，其用于将产生器外壳和可旋转部件置于处理外壳内的有利位置内。氢产生外壳350可以进一步包含机械引导特征，所述机械引导特征以有利角度有利地引导和加速到达可旋转部件的流体，以便最大化系统的电力产生。

在氢产生系统350的此实例中，发电机可以是内部组件、与流体流成直线、包封在产生器外壳内，以避免容纳和驱动流体流外部的发电机轴杆的技术复杂性和成本缺点。方便的是，当流体传送来自产生器的余热时，此布置增加从发电机的热传递速率。通常处于低温下的液体围绕发电机行进，从而有助于排热。排热的速率直接取决于构造的材料、产生器外壳的形状和壁厚度、接口的面积以及通过产生器的流体的体积流率。因此，可以设计和构造产生器外壳，以便防止热量堆积在发电机中，从而确保一致和有效的性能。

提供出口端盖220，在此实例中，所述出口端盖是执行多个功能的塑料部分，所述功能包含：提供流体离开水处理装置200的流动路径；形成包含和隐藏所有其它内部部分的处理外壳205的一部分；以及使用嵌入的机械引导特征以有利角度引导和加速到达可旋转部件的流体，以便最大化系统的电力产生。如将了解，出口端盖220可以由本领域的技术人员已知的其它合适的材料构成。

例如，机械引导特征可以包含喷嘴、导流板或其它有利的机械形状。在此实例中，出口端盖220是使用机械紧固件容易移除的可接近部分以接近装置的内部组件。出口端盖220还可以使用机械紧固件容易地替换，以便用新的和更先进的氢产生系统350方便地维修或替换发生故障的氢产生系统350或升级装置。可以使用机械紧固件进一步容易地替换出口端盖220与其嵌入的机械引导特征，以提供不同液体流率和压力的优化机械引导性能，从而确保不同条件下的最大电力产生。

图4是图3的实施例的侧视图分解示意图。在示例性实施例中，定位环407在内部以机械方式固定到外壳205，以提供电解处理系统330的结构支撑并且提供用于将入口端盖210组合件以机械方式紧固到外壳205的结构表面。电解处理系统330插入外壳205中并且通过定位环407固定在适当位置。压缩O型环或垫圈405提供防雨腔室，用于在机械紧固组合件之后自动地在电解处理系统330与入口端盖210组合件之间进行电连接。一个或多个机械紧固件404用于将电子控制系统帽盖403以机械方式紧固到入口端盖210，从而将电子控制系统包封在入口端盖210内。在电子控制系统已嵌入入口端盖210中之后，灌封材料可以用于填充所述入口端盖内的壳体，从而进一步确保用于电子控制系统的防雨外壳。电子控制系统帽盖403可以进一步提供导电电气引脚以实现在嵌入入口端盖210内的电子控制系统与电解处理系统330之间进行电连接。一个或多个机械紧固件400用于将包围电子控制系统的入口端盖210以机械方式紧固到定位环407。压缩O型环或垫圈402压缩在入口端盖210与外壳205之间以确保防雨连接，从而防止从装置内部渗漏到外部环境。

在由此说明的实例中，入口端盖210和出口端盖220提供与处理外壳205的密封接合以捕获处理外壳205内的电解处理系统330和氢产生系统350。

两个或多于两个磁体413插入磁性耦合器414中，以创建具有在磁性耦合驱动器中所期望的确定大小和极性布置的磁体的内环，所述磁性耦合器是固持磁体413的结构组件。磁性耦合驱动器是在此实例中说明的示例性实施例。

磁体413和磁性耦合器414的组合件以机械方式紧固到发电机412的轴杆。新组合件随后插入产生器外壳415中，从而为发电机412提供防雨环境并且将氢产生系统在内部置于流体流动路径中。产生器外壳帽盖410以机械方式紧固到产生器外壳415，从而将发电机412和磁性耦合驱动器的组件包封在产生器外壳415内。压缩O型环或垫圈411压缩在产生器外壳415与产生器外壳帽盖410之间，以提供密封并且防止液体泄漏到产生器外壳415的内部。轴承416以机械方式紧固到产生器外壳415，其方式为使得促进可旋转部件418的旋转。两个或多于两个磁体417插入可旋转部件418中的腔室中，从而产生具有在磁性耦合驱动器中所期望的确定大小和极性布置的磁体的外环，因为在此实例中说明磁性耦合驱动器。固持磁体417的可旋转部件418以机械方式紧固到轴承416，从而产生包含氢产生系统的多个部分的新组合件。新组合件插入且以机械方式紧固到外壳205的内壁。包含嵌入的引导特征的出口端盖220使用一个或多个机械紧固件421以机械方式紧固到外壳205。压缩O型环或垫圈419压缩在出口端盖220与外壳205之间以确保防雨连接，从而防止从装置内部渗漏到外部环境。

图5是电解池的示例性实施例的一系列视图。在图5的实施例中，电解池500是能够通过两个或多于两个电化学过程产生两个或多于两个有用物质的混合电解池，例如，用于分别通过铜和银离子化以及盐氯化过程产生铜和/或银离子以及氯的混合电解池。此外，电解池500可能够通过由每个操作模式的电源进行的电荷到所需电极的受控传递来独立地操作每个电化学过程或同时操作两个过程。在一个方面中，电子控制系统可用于选择性地独立地激活可从电解池500获得的电化学过程中的每一个。

参考图5，电解池500由两个或多于两个电极组成。在此实例中，第一离子化电极510由适用于出于水处理目的产生金属离子的金属元件或合金组成。在此实例中，第二相邻氯释放电极520由适用于氯产生的材料(例如，钛)组成。氯释放电极520具有通过电解液分离的与第一离子化电极510相对的表面。第一离子化电极510和氯释放电极520都连接到电源，所述电源能够独立地为每个电极供电并且切换每个电极的极性。因此，在此实例中，通过电源将较高DC电压施加到第一离子化电极510以及将较低DC电压施加到氯释放电极520，电解池可以在离子化模式中独立地操作。因此，第一离子化电极510将作为阳极操作且氯释放电极520将作为阴极操作，从而完成用于产生金属离子的电化学过程。在此实例中，通过电源将较低DC电压施加到第一离子化电极510以及将较高DC电压施加到氯释放电极520，电解池可以在氯产生模式下独立地操作。因此，第一离子化电极510将作为阴极操作且氯释放电极520将作为阳极操作，从而完成用于产生氯的电化学过程。

所述概念可以进一步扩展到通过使用如图5和图6中所说明的三个或多于三个电极同时操作两个过程。图6是图5的实施例的一系列截面图。图6说明最有利于用于水处理系统中的混合电解池500的四个不同操作模式，但是更多操作模式是可能的。电极510、520和530分别通过引线603、602和601电连接到电源。任何数目的中间电极可以用于实现有利于不同过程(例如，盐氯化过程)的双极电解池配置。在此实例中，在氯释放电极520与530之间使用不电连接到电源的五个中间双极电极。

在此实例中，电源能够通过断开或切换引线603、602和601中的电流的极性来断开和切换每个连接电极的极性。在此实例中，在框610和620中的操作模式在操作时等效并且说明离子化操作模式。在框610中，电源向离子化电极510提供正极性，向氯释放电极520提供负极性并且切换到氯释放电极530的电连接。因此，电解池在离子化模式中独立地操作。在框620中，电源向离子化电极510提供正极性并且向氯释放电极520和530提供负极性。由于不存在跨越电极520和530的电压电势，因此电解池仍在离子化模式下独立地操作。框620中所说明的操作模式可以有利于减小成本和电源的空间需求。在框630中，电源向离子化电极510提供负极性，向氯释放电极520提供正极性并且断开到氯释放电极520的电连接。在此操作模式中，电解池在盐氯化模式下独立地操作，其中氯释放电极520充当双极电极。在框640中，电源向离子化电极510提供正极性，向氯释放电极520提供负极性并且切换到氯释放电极520的电连接。在此操作模式下，电解池同时在离子化和盐氯化两个模式下操作，其中氯释放电极520充当双极电极。

当此操作合乎需要时，使用用于通过两个或多于两个电化学过程产生两个或多于两个有用物质的单个混合电解池具有主要技术和成本优势。混合电解池是对使用两个单独常规电解电池的改进，因为操作两个独立电解电池需要使用至少四个电极，在混合电解池的情况下，对于独立操作，所述电极减少到两个且对于同时操作，所述电极减少到三个。使用(例如)通过图6的框630中的电极510提供的额外相对的表面区域来获得第二性能优点。通过在此操作模式下将电极510的极性切换到负，电极520充当双极电极，从而增加电解池的生产率。以上性能优点可以用于减小电解池的空间、材料和电力需求。

图7是电解池的实施例的一系列视图。电解池700是在操作上与电解池500类似的混合电解池。在此布置中，混合电解池的相同操作和优点被扩展到具有同心设计的电解池700。

参考图7，电解池700由两个或多于两个电极组成。在此实例中，第一离子化电极710由适用于出于水处理目的产生金属离子的金属元件或合金组成。在此实例中，第二相邻氯释放电极720由适用于氯产生的材料(例如，钛)组成。氯释放电极720具有通过电解液分离的与第一离子化电极710相对的表面。第一离子化电极710和氯释放电极720都连接到电源，所述电源能够独立地为每个电极供电并且切换每个电极的极性。因此，在此实例中，通过电源将较高DC电压施加到第一离子化电极710以及将较低DC电压施加到氯释放电极720，电解池可以在离子化模式中独立地操作。因此，第一离子化电极710将作为阳极操作且氯释放电极720将作为阴极操作，从而完成用于产生金属离子的电化学过程。在此实例中，通过电源将较低DC电压施加到第一离子化电极710以及将较高DC电压施加到氯释放电极720，电解池可以在氯产生模式下独立地操作。因此，第一离子化电极710将作为阴极操作且氯释放电极720将作为阳极操作，从而完成用于产生氯的电化学过程。

所述概念可以进一步扩展到通过使用如图7和图8中所说明的三个或多于三个电极同时操作两个过程。图8是图7的实施例的一系列截面图。图8说明最有利于用于水处理系统中的混合电解池700的四个不同操作模式，但是更多操作模式是可能的。电极710、720和730分别通过引线803、802和801电连接到电源。任何数目的中间电极可以用于实现有利于不同过程，例如，盐氯化过程的双极电解池配置。在此实例中，在氯释放电极720与730之间使用不电连接到电源的五个中间双极电极。

在此实例中，电源能够通过断开或切换引线803、802和801中的电流的极性来断开和切换每个连接电极的极性。在此实例中，在框810和820中的操作模式在操作时等效并且说明离子化操作模式。在框810中，电源向离子化电极710提供正极性，向氯释放电极720提供负极性并且切换到氯释放电极730的电连接。因此，电解池在离子化模式中独立地操作。在框820中，电源向离子化电极710提供正极性并且向氯释放电极720和730提供负极性。由于不存在跨越电极720和730的电压电势，因此电解池仍在离子化模式下独立地操作。框820中所说明的操作模式可以有利于减小成本和电源的空间需求。在框830中，电源向离子化电极710提供负极性，向氯释放电极730提供正极性并且切换到氯释放电极720的电连接。在此操作模式中，电解池在盐氯化模式下独立地操作，其中氯释放电极720充当双极电极。在框840中，电源向离子化电极710提供正极性，向氯释放电极730提供负极性并且切换到氯释放电极720的电连接。在此操作模式下，电解池同时在离子化和盐氯化两个模式下操作，其中氯释放电极720充当双极电极。

与图5和图6中所说明的板状电池相比，图7和图8中所说明的同心电池在圆形导管或流动路径中为需要使用电解池的应用提供额外的空间节省优点。

图9是水处理系统的实施例的等距分解图示意图。在此实施例中，说明具有图7和图8中所描述设计的同心混合电解池900的示例性实施方案。

图10是氢产生系统的实施例的等距分解图。在此实例中，水处理系统的氢产生需要至少发电机1010、可旋转部件418和防雨产生器外壳415。发电机1010包封在防雨产生器外壳415的壳体内。机械驱动系统使旋转的可旋转部件418的机械能能够传递到发电机1009的轴杆。氢产生系统的设计可以改变并且是脉冲式或反应式的。例如，混流式水轮机、佩尔顿水轮机、斜击式水轮机、卡普兰式水轮机或灯泡式水轮机都可以使用。在图10中所展示的实施例中，机械驱动系统是磁性耦合驱动器。然而，机械驱动系统可以是可旋转部件418到发电机轴杆1009的直接机械紧固件。在两种类型的机械驱动系统中，变速箱可以另外安装在可旋转部件418与发电机轴杆1009之间以视需要改变轴杆的转速和扭矩。在一个方面中，变速箱可以安装在防雨产生器外壳415的壳体内部以促进其操作和耐久性。另外，多个密封件和轴承可以用作机械驱动系统的一部分以促进轴杆的旋转并且防止或限制在防雨产生器外壳415内发生水泄漏。

在图10中所说明的实例中，两个或多于两个磁体413插入作为固持磁体413的结构组件的磁性耦合器414中的腔室中，从而产生具有在磁性耦合驱动器中所期望的确定大小和极性布置的磁体的内环，因为在此实例中说明磁性耦合驱动器。固持磁体413的磁性耦合器414以机械方式紧固到发电机轴杆1009。部分413、414、1009和1010的新组合件插入防雨产生器外壳415的内部壳体1006中。产生器外壳帽盖410使用机械紧固件409以机械方式紧固到防雨产生器外壳415，从而压缩其间的压缩密封O型环或垫圈411并且在防雨产生器外壳415内产生防雨壳体。

两个或多于两个磁体417插入可旋转部件418中的腔室中，从而产生具有在磁性耦合驱动器中所期望的确定大小和极性布置的磁体的外环，因为在此实例中说明磁性耦合驱动器。部分417和418的新组合件随后位于防雨产生器外壳415的外部，并且通过轴承保持在适当位置以促进可旋转部件418的旋转。在此实例中，定位新组合件以便允许磁性耦合驱动器的内部和外部磁性环的对准，从而使可旋转部件418的旋转能够传递到发电机轴杆1009。在此实例中，具有嵌入的机械特征1002(例如，叶片)的出口端盖220用于以有利的角度引导和加速到达可旋转部件418的流体，以便最大化系统的电力产生。

在此实例中，可旋转部件418位于电解处理系统的下游，以引起增加的搅动来改进由电解处理系统出于处理目的产生的有用物质的混合，从而提高处理过程的性能。

参考图11，说明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。在组装的实施例中，磁体413和417的内环和外环分别对准，使得固持磁体417的外环的可旋转部件418中的旋转引起磁体413的内环以及磁性耦合器414和发电机轴杆1009的旋转。如此实例中所说明，轴承416用于促进可旋转部件418的旋转。磁性耦合驱动器在此实例中是有利的，因为所述磁性耦合驱动器消除在可旋转部件418与发电机轴杆1009之间使用动态密封件的需求，从而确保防雨产生器外壳415内的壳体始终保持不含液体，以延长发电机1010的使用寿命。

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。在此实例中，嵌入的机械引导特征1002用于以有利角度适宜地引导和加速到达可旋转部件418的流体，以便最大化系统的电力产生。在此实例中，机械引导特征1002创建具有确定形状和大小的腔室1200。流体被引导成在这些腔室1200内行进、加速且被引导成撞击居中位于出口端盖220内的可旋转部件。机械引导特征1002可以是喷嘴、叶片或用于实现最大电力产生的其它有利形状。如所说明，在此实例中，出口端盖220是使用机械紧固件容易移除的可接近部分。出口端盖220还可以使用机械紧固件容易地替换，以便用新的和更先进的氢产生系统方便地维修或替换发生故障的氢产生系统或升级装置。可以使用机械紧固件进一步容易地替换出口端盖220与其嵌入的机械引导特征，以提供不同液体流率和压力的优化机械引导性能，从而确保不同条件下的最大电力产生。

图13是由氢产生系统产生的功率与流率的示例性曲线图。如图所示的所产生电力足以在包含电子控制系统和电解处理系统的典型单道或再循环液体系统(例如，游泳池再循环系统)中操作水处理装置。

图14是由氢产生系统产生的电压与流率的示例性曲线图。如图所示的所产生电压足以为电子控制系统上的电子组件供电以及使用电解池操作电化学过程。

图15是说明在图3的实施例的入口端盖的实施例中的电子控制系统位置的实施例的一系列示意图。如所说明，可以包含多个部分的电子控制系统1502可以插入入口端盖210内的腔室1501中，所述多个部分包含印刷电路板、电引线、传感器、电池和其它电子组件。为了保护电子控制系统1502免受环境和水处理装置内的液体的损害，腔室1501随后可以用灌注物质填充，以固化和包围内的电子控制系统1502。壳体帽盖403还可以以机械方式紧固到覆盖腔室1501的入口端盖210以进一步保护电子控制系统1502。壳体帽盖403还可以实现在电子控制系统1502的引线与水处理装置的其余组件，例如电解处理系统和氢产生系统之间进行防雨电连接。壳体帽盖403还可以容纳传感器头部，以允许传感器头部与水处理装置内的流体流体连通，同时保护传感器的电子组件和传感器到电子控制系统1502的连接免受流体流的损害。如果需要，部分210、1502和403的新组合件提供从电子控制系统1502清除余热的额外优点。由于通常处于低温下的流体流在流动路径1504内行进，因此所述流体流提供用于例如通过壳体壁1505从组合件清除热量的方式。因此，壳体壁1505可以由用于帮助流体流从电子控制系统1502排热的合适材料、形状、尺寸和特征构成。

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。在图16的实例中，说明嵌入的防雨电连接器1600。当用户使用机械紧固件移除或替换组合件时，电连接器1600使入口端盖210以及相关联的电子部分1502和403能够与系统的其余部分自动断开和连接。此特征促进用户便利性，因为用户能够仅通过替换部分210、1502和403的容易可接近组合件来替换或升级系统的电子控制系统1502。此特征还通过使用户能够通过容易地移除部分210、1502和403的组合件而容易地检查、移除或替换水处理装置的电解处理系统来提高用户便利性。

参考图16，电连接器1600由多个部分构成。嵌入在壳体帽盖403上的机械特征，即母连接器1601容纳一个或多个导电触点1603和压缩O型环或垫圈槽1602。压缩密封O型环或垫圈405插入压缩O型环或垫圈槽1602中。公连接器1605形成电连接器1600的伴随部分。

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17说明此实例中的公连接器1605的设计。公连接器1605由多个部分构成，包含一个或多个导电触点1700、防雨腔室1701和表面1702。当部分210、1502和403的组合件以机械方式紧固到水处理装置时，表面1702将密封O型环或垫圈405压缩到凹槽1602，从而在连接器内产生包围电连接的防雨腔室。通过处于闭合位置的导电触点1700与1603之间的直接接触而自动形成电连接。

提出一种用于确定可旋转部件的转速、发电机轴杆的转速和行进穿过装置的流体的流率的方法。

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。在图18的实例中，已示出主要影响变量。通过发电机感测到的负载1805的电阻取决于电子控制系统1804的电阻和电解处理系统的电阻。电解处理系统的电阻仍取决于多个变量。供应到电解处理系统1800的电压是在确定电解处理系统中发生的电化学反应时的基本变量并且直接影响电解处理系统的电阻。流体导电性1801取决于液体的化学组成和电特征。电解池1802的设计和尺寸包含例如电极数目、电极间隔和在电解操作期间的活性表面积等的变量。例如，无论所有可用电极起作用还是一些已断开，电解处理系统1803的操作模式也会影响电解处理系统的电阻，并且因此影响通过发电机感测到的负载1805的电阻。

负载1805的电阻例如通过增加发电机的轴杆上的扭矩来影响可旋转部件1812的转速。可旋转部件的转速直接取决于行进穿过装置的流体1806的流率。发电机1807的特征，例如大小、类型和电特性还通过影响发电机轴杆上的扭矩来影响可旋转部件1812的转速。可旋转部件1808的设计也是影响可旋转部件1812的转速的重要变量。例如，可旋转部件的类型，例如佩尔顿水轮机、混流式转轮或轴流式转轮式重要因素。此外，可旋转部件的直径和大小会显著影响可旋转部件1812的转速。液体处理系统外壳1809的设计和尺寸(例如，外壳直径)以及机械引导特征1810的设计和尺寸(例如，特征形状、大小和特征的数目)通过加速和引导流体流对可旋转部件1812的撞击来影响所述可旋转部件的转速。最后，机械驱动系统1811(例如，变速箱)的特征通过影响可旋转部件1812的扭矩且增加对系统的摩擦力来影响所述可旋转部件的转速。

发电机轴杆的转速进而直接取决于可旋转部件1812的转速和机械驱动系统1811的特征。例如，可旋转部件1812在1000rpm下的转速引起3000rpm的发电机轴杆1813的转速，所述可旋转部件具有利用速率比为3：1的变速箱的机械驱动系统。

最后，通过氢产生系统1814产生的电压和电流以及由此所产生的电力直接取决于通过发电机感测到的发电机轴杆1813的转速以及负载1805的电阻。例如，当发电机轴杆以3000rpm旋转时，特定的发电机在连接到具有10欧姆电阻的负载时将总是产生相同的电压和电流。

基于从氢产生系统测量到的数据提出一种用于确定发电机轴杆的转速、可旋转部件的转速和水处理装置中的流体的流率的方法。流率数据是待转送到用户以理解且更佳地操作设施的宝贵信息。所述流率数据可以用于单道液体系统中以实现化学物质浓度控制。在再循环系统中，所述流率数据可以用于计算再循环系统的轮换率并且根据所述轮换率优化水处理系统的性能。历史流率数据可以存储于电子控制系统上并且确定流率是否由于例如过滤系统堵塞等的多个因素而下降且通知用户所述干扰。历史流率数据可以存储于电子控制系统上并且确定再循环系统中的泵的历史操作时数。处理器可以继续行进以确定所需的优化操作时数并且向用户推荐变化，以便改进性能且减少泵对电力的使用。

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。参考图18中所描述的关系，提出一种用于准确地测量发电机轴杆的转速、可旋转部件的转速和水处理装置内的流体的流率的方法。电压1900和电流1901通过电子控制系统上的仪器测量并且提供到处理器。处理器将继续行进以通过将电压1900除以电流1901来计算负载1902的电阻。处理器可以访问通过校准测试获得的关于发电机1903的特征的信息，所述信息例如采用用于一系列发电机轴杆速度、用于一系列电阻值的电压、电流和功率值的数据库的形式。或者，所述信息可以采用用于离散的特定电阻值的一系列数学关系式形式存储，所述一系列数学关系式计算由发电机在一系列发电机轴杆速度下产生的电压、电流和功率。例如回归模型等的多个数学方法可以用于简化和存储信息。处理器随后继续行进以通过将产生器在步骤1902中所确定的电阻下产生的电压、电流或功率与存储于数据库中的值相比较来确定发电机轴杆1904的转速。或者，数学关系式可以用于基于电阻1902和所产生的电压、电流或功率来计算发电机轴杆1904的转速。在图19的实例中，电压1900用于确定发电机轴杆1904的转速。

部分基于发电机轴杆1904的转速来确定可旋转部件1906的转速。关于机械驱动系统1905的特征的信息可供处理器使用。所述信息可以至少包含在发电机轴杆和可旋转部件的转速之间的速度比。在可旋转部件与发电机轴杆之间进行直接机械连接的情况下，速度比是1且速度相同。在使用变速箱的情况下，速度比将不同并且用于确定可旋转部件1906的转速。

最后，为了基于可旋转部件1906的转速确定流体1910的流率，关于可旋转部件1907的设计、液体处理外壳1908的设计和尺寸以及机械引导特征1909的设计和尺寸，以及负载1902的电阻需要可用于处理器。

此信息在制造时可获得并且可以经由通过以下方式的校准测试确定：将待校准装置安装在以已知速率循环流体的试验台上；以及在负载的不同电气电阻下映射氢产生系统跨越一系列流体流速的电气输出以使不同流体流速可旋转部件1906的转速相关。

在此实例中，此相关性用于基于可旋转部件1906的转速来确定流体1910的流率。例如流体的粘度、密度和温度等的其它因素可以影响此相关性，并且在这些因素可变时可以考虑其它因素。然而，对于大部分应用，可以假设这些因素不变以简化运算并且减少需要存储于电子控制系统上的信息量。

图20是说明用于确定流体的导电性的方法的框图。参考图18中所描述的关系，提出一种用于准确地测量水处理装置内的流体导电性的方法。流体导电性可以用于估计在一些应用中可能有益的流体的盐度。供应到电解处理系统的电压2000和电流2001通过电子控制系统上的仪器测量并且提供到处理器。处理器将继续行进以通过将电压2000除以电流2001来计算电解处理系统2002的电阻。处理器还可以访问关于电解处理系统2003的操作模式的更新信息。例如，在使用混合电解处理电池的情况下(如先前所描述)，当前操作模式(离子化、盐氯化或同时操作)可用于处理器。此外，关于电解池2004的设计和尺寸的信息可用于处理器。此信息可以包含电极间隔、活性表面积、电极的数目和电池常数。此信息存储于例如数据库中，并且可以包含表示在每个操作模式中作用的电解池的设计和尺寸的一系列值。因此，基于当前操作模式2003的确定，处理器可以确定当前作用的电解池的设计和尺寸，例如，作用电池常数。随后，处理器可以基于作用电解池的电池常数以及电解处理系统2002的所计算电阻通过分析性电阻计算来确定流体导电性2005。在实际应用中，为了获得更准确结果，将描述流体导电性的一系列实验值或相关性存储于数据库中可能是有益的，所述流体导电性随电解处理系统2002的电阻、操作中的作用电解池和供应到电解处理系统的电压、电流或功率而变。在图20的实例中，基于存储于数据库中的实验值，使用供应到电解处理系统2000的电压以及电阻2002和关于主动操作模式2003以及作用电解池2004的设计和尺寸的信息来确定流体导电性2005。

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。在单道系统中，在液体从源2100行进到使用点2106之后，液体通常穿过液体处理系统2103。在图21的实例中，存在多个其它设备和系统，包含用于为流体加压的一个或多个泵2101、用于去除或减少颗粒物质的一个或多个过滤器2102、一个或多个储液槽2104以及用于加热液体以供使用的一个或多个液体加热器2105。取决于系统的需求，任何数目的设备可以安装在液体处理系统2103之前或之后。例如阀门和仪器等的其它系统和配件也可以安装在系统中。系统也可以具有多于一个液体源和使用点。可以在单道系统上的任何位置处制造这些源或使用点的分支，但是优选地将在液体处理系统2103之后获取使用点。

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。在再循环系统中，液体通常不断地穿过液体处理系统2204，因为液体在系统中再循环，其中大部分流体存储于贮液池2200中。在图22的实例中，存在多个其它设备和系统，包含用于再循环流体的一个或多个泵2201、用于去除或减少一个或多个过滤器2202以及用于加热蓄水池2200中的液体的一个或多个液体加热器2203。例如阀门和仪器等的其它系统和配件也可以安装在系统中。所述系统还可以具有多于一个贮液池2200，或所述系统可以具有来自系统的多个入口和出口以引入新鲜液体或净化来自系统的现有液体。入口和出口分支可以按需要安装在系统内。

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。此方法可以由电子控制系统内的处理器使用和执行以出于处理目的确保有用物质的化学物质浓度在离开水处理装置的流中处于最佳水平。将一个或多个物质的所需出口浓度设定点2300提供到处理器。此外，处理器可以访问关于目标化学物质的入口浓度2301的信息。此信息可以采用来自传感器的数据，或用户通过通信系统输入的数据的形式。所述信息还可以是被认为对于特定条件准确的默认值。例如，在大部分自然水源中，铜和银的浓度是极小的。因此，对于大部分应用，对于入口浓度2301指派默认值0是合理的。过程可以确定所需浓度2300和入口浓度2301的差2302。可以通过先前所描述的电子控制系统确定流体2303的流率。处理器随后可以通过将流体2303的流率乘以浓度2302的差来确定每单位时间需要产生的物质的质量。例如，如果铜离子的浓度需要每公升增加0.4mg并且计算10公升/每分钟的流率，则需要每分钟产生4mg铜以实现所需浓度。关于电解处理系统2305的效率的信息可用于处理器。

此信息可以采用对于不同操作条件和参数的效率值的数据库的形式并且描述电化学个过程如何有效地将所供应电荷转换能所期望产物的质量。处理器随后根据法拉第电解定律基于待产生的物质的质量2304和效率数据2305来确定每单位时间的总电荷2306。处理器随后会将信号提供到电子控制系统内的电子组件以调整每单位时间的电荷2307到电解处理系统的供应，以匹配每单位时间确定的所需总电荷2306。电子控制系统内的组件可以通过调节所供应的电流来实现每单位时间的总电荷到电解系统的所需供应，或所述组件可以使用计时器和电流传感器来控制未经调节的电流的供应持续时间，以便实现每单位时间的总电荷的所需供应。

液体处理系统包括：外壳，其串联安装或安装在液体流动路径的末端；电解处理系统，其安置于所述外壳内以出于处理目的产生有用物质；具有可旋转部件的氢产生系统，其安置于所述外壳内，所述可旋转部件被设计成通过液体的流动旋转并且产生足够电力来操作所述液体处理系统；电子控制系统，其安置于所述外壳中的密封防雨壳体内，所述电子控制系统被设计成至少：

a.接收和管理由所述氢产生系统产生的所述电力；以及

i.通过控制传递到所述电解处理系统的所述电力来控制所述电解处理系统的输出。

根据段落[0091]所述的系统，其中所述电解处理系统是能够产生可用于液体处理目的的氯的盐氯化电解池。

根据段落[0091]所述的系统，其中所述电解处理系统是能够产生可用于液体处理目的的金属离子的金属离子化电解池。

根据段落[0091]所述的系统，其中所述电解处理系统包含两个单独的电解电池，每个由至少两个电极组成，其中：

b.第一电解池是能够产生可用于液体处理目的的氯的盐氯化电解池；以及

c.第二电解池是能够产生可用于液体处理目的的金属离子的金属离子化电解池。

根据段落[0091]所述的系统，其中所述电解处理系统是能够(i)同时地或(ii)独立地产生可用于液体处理目的的氯和金属离子两者的混合电解池，所述混合电解池由至少三个电极组成，其中：

d.第一离子化电极由适用于金属离子化过程的牺牲金属元件或合金制成；

e.两个或多于两个氯释放电极与所述第一电极相邻，所述氯释放电极由适用于盐氯化过程的材料制成；

f.所述第一离子化电极和至少第一和最后一个氯释放电极各自单独地连接到所述电子控制系统；

g.所述电子控制系统能够断开和/或改变每个电极的极性，使得所述电极可以激活：

i.通过使所述第一离子化电极为正以及至少所述第一相邻氯释放电极为负而独立地执行所述金属离子化过程；或

ii.通过使所述金属离子化电极为负以及所述氯释放电极中的至少一个为负而独立地执行所述盐氯化过程；或

iii.通过断开所述金属离子化电极并且使第一氯释放电极为正以及最后一个氯释放电极为负而独立地执行所述盐氯化过程；或

iv.通过使所述金属离子化电极为正以及离所述金属离子化电极最远的所述最后一个氯释放电极为负而同时执行所述金属离子化和盐氯化过程。

根据段落[0095]所述的系统，其中所述混合电解处理系统由板状电极、网状电极或同心导管制成。

根据段落[0091]所述的系统，其中所述电解处理系统可以是所述液体处理系统外壳内的使用机械紧固件容易替换的可接近组件。

根据段落[0091]所述的系统，其中所述电解处理系统的设计允许在替换所述电解处理系统时自动地断开和再连接防雨电连接。

根据段落[0091]所述的系统，其中所述氢产生系统由以下组成：

h.可旋转部件，其被设计成通过流体的所述流动旋转；

i.发电机，其被设计成将所述可旋转部件的旋转运动的机械能转换成电能；

j.机械驱动系统，其被设计成将所述可旋转部件的所述机械能传递到所述发电机的轴杆；

k.防雨产生器外壳，其在所述液体处理系统的所述外壳内的液体的所述流动路径内部，以防止所述流体与所述发电机之间的直接接触。

根据段落[0099]所述的系统，其中所述氢产生系统还由所述液体处理系统的所述外壳内的机械引导特征组成以引导流体流动到所述可旋转部件，以最大化通过所述氢产生系统产生的所述电力。

根据段落[00100]所述的系统，其中所述机械引导特征嵌入将使用机械紧固件容易地替换的所述液体处理系统外壳的容易可接近部分内，以便允许使用用于不同流速和流体压力的优化机械引导特征以由所述氢产生系统执行最大功率提取和产生。

根据段落[0099]所述的系统，其中所述机械驱动系统通过以下方式作用：(i)将所述可旋转部件直接机械附接到连接到所述发电机的可旋转轴杆，或(ii)磁性耦合驱动器将所述可旋转元件的所述机械旋转传递到连接到所述发电机的可旋转轴杆的方式。

根据段落[0099]所述的系统，其中磁性耦合驱动器的使用消除了对所述可旋转元件与连接到所述发电机的可旋转轴杆之间的动态密封件的需求，所述动态密封件通常需要用于避免流体进入防雨产生器外壳。

根据段落[0099]所述的系统，其中所述机械驱动系统利用所述防雨产生器外壳内的变速箱，所述变速箱被设计成改变所述发电机轴杆的转速和扭矩。

根据段落[0091]所述的系统，其中位于所述电解处理系统下游的所述氢产生的可旋转部件的所述旋转引起增加的搅动来改进由所述电解处理系统出于处理目的产生的有用物质的混合，从而提高所述处理过程的性能。

根据段落[0091]所述的系统，其中所述电子控制系统包含：电源管理电路，其管理通过以下方式从所述氢产生系统产生和接收的所述电力：分配和转换针对内部电子功能和处于合适电压下的组件产生的所述电力的一部分；分配所述电解处理系统使用的所述电力的其余部分；一个或多个中央处理单元；存储系统；通信和输入/输出模块；

根据段落[00106]所述的系统，其中所述电子控制系统还包含用户显示器和用户输入系统。

根据段落[00106]所述的系统，其中所述电子控制系统还包含传感器单元，其中一个或多个传感器与所述外壳内的所述液体接触以向所述电子控制系统提供反馈。

根据段落[00108]所述的系统，其中所述传感器单元包含温度传感器。

根据段落[00108]所述的系统，其中所述传感器单元包含pH传感器。

根据段落[00108]所述的系统，其中所述传感器单元包含ORP传感器。

根据段落[00108]所述的系统，其中所述传感器单元包含导电传感器。

根据段落[00108]所述的系统，其中所述传感器单元包含离子选择性传感器。

根据段落[0091]所述的系统，其中容纳所述电子控制系统的所述密封防雨壳体可以是将使用机械紧固件容易替换的所述液体处理系统外壳的可接近部分。

根据段落[00114]所述的系统，其中从所述密封防雨壳体内的所述电子控制系统到所述发电机和所述电解处理系统的所述电连接的设计允许当所述密封防雨壳体以机械方式移除和再附接时自动断开和再连接防雨连接。

一种液体分配系统，其采用以单道布置的段落[0091]中的所述液体处理系统，其中所述待处理液体在从源行进到使用点时仅一次穿过所述液体处理系统，包括其中可以通过重力或泵进行液体的流动的液体流动路径；

段落[0091]的所述液体处理系统，其串联安装或安装在所述液体流动路径的末端。

一种液体再循环系统，其采用以再循环布置的段落[0091]中的所述液体处理系统，其中所述待处理的液体不断地穿过所述液体处理系统，所述液体再循环系统包括：

段落[0091]的所述液体处理系统，其串联安装或安装在所述液体流动路径的末端。

根据段落[0091]所述的以单道布置的系统/方法可以出于处理目的将在离开所述液体处理系统的液体流中的可由所述系统产生的有用物质的浓度控制在最佳水平，所述系统/方法包括：电子控制系统确定穿过系统的流体的流率；电子控制系统存储关于电解处理系统的性能和输出的信息；电子控制系统出于处理目的存储关于有用物质的所需浓度的信息；电子控制系统通过以下方式确定入口流中进入系统的有用物质的浓度：从液体处理系统内的一个或多个传感器接收入口浓度数据；或通过用户输入或通信系统从用户接收入口浓度数据；或假设存储于电子存储媒体中的默认入口浓度值。

电子控制系统至少基于：流体的流率；有用物质的入口浓度；以及有用物质的所需出口浓度来确定需要通过电解处理系统产生的有用物质的额外质量，以便出于处理目的使离开液体处理系统的液体流中的有用物质的浓度处于最佳水平。

电子控制至少基于：需要通过电解处理系统产生的有用物质的额外质量；以及电解处理系统的性能来确定操作模式和每单位时间供应到电解处理系统的总电荷。

电子控制系统调整电解处理系统的操作模式。

电子控制系统向电解处理系统供应每单位时间所确定的总电荷。

液体处理系统包括：外壳，其串联安装或安装在液体流动路径的末端；臭氧处理系统，其安置于外壳内；

具有可旋转部件的氢产生系统，其安置于外壳内，所述可旋转部件被设计成通过液体的流动旋转并且产生足够电力来操作液体处理系统；电子控制系统，其安置于外壳中的密封防雨壳体内，所述电子控制系统被设计成至少：接收和管理由氢产生系统产生的电力；以及通过控制传递到臭氧处理系统的电力来控制臭氧处理系统的输出。

水处理单元包括：通过外壳物理地连接的多个模块化组件；所述外壳包括界定水流路径的导管；多个组件包括：氢产生组件，其安置于外壳的出口部分处，所述氢产生组件包括基本上位于外壳内的产生组件以及安置在安置于外壳的出口部分处的出口端盖中的固定出口部分；电解处理组件，其在外壳的出口部分与入口部分之间安置于外壳内；电子控制系统，其包括入口端盖，其中可以通过将产生组件和电解处理组件插入外壳中并且将出口端盖固定到外壳的出口部分以及将入口端盖固定到外壳的入口部分来组装水处理单元。

根据段落[00127]所述的水处理单元，其中所述多个模块化组件中的每一个包括电连接，并且其中所述水处理系统的组装包括完成至少产生组件、电子控制系统与电解处理组件之间的电路径。

在整个说明书中，例如“可”和“可以”的术语互换使用并且任何特定项的使用不应被解释为限制范围或需要实验来实施本文所描述的所主张的标的物或实施例。此外，如本领域普通技术人员所理解，相对于本发明中的一个实例或实施例描述的不同特征和修改可以与本文中描述的其它实例或实施例一起使用。

此专利文献的公开内容的一部分包含作为或可以受到版权、设计专利、工业设计或非注册外观设计保护中的一个或多个保护的材料。版权所有者不反对通过复制呈现在专利和商标局专利文件或记录中的专利文件或专利公开内容来复制本文描绘的任何此种材料，但在其它方面却保留所有权利。

Claims (27)

1.一种水处理系统，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所述的电解处理系统，其中所述电子控制系统可用于接通到所述金属离子化电极和所述相邻第一电极的电源，使得所述金属离子化电极具有正极性且所述第一电极具有负极性。

16.根据权利要求14所述的电解处理系统，其中所述电子控制系统可用于接通到所述金属离子化电极以及所述两个或多于两个氯释放电极中的至少一个的电源，使得所述金属离子化电极具有负极性且所述两个或多于两个氯释放电极中的至少一个具有正极性。

17.根据权利要求14所述的电解处理系统，其中所述电子控制系统可用于接通到所述第一电极和所述最后一个电极的电源，使得所述第一电极具有正极性并且所述最后一个电极具有负极性。

18.根据权利要求14所述的电解处理系统，其中所述电子控制系统可用于接通到所述金属离子化电极和所述相邻最后一个电极的电源，使得所述金属离子化电极具有正极性且所述最后一个电极具有负极性。

19.根据权利要求14所述的电解处理系统，其中所述金属离子化电极和所述两个或多于两个氯释放电极包括同心导管。

20.一种水处理单元，其包括：

入口端盖，其用于连接到供水系统，所述入口端盖包括电子控制系统并且界定水流路径的入口部分；

外壳，其可释放地连接到所述入口端盖并且从所述入口端盖延伸，所述外壳从所述入口部分界定所述水流路径的外边界；

电解处理系统，其位于所述外壳内且与所述入口部分流体连通，并且从所述入口部分接收水，所述电解处理系统包括平行于所述水流路径延伸的至少三个电极；

氢产生系统，位于所述外壳内的所述氢产生系统的至少一部分与所述水流路径流体连通并且被定位成从所述电解处理系统接收水且将所述接收到的水引导至所述水流路径的输出部分，其中所述氢产生系统进一步从所述接收到的水产生电力。

21.根据权利要求20所述的水处理单元，其中所述入口端盖、所述电解处理系统和所述氢产生系统中的每一个进一步包括可连接的电路径，所述电路径当与所述外壳连接在一起时提供所述氢产生系统与所述电解处理系统和所述电子控制系统中的每一个之间的电通信。

22.根据权利要求20所述的水处理单元，其中所述电极包括与所述水流路径轴向对准的同心导管。

23.根据权利要求20所述的水处理单元，其中所述电子控制系统与所述至少三个电极中的每一个进行单独电通信，并且可用于独立地切换到所述至少三个电极中的每一个的电源且切换所述至少三个电极中的每一个的极性。

24.根据权利要求1所述的水处理系统，其中所述电子控制系统可用于接收用户可选择输入以设定所述水处理系统的操作模式，并且基于所述用户可选择输入控制电力到所述电解处理系统的传递。

25.根据权利要求1所述的水处理系统，其中所述用户可选择输入包括用于处理所述水流的时间比例，并且其中所述电子控制系统可用于基于所述选定时间比例选择性地控制电力到所述电解处理系统的所述传递。

26.一种水处理单元，其包括：

多个模块化组件，其通过外壳物理地连接；

所述外壳包括界定水流路径的导管；

所述多个组件包括：

氢产生组件，其安置于所述外壳的出口部分处，所述氢产生组件包括基本上位于所述外壳内的产生组件以及安置于安置在所述外壳的所述出口部分处的出口端盖中的固定出口部分；

电解处理组件，其在所述外壳的所述出口部分与入口部分之间安置于所述外壳内；

电子控制系统，其包括入口端盖；

其中可以通过将所述产生组件和所述电解处理组件插入所述壳体中并且将所述出口端盖固定到所述外壳的所述出口部分以及将所述入口端盖固定到所述外壳的所述入口部分来组装所述水处理单元。

27.根据权利要求26所述的水处理单元，其中所述多个模块化组件中的每一个包括电连接，并且其中所述水处理系统的组装包括完成至少所述产生组件、所述电子控制系统与所述电解处理组件之间的电路径。