種々の図面中の同様の参照記号は、同様の要素を示す。
(例示的実施形態の詳細な説明)
図1は、例示的水精製システム6000の概略図を描写する。システム6000は、水を源6002から引き出し、水を精製し、種々の汚染物質を除去し、水を使用地点における消費のために適合させ得る。例示的略図における使用地点は、医療システム6004である。システム6000の精製された出力は、ある実施例では、医療システム6004によって使用される医療治療流体の構成要素として使用されてもよい。しかしながら、システム6000は、水が具体的品質標準を満たすことを要求する、飲用目的または他のデバイスのための水を提供するために使用されてもよい。精製システム6000と併用され得る、医療システム6004は、種々の透析システムを含んでもよい。医療システム6004は、透析液等の療法用作用物質を混合するためのシステムであってもよい。医療システム6004はまた、患者のための透析(腹膜または血液)治療を編成してもよい。具体的実施例では、医療システム6004は、腹膜透析液混合システムであってもよい、または2008年2月27日に出願され、「Hemodialysis Systems and Methods」と題された、2012年8月21日に発行された現米国特許第8,246,826号である、米国特許出願第12/072,908号(弁理士参照番号F65)、2008年8月27日に出願され、「Enclosure for a Portable Hemodialysis System」と題された、2013年3月12日に発行された、現米国特許第8,393,690号である、米国特許出願第12/199,055号(弁理士参照番号G20)、および2019年3月29日に出願され、「Liquid Pumping Cassettes and Associated Pressure Distribution Manifold and Related Methods」と題された、米国非仮特許出願号(弁理士参照番号Z35)(それぞれ、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明されるもの等の血液透析システムを備えてもよい。
2013年7月26日に出願され、「Water Vapor Distillation Apparatus,Method and System」と題された、2017年3月28日に発行された、現米国特許第9,604,858号である、米国特許出願第13/952,263号(弁理士参照番号K95)(参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)、および2003年11月13日に出願され、「Pressurized Vapor Cycle Liquid Distillation」と題された、2009年10月6日に発行された、現米国特許第7,597,784号である、米国特許出願第10/713、617号(弁理士参照番号D91)(参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に説明される種々のシステム、方法、および装置が、本明細書に説明される水蒸留装置、方法、ならびに方法の任意の1つ以上の実施形態とともに使用されてもよい。したがって、そのうちのいくつかが、上記に参照される文書に説明される、1つ以上の装置、システム、および方法を含む、付加的実施形態が、検討される。
示されるように、水は、源6002から少なくとも1つのフィルタ6006に進行し得る。源6002は、飲用水のためのUS EPA要件を満たすであろう、源6002であってもよい。源6002は、例えば、米国第1種飲料水規制(40 CFR 141)(参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)の要件を満たし得る。本開示は、§141.2または上記の参照することによって組み込まれる文書の任意の他の部分に提供される、任意の定義によって拘束されないことに留意されたい。具体的実施形態では、源または源流体リザーバ6002は、公共水道源または私設水道源から水を分注する、住居用水道であってもよい。少なくとも1つのフィルタ6006は、活性炭フィルタであってもよい。塩素、クロラミン等の酸化剤のような源6002水の予期される望ましくない成分を除去する、他のフィルタタイプもまた、使用されてもよい。ある実施形態では、2つの冗長フィルタ6006が、システム6000内に含まれてもよい。少なくとも1つのフィルタ6006から、水が、1つ以上の熱交換器6008A、Bに通過し得る。
例示的実施形態では、第1の熱交換器6008Aおよび第2の熱交換器6008Bが、描写される。これらの熱交換器6008A、Bは、向流熱交換器であってもよい。各熱交換器6008A、Bに進入する流体は、システム6000の水精製器6010からの少なくとも1つのプロセス流と熱交換関係に設置され得る。各熱交換器6008A、B内の少なくとも1つのプロセス流は、異なるプロセス流であってもよいが、熱交換器6008A、Bはそれぞれ、同様に、少なくとも1つの共通プロセス流を相互に搬送してもよい。複数の流れが、単一熱交換器によって搬送される場合、流れは、本明細書に説明される任意の熱交換器に関連して説明されるように、分離されてもよい。具体的実施形態では、片方の熱交換器6008Aは、精製または生産物プロセス流を搬送してもよい一方、他方の熱交換器Bは、水精製器6010からの全ての他のプロセス流(ブローダウン、残余分、通気されたガス、揮発物、または他の廃棄されたプロセス流)を搬送してもよい。そのような熱交換器6008A、Bは、それぞれ、生産物熱交換器およびブローダウン熱交換器と称され得る。
弁または複数の弁が、一方の熱交換器6008A対他方の熱交換器Bに流動する濾過された源水の割合の制御を提供するために含まれてもよい。これは、少なくとも1つのフィルタ6006から熱交換器6008A、Bのそれぞれを通して流動する水が、温度がより高いまたはより低い程度に改変されることを可能にし得る。同様に、熱交換器6008A、Bを通して進行するプロセス流が、温度がより高いまたはより低い程度に改変されることを可能にし得る。いくつかの実施形態では、熱交換器6008A、Bの両方を通る少なくとも1つのフィルタ6006からの合計質量流量または合計流入流体は、概して、一定である、もしくは各熱交換器6008A、Bに指向される流入流体の割合が操作されるものとそうでなければ非関連する制御アルゴリズムによって制御されてもよい。熱交換器6008A、Bを通る少なくとも1つのフィルタ6006からの流体の合計質量流動はまた、本割合と連動して変動してもよい。
熱交換器6008A、Bから、濾過された源流動は、再び組み合わせられ、精製のために、精製器6010に進入し得る。精製器6010は、源水中の少なくとも1つの汚染物質および可能性として複数の汚染物質を除去する、またはその濃度を低減させ得る。水精製器6010は、本明細書に説明される水蒸気蒸留デバイスのいずれかであってもよいが、他の蒸留デバイスまたは水精製デバイスもまた、使用されてもよい。例示的システム6000では、水精製器6010は、医療システム6004における精製された水の使用を支持するために十分な品質標準まで水を精製することが可能である。水は、例えば、政府機関、標準機関、NGO、または他の適切な機関によって発行された品質標準に準拠し得る。医療システム6004が、透析システムである場合、標準は、例えば、USP Water for Hemodialysis Monograph(参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)におけるものであってもよい。
水精製器6010は、いくつかのプロセス流を生産し得る。プロセス流は、流体流であり得、限定ではないが、生産水流、ブローダウン水流、およびガス状通気流を含み得る。これらの流れのうちのいくつかは、水精製器6010内で発生された後、プロセス流リザーバ内に含有されてもよい。例示的例証では、生産水リザーバ6012およびブローダウンリザーバ6014が、含まれる。これらのリザーバ6012、6014は、その個別のプロセス流からの流体の体積を含有するように定寸される、内部容積を含んでもよい。各リザーバ6012、6014はまた、レベルセンサを含み、各リザーバ内の個別のプロセス流の体積を判定してもよい。
プロセス流は、水精製器6010またはリザーバ6012、6014から退出し、システム6000の熱交換器6008A、Bに進み得る。これらの流れが、熱交換器6008A、Bを通して通過するにつれて、熱伝達が、少なくとも1つのフィルタ6006から精製器6010までの途中でプロセス流と源水との間に生じ得る。一般に、プロセス流は、熱を源水に伝達し、したがって、プロセス流を冷却し、源水の温度を上昇させ得る。ガス状プロセス流が、熱交換器6008A、Bを通して通過する場合、熱交換は、ガス状プロセス流の少なくとも一部を凝縮させ得る。
上記に述べられるように、各熱交換器を通して遷移する源水の質量割合は、変動され得る。質量割合は、例えば、生産物流温度を所定の温度範囲または閾値に準拠するように制御されてもよい。本温度要件は、医療システム6004のための容認可能使用温度範囲または閾値であってもよい。医療システム6004は、ある閾値を下回るおよび/またはある範囲内にある温度における水を受け取り得、源水流動の質量割合は、生産物流が任意のそのような基準に準拠することを確実にするように制御されてもよい。医療システム6004が、血液透析システムである場合、閾値は、人体の体温のほぼ平均(例えば、37℃+/-5℃)であってもよい。
システム6000は、加えて、少なくとも1つのセンサアセンブリ6016を含んでもよい。少なくとも1つのセンサアセンブリ6016は、プロセス流のうちの1つ以上の着目特性または複数の着目特性を監視してもよい。潜在的着目特性は、限定ではないが、温度、溶解されたイオンの濃度、伝導性、光学特性、濁度、特定の化合物または元素の存在、および本明細書にいずれかの場所で説明される任意の他の水質特性を含んでもよい。いくつかの具体的実施形態では、センサアセンブリ6016は、第1または生産物熱交換器6008Aから退出する水質を監視してもよい。伝導性および温度が、例えば、測定されてもよい。少なくとも1つのセンサアセンブリ6016からのデータは、各熱交換器6008A、Bを通して流動する源水の質量割合を統制する、コントローラ(例えば、P、PI、PID)のためのフィードバックを提供し得る。加えて、少なくとも1つのセンサアセンブリ6016からのデータは、迂回弁の動作を知らせ、生産水流が、医療システム6004または排水管6018もしくは廃棄場所のいずれかに進むことを可能にし得る。例えば、生産水の伝導性が、事前に定義された閾値を上回る場合、迂回弁は、伝導性が容認可能レベルまで戻るまで、生産水を排水管6018に迂回させるように作動されてもよい。
排水管6018はまた、水精製器6010内で過剰に発生される、任意の生産水を受容するために使用されてもよい。医療システム6004が、水を要求せず、生産物リザーバ6012が、満杯である場合、生産水は、排水管6018に迂回されてもよい。排水管6018はまた、ブローダウン流および任意の他の廃棄物流等の水精製器6010からの他のプロセス流を受容してもよい。排水管6018は、公共下水道または同等物等の任意の好適な仕向先であってもよい。
ここで図2を参照すると、図1からのシステム6000の実施例の別の表現ブロック図が、示される。例示的システム6000は、源6002からシステム6000の残りの中への一方向流動を可能にする、源逆止弁6030を含む。加えて、遮断弁6032も、含まれる。本遮断弁6032は、機械的(例えば、ボール弁)であってもよい、またはコントローラ6034によって動作されてもよい。遮断弁6032は、故障条件の場合、または他の望ましくない状況において、源流体がシステムに進入しないように防止するように作動されてもよい。例示的システム6000はまた、コントローラ6034とデータ通信し、流入源水の圧力を感知し得る、変圧器6036を含む。
例示的システム6000は、第1のフィルタ6006Aと、第2のフィルタ6006Bとを含む。大沈殿物の侵入を防止するための付加的粗フィルタ(図示せず)が、いくつかの実施形態では、第1のフィルタ6006Aおよび第2のフィルタ6006Bの上流に含まれてもよい。第1のフィルタおよび第2のフィルタ6006A、Bは、活性炭フィルタ(例えば、5~6L活性炭フィルタ)であってもよい。これらのフィルタ6006A、Bは、有機汚染物質および/または酸化剤除去要素としての役割を果たし得、塩素、クロラミン、およびその他のような化学物質を源水から除去し得る。
具体的実装では、第1および第2のフィルタ6006A、Bは、実質的に同じ冗長フィルタであってもよい。フィルタ6006A、Bは、試験またはサンプリングポート6038を含む、流体流動経路によって分離されてもよい。サンプリングポート6038は、ユーザが、手動試験のために、周期的に(例えば、各使用前または別の所定のスケジュールで)、第1のフィルタ6006Aを介して濾過された流体を引き出すことを可能にし得る。
サンプリングポート6038は、作動されると、サンプルが試験レセプタクルまたは同等物の中に分注されることを可能にする、弁(例えば、手動動作式弁)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、サンプリングポート6038は、サンプリングポート6038を通して分注するために、水が進行するための流動経路を機械的に開放する、プッシュボタンを伴ってもよい。コントローラ6034はまた、プッシュボタンの押下に応じて、信号を受信してもよい。ある実施形態では、サンプリング弁は、コントローラ作動式であってもよく、コントローラ6034によるボタン押下信号の受信に応じて、コントローラ6034によって開放するようにコマンドされてもよい。サンプリングポート6038は、ユーザインターフェース、例えば、グラフィカルユーザインターフェースと関連付けられてもよく、ボタンは、タッチスクリーン上に表示される、ソフトボタンであってもよい。他の実施形態では、ユーザインターフェースは、単純であって、1つ以上のライト(例えば、LED)を含み、ステータス情報(電源、システム状態、サンプル準備完了、障害等)を伝えてもよい。
手動試験は、源6002中に存在する可能性が高い化学物質のタイプに依存し得、遊離塩素および/または全塩素試験を含んでもよい。代替実施形態では、予期される化学物質の濃度を感知するための計測器(例えば、塩素計測器)が、試験ポート6038の代わりに、またはそれに加え、含まれてもよい。そのような計測器は、計測器を介して発生されたデータを分析し得る、コントローラ6034とデータ通信してもよい。試験ポート6038および/または計測器は、ユーザが、フィルタ6006A、Bが入れ替えられる必要があるときを判定することを可能にし得る。いくつかの実施形態では、システム6000は、コントローラ6034が第1のフィルタ6006Aから退出する水の容認可能濾過を示す信号を受信するまで、水精製器6010の動作を防止し得る。代替として、または加えて、医療システム6004は、第1のフィルタ6006Aからの容認可能濾過を示すデータ信号が受信されない限り、システム6000から水を受け取らなくてもよい。試験が、手動で実施される場合、信号は、システム6000のユーザインターフェースへのユーザ入力を介して、または医療システム6004のユーザインターフェースへのユーザ入力を介して、発生され得る。信号はまた、同様に、試験計測器によって発生され得る。
第2のフィルタ6006Bを通して通過後、濾過された源水は、弁マニホールド6039に進入し得る。弁マニホールド6039に進入することに応じて、水の圧力は、圧力調整器6040によって、所定の圧力に調整されてもよい。所定の圧力は、15~30psig(例えば、20psig)であってもよい。水の圧力および温度は、コントローラ6034とデータ通信する、圧力センサ6044および温度センサ6042によって感知されてもよい。濾過された源水は、次いで、ブローダウン熱交換器6008Bおよび生産水熱交換器6008Aに進み得る。
ブローダウン熱交換器につながる流動経路は、システム6000の電子機器筐体6046に延在してもよい。水が、ブローダウン熱交換6008Bに進行するにつれて、流動経路のルートは、電子機器筐体6046の電子構成要素との熱交換関係を確立し得る。したがって、濾過された源水は、ブローダウン熱交換器6008Bまでの途中の間、電子機器筐体6046内の電子機器を冷却する役割を果たし得る。代替として、または加えて、生産物熱交換器6008Aまでの途中の源水は、電子機器筐体6046の電子機器と熱交換関係にルート指定され得る。示されるように、電子機器筐体6046は、温度データをコントローラ6034に提供する、電子機器温度センサ6048と関連付けられてもよい。ある実施形態では、電子機器筐体6046内には、追加冗長性のために、および/または具体的構成要素(例えば、電力モジュール)を監視するために、複数の温度センサ6048が存在し得る。
源定比制御弁6050A、Bは、コントローラ6034によって、ブローダウンおよび生産物熱交換器6008A、Bのそれぞれを通して流動する源水の質量割合を統制するように動作されてもよい。上記に述べられるように、質量割合は、水精製器6010からのプロセス流のうちの1つ以上の所望の温度を達成するように選定されてもよい。しかしながら、質量割合はまた、電子機器筐体6046の適正な冷却を確実にするように制御されてもよいことに留意されたい。いくつかの実施形態では、少なくとも事前に定義された割合の流入源水が、ブローダウン熱交換器6008Bに提供され、適正な冷却を確実にしてもよい。コントローラ6034はまた、電子機器温度センサ6048からの温度データが、電子機器筐体6046の温度が閾値を上回ることを示す場合、熱交換器6008A、Bのための質量割合を改変してもよい。
ブローダウンおよび生産物熱交換器6008A、Bを通して通過後、濾過された源水流は、再び組み合わせられ、水溜6052内に含まれる源流体入力を通して、水精製器6052の水溜6052に進入し得る。水溜6052は、少なくとも1つの加熱要素6054を含んでもよい。少なくとも1つの加熱要素6054は、抵抗加熱器であってもよい。熱ヒューズ6056もまた、フェイルセーフ手段として含まれてもよい。少なくとも1つの加熱要素6054は、水溜温度センサ6058からのデータのコントローラ6034分析に基づいて、水溜6052内容物を加熱してもよい。各加熱要素6054は、温度センサ6059と関連付けられ、加熱要素6054における温度に関するデータを提供してもよい。少なくとも1つの加熱要素6054は、熱エネルギーを流入源水に提供し、水精製器6010の蒸発器6060内の源水の蒸発を補助する、または引き起こしてもよい。蒸発器6060は、本明細書のいずれかの場所に説明されるように、少なくとも部分的に、シェルおよび管型熱交換器から形成されてもよい。(重力に対して)蒸発器6060の上部は、蒸気室6072を含んでもよい。蒸発器6060は、源流体が蒸気室6072に向かって進行するにつれて、源流体入力からの源流体を低圧蒸気および濃縮物流に転換させてもよい。
源水が沸騰するにつれて、蒸気が、現時点でより濃縮されている源水から上昇し、蒸気室6072内に位置するミスト排除器6062を通して通過し得る。ミスト排除器6062は、依然として液相における水分子が蒸発器6060から退出しないように阻止し得る。ミスト排除器6062は、例えば、本明細書に説明される例示的ミスト排除器のいずれかであってもよい。ミスト除去後、水蒸気は、圧縮器6064に進行し得る。圧縮器6064は、本明細書に説明されるもののいずれか等の任意の好適な圧縮器であってもよい。圧縮器6064は、水蒸気を圧縮し、そのプロセス中、水蒸気の温度を増加させ得る。システム6000は、圧縮前温度センサ6066と、圧縮後温度センサ6068とを含んでもよい。これらの温度センサ6066、6068からのデータは、コントローラ6034に提供されてもよく、コントローラ6034は、本データを利用して、圧縮器6064を制御してもよい。圧縮器温度センサ6070(または冗長圧縮器温度センサ)がさらに、コントローラ6034に、圧縮器6064に関連する温度データを提供するために含まれてもよい。
いくつかの実施形態では、コントローラ6034は、異なるシステム6000構成要素を制御し得る、複数のプロセッサを含んでもよい。いくつかの実施形態では、主要制御プロセッサおよび周辺制御プロセッサが、コントローラ6034内に含まれてもよい。周辺制御プロセッサは、少なくとも1つの加熱要素6054および圧縮器6064を制御してもよい一方、主要制御プロセッサは、センサデータを受信し、システム6000の他の構成要素を制御してもよい。プロセッサは、データを交換し、責任の分割を促進してもよい。例えば、主要制御プロセッサからのセンサデータおよび/または高レベルコマンドは、周辺制御プロセッサに提供されてもよい。周辺制御プロセッサは、そのコマンド出力を主要制御プロセッサに提供してもよい。
純粋な蒸気が、蒸発器6060から圧縮器6064に通過後、源水中の不純物は、濃縮され、ブローダウンプロセス流を形成し得る。例示的実施形態では、ブローダウンプロセス流は、蒸発器6060からブローダウンリザーバ6014の中に通過し得る。ブローダウンリザーバ6014は、蒸気室6072に対して側方に配置され、それと連通してもよい。ブローダウンレベルセンサ6074が、ブローダウンリザーバ6014と関連付けられて含まれ、コントローラ6034とデータ通信してもよい。ブローダウンレベルセンサ6074は、直接、蒸気室6072内の濃縮物またはブローダウンのレベルを測定し、それを示すデータ信号を発生させ得る。ブローダウンレベルセンサ6074からのデータは、コントローラ6034によって、十分な量の濃縮物が蒸発器6060内に維持されることを確実にし、かつ所望の量のブローダウン束流が存在することを確認するために使用されてもよい。ブローダウンリザーバ6014ならびに水溜6052は、事象過剰流体が水精製器6010から外に排水される必要がある場合、流体導管を介して、排水管6018と直接連通してもよい。
生産水プロセス流は、圧縮器6064の高圧蒸気出口から凝縮器6076に通過された凝縮蒸気によって形成され得る。本蒸気の少なくとも一部は、凝縮器6076と連通する、蒸発器6060のある区分上で凝縮し得る。種々の実施形態では、凝縮器6076は、蒸発器6060のいくつかの外部表面と熱交換関係にあり得る。凝縮水から凝縮器6076内に提供される凝縮の潜熱は、蒸発器6060内の源水の蒸発を補助し得る。
示されるように、生産物リザーバ6012は、凝縮器6076容積と連通するように取り付けられてもよい。生産物リザーバ6012は、コントローラ6034とデータ通信する、生産物レベルセンサ6078を含んでもよい。生産物レベルセンサ6012は、使用のために利用可能な生産水の体積を判定するために使用されてもよく、また、流体が生産物リザーバ6012から流動していることを確認するために使用されてもよい。生産物リザーバ6012は、凝縮器6076の一部と同じ高さであるように位置付けられてもよい。したがって、生産物レベルセンサ6078は、生産物リザーバ6012内の水のレベルならびに凝縮器6076内の水のレベルの両方を測定してもよい。これから、利用可能な生産水の合計体積が、推測され得る。生産物リザーバ6012は、生産物レベルセンサ6078が、最大1~10L(例えば、1、2、5、または6L)の利用可能な生産物レベルを測定し得るように配置されてもよいが、任意の体積範囲も、可能性として考えられる。本意味において、生産物リザーバ6012は、補助生産物リザーバとしての役割を果たし得る。
生産物レベルセンサ6078が、凝縮器6076内の凝縮物レベルを測定する場合、凝縮器は、2つの区分に分割されてもよい。第1の区分は、凝縮区分であってもよい。第2の区分は、凝縮物蓄積区分であってもよい。第2の区分の体積は、測定されるべき最大利用可能な生産物レベルに等しくてもよい。第2の区分が、満杯ではないとき、第2の区分の非充填部分は、第1の区分と同様に作用し、高圧蒸気がその上で凝縮するための凝縮表面を提供し得る。生産物リザーバ6012は、凝縮物が最初に収集され始める、凝縮物蓄積表面(例えば、凝縮器6076の底部)に隣接する、凝縮物蓄積区分に流体的に接続されてもよい。これは、生産物レベルセンサ6078が、プロセス流が蓄積を開始直後に、利用可能な生産水の正確な量を測定し始めることを可能にし得る。
生産物リザーバ6012はまた、引込ポンプ6080と連通してもよい。引込ポンプ6080は、流体を生産物リザーバから圧縮器6064に圧送し得る。本流体は、圧縮器6064のための冷却剤ならびに圧縮器6064の1つ以上の軸受のための潤滑流体として作用し得る。軸受引込口は、精製された水の源であり得るため、帰還経路は、含まれなくてもよい。代わりに、流体は、使用後、圧縮器6064に進入し、その純度を損なうことなく、凝縮器6076に戻され得る。軸受引込口流体の圧力および温度は、それぞれ、コントローラ6034とデータ通信する、軸受引込口圧力センサ6081および軸受引込口温度センサ6083によって監視されてもよい。
リザーバ6012、6014から退出後、ブローダウンおよび生産物プロセス流は、その個別の熱交換器6008A、Bに流動し得る。生産物プロセス流に関して、生産物熱交換器6008Aを通して通過後、流れは、生産物熱交換器6008Aの下流のいくつかのセンサ6082A-Dに通過し得る。これらのセンサ6082A-Dは、生産物流の種々の着目特性を感知し得る。着目特性は、本明細書に述べられたもののいずれかであってもよいが、しかしながら、具体的実施形態では、センサ6082A-Dは、第1および第2の伝導性センサと、第1および第2の温度センサとを含んでもよい。いくつかの実施形態では、センサ6082A-Dのうちの1つ以上は、センサアセンブリの一部として、ともに含まれてもよい。コントローラ6034は、センサ6082A-Dによって生産されるデータを監視し、生産物流をルート指定する方法を判定してもよい。生産水が、医療システム6004の品質要件を満たす(例えば、所定の温度範囲内にあって、所定の伝導性閾値を下回る)場合、使用地点弁6086が、作動され、生産物流が医療システム6004に通過することを可能にしてもよい。医療システム逆止弁6088は、本流動が一方向性であることを確実にするために含まれてもよい。
生産物流品質が、医療システム6004の少なくとも1つの要件と矛盾する場合、コントローラ6034は、ダイバータ弁6084を作動させてもよい。作動されると、ダイバータ弁6084は、プロセス流が廃棄される、排水管6018仕向先への流動経路を確立し得る。排水管逆止弁6090が、システム6000からの排水管6018への流動が一方向性であることを確実にするために含まれてもよい。
ブローダウン流もまた、排水管6018に指向されてもよい。しかしながら、排水管6018に到達する前に、ブローダウン流は、逆止弁6097を通して、混合リザーバ6092に通過してもよい。示されるように、ブローダウンリザーバ出口弁6094は、ブローダウン熱交換器6008Bから混合リザーバ6092への冷却されたブローダウンの流動を制水し得る。コントローラ6034とデータ通信し得る、ブローダウン温度センサ6096は、混合リザーバ6092に進入するブローダウンの温度を監視してもよい。混合リザーバ6092はまた、コントローラ6034作動式通気弁6098を介して、凝縮器6076と選択的に連通してもよい。通気弁6098は、周期的に、作動され、凝縮器6076からのスチーム、揮発物、空気、または他の非凝縮可能ガスを通気し、水精製器6010の最適動作を維持してもよい。真空破壊6099が、精製器6010が冷却し(例えば、使用後)、その内圧が減少するにつれた、精製器6010内の真空の蓄積を回避するために、通気ライン上に含まれてもよい。混合リザーバ6092内では、通気されたガスは、比較的に低温のブローダウンプロセス流と組み合わせられ、通気されたガスを冷却および凝縮させ得る。したがって、高温ガスは、必要に応じて、凝縮器6076から安全に通気され得る。
必要とされる場合、コントローラ6034動作式源迂回弁6100が、開放され、源水が、混合リザーバ6092に進入し、さらなる冷却を提供することを可能にしてもよい。源迂回弁6100の作動は、少なくとも部分的に、ブローダウン温度センサ6096によって提供されるデータから判定されるようなブローダウン流の温度に基づいてもよい。加えて、または代替として、源迂回弁6100の作動は、少なくとも部分的に、通気弁6098の通気の量またはデューティサイクルおよび/または電子機器筐体6046の温度に基づいてもよい。源迂回弁6100はまた、コントローラ6034によって、水精製器6010が源水の適正な供給量をすでに有する場合、開放状態に作動されてもよい。源迂回弁6100はまた、サンプルが採取されることに先立って、フィルタ要素6006A、Bを洗浄するために使用されてもよい。源迂回弁6100はまた、温度センサ6048が電子機器筐体6046の温度が事前に定義された閾値基準の違反を示す場合、源流体の高速流動が、電子機器筐体6046を冷却することを可能にし得る。
高温で動作する、システム6000の構成要素は、システム6000の高温区分筐体6102の中にパーティション化されてもよい。本明細書のいずれかの場所に述べられるように、本区分は、システム6000の効率性を増加させるように断熱されてもよい。漏出センサ6104が、高温区分6102内に含まれ、システム6000の完全性を監視し、データをコントローラ6034に提供してもよい。漏出センサ6104は、高温区分6102内の液体の存在を監視する、伝導性センサを含んでもよい。代替として、漏出センサは、滴トレイまたは類似リザーバを監視する、光学センサであってもよい。
ここで図3を参照すると、システム6000の例示的ブロック図が、描写される。図3におけるシステム6000は、図2と比較して、いくつかの差異を含む。示されるように、図3におけるシステム6000は、蒸発器6060と流体連通し、蒸発器6060の外部に配置される、蒸発器リザーバ6015を含む。蒸発器リザーバ6015は、コントローラ6034とデータ通信する、蒸発器レベルセンサ6073を含んでもよい。蒸発器レベルセンサ6012は、蒸発器内に含有される水の体積を判定するために使用されてもよく、流体が蒸発器6060の中に流動していることを確認するために使用されてもよい。蒸発器リザーバ6015は、蒸発器6060の一部と同じ高さになるように位置付けられてもよい。したがって、蒸発器レベルセンサ6073は、蒸発器リザーバ6015内の水のレベルならびに蒸発器6060内の水のレベルの両方を測定してもよい。これらの値は、始動の間、または水レベルがまだブローダウンリザーバ6012に到達していない、他の時間に、蒸発器6060の充填を知らせることに役立てるために使用されてもよい。これらの値はまた、生産物流の生産の間、コントローラ6034上で起動する精製器6010のための種々の制御ループへの入力変数として使用されてもよい。
システム6000はまた、空気フィルタ6093を含んでもよい。空気フィルタは、HEPA空気フィルタまたは0.2ミクロンもしくはそれ未満の細孔サイズを伴う空気フィルタであってもよい。空気フィルタは、精製器6010のための真空破壊6099につながる、逆止弁6095と直列であってもよい。本フィルタは、真空破壊6099の動作の間、破片または微生物の侵入に対する予防としての役割を果たし得る。システム6000はまた、精製器6010の内圧が事前に定義された値を上回って上昇する場合、圧力を精製器6010から通気させるために開放し得る、過圧逃がし弁6091を含んでもよい。逃がし弁6091は、実施形態に応じて、完全に機械的である、またはコントローラ6034の制御下にあってもよい。
図3に描写される例示的システムはまた、単一排水管6018を含む。ダイバータ弁6084は、混合槽6092につながる流動経路を制水し得る。生産水が、排水管6018に送られる必要がある(例えば、感知基準を満たさない、またはあまりに多くの生産水が凝縮器6076内に蓄積されている)とき、ダイバータ弁6084は、流動経路を開放するように作動されてもよい。ある実施形態では、コントローラ6034は、生産物リザーバ6014または凝縮器6076内の標的生産物レベルを制御してもよい。廃棄された生産物は、次いで、逆止弁6085を通して、混合槽6092に流動し得る。いったん全ての他の廃棄物または廃棄プロセス流と組み合わせられると、混合槽6092内の流体は、排水管6018に前進し得る。
医療システム6004へのラインは、より太い線によって示されるように、断熱されてもよい。これは、流体がセンサ6082A-Dから医療システム6004に進行するにつれた、熱の損失を防止することに役立ち得る。水が高温で医療システム6004に提供され得る、ある実施形態では、断熱材は、ユーザが高温ラインに接触しないように防止し得る。任意の好適な断熱材が、使用されてもよい。
ここで図4を参照すると、システム6000の別の例示的ブロック図が、描写される。例示的略図では、第3の熱交換器6008Cが、描写される。本熱交換器6008Cは、本明細書に説明される他の熱交換器に類似する、向流熱交換器であってもよい。例示的第3の熱交換器は、精製器のための源流体と医療システム6004からの高温出力流との間で熱を交換し得る。医療システム6004からの高温出力流は、いくつかの実施形態では、医療システム6004からの廃棄流であり得る。例えば、第3の熱交換器6008Cは、使用済み透析液または廃液を血液透析または腹膜透析デバイスから受容してもよい。そのような第3の熱交換器6008Cは、医療システム6004からの高温出力流が利用可能である場合、効率性を増加させ、システム6000の種々のプロセス流の温度制御を促進することに役立ち得る。
第3の熱交換器6008Cは、少なくとも1つのフィルタ6006と第1および第2の熱交換器6008A、Bとの中間に位置付けられる。少なくとも1つのフィルタから退出する濾過された源流体は、第1および第2の熱交換器6008A、Bに通過する前に、第3の熱交換器6008Cを通して通過し得る。代替として、第3の熱交換器6008Cは、少なくとも1つのフィルタ6006と第1および第2の熱交換器6008A、Bのうちの1つのみ(例えば、生産水熱交換器6008A)との中間に設置されてもよい。第3の熱交換器6008Cはまた、システム6000を通して流動する源流体のための随意の流路として含まれてもよい。そのような実装では、システム6000は、1つ以上の分岐弁によって制水される、分岐流路を含んでもよい。所望されるとき、1つ以上の弁は、第3の熱交換器6008Cへの源流体流動を確立する、またはそれを別個の流路を通して第1および第2の熱交換器に指向するように作動されてもよい。分岐弁は、例えば、第3の熱交換器6008Cを通した源流体のための流動経路を確立および途絶するように、制御ループに基づいて作動されてもよい。第3の熱交換器6008Cはまた、生産物熱交換器6008Aと医療システム6004またはセンサアセンブリ6016との中間に配置されてもよい(弁付き分岐流路の有無にかかわらず)。
第3の熱交換器6008Cは、医療システム6004の高温出力からの熱を精製器6010までの途中の源流体に伝達するように配列されてもよい。これは、精製器6010が蒸留デバイスである実施例では、源流体の位相変化を引き起こすために必要とされる追加エネルギーを低下させることに役立ち得る。代替として、第3の熱交換器6008Cが、生産物熱交換器6008Aとセンサアセンブリ6016との中間にある場合、医療システム6004の出力は、2つの流体間の温度差に応じて、生産物プロセス流動の加熱または冷却を補助し得る。示される実施例では、医療システム6004の高温出力は、例示的実施形態では、廃棄液または排液仕向先6018に指向される。他の実施形態では、第3の熱交換器6008Cはまた、医療システム6004のための冷却器として作用してもよい。医療システム6004は、いくつかの実施形態では、第3の熱交換器6008Cを通して流体を再循環し、比較的に低温の源流体流動と熱を交換してもよい。これは、例えば、医療システム6004に提供される生産物プロセス流が、特定の動作のために高温すぎる場合に望ましくあり得る。医療システム6004からの出力が、第3の熱交換器6008C内の熱伝達後、医療システム6004に再循環されるか、または排液仕向先6018に放離されるかどうかは、1つ以上の弁によって制御されてもよい。
依然として、図4を参照すると、バイパス弁6009が、第1および第2の熱交換器6008A、Bのうちの1つ上に含まれる。本バイパス弁6009は、熱交換器6008A、Bを通して通過するにつれて、付加的冷却を精製器6010からの1つ以上のプロセス流に提供するために活用されてもよい。例示的実施形態では、バイパス弁6009は、生産物熱交換器6008Aの源水出力上に含まれる。バイパス弁6009は、示されるように、生産物熱交換器6008Aから退出する源流体が、直接、排液仕向先6018に迂回されることを可能にし得る。そのようなバイパス弁6009は、生産物プロセス流の過剰冷却が必要とされ得るとき、使用されてもよい。バイパス弁6009は、迂回状態に作動されてもよく、第1および第2の熱交換器6008A、Bを通した源水の流動を制御する、弁のうちの少なくとも1つのデューティサイクルが、改変されてもよい(例えば、90~100%に増加される)。したがって、比較的に低温の源水は、高速率で生産物熱交換器6008Aを通して伝達され、熱を生産物プロセス流から迅速に引き出し、生産物プロセス流を標的温度まで低下させることを補助し得る。本大量の急速に流動する源水は、源流体体積が精製器6010からの需要を上回る場合、バイパス弁6009を介して、排液仕向先に放離され得る。バイパス弁6009は、コントローラ6034(例えば、図2参照)が、少なくとも1つのプロセス変数が所定の閾値外であることを判定すると、迂回状態に作動されてもよい。少なくとも1つのプロセス変数は、凝縮物熱交換器6008Aの下流で採取された凝縮物温度と源流体温度との間の関係である、またはそれによって部分的に定義されてもよい。
他方では、第1または第2の熱交換器6008A、Bから退出するプロセス流の温度が、低すぎる場合、システム6000のコントローラ6034(例えば、図2参照)は、源流体が、少なくとも部分的に、代替流体源6003から引き出されるようにコマンドしてもよい。代替流体源6003は、温度制御されてもよく、高温水源であってもよい。高温水源は、家庭用高温水加熱器またはリザーバ、システム6000の加熱されたリザーバ構成要素、または任意の他の好適な高温水源であってもよい。示される実施例では、第1の流体源および第2の代替流体源のみが、示されるが、しかしながら、他の実施形態では、1つを上回る代替流体源6003が存在してもよい。第1の流体源は、第1の流体入力弁のセットと関連付けられてもよく、第2の流体源は、第1の入力弁のセット内に少なくとも1つの弁を含まない、第2の流体入力弁のセットと関連付けられてもよい。
源流体を、少なくとも部分的に、代替流体源6003から引き出すことによって、第1および第2の熱交換器6008A、Bを通して遷移するにつれた、精製器6010からのプロセス流の温度降下が、減少され得る。加えて、流体は、プロセス変数が事前に定義された閾値に違反する場合も、代替流体源6003から引き出されてもよい。例えば、流体は、加熱要素6054デューティサイクル、源弁コマンドデューティサイクル6432(例えば、図100-101C参照)、および/または圧縮器6072速度が、所定の閾値を上回る場合、代替流体源6003から引き出されてもよい。これは、精製器6010が、より多くの流体を同一時間量内に精製することを可能にすることに役立ち得る、または加熱要素6054もしくは圧縮器6072等の精製器6010の種々の構成要素上の需要を最小限にすることに役立ち得る。
ここで図5を参照すると、図1に示されるシステム6000の例示的実施形態が、描写される。明確性の目的のために、源水搬送流体ライン6126のみが、図5に示される。源水は、コネクタ6120において、システム6000に進入し得る。手動遮断弁6032が、システム6000への源水の流動を防止するために含まれてもよい。源水は、いくつかのフィルタ6006A、Bを通して流動し得る。示される実施例では、これらのフィルタは、5L活性炭フィルタであってもよい。ユーザ動作式サンプルポート6038が、フィルタ6006A、B間に含まれる。実施例におけるサンプルポート6038は、手動作動式ボール型弁を含む。濾過前および後変圧器6036、6044もまた、含まれてもよい。システム6000は、源水圧力を事前に定義された値(例えば、20psig)に制御し得る、圧力調整器6040を含む。
源水流動は、源水を生産物およびブローダウン熱交換器6008A、Bに個々に配分することを促進するように、分流されてもよい。ブローダウン熱交換器6008Bまでの途中には、源水流体ライン6126が、電子機器熱交換器入口6122に延在し得る。源水は、電子機器筐体6046内の流体導管を通して流動し、電子機器熱交換器出口6124を通して、電子機器筐体6046から退出し得る。示されないが、電子機器筐体6046内の流動導管は、非直線または蛇行(例えば、スイッチバックされる)パターンで配索され、熱伝達を最大限にすることに役立ててもよい。電子機器熱交換器出口6124から延在する源水流体ライン6126は、ブローダウン熱交換器6008Bへの源水のための流路を提供し得る。分岐が、源水流体ライン6126の本区分上に含まれ、所望に応じて、源水流動が混合リザーバ6092に迂回されることを可能にしてもよい。源水流体ライン6126は、高温区分筐体6102内の生産物熱交換器貫通部6128およびブローダウン熱交換器貫通部6130を介して、高温区分筐体6102に進入し得る。
ここでまた図6-7を参照すると、システム6000の一部の図が、高温区分筐体6102が除去された状態で示される。再び、明確性の目的のために、源水流体ライン6126のみが示され、種々のプロセス流を搬送するものは、示されない。源水流体ライン6126は、個別の熱交換器6008A、Bの源水入口6132A、B上に結合し得る。源水は、熱交換器6008A、Bを通して個別の源水出口6134A、Bに流動し得る。熱交換器6008A、Bから退出後、源水流は、再び組み合わせられ、水精製器6010の水溜6052につながる源水ライン6126通して進み得る。
ここでまた図8を参照すると、例示的熱交換器6008A、Bの図が、示される。熱交換器6008A、Bはそれぞれ、それを通してシステム6000の源水および種々のプロセス流が流動し得る、管類の螺旋として配列され得る。熱交換器6008A、Bのそれぞれによって形成される螺旋は、実質的に一定半径およびピッチを有してもよい。熱交換器6008A、Bは、熱交換器6008A、Bのうちの一方が、より小さい半径を有し、他方の内側に位置付けられる、同心方式で配列されてもよい。図8に描写される例示的実施形態では、ブローダウン熱交換器6008Bは、生産物熱交換器6008Aの内側に位置付けられる。生産物およびブローダウン熱交換器6008A、B内の流路の長さは、実質的に等しくてもよい。各熱交換器6008A、Bのピッチも、実質的に等しくてもよい。その結果、内部またはより小さいアールを付けられた熱交換器6008Bは、外側熱交換器6008Aの高さを上回り得る。
例示的熱交換器6008A、Bの一部の断面図が、図9に示される。示されるように、各熱交換器6008A、Bは、熱交換器6008A、Bの外部表面を形成する、大直径源流動導管6136A、Bを含む。これらの源流動導管6136A、Bは、実質的に等しい直径を有するように示されるが、しかしながら、その直径は、他のいくつかの実施例では、一方が他方より大きい状態で異なり得る。
源流動導管6136A、B内には、その中に水精製器6010からのプロセス流が搬送される、導管がある。生産水熱交換器6008Aは、その源流動導管6136A内に位置付けられる、少なくとも1つの生産物流動導管6138を含んでもよい。少なくとも1つの生産物流動導管6138はそれぞれ、等しい直径であってもよい、または異なる直径であってもよい。ブローダウン熱交換器6008Bは、複数の内部流動導管を含む。図9における具体的実施例では、ブローダウン熱交換器は、ブローダウン流動導管6140および通気流動導管6142をその源流動導管6136B内に含む。いくつかの実施形態では、付加的流動導管が、その中に含まれてもよい。例えば、複数のブローダウンまたは通気導管6140、6142が、源流動導管6136B内に含まれてもよい。ブローダウン流動導管6140および通気流動導管6142は、示されるように、並置して位置付けられてもよい、またはいくつかの実施形態では、ともに編組もしくは織合されてもよい。生産物流動導管6138も同様に、実施形態に応じて、編組または織合されてもよい。
図9に最良に示されるように、熱交換器6008A、Bのコンパクト性を最大限にするために、熱交換器6008A、B螺旋のピッチは、比較的に狭くてもよい。例えば、ピッチは、源流動導管6136A、Bの外径を5~40%上回ってもよい。他の実施形態では、ピッチは、源流動導管6136A、Bの外径にほぼ等しくてもよく、螺旋の各旋回は、それに隣接するものに触れ得る。源流動導管6136A、Bの外径を上回るピッチは、源流動導管6136A、Bが、ステンレス鋼または別の金属等の熱を効率的に伝導する材料から構築される場合に望ましくあり得る。源流動導管6136A、Bが、高温シリコンまたは類似材料から作製される場合、旋回間の間隙は、減少または省略されてもよい。間隙はまた、高熱伝導性を伴う材料が使用される場合、省略されてもよい。
ここで図10-11を参照すると、例示的システム6000の付加的図が、示される。源水(図10に点描として示される)が、水溜6052の中に通過後、水は、いくつかの蒸発器管6140を充填し始め得る。蒸発器管6140は、凝縮器6076を通して水溜6052容積から蒸気室6072容積に延在し得る。第1および第2の管板6142A、Bは、蒸発器管6140のそれぞれの端部を受け取るための受容オリフィス6144を含んでもよい。管板6142A、Bは、蒸発器管6140を略均一に離間されたパターンで凝縮器6076容積内に保持し得る。管板6142A、Bはまた、シールを形成する、またはシールを蒸発器管6140の端部の周囲に形成する、ガスケット部材を含んでもよい。本シールは、蒸発器管6140と凝縮器6076の内部容積との間の流体連通を防止し得る。少なくとも1つのプレート6143もまた、凝縮器6076内に含まれ、流入蒸気を蒸発器管6140の外部表面に指向する、バッフルとして作用してもよい。第2の管板6142Bは、蒸気室6072の底壁を形成し得る。源水が、蒸気室6072に進入するにつれて、水は、第2の管板6142Bの上部の蒸気室6072の底部内に貯留し得る。
例示的実施形態では、100本未満(具体的には、96本)の蒸発器管6140が、含まれる。他の実施形態では、より多いまたはより少ない数の蒸発器管6140が、含まれてもよい。各蒸発器管6140は、実質的に等しい直径を有してもよい。蒸発器管6140の直径は、凝縮器6072の直径の5~10%(例えば、約6%)であってもよい。いくつかの実施形態では、蒸発器管6140は全て、等しい直径ではなくてもよい。蒸発器管6140のうちの少なくとも1つ以上は、異なる直径であってもよい。
いくつかの実施形態では、蒸発器管6140は、その場所に応じて、異なる直径であり得る。例えば、蒸発器の第1の区分内の蒸発器管6140は、第1の直径であってもよい一方、第2の区分内のものは、第2の直径であってもよく、第3の区分内のものは、第3の直径であってもよい等となる。いくつかの実施形態では、凝縮器6076容積の中心領域を通して延在するものは、第1の直径であってもよく、中心領域のより遠位の領域におけるものは、第2の直径であってもよい。第1の直径は、実施形態に応じて、第2の直径より大きいまたはより小さくてもよい。いくつかの実施形態では、蒸発器管6140の直径勾配は、凝縮器6076容積の中心部分を通して延在する蒸発器管6140から、中心部分における蒸発器管6140の最も遠位に位置するものまで確立されてもよい。例えば、徐々により大きいまたはより小さい管が、中心部分からの距離が増加するにつれて含まれてもよい。
蒸発器管6140は、凝縮器6076の内部容積の25~50%(例えば、約37%)を占有し得る。そこから蒸発器管6140が構築される、材料は、実施形態に応じて、変動してもよい。しかしながら、高熱伝導性を伴う材料が、使用されてもよい。使用される材料は、本明細書のいずれかの場所に説明されるもののいずれかであってもよい。
いくつかの実施形態では、蒸発器管6140は、管板6142A、Bを構築するために使用される材料と同一または類似する、材料から作製されてもよい。蒸発器管6140および管板6142A、Bは両方とも、高熱伝導性を伴う金属材料であってもよい。ステンレス鋼が、いくつかの実施例では、使用されてもよい。蒸発器管6140は、管板6142A、Bに溶接、鑞着、または別様に継合されてもよい。これは、管板がエチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴムのようなエラストマ材料から構築される、実施形態と比較して、精製器6010の合計サイズが減少されることを可能にし得る。溶接された、鑞着される、または同様に取り付けられる場合、管板6142A、Bと個々の蒸発器管6140との間の継合もまた、流体緊密シールを形成し得る。したがって、管板6142A、Bは、依然として、凝縮器6076容積と水溜6052/蒸気室6072との間の堅牢なシールを維持しながら、薄化されてもよい。
本実施形態に示されないが、蒸発器管6140は、蒸発器管6140のそれぞれ(または潜在的にいくつかのみ)の断面積のある割合を充填する、ロッド等の充填材要素(例えば、図62参照)を含んでもよい。これは、源流体の薄層またはフィルムが、充填材要素の外部と、その中に充填材要素が配置される、蒸発器管6140の内部表面との間に存在することを促し得る。
ここで図12-16を参照すると、加熱要素6054(例えば、図2参照)からの熱および凝縮器6076内の凝縮蒸気が、源水を蒸発させるにつれて、ブローダウンプロセス流または濃縮物が、発生され得る。ブローダウンプロセス流は、蒸気室6072容積の一部を充填し得る。示されるように、ブローダウンまたは濃縮物リザーバ6014は、蒸気室6072の側に取り付けられてもよい。障害物6146(図13に最良に示される)が、蒸気室6072からブローダウンリザーバ6014への流入経路6148内に含まれる、またはその一部を画定し得る。例えば、流入経路6148は、第1の部分6333と、第2の部分6335とを含んでもよい。本第2の部分は、少なくとも部分的に、障害物6146によって画定され得る。障害物6146は、ブローダウンリザーバ6014の一部を遮蔽する、堰または類似障壁であってもよい。障害物6146は、蒸気室6072内の沸騰に起因する飛散および他の激しい液体運動によって液体が遮蔽部分6334内に溢れないように実質的に防止し得る。流入経路6148の一部は、ブローダウンリザーバ6014の内部容積内に配置されてもよい。
示される障害物6146は、流入経路6148の壁と一体型であって、流入ポート6336の蒸気室6072との反対側にある、プレートを含む。プレートはまた、ブローダウンリザーバ6012の中に流入経路6148の第1の部分6333に対して横方向にある角度で下向きに延在する。本区画は、飛散および他の擾乱が非遮蔽部分6337から遮蔽部分6334の中に通過しないように遮断し得る。示されるように、通気経路6338もまた、含まれ、流入ブローダウンによって変位された、または蒸発に起因して発生された、ガスが、ブローダウンリザーバ6012から退出することを可能にしてもよい。通気経路6338は、流入経路6148の第1の部分6333と(重力に対して)略平行かつ上方に延設され得る。例示的実施形態における通気経路6338は、蒸気室6072につながり得る。通気経路6338は、流入経路6148の第1の部分6333より小さい断面積を有してもよい。通気オリフィス6152が、蒸気室6072の壁内に含まれ、通気経路6338と蒸気室6072との間の流体連通を確立してもよい。通気オリフィス6152は、通気経路6338より小さい断面積であってもよい。
上記に述べられるように、ブローダウンリザーバ6014内の液体レベルは、ブローダウンレベルセンサ6074によって感知され得る。ブローダウンリザーバ6014内の液体レベルを測定するための任意の好適なセンサが、使用されてもよいが、しかしながら、本明細書のいずれかの場所で説明されるものに類似する、フロート通気熱交換器センサが、描写される。ブローダウンレベルセンサ6074は、アーム6156に取り付けられるフロート6154を含む、フロートアセンブリを含んでもよい。実施例では、フロート6154は、アーム6156の端部に取り付けられる、中空構造として描写される。他の実施形態では、フロート6154は、中実であって、熱および腐食を防ぐ、浮遊材料から作製されてもよい。アーム6156は、枢軸6158に結合されてもよい。好ましくは、ブローダウンレベルセンサ6074は、遮蔽部分6334内に配置されてもよい。
ブローダウンリザーバ6014内の液体レベルが、変化するにつれて、フロート6154位置は、上昇し、本質的に、フロート掃引範囲を横断し得る。フロート6154は、アーム6156に取り付けられるため、アーム6156は、枢軸6158を中心として枢動し得る。ブローダウンレベルセンサ6074は、ここで主に図16を参照すると、液体レベルが変化するにつれて変位する、少なくとも1つの磁石6155の位置を監視する、ホール効果センサ6160を含んでもよい。少なくとも1つの磁石6155が、例えば、フロート6154またはアーム6156上に位置してもよい。示される実施例では、2つの磁石6155が、枢軸6158に隣接して搭載されてもよい。ブローダウンリザーバ6014は、少なくとも精製器6010がある状態(例えば、始動)にあるとき、ブローダウンレベルセンサ6074が、直接、蒸気室6072内の液体レベルを測定することを可能にするように配置されてもよい。フロート6154の掃引範囲または変位範囲は、フロート6154が蒸気室6072内の液体レベルとともに上昇し得るように選択されてもよい。実施例では、実施形態は、ホール効果センサ6160を有するように説明されるが、他のタイプのセンサはまた、使用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態は、ホール効果センサの代わりに、またはそれに加え、回転式エンコーダまたはポテンショメータを含んでもよい。
フロートアセンブリの掃引範囲は、範囲が、少なくともある精製器6010動作状態(例えば、始動)の間に予期されるはずである、全ての蒸気室液体レベルと同じ高さの点を含むように選択されてもよい。したがって、ブローダウンレベルセンサ6074は、直接、それに対してブローダウンリザーバ6014が取り付けられる、蒸気室6072内の濃縮物のレベルを測定する(予期される範囲内にある場合)、直接レベルセンサであってもよい。
いくつかの実施形態では、精製された液体が、精製器6010によって生産されている間、液体レベルは、あまり直接的に感知されなくてもよい。例えば、ブローダウンレベルセンサ6074は、蒸気室6072内の液体レベルの予期される範囲を上回る点を含む、掃引範囲を有してもよい。蒸気室6072内で生じる乱流沸騰作用は、液体をブローダウンレベルセンサ6074の中に偶発的に飛散させ、ブローダウンレベルセンサ6074を充填し得る。コントローラ6034(例えば、図2参照)は、ブローダウン蓄積の率を分析し、蒸気室6072内の液体レベルが予期される範囲内であるかどうかを判定してもよい。その率が定義された範囲外にある場合、蒸気室6072内の液体レベルが調節を要求する、または異常であることが判定され得る。
ここで図17を参照すると、精製器6010およびブローダウンリザーバ6014の斜視図が、示される。ブローダウン流動導管のみが、明確性の目的のために、図17に示される。示されるように、ブローダウンリザーバ6014は、ブローダウンリザーバへの出口としての役割を果たす、ブローダウン流動導管6162に取り付けられてもよい。出口は、ブローダウンリザーバ6014からブローダウン熱交換器6008Bへの流動経路を確立し得る。ブローダウンリザーバ弁6356(例えば、図42-43参照)もまた、精製器6010からのブローダウンプロセス流のパージを制御するために含まれてもよい。ブローダウンリザーバ弁6356は、コントローラ6034(例えば、図2参照)によって、蒸気室6072内の液体レベルを所望の範囲内に維持するように動作されてもよい。ブローダウンレベルセンサ6074からのデータは、ブローダウンリザーバ弁6356の作動を知らせるために使用されてもよい。蒸気室6072内のレベルが、直接、ブローダウンレベルセンサ6074を介して監視され得るため、蒸気室6072内の濃縮物のレベルは、ブローダウンリザーバ弁6356を介して、既知のレベルに制御され得る。
いくつかの手動排水弁6166、6168もまた、含まれてもよい。これらの手動排水弁6166、6168は、保守または他の非使用周期の間、精製器6010を空にするために使用されてもよい。図17に示される実施例では、手動排水弁6166は、ブローダウンリザーバ6014と関連付けられる。手動排水弁6168はまた、水溜6052と関連付けられる。これらの手動排水弁6166、6168は、具体的実装では、手動式ボール弁であってもよい。これらの弁6166、6168は、手動で動作されるように説明されるが、それらはまた、他の実施形態では、コントローラ6034によって作動されてもよい。
ここで図18を参照すると、例示的蒸気室6072の分解図が、示される。蒸気室6072は、ミスト排除器アセンブリ6062を含んでもよい。ミスト排除器アセンブリ6062は、液相水が水精製器の蒸気室6072を越えて通過しないように防止することに役立ち得る。ミスト排除器アセンブリ6062は、蒸気室6072の底部内の沸騰液体からシステム6000の圧縮器6064への蛇行性経路を確立し得る。蛇行性経路は、蒸気内に同伴される任意の液相水液滴が、ミスト排除器アセンブリ6062を通して完全に通過することを困難にし得る。
示される実施例では、ミスト排除器アセンブリ6062は、いくつかのミスト排除階層6170A-Cを含む。階層6170A-Cは、離間され、蒸気のための長い蛇行進行経路を生成する、いくつかの開口部6172を含む。第1の層6170Aは、開口部6172をその周縁の周囲に含む。これらの開口部6172は、概して、層6170を中心として規則的角度間隔で離間される。次の層6170Bは、単一の中心開口部6172を含む。したがって、第2の層6170Bは、蒸気の方向を強制的に変化させ、次の層6170Cに進むために、蒸気室6072の側から蒸気室6072の中心に進行させる。第3の層6170Cは、第1の層6170Aと同様に、その周縁に沿って配置される、開口部を含む。再び、蒸気は、方向を変化させ、蒸気室6072の中心から蒸気室6072の側壁6174に流動するように強制される。他の実施形態では、階層の数は、異なり得る。
任意の液相水液滴は、ミスト排除器アセンブリ6062の階層6070A-Cを航行するために必要な指向性変化および長進行経路に起因して、蒸気から外に落下する傾向にあり得る。ミスト排除器アセンブリ6062の各層6170A-Cは、任意の液相水がミスト排除器アセンブリ6062から外に容易に排水されることを可能にする、傾きが付けられた表面を有してもよい。例示的実施形態では、階層6070A-Cは全て、蒸気室6072の側壁6174に向かって下向きに傾けられる、円錐台として成形される。ミスト排除器アセンブリ6062の階層6170A-Cと側壁6174との間の小間隙は、液相水が蒸気室6062の底部における液体の貯留部の中に戻るように落下することを可能にするように存在してもよい。
図18に加え、ここでまた図19-21を参照すると、ミスト排除器アセンブリ6062はまた、それを通して蒸気が圧縮器6064に到達する前に遷移する、圧縮器引込チャネル6176を含んでもよい。圧縮器引込チャネル6176は、流動経路畳込部6178または羽根パックを収容してもよい。流動経路畳込部6178または羽根パックは、流入蒸気をいくつかの離散流動チャネル6180に分流させ得る。流動チャネル6180はそれぞれ、少なくとも1つの流動再指向特徴6182を含んでもよい。再び、これらの再指向特徴6182は、ミスト排除器アセンブリ6062を通して前進する、任意の液相水液滴を排除することに役立つ役割を果たし得る。
図19に最良に示されるように、流動経路畳込部6178は、コネクタシャフト6186によってともに保持される、いくつかの個々のプレート部材6184を含んでもよい。プレート部材6184は、徐々により小さくなるプレート部材6184が蒸気室6072の中心に向かってより近位に設置される、入れ子または層状配列に配列される。流動チャネル6180は、流動経路畳込部6178の各隣接するプレート部材6186間の間隙によって画定される。いくつかの実施形態では、各流動経路6180は、等サイズの間隙によって画定されてもよい。間隙は、いくつかの具体的実施形態では、1cm未満、例えば、約4.5mmであってもよい。個々のプレート6184はそれぞれ、再指向特徴6182を構成する、いくつかの角度付けられた区画6188を含む。図18に最良に示されるように、流動経路畳込部6178はまた、相補的であって、圧縮器引込チャネル6176の壁に対して当接し得る、段付き領域6190を有してもよい。
ここで図21を参照すると、滴トレイ6192が、圧縮器引込チャネル6176の壁のうちの1つを形成し得る。滴トレイ6192は、流動経路畳込部6178によって除去された任意の液相水液滴を捕捉および指向し得る。滴トレイ6192は、液体がその中に流動する傾向にあるであろう、いくつかの陥凹された特徴6194を含んでもよい。陥凹された特徴6194は、排水管6196をその最も陥凹された部分に含み、液体が圧縮器引込チャネル6176から退出することを可能にし得る。示される実施例では、2つのタイプの陥凹6194が、含まれてもよい。陥凹のうちのいくつかは、排水管6196との近接度が増加するにつれて、トラフを深くさせる傾斜度を含む、トラフとして描写される。トラフは、概して、流動経路畳込部6178が圧縮器引込チャネル6176内に配設されるとき、流動経路畳込部6178の流動再指向特徴6182と整合され得る。漏斗型陥凹もまた、滴トレイ6192内に含まれてもよい。漏斗型陥凹は、その排水管6196が錐台内の開口部を形成する、円錐台として成形されてもよい。漏斗型陥凹は、流動経路畳込部6178が圧縮器引込チャネル6176内に配設されるとき、流動経路畳込部6178の下流の場所に配置されてもよい。
ここで主に図22を参照すると、ミスト排除アセンブリ6062の第3の層6170Cは、小段部材6198を含んでもよい。小段部材6198は、第3の層6170Cから滴トレイ6192に突出し得る。示されるように、小段部材6198は、渦巻の区画として成形される。小段部材6198はまた、そこからそれが延在する、小段部材6198の部分と略垂直である、フック付き部分6200を含む。小段部材6198は、滴トレイ6192の全ての排水管6196が小段部材6198の第1の側上にあるように配置される。排水管6196を通して第3の層6170Cの表面に通過する液体は、第3の層6170Cの表面に沿って流動し、小段部材6198によって再指向され得る。小段部材6198は、渦巻の区画として成形され、第3の層6170Cの表面は、傾きが付けられるため、小段部材6198は、下向きの傾き付き経路に沿って小段部材6198の端部6202に向かって液体を再指向し得る。本端部6202は、第3の層6170Cの周縁に沿って開口部6172に隣接して位置付けられてもよい。
ここで主に図23および24を参照すると、ミスト排除器アセンブリ6062を通して通過後、蒸気は、圧縮器6064によって圧縮され得る。圧縮器6064は、インペラ型圧縮器6064であってもよいが、他の圧縮器変形例も、代替実施形態では、使用されてもよい。例示的実施形態における圧縮器6064は、蒸気室6072の縦軸に対して中心がずれた場所に搭載される。蒸気室6072は、蒸気室6072の側壁6174の中に嵌め込まれる、受容ウェル6210を含む。本受容ウェル6210は、蒸気室6072の内部容積の中に突出する。ミスト排除器アセンブリ6062の種々の階層6170A-Cは、受容ウェル6210を受け取る、ウェル収容空隙6212(例えば、図22参照)を含んでもよい。モータ6214が、受容ウェル6210内に着座してもよい。モータ6214は、例えば、本明細書のいずれかの場所に説明されるもののいずれかである、またはそれに類似してもよい。モータ6214は、モータ電力ケーブル6226を介して、電力を受容してもよい。
モータ6214は、圧縮器筐体6218A、B内に搭載される、インペラ6216を駆動し得る。インペラ6216は、モータ6214の動作を介して回転させられ得る、インペラ回転子アセンブリ6232に取り付けられる。示されるインペラ6216は、単一段設計であってもよいが、本明細書に説明されるもののいずれか等の多段設計が、代替として、使用されてもよい。圧縮器6064は、中心からずれた場所に搭載されるため、インペラ6216の回転軸もまた、蒸気室6074の縦軸に対して中心からずれ得る。インペラ6216の回転軸は、蒸気室6074を通して通過し、蒸気室6074の縦軸と平行に延設され得る。
蒸気は、入口6220を通して、圧縮器筐体6218A、Bに進入し、回転インペラ6216によって圧縮され、増加された圧力および温度で、出口6222を通して、圧縮器6064から退出し得る。入口6220において圧縮器6064に進入する蒸気の温度は、入口温度センサ6066によって感知されてもよい。同様に、出口6222を通して圧縮器6062から退出する圧縮される蒸気の温度も、出口温度センサ6068によって感知されてもよい。これらの温度センサ6066、6068は、サーミスタ、熱電対、または任意の他の好適な温度センサであってもよい。
圧縮器6064はまた、いくつかの搭載部6224を含んでもよい。これらの搭載部6224は、圧縮器筐体6218A、Bの一部上に含まれる搭載突起6230を通して延在する、締結具6228を含んでもよい。締結具6228は、筐体6102(例えば、図5参照)の一部の中に結合してもよい。これは、精製器6010の他の構成要素が除去されるとき、圧縮器6064および任意の取り付けられる構成要素が、筐体6102内の定位置に留まることを可能にし得る。本明細書で後にさらに説明されるように、蒸発器6060、凝縮器6076、水溜6052、および潜在的に、他の構成要素は、保守の間、除去されてもよい。搭載部6224は、圧縮器6064および任意の取り付けられる構成要素(例えば、蒸気室6072)が、他の支持を伴わずに、筐体6102から堅牢に懸架されたままであることを可能にし得る。搭載部6224は、搭載部6224が隔離搭載部であることを可能にする、エラストマ要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、エラストマ要素は、Era Industrial Sales(80 Modular Ave,Commack,NY)から利用可能な60011搭載部シリーズであってもよい。
ここで図25-28を参照すると、インペラ6216が、第1および第2の圧縮器筐体部分6218A、B間に捕捉され得る。第1および第2の圧縮器筐体部分6218A、Bはそれぞれ、圧縮ダクト陥凹6234A、B(図25に最良に示される)を含んでもよい。圧縮器6064が、組み立てられると、これらの陥凹は、協働し、圧縮ダクト6236を形成し得る。インペラ6238の羽根6238は、動作の間、圧縮ダクト6236内に配置され、その中を進行し得る。加えて、圧縮ダクト6236は、圧縮器6064に進入する蒸気の流動経路の一部を形成し、したがって、インペラ6216の回転による蒸気の圧縮を可能にし得る。示されるように、圧縮ダクト6236は、概して、トロイダル形状である。
圧縮ダクト6236のトロイダル形状を中断するものは、圧縮器6064の入口6220と出口6222との間に位置付けられる、圧縮ダクト陥凹6234A、Bの低減されたクリアランス区画6240であり得る。低減されたクリアランス区画6240は、(出口6222の近傍の)圧縮器6064の高圧区分を(入口6220の近傍の)圧縮器6064の低圧区分から隔離することに役立ち得る。低減されたクリアランス区画6240は、ストリッパプレートとして作用し、ある量の高圧蒸気が出口6222の近傍の面積から入口6220に向かって戻るように通過しないように遮断する。いくつかの実施形態では、実質的にインペラブレード6238間の蒸気のみが、入口6220と出口6222領域との間に通過することが可能であり得る。低減されたクリアランス区画6240内の陥凹によって形成される、減圧チャネル6242が、入口6220に隣接して含まれてもよい。これらの減圧チャネル6242は、高圧蒸気が、より低い圧力に拡張することを可能にし、ミスト排除器アセンブリ6062からの流入低圧蒸気へのその影響を最小限にし得る。実施例では、減圧チャネル6242は、実質的に楔形状である。減圧チャネル6242の場所における2つの筐体区分6218A、B間の距離は、低減されたクリアランス区画6240における2つの筐体区分6218A、B間の距離を約5~35%上回り得る(例えば、約9または10%もしくはそれを上回る)。
ここでまた図29-31を参照すると、図29における示される線で得られる、圧縮器6064への入口6220および出口6222の断面図が、描写される。入口6220(図30)は、第1および第2の圧縮器筐体部分6218A、Bならびに第1および第2のカバー部材6244A、B内に提供される、流動チャネルから形成されてもよい。第1のカバー部材6244Aは、第1の圧縮器筐体部分6218Aに取り付けられてもよい。第1のカバー部材6244Aは、入口6220を外部環境からシールし、締結具または任意の他の好適な結合具を介して、第1の圧縮器筐体部分6218Aに結合されてもよい。ガスケット部材6246が、好適なシールを確立することを補助することに役立てるために含まれてもよい。第1のカバー部材6244Aは、浅い皿またはカップとしてとして成形されてもよい。
第2のカバー部材6244Bは、締結具または任意の他の好適な結合具を介して、第2の圧縮器筐体部分6218Bに取り付けられてもよい。第2のカバー部材6244Bは、シールを入口6220の内部と外部環境との間に形成してもよい。ガスケット部材6248が、好適なシールを確立することを補助するために含まれてもよい。ガスケット部材6246、6248および本明細書に説明される他のガスケット部材は、Oリング(示される)、平面ガスケット、現場施行型ガスケット、または任意の他の圧縮性またはエラストマ部材であってもよい。第2のカバー部材6244Bは、伸長ドームまたはスタジアム形状として成形されてもよい。第2のカバー部材6244Bはまた、ポート6250を含んでもよい。ポート6250は、入口蒸気温度センサ6066の配設を可能にし得る。
入口6220はまた、流入低圧蒸気流動を複数の流動経路に分流させる、分割体6252を含んでもよい。示される実施例では、分割体6252は、流入蒸気を第1および第2の流れに分割する、二叉体である。分割体6252によって生成された第1の流れは、インペラ6216の第1の側6254Aにつながり得る。第2の流れは、インペラ6216の第2の側6254Bにつながり得る。分割体6252はまた、圧縮ダクト6236の壁の一部を形成してもよい。例示的実施形態では、分割体6252は、圧縮ダクト6236の低減されたクリアランス区画6240の一部を含む。
出口6222は、第1および第2の圧縮器筐体部分6218A、Bならびにカバー部材6256および凝縮器入口結合器6258内の流動チャネルを介して、形成されてもよい。カバー部材6256は、締結具または別の好適な結合具を介して、第2の圧縮器筐体部分6218Bに取り付けられてもよい。カバー部材6256は、シールを出口6222の内部と外部環境との間に形成してもよい。ガスケット部材6260が、好適なシールを確立することを補助するために含まれてもよい。カバー部材6256は、ポート6264を含んでもよい。ポート6264は、出口蒸気温度センサ6068の配設を可能にし得る。示されるように、カバー部材6256は、略ドーム形状であってもよい。
入口6220と同様に、出口6222も、分割体6266を含んでもよい。分割体6266は、複数の流動経路から退出する高圧蒸気流動を単一流動経路の中に組み合わせてもよい。示される実施例では、分割体6266は、流出蒸気を単一流の中に組み合わせる、二叉体である。分割体6252によって生成された第1の流れは、インペラ6216の第1の側6254Aから凝縮器入口結合器6258に向かってつながり得る。第2の流れは、インペラ6216の第2の側6254Bから凝縮器入口結合器6258につながり得る。流れは両方とも、凝縮器入口結合器6258において組み合わせられ得る。分割体6266は、第1および第2の流れが凝縮器入口結合器6258に到達する前に組み合わせられるように成形されてもよい。分割体6266はまた、圧縮ダクト6236の壁の一部を形成してもよい。例示的実施形態では、分割体6266は、圧縮ダクト6236の低減されたクリアランス区画6240の一部を含む。
圧縮器6064は、精製器6010に対して中心からずれた位置に搭載され得るが、圧縮される高温蒸気は、精製器6010の軸に実質的と一直線に圧縮器6064から退出し得る。圧縮器6064から退出後、圧縮された蒸気は、凝縮器6076の中への略直線経路に追従し得る。これを促進するために、凝縮器入口結合器6258は、精製器6010の軸と略一直線であり得る、中心点を有し得る。凝縮器6076の中へのそのような直線流動経路は、圧縮器6064から退出する流体中の流動損失を最小限にすることに役立ち得る。
ここで図32を参照すると、精製器6010の種々の構成要素の分解図が、示される。示されるように、凝縮器入口結合器6258は、蒸気室6072の壁を通して、中間導管6270に取り付けられ得る。凝縮器入口結合器6258は、丸みを帯びたまたは面取りされた縁6272を含み、凝縮器入口結合器6258と中間導管6270の噛合を促進し得る。シールを凝縮器入口結合器6258と中間導管6270の界面に生成することを補助するために、ガスケット部材が、含まれてもよい。ガスケット部材は、Oリングまたはトロイダルリング形状のエラストマまたは応従性部材であってもよい。
ミスト排除アセンブリ6062の1つ以上の層6070A-Cは、中間導管6270の一部を受け取るように定寸される、スリーブ突起6276を含んでもよい。中間導管6270は、湾入領域6286をその外部表面内に含んでもよい。湾入領域6286は、湾入領域6286の中にシールし得る、ガスケット部材6280に相補的に成形されてもよい。組み立てられると、ガスケット部材6280は、スリーブ突起6276の内部面と中間導管6270の外部面との間に圧縮され得る。本圧縮は、蒸気室6072の下側部分内の液体が、スリーブ突起6276の内部と中間導管6270の外部との間からミスト排除器アセンブリ6062の中に通過しないように防止し得る。ガスケット部材6280はまた、ミスト排除アセンブリ6062を位置的に位置決めすることを補助し得る。
中間導管6270は、凝縮器入口6274の端部に対して着座およびシールし得る。本シールは、凝縮器入口6274の中への、濃縮されたブローダウンを含有し得る、蒸気室からの任意の流動を阻止し得る。示されるように、少なくとも1つのガスケット部材6282、6284が、堅牢なシールを中間導管6270と凝縮器入口6274との間に生成することに役立てるために含まれてもよい。例示的実施形態では、いくつかのガスケット部材6282、6284が、冗長シールを生成するために含まれる。組み立てられると、圧縮器6064からの高圧圧縮された蒸気は、蒸発器-凝縮器筐体6268に進入する前に、凝縮器入口結合器6258、中間導管6270、および凝縮器入口6274を通して、これらの構成要素によって形成される直線経路に沿って通過し得る。
ここで図33-34を参照すると、凝縮器入口6274が、第2の管板6142Bを通して第1の管板6142Aに延在し得る。圧縮性材料から作製され得る、管板6142A、Bは、シールを凝縮器入口6274のシール区画6290部分の外部の周囲に形成し得る。管板6142A、Bに対してシールされる、凝縮器入口6274の部分は、管類の平滑中実長であってもよい。凝縮器入口6274は、中空であるため、内部プラグ6294が、第1の管板6142Aの近傍の凝縮器入口6274内に設置されてもよい。本プラグ6294は、凝縮器6076と水溜6052との間の流体連通を防止する、シールを生成し得る。プラグ6294は、凝縮器入口6274の中に溶接または別様に結合される、ディスクであってもよい。加えて、少なくとも1つの排水管ポート6296が、プラグ6294に隣接して含まれ、凝縮器入口6274からの生産物プロセス流6298の排水を促してもよい。代替として、凝縮器入口6274は、第2の管板6142Bのみを通して延在し、凝縮器6076の内部容積の中には、全くではないにしても、わずかな距離だけ延在してもよい。そのような実施形態では、第1の管板6142Aは、空隙の代わりに、凝縮器入口6274のシール区画6290の周囲をシールする、中実区分を含んでもよい。
凝縮器入口6274は、同様に、有窓区画6288を含んでもよい。有窓区画6288は、凝縮器入口6274のシール区画6290間に含まれてもよい。本有窓区画6288は、いくつかの開窓6292を含んでもよい。開窓6292は、蒸気流動拡散器として作用し、凝縮器6076に進入する高圧蒸気の均一分布(点描として示される)を生成することに役立ち得る。開窓6292は、限定ではないが、円形、丸形、卵形、楕円形、多角形、および星形形状を含む、任意の形状であってもよい。実施例では、開窓6292は、丸みを帯びた角を伴う、伸長長方形である。開窓6292は、有窓区画6288を中心として異なる場所に配置される、いくつかのセット内に含まれてもよい。示される実施例では、相互から均一に離間される、4つのセットが存在する。各セット内では、開窓6292はまた、相互から実質的に均一角度間隔で設置されてもよい。開窓6292は、例えば、30~60°毎に(例えば、45°毎に)設置されてもよい。
代替凝縮器入口6274が、図35に描写される。示されるように、凝縮器入口6274は、有窓領域6288と、シール領域6290とを含む。開窓6292は、本実施例では、丸みを帯び、略円形である。加えて、凝縮器入口6274は、開窓6292を欠いている、中実跨架部6300を含む。中実跨架部6300は、精製器6010が組み立てられるとき、凝縮器6076内に位置付けられ得る。有窓区分6288は、圧縮器6064の近位の圧縮器入口6274の一部上に位置する。したがって、有窓区分6288は、それが高圧スチームを圧縮器6064から受容するための凝縮器6076内の凝縮器入口6274の最初の部分であるように位置してもよい。有窓領域6288から中実跨架部6300への遷移部には、プラグ6294(例えば、図33参照)が、含まれてもよい。
主に図34および36を参照すると、凝縮器6076に進入する高圧および高温蒸気が、凝縮し始めるにつれて、生産物プロセス流6298が、凝縮器6076の底部に収集され始め得る。加えて、凝縮の潜熱が、蒸発器管6140に伝達され、新しい流入源水の蒸発を補助し得る。生産物リザーバ6012が、含まれてもよく、蒸発器-凝縮器筐体6268に取り付けられてもよい。生産物リザーバ6012は、生産物リザーバ入口6302を介して、蒸発器凝縮器筐体6268に取り付けられてもよい。生産物リザーバ入口6302は、生産水が収集され始めた直後またはそれにつれて、生産物プロセス流6298が生産物リザーバ6012を充填し始め得るように、生産物蓄積表面に隣接して配置されてもよい。実施例では、生産物蓄積表面は、第1の管板6142Aである。
示されるように、生産物レベルセンサ6078が、生産物リザーバ6012内に含まれてもよい。生産物レベルセンサ6078は、フロート型センサであって、枢軸点6308を中心として変位する、アーム6306に結合される、フロート6304を含んでもよい。ブローダウンレベルセンサ6074(例えば、図16参照)と同様に、生産物レベルセンサ6078は、いくつかの磁石6310を含んでもよい。生産物リザーバ6012内の液体のレベルが、上昇および降下するにつれて、アーム6306は、フロート6304が変位されると、枢軸点6308を中心として回転し得る。磁石6310の位置が、ホール効果センサ6322(例えば、図38参照)によって追跡され、生産物リザーバ6012内の液体のレベルを判定し得る。
生産物リザーバ6012は、生産物レベルセンサ6078が、直接、生産物リザーバ6012内だけではなく、また、凝縮器6076内の液体レベルも感知し得るように配置される。これを促進するために、生産物レベルセンサ6078は、フロート6304の掃引範囲が生産物リザーバ入口6302の上方を通過し得るように配置され得る。したがって、凝縮器6076はまた、その体積が生産物レベルセンサ6078を介して監視され得る、生産物流リザーバとして二重の役割を果たし得る。したがって、生産物リザーバ6012は、補助生産物リザーバとして説明され得る。ある実施形態では、フロート6304の掃引範囲は、生産物レベルセンサ6078が最大4~10L(例えば、6または6.5L)の凝縮器6076内の生産物の体積を測定し得るように選択されてもよい。
生産物リザーバ6012は、そこから生産物プロセス流が生産物リザーバ6012から退出し得る、生産物出口6312を含んでもよい。本出口6312は、本明細書のいずれかの場所で説明されるように、生産物熱交換器6008Aにつながる生産物流動導管に接続されてもよい。例示的出口6312は、生産物リザーバ6012の底部内部表面6316と一直線に位置する。生産物リザーバ6012はまた、通気ポート6314を含んでもよい。通気ポート6314は、圧縮器6064からの高圧蒸気が凝縮器6076内で凝縮し、生産物リザーバ6012を充填し始めるにつれて、ガスが生産物リザーバ6012から外に変位されることを可能にし得る。凝縮器通気口6318はまた、必要に応じて、過剰圧力、揮発物、および非凝縮可能ガスを凝縮器6076から逃がすために含まれてもよい。通気ポート6314および凝縮器通気口6318は両方とも、通気流動経路6320に取り付けられてもよい。
ここで図37を参照すると、システム6000の斜視図が、示される。通気流動経路6320以外の流体ラインは、明確性の目的のために、図37では、隠蔽されている。蒸発器-凝縮器筐体6268および生産物リザーバ6012からの通気ガスは、通気流動経路6320に沿って圧力逃がしアセンブリ6324に進行し得る。圧力逃がしアセンブリ6324は、圧力逃がし弁6326を含んでもよい。圧力逃がし弁6326は、過圧条件が精製器6010内に形成される場合に開放する、フェイルセーフ弁であってもよい。圧力逃がし弁6326が、開放するように強制される場合、通気ガスは、圧力逃がし弁6326出口に取り付けられる通気流動経路6320を介して、通気され得る。圧力逃がし弁6326は、いくつかの具体的実施例では、15psigまたは約その値であり得る、事前に定義された圧力で開放するように設定されてもよい。圧力逃がしアセンブリ6324はまた、真空破壊6330を含んでもよい。真空破壊6330は、精製器6010が、冷却の間、周囲圧力と均衡することを可能にし得る。真空破壊6330は、例えば、精製器6010が、動作の間、圧力を保持するが、精製器6010の内部が周囲圧を下回る場合、周囲空気を引き込むことを可能にする、逆止弁を含んでもよい。
圧力逃がしアセンブリ6324から、ガスは、ブローダウン熱交換器6008Bを通して延設される、通気流動経路6320に進行し得る。いくつかの実施形態では、通気弁6328が、ブローダウン熱交換器6008Bへのガスの流動を制御するために含まれてもよい。ガスは、システム6000に進入する源水に対して向流方式において、ブローダウン熱交換器6008Bを通して流れ得る。これらのガスは、熱エネルギーを流入源水に伝達し、源水を加温し得る。これらのガスの冷却は、これらのガスの一部が、それらが熱交換器6008Bを通して通過するにつれて凝縮し、それらを廃棄しやすくすることを可能にし得る。
ここで図38および39を参照すると、例示的システム6000の生産物流動経路6322を詳述する、2つの斜視図が、示される。生産物流動経路6322のみが、明確性の目的のために、図38および39に示され、源水または他のプロセス流のものは、示されない。示されるように、生産物リザーバ6012から離れる生産水は、生産物熱交換器6008Aおよび軸受引込ポンプ6080の両方へと流動し得る。例示的実施形態では、分岐継手6332が、本目的のために、生産物流動を分流させるために含まれる。熱交換器6008Aを通して流動する生産水は、熱を流入源水に伝達後、低減された温度で、熱交換器6008Aから退出し得る。冷却された生産水は、生産物流動経路6322を通して、生産物熱交換器から外に流動し得る。軸受引込ポンプ6080は、生産物リザーバ6012から離れる生産水の一部を圧縮器6064に圧送し得る。軸受引込ポンプ6080は、ソレノイドポンプであってもよい。本明細書のいずれかの場所に説明されるように、生産水は、インペラ軸受を潤滑するために使用されてもよい。
ここで主に図40-41を参照すると、生産物熱交換器6008Aから退出する、冷却された生産物プロセス流は、感知マニホールド6340に進み得る。生産物は、入口ポート6342において、感知マニホールドの中に流動し、1つ以上のセンサ6082A、6082Bと連通する内部流動経路に沿って流動し得る。例示的実施形態では、2つのセンサ6082A、6082Bが、示されるが、しかしながら、他の実施形態は、付加的センサを含んでもよい。いくつかの実施形態では、同じセンサ6082A、6082Bの冗長セットが、含まれてもよい。少なくとも1つのセンサ6082A、6082Bは、伝導性センサまたは伝導性および温度センサであってもよい。濁度、pH、酸化還元電位、TDS、検体センサ、TOC等の水質に関連するデータ信号を提供し得る、他のセンサタイプもまた、含まれてもよい。
感知マニホールド6340はまた、コントローラ6034(例えば、図2参照)によって、少なくとも1つのセンサ6082A、6082Bから提供されるデータに基づいて、生産物プロセス流を指向するように動作され得る、弁または複数の弁6344を含んでもよい。水質(例えば、伝導性値)が、閾値外である場合、排水流動経路6346につながる弁が、開放されてもよい。水質(例えば、伝導性)が、所定の閾値に準拠する場合、コントローラ6034(例えば、図2参照)は、弁または複数の弁6084、6086を作動させ、生産物プロセススチームを医療システム流動経路6348に指向させてもよい。弁6084、6086はまた、コントローラ6034によって、コントローラ6034が医療システム6004(例えば、図2参照)から受信する、信号に基づいて、作動されてもよい。
ここで主に図42-43を参照すると、ブローダウン熱交換器6008Bから退出する、冷却された通気およびブローダウン流は、混合槽6350に進行し得る。いくつかの実施形態では、通気流は、ブローダウン熱交換器6008Bを通してルート指定されず、代わりに、直接、混合槽6350にルート指定されてもよい。示されるように、混合槽6350は、それに対してブローダウン流動導管6162が取り付けられる、ポート6352を含む。混合槽6350もまた、それに対して通気流動経路6320が取り付けられる、ポート6354を含む。流入混合槽6350は、それぞれ、ブローダウンポート6352およびスチームポート6354から混合槽6350の内部容積への連通を制御する、弁6356、6358によって制御されてもよい。源流体ライン6126に結合される、付加的ポート6360もまた、含まれてもよい。混合後、流体は、排水導管6364に結合され得る、出口ポート6362を介して、混合槽6350から退出し得る。
混合槽6350は、精製器からのいくつかのプロセス流を組み合わせるために使用され得る。通気流は、例えば、冷却されたブローダウン流と混合され、ブローダウン熱交換器6008Bを通して辿り着き得る、任意の高温ガス、比較的に低温に急冷されることを確実にし得る。示されるように、混合槽6350はまた、例示的実施形態では、温度センサであり得る、少なくとも1つのセンサ6096を含む。コントローラ6034(例えば、図2参照)は、センサ6096からのデータを監視し、混合槽6350の内部容積内の温度が事前に定義された閾値を下回るかどうかを判定し得る。混合槽6350の内部が、高温すぎる場合、低温源水が、源シャントポート6360を通して、混合槽に進入し得る。シャント弁6100(例えば、図2参照)が、混合槽6350の上流に含まれ(または、いくつかの実施形態では、混合槽に取り付けられ)、混合槽6350の中への源水の流動を制御してもよい。例示的実施形態では、混合槽6350はまた、真空破壊6330を含む。真空破壊6330は、上記に記載されるように、圧力逃がしアセンブリ6324上の代わりに、混合槽6350上に含まれてもよい。
いくつかの実施形態では、ここで主に図44を参照すると、精製器6010の一部が、枢軸6365に取り付けられ得る。枢軸6365は、精製器6010の取り付けられた部分が、清掃、交換のため、精製器6010の他の部分への容易なアクセスを提供するため、または他の保守目的のために、精製器6010から容易に除去されることを可能にし得る。枢軸6365は、例えば、点検またはスケール除去手技等の定位置から外れた清掃動作のために、蒸発器-凝縮器筐体6268が除去されることを可能にし得る。実施例では、蒸発器-凝縮器筐体6268および水溜6052の両方が、枢軸6365を中心とした回転を介して、除去のために配列される。
図44に示されるように、枢軸6365は、支持プレート6370に取り付けられる。支持プレート6370は、水溜6052下に延在し、除去可能構成要素を支持し得る。いくつかの実施形態では、支持プレート6370はまた、水溜6052に締結され、支持プレート6370上への除去可能構成要素の保定および位置付けを補助し得る。支持部材6372が、支持プレート6370の材料および除去可能構成要素の重量に応じて、支持プレート6370を補強するために含まれてもよい。
精製器6010は、第1の状態では、締結具を介して相互に結合される、いくつかの(例えば、第1および第2の)区分内に提供されてもよい。締結具は、少なくとも1つのクランプを含んでもよい。例示的実施形態では、締結具は、バンドクランプ6374として示される。ここでまた図45-46を参照すると、いったん、第2の状態において、蒸発器-凝縮器筐体6268を蒸気室6072に結合する、バンドクランプ6374が、除去されると、蒸発器-凝縮器筐体6268、水溜6052、および任意の取り付けられる構成要素の全重量が、枢軸6365によって支持され得る。図44の分解図に最良に示されるように、付勢部材6376が、枢軸6365内に含まれてもよい。バンドクランプ6374が除去される結果として、付勢部材6376は、圧縮状態(図46に最良に示される)等のエネルギー貯蔵状態に遷移させられ得る。付勢部材6376が、圧縮状態にあるとき、枢軸6365および除去可能構成要素は、蒸気室6072から離れるように変位され得る。変位の量は、除去可能構成要素が精製器6010の残りから離れるように揺動されるにつれて、凝縮器入口6274の上部のためのクリアランスを提供するように選定されてもよい。支持プレート6370および取り付けられる構成要素の変位経路は、線形であってもよいが、全ての実施形態において、そうである必要はない。具体的には、変位経路は、枢軸6365の軸に沿ってある、またはそれと平行であってもよい。例示的実施形態では、付勢部材6376は、耐食性ガスばねであってもよい。コイルばね、ばねワッシャ、ディスクばね、圧縮性エラストマ、空気ブラダ、または任意の他の好適な付勢部材等、他のタイプの付勢部材6376もまた、使用されてもよい。
いったん付勢部材6376が、圧縮状態またはエネルギー貯蔵状態に遷移すると、ここでまた図47を参照すると、除去可能構成要素(実施例では、水溜6052および蒸発器-凝縮器筐体6268)は、枢軸6365の軸6378を中心として回転され得る。したがって、除去可能構成要素は、精製器6010の残りから離れるように揺動され、枢軸プレート6370から取り外され得る。これらの構成要素が、定位置から外れた清掃のために除去されるべきである場合、予備、すなわち、構成要素の交換セットが、枢軸プレート6370上に設置され、定位置に戻るように揺動され、休止時間を最小限にしてもよい。定位置に戻るように揺動された後、付勢部材6376は、付勢部材6376が構成要素の交換セットを定位置に持ち上げることに役立つであろうため、再組立を補助し得る。
ここで図48-49を参照すると、図3に代表的に示されるものに類似する例示的システム6000が、描写される。示されるように、システム6000は、エンクロージャ6550を含む。エンクロージャ6550は、略長方形形状である。示されるように、エンクロージャ6550のための正面は、2つのドア6552A、6552Bを含む。加えて、サンプリング陥凹6554が、エンクロージャ6550の正面に含まれる。サンプリング陥凹6554は、水がシステム6000のサンプリングポート6038(例えば、図3参照)から分注される間、その上にカップ、ガラス、または類似容器が静置し得る、穿孔されたトレイ6556を含んでもよい。任意の分流されたサンプル流体は、穿孔されたトレイ6556下に提供される溜桝内に収集され得る。LEDまたは類似照明具が、サンプリング陥凹6554を照明するために含まれてもよい。例示的実施形態では、サンプルは、いくつかの実施形態では、後方照明され得る、ボタン6558の押下を介して分注されてもよい。
エンクロージャ6550の背面は、それを通して源流体ラインのための源コネクタ6560が延在する、開口部を含んでもよい。排水管コネクタ6562も同様に、エンクロージャ6550の背面を通して延在してもよい。源コネクタ6560および排水管コネクタ6562はそれぞれ、実施形態に応じて、迅速接続継手であってもよい。電力およびデータ接続6561もまた、エンクロージャ6550の背面を通して提供されてもよい。
エンクロージャ6550の上部は、略平坦であって、精製された水のための出口ライン6564を含んでもよい。示されるように、本出口ライン6564は、断熱され、ライン内の温度を維持し、非常に高温となるとき、ユーザとの接触に対して保護することに役立ち得る。医療システム6004または他の使用地点システムもしくはデバイスが、エンクロージャ6550の上部に配置されて、出口ライン6564と流体連通状態に置かれてもよい。いくつかの実施形態では、医療システム6004または他のシステムもしくはデバイスが、添着されてもよい(例えば、ボルト留め、クランプ留め、または別様に、機械的に保定される)。代替として、そのようなシステムまたはデバイスは、エンクロージャ6550の上部に受動的に静置してもよい。棚段6566、プラットフォーム、レセプタクル、または類似構造が、貯蔵のためにエンクロージャ6550に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、棚段6566またはレセプタクルは、使用の間、医療システム6004または他のデバイスによって利用される構成要素を保持し得る(例えば、血液透析機械のための酸リザーバおよび重炭酸塩リザーバ)。
エンクロージャ6550は、相互から断熱され得る、いくつかの内部コンパートメントを含んでもよい。例えば、エンクロージャ6550は、システム6000の高温構成要素が、システム6000の残りから断熱されて格納され得る、高温区分筐体6102を含んでもよい。エンクロージャ6550の他のコンパートメントは、高温区分筐体6103と比較として比較的に低温のままである、低温区分筐体6103A、Bであってもよい。精製器6010(例えば、図52参照)および熱交換器6008A、B(例えば、図52参照)が、高温区分筐体6102内に含まれてもよい。いくつかの実施形態では、精製器6010および熱交換器6008A、Bは、200インチ2未満(例えば、180インチ2未満)の占有面積を有してもよい。精製器6010の高さは、30インチ未満(例えば、26.5インチまたはそれ未満)であってもよい。
ここでまた図50を参照すると、エンクロージャ6550の正面図が、ドア6552A、Bが除去された状態で描写される。示されるように、第1のフィルタ6006Aおよび第2のフィルタ6006Bが、ドア6552A、Bの背後に含まれてもよい。サンプリングポート6038が、サンプルが第1のフィルタ6006Aのみの濾過能力を表すように、2つのフィルタ6006A、Bの中間に配置されてもよい。他の実施形態では、付加的サンプリングポート6038が、含まれてもよく、第1および第2のフィルタ6006A、Bの両方の下流のサンプルを収集する能力が存在してもよい。フィルタ6006A、Bは、同じであってもよく、ある実施形態では、5~6L活性炭フィルタであってもよい。フィルタ6006A、Bは、ドア6552A、Bの背後に設置され、それらが所定の使用寿命を全う後、またはコントローラ6034がフィルタ6006A、Bが交換される必要があることを判定後のフィルタ6006A、Bの交換を簡略化し得る。濾過源ライン6568は、低温区分チャネル6570を通して低温区分筐体6103Bから低温区分筐体6103Aにルート指定され得る。チャネル6570は、高温区分筐体6102コンパートメントの部分の下または上にルート指定され得る。
ここでまた図51を参照すると、システム6000の背面斜視図が、エンクロージャ6550の背面パネルが除去された状態で示される。示されるように、種々のマニホールド6572、6574、6576、6578ならびに混合リザーバ6092が、低温区分筐体6103B内に含まれてもよい。他の実施形態では、マニホールド6572、6574、6576、6578は全て、単一一体型マニホールドの中に組み合わせられてもよい。マニホールド6572、6574、6576、6578は、本明細書で後により詳細に説明される。溜桝6587が、マニホールド6572、6574、6576、6578の真下に含まれてもよく、漏出センサ(図示せず)を含んでもよい。システム6000のための電子機器もまた、低温区分筐体6103B内に含まれてもよい。例示的実施形態では、電子機器は、第1および第2の電子機器筐体6046A、Bに分割される。他の実施形態では、単一筐体が、使用されてもよい。種々のデータおよび電力ケーブル類は、高温区分筐体6102の壁内に配置される、断熱材料6584の部分内の貫通部6580を通して引き込まれてもよい。断熱材料6584の部分は、ある実施形態では、圧縮性である、断熱発泡体またはエラストマ材料であってもよい。例示的実施形態における断熱材料6584の部分は、低温区分筐体6103の内部から高温区分筐体6102への開口部内に配置される、プラグ様構造として描写される。断熱材料6584のこれらの部分は、高温区分筐体6102内の開口部の壁に対して圧縮状態にあってもよい。加えて、貫通部6580は、それを通して延在する、任意のケーブル類(図示せず)の周囲に圧縮されてもよい。これは、緊密シールを高温区分筐体6102と低温区分筐体6103Bとの間に確立することに役立ち得る。空気フィルタ6093につながるラインもまた、高温区分筐体6102の壁を通して通過し、空気フィルタ6093に到達してもよい。
ここで図52および53を参照すると、システム6000の斜視図が、エンクロージャ6550が除去された状態で示される。明確性の目的のために、源水搬送流体ラインのみが、図52-53に示される。源水は、源コネクタ6560において、源接続ライン6582を通して、システム6000に進入し得る。例示的実施形態では、ここでまた図54を参照すると、源コネクタ6560が、入口マニホールド6572上にも含まれる。入口マニホールド6572はまた、流動制御弁6032と、逆止弁6030(例えば、図3参照)と、1つ以上のセンサとを含んでもよい。例示的実施形態では、温度センサ6042および圧力センサ6036が、入口マニホールド6572上に含まれる。他の実施形態では、流入源水の異なる特性を感知する、付加的センサ、または示されるもののための冗長性を提供するセンサが、含まれてもよい。
源マニホールド6572から、源流体が、フィルタ6006A、Bを通して流動し得、システム6000モードまたは状態6000に応じて、サンプリングポート6038を通してサンプリングされ得る。濾過後、源水は、生産物熱交換器マニホールド6578上に含まれる、濾過された源流体コネクタ6568に流動し得る。ここでまた図55を参照すると、生産物熱交換器マニホールド6578は、源水圧力を事前に定義された値(例えば、10~30psig)に制御し得る、圧力調整器6040を含んでもよい。濾過後圧力センサ6044もまた、生産物熱交換器マニホールド6578内に含まれてもよい。圧力センサ6036(図54参照)および圧力センサ6044からの読取値は、コントローラ6034によって、フィルタ6006A、Bを通した圧力降下を判定するために比較されてもよい。本圧力降下は、予期される値の所定の範囲に対して比較されてもよい。これは、コントローラ6034が、詰まったフィルタを検出する、または圧力降下が予想外に低いもしくは高いシナリオを検出することを可能にし得る。生産物熱交換器マニホールド6578から、源流体は、源ライン6590を通して、生産物熱交換器6008Aに流動し得る。生産物熱交換器6006Aへの源水流動のための源定比制御弁6050Aもまた、生産物熱交換器マニホールド6578内に配置されてもよい。
ブローダウン熱交換器6008Bにつながる流動経路は、源流動が電子機器筐体6046Aを冷却する役割を果たし得るように、システム6000の電子機器筐体6046A(例えば、図51参照)に延在してもよい。代替として、または加えて、生産物熱交換器6008Aまでの途中の源水は、電子機器筐体6046Aの電子機器と熱交換関係になるようにルート指定されてもよい。図52および53に描写される実施例では、電子機器冷却ライン6592は、ブローダウン熱交換器マニホールド6574に接続する前に、2つの場所において、それ自体の上に折り返される、経路内でルート指定される。源流体は、ブローダウン熱交換器マニホールド6574内に配置される源定比制御弁6050Bの動作に基づいて、源ライン6590を通して、ブローダウン熱交換器マニホールド6574からブローダウン熱交換器に流動し得る。源迂回弁6100もまた、ブローダウン熱交換器マニホールド6574内に含まれ、源水が、例示的実施形態では、直接、ブローダウン熱交換器マニホールド6574に取り付けられる、混合リザーバ6092の中に流動することを可能にしてもよい。
源水は、熱交換器6008A、Bを通して通過するにつれて、流入源水に対して高温である、精製器6010の種々のプロセス流によって加熱され得る。順に、種々のプロセス流は、冷却され得る。源流体は、熱交換器6008A、Bを通して通過後、流動合流器6594(例えば、Y-継手、T-継手、U-継手、または同等物)において、単一流の中に合流され、精製器6010の水溜6054の中に配管され得る。水溜6054は、いくつかの実施形態では、金属鋳造構成要素であってもよい。
ここでまた図56を参照すると、例示的熱交換器6008A、Bの図が、示される。熱交換器6008A、Bはそれぞれ、それを通してシステム6000の源水および種々のプロセス流が流動し得る、管類の螺旋として配列され得る。熱交換器6008A、Bのそれぞれによって形成される螺旋は、実質的に一定半径およびピッチを有してもよい。熱交換器6008A、Bの端部において、ピッチは、示されるように、より大きくなり得る。熱交換器6008A、Bは、熱交換器6008A、Bのうちの一方が、より小さい半径を有し、他方の内側に位置付けられる、同心方式で配列されてもよい。図56に描写される例示的実施形態では、ブローダウン熱交換器6008Bは、生産物熱交換器6008Aの内側に位置付けられる。熱交換器6008A、Bはそれぞれ、精製器6010の周囲に配置され、システム6000のコンパクト性を増加させ得る。生産物およびブローダウン熱交換器6008A、B内の流路の長さは、実質的に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、熱交換器の螺旋は、形態として、精製器6010の外部表面を使用して形成されてもよい。そのような実施形態では、熱交換器6008A、Bは、精製器6010の側壁に触れ得る。
例示的熱交換器6008A、Bの一部の断面図が、図57に示される。示されるように、各熱交換器6008A、Bは、熱交換器6008A、Bの外部表面を形成する、大直径源流動導管6596A、Bを含む。源流動導管6596A、B内には、その中に水精製器6010からのプロセス流が搬送される、導管がある。例示的実施形態における生産水熱交換器6008Aは、その源流動導管6596A内に位置付けられる、3つの生産物流動導管6598を含む。例示的ブローダウン熱交換器6008Bは、単一内部流動導管6599をその源流動導管6596B内に含む。本内部流動導管6599は、濃縮物またはブローダウンプロセス流を精製器6010から搬送し得る。いくつかの実施形態では、付加的流動導管が、その中に含まれてもよい。熱交換器6008A、Bが、同心で、他方の内側上に入れ子にされる場合、最内熱交換器は、断熱材6597の層を含んでもよい。これは、精製器6010へ/からの熱の伝達を防止することに役立ち得る。他の実施形態では、熱交換器6008A、Bは両方とも、断熱材6597の層を含んでもよい。
図58の線59-59において得られた例示的精製器6010の断面である、主に図59を参照すると、源水が、水溜6052の中に通過後、水が、いくつかの蒸発器管6140ならびに蒸発器リザーバ6015を充填し始め得る。蒸発器リザーバ6015は、蒸発器6060に対して側方に配置されてもよく、円筒形形状を有してもよい。例示的実施形態では、蒸発器リザーバ6015は、蒸発器6060の高さを上回る。蒸発器リザーバ6015は、水溜6052に延在する蒸発器リザーバ入口6604を通して、水溜6052と流体連通してもよい。実施例では、蒸発器リザーバ入口6604は、蒸発器リザーバ6015の第1の端部部分に位置付けられる。蒸発器リザーバ入口6604は、水溜6052の中に導入され始めた直後、源水が蒸発器リザーバ6015の中に通過し始め得る点において、水溜6052に接続してもよい。これは、蒸発器リザーバ6015内の流体レベルが、蒸発器6060内の流体のレベルと実質的に同じ高さであることを可能にし得る。蒸発器リザーバ6015の反対の第2の端部は、ブローダウンリザーバ6014のポート6612(例えば、図65参照)を介して、蒸気室6072と流体連通する、通気経路に取り付けられる、通気ポートを含んでもよい。
蒸発器リザーバ6015は、蒸発器リザーバ6015内のフロート6606の変位に基づいて、蒸発器6060内の液体レベルを測定する、レベルセンサ6073を含んでもよい。フロート6606の変位は、ある実施形態では、ポテンショメータワイパを変位させ得る。他の実施形態では、フロート6606は、その変位がホール効果センサアレイによって追跡される、1つ以上の磁石を含んでもよい。代替として、センサは、Gems Sensors Inc.(One Cowles Road,Plainville,Connecticut)から利用可能なXM-XT(例えば、XM-700)シリーズセンサであってもよい。任意の他の好適なセンサも同様に、使用されてもよい。
蒸発器リザーバ6015は、蒸発器リザーバ6015の内部容積の一部が、少なくとも精製器6010のある状態または動作モード(例えば、充填状態または排水状態)の間、蒸発器6060液体レベル値の制御可能範囲または予期される範囲内の任意の点と同じ高さであるように配置されてもよい。フロート6606の変位範囲は、本範囲にわたる感知に適応するように選定されてもよい。いくつかの実施形態では、フロート6606の変位範囲は、蒸発器リザーバ6015の範囲の一部のみであり得る。例えば、フロート6606の変位範囲は、蒸発器リザーバ6015の範囲または高さの約半分(40%~60%)のみであり得る。例示的実施形態では、変位範囲は、蒸発器リザーバ6015の上半分にほぼ限定される。ある実施形態では、変位範囲は、部分蒸発器リザーバ6015の上端から少なくとも蒸発器リザーバ6015の中点に延在するが、蒸発器リザーバ6015の範囲の70%を上回り得ない。いくつかの実施形態では、コントローラ6034は、フロート6606の変位範囲全体に沿ったフロート6606変位のパーセントの形態において、データ信号をレベルセンサ6073から受信してもよい。
精製された水生産モードまたは状態の間、スチーム泡が、蒸発器管6140内に存在し得、激しい沸騰に起因する有意な量の飛散が、典型的には、生じ得る。結果として、精製器6010の蒸発器6060内には、明白または判別可能な液体レベルが存在し得ない。代わりに、液体レベルは、非均一かつ高度に動的であり得る。そのような状態では、蒸発器レベルセンサ6073は、蒸発器6060内の液体レベルを測定し得ない。代わりに、蒸発器レベルセンサ6073は、システム6000の動作を制御する際に有用であり得る、他の特性を監視するために使用され得る。例えば、蒸発器リザーバ6015内に存在し得る、比較的に穏やかな水柱の高さに関連するデータが、蒸発器レベルセンサ6073によって出力されてもよい。動作の間、蒸発器レベルセンサ6073は、圧力計と同様に動作し得る。蒸発器レベルセンサ6073によって読み取られる水柱の高さは、少なくとも部分的に、蒸発器6060および蒸気室6072内に存在する蒸気の圧力に基づいて、それに応じて変動し得る。蒸発器レベルセンサ6073によって読み取られる水柱の高さもまた、少なくとも部分的に、蒸発器管6140内の流体の平均位相変化場所に基づいて、それに応じて変動し得る。いくつかの実施形態では、蒸発器レベルセンサ6073から出力される水柱高さは、精製された水の生産の間、監視されてもよい。水柱が、標的場所から変位し始める場合、システム6000のコントローラ6034は、おそらく、水柱が変位する率に比例して、加熱器6054および圧縮器6064のうちの少なくとも1つへの電力を増加させてもよい。代替として、または加えて、コントローラ6034は、任意の源流動定比弁6050A、Bのデューティサイクルを低下させることによって、精製器6010の中にもたらされる源水の量を減少させてもよい。再び、本デューティサイクル改変は、水柱レベルの変位の率に比例して行われてもよい。精製された水の生産の間、水柱は、蒸発器6060の高さの50~60%であり得る。蒸発器レベルセンサ6073の変位範囲が蒸発器リザーバ6015の上半分に限定される、実施形態では、コントローラは、その変位範囲の底から約10%のフロート6606変位を標的化してもよい。
蒸発器管6140が、ここで主に図60を参照すると、凝縮器6076を通して、水溜6052容積から蒸気室6072容積に延在し得る。第1および第2の管板6142A、Bが、蒸発器管6140のそれぞれの端部を受け取るための受容オリフィス6144を含んでもよい。管板6142A、Bは、蒸発器管6140を略均一に離間されたパターンで凝縮器6076容積内に保持し得る。例示的実施形態では、管板6142A、Bは、蒸発器管6140と接続して鑞着され、蒸発器管6140と凝縮器6076の内部容積との間の流体連通を防止する、金属材料から構築されてもよい。第2の管板6142Bは、蒸気室6072の底壁を形成し得る。金属管板6142A、Bの使用は、精製器6010のコンパクト性を増加させることに役立ち得る。
例示的実施形態では、80本未満(具体的には、76本)の蒸発器管6140が、含まれる。他の実施形態では、より多いまたはより少ない数の蒸発器管6140が、含まれてもよい。各蒸発器管6140は、凝縮器6072の直径の6~12%(例えば、約8%)である、実質的に等しい直径を有してもよい。いくつかの実施形態では、蒸発器管6140は全て、等しい直径ではなくてもよい。蒸発器管6140は、凝縮器6076の内部容積の35~65%(例えば、約49.5%)を占有してもよい。蒸発器管6140が構築される、材料は、実施形態に応じて変動してもよい。しかしながら、高熱伝導性を伴う材料が、使用されてもよい。使用される材料は、本明細書のいずれかの場所に説明されるもののいずれかであってもよい。蒸発器管6140が管板6142A、B上に鑞着される、実施形態では、蒸発器管6140および管板6142A、Bのために選定される材料は、そのような鑞接動作に適した任意の好適な材料であってもよい。ステンレス鋼が、ある実施形態では、使用されてもよい。いくつかの実施形態では、図60に示されるように、圧縮器6064(例えば、図3参照)から凝縮器6076までの経路の一部を提供する、スリーブ6688もまた、管板6142A、Bのうちの1つ上の定位置に鑞着される。
蒸発器管6140は、蒸発器管6140のそれぞれ(または潜在的に、いくつかのみ)の断面積のある割合を充填する、充填材要素を含んでもよい。例示的実施形態では、充填材要素は、いくつかの小塊部または他の突起6602をロッド6600の外部上に含む、略円筒形ロッド6600として描写される。これらの小塊部6602は、ロッド6600を蒸発器管6140内に心合することを補助し得る。これは、源流体の薄層またはフィルム(実施例では、薄い環状体)が、充填材要素の外部と、その中に充填材要素が配置される、蒸発器管6140の内部表面との間に存在することを促し得る。
ここで主に図61および62を参照すると、ロッド6600の端部に配置される、小塊部6602が、蒸気室6072の底部を画定する、管板6142B上に静置し得る。本小塊部6602は、ロッド6602の底部を水溜6052の底部表面の上方に懸架させて保ち得る。また、図61に示されるように、断熱材6605の層が、いくつかの実施形態では、含まれてもよい。断熱材6605の層は、凝縮器6076の周囲に設置されてもよい。断熱材6605の層は、熱交換器6008A、Bが、個別の螺旋の中に巻着されると、直接、精製器6010の外部の周囲に巻着される、実施形態では、精製器6010を熱交換器6008A、Bとの熱交換から断熱し得る。他の実施形態も同様に、断熱されてもよい。
ここで主に図63-66を参照すると、加熱要素6054(例えば、図3参照)からの熱および凝縮器6076内の凝縮蒸気が、源水を蒸発させると、ブローダウンプロセス流または濃縮物が、発生され得る。ブローダウンプロセス流は、激しい沸騰を介して、蒸気室6072容積の一部の中に充填される、またはそれを中心として飛散され得る。示されるように、ブローダウンまたは濃縮物リザーバ6014は、蒸気室6072の側に取り付けられてもよい。例示的実施形態では、ブローダウンリザーバの長軸は、蒸発器6060と並んで延在するが、それを通して延在しない。封入された樋門6610が、蒸気室6072から延在し、ブローダウンリザーバ6014への流入経路6614の第1の部分6624を形成し得る。本樋門6610は、鋳造部品であってもよい。樋門6610は、ブローダウンリザーバ6014の内部容積の一部を画定する、エンクロージャ6616に結合されてもよい。例示的実施形態では、エンクロージャ6616は、樋門6610から下向きに延在する、略円筒形体または缶型構造である。出口ポート6618が、ブローダウン流体が、コントローラ6034(例えば、100A-B参照)によって統制されるように、精製器6010から空にされ得るように、ブローダウンリザーバ6014の底部内に含まれてもよい。
図66に最良に示されるように、ブローダウンリザーバ6014は、例示的実施形態では、挿入部6620を含む。例示的実施形態における挿入部6620は、略円筒形である、スリーブである。挿入部6620は、封入された樋門6610の上部を通して挿入され、そこに結合されてもよい。挿入部6620は、エンクロージャ6616のものと類似断面形状を有するが、挿入部6620がエンクロージャ6616の内側に入れ子にされることを可能にするように、サイズがより小さくてもよい。組み立てられると、間隙が、エンクロージャ6616の内壁と挿入部6620の外部との間に存在し得る。挿入部620はまた、エンクロージャ6616の軸と略同心状に配置されてもよい。示される実施例では、挿入部6620は、管である。間隙が、ブローダウンリザーバ6014への流入経路6614の第2の部分6626を形成し得る。したがって、挿入部6620の壁は、ブローダウンリザーバ6014の部分6628を遮蔽し、蒸気室6072内の飛散および他の激しい液体運動の影響に対する障壁を提供する、障害物として作用し得る。挿入部6620は、開口部6630を含み、流入経路6614から遮蔽部分6628への液体の流動を可能にしてもよい。実施例では、管形状の挿入部6620の底部は、開放されるが、しかしながら、他の実施形態では、挿入部6620は、代わりに、開窓、メッシュ区分、または格子状区分を含んでもよい。本明細書にいずれかの場所に説明されるもののいずれか等のレベルセンサ6074が、ブローダウンリザーバ6014の遮蔽部分6628内に設置されてもよい。これは、レベルセンサ6074が、激しいまたは活発な沸騰から導入される瞬間的擾乱によって実質的に混ぜ物がない状態である、蒸気室6072内に存在するブローダウンのレベルを感知することを可能にし得る。いくつかの実施形態では、コントローラ6034は、その変位範囲全体に沿ったフロート変位のパーセントの形態において、データ信号をレベルセンサ6074から受信してもよい。いくつかの実施例では、1パーセント変位は、ブローダウンリザーバ6014内の1~2ml(例えば、1.86ml)の体積の変化に匹敵し得る。
挿入部6620は、ブローダウンリザーバ6014内の液体レベルが変化するにつれて、または蒸発が生じるにつれて、ガスが変位されることを可能にし得る、種々の通気ポート6632を含む。通気ポート6632は、精製器6010の動作のある状態の間、予期される液体レベル範囲の近傍または上方に位置し得る。例えば、通気ポート6632は、精製された水の生産の間、液体レベルの予期される範囲の上方にあり得る。これらの通気ポート6632は、センサ6074のフロート6627が変位するにつれて、ガスが遮蔽部分6628の内外に変位されることを可能にし得る。ポート6612はまた、封入された樋門6610の壁内に含まれ、通気導管を介して、蒸発器リザーバ6015への接続を可能にしてもよい。これは、ガスが、必要に応じて、蒸発器リザーバ6015の内外に変位されることを可能にし得る。
ここで図67を参照すると、精製器6010の斜視図が、示される。ブローダウン流動導管6634のみが、明確性の目的のために、図67に示される。示されるように、ブローダウンリザーバ6014は、ブローダウンリザーバ6014への出口としての役割を果たす、ブローダウン流動導管6634に取り付けられ得る。出口は、ブローダウンリザーバ6014からブローダウン熱交換器6008Bへの流動経路を確立し得る。ブローダウンリザーバ弁6636もまた、精製器6010からのブローダウンプロセス流のパージを制御するために含まれてもよい。例示的実施形態では、ブローダウンリザーバ弁6636が、ブローダウン熱交換器マニホールド6574内に含まれる。ブローダウンリザーバ弁6636は、コントローラ6034(例えば、図3参照)によって、精製器6010から外への濃縮物の流動を維持するように動作されてもよい。ブローダウンレベルセンサ6074からのデータは、ブローダウンリザーバ弁6636の作動を知らせるために使用されてもよい。ブローダウン蓄積の率が、ブローダウンレベルセンサ6074を介して監視され得るため、システム6000内の濃縮物のレベルが、ブローダウンリザーバ弁6636のデューティサイクルの改変を介して制御され得る。ブローダウンが、ブローダウン熱交換器6008Bから退出するにつれて、ブローダウンは、ブローダウン熱交換器マニホールド6574に結合される、混合リザーバ6092の中に流動し得る。排水管ライン6638は、混合リザーバ6092に取り付けられ、廃棄物流がシステム6000から外にパージされることを可能にし得る。
ここでまた図68を参照すると、例示的蒸気室6072の分解図が、示される。ガスケット6641が、流体緊密シールを蒸気室と蒸気室6072容積の底部を形成する管板6142Bとの間に確立することに役立てるために含まれてもよい。蒸気室6072は、ミスト排除器アセンブリ6062を含んでもよい。図68に示される実施例では、ミスト排除器アセンブリ6062は、図18に関連して説明されるものと同様に、圧縮器6064に向かって進むにつれて、蒸気の流動を再指向する、4つの階層6640A-Dを含む。過圧逃がし弁6091が、例示的実施形態では、蒸気室6072の上部内に含まれ、精製器6010の内圧が事前に定義された閾値を上回って上昇する場合、開放し得る。
ここで主に図69-74を参照すると、ミスト排除器アセンブリ6062を通して通過後、蒸気は、圧縮器6064によって圧縮され得る。圧縮器6064は、インペラ型圧縮器6064であってもよいが、他の圧縮器変形例も、代替実施形態では、使用されてもよい。例示的実施形態における圧縮器6064は、蒸気室6072の縦軸に対して中心からずれた場所に搭載される。蒸気室6072は、圧縮器6064モータ6644のための受容ウェル6646を含む。受容ウェル6646は、蒸気室6072の側壁6648の中に嵌め込まれてもよい。例示的受容ウェル6646は、蒸気室6072の内部容積の中に突出する。ミスト排除器アセンブリ6062の種々の階層6640A-Dのうちの1つ以上は、受容ウェル6646を受け取る、ウェル収容空隙6642(例えば、図68参照)を含んでもよい。モータ6214は、例えば、本明細書のいずれかの場所に説明されるもののいずれかである、またはそれに類似してもよい。
モータ6214は、圧縮器筐体6650A、B内に搭載される、インペラ6652を駆動し得る。圧縮器筐体6650A、Bは、ある実施形態では、鋳造部品であってもよい。インペラ6652は、単一段設計(示される)または多段設計を含む、本明細書に説明される任意の設計であってもよい。蒸気は、入口6654を通して、圧縮器筐体6650A、Bに進入し、回転インペラ6652によって圧縮され、増加された圧力および温度で、出口6656を通して、圧縮器6064から退出し得る。入口6654において圧縮器6064に進入する、蒸気の温度は、入口温度センサ6066によって感知され得る。同様に、出口6656を通して圧縮器6064から退出する、圧縮される蒸気の温度も、出口温度センサ6068によって感知され得る。
いくつかの実施形態では、モータ6644のための軸受が、コーティングプロセス(例えば、プラズマコーティング)を介して適用されてもよい。コーティングは、アンダーカット領域にわたって適用されてもよい。本コーティングはまた、端部レースにも適用されてもよい。コーティングは、例えば、酸化クロムコーティングであってもよい。
圧縮器6064はまた、いくつかの搭載点6658を含んでもよい。これらの搭載点6658は、搭載点6658を通して延在する、締結具6660を収容し得る。締結具6660は、圧縮器6064を、精製器6010の別の部分から延在し、圧縮器6064の重量を支持することを補助する、少なくとも1つのブラケット6662に結合し得る。2つのブラケット6662が、例示的実施形態では、含まれる。締結具6660はまた、圧縮器6064を蒸気室6072の表面6663に結合し得る。
ここで主に図74を参照すると、1つ以上のガスケット6664が、蒸気室6072の本表面6663と圧縮器筐体6650Aとの間で圧縮され、流体緊密シールを構成要素間に確立し得る。1つ以上のガスケット6664はまた、蒸気室6074の外部表面が、圧縮器6064へおよびそこからの入口6654および/または出口6656流動経路の一部を提供することを可能にし得る。図74に示される例示的実施形態では、圧縮器6064への入口6654および出口6656流動経路の底部は、蒸気室6072の上部外部表面6663によって形成される。
ここでまた図75-77を参照すると、図75における示される線において得られた圧縮器6064への入口6654および出口6656の断面図が、描写される。入口6654(図76)は、上記に述べられるように、第1および第2の圧縮器筐体部分6650A、B内に提供される、流動チャネル、カバー部材6666、および蒸気室6072の上部外部表面6663から形成されてもよい。図30に関連して説明されるものと同様に、流入低圧蒸気流動は、分割体6674によって、複数の流動経路に分流されてもよい(例えば、示されるように、分岐される)。カバー部材6666が、第2の圧縮器筐体部分6650Bに取り付けられてもよい。カバー部材6666は、入口6654を外部環境からシールし、締結具または任意の他の好適な結合具を介して、第2の圧縮器筐体部分6650Bに結合されてもよい。ガスケット部材6670が、好適なシールを確立することを補助することに役立つために含まれてもよい。カバー部材6660は、図76における断面に示されるように、湾曲斜面として成形されてもよい。本形状は、蒸気室6072から退出する蒸気を圧縮器6064の圧縮ダクト6672の中に優しく再指向することに役立ち得、かつ蒸気室6072から圧縮器6064に進入する流動中の乱流の量を限定することに役立ち得る。ポート6680が、カバー部材6660内に含まれ、低圧蒸気入口6654流動経路の中への温度センサ6066の導入を可能にしてもよい。
出口6656(図77)が、上記に述べられるように、第1および第2の圧縮器筐体部分6650A、B内の流動チャネル、第2のカバー部材6676、および蒸気室6072の上部外部表面6663を介して、形成されてもよい。図31に関連して説明されるものと同様に、駆出される高圧蒸気流動は、複数の流動経路から単一流動経路の中に分割体6684を通過するにつれて、組み合わせられ得る。
第2のカバー部材6676が、締結具または別の好適な結合具を介して、第2の圧縮器筐体部分6650Bに取り付けられてもよい。第2のカバー部材6676は、シールを出口6656の内部と外部環境との間に形成し得る。ガスケット部材6678が、好適なシールを確立することを補助するために含まれてもよい。第2のカバー部材6676は、カバー部材6660と同様に、湾曲斜面として成形されてもよい。本形状は、圧縮ダクト6672から退出する蒸気を凝縮器入口6686(例えば、図78参照)の中に優しく再指向することに役立ち得、かつ乱流を限定することに役立ち得る。カバー部材6676は、ポート6682を含んでもよい。ポート6682は、出口蒸気温度センサ6068の配設を可能にし得る。
圧縮器6064は、精製器6010に対して中心からずれた位置に搭載され得るが、圧縮された高温蒸気は、精製器6010の軸と略一直線に圧縮器6064から退出し得る。圧縮器6064から退出後、圧縮された蒸気は、凝縮器6076の中への略直線経路を追従し得る。これを促進するために、圧縮器出口6656から延在する凝縮器入口6686は、精製器6010の軸と略一直線である、中心点を有し得る。凝縮器6076の中へのそのような直線流動経路は、圧縮器6064から退出する流体中の流動損失を最小限にすることに役立ち得る。
ここで図78を参照すると、精製器6010の種々の構成要素の分解図が、示される。示されるように、凝縮器入口6686は、蒸気室6072の壁を通して延在し得る。凝縮器入口6686は、管板6142Bから突出する、スリーブ6688を含んでもよい。スリーブ6688は、管板6142Bに鑞着される、溶接される、一体的に形成される、または別様に結合されてもよい。シールをスリーブ6688と凝縮器入口6686の他の部分との界面に生成することを補助するために、ガスケット部材または複数の部材が、含まれてもよい。本シールは、蒸気室6072から凝縮器入口6686または凝縮器6076の中への濃縮されたブローダウンの任意の流動を阻止し得る。組み立てられると、圧縮器6064からの高圧圧縮された蒸気は、直線経路に沿って、凝縮器入口6686を通して凝縮器6076に通過し得る。
ここで主に図79を参照すると、凝縮器6076に進入する、高圧および高温蒸気が、凝縮し始めるにつれて、生産物プロセス流が、凝縮器6076の底部に収集され始め得る。加えて、凝縮の潜熱が、蒸発器管6140に伝達され、新しい流入源水の蒸発を補助し得る。生産物リザーバ6012が、含まれてもよく、蒸発器-凝縮器筐体6268に取り付けられてもよい。生産物リザーバ6012は、生産物リザーバ入口6692を介して、蒸発器-凝縮器筐体6268に取り付けられてもよい。生産物リザーバ入口6692は、生産物プロセス流6690が、生産水が凝縮器6076内に収集され始めた直後またはそれにつれて、生産物リザーバ6012を充填し始め得るように、生産物蓄積表面に隣接して配置されてもよい。実施例では、生産物蓄積表面は、第1の管板6142Aである。
示されるように、生産物レベルセンサ6078が、生産物リザーバ6012内に含まれてもよい。生産物レベルセンサ6078は、本明細書に説明される任意の好適なセンサであってもよい。生産物リザーバ6012は、生産物レベルセンサ6078が、直接、生産物リザーバ6012内だけではなく、また、凝縮器6076内の液体レベルも感知し得るように配置される。したがって、凝縮器6076は、その体積が生産物レベルセンサ6078を介して監視され得る、生産物流リザーバとしての二重の役割を果たし得る。したがって、生産物リザーバ6012は、補助生産物リザーバとして説明され得る。ある実施形態では、生産物レベルセンサ6078は、最大4Lの凝縮器6076内の生産物の体積を測定してもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ6034は、その変位範囲全体に沿ったフロート変位のパーセントの形態において、データ信号をレベルセンサ6078から受信してもよい。いくつかの実施例では、1パーセント変位は、40~50ml(例えば、43ml)の蒸発器および蒸発器リザーバ内の体積の変化に匹敵し得る。
生産物リザーバ6012は、そこから生産物プロセス流が生産物リザーバ6012から退出し得る、生産物出口6694(図82に最良に示される)を含んでもよい。本出口6694は、本明細書のいずれかの場所で説明されるように、生産物熱交換器6008Aにつながる生産物流動導管に接続されてもよい。例示的出口6694は、生産物リザーバ6012の底部内部表面6316に隣接する。生産物リザーバ6012はまた、通気ポート6696を含んでもよい。通気ポート6696は、凝縮器6076内の凝縮された液体が生産物リザーバ6012を充填し始めるにつれて、ガスが生産物リザーバ6012から外に変位されることを可能にし得る。例示的実施形態では、通気ポート6696は、凝縮器6076の中に戻るように配管される。
ここで図80を参照すると、システム6000の斜視図が、示される。通気流動経路6700以外の流体ラインは、明確性の目的のために、図80では隠蔽されている。示されるように、凝縮器通気口6698が、凝縮器6076内に含まれ、必要に応じて、過剰圧力、揮発物、および非凝縮可能ガスを凝縮器6076から逃がし得る。凝縮器6076からの通気ガスは、通気流動経路6700に沿って、通気弁6098に進行し得る。通気弁6098が、ブローダウン熱交換器マニホールド6574上に含まれてもよい。いくつかの実施形態では、通気弁6098のデューティサイクルは、圧縮器入口温度センサ6066(例えば、図76参照)からのデータによって示されるように、低圧スチーム温度に基づいて判定されてもよい。現在の低圧スチーム温度は、標的低圧スチーム温度と比較されてもよい。標的は、112℃または約その値であってもよい。P、PI、またはPIDコントローラが、これらの2つの値の間の差異をフィードし、デューティサイクルコマンドを出力として提供し得る。本出力は、モードまたは状態特有最小デューティサイクルおよびモードまたは状態特有最大デューティサイクル(例えば、100%)に限定されてもよい。代替として、通気弁6098は、固定デューティサイクル(例えば、15または20%未満のデューティサイクル)で動作されてもよい。通気弁6098デューティサイクルは、システム6000の種々の状態またはモードのための事前に設定されたパラメータであってもよい。水生産状態の間、デューティサイクルは、8~12%(例えば、10%)のモードまたは状態特有最小値に設定される、もしくはそれを有し得る。高温生産状態にあるとき、デューティサイクルは、より低くてもよい。例えば、通気弁6098のデューティサイクルは、3~7%(例えば、5%)のモードまたは状態特有最小値に設定される、もしくはそれを有し得る。通気弁6098デューティサイクルが、ある時間周期(例えば、5分等の数分)を上回って、所定の閾値(例えば、100%)またはそれを上回ったままである場合、エラーが、コントローラ6034によって発生され得る。
凝縮器6076から通気される高温ガスを冷却するために、ブローダウン熱交換器マニホールド6574が、通気弁6098を通して通過後、ガスを混合リザーバ6092に指向し得る。混合リザーバ6092は、本明細書に説明されるもののいずれかであってもよいが、例示的実施形態では、直接、ブローダウン熱交換器マニホールド6574に取り付けられる。混合リザーバ6092は、示されるように、トレイ様形状を有してもよい。代替として、任意の他の好適な形状も、使用され得る。
ここでまた、ブローダウン熱交換器マニホールド6574および混合リザーバ6092アセンブリの分解図を示す、図81を参照すると、通気熱交換器6702が、含まれてもよい。通気熱交換器6702は、完全に組み立てられるとき、混合リザーバ6092の内部容積内に配置され得る。例示的実施形態では、通気熱交換器6702は、凝縮器6076から通気されるガスのための流動経路を画定する、螺旋コイルである。いくつかの実施形態では、通気熱交換器6702は、プレート型熱交換器を含んでもよい。そのような実施形態では、混合リザーバ6092の壁(例えば、底壁)は、少なくとも部分的に、通気熱交換器6702から形成されてもよい。動作の間、混合リザーバ6092は、少なくとも部分的に、通気熱交換器6702を浸潤させるために十分な液体の体積を含有し得る。通気ガスが、通気熱交換器6702を通して通過するにつれて、それらは、浸潤液体と熱交換関係に入り得る。これは、通気されたプロセス流が通気熱交換器6702から外に混合リザーバ6092の主要内部容積の中へと進む前に、流動するガスを冷却または凝縮させることに役立ち得る。通気熱交換器6702は、高熱伝導性を有する材料から構築され、本熱伝達を促進してもよい。
ブローダウンマニホールド6574が、任意の好適な様式において、混合槽6092に取り付けられてもよい。例示的実施形態では、ブローダウンマニホールド6574は、締結具(図示せず)を介して、混合槽6092に取り付けられる。ガスケット6703が、組み立てられると、混合槽6092とブローダウンマニホールド6574との間に狭入され、流体緊密シールを確立することに役立ち得る。
ここで図82を参照すると、例示的システム6000の生産物流動経路6706を詳述する、斜視図が、示される。生産物流動経路6322のみが、明確性の目的のために、図82に示され、源水または他のプロセス流のものは、示されない。示されるように、生産物リザーバ6012から離れる生産水は、生産物熱交換器6008Aおよび軸受引込ポンプ6080の両方に流動し得る。個々の専用出口が、水を生産物熱交換器6008Aおよび軸受引込ポンプ6080に指向するために、生産物リザーバ6012上に含まれてもよい。軸受引込ポンプ6080は、生産物リザーバ6012から離れる生産水の一部を圧縮器6064に圧送し得る。軸受引込ポンプ6080は、ソレノイドポンプ、ダイヤフラムポンプ、または任意の他の好適なポンプであってもよい。本明細書のいずれかの場所に説明されるように、生産水は、インペラ軸受を潤滑するために使用されてもよい。例示的実施形態では、軸受引込ポンプ6080は、圧力センサ6081および温度センサ6083を含み得る、軸受引込マニホールド6576内に含まれる。これらのセンサからのデータは、コントローラ6034によって、軸受引込ポンプ6080(例えば、図115参照)の適切な機能を照合するために監視されてもよい。
熱交換器6008Aを通して通過後、生産水は、熱を流入源水に伝達後、低減された温度で退出し得る。冷却された生産水は、生産物熱交換器6608Aから外に生産物流動経路6706を通して生産物熱交換器マニホールド6578に流動し得る。
ここでまた図83を参照すると、いったん生産物熱交換器マニホールド6578内に来ると、生産水は、1つ以上のセンサ6082A-Dを通過し得る。例示的実施形態では、センサ6082A-Dは、生産物熱交換器マニホールド6578の中に結合される、センサアセンブリ6708内に含まれる。センサ6082A-Dは、伝導性センサおよび温度センサの冗長対であってもよい。濁度、pH、酸化還元電位、TDS、検体センサ、TOC等の水質に関連するデータ信号を提供し得る、他のセンサタイプもまた、含まれてもよい。
生産物熱交換器マニホールド6340はまた、コントローラ6034(例えば、図3参照)によって、少なくとも1つのセンサ6082A-Dから提供されるデータに基づいて、生産物プロセス流を指向するように動作され得る、弁または複数の弁6344を含んでもよい。水質(例えば、伝導性値または温度)が、閾値外にある場合、混合リザーバ6092につながるダイバータ弁6084が、開放されてもよい。例示的実施形態では、迂回ライン6708が、ブローダウン熱交換器マニホールド6574を介して生産物熱交換器マニホールド6578を混合リザーバ6092に接続するために含まれる。ダイバータ弁6084はまた、コントローラ6034によって、凝縮器6076内の流体の標的レベルを維持するように動作されてもよい。本レベルは、事前に設定されてもよい(潜在的に、いくつかの異なる動作モード毎に)、または使用地点におけるデバイス(例えば、医療システム6004)によって判定される予期される需要と連動して改変されてもよい。PIDまたはPI制御ループが、生産物レベルセンサ6078からの読取値に基づいて、ダイバータ弁6084のためのデューティサイクルを設定するために使用されてもよい。生産物レベルセンサ6078からのデータによって示されるような生産物レベルが、ある第1のパーセント(例えば、いくつかの実施例では、40~60%および50%)を上回る場合、通知が、コントローラ6034によって発生され得る。生産物レベルセンサ6078からのデータによって示されるような生産物レベルが、ある第2のパーセント(例えば、いくつかの実施例では、80~95%および90%)を上回る場合、エラーまたはアラームが、コントローラ6034によって発生され得る。
水質(例えば、伝導性または温度)が、所定の閾値に準拠する場合、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、使用地点弁6086を作動させ、生産物プロセススチームを医療システム6004(例えば、図3参照)への流動経路であり得る、出口流動経路6564に指向させてもよい。弁6084、6086はまた、コントローラ6034によって、コントローラ6034が医療システム6004から受信する信号に基づいて、作動されてもよい。
本明細書に説明されるシステム6000のいずれかは、いくつかの異なるモードで動作してもよい。これらのモードは、デバイスの動作を高レベルで統制し得る。これらのモードのそれぞれでは、コントローラ6034は、遂行するように設計されるモードに応じて、システム6000を異なるように制御し得る。例えば、いくつかのモードは、コントローラ6034によって、コントローラ6034が次のモードに遷移する前に、そのモードのための事前の必要な条件を確立または維持するために使用されてもよい。他のモードは、システム6000を、精製された水が比較的にわずかな遅延を伴って生産され得る、準備完了状態(例えば、充填および最大温度)に保つためのものであってもよい。より低いレベルでは、コントローラ6034は、例えば、システム6000をモード毎に少なくとも1つの状態で動作させ得、システム6000を各モードにおけるいくつかの状態を通して遷移させ得る。システム6000の典型的使用の間、コントローラ6034は、いくつかのモード間を通過し得る。しかしながら、具体的モード間のある遷移は、禁止され得る。いくつかの実施例モードおよび例示的許可される遷移は、以下のように表1に示される。
実施形態に応じて、システム6000のための使用地点デバイスとしての役割を果たす、医療システム6004は、概して、モード切替を制御し得る。医療システムではないシステム、またはおそらく、飲用もしくは他の家庭用消費目的のための水を生産するためのもの等の任意の他の使用地点デバイスも、類似制御を有してもよい。医療システム6004は、必要とされ得る、システム6000動作のモードに関する判定を行い、コントローラ6034に、医療システム6004による必要に応じて、スイッチを編成するように命令し得る。医療システム6004は、モード切替判定を行うために、システム6000からの情報に関して、コントローラ6034にクエリしてもよい。コントローラ6034はまた、またはその代わりに、事前に定義されたベースで、情報を医療システム6004に提供してもよい。システム6000のコントローラ6034は、医療システム6004からの命令を伴わずに、システム6000をフェイルセーフモードに遷移させてもよい(但し、医療システム6004もまた、同様に、システム6000をフェイルセーフモードにコマンドしてもよい)。システム6000のコントローラ6034は、ある動作特性またはパラメータに応じて、モード内の状態間で切り替えてもよい。状態切替判定は、医療システム6004からの直接命令を伴わずに、コントローラ6034によって行われてもよい。
オーバーライドモード(実施形態に含まれる場合)等のいくつかのモードは、技術者または類似保守人員を介してのみアクセス可能であってもよい。本モードは、技術者インターフェースを介して、種々の弁、制御設定点または標的、および他のパラメータの手動制御を可能にし得る。技術者インターフェースは、例えば、ラップトップ、PC、タブレット、スマートフォン、または使用地点デバイスのユーザインターフェースであってもよい。技術者は、オーバーライドモードにアクセスするために、ハードウェアの特定の部品、パスワード、エンコードされたキー、または同等物のうちの1つ以上を要求し得る。
ここで図84A-84Bを参照すると、システム6000の実施形態の典型的使用の間の種々の動作状態を描写する、フロー図7430が、示される。示されるように、アイドル状態に、ブロック7432において入り得る。アイドル状態では、コントローラ6034は、全ての弁を閉鎖し、任意の制御ループ、レベルコントローラを無効にし、モータを停止させること等を行い得る。コマンドが、各弁に送信され、個々に閉鎖し得る。アイドル状態は、電源オンに応じたシステム6000のための始動モードであり得る、アイドルモードにおいて使用されてもよい。システム6000はまた、任意の他のモード保存フェイルセーフモードから、アイドルモードに遷移することも可能であり得る。いくつかの実施形態では、アイドル状態は、システム6000がアイドルモードまたはフェイルセーフモードのいずれかにあるときに利用されてもよい。しかしながら、アイドル状態は、フェイルセーフモードでは、終了不可能であり得る。サービスコールが、デバイスの使用が再び許可される前に、レンダリングされる必要があり得る。
いくつかの実施形態では、使用地点デバイスは、システムが電源オンにされており、アイドルモードにあることのシステム6000に関する通信の受信に応じて、スタンバイモードに遷移するようにコマンドしてもよい。スタンバイモードは、システム6000をシステム6000が精製された水を迅速に生産する準備ができている点にもたらし得る。これは、システム6000の精製器6010を充填し、精製器6010内に含有される流体を加熱することを含み得る。精製器6010が、適切に充填および加熱される場合、スタンバイモードは、システム6000を本充填レベルおよび温度に維持し得る。
スタンバイモードに入ることのコマンドの受信に応じて、コントローラ6034は、システム6000をスタンバイ状態に遷移させ得る。スタンバイモードのスタンバイ状態は、精製器6010充填レベルおよび温度を維持するために使用されてもよい。スタンバイ状態は、図98に関連してより詳細に説明される。スタンバイ状態は、充填レベルまたは温度のうちの1つが個別の限界外にある場合、終了され得る。
代替実施形態では、示されるように、いくつかの実施形態では、コントローラ6034は、ブロック7434において、アイドル状態から完全性試験状態に遷移し得る。種々の実施形態では、完全性試験状態は、試験システム6000の種々の構成要素を試験し、構成要素が予期される通りに動作していることを確実にし得る。完全性試験状態は、図85に関連してより詳細に説明される。
例示的フロー図7340では、コントローラ6034は、ブロック7436において、システム6000を充填状態に遷移させる。精製器6010は、充填状態において充填され得る。充填状態は、図86および87に関連してより詳細に説明される。コントローラ6034は、次いで、ブロック7438において、システム6000を加熱状態に遷移させ得る。加熱状態は、精製器6010内の流体を温度設定点に加熱させ得る。加熱状態は、図88に関連してより詳細に説明される。いったん温度が設定点に到達すると、ブロック7440において、スタンバイ状態への逆遷移が、行われ得る。
医療システム6004(または他の使用地点デバイス)が、システム6000がスタンバイ状態における充填レベルおよび温度に維持されていることを示す、通信を受信後、医療システム6004は、システム6000に、洗浄モードに遷移するようにコマンドし得る。洗浄状態は、本モードにおいて使用され得る。実施例では、洗浄状態に、ブロック7442において入る。洗浄状態では、源水が、システム6000の中に、システム6000の任意のフィルタ6006A、Bを通して流動し得る。これは、水サンプルが採取され、フィルタの完全性が好適であることを確実にする前に行われ得る。これはまた、後続水サンプルにおいて採取され得る、任意の水が、フィルタ6006A、Bの濾過能力をより表すことを確実にする役割を果たし得る。洗浄モードは、図89に関してより詳細に説明される。フィルタ6006A、Bに関連するある着目特性が、洗浄状態において監視され得る。ブロック7444において、着目特性が、容認可能と見なされる場合、サンプリング状態に、ブロック7446において入り得る。ブロック7444において、それらが、容認不可能である場合、フィルタ交換準備状態に、ブロック7448において入り得る。
実施形態に応じて、本監視の間に収集されたデータは、医療システム6004(または他の使用地点デバイス)に通信されてもよく、医療システム6004は、容認可能性判定を行ってもよい。他の実施形態では、システム6000のコントローラ6034は、本監視の間に収集されたデータに基づいて、合格/不合格判定を行ってもよい。合格/不合格判定は、医療システム6004に通信されてもよい。フィルタが、容認可能と見なされる場合、医療システム6004は、サンプリングモードへのモード遷移をコマンドし得る。これは、ブロック7446において、サンプリング状態に入ることを引き起こし得る。フィルタが、容認不可能である場合、医療システム6004は、交換準備モードへのモード遷移をコマンドし得る。これは、フィルタ交換準備状態に入ることをプロンプトし得、本状態に、ブロック7448において入り得る。
交換準備モードでは、フィルタ6006A、Bならびにフィルタ6006A、Bへおよびそこからのラインが、フィルタ6006A、Bが最小限の水越流を伴って取り外され得るように、減圧され得る。これは、図91に関連してより詳細に説明される、フィルタ交換準備状態において生じ得る。新しいフィルタが、配設され得、交換フィルタ洗浄状態に、ブロック7450において入り得る。本状態はさらに、図91に関連して説明される。フィルタ6006A、Bに関連する着目特性が、交換洗浄状態において監視され得、サンプリング状態に入り得る前に、容認可能性基準に準拠することが要求され得る。
サンプリング状態では、コントローラ6034は、サンプリングポート6038を動作させ、試験のために、濾過された水のサンプルを分注し得る。ブロック7452において、試験が、容認可能である場合、スタンバイ状態に、ブロック7454において入り得る。ブロック7452において、試験が、容認不可能である場合、交換フィルタ準備状態に、ブロック7448において入り得る。ある実施例では、試験は、手動で実施されてもよく(例えば、1つ以上の試験片を用いて)、結果は、直接、医療システム6004のユーザにインターフェースに入力されてもよい。交換フィルタ準備状態またはスタンバイ状態への遷移は、交換準備モードまたはスタンバイモードのうちの1つに入るための医療システム6004からのコマンドに応答してもよい。本コマンドは、試験が容認可能または容認不可能であったかどうかに基づいて発生され得る。
医療システム6004が、準備完了である(例えば、始動試験が完了された、要求されるユーザ相互作用が受信された)とき、医療システム6004は、システム6000に、通常水生産モードに入るようにコマンドし得る。通常水生産モードでは、コントローラ6034は、システム6000にいくつかの状態を通過させ得る。最初に、コントローラ6034は、ブロック7456において、生産準備状態に入り得る。本状態では、コントローラ6034は、圧縮器6064を始動させる準備をし得る。これは、ある時間周期にわたって、軸受引込ポンプ6080を稼働させることを含み得る。生産準備状態はさらに、図92に関連して説明される。コントローラ6034は、次いで、ブロック7458において、生産始動状態に入り得、その間、圧縮器6064は、最大動作速度にもたらされる。生産始動状態はさらに、図93に関連して説明される。コントローラ6034は、次いで、ブロック7460において、生産稼働状態に入り得る。本状態はさらに、図94に関連して説明される。
システム6000によって生産される精製された水に関連するある着目特性が、生産稼働状態において監視され得る。ブロック7462において、使用地点からの生産水の迂回が必要とされると判定される場合、コントローラ6034は、システム6000を、ブロック7464において、スタンバイ状態に、またはブロック7466において、生産迂回状態に遷移させ得る。ブロック7464におけるスタンバイ状態への遷移は、生産水の伝導性が所定の閾値(例えば、10μS)を上回って上昇する場合に生じ得る。ブロック7466における生産迂回状態への遷移は、生産水の温度が事前に定義された閾値を上回って上昇する場合にも生じ得る。迂回状態では、生産水は、システム6000の排水管6018にルート指定され、使用地点デバイスに通過しないように防止され得る。迂回状態はさらに、図94に関連して説明される。ブロック7468において、迂回がもはや必要とされない(例えば、温度が限界内に戻る)場合、コントローラ6034は、ブロック7460において、システム6000を生産稼働状態に戻し得る。
コントローラ6034は、モードを変更するための医療システム6004(または他の使用地点デバイス)からのコマンドの受信まで、通常水生産状態に留まり得る。医療システム6004は、例えば、療法を完了後、モード変更をコマンドし得る。医療システム6004の構成要素が、再使用可能である場合、医療システム6004は、高温水生産モードへのモード変更をコマンドし得る。本モードは、医療システム6004がそれ自体を消毒するために使用し得る、高温水を医療システム6004に提供し得る。高温水生産モードに入るためのコマンドの受信に応じて、システム6000のコントローラ6034は、ブロック7470において、高温遷移状態に入り得る。本状態では、コントローラ6034は、モータ速度をその高温動作速度に向かってスルーレート制御させ得、通常生産制御ループと高温水生産制御ループとの間で遷移させ得る。本状態はさらに、図95に関連して説明される。コントローラ6034は、ブロック7472において、システム6000を高温生産状態に遷移させ得る。本状態では、高温の精製された水が、生産され、医療システム(または他の使用地点デバイス)に提供され得る。高温生産状態はさらに、図96に関連して説明される。ブロック7474において、生産水の伝導性が、閾値を上回って上昇する場合、コントローラ6034は、ブロック7464において、システム6000をスタンバイ状態に遷移させ得る。いくつかの実施形態では、温度が閾値を下回る場合、迂回状態に入り得る。しかしながら、医療システム6004が、加熱器を含む場合、そのように迂回状態に入ることは、必要なくなり得る。
高温水生産状態はまた、システム6000のための自己消毒モードにおいて使用されてもよい。本モードは、医療システム6004が、高温水モードが必要とされないことを示した後、自動的に、システム6000によって入り得る。代替として、医療システム6004が、システム6000に自己消毒モードに入るようにコマンドし得る。本モードでは、高温水生産状態は、高温水をシステム6000の種々のラインを通して流すために使用され得る。本モードはさらに、図97に関連して説明される。
いったん高温水生産が、もはや必要とされなくなると、システム6000は、スタンバイモードにコマンドされ得る。コントローラ6034は、次に必要とされるときに精製された水を迅速に生産する準備ができているように、システム6000を維持してもよい。これはまた、有意な量のエネルギーがシステム6000を低温始動から動作温度までもたらすために要求され得るため、システム6000の効率性を増加させることに役立ち得る。
ここで図85を参照すると、完全性試験状態において実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート7500が、示される。完全性試験状態に、ブロック7502において入り得る。完全性試験状態では、コントローラ6034は、ブロック7504において、コマンドをシステム6000内に含まれる各弁に発行し、閉鎖状態に遷移させ得る。ブロック7506において、コントローラ6034は、モータ速度をゼロに、軸受引込ポンプをオフ状態に、加熱器デューティサイクルをゼロにコマンドし得る。ブロック7508において、1つ以上の弁が、コマンドされた通りに閉鎖しなかった場合、および/またはモータ、軸受引込ポンプ、および加熱器が、コマンドされた通りにオフにされなかった場合、ブロック7510において、エラーが、発生され得る。ブロック7508において、弁の全てが、コマンドされた通りに閉鎖され、モータ、軸受引込ポンプ、および加熱器が全て、コマンドされた通りにオフにされた場合、コントローラ6034は、ブロック7512において、システム6000の種々の継電器の試験をコマンドし得る。試験される継電器は、システム6000のAC高電圧バス上のものであってもよい。これらの継電器は、特定の状態にコマンドされ得、バスからの電圧読取値が、継電器がコマンドされた通りに状態を変化させたことを照合するために採取され得る。ブロック7514において、継電器試験が、合格しなかった場合、ブロック7510において、エラーが、発生され得る。継電器試験が、ブロック7514において、合格した場合、コントローラ6034は、ブロック7516において、システム6000を次の状態に遷移させ得る。本状態は、例えば、ある実施形態では、充填状態であってもよい。
完全性試験状態は、システム6000が電源オンにされる度に入り得るが、また、使用地点デバイスが、システム6000に、例えば、スタンバイ状態を終了するようにコマンドする度に、水を使用地点デバイス(例えば、医療システム6004)に提供することを開始する前にも入り得ることに留意されたい。使用地点デバイスが、透析システム等の医療システム6004である場合、システム6000は、医療システム6004によって実施される個々の療法毎に、水を提供する前に、完全性試験状態を進めてもよい。
透析システムの状況では、療法は、典型的には、比較的に一貫したベースで実施され得る。システム6000は、患者が、例えば、仕事中またはその覚醒の際にその1日を始めようとしているとき、ある時間量にわたって、スタンバイモードで動作し得る。スタンバイ状態に留まることによって、システム6000は、必要に応じて、療法において使用するための水を生産する準備が迅速にでき得る。療法は、概して、患者が寝る準備ができると開始され得るため、コントローラ6034は、システム6000に、事前にプログラムされたスケジュールに基づいて、完全性試験状態に入るようにコマンドし得、これは、療法が、開始する可能性が高い、または開始するようにスケジュールされる直前に、システム6000完全性が照合されていることを確実にする。代替として、または加えて、いくつかの実施形態では、自己消毒状態が完了された後、完全性試験状態に、入り得る。
ここで図86を参照すると、充填状態において実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート7230が、示される。充填状態に、ブロック7232において入り得る。充填状態では、図100または101A-101Cに関連して説明されるもの等の源弁コントローラが、有効にされ得る。他のコントローラ、例えば、加熱器コントローラ、圧縮器モータコントローラ、および軸受引込ポンプコントローラは、無効にされ得る。生産物リザーバ出口弁は、ブロック7236において、閉鎖され得、通気弁6098(例えば、図3参照)は、開放され得る。源弁コントローラは同様に、ブロック7236において、精製器6010を充填し得る(例えば、図87に関連して説明されるように)。
ブロック7238において、コントローラ6034は、生産物リザーバ6012(例えば、図3参照)内の液体レベルを示す、データ信号を生産物リザーバレベルセンサ6078(例えば、図3参照)から受信し得る。ブロック7240において、生産物レベルが、最小値未満である場合、コントローラ6034は、ブロック7242において、システム6000を第1の状態(例えば、スタンバイ状態)に遷移させ得る。最小レベルは、5~15%(例えば、10%)のレベルであり得、軸受引込ポンプ6080(例えば、図3参照)が、圧縮器6064(例えば、図3参照)軸受を潤滑させるための十分な流体供給源を有することを確実にし得る。ブロック7240において、生産物レベルが、最小値を上回る場合、ブロック7244において、蒸発器6060(例えば、図3参照)レベルが、ブロック7244において閾値(例えば、50%または55%)またはそれを上回る場合には、コントローラ6034は、システム6000を第2の状態に遷移させ得る(ブロック7245)。第2の状態は、加熱状態であってもよい。ブロック7244において、蒸発器6060が、閾値を上回らず、ブロック7246において、精製器6010が、あまりにゆっくりと充填している場合、ブロック7248において、エラーが、発生され得る。例えば、5~10分(例えば、5分)のタイマが、経過した場合、エラーが、発生され得る。
ここで図87を参照すると、精製器6010(例えば、図3参照)の蒸発器6060(例えば、図3参照)を充填するために実行され得る、いくつかの作用を詳述する、例示的フローチャート7130が、示される。これは、例えば、システム6000動作の生産モードまたはスタンバイモードの充填状態の間に生じ得る。システム6000のコントローラ6034(例えば、図3参照)は、蒸発器6060が、オーバーシュートの潜在性を軽減させながら、迅速に充填されるように、充填状態の間、源定比弁6050A、B(例えば、図3参照)を制御し得る。
示されるように、コントローラ6034は、ブロック7132において、蒸発器6060の現在の充填レベルと標的レベルとの間のデルタを判定し得る。現在のレベルは、コントローラ6034とデータ通信する、蒸発器レベルセンサ6073(例えば、図3参照)を介して感知され得る。標的レベルは、事前に定義された値であってもよい。ブロック7134において、精製器6010の圧縮器モータが、稼働中である場合、コントローラ6034は、ブロック7136において、源定比弁6050A、Bが閉鎖されるようにコマンドし得る。コントローラ6034は、蒸発器6060を充填する前に、モータが、停止または比較的に低速度まで減速することを待機し得る。源定比弁6050A、Bは、ブロック7138において、現在のレベルが標的レベルを上回る場合、ブロック7140において、閉鎖され得る。蒸発器はまた、ブロック7138において、排水され得、標的と現在の値との間の新しいデルタが、ブロック7132において、判定され得る。
モータが、ブロック7134において、オフであって、蒸発器レベルが、ブロック7138において、標的を下回る場合、コントローラ6034は、蒸発器6060を充填し得る。ブロック7142において、ブロック7132において判定されたデルタが、標的の事前に定義された範囲内ではない場合、源定比弁6050A、Bに関するデューティサイクルは、ブロック7144において、100%に設定され得る。これは、蒸発器6060が、可能な限り急速に充填されることを可能にし得る。ブロック7146において、ブロック7132からのデルタが、標的の事前に定義された範囲内である場合、源弁に関するデューティサイクルは、ブロック7146において、低速充填デューティサイクル値に設定され得る。いくつかの実施形態では、ブロック7142の範囲は、標的レベルの25%または標的レベルの20%以内の値を含んでもよい。低速充填デューティサイクルは、約20~35%(例えば、25%)であってもよい。これは、標的レベルの任意のオーバーシュートを防止することに役立ち得る。いったん、ブロック7148において、標的レベルに到達すると、充填は、ブロック7150において、完了し得る。
ここで主に図88における例示的フローチャート7260を参照すると、コントローラ6034(例えば、図3参照)はまた、精製器6010内の流体をある温度または温度範囲にもたらすことによって、水精製のために、精製器6010(例えば、図3参照)を準備し得る。いくつかの実施形態では、複数の温度標的が、使用されてもよい。例えば、標的低圧蒸気温度および標的水溜温度が、使用されてもよい。コントローラ6034は、例えば、蒸発器6060(例えば、図3参照)内の流体を、精製器6010が精製された水生産状態に遷移され得る点まで加熱し得る。
示されるように、加熱状態に、ブロック7262において入り得る。加熱状態では、コントローラ6034は、ブロック7264において、精製器6010への出口を閉鎖し、精製器6010への入口を閉鎖し得る。圧縮器6064(例えば、図3参照)および軸受引込ポンプ6080(例えば、図3参照)は同様に、ブロック7264において、無効にされ得る。精製器6010内の流体は、次いで、ブロック7266において、加熱要素6054(例えば、図3参照)によって温度標的まで加熱され得る。コントローラ6034はまた、ブロック7266において、通気弁6098(例えば、図3参照)を作動させることによって、精製器6010を通気させ得る。通気弁6098は、蒸気温度設定点を達成または維持するために作動され得る。コントローラ6034は、本明細書のいずれかの場所で説明されるように(例えば、図80の説明参照)、通気弁6098の作動を統制し得る。
コントローラ6034は、ブロック7268において、生産物レベル測定値を生産物レベルセンサ6078から受信し得る。ブロック7270において、生産物レベルが、最小値を下回る場合、コントローラ6034は、ブロック7272において、システム6000をスタンバイ状態に遷移させ得る。最小値は、ある実施形態では、7~15%(例えば、10%)であってもよい。そうでなければ、コントローラ6034は、ブロック7274において、水溜温度値および低圧蒸気温度値を受信し得る。これらは、それぞれ、水溜温度センサ6059(例えば、図3参照)および低圧蒸気温度センサ6066(例えば、図3参照)からのデータ信号を介して受信され得る。これらの値の一方または両方が、ブロック7276および7278において、個別の標的を上回らない場合、コントローラ6034は、ブロック7264に戻り、加熱および通気を継続し得る。水溜温度および低圧蒸気温度が、個別の最小値を上回る場合、コントローラ6034は、システム6000を次の状態に遷移させ得る。本状態は、例えば、スタンバイ状態であってもよい。
ここで主に図89における例示的フローチャート7160を参照すると、洗浄状態が、洗浄モードにおいて使用され得る。ブロック7162において、洗浄状態に入ることに応じて、冷却弁6100(例えば、図3参照)が、ブロック7164において、開放され得、熱交換器6008A、B(例えば、図3参照)への源定比弁6050A、B(例えば、図3参照)が、閉鎖され得る。冷却弁6100は、洗浄の間、100%デューティサイクルで動作されてもよい。ブロック7166において、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、濾過データをフィルタ6006A、Bを監視する種々のセンサから受信し得る。例えば、濾過前および後変圧器6036、6044からのデータが、受信され得る。ブロック7168において、濾過後圧力が、最小圧力(例えば、10psiまたはそれを上回る)を下回る場合、コントローラ6034は、ブロック7170において、タイムアウト周期が経過しない限り、ブロック7166において、濾過データの監視を継続し得る。タイムアウト周期が、経過した場合、コントローラ6034は、ブロック7172において、タイムアウトエラーを発生させ得る。タイムアウト周期は、7~15分(例えば、10分)であってもよい。いくつかの実施形態では、タイムアウトエラーが、ブロック7172において、発生された場合、フィルタ6006A、Bは、交換される必要があり得る。
ブロック7168において、濾過後圧力が、最小圧力を上回る場合、コントローラ6034は、ブロック7174において、濾過前圧力センサ6036測定値と濾過後圧力センサ6044測定値との間の圧力降下を判定し得る。ブロック7176において、圧力降下が、事前に定義された限界を下回る場合、コントローラ6034は、ブロック7170において、タイムアウト周期が経過しない限り、ブロック7166において、濾過データの監視を継続し得る。タイムアウトエラーが、タイムアウト周期が経過した場合、ブロック7172において、発生され得る。ブロック7176において、圧力降下が、事前に定義された限界より大きい場合、洗浄タイマが、ブロック7178において、インクリメントされ得る。圧力降下に関する事前に定義された限界は、少なくとも1psiであってもよい。
ブロック7180において、洗浄タイマが、その最小限界(例えば、5分)を上回ってインクリメントされていない場合、コントローラ6034は、ブロック7170において、タイムアウト周期が経過しない限り、ブロック7166において、濾過データの監視を継続し得る。タイムアウトエラーが、タイムアウト周期が経過した場合、ブロック7172において、発生され得る。示されないが、濾過後圧力値または濾過前と後のセンサ6036、6044間の圧力降下が、その個別の最小値を下回る場合、洗浄タイマは、ゼロにリセットされ得る。ブロック7180において、洗浄タイマが、最小値を上回ってインクリメントされている場合、コントローラ6034は、ブロック7182において、システム6000を次のモードまたは状態に遷移させ得る。代替として、コントローラ6034は、使用地点デバイス(例えば、図3の医療システム6004)に通知し得、使用地点デバイスは、コントローラ6034に、システム6000を別のモードまたは状態に遷移させるように指示し得る。次のモードは、サンプリングモードであってもよい。
サンプリング状態が、サンプリングモードにおいて使用され得る。サンプリング状態では、ここで図90に示される例示的フローチャート7190を参照すると、コントローラ6034は、手動試験のために、サンプルを分注し得る。これは、再び、フィルタ6006A、Bの好適性を判定するために使用され得る。他の実施形態では、デジタル試験計測器が、使用されてもよく、試験は、手動ではなくてもよい。示されるように、サンプリング状態に、ブロック7192において入り得る。冷却弁6100(例えば、図3参照)デューティサイクルが、ブロック7194において、サンプリングデューティサイクル(例えば、50%)に設定され得る。提供される場合、サンプリングポート6038(例えば、図3参照)照明器が同様に、ブロック7194において、電源投入されてもよい。ブロック7196において、サンプリングボタンの押下が、検出されない場合、サンプリング弁は、ブロック7198において、閉鎖されたままであり得る。ブロック7196において、サンプリングボタンが、押下される場合、サンプリング弁は、ブロック7200において、開放され得る。いくつかの実施形態では、サンプリング弁は、サンプリングボタンが、事前に定義された時間周期を上回って、押下されたままである場合、コントローラ6034によって、閉鎖されるようにコマンドされ得る。例えば、コントローラ6034は、5秒後、サンプリング弁を閉鎖してもよい。
ここで主に図91における例示的フローチャート7210を参照すると、フィルタ6006A、B(例えば、図3参照)が、交換されるべき場合、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、システム6000をフィルタ交換準備状態に遷移させ得る。フィルタ6006A、Bは、濾過配列からの水サンプルが品質試験(例えば、塩素またはクロラミン試験)に不合格になる場合、交換されるように要求され得る。フィルタ6006A、Bはまた、フィルタ6006A、Bを通した圧力降下が、事前に定義された範囲外である、またはフィルタ6006A、Bの下流で測定された濾過後圧力が、低すぎる場合も、交換されるように要求され得る。いくつかの実施形態では、フィルタ6006A、Bは、使用特性に基づいて、交換を要求し得る。例えば、濾過された体積、源水を濾過する時間、配設以降の時間等である。ある実施形態では、コントローラ6034は、品質試験に不合格である、またはフィルタ6006A、Bに関連する他の着目特性が、交換が必要とされ得ることを示す場合、取り付けられた使用地点デバイス(例えば、図3の医療システム6004)によって、交換モードにコマンドされ得る。
交換モードにあるとき、コントローラ6034は、交換準備状態および交換洗浄状態を通して進み得る。図91に示されるように、フィルタ交換準備状態に、ブロック7212において入り得る。冷却弁6100(例えば、図3参照)を除き、全ての弁は、ブロック7214において、閉鎖され得る。これは、圧力システム6000内の任意の水がシステム6000の排水管6018(例えば、図3参照)に放出されることを可能にし得る。コントローラ6034は、ブロック7216において、濾過後圧力データを監視し得る。いったん、ブロック7218において、濾過後圧力が、閾値を下回ると、コントローラ6034は、ブロック7220において、事前に定義された時間量(例えば、10秒)を待機し得る。圧力が、待機周期の間、閾値を上回って上昇する場合、待機周期は、いったん圧力が、再び、閾値を下回ると、ゼロからリセットされ得る。冷却弁は、ブロック7222において、閉鎖され得る。コントローラ6034はまた、ブロック7222において、システム6000をアイドルモードに遷移させ得る。ユーザは、次いで、使用されたフィルタをシステム6000から結合解除し、次の使用前に、フィルタの新しいセットを配設し得る。
いったん新しいフィルタ6006A、Bが、配設されると、コントローラ6034は、システム6000を新しいフィルタ洗浄状態に遷移させ得る。いくつかの実施例では、新しいフィルタ6006A、Bの配設の完了は、ユーザデバイスの地点のユーザインターフェースを介して示されてもよい。コントローラ6034は、使用地点デバイスから、ユーザが新しいフィルタが配設されたことを示す通信の受信に応じて、システム6000を新しいフィルタ洗浄状態に遷移させ得る。新しいフィルタ洗浄状態は、図89に関連して説明される洗浄状態に類似し得る。タイムアウト周期は、新しいフィルタ洗浄状態に関して、より長くてもよい。いくつかの実施形態では、タイムアウト周期は、20分または通常洗浄タイムアウト周期の2倍であってもよい。加えて、フィルタ6006A、Bは、新しいフィルタ洗浄の間、より長い時間周期にわたって洗浄されてもよい。いくつかの実施形態では、新しいフィルタ洗浄のためにブロック7178において使用される最小限界は、15分または通常洗浄において使用されるものの3倍であってもよい。洗浄後、コントローラ6034または使用地点デバイスは、システム6000が別の水サンプルを収集し、新しいフィルタ6006A、Bが好適であることを確実にすることを要求し得る。
いったんフィルタ6006A、Bが、好適であると見なされると、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、水精製のために、精製器6010(例えば、図3参照)の準備を開始し得る。いくつかの実施形態では、使用地点デバイス(例えば、図3の医療システム6004)は、いったんフィルタ6006A、Bが任意のチェックに合格すると、コントローラ6034に、システム6000を通常の精製された水生産モードに遷移させるように支持し得る。通常の精製された水生産モードは、約30~40℃(例えば、37℃)の温度で生産水を生産し得る。他の実施形態では、通常の精製された水生産温度は、より低くてもよい。例えば、使用地点デバイス(例えば、図3の医療システム6004)が、加熱器を含む場合、標的温度は、使用地点デバイスが水を使用しているであろう温度より低くあり得る。いくつかの実施例では、標的温度は、20~30℃(例えば、25℃)であってもよい。コントローラ6034は、代替として、システム6000をスタンバイモードに遷移させることによって、精製された水の生産のために、システム6000を準備してもよい。これは、いったん使用地点デバイスまたはシステムが通常の精製された水生産モードへのモード変更をコマンドすると、精製された水6010の生産を開始するために必要とされる時間量を最小限にすることに役立ち得る。本準備は、例えば、精製器6010の温度および充填レベルを、精製器6010が精製された水生産状態に遷移され得る点に維持することを含み得る。
ここで主に図92における例示的フローチャート7290を参照すると、コントローラ6034(例えば、図3参照)はまた、水精製のために、軸受引込ポンプを始動させ、ブローダウンレベルを開始充填パーセントに制御することによって、精製器6010(例えば、図3参照)を準備し得る。示されるように、ブロック7292において、コントローラ6034は、システム6000を生産準備状態に遷移させ得る。軸受引込ポンプは、ブロック7294において、コントローラ6034によって、稼働するようにコマンドされ得る。ブローダウンレベルもまた、ブロック7294において、開始レベルに制御され得る。モータは、生産準備状態では、オフのままであり得、生産物出口弁は、閉鎖されたままであり得る。精製器6010の通気は、精製器6010内の標的蒸気温度を維持するために、必要に応じて、継続し得る。タイマが、ブロック7296において、インクリメントされ得る。本タイマは、圧縮器6064(例えば、図3参照)モータのための軸受を潤滑させるために十分である、事前に定義された時間量を過ぎて累積するために要求され得る。これは、例えば、15秒~1分(例えば、30秒)であってもよい。ブロック7298において、ブローダウンレベルが、事前に定義されたレベル(例えば、35%)またはそれを下回り、ブロック7300において、タイマが、事前に定義された閾値を過ぎて累積した場合、コントローラ6034は、システム6000を次の状態に遷移させ得る。いくつかの実施形態では、コントローラ6034は、タイマが、ある値(例えば、5分)を過ぎて累積した場合、エラー(図示せず)を発生させ得る。次の状態は、生産始動状態であってもよい。
生産始動状態では、ここで主に図93のフローチャート7480を参照すると、圧縮器6064(例えば、図3参照)は、最新の情報が与えられ得、システム6000の種々の制御ループのための設定点が、設定され得る。生産される任意の生産水は、本状態では、排水管6018(例えば、図3参照)に迂回され、使用地点デバイスまたはシステムと流体連通しないように防止され得る。加えて、生産始動状態は、事前に定義された基準に準拠するための種々の着目動作特性を監視し得る。コントローラ6034は、着目動作特性がその事前に定義された基準に準拠するまで、生産稼働状態に遷移することを可能にし得ない。
示されるように、生産始動状態に、ブロック7482において入り得る。ブロック7484において、システム6000の種々の制御ループのための制御設定点が、設定され得る。制御ループは、ブロック7486において、起動され得る。圧縮器モータが、ブロック7488において、その動作速度に向かってスルーレート制御され得る。ブロック7490において、生産遷移条件が、満たされない場合、コントローラ6034は、ブロック7486に戻り得る。そうでなければ、コントローラ6034は、ブロック7492において、それにわたって遷移条件が満たされた最小時間が経過したかどうかをチェックし得る。本時間が経過した場合、コントローラ6034は、ブロック7494において、システムを生産稼働状態に遷移させ得る。そうでなければ、コントローラ6034は、ブロック7486に戻り得る。
生産遷移条件は、(例えば、図3のセンサ6082A-Dによって読み取られるような)生産物熱交換器6008Aから退出する生産水の温度および/または伝導性に関連する基準を含んでもよい。例えば、温度は、生産稼働状態のために、温度設定点を数度(例えば、2℃)未満上回ることが要求され得る。条件はまた、システムに進入する源水と生産物熱交換器6008Aに進入および/またはそこから退出する精製された生産水との間の温度デルタに関連する基準を含んでもよい。これらの条件はまた、圧縮器6064速度に関連する基準を含んでもよい。例えば、圧縮器速度は、最小生産稼働速度を上回ることが要求され得る。条件はまた、ブローダウンレベルまたは率および生産物レベルに関連する基準を含んでもよい。加えて、その間、全ての基準が、コントローラ6034が生産物条件が満たされたと見なすために満たされなければならない、タイマが存在してもよい。基準または基準のサブセット毎の個々のタイマもまた、使用されてもよい。
いくつかの実施例では、生産始動状態にまた、高温水生産状態に入ることに先立っても入り得る。類似基準が、高温水生産状態への遷移が許容される前に課され得るが、特定の基準毎の値は、システム6000が高温水生産状態に遷移すべき場合、異なり得る。
ここで主に図94における例示的フローチャート7310を参照すると、(例えば、生産準備状態および生産始動状態における)準備が完了された後、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、システム6000を精製された水生産状態または生産稼働状態に遷移させ得る。示されるように、生産稼働状態に、ブロック7312において入り得る。ブロック7314において、コントローラ6034は、システム6000の種々の制御ループを起動させ得る。例えば、迂回コントローラが、ブロック7314において、起動され得る。迂回コントローラは、本明細書のいずれかの場所で説明されるように(例えば、図83および122参照)、システム6000によって生産される水を迂回させ得る。コントローラ6034はまた、ブロック7314において、通気コントローラを起動させ得る。通気コントローラは、本明細書のいずれかの場所で説明されるように(例えば、図80参照)、蒸気を精製器6010から通気させ得る。コントローラ6034はまた、ブロック7314において、加熱器コントローラを起動させ得る。加熱器は、本明細書のいずれかの場所で説明されるように(例えば、図117-119参照)、制御されてもよい。コントローラ6034はさらに、ブロック7314において、モータコントローラを起動させ得る。モータは、本明細書のいずれかの場所で説明されるように(例えば、図109-116参照)、制御されてもよい。コントローラ6034はまた、ブロック7314において、ブローダウンコントローラおよび流入源水分流コントローラを起動させ得る。これは、本明細書のいずれかの場所で説明されるように(例えば、図100-101C参照)、遂行されてもよい。タイマもまた、ブロック7316において、インクリメントされ得る。
ブロック7318において、生産物熱交換器6008A(例えば、図3参照)から離れる生産物温度が、閾値を上回って上昇する場合、コントローラ6034は、ブロック7320において、システム6000を生産水迂回状態に遷移させ得る。本閾値は、ある実施例では、約体温(例えば、37℃)であってもよい。同様に、生産水に関する伝導性閾値が、違反される場合(図示せず)、生産迂回状態に、ブロック7320において入り得る。いくつかの実施形態では、伝導性閾値の違反は、スタンバイ状態への遷移を引き起こし得る。温度および伝導性は、センサ6082A-D(例えば、図3参照)によって感知され得る。生産水迂回状態にまた、ブロック7322において、生産物レベルが閾値を下回る場合にも、ブロック7320において入る。本値は、例えば、20%であってもよく、生産物レベルセンサ6078(例えば、図3参照)によって測定され得る。いったん、ブロック7324において、任意のセンサ読取値および生産物レベルが、その個別の閾値に準拠する場合、迂回タイマが、ブロック7326において、インクリメントされ得る。本迂回タイマは、迂回状態が、終了され、生産水が、システム6000と連通する使用地点デバイスへの分注のために生産され得る前に、事前に定義された値を過ぎてインクリメントするために要求され得る。ブロック7328において、迂回タイマが、事前に定義された量を過ぎてまだインクリメントしていない場合、コントローラは、ブロック7324に戻り得る。いったん迂回タイマが、事前に定義された量を超えてインクリメントすると、コントローラ6034は、ブロック7312において、システム6000を水生産状態に戻るように遷移させ得る。
水生産状態にあるとき、コントローラ6034は、ブロック7330において、高温水モード要求が、コントローラ6034によって受信される(例えば、使用地点デバイスから)場合、ブロック7332において、システム6000を高温水生産準備状態に遷移させ得る。生産温度および生産物レベルが、ブロック7318、7322において、その個別の閾値に準拠し、高温水要求が、ブロック7330において、受信されていない場合、精製された水は、生産され続け得る。他の実施形態では、高温水生産準備状態への遷移は、自動であってもよい。これらの遷移は、ブロック7316においてインクリメントされるタイマの時間累積に基づいてもよい。ブロック7334において、タイマが、予期される使用時間を上回って累積した場合、高温水生産準備状態に、ブロック7332において入り得る。システム6000が、精製された水を医療システム6004(例えば、図3参照)のために提供する場合、予期される使用時間は、療法時間であり得る。療法時間は、医療システム6004からシステム6000のコントローラ6034に通信され、変更が行われる場合、更新され得る。いったんタイマが、療法時間を上回ってインクリメントすると、例えば、コントローラ6034は、システム6000を高温水生産準備状態7332に遷移させ得る。ブロック7334において、タイマが、閾値を上回ってインクリメントしていない場合、コントローラ6034は、ブロック7316に戻り、精製された水を生産し続け得る。
ここで主に図95における例示的フローチャート7340を参照すると、高温水生産準備状態では、システム6000のいくつかの異なるパラメータのための設定点が、ある時間周期にわたって、高温生産物設定点に改変され得る。時間周期は、10~20分(例えば、15分)等の事前に定義された時間周期であってもよい。いくつかの実施形態では、各設定点は、その設定点に特有の(おそらく、事前に定義された)時間周期にわたって、その個別の高温生産物設定点に改変され得る。他のパラメータ値の中でもとりわけ、圧縮器6064(例えば、図3参照)モータの速度が、例えば、ある時間周期にわたって、高温水生産速度に改変されてもよい。ある実施形態では、高温水生産速度は、通常の精製された水生産状態において使用される速度より低速であってもよい。
示されるように、ブロック7342において、コントローラ6034は、システム6000を高温水生産準備状態に遷移させ得る。コントローラは、ブロック7344において、設定点を個別の高温水生産設定点に向かってスルーレート制御させ得る。上記に述べられるように、モータ速度は、高温水生産モータ速度に向かってスルーレート制御され得る。加えて、ブローダウンリザーバ充填率も、高温水生産ブローダウンリザーバ充填率に向かってスルーレート制御され得る。生産温度設定点も、高温水生産温度設定点に向かってスルーレート制御され得る。スルーレートを判定するために、上記に述べられた時間周期は、その周期にわたって生じるであろう、フレームの数に変換されてもよい。通常生産設定点と高温水生産設定点との間のデルタが、判定されてもよい。本デルタは、次いで、フレームの数によって除算され、フレーム毎のスルーレートインクリメントをもたらし得る。ブロック7346において、現在のパラメータ値と高温水生産設定点との間の差異が、判定され得る。ブロック7348において、設定点毎のデルタが、個別のパラメータ毎に事前判定された閾値未満である場合、コントローラ6034は、ブロック7350において、次の状態に遷移し得る。これは、高温水生産状態であってもよい。
ブロック7348において、それぞれに関する差異が、個別のパラメータ毎の閾値セットを上回る場合、コントローラ6034は、ブロック7351において、システム6000内の少なくとも1つの温度センサから受信されるデータに基づいて、微分を計算する。例えば、コントローラ6034は、ブロック7351において、低圧スチーム温度センサ6066から受信されるデータに基づいて、微分を計算し得る。本微分値は、システム6000が、望ましくない率で、冷却中である、または温度を増加させているかどうかの判定を可能にし得る。ブロック7352において、微分が、ある範囲外である場合、コントローラ6034は、ブロック7354において、少なくとも1つのパラメータのスルーレートを調節し得る(例えば、低下させる)。例えば、生産温度設定点のスルーレートが、低下されてもよい。スルーレートは、設定点毎に事前判定された範囲内に限定されてもよい。微分値が、ブロック7352において、許容可能範囲内にある場合、またはスルーレートが、ブロック7354において、調節された場合、コントローラ6034は、高温水生産準備状態のためのタイマが経過したかどうかをチェックし得る。ブロック7356において、タイマが、経過していない場合、コントローラ6034は、ブロック7344において、パラメータ設定点をその個別の高温水生産状態標的に向かってスルーレート制御させ続け得る。タイマが、ブロック7356において、経過している場合、エラーが、ブロック7358において、発生され得る。
ある実施形態では、高温水生産状態は、いくつかのモードによって使用され得る。例えば、高温水生産状態は、高温水を、システム6000と連通する、使用地点デバイスまたはシステム(例えば、図3の医療システム6004)に提供するために使用されてもよい。高温水生産状態はまた、自己消毒モードにおいて使用されてもよい。本モードでは、高温水は、事前に定義された時間周期にわたって、精製器6010からシステム6000の種々の流動経路を通して通過され得る。ある実施例では、自己消毒モードは、弁を介して、精製された生産水搬送ラインと直接連通する、ラインを通してのみ、高温水を流動させ得る。特に、自己消毒モードは、高温水を迂回ラインおよび排水管6018を通して流動させ得る。
ここで主に図96における例示的フローチャート7360を参照すると、使用地点高温水モードでは、高温水生産状態に、ブロック7362において入り得る。コントローラ6034(例えば、図3参照)は、ブロック7364において、いくつかのコントローラを起動させ得る。これらのコントローラは、図94のブロック7314に関して上記に説明されるものと同一であってもよいが、しかしながら、異なる標的設定点、利得、フィードフォワード等が、使用されてもよい。
ブロック7366において、タイマが、インクリメントされ得る。ブロック7368において、生産物レベルが、最小値を下回る場合、コントローラ6034は、システム6000をスタンバイ状態に遷移させ得る。そうでなければ、コントローラ6034は、ブロック7372において、タイマが、閾値(例えば、25~40分)を上回ってインクリメントするまで、使用地点デバイスまたはシステムのための高温水を生産し続け得る。いったんタイマが、閾値を上回ってインクリメントすると、コントローラ6034は、本デバイスをスタンバイ状態に遷移させ得る。他の実施形態では、コントローラ6034は、コントローラ6034が、使用地点デバイスまたはシステムから、その消毒動作を完了したことの通信を受信すると、システム6000をスタンバイ状態に遷移させ得る。
自己消毒モードでは、ここで主に図97における例示的フローチャート7380を参照すると、高温生産状態に、ブロック7382において入り得る。使用地点デバイスまたはシステムへの出口が、ブロック7384において、閉鎖され得る。システム6000によって生産される高温水は、コントローラ6034によって、排水管6018に指向され得る。これは、自己消毒が、実施される場合、典型的には、使用地点デバイスまたはシステムがその独自の消毒動作を行なった後に生じ得るため、行われ得る。その結果、使用地点デバイスへの任意のラインは、使用地点デバイスまたはシステムへの高温水出力によってすでに消毒されているはずである。
コントローラ6034(例えば、図3参照)は、ブロック7386において、いくつかのコントローラを起動し得る。これらのコントローラは、図94のブロック7314に関して上記に説明されるものと同一であってもよいが、しかしながら、異なる標的設定点、利得、フィードフォワード等が、使用されてもよい。ブロック7388において、生産物レベルが、閾値を下回る場合、コントローラ6034は、ブロック7390において、システム6000をスタンバイモードに遷移させ得る。そうでなければ、コントローラ6034は、ブロック7392において、温度データ信号を1つ以上の生産温度センサ(例えば、図3の6082A-D)から受信し、ダイバータ弁(例えば、図3の6084)デューティサイクルをチェックし得る。ブロック7394において、温度データ信号が、生産温度が閾値を上回り、最小量の流動が存在することを示す場合、タイマが、ブロック7396において、インクリメントされ得る。該当しない場合、コントローラ6034は、ブロック7386に戻り得る。最小温度は、ある実施形態では、80℃であってもよい。最小温度はまた、高温水生産状態のための精製された生産水標的温度の10~20℃未満として定義されてもよい。ダイバータ弁6084(例えば、図3参照)のデューティサイクルは、コントローラ6034が最小量の流動が存在することを結論付けるために、少なくともある値(例えば、10~20%)であることが要求され得る。いったんタイマは、閾値(例えば、25~40分)を上回ってインクリメントすると、コントローラ6034は、ブロック7390において、システム6000をスタンバイ状態に遷移させ得る。
高温水生産状態はまた、例えば、1時間またはそれを上回るタイムアウトを有し得、その後、コントローラ6034は、システム6000をスタンバイ状態に遷移させ得る。本タイムアウトは、システム6000が自己消毒モードまたは使用地点高温水生産モードにあるかどうかにかかわらず、使用されてもよい。
ここで主に図98における例示的フローチャート7410を参照すると、スタンバイ状態では、システム6000は、ある温度に保たれ、精製された水の生産に遷移する準備ができた状態であり得る。したがって、精製された水生産を開始するために必要とされる時間量は、最小限にされ得る。スタンバイ状態はまた、使用地点デバイスまたはシステム(例えば、図3の医療システム6004)からのモードまたは状態コマンドを待機する間、コントローラ6034がシステム6000を遷移させる、中間状態であってもよい。
図98に示されるように、スタンバイ状態に、ブロック7412において入り得る。スタンバイ状態では、圧縮器6064(例えば、図3参照)モータは、オフにされ得、軸受引込ポンプは、稼働され得ない。これらは、ブロック7414において、オフまたは無効にされ得る。加えて、精製器6010への源定比弁6050A、B(例えば、図3参照)も、典型的には、閉鎖され、精製器6010内の水レベルを維持し得る。これはまた、ブロック7414においても、行われてもよい。ブロック7416において、コントローラ6034は、加熱器を制御し、精製器6010内の水を標的温度(例えば、111℃)またはその範囲内に保ち得る。コントローラ6034はまた、通気弁を制御し、低圧蒸気温度標的を維持し得る。タイマは、ブロック7417において、インクリメントされ得る。
ブロック7418において、蒸発器レベルが、閾値を下回る場合、電子機器ボックス6046への源流動を制水している冷却弁が、閉鎖され得る。ブロック7422において、精製器6010への源定比弁6050A、Bが、開放され、蒸発器レベルを標的レベルにもたらし得る。これは、例えば、図86に関連して説明されるように行われてもよい。蒸発器が、ブロック7418において、閾値を下回らない場合、ブロック7424において、タイマが閾値を上回ってインクリメントしている場合に、コントローラ6034は、ブロック7426において、システム6000を次の状態に遷移させ得る。そうでなければ、コントローラは、ブロック7416に戻り得る。
タイマに関する閾値は、使用地点デバイスが医療システム6004(例えば、図3参照)である実施形態では、2つの療法間の事前に定義された量の休止時間であってもよい。他の実施形態では、コントローラ6034は、タイマに基づいて、システム6000を自動的に遷移させ得ず、代わりに、コントローラ6034は、使用地点デバイスまたはシステムからのモード変更要求の受信に応じて、そのように行ってもよい。次の状態は、通常の精製された水生産状態であってもよい。
ここで図99を参照すると、システム6000内の液体レベルを制御するために実行され得る、いくつかの作用を詳述する、例示的フローチャート6390が、描写される。フローチャート6390によると、液体レベルは、事前に処方された様式において、経時的に慎重に変化されるように制御され得る。液体レベルを監視するレベル感知アセンブリからの出力における本慎重なレベルの操作を監視することによって、流動査定が、実施され得る。慎重な改変が、レベル感知アセンブリから収集されたデータ内に反映されない場合、遮断、圧送問題、弁作動問題、または類似条件が、存在し得ることが推測され得、エラーが、発生され得る。液体レベルは、加えて、液体レベルの慎重な操作から逸脱することによって、所望に応じて、具体的レベル設定に制御されてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ6034(例えば、図2参照)は、事前に定義されたベースに基づいて、慎重なレベル改変モードと液体レベル維持モードとの間で切り替えてもよい。
維持されるための液体レベルを含有する、体積は、レベル感知アセンブリを含む、リザーバと流体連通し得る。レベル感知アセンブリを含む、リザーバは、制御されるべき液体体積に流動的に接続され、それに対して側方に配置され得る。レベル感知アセンブリを含む、リザーバは、リザーバの一部が、少なくとも精製器6010の動作のある第1の状態の間、液体レベル値の制御可能範囲または予期される範囲内の任意の点と同じ高さであるように配置され得る。いくつかの実施形態では、レベル感知アセンブリを伴う、リザーバは、側方に配置されるが、精製器6010の動作のある第2の状態の間、液体レベル値の予期される範囲の上方に入口を保有し得る。第2の状態の間、その中にレベル感知アセンブリが配置される、リザーバに対する容積内の液体は、その予期される範囲から外に入口の中へと沸騰または飛散し得る。
いくつかの実施形態では、液体レベルセンサは、流体的に接続される、2つの容積におけるレベルを制御し得る。例えば、液体レベルセンサは、直接、センサが位置する、第1の容積における液体容積を制御してもよく、間接的に、第1の容積と流体的に連通する、第2の容積における液体レベル(例えば、容認可能または予期される動作レベル範囲であって、必ずしも、精密な容積レベルではない)を制御してもよい。第1の容積は、第2の容積における液体の容認可能動作レベル範囲の上方にある、少なくともいくつかの点(例えば、第2の容積から第1の容積への入口)を含み得る。ある動作状態、例えば、上記に説明される第1の状態では、予期される範囲は、第2の容積における液体レベルが、少なくとも、第1の容積の入口まで上昇するように、異なり得る。そのようなシナリオでは、液体レベルセンサは、直接、第1および第2の容積の液体レベルの両方を制御してもよい。これは、精製器6010が、例えば、始動後に最初に充填されるときに生じてもよい。
具体的実施例では、測定されるべき液体レベルは、精製器6010の蒸発器6060内の液体レベルであってもよい。液体レベル感知アセンブリが、ブローダウンリザーバ(例えば、図12-16、63、66参照)内に位置してもよい。代替として、制御されるべき液体レベルは、精製器6010の凝縮器6076内の液体レベルであってもよい。レベル感知アセンブリが、生産物リザーバ6012(例えば、図37参照)内に位置してもよい。他の実施形態では、レベル感知アセンブリは、蒸発器リザーバ(例えば、図59参照)内に位置してもよい。液体レベルセンサが2つの液体レベルを測定する、実施形態では、1つ目は、直接であって、2つ目は、間接的にあって、直接感知される液体レベルは、ブローダウンリザーバ6014(例えば、図2参照)内のレベルであってもよい。蒸気室6072(例えば、図2参照)内のレベルは、ブローダウンリザーバ6014内の感知される液体レベルを介して、間接的に感知されてもよい。
実施例の目的のために、フローチャート6390が、感知されるレベルが、最小閾値を上回って開始し、リザーバへの出口が、液体レベルを低下させるために開放される場合として説明されるであろう。示されるように、システム6000のコントローラ6034(例えば、図2参照)は、ブロック6392において、所定のベースで、レベル感知アセンブリによって示されるレベルをチェックし得る。これは、周期的な事前に設定されたベース(例えば、固定時間ベースの間隔)で、またはおそらく、加えて、もしくは代替として、事前に定義された事象または複数の事象(例えば、源弁作動等の弁作動)の発生に応答してであってもよい。ブロック6394において、コントローラ6034は、レベルが最小レベル閾値未満である(またはいくつかの実施例では、それ未満またはそれに等しい)かどうかを判定し得る。図99に関連して説明される閾値は、予期される範囲の最大液体レベルまたは液体レベルの制御可能範囲のパーセンテージとして説明されるが、全ての実施形態において、そうである必要はない。最小レベルまたは閾値は、いくつかの具体的実施形態では、40~50%(例えば、47.5%)の値であってもよい。いくつかの他の実施形態では、最小レベル値は、30~40%(例えば、35%)であってもよい。
レベルが、最小閾値またはそれを下回るとき、レベル感知アセンブリを含有する、リザーバからの出口弁が、ブロック6396において、コントローラ6034によって、閉鎖状態に作動され得る。コントローラ6034はまた、ブロック6396において、標的レベルを設定し得る。標的レベルは、例えば、最小レベルに設定されてもよい。コントローラ6034は、ブロック6398において、所定のベースで、レベルをチェックし得る。
標的が、ブロック6400において、最小標的に等しいまたは上回るが、最大標的未満である場合、標的は、ブロック6402において、コントローラ6034によって、調節されてもよい。最大標的は、ある実施例では、リザーバ容積の90%~100%(例えば、95%)であってもよい。実施例では、標的は、公式に従って、上方に調節される。示される具体的公式は、以下に等しい新しい標的を設定する。
Targetcurrent
*t*rate
式中、Targetcurrentは、現在の標的値であり、「t」は、次のレベル感知アセンブリレベルチェックまでの時間量であり、rateは、単位時間あたりのレベル感知アセンブリを含有するリザーバに移送すべき液体の所望の量である。本率は、事前に設定されてもよい、またはシステム6000がある現在の状態(例えば、スタンバイ、水生産、消毒等)に応じて変動してもよい。ブローダウンリザーバの状況では、率は、1つ以上の源入力弁のデューティサイクルを改変することによって変動され得る、濃縮物生産率であり得る。率は、したがって、精製器6010の源入力に進入する源流体の量を判定し得る。コントローラ6034によって実行される、流体入力制御ループ(例えば、図100-101C参照)は、これらの弁の作動を統制し得る。
コントローラ6034は、ブロック6404において、所定のベースで、レベルセンサアセンブリからのレベルをチェックし得る。ブロック6406において、レベルが、最大レベルを上回るまたはそれに等しい場合、リザーバへの出口弁は、ブロック6408において、開放され得、標的が、下方に調節され得る。実施例では、標的レベルは、ブロック6408において、コントローラ6034によって、最小レベルに設定される。使用される最大レベルは、最大標的レベルに等しいまたはそれを下回ってもよい。最大レベルは、50~60%(例えば、52.5%)または45~55%(例えば、50%)であってもよい。代替として、最大レベルは、最小閾値を4~20パーセンテージ点上回ってもよい。
ブロック6410において、フローチャート6390のブロック6392-6408が、事前に定義された回数、繰り返されていない場合、フローチャート6390は、次いで、ブロック6392に戻り、繰り返され得る。本反復は、制御されている液体のレベルにおける周期的上昇および降下を確立し得る。本周期的上昇および降下は、経時的にプロットされると、概して、性質上、鋸歯状である、波形を生成し得る。本波形の周期および形状は、ブローダウンリザーバ6014の状況では、流体入力コマンドによって生成された濃縮物生産率に依存し得る。いくつかの実施形態では、事前に定義された反復数は、単一反復であってもよい。ブロック6410において、ブロック6392-6408が、少なくとも事前に定義された回数、繰り返されている場合、コントローラ6034は、ブロック6412において、予期されるパターン(例えば、鋸歯状上昇および降下)をチェックし得る。波形が存在すると仮定すると、波形の形状および周期もまた、現在の動作パラメータ(例えば、濃縮物生産)に関する予期される公称波形に対してチェックされ得る。公称波形は、実験的に判定されてもよい。ブロック6414において、パターンが、予期される通りに検出される場合、フローチャート6390は、ブロック6392に戻り、繰り返され得る。ブロック6414において、パターンが不在であることが判定される場合、コントローラ6034は、ブロック6416において、エラーを発生させ得る。
いくつかの実施形態では、付加的論理が、あるシナリオにおいて、例えば、ブローダウンリザーバ6014が排水しないように防止するために採用されてもよい。コントローラ6034は、例えば、ブローダウンリザーバ6014充填レベルが、ある量未満である場合、排水弁の開放を禁止し得る。ブローダウンリザーバ6014が、空またはほぼ空である場合、ブローダウンリザーバ6014のための排水弁は、開放しないように禁止され得る。加えて、コントローラ6034は、(例えば、図2のセンサ6066からの信号から判定されるような)蒸気室6072内の圧力が、所定の値を下回る場合、ブローダウンリザーバ6014のための排水弁が開放しないように防止し得る。同様に、圧力が、事前に定義された値を上回り、ブローダウンリザーバ6014内のレベルが、事前に定義された限界を上回る(例えば、リザーバが溢れている)場合、コントローラ6034は、制御ループをオーバーライドし、ブローダウンリザーバ6014のための排水弁を開放位置に作動させ得る。
コントローラ6034はまた、例えば、ブローダウンリザーバ6014への排水弁が開放位置にあった、時間量を追跡し得る。ブローダウンリザーバ6014への排水弁が、事前に定義された時間周期を上回って開放したままであった場合、エラーが、ブロック6416において、発生され得る。事前に定義された時間量は、例えば、2~7分(例えば、5分)であってもよい。コントローラ6034はまた、リザーバが第2の事前に定義された時間量を上回って排水されていた場合、通知を発生させ得る。第2の所定の時間量は、第1のもの未満であってもよい。いくつかの実施形態では、第2の所定の時間量は、1~3分(例えば、2分)であってもよい。
コントローラ6034はまた、ブローダウンリザーバ6014等のリザーバが充填するためにかかった時間量を追跡し得る。例えば、ブローダウンリザーバ6014のための排水弁が、閉鎖され、ブローダウンリザーバ6014内のレベルが、事前に定義された時間限界を上回って、標的レベルを下回る場合、エラーが、ブロック6416において、発生され得る。事前に定義された充填時間量は、例えば、5~15分(例えば、10分)であってもよい。代替として、事前に定義された充填時間量は、第1の事前に定義された排水時間量の少なくとも2倍であってもよい。コントローラ6034は、システム6000がある動作状態にあるときのみ、本過剰充填時間を監視し得る。例えば、(例えば、医療システム6004の消毒のための)高温水生産のための始動状態の間、コントローラ6034は、事前に定義された充填時間量を超える場合でも、エラーを発生させなくてもよい。代替として、第1の事前に定義された充填時間量を上回る第2の事前に定義された充填時間量が、そのような動作状態では採用されてもよい。ブローダウンリザーバレベルセンサ6074が、最大充填レベルとして指定される所定の値を上回る値に戻る場合、コントローラ6034は、流体を精製器6010に提供する源弁を閉鎖状態に作動させてもよい。
ここで図100-101Cを参照すると、例示的制御システムを詳述する、いくつかの制御略図6420、7020が、示される。これらの制御システムは、複数のプロセス流熱交換器6008A、B(例えば、図3参照)を通して、入力源流体の流動を改変することによって、システム6000内の1つ以上のプロセス流の温度を個別の標的温度または温度範囲に制御するために使用されてもよい。コントローラ6034(例えば、図2参照)は、複数の熱交換器6008A、Bから退出する少なくとも1つのプロセス流に関する温度データを収集し、データを使用して、熱交換器6008A、B間の流入源液体の質量流量または合計量を除算してもよい。入力源流体が、精製器6010の出力流より低温であるため、熱交換器6008A、Bを通して流動する入力源流体の量の増加は、熱交換器6008A、Bから退出するプロセス流の温度を低下させるであろう。
これらの制御略図6420、7020は、例えば、医療システム6004等の仕向先システムのための精製された生産水を生産する、システム6000(例えば、図3参照)内に実装されてもよい。仕向先システムは、システム6000から出力される生産物プロセス流のための標的温度または温度範囲として提供される、温度要求を発生させ得る、または本標的温度は、例えば、流入源流体の温度測定値(例えば、図127参照)に応じて、コントローラ6034によって判定されてもよい。生産水は、生産物およびブローダウン熱交換器6008A、B(例えば、図6-9または図56および57参照)を通る源水の流動を改変することによって、標的温度または温度範囲に制御されてもよい。いくつかの実施例では、精製器6010から退出するブローダウンの温度もまた、熱がシステム6000によって効率的に回収されることを可能にし、全体的電力消費を低下させる、同一様式で、標的温度に制御されてもよい。
示される制御略図6420、7020はそれぞれ、流体入力制御システムまたはループ6422と、流動分流制御システムまたはループ6424とを含む。流体入力制御ループ6422は、熱交換器6008A、Bを通して通過し、精製器6010に進入する、源水の全体的量を制御し得る。これを行うために、流体入力制御ループ6422は、源入力弁が所与の間隔にわたって開放状態にある、合計または累積時間量を統制し得る。流動分流制御システムまたはループ6424は、熱交換器6008A、Bのそれぞれを通して指向される、源水の割合を制御し得る。換言すると、流動分流制御ループ6424は、個々の源入力弁のそれぞれが配分されるべきである、開放状態の合計時間量の割合(流体入力制御ループ6422によって出力される)を制御し得る。
図100における流体入力制御ループ6422を具体的に参照すると、設定点は、少なくとも部分的に、精製器6010の蒸気室6072内の標的ブローダウンレベルに基づいて、確立され得る。標的レベル計算機6426が、図99に関して上記に説明されるもの、または図104に関連して下記に説明されるものと同様に、標的ブローダウンレベルを判定してもよい。本標的レベルは、総和器6428に通過され得る。ブローダウンレベルセンサ6074から提供されるデータから判定されるような現在のブローダウンレベルもまた、総和器6428に提供され得る。本明細書に説明される総和器は、その種々の入力を出力に組み合わせる、総和器6428を含む。本明細書の任意の場所における単語「総和器」の使用は、加算のみが実施されなければならないことを意味するように解釈されないものとする。
総和器6428では、現在のブローダウンレベルと標的ブローダウンレベルとの間の差異が、見出され得る。本出力またはエラー値は、源デューティサイクルコマンド6432を出力する、PIDコントローラ6430に通過され得る。源デューティサイクルコマンド6432は、システム6000の中への源流体の全体的または合計流動を統制し得る。PIDコントローラ6430の比例、積分、および微分項のために使用される利得は、実施形態に応じて、変動し得、少なくとも1つが、潜在的に、ゼロに設定され得る(例えば、微分項)ことに留意されたい。
いくつかの実施形態では、流体入力制御ループ6422はまた、加熱器制御ループ(図100に示されない)からのデータを受信し得る。例えば、流体制御ループ6422は、加熱要素6054のために発行されたデューティサイクルコマンドを受信し得る。加熱要素デューティサイクルコマンドに応じて、流体制御ループ6422は、その出力を調節し得る。加熱要素デューティサイクルが、所定の閾値を上回る場合、源デューティサイクルコマンド6432は、減衰され得る。例えば、加熱要素デューティサイクルが、所定の閾値(例えば、100%デューティサイクル)を上回ると、源デューティサイクルコマンド6432は、ゼロまたは流体入力制御ループ6422から発生された源デューティサイクルコマンド6432のある分率に設定され得る。これは、精製器6010の蒸発器6060の急冷を回避することに役立ち得る。代替として、または加えて、圧縮器速度が、加熱器デューティサイクルコマンドがより大きくなるにつれて、上方にインクリメントされ得る。
流動分流制御システム6424を参照すると、設定点が、少なくとも部分的に、医療システム6004から提供される温度要求に基づいて、確立され得る。本温度要求は、医療システム6004の動作モードまたは状態に応じて、変動し得る。医療システム6004は、第1の低温度動作モードと、第2の高温動作モードとを有し得る。低温モードは、ほぼ通常の人体の体温または幾分それを下回る(例えば、20~30℃)温度要求を発生させる、療法モードであってもよい。高温モードは、医療システム6004の標的化された構成要素の消毒を引き起こすために十分な温度における温度要求を発生させる、消毒モードであってもよい。高温モードはまた、システム6000の自己消毒のために使用されてもよい。消毒モード温度要求は、送達される生産水の意図される接触時間に依存し得、少なくとも、例えば、60℃であるが、沸点を下回り得る(例えば、96℃)。代替として、仕向先システムが、具体的温度設定点を送信する代わりに、システム6000のための生産モードを設定し得る。システム6000は、温度を、そのモードのために定義された設定点または範囲に制御し得る。システム6000はまた、温度を、その特定のモードにおいてコントローラ6034によって使用される、ある状態のために定義された設定点または範囲に制御し得る。種々のモードおよび状態は、本明細書のいずれかの場所でより詳細に説明される。同一源6002(例えば、図3参照)が、低温および高温モードにおいて使用されてもよい。本源は、温度制御されない流体源であってもよい。ある実施形態では、システム6000は、随意にまた、特に、高温モードでは、高温水源(例えば、住居用高温水タンク)から引き出し得る。
温度要求は、生産物出力センサ6082Eによって提供されるデータから判定された生産物または凝縮物出力温度とともに、2つの間の差異が判定される、総和器6436に通過され得る。総和器6436出力は、次いで、温度PIDコントローラ6438に通過され、出力を発生させ得る。PIDコントローラ6438の比例、積分、および微分項と関連付けられる利得は、実施形態に応じて、変動し得ることに留意されたい。源PIDコントローラ6430(および本明細書に説明される全ての他のPIDコントローラ)と同様に、本PIDコントローラのための利得のうちの少なくとも1つは、ゼロに設定され得る(例えば、微分項)。
少なくとも1つの擾乱モニタ6440もまた、いくつかの実施形態では、含まれてもよい。擾乱モニタは、監視される擾乱に関連するデータをフィードフォワードコントローラ6442に提供し得る。フィードフォワードコントローラ6442は、総和器6444に通過される、擾乱補償出力を発生させ得る。複数の擾乱が、監視される場合、各擾乱は、その独自のフィードフォワードコントローラと関連付けられてもよい。複数のフィードフォワードコントローラからの複数の補償出力は、組み合わせられた補償出力が総和器6444に提供される前に、フィードフォワード総和器(図示せず)において組み合わせてもよい。代替として、フィードフォワードコントローラ6442は、熱交換器コマンドがあるべき内容の大まかな推定に基づいてもよい。本大まかな推定は、実験的に判定されてもよい。そのような場合、フィードフォワードコントローラ6442は、流動分流制御システム6424が、ある条件下で標的温度に到達するための調節をより急速に行うことを可能にし得る。例えば、そのようなフィードフォワード項は、流動分流制御システム6424に、始動に応じて、所望の温度設定点を迅速に達成させることに役立ち得る。
総和器6444では、温度PIDコントローラ6438の出力および擾乱補償出力は、ともに加算され、熱交換器コマンド6446を発生させ得る。熱交換器(HX)コマンド6446は、次いで、熱交換器6008A、Bのそれぞれを通して流動するであろう、流入源水の量を算出するために使用され得る。例示的実施形態では、熱交換器コマンド6446は、生産物発生器6448において、源デューティサイクルコマンド6432によって乗算され得る。結果として生じる生産物は、ブローダウン熱交換器コマンド6450(図100では、戻りHXと称される)として使用され得る。ブローダウン熱交換器コマンド6450はまた、総和器6452における元々の源デューティサイクルコマンドから減算され、生産物熱交換器コマンド6454をもたらし得る。ブローダウンおよび生産物熱交換器コマンド6450、6454は、それぞれ、ブローダウン定比弁6050Bおよび生産物定比弁6050Aを制御するために使用され得る。本定比を通して、医療システム6004のために発生され、生産物熱交換器6008Aから退出する、生産水の温度は、温度要求に制御され得る。生産水が、生産物熱交換器を通して流動していないとき、全ての源水は、ブローダウン熱交換器を通してルート指定され得る。代替として、いくつかの実施形態では、源水の小割合が、生産物熱交換器6008Aを通して流動し続け得る。
ここで図101A-Cに示される例示的制御略図7020を参照すると、流体入力制御ループ6422は、マルチモーダル制御ループであり得る。そのような実施形態では、流体入力制御ループ6422は、源デューティサイクルコマンドのための複数の暫定値を出力し得る。これらの値は、次いで、単一源デューティサイクルコマンド7050を判定するために使用され得る。本単一源デューティサイクルコマンド7050は、暫定値のうちの2つ以上に基づいて構成される、ハイブリッドコマンドであり得る。そのようなハイブリッドコマンドが、使用される場合、単一源デューティサイクルコマンドへの暫定コマンドの寄与が、加重され得る。例えば、第1の暫定コマンドの30%が、単一源デューティサイクルコマンド7050に達するために、第2の暫定コマンドの70%に加算され得る。パーセンテージは、動作の間、動作状態またはモード変更、センサデータ、使用地点システムからの通信等に基づいて、改変されてもよい。システム6000のコントローラ6034はまた、単一源デューティサイクルコマンド7050に影響を及ぼさない任意の他の暫定コマンドとともに、暫定コマンドのうちの1つを単一源デューティサイクルコマンド7050として使用し得る。換言すると、1つの暫定コマンドの100%および任意の他のコマンドのゼロパーセントが、単一源デューティサイクルコマンド7050を発生させるためにともに加算され得る。
ある実施形態では、暫定源コマンドデューティサイクルの数は、精製器6010が精製された水を発生させ得る、モードまたは状態の数に等しくてもよい。例えば、コントローラ6034は、精製された水を高温モード(例えば、医療システム6004またはシステム6000自体の消毒のため)および通常モードで発生させ得る。そのような実施形態では、図101Aに示されるように、流体入力制御ループ6422は、これらの生産モード毎に、暫定値を出力し得る。2つが、図101Aに関連して説明されるが、より多数の暫定コマンドが、他の実施形態に関しては、発生され得る。
示されるように、流体入力制御ループ6422のための設定点または源デューティサイクルコマンド7050は、部分的に、精製器6010からの標的ブローダウン率に基づいて、確立され得る。標的率計算機7022が、標的ブローダウン率(図104に関連してさらに説明される)を判定してもよい。他の実施形態では、標的率は、事前に定義された値であってもよい。本標的率は、総和器7023に通過され得る。ブローダウンレベルセンサ6074から提供されるデータから判定されるような現在のブローダウン率7024もまた、総和器7023(図102-103に関連してさらに説明される)に提供され得る。総和器7023では、現在のブローダウン率7024と標的ブローダウン率との間の差異が、見出され得る。本出力またはエラー値は、第1の暫定源デューティサイクルコマンドを総和器7026に出力する、PIDコントローラ7025に通過され得る。PIDコントローラ7025の比例、積分、および微分項のために使用される利得は、実施形態に応じて、変動し得、少なくとも1つが、潜在的に、ゼロに設定され得る(例えば、微分項)ことに留意されたい。
いくつかの実施形態では、PIDコントローラ7025は、第1の暫定デューティサイクルコマンドを総和器7026に通過させる前に、フィードフォワード項に基づいて、その出力値を改変し得る。本フィードフォワード項は、熱をブローダウン熱交換器6008Bを通して通過するブローダウンから回収するために事前に配分された源デューティサイクルコマンドの量に基づき得る。例えば、源ブローダウン定比弁6050Bのための事前に配分された源デューティサイクルコマンドは、PIDコントローラ7025の出力値から減算され得、結果は、総和器7026に通過され得る。いくつかの実施形態では、最小量の流入源水が、ブローダウン熱交換器6008Bを通して流動するために要求され得、ブローダウン温度は、ブローダウン熱交換器6008Bを通して流動する源水の量を改変することによって、事前に定義された範囲に制御され得る(例えば、図130参照)。フィードフォワード項は、PIDコントローラ7025によって発生された源デューティサイクルコマンドの一部を事前に配分し、最小量の源水がブローダウン熱交換器6008Bを通して流動することを確実にし、所望の温度への制御を達成するためのデューティサイクルの量を配分し得る。電子機器ボックス6064(例えば、図3参照)が、ブローダウン熱交換器6008B(例えば、図129参照)に指向される流入源水によって冷却され得る場合、フィードフォワード項は同様に、本目的のために、流入源水の一部を事前に配分し得る。
ある実施形態では、図101Aに示されるように、流体入力制御ループ6422はまた、第2の暫定源デューティサイクルコマンドを発生させ得る。本第2の暫定源デューティサイクルコマンドは、部分的に、高温水生産のための標的ブローダウン率に基づき得る。標的高温水生産ブローダウン率計算機7052が、標的率を判定してもよい。代替として、本モードのための標的ブローダウン率は、事前に定義された値であってもよい。本標的率は、総和器7054に通過され得る。現在のブローダウン率7024もまた、総和器7054に提供され得る。総和器7054では、現在のブローダウン率と標的との間の差異が、見出され得る。本出力またはエラー値は、出力を総和器7058に提供する、高温生産物PIDコントローラ7056に通過され得る。高温生産物PIDコントローラ7056の比例、積分、および微分項のために使用される利得は、実施形態に応じて、変動し得、少なくとも1つが、潜在的に、ゼロに設定され得る(例えば、微分項)ことに留意されたい。
第2の暫定源デューティサイクルコマンドもまた、部分的に、高温水生産における蒸発器のための標的レベルに基づき得る。蒸発器標的レベル7060は、ある実施形態では、事前に定義された値であってもよい。本標的レベルは、総和器7064に通過され得る。蒸発器レベルセンサ6073(例えば、図3参照)から提供されるデータから判定されるような現在の蒸発器レベル7062もまた、総和器7064に提供され得る。総和器7064では、現在の蒸発器レベル7062と標的レベル7060との間の差異が、見出され得る。本出力またはエラー値は、出力を総和器7058に提供する、蒸発器コントローラ7066に通過され得る。総和器7058は、蒸発器コントローラ7066および高温生産物PIDコントローラ7056の出力を第2の暫定源デューティサイクルコマンドに組み合わせ得る。本コマンドは、総和器7036に通過され得る。
いくつかの実施形態では、蒸発器コントローラ7066は、PIDコントローラであってもよい。蒸発器制御7066の比例、積分、および微分項のために使用される利得は、実施形態に応じて、変動し得、少なくとも1つが、潜在的に、ゼロに設定され得ることに留意されたい。蒸発器コントローラ7066は、主に、微分コントローラであってもよい。いくつかの実施形態では、蒸発器コントローラ7066は、P項に関する利得がD項利得より有意に小さい(例えば、1~2桁またはそれを上回る)、PDコントローラであってもよい。蒸発器レベルのための標的レベルもまた、同様に、第1の暫定源デューティサイクルコマンドの発生に関して説明されたばかりのように使用されてもよい(図示せず)。
いくつかの実施形態では、流体入力制御ループ6422はまた、加熱器制御ループからのデータを受信し得る。例えば、流体制御ループ6422は、標的水溜温度7028および現在の水溜温度7030を受信し、これらの値間のデルタを判定する総和器7032に、それらをフィードし得る。標的水溜温度7028、現在の水溜温度7030、および/またはデルタの値に応じて、流体制御ループ6422は、その出力を調節し得る。調節を適用するかどうかの判定は、例えば、図105A、Bに関連して説明されるように、コントローラ6034によって行われてもよい。調節が、行われるべきである場合、水溜調節器コントローラ7034は、総和器7032からの入力に基づいて、調節出力を発生させ得る。水溜調節器コントローラ7034は、PIDループであってもよい。実施形態に応じて、PIDループのための項のうちの1つ以上に関する利得は、ゼロに設定され得る。例えば、水溜調節器コントローラ7034は、積分および微分項利得をゼロに設定させ得る。そのような実施形態では、水溜調節器コントローラ7034は、Pコントローラとして挙動し得る。水溜調節器コントローラ7034からの出力は、2つの総和器7036、7026に提供され得る。
加えて、いくつかの実施形態では、流体入力制御ループ6422はまた、圧縮器モータ制御ループからのデータを受信し得る。例えば、流体制御ループ6422は、標的低圧蒸気温度7038および現在の低圧蒸気温度7040を受信し得る。これらの値は、値間のデルタを判定する、総和器7042にフィードされ得る。標的低圧蒸気温度7038、現在の低圧蒸気温度7040、および/またはデルタの値に応じて、流体制御ループ6422は、その出力を調節し得る。調節を適用するかどうかの判定は、例えば、図105A、Bに関連して説明されるように、コントローラ6034によって行われてもよい。調節が、行われるべきである場合、低圧蒸気調節器コントローラ7044は、総和器7042からの入力に基づいて、調節出力を発生させ得る。低圧蒸気調節器コントローラ7044は、PIDループであってもよい。実施形態に応じて、PIDループのための項のうちの1つ以上に関する利得は、ゼロに設定され得る。例えば、低圧蒸気調節器コントローラ7044は、積分および微分項利得をゼロに設定させ得る。そのような実施形態では、低圧蒸気調節器コントローラ7044は、Pコントローラとして挙動し得る。低圧蒸気調節器コントローラ7044からの出力は、2つの総和器7036、7026に提供され得る。水溜調節器コントローラ7034および低圧蒸気調節器コントローラ7044からの任意の調節が、それぞれ、総和器7026および7036において、第1および第2の暫定デューティサイクルコマンドを改変するために使用され得る。任意の調節後、暫定デューティサイクルコマンドは、スライダ7048に提供され得る。
スライダ7048は、源入力制御ループ6422から出力される源デューティサイクルコマンド7050が、源入力制御ループ6422によって発生された異なる暫定源コマンド間のハイブリッドとなることを可能にし得る。スライダ7048はまた、暫定源デューティサイクルコマンドのうちの1つが無視されることを可能にし得る。例えば、システム6000が、高温の精製された水生産モードまたは状態にあるとき、第1の暫定源デューティサイクルコマンドは、源デューティサイクルコマンド7050に、あったとしても、殆ど影響を及ぼし得ない。同様に、システム6000が、通常の精製された水生産モードまたは状態にあるとき、第2の暫定源デューティサイクルコマンドは、源デューティサイクルコマンド7050に、あったとしても、殆ど影響を及ぼし得ない。2つのモードまたは状態間の遷移の間、スライダ7048は、完全または主に、暫定デューティサイクルコマンドのうちの一方から、完全または主に、暫定デューティサイクルコマンドの他方に、コマンドをゆっくりと調節し得る。調節は、例えば、フレームあたりの事前に定義されたインクリメント量に基づいてもよい。類似スライダ7018(図101C参照)が、生産物熱交換器6008Aへの暫定源定比コマンドのために使用されてもよい。
高温モードまたは状態のための暫定源コマンドおよび通常モードまたは状態のための暫定源コマンドの実施例を使用して、コントローラ6034は、スライダ7048が使用するための高温割合および通常割合を判定し得る。暫定源コマンドは、次いで、その個別の割合によって乗算され、続いて、ともに加算され、源デューティサイクルコマンド7050を判定し得る。通常モードにあるとき、高温モード分率は、ゼロであってもよい。高温モードにあるとき、通常モード分率は、ゼロであってもよい。一方のモードから他方のモードへの遷移の間、新しいモード分率が、スルーレート限界に従ってインクリメントされ得、古いモード分率は、その限界に従ってデクリメントされ得る。これは、いくつかの実施例では、新しいモード分率が100%にインクリメントされ、古いモード分率が0%にデクリメントされるまで、継続し得る。
流動分流制御システム6424を参照すると、設定点が、少なくとも部分的に、医療システム6004等の使用地点システムから提供される温度要求または生産モード設定に基づいて、確立され得る。本温度要求または生産モード設定は、医療システム6004の動作モードまたは状態に応じて、変動し得る。システム6000のコントローラ6034は、標的温度7068を温度要求または生産モード設定7065から判定し得る。標的温度はまた、ある実施例では、図127に関連して説明されるように判定されてもよい。
ブロック7069において、システム6000が、現在、通常水生産モードにある場合、標的温度7068が、生産物出力センサ(例えば、図3のセンサ6082A-Dのうちの1つ以上)によって提供されるデータから判定された生産物または凝縮物出力温度7070とともに、2つの間の差異が判定される、総和器7072に通過され得る。総和器7072出力は、次いで、温度PIDコントローラ7074に通過され、出力を発生させ得る。温度PIDコントローラ7074の比例、積分、および微分項と関連付けられる利得は、実施形態に応じて、変動し得ることに留意されたい。温度PIDコントローラ7074に関する利得のうちの少なくとも1つは、ゼロに設定され得る(例えば、微分項)。
温度PIDコントローラ7074の出力は、生産物熱交換器コマンド7078を発生させるために、限定器7076における最小および最大値に限定され得る。ブロック7080において、システム6000が、通常生産モードまたは状態にある場合、生産物熱交換器コマンドは、総和器7082において、合計源デューティサイクルコマンド7050から減算され得る。源デューティサイクルコマンド7050またはコマンドされた源流動の残りの部分が、ブローダウン熱交換器コマンド7084に配分され得る。総和器7082の出力は、限定器7086によって、ブローダウン熱交換器コマンド7084として設定される前に、最小および最大値に限定され得る。
いくつかの実施形態では、図101Cに示されるように、源デューティサイクルコマンドのある量は、ブローダウン熱交換器6008Bのために事前に配分され得る。これは、とりわけ、より多くの熱回復およびシステム6000内の電子機器ボックス6046のより効率的冷却を可能にし得る。さらなる説明が、上記および図130に関連して提供される。本事前に配分されるコマンドは、ブロック7083において、総和器7082の出力に加算され得る。ブロック7083の出力は、限定器7086によって、ブローダウン熱交換器コマンド7084として設定される前に、最小および最大値に限定され得る。
システム6000が、高温水生産モードまたは状態にある場合、源コマンドデューティサイクル7050またはコマンドされた源流動の全体が、ブローダウン熱交換器コマンド7084に配分され得る(限定器7086による限定後)。生産物熱交換器コマンド7078は、源入力制御ループ6422から独立し得る。高温生産モードまたは状態における生産物熱交換器コマンド7078のための限定器7077は、(源入力制御ループ6422によって要求されるものに加え)追加される流入源流体がブローダウン率制御に問題となる影響を及ぼさないように、生産物熱交換器コマンドを低値(例えば、5%未満であって、いくつかの実施形態では、2%デューティサイクル)に限定し得る。
いくつかの実施形態では、図101Cに示されるように、標的温度7071が、生産物または凝縮物出力温度7070とともに、2つの間の差異が判定される、総和器7073に通過され得る。総和器7073出力は、次いで、高温PIDコントローラ7075に通過され、出力を発生させ得る。高温PIDコントローラ7075の比例、積分、および微分項と関連付けられる利得は、実施形態に応じて、変動し得ることに留意されたい。高温PIDコントローラ7075に関する利得のうちの少なくとも1つは、ゼロに設定され得る(例えば、微分項)。高温生産モードまたは状態における生産物熱交換器コマンド7078のための限定器7077は、上記に説明されるものと同様に、生産物熱交換器コマンドを限定し得る。図101Aに関連して説明されるもののようなスライダ7081が、システム6000が正常温度水生産状態から高温水温度生産状態に偏移するにつれて、生産物熱交換器コマンド7082の平滑遷移を促進するために使用されてもよい。
ブローダウンおよび生産物熱交換器コマンド7078、7084が、それぞれ、ブローダウン定比弁6050Bおよび生産物定比弁6050A(例えば、図3参照)を制御するために使用され得る。本定比を通して、医療システム6004のために発生され、生産物熱交換器6008Aから退出する、生産水の温度が、温度標的に制御され得る。
ここで図102を参照すると、リザーバの充填率を判定し、リザーバへの出口弁を制御するために実行され得る、いくつかの例示的作用を詳述する、フローチャート6820が、描写される。ある実施形態では、リザーバは、システム6000のブローダウンリザーバ6014(例えば、図3参照)であってもよい。フローチャート6820は、感知されるリザーバレベルが、リザーバが排水を終了した直後の最小レベルで開始する場合として説明されるであろう。
示されるように、ブロック6822において、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、最小レベル値を現在のレベル値として設定し得る。レベル値は、リザーバがブローダウンリザーバ6014である場合、ブローダウンレベルセンサ6074等のリザーバレベルセンサから読み取られてもよい。ブロック6824において、コントローラ6034は、リザーバ内の液体レベルをチェックし得る。これは、所定のベースで、例えば、毎秒または数秒毎に、行われてもよい。ブロック6826において、液体レベルが、ブロック6822において設定された最小値を下回る場合、フローチャート6820は、ブロック6822に戻り、最小値を現在のレベルとして設定し得る。ブロック6826において、レベルが、最小レベルを上回る場合、タイマは、ブロック6828において、インクリメントされ得る。ブロック6830において、タイマが、閾値を上回ってインクリメントされていない場合、コントローラ6034は、液体レベルのチェックを継続し、ブロック6824に戻り得る。ブロック6830において、タイマが、閾値を上回ってインクリメントされている場合、コントローラ6034は、ブロック6832において、リザーバの充填率を判定し得る。実施形態に応じて、閾値は、事前に判定され、0.025~2秒(例えば、0.5秒)または約その値であってもよい。率判定は、先行液体レベルに関連する値とリザーバ内の現在の液体レベルとの間のデルタを判定することによって行われ得る。本デルタは、次いで、先行液体レベル値が収集された以降の経過した時間を使用して、率に変換され得る。充填率値は、ゼロを下回って低下しないように禁止され得る。充填率値がゼロ未満であろう場合、充填率値は、ゼロにリセットされ得る。充填率は、ブロック6834において、フィルタに通過され得る。フィルタは、低域通過フィルタであってもよい。
ブロック6836において、リザーバが、充填中である場合、かつブロック6838において、リザーバの充填レベルが、最大充填値を上回るまたはそれに等しい場合、リザーバの出口弁が、ブロック6840において、開放され得る。リザーバは、次いで、排水され得る。流入源弁は、リザーバへの出口が開放される場合、閉鎖され得る。システムが、高温水を発生させている場合、生産物熱交換器を通して精製器6010への流入源水の流動を制御する、弁は、閉鎖されるようにコマンドされ得ない。代わりに、弁は、10%未満(例えば、2%または5%もしくはそれ未満)であり得る、低デューティサイクルで開放され得る。最大充填値は、図99に関連して上記に説明される最大閾値と同一であってもよい。リザーバが、排水するにつれて、リザーバのレベルが、ブロック6842において、所定のベースでチェックされ得る。
ブロック6836において、リザーバが、排水中である場合、かつブロック6844において、リザーバレベルが、最小レベルを上回る場合、リザーバのレベルが、ブロック6845において、所定のベースでチェックされ得る。ブロック6836において、リザーバが、排水中である場合、かつブロック6844において、リザーバレベルが、最小レベルを下回るまたはその値である場合、出口弁は、ブロック6846において、閉鎖され得る。リザーバは、次いで、充填し始め得る。最小レベルは、図99に関連して説明される最小閾値のための値のいずれかに設定されてもよい。充填サイクルカウンタもまた、ブロック6846において、インクリメントされ得る。本充填サイクルカウンタは、生じた充填および排水反復の回数を追跡し得る。コントローラ6034は、本カウンタが、システム6000によって生産される任意の水が使用地点デバイスに進むことを可能にされる前に、少なくともあるカウント数に到達することを要求し得る。加えて、図101A-Cに関連して説明されるもの等の制御論理は、カウンタがある数のカウントを累積するまで使用され得ない。
いくつかの実施形態では、リザーバの充填および排水の間、出口弁は、リザーバレベルがほぼ空閾値(例えば、5~10%)を下回って枯渇される場合、コントローラ6034によって、閉鎖されるようにコマンドされ得る。これは、スチームおよび高温蒸気が、リザーバの出口を通して、精製器6010から退出しないように防止し得る。加えて、いくつかの実施形態では、出口は、精製器6010の内圧が事前に定義された値を下回って降下する場合、コントローラ6034によって、閉鎖されるようにコマンドされ得る。これは、圧力センサからのデータ信号を分析することによって、コントローラ6034によって判定されてもよい。代替として、これは、例えば、低圧スチーム温度センサ6066から受信される温度データ信号を分析することによって判定されてもよい。そのような実施形態では、それを下回ると出口が閉鎖され得る、温度は、104℃であってもよい。いくつかの実施例では、コントローラ6034は、リザーバが充填または排水中の合計時間を監視してもよい。リザーバが充填または排水中のいずれか間に経過した時間が、閾値を超える場合、エラーが、発生され得る。いくつかの実施形態では、第1の閾値を超えた後、通知が、発生され得、第1のものを上回る第2の閾値を超えた後、エラーが、発生され得る。通知は、いくつかの実施形態では、使用地点デバイスのユーザインターフェース上に表示されてもよい。動作は、通知が発生された後も継続することを可能にされ得る。
ある実施形態では、ここで主に図103における例示的フローチャート6850を参照すると、充填率値が、ある状況下では調節され得る。例えば、コントローラ6034(例えば、図3参照)が、排水が予期されるものより長くかかっていることを判定し、センサデータが、精製器6010(例えば、図3参照)内に流体をリザーバから駆動するために十分な圧力が存在すべきであることを示す場合、充填率は、調節され得る。例えば、コントローラ6034は、充填率を、リザーバが排水することが可能ではないであろう、高値に調節し得る。
示されるように、システム6000のコントローラ6034は、ブロック6852において、リザーバが排水中である時間を監視し得る。ブロック6854において、タイマが、閾値を下回る場合、システム6000の動作は、ブロック6856において、正常として継続し得る。ブロック6854において、タイマが、閾値を上回ってインクリメントしている場合、システム6000の動作は、スチーム温度読取値が、ブロック6858において、最小閾値(例えば、104℃)を下回る場合には、正常ブロック6856において、正常として継続し得る。ブロック6858において、スチーム温度が、最小閾値を上回る場合、充填率は、ブロック6860において、調節され得る。充填率は、リザーバが排水することが可能ではあり得ない、充填率推定値に調節され得る。本充填率は、事前に定義されてもよく、ある実施形態では、モードまたは状態特有であってもよい。例えば、通常モードでは、充填率推定値は、250ml/分に設定されてもよい。高温生産水生産モードでは、充填率推定値は、正常動作のための充填率推定値の25~35%(例えば、80ml/分)に設定されてもよい。充填率推定値は、実施形態に応じて、変動し得、実験的に判定されてもよい。いくつかの実施形態では、ブロック6860における事前に定義された充填率推定値は、方程式の出力であってもよい。例えば、推定される事前に定義された充填率は、標的充填率と1を上回る推定係数の積として算出されてもよい。推定係数は、ある実施例では、1.25~1.75(例えば、1.5)の値を有してもよい。
ここで図104を参照すると、標的ブローダウン率値を調節するために実行され得る、いくつかの例示的作用を詳述する、フローチャート8040が、描写される。ある実施例では、システム6000の各モードまたは状態は、公称ブローダウン率標的設定を有し得る。ブローダウン率標的は、動作の間、システム6000内に含まれる種々のセンサからの他の測定されたパラメータに基づいて調節されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、標的ブローダウン率は、源水生産温度センサ6042(例えば、図3参照)によって読み取られるようなシステム6000に進入する源水の温度に基づいて調節されてもよい。
示されるように、ブロック8042において、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、少なくとも1つの源水生産温度センサ6042からの源または供給水温度を受信し得る。ブロック8044において、源水温度が、事前に定義された閾値を上回らない場合、ブローダウン率標的のための調節値は、ブロック8046において、ゼロに設定され得る。事前に定義された閾値は、ある実施例では、22~26℃(例えば、24℃)であってもよい。ブロック8044において、源水温度が、事前に定義された閾値を上回る場合、ブローダウン率標的に対する調節が、ブロック8048において、判定され得る。調節を判定するために、閾値が、ブロック8042において読み取られた現在の温度値から減算され得、結果は、オフセット係数によって乗算され得る。いくつかの実施形態では、オフセット係数は、15~35mL/分の範囲内(例えば、25mL/分)であってもよい。したがって、ブローダウン率標的は、閾値温度値を上回る度数毎に、ある量だけ増加され得る。ブローダウン率標的に対する調節は、ブロック8050において、限定され得る。例えば、調節は、50mL/分以下の正の値であるように限定されてもよい。ブロック8050またはブロック8046において判定された調節値は、ブロック8052において、フィルタ処理され得る(例えば、低域通過フィルタにおいて)。ブロック8054において、標的ブローダウン率は、現在のブローダウン率+ブロック8052において判定されたフィルタ処理された調節値に設定され得る。
ここで図105Aを参照すると、源PIDループ(例えば、図100の6430または図101A-Cの7025、7058)の出力を調節するために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート6874が、示される。調節は、システム6000の種々の部分におけるステータス(例えば、温度、圧力等)に基づいて行われてもよい。例えば、調節は、水溜温度に基づいて行われてもよい。調節は、加えて、または代替として、精製器6010内の低圧スチームの温度に基づいてもよい。図105Aに描写されるフローチャート6874では、水溜温度に基づく調節器および低圧スチーム温度に基づく調節器が、示される。
示されるように、コントローラ6034は、ブロック6876において、水溜温度センサ6058(例えば、図3参照)からの水溜6050温度データ信号を受信し得る。ブロック6878において、水溜温度値が、標的温度未満であって、最小水溜温度閾値を下回る場合、水溜調節器PIDループ(例えば、図101A-Cの7034参照)が、ブロック6880において、起動され得る。入力として、水溜調節器PIDは、現在の水溜温度および標的水溜温度をフィードされ得る。ブロック6878において、水溜温度値が、標的を上回るか、または最小水溜温度閾値を上回るかのいずれかである場合、水溜調節器PID出力は、ブロック6882において、ゼロに設定され得る。最小水溜温度は、実施形態間で変動し得、実施形態内でモードまたは状態特有であり得る。例えば、最小水溜温度は、精製された水を生産するとき、85~95℃(例えば、90℃)であって、高温の精製された水を生産するとき、75~85℃(例えば、80℃)であってもよい。いくつかの実施例では、標的水溜温度は、静的値であってもよい。本値は、モードまたは状態特有であってもよい。例えば、標的水溜温度は、精製された水を生産するとき、100~110℃(例えば、105℃)であって、高温精製された水を生産するとき、100~105℃(例えば、100℃)であってもよい。
現在の低圧スチーム温度が、ブロック6884において、コントローラ6034によって、例えば、低圧スチーム温度センサ6066(例えば、図3参照)から受信され得る。ブロック6886において、本温度値が、低値を上回る場合、温度値は、ブロック6890において、フィルタを通してフィードされ得る。これは、フィルタ処理された低圧蒸気温度値を発生させ得る。ある実施形態では、低域通過フィルタが、使用されてもよい。ブロック6886において、現在の温度値が、低値を下回る場合、コントローラ6034は、ブロック6888において、低値を現在の値にリセットし得る。低値は、履歴低値、例えば、生産または生産の先行周期の間に以前に測定された最低低圧スチーム温度値であってもよい。低値が、リセットされる場合、フィルタ処理された値もまた、現在の値に設定され得る。そのような配列は、フィルタが、雑音をフィルタ除去するが、最適結果のために迅速に到達される必要があり得る、温度の降下を曖昧にしないことを可能にし得る。
いくつかの実施形態では、図105Bのフローチャート6874’に示されるように、ブロック6884’において受信された低圧スチーム温度が、例えば、低域通過フィルタにおいてフィルタ処理され得る。ブロック6886’は、フィルタからの最後の出力を下回るかどうか確認するために、そのフィルタ処理された低圧スチーム値をチェックし得る。ブロック6886’において、本温度値が、最後のフィルタ出力値を下回る場合、低域通過フィルタは、ブロック6888’において、現在の低圧スチーム温度値に再初期化され得る。そうでなければ、低域通過フィルタは、ブロック6890’において、新しい低圧スチーム温度値で更新され得る。
再び、主に図105Aを参照すると、ブロック6892において、フィルタ処理された低圧スチーム値が、標的値未満であって、最小閾値を上回る場合、低圧スチーム調節器PIDループ(例えば、図101A-Cの7042参照)が、ブロック6894において、起動され得る。入力として、低圧スチーム調節器PIDは、フィルタ処理された低値および標的低圧スチーム温度値をフィードされ得る。ブロック6892において、フィルタ処理された低値が、標的値を上回る、または最小値を下回る場合、低圧スチーム調節器出力は、ブロック6896において、ゼロに設定され得る。最小閾値は、モードまたは状態特有である場合とそうではない場合がある、静的値であってもよい。例えば、最小閾値は、104℃の温度であってもよい。いくつかの実施例では、標的は、実施形態間で変動し得、実施形態内でモードまたは状態特有であり得る。例えば、標的低圧スチーム温度は、精製された水を生産するとき、104~112℃(例えば、108℃)であって、高温の精製された水を生産するとき、101~107℃(例えば、104℃)であってもよい。調節器の出力を判定後、源PIDループ(例えば、図100の6430または図101A-Cの7025、7058)の出力は、ブロック6898において、調節器PIDループの出力に基づいて、改変され得る。
ここで図106Aおよび106Bを参照すると、複数の熱交換器間で流入源水の流動を分流させる方法を判定するために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート6910が、描写される。流入源水の流動は、例えば、生産物熱交換器とブローダウン熱交換器との間で分流され得る。流動は、生産水が所望の設定点まで冷却されたことを確実にするように分流され得る。流入流動の分流は、所望の設定点に応じて、異なるように判定され得る。例えば、通常生産の間、分流は、第1の様式において計算され得、(例えば、医療システム6004の消毒のための)高温生産水の生産の間、流動は、第2の様式において分流され得る。
示されるように、源コマンドは、ブロック6912において、コントローラ6034(例えば、図3参照)によって判定され得る。源コマンドは、ブローダウンおよび生産物熱交換器の中への源水の流動を制御する弁間に配分され得る、デューティサイクル値であってもよい。源コマンドは、例えば、図100-101Cに関連して説明されるように判定されてもよい。任意の調節が、ブロック6914において、源コマンドに適用され得る。調節は、本明細書のいずれかの場所に説明されるように、例えば、図105A-Bおよび図101A-Cに関連して説明されるように、判定されてもよい。
ブロック6916において、源コマンドが、任意の随意の調節後、限界内にない場合、源コマンドは、ブロック6918において、限界に準拠するように制約され得る。例えば、源コマンドは、限界値の最も近くに設定され得る。ある実施形態では、源コマンドは、ゼロと100%を上回る数との間となるように限定され得る。最大限界は、200%であってもよい、または源流動定比弁6050A、B(例えば、図3参照)の数もしくは熱交換器(例えば、図4の6008A-C参照)の数によって乗算される100%に等しくてもよい。最小値はまた、いくつかの実施形態では、ゼロを上回る数であってもよい。例えば、最小値は、5~15%(例えば、10%)であってもよい。
源コマンドが、ブロック6918において、任意の限界に準拠した後、またはブロック6916において、源コマンドが、限界内にある場合、流入源流動が熱交換器間で分流される様式は、モードまたは状態特有であり得る。ブロック6920において、システムが、高温水を生産している場合、コントローラ6034は、ブロック6922において、ブローダウン熱交換器弁コマンドを源デューティサイクルコマンドの全体に設定し得る。値は、上回る場合でも、100%に限定され得る。コントローラ6034は、ブロック6924において、次いで、スルーレート限界を生産水標的温度に適用し得る。これは、現在の標的温度をゆっくりと高温水生産モードの標的温度設定点に改変させ得る。コントローラ6034は、ブロック6926において、温度センサ(例えば、図3のセンサ6082A-Dのうちの1つ)から、現在の生産水温度を示す、温度データ信号を受信し得る。これは、制御ループ(例えば、図101A-Cの7074)にフィードされ得、生産物弁デューティサイクルが、ブロック6928において、本制御ループの出力に設定され得る。いくつかの実施形態では、デューティサイクルは、限界を有し得る、例えば、10%を上回らないように防止され得る(例えば、5%またはそれ未満に制約される)。
ブロック6920において、システム6000が、高温水生産モードではない場合、最大生産物コマンドが、ブロック6930において、プロセッサ6034によって判定され得る。生産物弁デューティサイクルは、制御ループ(例えば、図101A-Cの7074)を介して判定されてもよい。生産物弁デューティサイクルは、ブロック6932において、本制御ループの出力に設定され得る。生産物弁デューティサイクルコマンドは、ブロック6934において、源コマンドから減算され、ブローダウン弁デューティサイクルコマンドを判定し得る。ブロック6936において、ブローダウンコマンドが、100%を上回る場合、生産物弁コマンドは、ブロック6938において、増加され得、ブローダウンコマンドは、ブロック6940において、100%に設定され得る。例示的実施形態では、生産物コマンドは、ブローダウンコマンド-100%に等しい量だけ増加されてもよい。ブロック6942において、ブローダウンコマンドが、最小閾値を下回る場合、ブローダウンコマンドは、ブロック6944において、最小閾値に設定され得る。本閾値は、10%未満(例えば、5%)に設定され得る、事前に定義されたデューティサイクルであってもよい。代替として、閾値は、源コマンドに基づいて判定される、計算された値であってもよい。例えば、ブローダウンコマンドは、合計源コマンドの少なくともあるパーセンテージ(例えば、10%)の値に設定されてもよい。いくつかの実施形態では、閾値は、いくつかの値の最大値として設定されてもよい。そのような実施例では、値は、事前に定義されたデューティサイクルまたは合計源コマンドのパーセンテージであってもよい。値の数のいずれか間の切替(例えば、事前に定義された最小デューティサイクルから合計コマンドの最小パーセンテージ)が存在する場合、ブローダウン熱交換弁へのコマンドは、ステップ毎遷移を防止するために、経時的にスルーレート制御され得る。これは、ブローダウンが精製器6010から除去されるとき、過剰熱がシステム6000から外に放離されないことを確実にし得る。限界を実装し、源水の最小流動がブローダウン熱交換器6008B(例えば、図3参照)内に存在することを確実にすることによって、より多くの熱が、回収され、システム6000をより高い効率性を伴って動作させ得る。加えて、ブローダウン熱交換器6008Bを通る流動を限定することは、本流動の使用が、システム6000の電子機器ボックス6046(例えば、図3参照)を冷却することから使用されることを可能にし得る(図129に関連してより詳細に説明される)。生産物およびブローダウン弁デューティサイクルコマンドは、ブロック6946において、コントローラ6034によって、流動をシステム6000の熱交換器間で分流させるために使用され得る。
ここで図107におけるフローチャート6950を参照すると、いくつかの実施形態では、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、ある状況下では、精製器6010によって発生された生産水が使用地点デバイス(例えば、医療システム6004)に通過しないように防止し得る。例えば、ブローダウンリザーバのレベルが、あまりに長くにわたって、閾値を上回って増加する場合、プロセッサ6034は、ある時間周期にわたって、または事前に定義された体積の生産水が迂回されるまで、精製器6010によって発生された生産水を排水管6018に迂回させ得る。これは、蒸気室6072内の任意の液体が凝縮器6076の中に通過され得る場合、精製器6010の凝縮器6076を洗浄する役割を果たし得る。フローチャート6950では、タイマが、そのような洗浄の間、使用される。プロセッサ6034はまた、リザーバ内のレベルが高くなりすぎる場合、エラーを発生させ得る。
示されるように、システム6000のプロセッサ6034は、ブロック6952において、ブローダウンレベルを監視し得る。ブロック6954において、ブローダウンレベルが、第1の事前に定義されたレベルに違反する場合、エラーが、ブロック6956において、発生され得る。そうでなければ、ブローダウンレベルが、ブロック6958において、事前に定義された第2のレベルを上回って増加する場合、第1のタイマが、ブロック6960において、インクリメントされ得る。第2の事前に定義されたレベルは、第1の事前に定義されたレベルより低くてもよい。いくつかの実施形態では、第1の事前に定義されたレベルは、80%(例えば、90%)またはそれを上回ってもよく、第2の事前に定義されたレベルは、65%(例えば、70%)またはそれを上回ってもよい。ブロック6962において、第1のタイマが、事前に定義された閾値を上回ってインクリメントされている場合、精製器6010からの生産水は、ブロック6964において、排水管6018に迂回され得る。そうでなければ、コントローラ6034は、ブロック6952に戻り得る。第1のタイマのための事前に定義された閾値は、3分(例えば、5分)を上回ってもよい。ブロック6966において、ブローダウンレベルが、第1および第2の事前に定義されたレベルを下回って降下する場合、第2のタイマは、ブロック6968において、インクリメントされ得る。そうでなければ、コントローラ6034は、ブロック6954に戻り得る。第1のタイマは、ブローダウンレベルが第1および第2の事前に定義されたレベルを下回って降下する場合、ゼロにリセットされ得る。ブロック6970において、第2のタイマが、第2のタイマのための閾値を上回ってインクリメントされている場合、プロセッサ6034は、ブロック6972において、生産水が医療システム6004等の使用地点に通過することを可能にし得る。第2のタイマのための閾値は、5分または約その値であってもよい。いくつかの実施形態では、第1のタイマのための閾値および第2のタイマのための閾値は、等しくてもよい。
ブロック6970において、第2のタイマが、閾値を下回る場合、プロセッサは、ブロック6974において、ブローダウンレベルの監視を継続し、ブロック6968において、第2のタイマをインクリメントし得る。しかしながら、ブローダウンレベルが、ブロック6966において、事前に定義されたレベルのうちの1つを上回って増加する場合、超えた事前に定義されたレベルに応じて、ブロック6956において、エラーが、発生され得る、またはブロック6960において、第1のタイマが、インクリメントされ得る。第2のタイマもまた、ゼロにリセットされてもよい。
ここで図108に描写されるフローチャート6980を参照すると、コントローラ6034はまた、ブローダウンレベルが長時間周期にわたって低すぎるシナリオを監視し得る。これは、コントローラが、精製器6010がブローダウンを発生させないように防止する、障害条件を識別することを可能にし得る。示されるように、ブロック6982において、コントローラは、ブローダウンレベルを監視し得る。ブロック6984において、ブローダウンレベルが、事前に定義されたレベル未満である場合、タイマが、ブロック6986において、インクリメントされ得る。事前に定義されたレベルは、5~15%(例えば、10%)のレベルまたはそれ未満であってもよい。ブロック6988において、タイマが、閾値を上回ってインクリメントしている場合、エラーが、ブロック6990において、発生され得る。閾値は、ある実施形態では、3分(例えば、5分)を上回って設定されてもよい。ブロック6988において、タイマが、閾値を上回ってインクリメントしていない場合、コントローラ6034は、ブロック6982において、ブローダウンレベルの監視を継続し得る。ブローダウンレベルが、ブロック6984において、事前に定義されたレベルを上回って上昇する場合、タイマは、ゼロにリセットされ得る。
ここで図109を参照すると、システム6000内の液体レベルを制御するために実行され得る、いくつかの作用を詳述する、例示的フローチャート6460が、示される。液体は、第2の液体と熱伝達および流体連通するリザーバ内にある、第1の液体であり得る。第1の液体レベルは、第2の液体から離れるように蒸発される凝縮蒸気から形成される、凝縮物であり得る。第1の液体レベルは、したがって、第2の液体の蒸発の量を制御することによって調節され得る。フローチャート6460に従って、蒸発が、圧縮器6064の動作を介して調節され得る。圧縮器6064は、第2の液体を第1の液体を貯蔵するリザーバの中に蒸発させることから通過する、蒸気の圧力および温度を増加させる役割を果たし得る。圧縮器6064を介して生成される温度増加の量は、第1の液体を含有するリザーバから第2の液体の中への熱伝達の量を改変する役割を果たし得る。熱伝達の増加は、第2の液体の蒸発の量を改変し、したがって、より多くの凝縮物形成および第1の液体レベルの変化につながり得る。
第1の液体は、精製器6010(例えば、図2参照)の凝縮器6076(例えば、図2参照)内の精製された水プロセス流であり得る。第2の液体は、精製器6010の蒸発器6060(例えば、図2参照)内に含有される、精製されていない源水であり得る。凝縮器6076内の精製された水レベルは、使用地点または凝縮器6076と使用地点との中間の品質感知システムへの出口弁を開放することによって、枯渇され得る。精製された水は、精製器6010がそれを生産することが可能な速度より高速で使用地点で消費され得る。コントローラ6034(例えば、図2参照)は、精製された水の所望の留保レベルが増加される需要のそのような周期にわたって補償するために利用可能であることを確実にするために使用され得る。
ブロック6462において、コントローラ6034は、現在の生産物レベルまたは精製された水レベルを受信し、所望の生産物レベルを判定し得る。現在の生産物レベルは、生産物レベルセンサアセンブリ6078(例えば、図36参照)から提供されてもよい。所望の生産物レベルは、任意の好適な方式で判定され得る、計算または事前に設定された値であってもよい。いくつかの実施形態では、所望される生産物レベルは、例えば、現在の生産水使用率に基づいて判定されてもよい。これらの値から、コントローラ6034は、ブロック6464において、モータ速度目標を計算し得る。モータ速度目標は、それぞれ、所望の生産物レベルおよび現在の生産物レベルを設定点およびフィードバックとして利用する、制御ループ(例えば、PIDまたはPIループ)の出力であってもよい。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのフィードフォワード入力が、モータ速度目標を調節するために提供され得る。源デューティサイクルコマンド(例えば、図100-101A-C参照)および/または加熱要素デューティサイクルコマンドが、フィードフォワード入力として使用され得る。フィードフォワード項は、圧縮器速度目標を提供されるフィードフォワード入力に比例して調節させ得る。例えば、加熱要素デューティサイクルが、所定の閾値(例えば、90%または100%)を上回る場合、圧縮器速度目標は、所定の値に、または所定の量だけ、増加され得る。これは、より高温の高圧スチームが圧縮器6064によって発生されるであろうため、蒸発器6060内の流体を加熱することに役立ち得る。本スチームは、次いで、それが凝縮するにつれて、熱を蒸発器6060に伝達するであろう。いくつかの実施形態では、圧縮器速度目標は、源弁デューティサイクルコマンド6432が事前に定義された閾値を上回る場合、所定の量だけ、または所定の値に増加され得る。再び、これは、より多くの熱伝達を蒸発器6060内の流体の中に生じさせることに役立ち得る。圧縮器速度目標の増加はまた、加熱要素デューティサイクルおよび源弁デューティサイクルの両方が相互に事前に定義された関係にあるときに発生され得る。例えば、圧縮器速度目標は、加熱要素および源弁の組み合わせられたデューティサイクルが所定の値(例えば、180~190%)を上回る場合、上記に説明されるように増加されてもよい。
コントローラ6034は、次いで、ブロック6466において、モータ速度コマンドを発生させ得る。本コマンドは、最後のコマンドされたモータ速度をある量だけモータ速度目標に向かってインクリメントすることによって判定され得る。いくつかの実施形態では、現在のモータ速度が、最後のコマンドされたモータ速度の代わりに、モータ速度目標に向かってインクリメントされ得る。量は、モータの加速および減速を限定する役割を果たす、あるインクリメント限界に限定され得る。本スルーレート限界は、モータ速度を目標に漸増させ得る。インクリメント限界は、インクリメントを任意の単一調節のために約5~10rpm/秒未満またはそれに等しくなるように限定し得る。コントローラ6034はまた、ブロック6468において、モータ速度コマンドと最小および最大速度コマンド値を比較し得る。最小値は、いくつかの具体的実施形態では、約1,500~2,500rpm(例えば、2,000rpm)であってもよい。最大値は、例えば、本明細書で後に説明されるように、少なくとも1つのモータ関連パラメータに応じて異なり得る。最大値は、種々の動作要因に応じて異なり得るが、本変形例は、rpm値として定義される事前に定義されたハード限界または上限以下に限定されてもよい。
ブロック6470において、モータ速度コマンドが、最小および最大値によって定義された範囲を下回る場合、モータ速度コマンドは、ブロック6472において、最小値に設定され得る。範囲を上回る場合、ブロック6474において、最大値に設定され得る。モータ速度コマンドは、次いで、ブロック6476において、モータに、またはモータ動作の低レベル制御のタスクを課され、モータハードウェアとインターフェースをとる、別個のモータコントローラに供給され得る。モータ速度コマンドは、事前に定義された時間間隔で周期的に発生され得る。したがって、モータ速度コマンドは、間隔が経過する度に更新され得る。
ある実施形態では、ここで図110におけるフローチャート7000を参照すると、モータ速度コマンドは、モードまたは状態特有である、事前に定義されたモータ速度コマンドに基づき得る。例えば、モータ速度コマンドは、概して、圧縮器6064(例えば、図3参照)が使用される、モード毎に定義された公称値に設定され得る。公称値は、予期されるブローダウン率および生産物使用率に基づいて、それらが良好なレベル制御を達成するように選定されてもよい。モータ速度コマンドは、システム6000があるモード状態に入った後、そのモードまたは状態のために定義された公称値に向かって漸増され得る。これは、上記に説明されるスルーレート限界に類似する様式において生じてもよい。加えて、モータ速度コマンドは、システム6000の動作の間、周期的に計算され得る、コマンドのための限界に基づいて定義された公称値から改変されてもよい。図110におけるフローチャート7000に示されるように、コントローラ6034は、ブロック7002において、ブローダウンレベル値を受信し得る。ブロック7004において、ブローダウンレベルが、所定の閾値を上回る場合、最後のモータ速度コマンドが、ブロック7006において使用され得る。いくつかの実施形態では、モータ速度コマンドは、代わりに、デクリメントされ得る。所定の閾値は、ある実施形態では、65~80%(例えば、75%)のブローダウンレベル値であってもよい。これは、水レベルが高い場合、精製器6010(例えば、図3参照)内の源水をより激しく沸騰させることを回避することに役立ち得る。
ブロック7004において、ブローダウンレベル値が、所定の閾値を下回る場合、スルーレート限定モータ速度コマンドが、ブロック7008において、判定され得る。コントローラ6034(例えば、図3参照)は、例えば、システム6000が現在ある、モードまたは状態のために定義された公称モータ速度に向かったインクリメント限界だけ、モータ速度コマンドを調節し得る。ある実施形態では、インクリメント限界は、5~10rpm/秒(例えば、8rpm/秒)であってもよい。公称モータ速度は、通常生産水生産に関しては、4,500rpmに設定されてもよい。高温水生産に関しては、公称モータ速度は、通常生産水生産のための公称モータ速度を下回るように設定されてもよい。例えば、公称モータ速度は、高温生産水生産に関しては、2,200rpm~3,700rpm(例えば、3,500rpm)に設定されてもよい。高温生産水生産公称モータ速度は、通常生産水生産公称モータ速度の50~80%であってもよい。
ブロック7010において、コントローラ6034は、モータ速度コマンドが任意のモータ速度コマンド限界内にあることを確実にし得る。そのような限界は、本明細書のいずれかの場所で説明される。ブロック7012において、新しいモータ速度コマンドが、発生され得る。
高温水生産のための公称モータ速度は、いくつかの実施形態では、較正値であってもよい。同様に、いくつかの実施形態では、通常温度水生産のための公称モータ速度もまた、較正値であってもよい。較正値は、製造の間、判定されてもよく、具体的精製器6010に基づいてもよい。高温水生産公称モータ速度値は、例えば、システム6000を高温水生産状態にもたらし、圧縮器6064のためのモータ速度がある範囲を通して改変され得るにつれて、データを収集することによって判定されてもよい。代替として、コントローラ6034は、モータ制御ループが理想的値に落ち着くための時間量を配分されてもよい。公称高温水生産モータ速度のために選定される特定の値は、その特定の精製器6010のために最適である、速度であってもよい。本値は、いくつかの特性のいずれかまたはその任意の組み合わせに基づいて選定されてもよい。例えば、公称高温水生産モータ速度のための値は、特定の閾値(例えば、96℃)を上回る(例えば、図3のセンサ6082A-Dによって感知されるような)生産水出力温度を発生させる、値であってもよい。値は、低圧蒸気が少なくともある閾値の温度(例えば、108℃)を有する、値であってもよい。値はまた、生産水出力温度または蒸気流の温度等の温度が比較的に安定する、値であってもよい。値はまた、精製器6010内の任意のレベルセンサから読み取られるレベルが比較的に安定する、値であってもよい。値は、低圧蒸気センサ6064(例えば、図3参照)から読み取られる温度と高圧蒸気圧力センサ6068(例えば、図3参照)との間の関係に基づいて選定されてもよい。例えば、これらの値間のデルタは、ある量を上回ることが要求され得る。これらの値はまた、比較的に安定することが要求され得る。蒸気圧力値はまた、動作の間、流体を精製器6010から外に駆動するために十分に高いことが要求され得る。高温水生産のための公称モータ速度値はまた、生産水の出力量に基づいて選定されてもよい。値は、例えば、単位時間あたり少なくともある量の生産水が生産される、値であってもよい。
ここでまた図111を参照すると、公称モータ速度値を自動的に較正するために使用され得る、例示的作用を詳述する、フローチャート7900が、描写される。例示的実施形態では、自動較正は、高温水生産モータ速度に関連して説明されるが、システム6000の他の動作状態のためのモータ速度値の自動較正も同様に、判定されてもよい。示されるように、ブロック7902において、コントローラ6034上で動作するモータコントローラは、通常水生産から高温水生産への遷移状態に入り得る。これは、例えば、システム6000が高温水生産準備状態(図95に関連してさらに説明される)に入るときに生じ得る。ブロック7902に示されるように、いったん遷移状態に入ると、モータ速度は、測定されたスチーム温度をそのスチーム温度のための標的に向かわせる、値に向かってスルーレート制御され得る。スチーム温度は、低圧スチーム温度センサ6066(例えば、図3参照)によって測定されるような低圧スチーム温度であってもよい。モータ速度の本スルーレート制御は、事前に定義された時間量が経過するまで、継続し得る。遷移状態はさらに、図112に関連して説明される。ブロック7904において、モータコントローラは、ある時間量にわたって、安定化状態に入り得る。これは、スチーム温度が、次のモータコントローラ状態に進む前に、比較的に安定した値に保持されることを確実にし得る。安定化状態は、図112に関連してさらに説明される。
ブロック7906において、モータコントローラは、高温水生産状態に入り得る。これは、例えば、システム6000が高温水生産状態(例えば、図96に関連してさらに説明される)に入ると生じ得る。示されるように、ブロック7906において、モータ速度は、再び、測定されたスチーム温度をそのスチーム温度のための標的に向かってもたらす、値に向かってスルーレート制御され得る。さらなる説明は、例えば、図113に提供される。高温生産状態のための理想的モータ速度値を絞り込むために、バイナリタイプ検索が、行われ得る。ブロック7908において、コントローラ6034は、現在の速度と高温生産状態開始モータ速度との間のデルタを判定し得る。ブロック7910において、デルタが、ある範囲外である場合、コントローラ6034は、ブロック7912において、モータコントローラによって使用される範囲を縮小し、ブロック7904において、再び、進入する安定化状態に入り得る。これは、モータ速度が、一貫してほぼ高温水生産のための理想的較正値として選定されることになる値であることを確実にすることに役立ち得る。いくつかの実施形態では、範囲は、最小および最大可能値の境界によって定義されてもよい。範囲が、ブロック7912において、縮小されるとき、超過した境界と反対の境界の値が、縮小され得る。例えば、超過した境界は、-0.5(またはある他の負の分率)によって乗算され得、その積が、新しい反対境界として設定され得る。さらなる説明は、図114に関連して提供される。
ブロック7910において、デルタが、範囲内である場合、コントローラ6034は、ブロック7914において、現在のスチーム温度と高温生産状態のための標的スチーム温度との間の差異を判定し得る。ブロック7916において、デルタが、閾値を下回らない場合、フローチャート7900は、ブロック7906に戻り得、モータ速度コントローラは、デルタに基づいて、モータ速度をスルーレート制御させ得る。ブロック7916において、デルタが、閾値を下回る場合、タイマが、ブロック7918において、インクリメントされ得る。ブロック7920において、タイマが、閾値を上回ってインクリメントされている場合、現在のモータ速度は、ブロック7922において、理想的較正された高温水生産モータ速度値として保存され得る。ブロック7920において、タイマが、閾値を上回らない場合、フローチャート7900は、ブロック7906に戻り得、モータ速度コントローラは、デルタに基づいて、モータ速度をスルーレート制御させ得る。デルタが、ブロック7916において、閾値を上回って上昇する場合、タイマは、ゼロにリセットされ得る。
ここでまた図112を参照すると、モータ速度設定点のための自動較正において使用され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート6860が、描写される。例示的フローチャート6860は、高温水生産状態の間の使用のためのモータ速度値を較正する状況において説明される。示されるように、ブロック7862において、モータコントローラは、自動較正が有効にされた状態でモータ速度遷移状態に入り得る。典型的には、これは、システム6000が最初に稼働されたとき(おそらく、消費者に発売される前の製造の間に)生じ得る。いくつかの実施形態では、自動較正は、ある稼働時間数がシステム6000によって累積された後に実施され得る。したがって、モータ速度設定点は、システム6000が経年するにつれて導入され得る、差異を考慮するように調節され得る。
ブロック7864において、モータコントローラは、現在のスチーム温度と、遷移状態のための標的流温度とを受信し得る。スチーム温度は、低圧スチーム温度センサ6066(例えば、図3参照)によって測定されるような低圧スチーム温度であってもよい。標的スチーム温度は、ある実施例では、107~110℃9(例えば、108.5℃)であってもよい。ブロック7866において、コントローラ6034は、スルーレートコマンドを発生させ、本コマンドをモータ速度に適用し得る。ブロック7868において、遷移状態タイマおよび自動較正合計時間が、インクリメントされ得る。ブロック7870において、遷移状態タイマが、閾値を上回らない場合、コントローラ6034は、ブロック7864に戻り得る。遷移状態時間閾値は、自動較正が有効にされないときの典型的遷移状態時間を上回る、事前に定義された時間量であってもよい。いくつかの実施形態では、遷移状態タイマは、100~150分(例えば、130分)または典型的遷移状態時間の6~7倍(例えば、6.5倍)であってもよい。
ブロック7870において、遷移状態タイマが経過する場合、コントローラ6034は、遷移状態が完了したことを示し得、少なくとも1つの高温水生産状態コントローラが、ブロック7872において、初期化され得る。ブロック7874において、モータコントローラは、較正安定化状態に入り得る。ブロック7876において、安定化状態タイマは、インクリメントされ得、自動較正合計時間も、インクリメントされ得る。いったん、ブロック7878において、安定化状態タイマが、所定の閾値を上回って増加すると、モータコントローラは、ブロック7880において、次の状態に入り得る。安定化状態の完了時のモータ速度もまた、ブロック7880において、次の状態のための開始モータ速度値として保存され得る。次の状態は、高温水生産状態であってもよい。
ここで図113を参照すると、モータ速度設定点のための自動較正において使用され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート7930が、描写される。例示的フローチャート7930は、高温水生産状態の間の使用のためのモータ速度値を較正する状況において説明される。示されるように、ブロック7932において、モータコントローラは、自動較正が有効にされた状態で高温水生産状態に入り得る。これは、図96に関連してさらに説明される、システム6000が高温水生産状態に入るときに生じ得る。ブロック7934において、少なくとも1つの高温水状態モータコントローラは、現在のスチーム温度と、標的高温水生産状態温度とを提供され得る。スチーム温度は、低圧スチーム温度センサ6066(例えば、図3参照)によって測定されるような低圧スチーム温度であってもよい。
ブロック7936において、現在の温度が、閾値を下回る場合、コントローラ6034は、ブロック7938において、モータ速度が高すぎると結論付け得る。ブロック7940において、現在の温度が第2の閾値を上回る、または加熱器コマンドが飽和される場合、コントローラ6034は、ブロック7942において、モータ速度が低すぎると結論付け得る。いくつかの実施形態では、加熱器コマンドは、加熱器コマンドが事前に定義されたデューティサイクル(例えば、90%)を上回る場合、飽和されていると判定され得る。代替として、または加えて、加熱器コマンドは、加熱器コマンドが、システム6000をシステム電力引出閾値状態のままにする、デューティサイクルにある場合、飽和されていると判定され得る。
ブロック7944において、現在の温度が、ブロック7936および7940における第1または第2の閾値の違反ではない場合、第1のコントローラの出力が、ブロック7946において、コマンドされたモータ速度を判定するために使用され得る。ブロック7944において、現在の温度が、ブロック7936および7940における第1または第2の閾値に違反する場合、第2のコントローラの出力が、ブロック7946において、コマンドされたモータ速度を判定するために使用され得る。コマンドが、ブロック7950において、発生され得る。第1の制御ループおよび第2の制御ループは、異なる利得を有する、PIDまたはPIコントローラであってもよい。加えて、第1および第2のコントローラの初期出力は、異なるようにフィルタ処理され得る。例えば、第1の制御ループは、あまり積極的ではないようにその利得を設定させるように、低域通過フィルタ処理され得る。したがって、第1の制御ループは、第2の制御ループより低速またはあまり反応性ではなくあり得る。図113に示されるように、制御ループ間の切替が、生じる場合、制御ループは、その初期出力が前の制御ループの出力またはその近傍にあるように設定され得る。これは、ブロック7950において発生されたコマンドの大ステップ毎変化を回避することに役立ち得る。ある実施例では、項のうちの1つ、例えば、積分器項の値は、最初に、切替が生じるとき、他の制御ループの積分器項の値に設定され得る。
ここでまた図114を参照すると、モータ速度設定点のための自動較正において使用され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート7960が、描写される。例示的フローチャート7960は、高温水生産状態の間の使用のためのモータ速度値を較正する状況において説明される。図111に関連して上記に述べられるように、自動較正(図112参照)の間の高温水生産状態では、コントローラ6034は、高温水状態に入った以降のモータ速度の変化の量を監視し得る。本デルタが、ある点を超えて増加する場合、コントローラ6034は、高温水生産状態を終了し、再び、安定化状態に入り得る。これは、コントローラ6034が、オーバーシュートまたはアンダーシュートピークを高温水生産状態におけるモータのための理想的速度として誤認しないことを確実にすることに役立ち得る。
示されるように、ブロック7962において、コントローラは、現在のモータ速度とその状態に入ったことに応じたモータ速度との間の差異を判定し得る。ブロック7964において、差異が、最大閾値を上回るまたはそれに等しい場合、反対の最小閾値が、ブロック7966において、低減され得る。示されるように、ブロック7966において、最小差異閾値は、現在の最大差異閾値と事前に定義された調節係数の積によって低減され得る。本調節係数は、-0.5等の負の分率であってもよい。安定化状態に、再び、ブロック7968において入り得る。ブロック7970において、ブロック7962からの差異値が、最小閾値未満またはそれに等しい場合、最大差異閾値が、ブロック7972において、低減され得る。示されるように、ブロック7972において、最大差異閾値は、現在の最小差異閾値と事前に定義された調節係数の積によって低減され得る。本調節係数は、-0.5等の負の分率であってもよい。安定化状態に、再び、ブロック7968において入り得る。ブロック7964および7970において、デルタが、最大および最小閾値の境界内である場合、自動較正合計時間は、ブロック7974において、インクリメントされ得る。
図111に関連して説明されるように、コントローラ6034は、スチーム温度が、ある時間周期にわたって、標的値に近接するまで、モータ速度を調節し続け得る。いったんスチーム温度が、安定し、標的値に近接すると、現在のモータ速度は、システム6000が高温水生産状態に入るとき、将来的に使用されるために、理想的較正されたモータ速度値として保存され得る。
ここでまた図115に示されるフローチャート6480を参照すると、最大モータ速度値が、新しいモータ速度コマンドが発生される度に計算され得る。コントローラ6034は、ブロック6482において、少なくとも1つのモータパラメータを示すデータ信号を受信し得る。例示的フローチャート6480では、列挙されるパラメータは、モータ温度および力率補正電流である。いくつかの実施形態では、温度のみが、使用され得、最大速度値は、力率補正電流に基づいて判定または調節されない。パラメータは、それぞれ、モータと関連付けられるモータ温度センサ(例えば、サーミスタまたは熱電対)力率補正電流監視回路網によって発生され得る。コントローラは、ブロック6484において、モータ温度が閾値を上回るかどうかをチェックし得る。コントローラ6034はまた、ブロック6486において、力率補正電流が閾値を上回るかどうかをチェックし得る。いずれかがその事前に定義された閾値を上回る場合、コントローラ6034は、ブロック6488において、現在の最大速度値がモータ速度コマンドを上回るかどうかをチェックし得る。最大速度は、ブロック6490において、最大速度値がモータ速度コマンドを上回る場合、コマンドされたモータ速度に設定され得る。ブロック6490において、最大速度値を調節後、または最大速度がモータ速度コマンドを上回らない場合、最大速度値は、ブロック6492において、低下され得る。最大速度を低下させるために、最大速度は、ある量だけデクリメントされ得る。種々の実施例では、量は、図109または110に関連して上記に説明されるインクリメント限界であってもよい。代替として、量は、インクリメント限界未満であってもよい。ある実施例では、量は、5rpm/秒であってもよい。最大速度値が最小速度を下回って降下する場合、最大速度は、最小速度値に等しくなるように設定され得る。示されるように、最大速度は、ブロック6492において、例えば、デクリメントが最大速度値を最小速度値を下回って降下させる場合、調節され得る。
最大速度値はまた、あるシナリオでは、増加されてもよい。例えば、モータ温度が、ブロック6494において、第2の閾値を下回る場合、または力率補正電流が、ブロック6496において、第2の閾値を下回る場合、最大速度は、ブロック6498において、増加され得る。最大速度値は、図109および110に関連して上記に説明されるインクリメント限界だけ増加され得る。代替として、最大速度は、インクリメント限界未満の量だけ増加され得る。ある実施例では、量は、5rpm/秒であってもよい。第2の温度閾値または力率補正閾値は、上記に説明される個別の第1の閾値と同一または異なってもよい。また、最大速度値が事前に定義された値を超えないように防止する、モータ速度上限も存在してもよい。インクリメントが、最大速度値に上限を上回らせるであろう場合、最大速度値は、上限に調節され得る。上限は、いくつかの実施形態では、約4,500~6,500rpm(例えば、5,000rpm)であってもよい。上限は、最小速度値の約2~3倍(例えば、2.5倍)であってもよい。
現在のモータ温度および力率補正電流が、その個別の第1の閾値と第2の閾値との間にある場合、最大速度は、ブロック6500の変更を伴わずに、維持され得る。ブロック6502において、最大速度は、図100に関連して上記に説明されるもの等のコントローラに提供され得る。したがって、最大速度値は、所望に応じて、システムの動作の間、動的に調節され得る。
ここで図116を参照すると、システム6000のコントローラ6034(例えば、図3参照)はまた、非典型的動作に関して圧縮器モータを監視し得、正当化される場合、障害条件を発生させ得る。図116のフローチャート6740に示されるように、コントローラ6034は、ブロック6742において、現在のモータ速度とコマンドされたモータ速度との間のデルタを判定し得る。ブロック6744において、本デルタが、事前に定義された閾値を下回る場合、コントローラ6034は、ブロック6746において、本明細書のいずれかの場所で説明されるように、モータの通常動作をコマンドし続け得る。コントローラ6034は、動作全体を通して、非典型的モータ動作を監視し続け得る。ブロック6744において、デルタが、閾値を上回る場合、タイマが、ブロック6748において、インクリメントされ得る。ある実施形態では、閾値は、400~600rpm(例えば、500rpm)に設定されてもよい。ブロック6750において、タイマが、所定の限界を上回ってインクリメントされる場合、エラーが、ブロック6752において、発生され得る。モータはまた、無効にされ、停止するようにコマンドされ得る。タイマ限界は、1分(例えば、30秒)未満であってもよい。ブロック6750において、タイマが、限界に違反していない場合、動作は、ブロック6746において、通常通り継続し得る。デルタが、閾値を超えた後、閾値を下回って降下する場合、タイマに関する任意の累積された時間は、ゼロにリセットされ得る。いくつかの実施形態では、デルタが、閾値を上回って上昇している場合、デルタは、タイマがリセットされる前に、ある時間周期にわたって、閾値を下回って降下することが要求され得る。
ここで図117を参照すると、例示的制御システムを詳述する、例示的制御略図6510が、示される。制御システムは、カスケード制御システムであり得、精製器6010の少なくとも1つの加熱要素6054の動作を統制する、コマンド6544を発生させるために使用され得る。複数の制御ループが、コマンドを発生させるために使用されてもよい。第1の制御ループは、例えば、間接的に、加熱要素6054を制御し得る一方、第2の制御ループは、直接、加熱器デューティサイクルコマンドを出力し得る。そのような実施形態では、第1の制御ループは、第2の制御ループのための設定点を発生させ得る。
コマンドは、コマンド6544に課される種々の制御限界(例えば、電力または他の電気限界)に準拠しながら、精製器6010内の流体を標的温度または温度範囲(例えば、102~116℃)にするように計算され得る。コントローラ6034(例えば、図2参照)は、少なくとも1つの流体に関する温度データならびに水溜6052内の加熱要素6054に隣接する第2の流体の温度を収集し得る。本データは、第1および第2の流体の温度設定点と併せて、コマンド6544を発生させるために使用されてもよい。図117における例示的制御略図6510はまた、精製器6010内の温度を急速に改変し得る、種々の擾乱に迅速に反応することに役立つように装備される。
示されるように、第1のプロセス流の温度読取値6512は、そのプロセス流と連通する温度センサ6066によって採取され得る。実施例では、温度センサは、圧縮器6064に進入する蒸気の温度を監視する、低圧蒸気センサ6066である。温度読取値6512は、総和器6516内で標的温度値6514と組み合わせられてもよい。再び、以前に述べられたように、本明細書の任意の場所における単語「総和器」の使用は、加算のみが実施されなければならないことを意味すると解釈されないものとし、種々の入力が出力の中に組み合わせられることにすぎない。総和器6516の出力は、第1の流体温度6518のための制御ループにフィードされ得る。例示的実施形態では、第1の流体温度制御ループ6518は、出力を総和器6524に提供する、PID制御ループとして描写される。種々の実施形態では、第1の流体温度制御ループ6518内の利得値のうちの少なくとも1つは、ゼロに設定され得る(例えば、KD)。いくつかの実施形態では、第1の流体温度制御ループ6518の少なくとも1つの利得(例えば、Ki)は、事前に定義された基準のセットに応じて改変されてもよい。例えば、改変される利得は、別の制御ループの出力が飽和した状態になる場合、減少されてもよい(例えば、ゼロに設定される)。標的温度6512は、ある実施形態では、事前に定義された値であってもよく、モードまたは状態特有であってもよい。例えば、通常の精製された水生産および高温精製された水生産の間の標的温度は、それぞれ、108℃および104℃であってもよい。高温精製された水生産の間の標的温度は、通常の精製された水生産状態における標的温度未満であるが、少なくとも95%であってもよい。
標的温度6512はまた、総和器6522内でオフセット6520と組み合わせられてもよい。本オフセット6520は、所定の値、例えば、-1~-10℃(例えば、-4℃)であってもよい。オフセット6520は、制御ループ6518、6538の統制下のみにあるであろうものより迅速に提供される任意の標的設定点に到達する、初期状態から、制御システムを始動させる役割を果たし得る。総和器6522の出力は、総和器6524内で第1の温度制御ループ6518の出力と組み合わせられてもよい。
第2の流体の現在の温度6528は、温度センサ6058によって感知され、総和器6530内で総和器6524の出力と組み合わせられ得る。第2の流体は、精製器の水溜6052内に受容されている、源流体であってもよい。総和器6530の出力は、水溜6052内の流体の温度を制御し得る、第2の流体制御ループ6532にフィードされ得る。したがって、第1の流体温度制御ループ6518は、外側制御ループとして作用し得、第2の流体温度制御ループ6532は、内側制御ループとして作用し得る。第1の流体温度制御ループ6518と同様に、第2の流体温度制御ループは、PID制御ループであってもよい。第2の流体制御ループ6532内の利得のうちの少なくとも1つは、ゼロに設定され得る(例えば、KD)。第2の流体温度制御ループ6532の出力は、暫定加熱器コマンドデューティサイクルであってもよい。
少なくとも1つの擾乱モニタもまた、いくつかの実施形態では、含まれてもよい。擾乱モニタは、監視される擾乱に関連するデータをフィードフォワードコントローラ6536提供し得る。フィードフォワードコントローラ6536は、総和器6538に通過される、擾乱補償出力を発生させ得る。複数の擾乱が、監視される場合、各擾乱は、その独自のフィードフォワードコントローラと関連付けられてもよい。複数のフィードフォワードコントローラからの複数の補償出力は、組み合わせられた補償出力が総和器6538に提供される前に、フィードフォワード総和器(図示せず)内で組み合わせられてもよい。図117に示される実施例では、擾乱は、源コマンドデューティサイクル6432(例えば、図100参照)である。源コマンドデューティサイクル6432が、増加するにつれて、より大きい体積の比較的に低温の源流体が、水溜6052に進入し、全体的温度を冷却し得る。フィードフォワードコントローラ6536は、先を見越して、暫定加熱器コマンド出力を調節し、精製器6010に進入する低温の源水の増加される体積を補償する役割を果たし得る。例えば、源コマンドデューティサイクル6432が、大きい(例えば、100%)場合、フィードフォワードコントローラ6536は、加熱要素6054のための暫定デューティサイクルコマンドを増加させる、出力を生成し得る。
総和器6538からのフィードフォワード調節された加熱器コマンドデューティサイクルを少なくとも1つの加熱要素6054に提供する前に、総和器6538の出力は、1つ以上の閾値6540に対してチェックされ得る。総和器6538の出力が、閾値のうちの1つの違反を引き起こすであろう場合、加熱器デューティサイクルは、再び、調節され得る。コントローラ6034は、力率補正電流をチェックし、事前に定義された限界を上回るかどうかを判定し得る。事前に定義された限界を上回る場合、フィードフォワード調節されたデューティサイクルコマンドは、現在の限定器6542において改変され得る。例えば、コマンドは、最後のコマンドされた加熱器デューティサイクル6544に改変され得る。代替として、総和器6538からのコマンドは、最大加熱器電力限界に対してチェックされ得る。本限界は、動的であり得、最大システム6000電力を超えないように設定され得る。限界は、少なくとも部分的に、圧縮器6064(例えば、図3参照)のモータに配分されている電力の量に基づいて判定されてもよい。最大加熱器6054(例えば、図3参照)電力限界は、例えば、システム6000のための事前に定義された電力値(例えば、最大合計電力)から圧縮器6064モータのために配分される電力を減算することによって計算されてもよい。本最大合計電力は、1,150ワットまたは約その値であってもよい。いくつかの実施形態では、最大加熱器6054電力限界は、加熱器デューティサイクルの観点から表され得る。加熱器デューティサイクルパーセントとワット数との間の関係が、変換を実施するために使用されてもよい。本関係は、実験的に判定されてもよい。デューティサイクル限界が、使用される場合、デューティサイクルは、90%等の最大値に限定されてもよい。
改変後、または総和器6538の出力が、閾値6540を上回らない場合、最終加熱器デューティサイクルコマンド6544が、発生され得る。本コマンドは、加熱要素6054に提供され得る。
ここで図118を参照すると、フィードフォワードコマンドを発生させるために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート6590が、描写される。示されるように、ブロック6592において、コントローラは、所望の温度と源入口温度との間の差異を判定し得る。所望の温度は、例えば、図117に関連して説明される標的温度6514であってもよい、またはそうでなければシステム6000の別の制御ループによって発生されてもよい。例えば、第1の流体温度制御ループ6518から、または図117の総和器6524からの出力であってもよい。源入口温度は、精製器6010に進入する流体流を監視する温度センサによって提供されてもよい。代替実施形態では、水溜6052内の流体温度の読取値が、使用されてもよい。精製器6010に進入する推定される質量流量もまた、ブロック6594において、判定され得る。センサが、質量流量を監視するために採用されてもよい。代替として、質量流量は、源入口弁デューティサイクルと精製器に進入する水の体積との間の関係を実験的に判定することによって、推定されてもよい。例えば、mL/単位時間/パーセントデューティサイクルの数が、実験的に判定されてもよい。本値は、次いで、ブロック6594において、精製器6010の中への質量流量の推定値として使用され得る。ブロック6596において、コントローラ6034は、精製器6010の中への推定される質量流量を所望の温度に加熱するために要求される電力の量を判定し得る。推定される質量流量、熱動態特性(例えば、水の比熱、蒸発の熱等)、および源または水溜温度と所望の温度との間のデルタが、ブロック6596において、要求される電力を計算するために使用され得る。ブロック6596において計算される電力要件は、ブロック6598において、フィードフォワード項として作用するであろう、対応する加熱器デューティサイクルを判定するために使用され得る。加熱器デューティサイクルパーセントとワット数との間の関係が、変換を実施するために使用されてもよい。フィードフォワード項は、ブロック6600において、加熱要素コントローラに送信され得る。いくつかの実施形態では、フィードフォワード項は、ブロック6600において、加熱要素コントローラに送信される前に、フィードフォワード項のために定義された最小値と最大値との間に限定され得る。ある実施形態では、フィードフォワード項は、0%~90%に限定されてもよい。
ここで図119を参照すると、システム6000のコントローラ6034はまた、非典型的動作に関して加熱器6054を監視し得、正当化される場合、障害条件を発生させ得る。図119に描写されるフローチャート6760に示されるように、コントローラ6034(例えば、図3参照)は、ブロック6762において、現在の加熱器電圧および加熱器電流を判定し得る。ブロック6764において、コントローラ6034は、現在の加熱器電力を判定し得る。コントローラ6034は、ブロック6766において、現在の加熱器デューティサイクルコマンドを求め得る。予期される加熱器電力が、ブロック6768において、現在の加熱器デューティサイクルコマンドから判定され得る。現在の加熱器電力と予期される電力との間のデルタが、ブロック6770において、計算され得る。ブロック6772において、デルタが、事前に定義された閾値を下回る場合、コントローラ6034は、ブロック6774において、本明細書のいずれかの場所で説明されるように、加熱器6054の通常動作をコマンドし続け得る。コントローラ6034は、動作全体を通して、非典型的加熱器動作を監視し続け得る。ブロック6772において、デルタが、事前に定義された閾値を上回る場合、タイマが、ブロック6776において、インクリメントされ得る。ブロック6778において、タイマが、事前に設定されたタイマ限界を上回ってインクリメントされている場合、エラーが、ブロック6780において、発生され得る。そうでなければ、加熱器6054の動作は、ブロック6774において、通常通り継続し得る。デルタが、閾値を超えた後、閾値を下回って降下する場合、タイマに関する任意の累積された時間は、ゼロにリセットされ得る。いくつかの実施形態では、デルタが、閾値を上回って上昇している場合、デルタは、タイマがリセットされる前に、ある時間周期にわたって、閾値を下回って降下することが要求され得る。
ここで図120を参照すると、軸受引込流量センサ6562を含む、システム6000の代表的ブロック図が、描写される。軸受引込流量センサ6562は、流体が実際に水精製器6010のインペラ6216のためのインペラ軸受6560に流動していることを示す、データを発生させ得る。本明細書のいずれかの場所に説明されるように、軸受引込のための流体源は、水精製器6010の凝縮器6076に取り付けられる、精製された水リザーバ6012であってもよい。軸受引込流量センサ6562はまた、インペラ軸受6560への流体の流率が容認可能な事前に定義された範囲(例えば、約1グラム/秒)内であることを示し得る。示されるように、軸受引込流量センサ6562は、軸受引込ポンプ6080の下流に位置付けられる。軸受引込流量センサ6562は、加えて、または代わりに、実施形態に応じて、軸受引込ポンプ6080の上流に配置されてもよい。任意の好適な流量センサが、軸受引込流量センサ6562として使用されてもよいが、しかしながら、例示的実施形態では、軸受引込流量センサ6562は、熱センサとして描写される。ある実施形態では、軸受引込流量センサ6562は、熱センサと、圧力センサとを含んでもよい。熱センサが、使用される場合、熱センサ(例えば、熱電対またはサーミスタ)は、軸受引込流動温度を表す信号をシステム6000のコントローラ6034に提供する、インラインプローブであってもよい。軸受引込流量センサ6562および/またはポンプ6080は、熱を急速に消散させることに役立つ、フィンまたは類似突出部等の熱消散特徴6564を含んでもよい。
ここで、軸受引込流量センサ6562が熱センサである、図121を参照すると、センサによって発生された温度データが、流体流動の有無および/または軸受引込流動の率が容認可能であるかどうかを示し得る。図121のフローチャート6570に示されるように、軸受引込ポンプが、ブロック6572において、アクティブ化され得る。軸受引込導管内の任意の既存の流体は、ブロック6574において、パージされ得、導管は、精製された水の温度にもたらされ得る。軸受引込流量センサ6562は、ブロック6576において、軸受引込流の温度を監視し、温度を表すデータをコントローラ6034(例えば、図2参照)に提供し得る。
軸受引込ポンプ6080が、適切に機能していない、閉塞が、生じる、または軸受引込ポンプ6080が、流体を生産物リザーバ6012から引き出すことが不可能である場合、軸受引込導管内の温度は、降下し始め得る。降下は、比較的に有意であり得、いくつかの実施形態では、5秒毎に1℃を上回り得る。ブロック6578において、軸受引込流量センサ6562によって示される温度が、事前に定義された値を超えて降下する場合、エラーが、ブロック6580において、発生され得る。ブロック6578において、温度が、本値を下回って降下しない場合、動作は、軸受引込導管内の流動を示すデータが予期される通りであるため、ブロック6582において、継続し得る。
事前に定義された温度値は、いくつかの実施形態では、静的値であってもよい。他の実施形態では、エラーを発生させるために使用される温度値が、システム6000内の別の温度測定値に基づいて計算されてもよい。例えば、コントローラ6034は、(例えば、温度センサ6066からの)低圧スチーム温度を使用し、エラー温度値を判定してもよい。エラー温度値は、低圧スチーム温度の25~35℃(例えば、30℃)未満に設定されてもよい。これらの2つの温度間のデルタは、コントローラ6034によって追跡され、軸受引込ポンプ6080が予期される通りに動作しているかどうかを判定し得る。
いくつかの実施形態では、温度値自体は、エラーが存在するかどうかを判定するために使用され得ない。代わりに、温度信号は、さらに分析され、潜在的に、軸受引込導管内の異常流動条件のより高速の検出をもたらし得る。そのような実施形態では、温度信号は、微分され得、変化率が、温度値の代わりに使用され得る。変化率が、事前に定義された率を上回る場合、コントローラ6034は、ブロック6580において、エラーを発生させ得る。
ここで図122を参照すると、精製器6010(例えば、図3参照)の凝縮器6076(例えば、図3参照)内の生産物のレベルを制御するために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート7100が、描写される。ある実施形態では、凝縮器6076に流動的に接続される、生産物リザーバ6012内の生産物リザーバレベルセンサ6078を介して、レベルが、測定され得る。コントローラ6034(例えば、図3参照)は、本明細書のいずれかの場所に説明されるように、凝縮器6076がリザーバとしての役割を果たすように、ある体積の生産水を凝縮器6076内に維持し得る。これは、生産水が、精製器6010によって生産され得るものより高速の率で、使用地点において使用されることを可能にし得る。精製器6010内に維持される量は、取り付けられる使用地点デバイスまたはシステムの予期される需要および需要の偏移に基づいて選定されてもよい。さらなる説明は、図83に関連して提供される。
示されるように、システム6000のコントローラ6034は、ブロック7102において、高圧蒸気温度を受信し得る。本読取値は、高圧蒸気温度センサ6068(例えば、図3参照)を介して供給され得る。ブロック7104において、高圧蒸気温度が、最小限界(例えば、104℃)を下回る場合、生産物リザーバ出口は、ブロック7106において、閉鎖され得る。いくつかの実施形態では、生産物リザーバ出口は、生産物リザーバ6012内に所望のレベルを維持するために、生産水を排液仕向先6018(例えば、図3参照)または他のリザーバに迂回させるように開放される、ダイバータ弁6084(例えば、図3参照)であってもよい。ブロック7104において、高圧蒸気温度が、最小限界を下回る場合、使用地点デバイス(例えば、医療システム6004)につながる弁等の付加的生産物リザーバ出口弁もまた、閉鎖され得る。これは、生産水の流動を凝縮器6076および生産物リザーバ6012から外に駆動するために活用され得る、圧力の蓄積を補助し得る。ブロック7104において、高圧蒸気温度が、最小限界を上回る場合、コントローラ6034は、ブロック7108において、現在の標的生産物レベルの率限界を事前に定義された体積貯蔵目標に向かってスルーレート制御させ得る。事前に定義された体積貯蔵目標は、生産物リザーバ6012内の30%のレベルであってもよい。いくつかの実施形態では、これは、凝縮器6076および生産物リザーバ6012内に、システムの使用地点デバイス(例えば、図3の医療デバイス6004)が、高精製された水使用量の周期の間、引き出し得る、1~2リットルの緩衝体積を維持し得る。
コントローラ6034は、ブロック7110において、生産物リザーバレベルセンサ6078からのレベルを受信し得る。ブロック7112において、レベルコントローラは、生産物リザーバ出口(例えば、図3のダイバータ弁6084)弁デューティサイクルコマンドを判定し得る。レベルコントローラは、現在のレベルと現在の標的レベルとの間のデルタを使用し、出力を発生させる、PIDコントローラであってもよい。そのような実施形態では、PIDコントローラの利得のうちの1つ以上は、ゼロに設定され得る(例えば、微分項のもの)。コントローラ6034は、生産物リザーバ6012内のレベルが、ブロック7114および7118において、高すぎると判定されない限り、出口弁に、ブロック7122において判定されたデューティサイクルで動作するようにコマンドし得る。ブロック7114において、レベルが、第1の閾値を上回る場合、エラーが、ブロック7116において、発生され得る。第1の閾値は、いくつかの実施形態では、80~95%(例えば、90%)であってもよい。ブロック7118において、レベルが、第2の閾値を上回る場合、通知が、ブロック7120において、発生され得る。第2の閾値は、第1の閾値未満であってもよい。いくつかの実施例では、第2の閾値は、45~65%(例えば、50%)であってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ6034は、第1の閾値が違反される場合、システム6000の動作を停止してもよい。コントローラ6034は、システム6000が、第2の閾値が違反された場合、動作を継続することを可能にし得る。
いくつかの実施形態では、ブロック7112において発生された出口弁デューティサイクルコマンドは、少なくとも1つのセンサ値に依存し得る。例えば、いくつかの実施形態では、出口弁デューティサイクルは、生産物レベルセンサ6078(例えば、図3参照)または生産温度センサ(例えば、図3の6082A-D)等のセンサからの値に依存し得る。これらのセンサが、使用地点デバイス(例えば、図3の医療システム6004)が、現在、生産水を生産物リザーバ6012から引き出していることを示すとき、出口弁デューティサイクルコマンドは、改変され得る。これは、生産物リザーバ6012および凝縮器6076(例えば、図3参照)が、使用地点デバイスにおいて使用するための比較的に大留保量の蒸留物を含有することを確実にすることに役立ち得る。加えて、これは、生産物熱交換器6008Aを通る高温水の質量流量の大増加が、生産温度を所望のレベルを超えて急騰させないことを確実にすることに役立ち得る。典型的には、出口弁デューティサイクルコマンドは、減少され得る(例えば、最小限値またはおそらくゼロに設定される)。いくつかの実施例では、使用地点デバイスがもはやシステム6000からの水を消費しないことの判定に応じて、レベルコントローラは、減少される前に、その元々の出力に基づいて復元され得る。
ここでまた図123を参照すると、生産物レベルセンサ6078(例えば、図3参照)および生産温度センサ(例えば、図3の6082A-D)からのデータに基づいて生産物リザーバ出口弁デューティサイクルを調節するために実行され得る、いくつかの例示的作用を詳述する、フローチャート7520が、示される。生産物レベルセンサ6078および生産温度センサ6082A-Dの両方からのデータが、実施例において使用されるが、他の実施形態は、生産物レベルセンサ6078および生産温度センサ6082A-Dの一方からのみの読取値を使用して、生産物リザーバ弁デューティサイクルを調節してもよい。
示されるように、コントローラ6034は、ブロック7522において、生産物レベルセンサ6078からのデータを受信し、データを使用して、微分を見出し得る。ブロック7524において、生産物レベルの微分が、閾値を下回る(例えば、負または事前に定義された大きさを超えて負である)場合、出口弁デューティサイクルは、ブロック7526において、減少され得る。生産物レベルのそのような負の微分は、生産水が使用地点デバイスの中に引き出されていることを示し得る。代替として、使用地点デバイスは、生産水を引き出していることを示す、通信をシステム6000に送信してもよい。そのような実施例では、微分は、随意に、依然として、算出およびチェックされ、例えば、二重チェック冗長性をシステム6000に追加してもよい。出口弁デューティサイクルが、減少されると、レベルコントローラの出力は、ブロック7526に示されるように、保存され得る。
ブロック7528において、コントローラ6034は、生産温度センサ(例えば、図3の6082A-D)のそれぞれからのデータを受信し、本データを使用して、少なくとも1つの微分値を見出し得る。各個々の生産温度センサ6082A-Dによって感知されるような生産温度の微分が、計算されてもよい。他の実施形態では、各生産温度センサ6082A-Dからの温度が、平均されてもよく、単一微分が、これらの平均に基づいて算出されてもよい。ブロック7530において、生産温度微分が、閾値を上回る(例えば、ある正の値を上回る)場合、出口弁デューティサイクルは、ブロック7526において、減少され得る。上記のように、レベルコントローラの出力は、ブロック7526において、デューティサイクルが減少されると、保存され得る。微分が、個々に、温度センサ(例えば、図3の6082A-D)毎に求められる場合、微分のいずれかが閾値に違反する場合には、フローチャート7520は、ブロック7526に進み得る。
いくつかの実施形態では、これらのセンサからのデータおよび/または計算された微分値の積分もまた、求められ得、閾値の違反の場合、出口弁デューティサイクルの減少が、コマンドされ得る。レベルコントローラの出力は、そのような事例でも同様に、保存され得る。これは、使用地点デバイスがシステム6000からの水を消費していることに起因する低速変化が捕捉されることを確実にし得る。例えば、生産温度センサ(例えば、図3の6082A-D)からのデータの積分が、求められてもよい。各個々の生産温度センサによって感知されるような生産温度の積分が、計算されてもよい。他の実施形態では、各生産温度センサからの温度が、平均されてもよく、積分が、これらの平均に基づいて算出されてもよい。
コントローラ6034は、ブロック7526においてデューティサイクルを低減させた後、ブロック7522-7530において、センサデータ微分(および随意に、積分)の監視を継続し得る。ブロック7532において、生産物リザーバ出口弁デューティサイクルコマンドが、減少状態にあって、ブロック7524および7530において、センサ出力微分が、その閾値に違反していない場合、レベルコントローラ出力は、ブロック7534において、その保存された値に基づいて復元され得る。コントローラ6034は、次いで、図122に関して上記に説明されるように、出口弁デューティサイクルコマンドを判定し続け得る。
ここでまた図124を参照すると、生産物レベルセンサ6078(例えば、図3参照)からのデータに基づいて生産物リザーバ出口弁デューティサイクルを調節するために実行され得る、いくつかの例示的作用を詳述する、フローチャート7800が、描写される。ブロック7802において、コントローラ6034は、生産物レベルセンサ6078から受信されるデータに基づいて、生産物レベルの微分を見出し得る。ブロック7804において、微分が、閾値未満であって、制御ループが、リセットされたものとして示されていない場合、コントローラ6034は、ブロック7806に進み得る。ブロック7806において、迂回弁制御ループコマンドが、保存され得、制御ループ出力が、減少され得る。コントローラ6034はまた、(例えば、フラグを設定することによって)制御ループがリセットブロック7806においてリセットされていることを示し得る。実施例では、制御ループ出力は、ゼロに減少される。ある実施形態では、制御ループのI項等の項の出力は、(例えば、ゼロに)減少され得る。制御ループの出力は、負の出力を伴う制御ループの項が影響を及ぼさないであろうように、限界に従い得る(例えば、制御ループは、負のデューティサイクルをコマンドしないように禁止され得る)。
ブロック7804において、微分が、閾値を上回り、制御ループが、リセットされたものとして示される場合、かつブロック7808において、微分が、第2の閾値を上回る場合、コントローラ6034は、ブロック7810に進み得る。第2の閾値は、ある実施例では、ゼロであってもよい。ブロック7810において、コントローラ6034は、制御ループがリセットされていないことを示し得る(7810)。したがって、生産物レベルの微分が、第1の閾値を下回って降下する場合、再び、制御ループは、再び、リセットされ得る。
ブロック7812において、生産物レベルの微分が、第3の閾値を超えて増加し、制御ループが、まだ復元されておらず、保存された制御ループ出力が、ゼロではない場合、コントローラ6034は、ブロック7814に進み得る。第3の閾値は、ある正の値として設定されてもよい。ブロック7814において、コントローラ6034は、制御ループをブロック7806から保存された出力値にリセットし得る。加えて、コントローラ6034は、ブロック7814において、制御ループが復元されたことを示し得る。制御ループのI項等の項の出力がブロック7806において減少される、実施形態では、制御ループは、ブロック7806からの保存された出力値からループの別の項または複数の項からの現在の寄与を差し引いたものにリセットされ得る。
ブロック7812において、生産物レベルの微分が、第3の閾値を下回る、制御ループが、復元されている、または保存されたコマンドが、ゼロである場合、かつブロック7816において、生産物レベル微分が、第4の閾値未満である場合、コントローラ6034は、ブロック7818に進み得る。第4の閾値は、いくつかの実施形態では、ゼロであってもよい。ブロック7818において、コントローラ6034は、制御ループ出力値をゼロとして保存し、制御ループが復元されていないことを示し得る(例えば、フラグを設定することによって)。これは、生産物レベルの微分が第3の閾値に戻るように増加する場合であってそのときに、制御ループが再び復元されることを可能にし得る。
ここでまた図125を参照すると、1つ以上の生産温度センサ6082A-D(例えば、図3参照)からのデータに基づいて生産物リザーバ出口弁デューティサイクルを調節するために実行され得る、いくつかの例示的作用を詳述する、フローチャート7830が、描写される。ブロック7832において、コントローラ6034は、生産温度センサ6082A-Dから受信されるデータに基づいて、生産物レベルの微分を見出し得る。いずれかの場所で述べられたように、複数の生産温度センサ6082A-Dからのデータが使用される、実施形態では、各個々の生産温度センサ6082A-Dによって感知されるような生産温度の微分が、計算されてもよい。他の実施形態では、各生産温度センサ6082A-Dからの温度は、平均されてもよく、単一微分が、これらの平均に基づいて算出されてもよい。また、ブロック7832において、積分が、コントローラ6034によって判定される任意の微分値に基づいて計算されてもよい。
ブロック7834において、微分および/または積分が、それぞれに関する個別の閾値を上回り、制御ループが、リセットされたものとして示されておらず、生産物レベル温度が、事前に定義された値を上回る場合、コントローラ6034は、ブロック7836に進み得る。ブロック7836において、迂回弁制御ループコマンドが、保存され得、制御ループ出力が、減少され得る。コントローラ6034はまた、ブロック7806において、制御ループがリセットされたことを示し得る(例えば、フラグを設定することによって)。実施例では、制御ループ出力は、ゼロに減少される。ある実施形態では、制御ループのI項等の項の出力は、(例えば、ゼロに)減少されてもよい。制御ループの出力は、負の出力を伴う制御ループの項が影響を及ぼさないであろうように、限定を受け得る(例えば、制御ループは、負のデューティサイクルをコマンドしないように禁止され得る)。
上記に述べられるように、コントローラ6034は、生産水温度が事前に定義された量を上回る場合のみ、ブロック7836に進み得る。これは、生産温度が特定の温度に近接しない限り、生産物出口デューティサイクルコマンドを調節することを防止し得る。例えば、使用地点デバイスが、医療システム6004(例えば、図3参照)である場合、システム6000は、例えば、体温(37℃)を上回る水を出力することを回避するように設計され得る。そのような事例では、事前に定義された温度閾値は、本温度(例えば、30℃)を下回り得る。
再び図125を参照すると、ブロック7834において、微分および/または積分が、閾値を下回り、制御ループが、リセットされたものとして示される場合、かつブロック7838において、微分が、第2の閾値未満である場合、コントローラ6034は、ブロック7840に進み得る。第2の閾値は、ある実施例では、ゼロであってもよい。いくつかの実施形態では、各生産温度センサ6082A-Dから判定された個々の微分は全て、コントローラ6034がブロック7840に進むために、閾値未満であることが要求され得る。ブロック7840において、コントローラ6034は、制御ループがリセットされていないことを示し得る(7810)。したがって、生産温度に関するその微分または積分が、再び、その第1の閾値を上回って上昇する場合、制御ループは、再び、リセットされ得る。
ブロック7842において、生産温度の微分が、第3の閾値を超えて減少し、制御ループが、まだ復元されておらず、保存された制御ループ出力が、ゼロではない場合、コントローラ6034は、ブロック7844に進み得る。第3の閾値は、ある負の値として設定されてもよい。いくつかの実施形態では、各生産温度センサ6082A-Dから判定された個々の微分のいずれかが、閾値未満である場合、コントローラ6034は、ブロック7844に進み得る。ブロック7844において、コントローラ6034は、制御ループをブロック7836から保存された出力値にリセットし得る。加えて、コントローラ6034は、ブロック7844において、制御ループが復元されたことを示し得る。制御ループのI項等の項の出力がブロック7836において減少される、実施形態では、制御ループは、ブロック7836から保存された出力値からループの別の項または複数の項からの現在の寄与を差し引いたものにリセットされ得る。
ブロック7842において、生産温度の微分が、第3の閾値を上回る、制御ループが、復元されている、または保存されたコマンドが、ゼロである場合、かつブロック7846において、生産温度微分が、第4の閾値未満である場合、コントローラ6034は、ブロック7848に進み得る。第4の閾値は、いくつかの実施形態では、ゼロであってもよい。ブロック7848において、コントローラ6034は、制御ループ出力値をゼロとして保存し、制御ループが復元されていないことを示し得る(例えば、フラグを設定することによって)。これは、生産物レベルの微分が第3の閾値を下回って戻るように減少すると、再び、制御ループが復元されることを可能にし得る。
ここでまた図126を参照すると、システム6000内の異常源水温度の存在を判定するために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート7600が、示される。異常源温度の検出が、いくつかの理由から所望され得る。とりわけ、そのような検出は、コントローラ6034が、流入源水が、熱交換器6008A、Bから退出するプロセス流のうちの1つの標的温度を達成することを困難にし得る、温度を有する場合に反応することを可能にし得る。例えば、流入源水温度が、増加するにつれて、熱交換器6008A、Bのそれぞれ内のプロセス流のための可能性として考えられる冷却の量は、減少し得る。種々の実施形態では、異常源水温度は、システム6000に進入する源水の温度を源水温度センサ6036(例えば、図3参照)を用いて監視することによって検出され得る。システム6000のコントローラ6034は、温度センサ6036からのデータ信号を受信し、測定された温度を1つ以上の閾値に対してチェックし得る。温度が事前に定義された時間周期を上回って閾値を超える場合、通知またはエラーが、コントローラ6034によって発生され得る。流入源水に関連して説明されるが、他のプロセス流(本明細書に説明されるもののいずれか等)に関する温度パラメータもまた同様に、流れ毎に事前に定義された異常温度に関して監視されてもよい。
ブロック7602に示されるように、コントローラ6034は、システム6000の中への源水の流動の存在を監視し得る。ブロック7602において流動を監視することは、限定ではないが、コントローラ6034を用いて、1つ以上のセンサを読み取る、1つ以上の変数を読み取る、または1つ以上の現在のコマンド出力をチェックすることを含み得る。例えば、ある実施形態では、コントローラ6034は、熱交換器6008A、Bへの源定比弁6050A、Bおよびおそらくダイバータ弁6100(例えば、図3参照)に関するデューティサイクルをチェックし得る。これらのデューティサイクルのいずれかが、ゼロを上回る場合、コントローラ6034は、システム6000の中への源水の流動が生じていると結論付け得る。ブロック7604において、システム6000の中への源水の流動が存在する場合、源水の温度は、ブロック7606において、コントローラ6034によって、源水温度センサ6036(例えば、図3参照)から取得され得る。また、ブロック7606において、水源の温度が、第1の温度閾値および第2の温度閾値と比較され得る。第1および第2の温度閾値は、使用地点デバイスの特性および熱交換器6008A、Bの特性に基づいて判定されてもよい。例えば、使用地点デバイスが、透析機械等の医療システム6004(例えば、図3参照)である場合、温度閾値は、体温(例えば、30℃~35℃)未満に設定され得る。ブロック7606において、源水の温度が、任意の閾値を超えない場合、各閾値と関連付けられ得る、タイマが、ブロック7608において、ゼロに設定され得る。ブロック7606において、水源の温度が、第1または第2の閾値を超える場合、それぞれの超過閾値と関連付けられる、タイマが、ブロック7610において、インクリメントされ得る。ブロック7612において、タイマが、タイマ毎に事前に定義されたタイムアウト閾値を超える場合、エラーが、ブロック7614において、発生され得る。例えば、第1および第2の温度閾値のうちの1つに関するタイムアウト閾値は、5秒に設定されてもよい。関連付けられるタイマが、5秒を超える場合、エラーが、発生され得る。発生されるエラーは、超過した特定の温度閾値に依存し得る。例えば、第1の閾値の違反に関して発生されたエラーは、温度超過通知であり得、これは、使用地点デバイス上のユーザインターフェースに、関連付けられる画面または画面フローを表示させ得る。第2の温度閾値(第1の温度閾値より高く設定され得る)の違反に関して発生されるエラーも、温度超過エラーであり得、これは、コントローラ6034に、システム6000を水生産状態外に遷移させる、またはシステム6000によって生産される生産水をダイバータ弁6084から外に迂回させ得る。
ここでまた図127を参照すると、プロセス流の温度設定点を調節するために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート7650が、示される。種々の実施形態では、温度設定点を調節することは、システム6000への流入源水の温度を測定し、源水温度に基づいて、システム6000内のプロセス流の所望の温度を設定することを含み得る。いくつかの実施形態では、オフセットが、プロセス流のための温度設定点に達する源水温度に適用されてもよい。例えば、生産物熱交換器6008Aから退出する生産水の標的温度を、システム6000に進入する源水の温度に基づいて設定することが所望され得る。
ブロック7652において、水源の温度が、取得され得る。ブロック7652において、水源の温度を取得することは、源水温度センサ6036(例えば、図3参照)等の1つ以上のセンサからの出力を読み取ることを含み得る。ブロック7654において、水源の温度は、フィルタ処理された温度を発生させるようにフィルタ処理され得る。ブロック7654における水源の温度フィルタ処理することは、低域通過フィルタ等のフィルタを通して温度を通過させることによって達成され得る。ブロック7656において、フィルタ処理された温度は、オフセット値を使用して調節され得る。ある実施例では、オフセットは、7~15℃(例えば、10℃)であってもよい。オフセットは、ブロック7654からのフィルタ処理された温度に加算され、オフセット調節された温度に達し得る。ブロック7658において、オフセット調節された温度は、所望の範囲に限定され得る。所望の範囲は、例えば、約20℃~約25℃であってもよい。ブロック7660において、生産物プロセス流のための標的温度が、ブロック7658からの限定された温度出力として設定され得る。
ここでまた図128を参照すると、システム6000の電子機器筐体(例えば、図51の6046A、B参照)の冷却を制御するために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート6710が、示される。ブロック6712において、電子機器筐体のための標的温度が、選択され得る。実施形態に応じて、システム6000は、いくつかの異なるモードおよび/または状態で動作し得る。フィルタ(例えば、図3の6006A、B参照)洗浄モード、フィルタ洗浄状態、水生産モード、水生産モードにおいて使用される状態、スタンバイモード、スタンバイ状態、および/または本明細書に説明される任意の他のモードもしくは状態のためのモードまたは状態特有冷却スキームが、例えば、定義され得る。システム6000内の電子機器の冷却は、モードまたは状態に応じて、異なるように制御され得る。例えば、いくつかの事前に定義された標的温度は、それぞれ、システム6000の動作モードまたは状態と関連付けられた状態で定義されてもよい。第1のモードまたは状態および第2のモードまたは状態(例えば、洗浄状態および水生産稼働状態)は、45℃の設定点を有し得るが、これらの設定点は、代替実施形態では、相互に異なり得る。第3のモードまたは状態は、40~45℃の設定標的範囲を有してもよい。第3のモードまたは状態は、源水が規則的ベースで、精製器6010の中に指向されていない場合のモードまたは状態(例えば、スタンバイモード/状態、加熱モード/状態等)であってもよい。
ブロック6714において、電子機器筐体と熱交換関係にある源ラインを通して流動する源水を制御する、弁に関するデューティサイクル限界が、設定され得る。これらの限界は、システム6000があるモードまたは状態に応じて、事前に定義されてもよい。ある実施形態では、弁は、源迂回弁6100(例えば、図3参照)であってもよい。第1のモードまたは状態(例えば、洗浄モードまたは状態)では、100%の最大限界~50%の最小限界が、使用されてもよい。第2の動作モードではまたは状態(例えば、高温水生産状態等の生産稼働状態)、25%の最大限界~0%の最小限界が、使用されてもよい。第3のモードまたは状態(例えば、スタンバイモードまたは状態)では、100%の最大限界~0%の最小限界が、使用されてもよい。これは、必要に応じて、突発的冷却を可能にし、システム6000が水を精製していないとき、過剰な源水の使用を防止することに役立ち得る。
電子機器温度センサ(例えば、図3の6048参照)からのデータが、ブロック6716において、システム6000のコントローラ6034(例えば、図3参照)によって受信され得る。ブロック6718において、標的温度と電子機器温度センサによって示される温度との間のデルタが、コントローラ6034によって起動されるPIDループに入力され得る。いくつかの実施形態では、項(例えば、微分項)のうちの1つに関する利得は、ゼロに設定され得る。ループの出力が、ブロック6720において、電子機器筐体を通して流動する源流体を制御する弁に関するデューティサイクルを設定またはコマンドするために使用され得る。PIDループの項の利得はまた、モードまたは状態特有であって、システム6000があるモードまたは状態に応じて設定され得る。
標的温度がある範囲によって定義される、モードまたは実施形態では、コントローラ6034は、ある基準に基づいて、範囲(例えば、範囲の境界)内の値間で標的温度を切り替え得る。示されるように、ブロック6722において、電子機器温度センサ6048(例えば、図3参照)からのデータが、コントローラ6034によって受信され得る。ブロック6724において、センサデータが、電子機器筐体の現在の温度が高温限界を上回ることを示す場合、標的温度値は、ブロック6726において、低温限界に設定され得る。高温限界は、45℃またはそれを上回ってもよい。低温限界は、高温限界を下回る、例えば、40℃またはそれを下回ってもよい。代わりに、ブロック6728において、センサデータが、電子機器筐体の現在の温度が低温限界未満であることを示す場合、標的温度値は、ブロック6730において、高温限界に設定され得る。標的温度をリセット後、または温度が高および低温度限界である場合、フローチャート6710は、ブロック6718に戻り得る。いくつかの実施形態では、PIDループは、標的温度が調節されている場合、再初期化されてもよい。ブロック6722、6724、6728、6730は、標的温度を範囲として定義しない、実施形態またはモード/状態では使用されなくてもよい。
いくつかの実施形態では、システム6000の電子機器筐体(例えば、図51の6046A、B参照)の冷却の制御は、複数の弁のデューティサイクルを制御することによって遂行され得る。上記により詳細に説明されるように、源水は、ブローダウン熱交換器6008Bの中への流動を制水する、源迂回弁6100および源定比制御弁6050Bの両方に流動する。弁6100、6050Bの両方のデューティサイクルの改変が、電子機器筐体6046の温度を制御するために使用されてもよい。両方の弁によって電子機器筐体温度6046を制御することは、システム6000の効率性を増加させ、冷却目的のために使用され、次いで、排水管6018に指向される、水の消費を限定し得る。したがって、システム6000に進入する源水のより大きい割合が、精製された生産水に変換され得る。そのような多弁温度制御は、システム6000が水を生産する、モードまたは状態において使用されてもよい。いくつかの実施形態では、本タイプの制御は、ブロック6712において入るモードまたは状態が、通常温度水生産モードまたは状態であるとき、利用されてもよい。
ここで図129を参照すると、システム6000の電子機器筐体(例えば、図51の6046A、B参照)の冷却を制御するために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート7990が、示される。ブロック7992において、コントローラは、電子機器ボックス6046(例えば、図3参照)からの温度データを受信し得る。本データは、少なくとも1つの電子機器温度センサ6048(例えば、図3参照)によって収集されてもよい。温度データは、ブロック7994において、コントローラ6034によって起動されるPIDループの中にフィードされ得る。本PIDループは、図128のブロック6718に関連して説明されるものに類似し得る。ブロック7996において、PIDループの出力は、限定を受け得、合計冷却デューティサイクルコマンドが、発生され得る。例えば、PIDループの未加工出力コマンドは、所定のデューティサイクルコマンド未満に限定され得る。いくつかの実施形態では、出力は、15~30%(例えば、20%)未満に限定され得る。ブロック7998において、合計コマンドが、最大限界以下であった場合、ブローダウン熱交換器6008Bのための源定比弁6050Bは、ブロック8000において、合計コマンド(未加工PIDループ出力と同一であろう)に等しいデューティサイクルで動作するように設定され得る。この場合、電子機器ボックス6046の冷却のために使用される全ての水はまた、精製器6010内の精製において使用されてもよい。合計コマンドに関する最大限界は、いくつかの実施例では、10~20%(例えば、15%)であり得る、事前に定義されたデューティサイクルであってもよい。ブロック7998において、合計コマンド値が、最大限界を上回った場合、最大限界と合計出力との間の差異が、ブロック8002において、判定され得る。ブロック8004において、ブローダウン熱交換器6008Bのための源定比弁6050Bに関するデューティサイクルコマンドが、最大限界に設定され得る。また、ブロック8004において、源冷却弁6100(例えば、図3参照)デューティサイクルが、ブロック8002において判定された差異に設定され得る。いくつかの実施形態では、残りのコマンド値もまた、限定され得る。例えば、本コマンドは、いくつかの実施形態では、10%デューティサイクルコマンド以下に限定され得る。
ここでまた図130を参照すると、熱交換器6008B(例えば、図3参照)からのブローダウンプロセス流出力の温度を制御するために実行され得る、いくつかの例示的作用を描写する、フローチャート8010が、示される。ブローダウンプロセス流の温度は、精製器6010に進入する前に、ブローダウン熱交換器6008Bを通して通過する、源水の量を調整することによって改変され得る。ブローダウンプロセス流の温度の制御は、いくつかの理由から、望ましくあり得る。とりわけ、ブローダウンプロセス流の温度を制御することは、より多くの熱がシステム6000内で回収されることを可能にし得る。ある実施形態では、システム6000の動作モードまたは状態に応じて、熱回収の量は、最小限または無電力が精製器6010内に含まれる加熱器6054(例えば、図3参照)によって消費される状態で、精製器6010が動作することを可能にするために十分であり得る。ある実施例では、熱回収の量は、加熱器6054が、典型的には、(例えば、大部分の時間)ゼロパーセントデューティサイクルで動作することを可能にするが、短周期にわたって、5%またはそれ未満のデューティサイクルで動作するために十分であり得る。圧縮器6064(例えば、図3参照)によるエネルギーの入力は、精製器6010内の所望の動作温度を維持するために適正であり得る。したがって、ブローダウンプロセス流の温度は、加熱器6054を最小限またはゼロパーセントデューティサイクルに保つように制御され得る。これは、システム6000の効率性を増加させ得る。実施形態に応じて、ブローダウン熱交換器6008Bからのブローダウンプロセス流出力の温度は、システム6000のある動作モードまたは状態においてのみ制御される。例えば、ブローダウンプロセス流の温度は、非高温水生産状態である、生産状態においてのみ制御され得る。
図130に示されるように、ブローダウン温度は、ブロック8014において、コントローラ6034によって、受信され、フィルタを通して通過され得る。フィルタは、低域通過フィルタであってもよく、履歴平均ブローダウン温度値を判定してもよい。本値は、所望のブローダウン温度値として設定されてもよい。ブロック8016において、システム6000が、生産始動状態にある場合、標的ブローダウン温度は、所望の温度値に設定され得る。ブローダウン温度制御ループが、ブロック8018において、初期化され得、予備源弁コマンド上限も同様に、判定され得る。本上限は、システム6000が始動状態にあるとき、ブローダウン熱交換源定比弁6050Bに追加され得る、事前に定義された付加的デューティサイクルパーセントであり得る。ある実施形態では、上限は、5~15%(例えば、10%)に設定されてもよい。これは、ブローダウン温度制御ループが、始動の間、システム6000に有意に影響を及ぼさないように防止し得る。
ブロック8016において、システム6000が、生産始動状態にない場合、ブロック8020において、ブローダウン熱交換器6008Bから退出するブローダウンプロセス流のための標的温度は、ブロック8014において判定された所望の温度に設定され得る。標的温度値はまた、ブロック8020において、事前に定義された範囲に準拠するように限定され得る。事前に定義された範囲は、ある実施形態では、標的ブローダウン温度を45~75℃の範囲に限定し得る。ブロック8022において、ブローダウン温度標的は、ブローダウン温度制御ループに、ブローダウン熱交換器6008Bから退出するブローダウンの温度の現在の(おそらく、低域通過フィルタ処理された)値とともにフィードされ得る。ブローダウン温度制御ループは、ブローダウン弁デューティサイクルコマンドを出力する、PIDコントローラを含み得る。ブローダウン温度制御ループの比例、積分、および微分項のために使用される利得は、実施形態に応じて、変動し得、少なくとも1つが、潜在的に、ゼロに設定され得る(例えば、微分項)ことに留意されたい。予備源弁コマンド上限も同様に、ブロック8022において、判定され得る。本上限は、システム6000が水生産状態にあるときにブローダウン熱交換器源定比弁6050Bに追加され得る、事前に定義された付加的デューティサイクルパーセントであり得る。ある実施形態では、上限は、20~30%(例えば、25%)に設定されてもよい。
予備源弁コマンド値が、ブロック8024において、コントローラ6034によって判定され得る。例えば、コントローラ6034は、ブロック8024において、ブローダウン温度制御ループからの出力を予備源弁コマンド値として使用し得る。他の実施形態では、予備源弁コマンドは、ブローダウン温度制御ループからの出力と、コントローラ6034によって判定される第2の値を組み合わせてもよい。ブローダウン熱交換器6008Bに流動する源水がシステム6000の電子機器ボックス6046を冷却するために使用される、実施形態(例えば、図129参照)では、冷却デューティサイクル寄与が、ブローダウン温度制御ループの出力に追加されてもよい。ブロック8024において、予備源弁コマンドはまた、システム6000がある状態に応じて、ブロック8018または8022において設定された予備源弁コマンド上限に限定され得る。ブロック8026において、予備源弁コマンド値は、スルーレート限定され、スルーレート限定された予備源弁コマンド値をもたらし得る。ブロック8028において、スルーレート限定された予備源コマンド値は、ブローダウン定比弁コマンドに追加され得る。ブロック8030において、フィードフォワード項が、スルーレート限定された予備コマンド値を使用して発生され得る。本フィードフォワード項は、合計源弁コマンド7050(図101A-Cに関してより詳細に説明される)を調節するために採用されてもよい。例えば、フィードフォワード項は、ブローダウン温度の制御専用のための源定比弁開放時間のその除去された部分に配分するように、スルーレート限定された予備源弁コマンド値を合計源弁コマンド7050から除去させ得る。
システム6000は、任意の好適な通信スキームを介して、使用地点デバイスまたはシステム(例えば、図3の医療デバイス6004)と通信し得る。システム6000および使用地点デバイスは、例えば、無線周波数、IR、超音波等の電磁または音響通信リンクを介して通信してもよい。例示的連通プロトコルは、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、Z-波、WiFi、ULE、802.11.15.4、ANT、NFC、EPCGen2等を含んでもよい。通信はまた、有線であってもよい。例えば、システム6000および使用地点デバイスは、相互に配線データ通信してもよい。例えば、Ethernet(登録商標)または類似ケーブル、光ファイバケーブル、もしくは他の光ガイドタイプケーブル類も、使用されてもよい。通信リンクを介して送信される通信は、暗号化されてもよい。
通信リンクは、とりわけ、ソフトウェアを更新する、ログ付けデータを転送する、システム6000および使用地点デバイスの動作を協調させるために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、医療システム6004は、システム6000のためのユーザインターフェースを提供してもよく、通信リンクは、これを促進し得る。システム6000と医療システム6004との間の情報の交換は、医療システム6004のユーザインターフェースへの入力に基づいて生じてもよい。
ソフトウェア更新は、例えば、使用地点デバイスにダウンロードされ(例えば、クラウドを介して)、通信リンクを介して、システム6000に伝えられ得る。動作の間、ログ付けデータが、所定のスケジュールで、システム6000から使用地点デバイスに提供されてもよい。本ログ付けデータは、ステータスメッセージの一部として提供されてもよい。ある実施形態では、ステータスメッセージは、ログ付けデータより頻繁に送信されてもよい。ログ付けデータは、例えば、5つのステータスメッセージ毎に送信されてもよく、ステータスメッセージは、毎秒5回送信されてもよい。いくつかの実施形態では、エラー条件が、生じる場合、ログ付けデータは、次のステータスメッセージとともに送信されてもよい。これは、ステータスデータを伴う最後のメッセージが送信されたときにかかわらず、行われてもよい。
ステータスメッセージは、種々の情報を含有してもよい、これは、システム6000と使用地点デバイスの動作の協調を補助し得る。ステータスメッセージは、特定のシステムに一意であり得る、システム6000識別番号を含有してもよい。ステータスメッセージは、システム6000の種々の交換可能構成要素に関連する使用情報を含んでもよい。例えば、ステータスメッセージは、配設日、使用された時間数データ、またはフィルタ6006A、Bに関連する同等物を含んでもよい。使用地点デバイスは、フィルタ6006A、Bが、180日またはそれを上回る日数以前に配設された場合、フィルタ6006A、Bが交換されることを要求し得る。システム6000が、フィルタ6006A、Bが交換の必要があることを判定する(例えば、図89参照)場合、これもまた、ステータスメッセージ内において、使用地点デバイスに伝えられ得る。システム6000が、フィルタ6006A、Bが交換の必要があることを通信する場合、使用地点デバイスは、システム6000を交換準備モード(例えば、図91参照)にコマンドし得る。ステータスメッセージはまた、フィルタ6006A、Bが洗浄される必要があるかどうかを使用地点デバイスに通信するために使用されてもよい。フィルタ6006A、Bは、システム6000が、ある時間周期を上回って、スタンバイまたはアイドル状態にある場合、洗浄されることが要求され得る。代替として、フィルタは、水サンプルが採取される度に、洗浄される必要があり得る。フィルタ6006A、Bが、洗浄される必要がある場合、使用地点デバイスは、システム6000に、フィルタ洗浄モード(例えば、図89参照)に入るようにコマンドし得る。
ステータスメッセージはまた、システム6000の最後の自己消毒以降の時間および/またはシステム6000の消毒が必要とされるかどうかのインジケーションを含んでもよい。使用地点デバイスが、医療システム6004(例えば、図3参照)である場合、医療デバイス6004は、システム6000の最後の自己消毒がこれまでにおいて所定の時間量(例えば、72時間)を上回る場合、または自己消毒が必要とされることをシステム6000に通信する場合、療法を開始し得ない。医療システム6004は、システム6000に、本事象では、自己消毒を実施するようにコマンドし得る。
ステータスメッセージはまた、エラー情報を含んでもよい。本情報は、例えば、エラーコードを含んでもよい。ステータスメッセージはまた、エラー階層を規定してもよい。例えば、ステータスメッセージは、エラーが、低レベルエラー(通知)、動作エラー、またはエラーを引き起こすフェイルセーフ条件であるかどうかを通信してもよい。使用地点デバイスは、エラーレベルを使用して、(該当する場合)行われるべき反応を判定してもよい。例えば、使用地点は、通信リンクを経由して低レベルエラーが伝えられる場合、動作を継続してもよい。エラーコードは、使用地点デバイスのユーザインターフェースを介して表示するための画面または画面フローを判定するために使用されてもよい。
ステータスメッセージはまた、システム6000が現在ある、モードおよび/または状態の識別子を含んでもよい。より低いレベルの情報もまた、いくつかの実施形態では、含まれてもよい。例えば、ステータスメッセージはまた、使用地点デバイスへのシステム6000の弁が閉鎖されているかどうかのインジケーションを含んでもよい。本明細書のいずれかの場所に議論されるように、本弁は、ある状況(例えば、低温すぎる生産水温度、限界外の伝導性等)下では、閉鎖され得る。本タイプのステータス情報は、使用地点デバイスが、節水モードで動作する、または療法を休止することを可能にし得る。また、使用地点デバイスが、流入水ライン内の低流量または閉塞検出に基づいて、エラーをトリガすることを回避することを可能にし得る。使用地点デバイスは、依然として、そのような条件を検出し、追加冗長性のために、本検出をシステム6000に通信してもよい。
通信リンクが、ログ付け目的のために使用される場合、ログデータは、限定ではないが、センサデータ、標的設定点、モード、状態、種々の構成要素(例えば、圧縮器、軸受引込ポンプ)のオン/オフステータス、弁コマンド、および種々のコントローラ出力のための限界値を含んでもよい。これらは、本明細書に説明されるセンサ、制御ループ等のいずれかから収集されてもよい。
システム6000と使用地点デバイスとの間の協調に関して、使用地点デバイスは、通信リンクを介して、いくつかのメッセージをシステム6000に送信してもよい。いくつかの例示的メッセージは、以下のように、表2に説明される。
システム6000はまた、通信リンクを介して、使用地点デバイスにいくつかのメッセージを送信してもよい。いくつかの例示的メッセージは、以下のように、表3に説明される。
通信リンクを経由して、システム6000と使用地点デバイスまたはシステムとの間で送信されるメッセージは、例えば、図84A-Bに関連して説明される種々の動作状態を通して、システム6000を誘導する役割を果たし得る。
種々の代替および修正が、本開示から逸脱することなく、当業者によって考案され得る。故に、本開示は、全てのそのような代替、修正、および相違を包含するように意図される。加えて、本開示のいくつかの実施形態が、図面に示され、および/または本明細書で議論されているが、本開示がそれに限定されることを意図するものではなく、本開示が、当該技術分野が許容するであろう広範囲であることが意図され、本明細書も同様に読み取られるべきである。したがって、上記の説明は、限定として解釈されるべきではなく、特定の実施形態の例示にすぎない。また、当業者は、本明細書に添付の請求項の範囲および精神内において、他の修正も想起するであろう。上記に説明され、および/または添付の請求項におけるものと実質的に異なる、他の要素、ステップ、方法、および技法もまた、本開示の範囲内であると意図される。
図面に示される実施形態は、ある本開示の実施例を実証するためだけに提示される。また、説明される図面は、例証にすぎず、非限定的である。図面では、例証目的のために、要素のうちのいくつかのサイズは、誇張され、特定の尺度で描かれているわけではない場合がある。加えて、同一番号を有する、図面内に示される要素は、文脈に応じて、同じ要素であり得る、または類似する要素であり得る。
用語「comprising(~を備える)」が、本説明および請求項で使用される場合、他の要素またはステップを除外するものではない。不定または定冠詞、例えば、「a」、「an」、または「the」が、単数形名詞を参照するときに使用される場合、これは、そうでないことが具体的に述べられない限り、その名詞の複数形も含む。故に、用語「comprising(~を備える)」は、その後に列挙されたアイテムに制限されるものとして解釈されるべきではなく、他の要素またはステップを除外せず、したがって、表現「a device comprising items A and B」の範囲は、構成要素AおよびBのみから成るデバイスに限定されるべきではない。
さらに、用語「第1」、「第2」、「第3」、および同等物は、説明または請求項において使用されるかどうかにかかわらず、類似要素を区別するために提供され、必ずしも、順次または時系列順序を説明するためのものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下では(別様に明確に開示されない限り)、相互交換可能であって、本明細書に説明される本開示の実施形態は、明細書に説明または図示されるもの以外のシーケンスおよび/または配列においても動作が可能であることを理解されたい。
本開示の原理が、本明細書に説明されているが、本説明は、一例としてのみ行われ、本開示の範囲に関する限定として行われるものではないことが、当業者によって理解されるはずである。他の実施形態も、本明細書に図示および説明される例示的実施形態に加え、本開示の範囲内で検討される。当業者による修正および代用も、本開示の範囲内にあると見なされる。