JP2009512549A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口と、予熱器と、脱気装置と、蒸発室と、デミスタと、生成物凝縮器と、廃液出口と、生成物出口と、制御システムとを備える浄水システムであって、前記制御システムは、使用者の介入または洗浄を必要とせずに、繰り返されるサイクルを通して前記浄水システムの動作を可能にし、前記システムは、汚染された水が表１に示されるレベルよりも最大２５倍高い汚染物質類のレベルを有するとき、前記システムで浄化された水が、表１に示されるレベルよりも低いすべての汚染物質類のレベルを有するように、微生物的汚染物質、放射性汚染物質、金属、塩、揮発性有機物、および不揮発性有機物を含む複数の汚染物質類を、前記汚染された水の試料から除去することができるシステム。

すべての特許文献および出版物は、個別の出版物がそれぞれ、参照により組み込まれるよう具体的かつ個別に指示されるのと同様に、参照により本明細書に組み込まれる。
以下、本願発明をまとめると次の通りである。
１． 入口と、予熱器と、脱気装置と、蒸発室と、デミスタと、生成物凝縮器と、廃液出口と、生成物出口と、制御システムとを備える浄水システムであって、前記制御システムは、使用者の介入または洗浄を必要とせずに、繰り返されるサイクルを通して前記浄水システムの動作を可能にし、前記システムは、汚染された水が表１に示されるレベルよりも最大２５倍高い汚染物質類のレベルを有するとき、前記システムで浄化された水が、表１に示されるレベルよりも低いすべての汚染物質類のレベルを有するように、微生物的汚染物質、放射性汚染物質、金属、塩、揮発性有機物、および不揮発性有機物を含む複数の汚染物質類を、前記汚染された水の試料から除去することができるシステム。
２． 生成された水の体積は入力水の体積の約２０％から約９５％の間である、第１項に記載のシステム。
３． 前記システムは、少なくとも約２カ月間の使用を通して洗浄を必要としない、第１項に記載のシステム。
４． 前記システムは、少なくとも約１年間の使用を通して洗浄を必要としない、第１項に記載のシステム。
５． 前記入口を通る水の流れを調整するための入口スイッチをさらに備える、第１項に記載のシステム。
６． 前記スイッチは、ソレノイド、弁、および絞りからなる群から選択される機構を備える、第５項に記載のシステム。
７． 前記入口スイッチは前記制御システムによって制御される、第５項に記載のシステム。
８． 遮断制御装置をさらに備える、第１項に記載のシステム。
９． 前記遮断制御装置は、手動制御装置、フラッディング制御装置、タンク容量制御装置、および蒸発室容量制御装置からなる群から選択される、第８項に記載のシステム。
１０． 前記制御システムは、蒸発室フロート、タンクフロート、およびフラッディング検出器のうちの少なくとも１つからのフィードバックに基づいて前記入口を制御する、第９項に記載のシステム。
１１． 前記制御システムは、前記浄水システムからのフィードバックに基づいて前記スイッチを制御する、第４項に記載のシステム。
１２． 前記フィードバックは、生成水容器内の水量、前記生成物出口を通る生成水の流れ、流水時間、非流水時間、前記蒸発室内の水量、漏れの検出、蒸発室の圧力、出力水の品質（総溶解固形分）、前記蒸発室の両端間の差圧、および蒸発室オーバーフロー堰フロートを横断する水の運動からなる群から選択される少なくとも１つの特性に基づく、第５項に記載のシステム。
１３． 流れ制御装置をさらに備える、第１項に記載のシステム。
１４． 前記流れ制御装置は、圧力調整器を備える、第１３項に記載のシステム。
１５． 前記圧力調整器は、水圧を約０ｋＰａから２５０ｋＰａ（０から３６ｐｓｉ）の間に維持する、第１４項に記載のシステム。
１６． 前記流れ制御装置は、水流を１０ｍｌ／分から７５ｍｌ／分の流量の間に維持する、第１３項に記載のシステム。
１７． 堆積物トラップをさらに備える、第１項に記載のシステム。
１８． 前記予熱管が前記蒸発室内を通過する、第１項に記載のシステム。
１９． 前記予熱管を出る水は少なくとも約９６℃の温度を有する、第１項に記載のシステム。
２０． 前記予熱管は、少なくとも約１５秒間の、前記予熱管内の水の滞留時間を可能にする、第１項に記載のシステム。
２１． 前記予熱管はコイルを含む、第１項に記載のシステム。
２２． 前記コイルは、実質的に水平な正味の流れを有し、前記コイルを通って移動する水は、水平面を通って繰り返し通過する、第１５項に記載のシステム。
２３． 前記予熱管は水蒸気凝縮器との熱交換を含む、第１項に記載のシステム。
２４． 前記予熱管の少なくとも一部は、前記水蒸気凝縮器の少なくとも一部と同心である、第２３項に記載のシステム。
２５． 前記水蒸気凝縮器は廃棄水蒸気を収容する、第２３項に記載のシステム。
２６． 前記脱気装置は、実質的に垂直の向きであり、上端部および下端部を有する、第１項に記載のシステム。
２７． 前記予熱管からの加熱された水は、前記上端部付近で前記脱気装置に入る、第２６項に記載のシステム。
２８． 前記加熱された水は、前記下端部付近で前記脱気装置を出る、第２７項に記載のシステム。
２９． 前記蒸発室からの水蒸気は、前記下端部付近で前記脱気装置に入る、第２６項に記載のシステム。
３０． 前記水蒸気は、前記上端部付近で前記脱気装置を出る、第２９項に記載のシステム。
３１． 前記脱気装置は、水と水蒸気の混合を促進するようになされた充填材を備える、第１項に記載のシステム。
３２． 前記充填材は、実質的に球形の粒子を含む、第３１項に記載のシステム。
３３． 前記充填材は、非球形の粒子を含む、第３１項に記載のシステム。
３４． 前記充填材は、前記脱気装置内の均一な詰め込みを可能にするように選択されたサイズを有する粒子を含む、第３１項に記載のシステム。
３５． 前記充填材は異なるサイズの粒子を含み、前記粒子がサイズ的勾配を持って脱気装置内に配列される、第３１項に記載のシステム。
３６． 前記脱気装置を出る水は、有機物および揮発性ガスを実質的にもたない、第１項に記載のシステム。
３７． 前記蒸発室は、少なくとも１つの上部セグメントおよび下部セグメントを備え、前記上部セグメントの水平断面は前記下部セグメントの水平断面よりも大きい面積を有し、前記蒸発室は、前記上部セグメントと前記下部セグメントとの間の接合部をさらに備える、第１項に記載のシステム。
３８． 前記接合部は実質的に水平である、第３７項に記載のシステム。
３９． 前記蒸発室は排水口をさらに備え、前記排水口は前記接合部またはその上方にある、第３７項に記載のシステム。
４０． 前記蒸発室は、複数の粒子を含む自浄媒体をさらに備え、前記排水口は開口部を有し、前記開口部は、前記粒子が前記排水口を通過することを可能にしないサイズを有し、前記開口部はさらに、前記粒子の形状と相補的でない形状を有する、第３９項に記載のシステム。
４１． 前記蒸発室は、前記蒸発室の加熱された部位に近接する少なくとも一領域にて沈殿物の蓄積を妨げる自浄媒体を備える、第１項に記載のシステム。
４２． 前記媒体は複数の粒子を含む、第４１項に記載のシステム。
４３． 前記粒子は実質的に球形である、第４２項に記載のシステム。
４４． 前記粒子は、前記蒸発室内の水の沸騰による、前記粒子の実質的に連続的な撹拌を可能にする特性を有する、第４２項に記載のシステム。
４５． 前記特性は、比重、サイズ、形態、集合の数、および構成からなる群から選択される、第４４項に記載のシステム。
４６． 前記粒子は、選択された硬度を有し、前記硬度は、前記粒子または前記蒸発室を実質的に侵食せずに、前記粒子による前記蒸発室の汚れ落としを可能にする、第４２項に記載のシステム。
４７． 前記粒子は、セラミック、金属、ガラス、または石で構成される、第４２項に記載のシステム。
４８． 前記粒子は、約１．０より大きく、約８．０より小さい比重を有する、第４２項に記載のシステム。
４９． 前記粒子は、約２．０から約５．０の間の比重を有する、第４８項に記載のシステム。
５０． 前記蒸発室は、前記蒸発室の底部に隣接する加熱要素をさらに備える、第１項に記載のシステム。
５１． 前記加熱要素は、前記蒸発室の底部に隣接して前記蒸発室の外側に配置され、前記加熱要素は前記蒸発室に接合される、第５０項に記載のシステム。
５２． 前記加熱要素は、前記蒸発室の底部に隣接して前記蒸発室の内側に配置される、第５０項に記載のシステム。
５３． 前記デミスタは、前記蒸発室の上面に近接して配置される、第１項に記載のシステム。
５４． 前記蒸発室からの水蒸気は、圧力を受けて前記デミスタに入る、第１項に記載のシステム。
５５． 前記デミスタは差圧を有し、前記差圧は１２５Ｐａ以上から２５００Ｐａである、第１項に記載のシステム。
５６． 前記デミスタは、サイクロン作用によって、廃棄水蒸気から清浄な水蒸気を分離するようにされる、第１項に記載のシステム。
５７． 清浄な水蒸気と廃棄水蒸気との比が、約１０：１より大きい、第５６項に記載のシステム。
５８． 前記制御システムは、水蒸気の質を調整するためにパラメータを調節する、第５６項に記載のシステム。
５９． 前記水蒸気の質は、清浄な水蒸気の純度、清浄な水蒸気と廃棄水蒸気との比、および清浄な水蒸気の総体積からなる群から選択される少なくとも１つの質を含む、第５８項に記載のシステム。
６０． 前記パラメータは、清浄な水蒸気の出口の凹部の位置、前記デミスタの両端間の差圧、水蒸気入口の流れに対する抵抗、水蒸気出口の流れに対する抵抗からなる群から選択される少なくとも１つのパラメータを含む、第５８項に記載のシステム。
６１． 前記生成物凝縮器用の冷却装置を備える、第１項に記載のシステム。
６２． 前記冷却装置はファンを含む、第６１項に記載のシステム。
６３． 前記生成物凝縮器はコイルを含む、第１項に記載のシステム。
６４． 生成水が、前記生成物出口を通って前記生成物凝縮器を出る、第１項に記載のシステム。
６５． 廃液凝縮器をさらに備える、第１項に記載のシステム。
６６． 廃水が、前記廃液出口を通って前記廃液凝縮器を出る、第６５項に記載のシステム。
６７． 生成水貯蔵タンクをさらに備える、第１項に記載のシステム。
６８． 前記貯蔵タンクは少なくとも１つの制御機構を備える、第６７項に記載のシステム。
６９． 前記制御機構は、フロート、導電率計、および堰フロートからなる群から選択される少なくとも１つの機構を備える、第６８項に記載のシステム。
７０． 前記制御システムは、サイクルの開始時に、選択された遅延期間中は水蒸気が前記生成物出口に送られないように、遅延を含む、第１項に記載のシステム。
７１． 前記遅延期間は、少なくとも約１０分間から３０分間である、第７０項に記載のシステム。
７２． 前記制御システムは、少なくとも約１０分間の、前記蒸発室内での水の平均滞留時間を有する、第１項に記載のシステム。
７３． 前記制御システムは、少なくとも約４５分間の、前記蒸発室内での水の平均滞留時間を有する、第１項に記載のシステム。
７４． 前記制御システムは、前記蒸発室内の水が廃棄部へと迅速に排水され、蓄積された不純物および沈殿物を前記蒸発室から除去することを可能にするように、蒸発室フラッシュを有する、第１項に記載のシステム。
７５． 前記蒸発室は、蒸発室のフラッシュ時に、ある残留体積の水が前記蒸発室の下方部分内に残るように構成される、第７４項に記載のシステム。
７６． 前記残留水は、次の浄化サイクルの開始中に最初の水蒸気を前記脱気装置に供給する、第７５項に記載のシステム。
７７． 浄水方法であって、
第１の濃度の少なくとも１つの汚染物質を含む、流入水源を提供するステップと、
前記流入水の温度を約９０℃より高くすることができる条件下で、予熱器内に前記流入水を通すステップと、
前記流入水を、脱気装置内の気体の反対方向の流れに対して逆流させることにより、基本的にすべての有機物、揮発性物質、および気体を前記流入水から取り去るステップと、
前記水を、水蒸気の形成を可能にする条件下で、１０分間から９０分間の平均滞留時間にわたって蒸発室内に維持するステップと、
水蒸気を前記蒸発室からサイクロンデミスタへと排出するステップと、
清浄な水蒸気の収率が前記デミスタからの廃液の少なくとも約４倍より高くなるように、前記デミスタ内の汚染物質を含有する廃液から清浄な水蒸気を分離するステップと、
浄化された水をもたらすために、前記第１の濃度より低い第２の濃度の少なくとも１つの汚染物質を含有する前記清浄な水蒸気を凝縮するステップとを含む方法。
７８． 前記少なくとも１つの汚染物質は、微生物、放射性核種、塩、および有機物からなる群から選択される汚染物質を含み、前記第２の濃度は表３に示される濃度以下であり、前記第１の濃度は前記第２の濃度の少なくとも約１０倍である、第７７項に記載の方法。
７９． 前記第１の濃度は、前記第２の濃度より少なくとも約２５倍高い、第７７項に記載の方法。
８０． 前記気体は、水蒸気、空気、および窒素からなる群から選択される、第７７項に記載の方法。
８１． 前記プロセスのステップは、洗浄または保守を必要とせずに、少なくとも約３カ月間自動的に繰り返される、第７７項に記載の方法。
８２． 前記プロセスのステップは、洗浄または保守を必要とせずに、約１年間自動的に繰り返される、第７７項に記載の方法。