CN117089888A - 流体破涡器 - Google Patents

Abstract

一种破涡器组件，包含一个容器、第一导管和流体源。容器中布置有第一流体。容器包含一个形成于外壁的开口。第一导管联接到容器，并配置为经由开口通向容器，使得第一流体可以经由开口流入第一导管。第一导管包含一个形成于其中的入口。流体源向该至少一个入口提供第二流体。第二流体以预定流动量从该入口流入第一导管，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在开口处的流体旋涡的形成。

Description

流体破涡器

相关申请的交叉引用

本非临时申请根据35 U.S.C.§119(e)和任何其他适用的法律或法规，要求获得2022年5月20日提交的美国临时专利申请序列第63/344,456号的权益和优先权，该申请的全部内容通过援引在此明确并入本文中。

技术领域

本公开广泛涉及用于电解系统和方法的流体破涡器。

背景技术

电解系统通常包含具有气体和/或液体分离器(气/液分离器)的流体系统。例如，电解系统可以包括利用电流将水分解成氢气和氧气的电解槽电池堆。管理此过程的系统称为电池堆配套设施。

该电池堆配套设施的机械过程用于冷却电池堆，以及分离冷却液和所产生的气体流。作为进一步的示例，电解槽电池堆氧气侧的气/液分离器通常是电解装置中体积最大的设备。高纯度且经冷却的水通过电解槽电池堆的氧气侧进行循环，然后进入气/液分离器。来自氧气侧的分流和氢气侧形成的渗透水进入抛光回路，并由抛光回路进行处理，以去除颗粒、细菌和其他污染物，从而保持水的纯度。水随后回到气/液分离器。

在主水流离开分离器的地方，应避免夹带气体。由于分离器内的水位变化不定，并且液体量比气体量相对更大，因此这在常规系统中可能是一个挑战。有一种气体夹带效应是通过分离器的出口管吸入气体(例如通过泵送系统)，这会在气/液表面产生一个旋涡，旋涡向下进入出口管。此旋涡可能在液体出口管中产生过高含量的气体，对下游泵送系统造成损害。因此，减少分离器出口管处的旋涡形成将十分有益。

用于减少分离器出口管处旋涡形成的常规系统包含机械破涡器，其中可能包含插入出口管中的物理壁。这些机械破涡器的壁表面与出口管纵向对齐。这些壁可以从出口管延伸到分离器中，并且在一些情况下可能包含一个圆形顶板，位于壁的上方且与之垂直。

然而，这些机械破涡器有许多缺点。此类机械破坏器无法完全阻止容器中的旋涡形成。另外，为了有效地破坏旋涡，壁顶部的圆板需要保持在水与氧气/氢气的相接界面以下，这就限制了容器的可用容积，因而需要使用更大的容器。

此外，如果水位低于破涡器的理想工作高度，这些机械破坏器的性能就会降低。还有，如果为了使圆板保持在气液相接界面之下而降低其高度，那么可能会阻碍主流离开水槽。不仅如此，这些破坏器还会使出口处的氧气效率受限，并且这些破坏器的几何形状是固定的，不能随着工作条件的变化而进行调整以提高效率。因此，需要改进系统和方法以减少分离器出口管处的旋涡形成。

本公开涉及将流体注入出口管以减少和/或防止源自气/液表面的任何气体吸入旋涡的流体破涡器系统和方法。

概述

为满足这些以及其他需求，本文包括了本发明的实施例。

在本文介绍的一个方面，破涡器组件包括一个容器(其中布置有第一流体)、联接到容器的第一导管，以及一个流体源。容器包含一个形成于容器外壁的开口，流体配置为选择性地流过该开口。第一导管配置为经由开口与容器流体相通，使得第一流体配置为经由开口从容器中流出并进入第一导管。第一导管包含至少一个形成于第一导管的外壁并通向第一导管的入口。流体源配置为向该至少一个入口提供第二流体。第二流体以预定流动量从该至少一个入口流入第一导管，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。

在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口可以位于与容器联接的第一导管的第一端部附近，使得该至少一个入口靠近容器的开口。该至少一个入口管可以经由该至少一个入口与第一导管流体相通。在一些实施例中，流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内可以是恒定的。在一些实施例中，容器的开口可以位于容器的底部侧壁上，使得第一流体配置为选择性地通过开口排出。第一导管可以基本垂直，以便第一流体从容器中排出。在一些实施例中，第二流体流的预定流动量保持恒定的预定时间段，可以是第一流体开始通过开口排出，到第一流体停止通过开口排出之间的这段时间。

在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括第一泵和一个流量调节阀(位于流体源和该至少一个入口管之间并与它们流体互连)，以及一个控制器。第一泵和流量调节阀可以配置为控制第二流体流的速率和质量流量，从而控制进入第一导管的第二流体的流动量。控制器可以配置为控制第一泵和流量调节阀，从而控制第二流体流的速率和质量流量。在一些实施例中，第二泵可以流体连接到第一导管的第二端部(与导管第一端部相对)，并位于容器开口的下游。第二泵可以配置为经由开口和第一导管，从容器中抽取第一流体。在本发明的第二方面，流体源可以是与第二泵的输出端和第一泵的输入端流体相连的抛光回路，使得第一流体流入抛光回路，并由抛光回路进行处理，然后作为第二流体离开抛光回路。在一些实施例中，容器可以是氧气分离器和氢气分离器中的至少一种。第一流体可以是去离子水，第二流体可以是去离子水。

在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以布置为使得第二流体逆着第一流体的流体旋涡旋转方向流动。

在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以布置为使得第二流体顺着第一流体的流体旋涡旋转方向流动。

在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以包含：第一入口管，布置在第一导管的第一位置；以及第二入口管，布置在第一导管的第二位置，与第一位置相异。在一些实施例中，第一入口管和第二入口管可以布置在第一导管的相对两侧，彼此径向相对。

根据本文介绍的第二方面，破坏流体旋涡的一种方法包括：在一个容器内提供第一流体(该容器包含一个形成于容器侧壁的开口，而第一流体配置为选择性地流过该开口)，将经由开口通向容器的第一导管联接到容器，使得第一流体配置为从容器流出并经由开口流入第一导管；在第一导管的外壁形成通向第一导管的至少一个入口，从一个流体源向该至少一个入口提供第二流体；将第一流体从容器中抽取到第一导管中，并以预定流动量将第二流体喷射到第一导管中，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。

在一些实施例中，该方法可以进一步包括将至少一个入口管(通向第一导管)联接到第一导管。第二流体可以流过该至少一个入口管，并经由该至少一个入口进入第一导管。流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内可以是恒定的。在一些实施例中，第二流体流的预定流动量保持恒定的预定时间段，可以是第一流体开始通过开口排出，到第一流体停止通过开口排出之间的这段时间。在一些实施例中，第二流体从该至少一个入口管喷射到第一导管中的运动可以包括逆着第一流体的流体旋涡旋转方向喷射第二流体。

在一些实施例中，第二流体从该至少一个入口管喷射到第一导管中的运动包括顺着第一流体的流体旋涡旋转方向喷射第二流体。

在一些实施例中，该方法可以进一步包括：通过位于流体源和该至少一个入口管之间并与它们流体互连的第一泵和一个流量调节阀，提高流经该至少一个入口管的第二流体的质量流量，并降低流经该至少一个入口管的第二流体的速率，使得第二流体的流动量保持恒定。在一些实施例中，该方法可以进一步包括：通过第一泵和流量调节阀，降低流经该至少一个入口管的第二流体的质量流量，并提高流经该至少一个入口管的第二流体的速率，使得第二流体的流动量保持恒定。

在一些实施例中，该至少一个入口管可以包含：第一入口管，布置在第一导管的第一位置；以及第二入口管，布置在第一导管的第二位置，与第一位置相异。流过第一入口管的第二流体的第一流动量和流过第二入口管的第二流体的第二流动量之和，可以等于预定流动量。

附图简述

下面结合附图对本公开内容进行详细说明：

图1A是根据本公开的电解槽电池堆的透视图；

图1B是配置为使用图1A所示电解槽电池堆的电解系统的示意图；

图1C是图1B所示电解系统的附加部分的示意图；

图2是本公开所述流体破涡器组件的示例性氧气分离器的侧视图；

图3A是本公开所述流体破涡器组件的侧视图，其中显示该组件包含一个入口管，该入口管配置为将水注入出口管，使之与排出水共同旋动，以减少旋涡形成；

图3B是图3A所示流体破涡器组件的俯视图；

图4是图1A-1C所示示例性电解系统中使用的流体破涡器组件的详细示意图，其中显示由一个泵和一个流量调节阀控制入口管到出口管的水输出；

图5A是根据本公开另一方面的流体破涡器组件的侧视图，其中显示了该组件的一个实施例，该实施例包含一个入口管，该入口管配置为将水注入出口管，使之逆着排出水的旋动方向旋动，以减少旋涡形成；

图5B是图5A所示流体破涡器组件的俯视图；

图6A是根据本公开另一方面的流体破涡器组件的侧视图，其中显示了该组件的一个实施例，该实施例包含两个入口管，这两个入口管配置为将水注入出口管，以减少旋涡形成；

图6B是图6A所示流体破涡器组件的俯视图；

图7A是根据本公开另一方面的流体破涡器组件的侧视图，其中显示该组件的出口管外壁包含狭缝，这些狭缝配置为允许水注入出口管，以减少旋涡形成；

图7B是图7A所示流体破涡器组件的放大侧视图；

图8A是根据本公开另一方面的流体破涡器组件的侧视图，其中显示该组件的出口管外壁包含单个通常连续的狭缝，该狭缝配置为允许水注入出口管，以减少旋涡形成；

图8B是图8A所示流体破涡器组件的放大侧视图；以及

图8C是图8A和8B所示流体破涡器组件的入口导管的放大侧视图。

详细说明

本公开涉及将流体注入容器出口管的流体破涡器系统，例如用于电解系统和方法的破涡器系统。本公开所述的将流体注入容器的系统和方法，是为了减少和/或防止源自容器内气/液表面的任何气体吸入旋涡。因此，本公开涉及用于改进水电解的流体破涡器、组件和/或系统20。

根据本公开的第一方面，如图2、图3A和图3B所示，流体旋涡组件20配置为减少容器22内流体30的旋涡32形成。旋涡32通常在容器22中形成，靠近容器22的开口23。在图示说明的实施例中，如图2-4所示，容器22包含一个形成于容器22下表面24中的开口23，以及放置在容器22内的流体30。

如图2-3B所示，出口管26(也可称为导管)联接到容器22的下表面24，并经由开口23通向容器22。在一些实施例中，导管或出口管26是一个中空的圆柱形管，配置为输送其中的流体。在其它实施例中，该导管可以是一个单独的槽，直接联接到容器22，储存在容器22中的流体可以流向该槽。位于出口管26下游的泵128会产生向下的吸力，使流体30通过出口管26从开口23中流出，并从容器22中流出。在此情况下，从开口23流出并进入出口管26的一部分流体(也称为流体30的出口部分34，见图2)的顶部可能会产生旋涡32。如图2中更详细的展示，旋涡32可以在水30的水位下方和出口部分34的顶部33处形成。出口部分34将开始在出口管26内旋动，产生旋涡效应。

参考图3A，为了最大限度减少旋涡32的形成，至少一个入口管40在开口23附近与出口管26联接。入口管40配置为将流体50注入出口管26，以便在开口23附近的流体30的流动中产生湍流。因增加入口管40而产生的湍流最大限度减少了旋涡32的形成。

流体旋涡组件20配置为与电解系统的含液容器22配合使用，例如图1A-1C所示电解系统110的氧气分离器114和氢气分离器116。如图1A和图1B所示，电解系统110通常配置为利用水和电来产生氢气和氧气。电解系统110通常包含一个或多个电解槽电池180，这些电解槽电池通过化学方法，利用电从去离子水130中产生基本纯净的氢气和氧气或含氧水30，如图2-4所示。电解系统110的电源通常来自于电力或发电系统，包括用于生产绿色氢气的可再生能源系统，例如风能、太阳能、水电和地热源。反过来，电解系统110产生的纯氢气通常又作为燃料或能源，用于那些相同的发电系统，例如燃料电池系统。或者，电解系统110产生的纯氢气可以存储起来以备后用。

典型的电解槽电池180或电解池包括多个组件，这些组件经压缩捆绑形成单个组件；多个电解槽电池180可以彼此堆叠，连同其间的双极板(BPP)184、185形成电解槽电池堆(例如图1B中的电解槽电池堆111、112)。每个电解槽电池堆111、112均可容纳串联和/或并联在一起的多个电解槽电池180。电解系统110中，电解槽电池堆111、112的数量可以根据满足任何负载(例如燃料电池堆)功率需求所需的功率量而变化。电解槽电池堆111、112中，电解槽电池180的数量可以根据电解系统110(包括电解槽电池堆111、112)运行所需的功率量而变化。

电解槽电池180包括多部件膜电极组件(MEA)181，该组件具有电解质181E、阳极181A和阴极181C。通常，膜电极组件(MEA)181的阳极181A、阴极181C和电解质181E配置为多层布置，以通过水与一个或多个气体扩散层182、183的接触来激活电化学反应，从而产生氢气和/或氧气。气体扩散层(GDL)182、183也可称为多孔传输层(PTL)，通常位于MEA 181的一侧或两侧。双极板(BPP)184、185通常位于GDL的两侧，并使电解槽电池堆111、112的各个电解槽电池180彼此分离。一个双极板185与相邻的气体扩散层182、183和MEA 181可形成一个重复单元188。

如图1B和1C所示，示例性电解系统110可以包含两个电解槽电池堆111、112和流体回路110FC，该流体回路包含图1B和1C所示的各种流体通道，这些流体通道配置为向电解系统110传送、注入和从中排出流体和其他成分。本领域技术人员应当理解，电解系统110可以使用流体回路110FC中的一种或多种若干组件，以及多于或少于两个电解槽电池堆111、112。例如，电解系统110可以包括一个电解槽电池堆111，而在其它示例中，电解系统110可以包括三个或更多电解槽电池堆。

电解系统110中可以包括其中一种或多种类型的电解槽电池堆111、112。在图示说明的实施例中，电池堆111、112可以使用聚合物电解质膜(PEM)电解槽电池180。PEM电解槽电池180通常在约4℃至约150℃的温度下运行，包括其中所包含的任何特定温度或温度范围。PEM电解槽电池180通常还在约100bar或更低的压力下运行，但压力高达约1000bar时亦可(包括其中所包含的任何特定压力或压力范围)，因为这会降低系统的总能量需求。在PEM电解槽电池180中发生的产生氢气的标准电化学反应如下。

·阳极：2H2O→O2+4H++4e–

·阴极：4H++4e–→2H2

·整体：2H2O(液体)→2H2+O2

另外，电解系统110中也可以使用固体氧化物电解槽电池180。固体氧化物电解槽电池180将在约500℃至约1000℃的温度下运行，包括其中所包含的任何特定温度或温度范围。在固体氧化物电解槽电池180中发生的产生氢气的标准电化学反应如下。

·阳极：2O2-→O2+4e–

·阴极：2H2O→4e–+2H2+2O2-

·整体：2H2O(液体)→2H2+O2

此外，还可以使用采用碱性介质的AEM电解槽电池180。示例性AEM电解槽电池180是碱性电解槽电池180。碱性电解槽电池180采用水溶液作为电解质，例如氢氧化钾(KOH)和/或氢氧化钠(NaOH)溶液。碱性电解槽电池180通常在约0℃至约150℃的工作温度下运行，包括其中所包含的任何特定温度或温度范围。碱性电解槽电池180通常在约1bar至约100bar的压力范围内运行，包括其中所包含的任何特定压力或压力范围。在碱性电解槽电池180中发生的产生氢气的典型电化学反应如下。

·阳极：4OH-→O2+2H2O+4e–

·阴极：4H2O+4e–→2H2+4OH-

·整体：2H2O 2H2+O2

如图1B所示，电解槽电池堆111、112包括一个或多个电解槽电池180，这些电解槽电池通过化学方法，利用电从水中产生基本纯净的氢气和氧气。反过来，电解槽产生的纯氢气又可以用作燃料或能源。如图1B所示，电解槽电池堆111、112将产生的氢气沿流体连接管线113输出到氢气分离器116，并且还将产生的氧气或含氧水30(如图2-4所示)沿流体连接管线115输出到氧气分离器114。

氢气分离器116可以配置为输出纯氢气，并将其他输出流体排放到氢气排放槽120，随后，该氢气排放槽会将流体输出到去离子水排放管121。氧气分离器114可以将流体输出到氧气排放槽124，而该氧气排放槽又将流体输出到去离子水排放管125。本领域技术人员应当理解，流体的某些输入和输出可以是纯水或其他流体，例如冷却剂或电解槽电池堆111、112的化学反应的副产物。例如，氧气和氢气可以从电池堆111、112流向各自的分离器114、116。系统110还可以包括整流器132，该整流器配置为将流向电池堆111、112的电133从交流电(AC)转换为直流电(DC)。

去离子水排放管121、125分别向去离子水槽140输出，该去离子水槽是流体回路110FC中抛光回路136的一部分，如图1C所示。当离子水与电解槽电池堆111、112的内部部件相互作用时，含有离子的水会损坏电解槽电池堆111、112。图1C更详细地显示，抛光回路136配置为对水进行去离子处理，使其可以用于电池堆111、112且不会损坏电池堆111、112。

在图示说明的实施例中，去离子水槽140将流体，特别是水，输出到去离子水抛光泵144。去离子水抛光泵144又将水输出到水抛光热交换器146进行抛光和处理。随后，水流向去离子水树脂槽148。

冷却剂被引导通过电解系统110，特别是通过与氧气分离器114流体相连的去离子水热交换器172。用于冷却上述水流的冷却剂也可以随后经由冷却剂输入管127送入水抛光热交换器146，用于抛光。然后，冷却剂又回输到去离子水热交换器172，以冷却其中的水。

当水从去离子水抛光热交换器146输出并接着进入去离子水树脂槽148之后，其中一部分水可以送入去离子水高压供给泵160。另一部分水可以送入去离子水压力控制阀152，如图1C所示。送入去离子水压力控制阀152的这部分水会流经再循环流体连接管154，该连接管可让水流回去离子水槽140，用于继续抛光。

在一些实施例中，电解系统110可以增设去离子水橇，用于抛光水流，以更快的速度冲洗掉水中的离子。然后，送入去离子水高压供给泵160的这部分水会输出到去离子水供给管164，随后流入氧气分离器114进行再循环，并最终在电解槽电池堆111、112中重复使用。这个过程可能会不断重复。

本文所述的电解系统110可用于固定和/或不可移动的电力系统，诸如工业应用和发电厂。电解系统110也可以与其他电解系统110联合实施。

本电解系统110可以包括在固定或移动应用中。电解系统110可以位于车辆或动力总成中。包括电解系统110的车辆或动力总成可以是汽车、通行车、公共汽车、卡车、火车、机车、飞行器、轻型车辆、中型车辆或重型车辆。

此外，本领域的普通技术人员可以理解，本公开中所描述的电解系统110、电解槽电池堆111、112和/或电解槽电池180可以分别替代任何电化学系统，诸如燃料电池系统、燃料电池堆和/或燃料电池(FC)。因此，在一些实施例中，本公开中所描述和教导的关于电解系统110、电解槽电池堆111、112和/或电解槽电池180的特征和方面，也涉及燃料电池系统、燃料电池堆和/或燃料电池(FC)。在其他实施例中，本公开中所描述和教导的特征和方面与燃料电池系统、燃料电池堆和/或燃料电池(FC)的特征和方面无关，因此可与之区分开来。

在图2-4所示的实施例中，容器22是系统100的氧气分离器114。值得注意的是，本领域技术人员应当理解，容器22可以是氢气分离器116或任何其他类似的容器、设备、装置和/或部件，用于最大限度地减少其中所包含液体的旋涡形成。如图2所示，流体破涡器组件20的容器22包含一个通常为细长形状(可以是圆柱形)的部分。圆柱形部分使容器22具有一个圆形下表面24，当水30的水位下降，水30就可以自然地流向下表面24中形成的开口23。

如图1B所示，来自电解槽电池堆111、112的含氧水30流向容器22，以接受氧气分离处理。如图2和3A所示，容器22还包含开口23，使水30可以经此离开容器22。开口23形成于容器22的侧壁24中。在图示说明的实施例中，侧壁24是容器22的下表面24，使得开口23可以将水30从容器22中排出。在一些实施例中，容器22可以包含阀23V或其他已知机制，用于选择性地控制水30从开口23排出的速度(见图3A)。

流体破涡器组件20还包含出口管26(也称为第一导管)，该导管在出口管26的第一端部27处与容器22的下表面24相联接，如图2和3A所示。出口管26配置为经由开口23与容器22流体相通，使得水30配置为通过开口23从容器22流出并进入出口管26。

如图2和3A所示，出口管26形成为完全圆柱形的直管，向下延伸远离容器22。在一些实施例中，出口管26可以包含第一端部27下游的弯曲部分。如图4所示，泵128可以联接到出口管26的第二端部28(与第一端部27相对)。如图1B和图2-4所示，由于泵128将水30从容器22抽出并送入出口管26，因此在开口23以及水30出口部分34的出口管26的第一端部27附近，水30中可能会产生旋涡32。在其它实施例中，根据容器22的设计和流体从容器22中被抽出的方式，泵128可能不是必需的。在此类实施例中，可以将单个泵与两条管线和两个控制阀搭配使用，以平衡来自多条管线/管道的流量。

为了尽可能最大限度地减少旋涡32的形成，流体破涡器组件20进一步包含第二流体入口组件38，该组件配置为将另一流体50(也称为第二流体50)注入第一端部27处的出口管26中(见图3A和3B)。第二流体50与从开口23流出的水30相互作用，引起湍流，从而减少水30内旋涡32的形成。为了将第二流体50输送到出口管26，第二流体入口组件38包含至少一个在出口管26中靠近开口23处形成的入口开口42。在一些实施例中，开口42在圆柱形出口管26的侧面形成，作为孔26O(见图3B)。

在图示说明的实施例中，第二流体入口组件38包含至少一个入口管40，该入口管与圆柱形出口管26的外表面相联接，如图3A和3B所示。入口管40配置为经由入口开口42与出口管26流体相通，并将第二流体50输送到出口管26。组件20还包含第二流体的流体源136，以将第二流体50送至入口管40。在一些实施例中，流体源136可以是上述抛光回路136，如图1B和图4所示。

在流体源136是抛光回路136的实施例中，第二流体50是水，在系统100中连续循环流动。如图1B所示，水可以从电解槽电池堆111、112输出，从氢气分离器116输出，随后在抛光回路136中接受抛光和去离子处理。然后，这些水通过泵80输送到入口管40，以注入出口管26，如图4所示。此外，同样如图4所示，来自容器22的水30在由泵128抽送到抛光回路136之后，可以通过泵80抽送到入口管40，以注入出口管26。

在其它实施例中，可以利用其他第二流体源来向出口管26提供不同类型的流体，从而改变旋涡减少特性。在一些实施例中，流体源136可以是供应新鲜补充水的另一流体源，该补充水在电解过程中被消耗，并添加到抛光回路136中。在一些实施例中，第二流体50包含与容器22中储存的流体30或水基本相等或更低的溶解气体含量。本领域技术人员应当理解，将较低质量、较高气体含量的水泵入出口管26是不利的，因为它对气体分离步骤有害。

参考图3B，入口管40可以是圆柱形或任何形状，直径小于出口管26的直径。该尺寸可确保将第二流体50以所需角度精确引导至出口管26。这样，入口管40就会以精确的方向喷射第二流体50，使其与水30的出口部分34相互作用。

如图3B所示，入口管40的端部43(位于入口42附近)可以基本垂直，使得水30可以沿所需方向直接且恒定地流入出口管26。入口管40也布置在容器22的下表面24附近，靠近出口管26第一端部27的顶部。这样可以最好地破坏开口23和/或出口管26第一端部27处的旋涡32。

在一些实施例中，出口管26的直径范围约为200mm至400mm，包括其中所包含的任何特定直径或直径范围。入口管40的直径范围约为20mm至40mm，包括其中所包含的任何特定直径或直径范围。在图示说明的实施例中，出口管26的直径约为300mm，入口管40的直径约为36mm。

本领域技术人员应当理解，本公开所述出口管26和入口管40的直径可以进行调整，以适应所用特定容器或分离器的尺寸和设计要求。如下文的更详细讨论，管道尺寸可以调整，只要将流过入口管40的流体和/或水的速率和质量流量调整至所需动量(动量＝速率*质量)即可。

在图示说明的实施例中，入口管40联接到出口管26，使得从入口管40喷射至出口管26的第二流体50进入出口管26，并按方向51旋转，该方向与水30的出口部分34的旋动方向35相同(这种旋动由泵128的排出和吸入操作引起)，如图3B所示。为使第二流体50的流动方向51与水30的流动方向35相同，入口管40以一种或多种特定布置与出口管26相联接，以促进这种流动。

例如，在图示说明的实施例中，入口管40布置为使管40的中心纵轴40C平行于延伸穿过开口23中心23C的中心直径线23D，如图3B所示。入口管40从延伸穿过中心23C的中心直径线23D偏移，从而联接到开口23的左下象限，如图3B所示。这种布置使第二流体50流入水30的出口部分34旁的出口管26，并且随着水30的旋涡旋转，而不是直接流入出口部分34。换言之，入口管40的中心轴43C与开口23的中心直径轴23E(延伸穿过开口23的中心23C)相交。如图3B所示，轴43C和轴23E之间形成的角23A必须小于180度，使得第二流体50始终在出口部分34旁流动，而不是直接流入出口部分34。

因为第二流体50在出口管26中旋流水30的出口部分34旁流动，所以第二流体50可以绕着图3B所示的流动方向51流动，然后与出口部分34汇合。该方向51与出口部分34的旋涡方向35相同。第二流体50和水30的这种共同旋动将破坏流场，引起湍流，从而减少源自水30的气/液表面的任何气体吸入旋涡32。

为了控制旋涡减少的程度，可以调节经过入口管40的第二流体50的流量，以实现恒定的预定流动量。当第二流体50达到恒定的预定流动量时，第二流体50便能与出口管26中的水30的出口部分34相互作用，产生所需的流场中断或湍流量，从而最大限度地减少容器22开口23处的旋涡32形成。第二流体50的恒定流动为稳定、连续地破坏旋涡32提供了有利条件。

参考图4，为了控制流入出口管26的第二流体50的动量，流体破涡器组件20还包括布置在入口管40上游的泵80和流量调节阀84。泵80和流量调节阀84共同配置为在第二流体50到达入口管40之前，调节流体50的速率和质量流量。因此，当流体50流过入口管40，随后进入出口管26并与其中的水30相互作用时，流体50即以所需的预定动量流动，从而充分减少旋涡32的形成。在图4所示的实施例中，泵80和流量调节阀84位于流体源(例如抛光回路136)和入口管40之间，并且与它们流体互连。

在其它实施例中，流体破涡器组件20可以仅包含频率控制泵80(也称为变速驱动泵)，而不包含流量调节阀84。频率控制泵80配置为以可调节泵速泵送第二流体50，从而精确控制流体50的速率和质量流量。频率控制泵80还包含附加传感器，用于测量流体50的流量，以便相应地调节泵送速度。

为了稳定且连续地减少旋涡32的形成，以优化系统性能，第二流体50的流量在预定时间段内保持恒定。在一些实施例中，第二流体50流的预定流动量保持恒定的预定时间段，是水30开始通过开口23排出，到水30停止通过开口23排出之间的这段时间。本领域技术人员应当理解，第二流体50以预定流动量流动的预定时间段，可以是最大限度减少旋涡32形成所需的任何时间段。

在一些实施例中，控制器190与泵80和/或流量调节阀84功能性相连，如图4所示。控制器190配置为控制泵80和/或流量调节阀84，从而控制第二流体50的速率和/或质量流量。从入口管40流出的第二流体50的速率和质量流量应足够高，以便引起流场中断和/或湍流，从而破坏旋涡32。在一些实施例中，例如那些仅采用频率控制泵80的实施例中，控制器190配置为设置泵80的泵速。

在一些实施例中，第二流体50的速率可以在0.5m/s至20m/s的范围内，包括其中所包含的任何特定速率或速率范围。在一些实施例中，第二流体50的速率可以在3m/s至6m/s的范围内。在一些实施例中，第二流体50的速率可以是大约4.5m/s。

控制器190可以基于预定参数或工作条件自动操作泵80和阀84。在一些实施例中，控制器190可以包含一个存储器和一个处理器。存储器和处理器相互通信。处理器可以是能够执行本文所述功能的任何类型的计算处理工具或设备。

例如，处理器可以是单核或多核处理器、数字信号处理器、微控制器或者其他处理器或处理/控制电路。存储器可以是能够执行本文所述功能的任何类型的易失性或非易失性存储器或数据存储器。此外，控制器190还可以包含附加和/或替代部件，例如计算机常用部件(例如各种输入/输出设备)。在其它实施例中，控制器190的一个或多个部件可以并入另一部件中，或者以其他方式形成另一部件的一部分。例如，存储器或其部分可以并入处理器中。

在运行过程中，存储器可以存储控制器190运行期间使用的各种数据和软件，例如操作系统、应用程序、程序、库和驱动程序。存储器通过I/O子系统与处理器进行通信联接，该子系统可以是电路和/或部件，便于对处理器、存储器以及控制器190的其他部件执行输入/输出操作。在一个实施例中，存储器可直接(例如通过集成存储器控制器集线器)联接处理器。此外，在一些实施例中，I/O子系统可以构成片上系统(SoC)的一部分，并与处理器、存储器和/或控制器190的其他部件一起集成在单个集成电路芯片上(未示出)。

部件之间，例如控制器190与泵80和阀84之间，可以利用通信网络进行通信。该网络可以配置为使用任何一种或多种通信技术(例如有线、无线和/或电力线通信)和相关协议(例如以太网、WiMAX、3G、4G LTE、5G等)来实现系统部件和设备之间的这种通信。

图5A和图5B示出了根据本公开的流体破涡器组件220的另一实施例。流体破涡器组件220配置为在电解系统100中使用，并且基本上类似于本文介绍的流体破涡器组件20。因此，200系列的类似附图编号表示流体破涡器组件220和流体破涡器组件20之间的共有特征。流体破涡器组件20的说明通过援引并入，适用于流体破涡器组件220，除非与流体破涡器组件220的具体说明和附图相冲突。

流体破涡器组件220的构成与流体破涡器组件20基本类似，并且包含与上文所述相类似的部件，包括容器222、开口223、出口管226、水230以及具有入口管240的第二流体入口组件238，如图5A所示。组件220与上述组件20的不同之处在于，入口管240在出口管226上与入口管40相反的一侧联接到出口管226，使得第二流体250的流动方向251与水230出口部分234的旋涡方向235相反。

具体而言，入口管240布置为使管240的中心纵轴240C平行于延伸穿过开口223中心223C的中心直径线223D，如图5B所示。入口管240从延伸穿过中心223C的中心直径线223D向上偏移，如图5B所示。换言之，如图5B所示，入口管240联接到开口223剖面的左上象限，使得第二流体250流入水230出口部分234旁的出口管226，而不是直接流入出口部分234。入口管240的中心轴243C与开口223的中心直径轴223E(延伸穿过开口223的中心223C)相交。如图5B所示，轴243C和轴223E之间形成的角223A应大于180度，使得第二流体250始终在出口部分234旁流动，而不是直接流入出口部分234。

因此，第二流体250可以在出口管226中的水230的旋动出口部分234旁边流动，方向251与水230出口部分234的旋涡方向235相反，如图5B所示。第二流体250相对于水230的这种反向旋动行为将引起流场中断和/或湍流，从而减少源自水230的气/液表面的任何气体吸入旋涡232。与上述流体破涡器组件20类似，第二流体250的速率和质量流量通过泵80和流量调节阀84控制，以实现所需动量。泵80和阀84中的每一个都可以由控制器190控制，使第二流体250的动量在所需时间段内保持恒定。

图6A和图6B示出了根据本公开的流体破涡器组件320的另一实施例。流体破涡器组件320配置为在电解系统100中使用，并且基本上类似于本文介绍的流体破涡器组件20、220。因此，300系列的类似附图编号表示流体破涡器组件320和流体破涡器组件20、220之间的共有特征。流体破涡器组件20、220的说明通过援引并入，适用于流体破涡器组件320，除非与流体破涡器组件320的具体说明和附图相冲突。

流体破涡器组件320的构成与流体破涡器组件20、220基本类似，并且包含与上文所述相类似的部件，包括容器322、开口323、出口管326、水330以及第二流体入口组件338，如图6A所示。组件320与上述组件20、220的不同之处在于，第二流体入口组件338包含两个入口管340、360，这两个入口管在与出口管326的相对两侧联接到出口管326。第二流体350通过第一入口管340提供，第三流体370通过第二入口管360提供，使得第二和第三流体350、370都流入出口管326，引起流场中断和/或湍流，从而破坏水330中的旋涡332。

在图示说明的实施例中，第一入口管340布置为使得第一入口管340的中心纵轴340C与第二入口管360的中心纵轴360C平行并对齐，如图6B所示。因此，第一和第二入口管340、360布置为在出口管326上彼此径向相对。第二和第三流体350、370因此可以直接朝向彼此流动，并进入水330的出口部分334，引起流场中断和/或湍流，从而最大限度地减少旋涡形成。第二和第三流体350、370的速率和质量流量通过泵80和流量调节阀84控制，以实现所需动量。具体而言，所需动量可以等于上述组件20、220的所需动量，但要将每个入口管340、360的所需动量减半，使得总动量等于所需动量。泵80和阀84中的每一个都可以由控制器190控制，使第二和第三流体350、370的动量在所需时间段内保持恒定。

在一些实施例中，第一和第二入口管340、360可以不是彼此径向相对的。在此类实施例中，第一入口管340的中心纵轴340C和第二入口管360的中心纵轴360C会在其交点(开口323的中心点323C)处确定一个角度。该角度可以小于180度，使第一和第二入口管340、360不是径向相对，但仍然沿大致相反的方向喷射第一和第二流体350、370，并破坏旋涡。在其它实施例中，可以提供多于两个的入口管，并以相对均匀的间隔布置在出口管326周围。在此类实施例中，纵轴340C、360C之间的角度在90度至179度的范围内。

图7A和图7B示出了根据本公开的流体破涡器组件420的另一实施例。流体破涡器组件420配置为在电解系统100中使用，并且基本上类似于本文介绍的流体破涡器组件20、220、320。因此，400系列的类似附图编号表示流体破涡器组件420和流体破涡器组件20、220、320之间的共有特征。流体破涡器组件20、220、320的说明通过援引并入，适用于流体破涡器组件420，除非与流体破涡器组件420的具体说明和附图相冲突。

流体破涡器组件420的构成与流体破涡器组件20、220、320基本类似，并且包含与上文所述相类似的部件，包括容器422、开口423、出口管426和水430，如图7A和图7B所示。组件420与上述组件20、220、320的不同之处在于，组件420包含两根细小的入口导管440A、440B，这两根导管从出口管426的相对两侧延伸，并终止于出口管426顶端形成的狭缝442A、442B。狭缝442A、442B形成为环状，并部分围绕出口管426的圆周延伸。

组件420可以起到类似于组件320的作用，具体而言，其中包含第二和第三流体450、470，这两者通常朝向彼此流动，并进入水430的出口部分434，引起流场中断和/或湍流，从而最大限度地减少旋涡形成，如图7A和图7B所示。第二和第三流体450、470的速率和质量流量通过泵80和流量调节阀84控制，以实现所需动量。具体而言，每个入口导管440A、440B的所需动量可以减半，使得总动量等于所需动量。泵80和阀84中的每一个都可以由控制器190控制，使第二和第三流体450、470的动量在所需时间段内保持恒定。

图8A、8B和8C示出了根据本公开的流体破涡器组件520的另一实施例。流体破涡器组件520配置为在电解系统100中使用，并且基本上类似于本文介绍的流体破涡器组件20、220、320、420。因此，500系列的类似附图编号表示流体破涡器组件520和流体破涡器组件20、220、320、420之间的共有特征。流体破涡器组件20、220、320、420的说明通过援引并入，适用于流体破涡器组件520，除非与流体破涡器组件520的具体说明和附图相冲突。

流体破涡器组件520的构成与流体破涡器组件20、220、320、420基本类似，并且包含与上文所述相类似的部件，包括容器522、开口523、出口管526和水530，如图8A和图8B所示。组件520与上述组件20、220、320、420的不同之处在于，组件520包含基本连续的狭缝542，它在出口管526的顶端形成，并且围绕出口管526的圆周延伸。

为使狭缝542周围具备结构刚性，出口管526包含多个支撑构件542S，这些支撑构件布置在出口管526的圆周周围，并联接到出口管526在狭缝542上方和下方的部分526U、526L，如图8B所示。组件520可以进一步包含可滑动的狭缝盖544，该狭缝盖配置为沿着支撑构件542S滑动或邻近支撑构件542S，并有选择地覆盖狭缝542，如图8B所示。在一些实施例中，控制器190可以配置为控制狭缝盖544，以打开和关闭狭缝542。

如图8C所示，组件520还包含一根细小的入口导管540，该导管环绕狭缝542，并将第二流体550通过狭缝542输送到出口管526中。入口导管540包含上部中央开口540OU和下部中央开口540OL，出口管526穿过这些开口延伸。因此，第二流体550可以流过中空导管540，并直接穿过狭缝542进入出口管526。

第二流体550的流动方式类似于上述组件420的流体450流动方式，流体550与水530的出口部分534相互作用，引起流场中断和/或湍流，从而最大限度地减少旋涡形成，如图8A所示。当第二流体550与水530相互作用时，使用出口管526周围几乎连续的狭缝542可以提高第二流体550分布的均匀性。第二流体550的速率和质量流量通过泵80和流量调节阀84控制，以实现所需动量。泵80和阀84中的每一个都可以由控制器190控制，使第二流体550的动量在所需时间段内保持恒定。

有一种破坏流体旋涡的方法，其中包括的第一操作是在一个容器内提供第一流体，该容器包含一个形成于容器侧壁的开口，第一流体配置为选择性地流过该开口。该方法包括的第二操作是将第一导管联接到容器，使得第一流体配置为从容器流出并经由开口进入第一导管；第三操作是在第一导管中形成至少一个入口。该方法包括的第四操作是从一个流体源向该至少一个入口提供第二流体；第五操作是将第一流体从容器中抽取到第一导管中。该方法包括的第六操作是以预定流动量将第二流体喷射到第一导管中，使得第二流体与从容器中流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。

与常规机械破涡器相比，本公开的流体破涡器组件20、220、320、420、520做出了许多改进。首先，本公开的流体破涡器组件不需要使用物理部件来阻碍出口管内的流体流动，这些部件被能够调节去离子水流量的入口或入口管所取代。另外，容器内的水位对于破涡器的功能不再重要。因此，容器(具体而言是分离器)可以更小。此外，分离器中水位的范围更大，从而有利于实现更高的氧气效率。来自入口或入口管的水流可调节特性支持灵活控制旋涡形成。不仅如此，由于去掉了常规机械破涡器中的壁，焊接壁、板和其他部件的困难也随之消失。因此，其制造工作量更小，建造成本更低，能够更轻松地进行检查、调整和更换。

本发明的以下描述方面是可以考虑且非限制性的：

本发明的第一个方面涉及破涡器组件。该破涡器组件包括一个容器(其中布置有第一流体)、联接到容器的第一导管，以及一个流体源。容器包含一个形成于容器外壁的开口，流体配置为选择性地流过该开口。第一导管配置为经由开口与容器流体相通，使得第一流体配置为经由开口从容器中流出并进入第一导管。第一导管包含至少一个形成于第一导管的外壁并通向第一导管的入口。流体源配置为向该至少一个入口提供第二流体。第二流体以预定流动量从该至少一个入口流入第一导管，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。

本发明的第二个方面涉及破坏流体旋涡的方法。该方法包括：在一个容器内提供第一流体(该容器包含一个形成于容器侧壁的开口，而第一流体配置为选择性地流过该开口)，将经由开口通向容器的第一导管联接到容器，使得第一流体配置为从容器流出并经由开口流入第一导管；在第一导管的外壁形成通向第一导管的至少一个入口，从一个流体源向该至少一个入口提供第二流体；将第一流体从容器中抽取到第一导管中，并以预定流动量将第二流体喷射到第一导管中，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。

在本发明的第一方面，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口可以位于与容器联接的第一导管的第一端部附近，使得该至少一个入口靠近容器的开口。该至少一个入口管可以经由该至少一个入口与第一导管流体相通。在本发明的第一方面，流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内可以是恒定的。在本发明的第一方面，容器的开口可以位于容器的底部侧壁上，使得第一流体配置为选择性地通过开口排出。第一导管可以基本垂直，以便第一流体从容器中排出。在本发明的第一方面，第二流体流的预定流动量保持恒定的预定时间段，可以是第一流体开始通过开口排出，到第一流体停止通过开口排出之间的这段时间。

在本发明的第一方面，破涡器组件可以进一步包括第一泵和一个流量调节阀(位于流体源和该至少一个入口管之间并与它们流体互连)，以及一个控制器。第一泵和流量调节阀可以配置为控制第二流体流的速率和质量流量，从而控制进入第一导管的第二流体的流动量。控制器可以配置为控制第一泵和流量调节阀，从而控制第二流体流的速率和质量流量。在本发明的第一方面，第二泵可以流体连接到第一导管的第二端部(与导管第一端部相对)，并位于容器开口的下游。第二泵可以配置为经由开口和第一导管，从容器中抽取第一流体。在本发明的第二方面，流体源可以是与第二泵的输出端和第一泵的输入端流体相连的抛光回路，使得第一流体流入抛光回路，并由抛光回路进行处理，然后作为第二流体离开抛光回路。在本发明的第一方面，容器可以是氧气分离器和氢气分离器中的至少一种。第一流体可以是去离子水，第二流体可以是去离子水。

在本发明的第一方面，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以布置为使得第二流体逆着第一流体的流体旋涡旋转方向流动。

在本发明的第一方面，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以布置为使得第二流体顺着第一流体的流体旋涡旋转方向流动。

在本发明的第一方面，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以包含：第一入口管，布置在第一导管的第一位置；以及第二入口管，布置在第一导管的第二位置，与第一位置相异。在本发明的第一方面，第一入口管和第二入口管可以布置在第一导管的相对两侧，彼此径向相对。

在本发明的第二方面，该方法可以进一步包括将至少一个入口管(通向第一导管)联接到第一导管。第二流体可以流过该至少一个入口管，并经由该至少一个入口进入第一导管。流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内可以是恒定的。在本发明的第二方面，第二流体流的预定流动量保持恒定的预定时间段，可以是第一流体开始通过开口排出，到第一流体停止通过开口排出之间的这段时间。在本发明的第二方面，第二流体从该至少一个入口管喷射到第一导管中的运动可以包括逆着第一流体的流体旋涡旋转方向喷射第二流体。

在本发明的第二方面，第二流体从该至少一个入口管喷射到第一导管中的运动包括顺着第一流体的流体旋涡旋转方向喷射第二流体。

在本发明的第二方面，该方法可以进一步包括：通过位于流体源和该至少一个入口管之间并与它们流体互连的第一泵和一个流量调节阀，提高流经该至少一个入口管的第二流体的质量流量，并降低流经该至少一个入口管的第二流体的速率，使得第二流体的流动量保持恒定。在本发明的第二方面，该方法可以进一步包括：通过第一泵和流量调节阀，降低流经该至少一个入口管的第二流体的质量流量，并提高流经该至少一个入口管的第二流体的速率，使得第二流体的流动量保持恒定。

在本发明的第二方面，该至少一个入口管可以包含：第一入口管，布置在第一导管的第一位置；以及第二入口管，布置在第一导管的第二位置，与第一位置相异。流过第一入口管的第二流体的第一流动量和流过第二入口管的第二流体的第二流动量之和，可以等于预定流动量。

虽然本公开已在附图和前文中进行了详细说明和描述，但这样的说明和描述应被视为示例性的而非限制性的，应理解为仅说明和描述了说明性的实施例，并且符合本公开的所有更改和修改都应受到保护。

本公开的多个优点源于本文所述的方法、装置和系统的各种特征。需要注意的是，本公开的方法、装置和系统的替代实施例可能不包括所描述的所有特征，但仍受益于这些特征的至少一些优点。本领域普通技术人员可以很容易地设计出他们自己的方法、装置和系统的实现方式，这些实现方式包含本发明的一个或多个特征，并且在所附权利要求所定义的本公开的主旨和范围内。

结合一个示例性实施例图示或描述的特征可以与本文描述的任何其他实施例的任何其他特征或元件相组合。这种修改和变更旨在包括在本公开的范围内。此外，本领域技术人员将认识到，本领域技术人员公知的术语可以在此互换使用。

如本文所用，以单数形式列举并以词汇“一个”或“一种”(a/an)开头的元件或步骤应理解为不排除所述元件或步骤的复数形式，除非明确说明了这种排除。此外，对本文所述主题的“一个实施例”的引用并不意味着解释为排除也包含所列举特征的其他实施例的存在。单位、测量和/或值的指定数值范围包括、基本上由所有数值、单位、测量和/或范围组成或由所有数值、单位、测量和/或范围组成，所有数值、单位、测量和/或范围包括这些范围和/或端点或在这些范围和/或端点内，无论这些数值、单位、测量和/或范围是否在本公开中明确规定。

除非另有定义，本文所用技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。本文所用的术语“第一”、“第二”、“第三”等并不表示任何顺序或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开来。术语“或”是指包含并意指所列项目中的任何一个或所有项目。此外，术语“连接”和“联接”并不只限于物理或机械连接或联接，也可以包括直接或间接的电气连接或联接。

此外，除非明确说明相反，否则“包括”、“包含”或“具有”具有特定属性的一个元件或多个元件的实施例可以包括不具有该属性的其他这样的元件。术语“包括”或“包含”(comprising/comprises)是指包含但不排除其他元件、组分和/或方法步骤的组合物、化合物、制剂或方法。术语“包括”也可以指本公开中包含但不排除其他元件、组分和/或方法步骤的组合物、化合物、制剂或方法实施例。

短语“由……组成”或“由……构成”(consisting of/consists of)是指排除任何其他元件、组分或方法步骤存在的混合物、组合物、制剂或方法。短语“由……组成”是指本公开中排除任何附加元件、组分或方法步骤存在的化合物、组合物、制剂或方法。

短语“主要由……组成”或“主要由……构成”(consisting essentially of/consists essentially of)是指包含对组合物、化合物、制剂或方法的特性没有实质性影响的其他元件、组分或方法步骤的组合物、化合物、制剂或方法。短语“主要由……组成”也指本公开中包含对组合物、化合物、制剂或方法的特性没有实质性影响的其他元件、组分或方法步骤的组合物、化合物、制剂或方法。

在本文说明书和权利要求书中使用的近似语言可用于修改可允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，由一个或多个术语(如“大约”(about)和“基本上”(substantially))修饰的数值不应局限于指定的精确数值。在一些情况下，近似语言可能对应于用于测量数值的仪器的精度。在本说明书和权利要求书中，范围限制可以合并和/或互换。除非上下文或语言另有说明，这种范围被识别并包括其中所含的所有子范围。

如本文所用，术语“可以”(may)和“可能是”(may be)表示在一系列情况下发生的可能性；拥有特定的属性、特征或功能；和/或通过表达与限定动词相关的一个或多个能力或可能性来限定另一个动词。因此，“可以”和“可能是”的用法表明修改后的术语显然是适当的、能够的或适合于指示的能力、功能或用法，同时考虑到在一些情况下，修改后的术语有时可能不合适、不能够或不恰当。

应当理解，上述描述是说明性的，而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其各方面)可以单独使用、一起使用或彼此配合使用。此外，可以进行许多修改，以使特定情况或材料适应本文所述主题的教导，而不会偏离其范围。尽管本文所述材料的尺寸和类型旨在限定所公开主题的参数，但它们绝不是限制性的，而是示例性实施例。在回顾上文描述后，本领域技术人员将明白许多其他实施例。因此，本文所述主题的范围应参照所附权利要求书以及这样的权利要求书有权享有的全部等同物范围来确定。

本书面说明书使用示例来公开本文所述主题的几个实施例(包括最佳模式)，并且还使本领域普通技术人员能够实践所公开主题的实施例，包括制造和使用设备或系统以及执行方法。本文所述主题的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包含本领域普通技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例的结构元件与权利要求书的字面语言没有区别，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其它示例旨在在权利要求书的范围之内。

Claims (15)

1.一种破涡器组件，包括：

一个容器，其中布置有第一流体，并包含一个形成于容器外壁中的开口，第一流体配置为选择性地流过该开口；

第一导管，联接到容器并且配置为经由开口与容器流体相通，使得第一流体配置为经由开口从容器流出并进入第一导管，该第一导管包含至少一个形成于第一导管的外壁并通向第一导管的入口；以及

一个流体源，配置为向该至少一个入口提供第二流体，

其中，第二流体以预定流动量从该至少一个入口流入第一导管，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。

2.权利要求1所述的破涡器组件，还包括：

至少一个入口管，其与该至少一个入口流体相联，

其中，该至少一个入口位于与容器联接的第一导管的第一端部附近，使得该至少一个入口靠近容器的开口，并且其中，该至少一个入口管经由该至少一个入口与第一导管流体相通。

3.权利要求2所述的破涡器组件，其中，流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内是恒定的。

4.权利要求3所述的破涡器组件，其中，容器的开口位于容器的底部侧壁上，使得第一流体配置为选择性地通过开口排出，并且其中，第一导管基本垂直，使第一流体可以从容器中排出。

5.权利要求4所述的破涡器组件，其中，第二流体流的预定流动量保持恒定的预定时间段是第一流体开始通过开口排出，到第一流体停止通过开口排出之间的这段时间。

6.权利要求2所述的破涡器组件，还包括：

第一泵和流量调节阀(位于流体源和该至少一个入口管之间，并与它们流体互连)，该第一泵和流量调节阀配置为控制第二流体流的速率和质量流量，从而控制进入第一导管的第二流体的流动量；以及

控制器，配置为控制第一泵和流量调节阀，从而控制第二流体流的速率和质量流量。

7.权利要求6所述的破涡器组件，还包括：

第二泵，流体连接到第一导管的第二端部(与导管第一端部相对)，并位于容器开口的下游，该第二泵配置为经由开口和第一导管，从容器中抽取第一流体。

8.权利要求7所述的破涡器组件，其中，流体源是与第二泵的输出端和第一泵的输入端流体相连的抛光回路，使得第一流体流入抛光回路，并由抛光回路进行处理，然后作为第二流体离开抛光回路。

9.权利要求8所述的破涡器组件，其中，容器是是氧气分离器和氢气分离器中的至少一种，并且其中，第一流体是去离子水，第二流体是去离子水。

10.权利要求1所述的破涡器组件，还包括：

至少一个入口管，其与该至少一个入口流体相联，

其中，该至少一个入口管布置为使得第二流体逆着第一流体的流体旋涡旋转方向流动。

11.权利要求1所述的破涡器组件，还包括：

至少一个入口管，其与该至少一个入口流体相联，

其中，该至少一个入口管布置为使得第二流体顺着第一流体的流体旋涡旋转方向流动。

12.权利要求1所述的破涡器组件，还包括：

至少一个入口管，其与该至少一个入口流体相联，

其中，该至少一个入口管包含：第一入口管，布置在第一导管的第一位置；以及第二入口管，布置在第一导管的第二位置，与第一位置相异。

13.权利要求12所述的破涡器组件，其中，第一入口管和第二入口管布置在第一导管的相对两侧，彼此径向相对。

14.一种破坏流体旋涡的方法，包括：

在一个容器内提供第一流体，该容器包含一个形成于容器侧壁的开口，第一流体配置为选择性地流过该开口；

将经由开口通向容器的第一导管联接到容器，使得第一流体配置为经由开口从容器中流出并进入第一导管；

在第一导管的外壁形成通向第一导管的至少一个入口；

从一个流体源向该至少一个入口提供第二流体；

将第一流体从容器中抽取到第一导管中；以及

以预定流动量将第二流体喷射到第一导管中，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。

15.权利要求14所述的方法，还包括：

将至少一个入口管(通向第一导管)联接到第一导管，

其中，第二流体流过该至少一个入口管，并经由该至少一个入口进入第一导管；以及

其中，流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内是恒定的。