TW201919752A - 淡化系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種淡化系統，其可部署於具有一表面及一海底之一水體中，且包括能夠在水中行進之一船隻結構、安置於該船隻結構之一內部空間內的一逆滲透系統，及連接至該逆滲透系統之一罐，該罐經組態以自該逆滲透系統收納過濾水。提供一定位系統來控制該船隻結構之行進，且一壓載系統經組態以控制該船隻結構之浮性。一控制器以可操作方式與該定位系統及該壓載系統相關聯，以控制該船隻在該水體之該表面下方的位置。

Description

淡化系統及方法

本發明係關於水過濾。本發明亦係關於與水過濾系統之輸送、部署及回收相關之浮性控制以及方法及系統。

目前，藉由蒸餾或逆滲透製程執行將海水轉換成淡水。此等製程係昂貴的，此至少係因為其需要大量能量以加熱水以供蒸餾或泵吸水穿過膜。已嘗試使用天然存在之力來至少增強此等製程之部分且抵消操作此類系統之成本。儘管使用替代性能源來降低產生且遞送淡水之製程的成本係有前景之努力，但產生且向市場遞送淡水之當前製程仍係昂貴的。

本發明之一個態樣係一種用以將來自一水源之鹽水或污染水轉換成淡水的系統，其中該系統在該水源之表面下方操作。該系統將周圍污染水或鹽水與所產生淡水之間的相對密度用作壓載，且用於在該系統之定位，亦即，下降，及其操作期間的浮性控制，且亦用於在一個具體實例中回收至少所產生淡水之表面且在另一具體實例中回收整個系統及所產生淡水。本發明之另一態樣包括用於一體化地礦化淡水以提供出於工業或醫療目的而經礦化或以其他方式經化學處理或處於專用目的而經預調味的飲用水或水。

可在低於滲透壓且低於浮游湯之深度下操作本發明之系統。可運用附接至諸如一離岸鑽油平台之一深度水結構的一供應連繫管操作本發明之系統。本發明之系統可運用連接至一陸基作業或連接至在表面處操作之一服務船隻的之一供應連繫管來操作。可運用附接至一深度水結構、一工作船或將淡水抽取至球囊中之一陸基來操作本發明之系統。本發明之系統可配備有一高壓空氣源，且配備有通向壓載罐之一閥及供應連繫管。可將來自淡水罐之空氣釋放至該等壓載罐中以在部署期間減緩系統下降。亦可將空氣自一淡水罐釋放至一球囊中以灌注空氣來收納淡水。

在另一態樣中，本發明系統及方法可用以藉由使用以一受控制方式產生淡水之一滲透模組的受控制上升或下降將物件自一鹽水體之底部抬升或將物件降低至該鹽水體之底部。在一個具體實例中，相對於包圍的鹽水，在一球囊中產生且收集之淡水的浮性可提供一抬升力來以一受控制方式自海之底部抬升物件。此抬升方法比使用空氣填充之球囊顯著地更可控制且可靠，此係因為由不可壓縮之淡水提供的抬升在上升期間更恆定。類似地，釋放或抽取淡水可用以平緩地使物件降低至海底，而不使用複雜且昂貴的起重機。

在一個所涵蓋具體實例中，本文中所描述之系統及方法利用置放於生活於海水或淡水體中之生物體的晝夜或日豎直遷移深度下方之一滲透模組或裝置。以此方式，可省略滲透模組上游之各種預過濾級及與彼等系統相關聯之相關壓降及能耗及複雜度，此相比於表面操作類系統增強該系統之能量節約。

所揭露原理之其他及替代性態樣及特徵將自以下實施方式及隨附圖式來瞭解。如將瞭解，能夠在其他及不同具體實例中執行且能夠在各方面中修改本文中所公開的與水過濾及水過濾系統的輸送、部署及回收相關的原理。因此，應理解，前述一般描述及以下實施方式僅係例示性且解釋性的，且並不約束附加申請專利範圍的範圍。

現將詳細參考具體具體實例或特徵，其實例說明於附圖中。只要可能，則將在整個圖式中使用對應或類似附圖標記來指相同或對應部件。此外，當可存在同一類型之多於一個元件時，一起或個別地參考於本文中所描述之各種元件。然而，此類參考在本質上僅僅係例示性的。可注意到，除非在所附申請專利範圍中明確地闡述，否則對元件之任何單數參考亦可理解為係關於複數，且反之亦然，而不會將本發明之範圍限於此類元件之準確數目或類型。術語組態（configured）及組態（configuration）可在本文中用以指指定結構大小及形狀。

參考圖1至圖5中所說明之具體實例，過濾系統20包括船隻22。系統20包括逆滲透系統24，例如逆滲透單元，其具有眾所周知的過濾器元件且另外具有管道、入口、出口、泵、閥、控制件等等來進行其操作。應理解，涵蓋逆滲透系統之元件的任何適合組態。

逆滲透系統24可密封於船隻22內或以其他方式附接至船隻22。系統20包括定位系統26，該定位系統容納於船隻22內、附接至船隻22或另外以操作方式與船隻22相關聯以執行系統20之定位、輸送、部署及取回中的一或多者。將在本文中提及及/或詳述用於操作系統20之其他子系統，其啟用及/或支援該系統之水過濾、定位及其他操作。應理解，系統20之所有元件建構成在深水操作之高壓環境內操作且耐受該高壓環境。

船隻22可係殼之大小及形狀，且可構成可在工作船後方拖曳之外殼或容器。替代地，船隻22可建構為框架122（圖4），或包括在工作船上或內輸送或由工作船拖曳至操作位點且藉由起重機或任何適合方法自該船推出或部署之框架。船隻22可完全或部分地封閉，且視需要配備有適合之輸入及出口特徵以進行其操作。鑒於其操作環境及操作要求，船隻22可由金屬、塑料、複合材料或適合於容納、支撐且保護過濾系統20之結構元件的任何材料或材料組合製成，且可由管路、板、艙壁、面板、其組合及其他習知結構元件構成。

在一個具體實例中，船隻22整形為舟或船之殼，且可具有指定位移以提供穩定的可拖曳組態以封閉或支撐逆滲透系統24、定位系統26及其他元件。為此，殼形船隻22可包括內部腔室或內部28、底部30、頂部邊緣32、台板或頂部罩殼34及外部側36以形成駁船或船類組態且可包含用於拖曳或其他附接用途之附接點109。船隻22可包括龍骨40，其可加重以在船隻正移動或經移動穿過水或在水之表面上移動時對船隻22提供壓載及穩定性。在一個具體實例中，龍骨40可係選擇性地且以可釋放方式附接至船隻22使得其可出於浸沒船隻22之緊急表面重修而被釋放的加重結構。船隻22可包括通海旋塞/閥70來淹沒內部28或允許自內部內排水。船隻22可包括用於輔助船隻22之定位及其他移動操作的推進器72等等。船隻22可包括一或多個相機108以用於在視覺上評估系統20之狀態或導引船隻22之定位。

為了產生且收集經過濾、新鮮、礦化及/或化學處理水，逆滲透系統24可安置於船隻22之內部腔室28內。逆滲透系統24包括此類水處理系統中常見之元件。舉例而言，系統24可包括一組預滲透過濾器（圖中未示），但在較佳具體實例中，針對在不需要此類濾光器之深度下操作之系統，省略此類預過濾器。當使用時，預過濾器可用以濾除生物材料、惰性材料，比如砂或泥沙，及相對大的顆粒物質。系統進一步包括經組態以僅准許被水通過同時排除所有其他物質之一組半透膜46。

逆滲透系統24包括以習知方式安置於膜外殼內之一組此類膜46。深度壓力下的水與表面壓力下的水之間的液壓差，如將在下文描述，產生推進水通過膜以供過濾之壓力差。過濾沖洗泵48可用以有時回沖洗膜以進行清潔或在未使用中時保持膜潮濕以保留膜之完整性。入口50（圖4）經組態以與供給泵48連通，以至少經由泵之操作自環境抽吸水及將水供應至膜46。出口52經組態以自抽取泵56收納經過濾淡水，抽取泵56自身經組態以自膜46收納經過濾淡水。歧管（圖中未示）可經組態於膜46與抽取泵56之間，以自膜收集淡水且將所收集水輸送至抽取泵。應理解，逆滲透系統24包括如為吾人所熟知且逆滲透系統將鹽水轉換成淡水之操作慣用的任何必需額外習知元件及系統，諸如管道、閥、感測器、配件、控制件等等，前述各者中的至少一些與控制系統86之部分連通或可被視為控制系統86之部分。

逆滲透系統24自出口52之輸出可與淡水罐54垂直。淡水罐54可提供淡水之固持容器，且可配備有排水管90（圖4）。抽取泵56亦可將淡水移動至球囊58或其他適合之容器中。替代地，抽取泵56可經由選路穿過供應連繫管62之管道67將淡水導引至表面。

球囊58亦可與一或多個輔助空氣供應罐74連通。球囊58可具有釋放閥76來用於其內容物之緊急淨化或用於其他功能。球囊58可係來自膜46之抽取製程的主要淡水收集器，其可用來控制系統20之浮性以在所要深度及/或壓力下定位系統，且可亦用來輔助在淡水之收集提供充足之漂浮抬升時基於淡水相對於由含於球囊58中之水移位之鹽水的密度差而取回該系統。在一個具體實例中，多於一個球囊58可串聯地用以延長所部署系統之使用壽命、提高系統產率、調整任何時間自系統抽取之水的量等等。可藉由在各球囊上併有專用截流閥且在其並聯水電路連接件中將其入口連接至泵56之出口來實現額外球囊58之安裝。

礦物質或化學物質可預插入於球囊58中，或球囊可建構有外部礦物質或化學物質包78及端口80。端口80敞開以回應於包78環境壓力在船隻22下降至所要指定操作深度期間增大而經加壓以注入球囊。

在替代方案中，化學物質包78可配備有有效地將儲存於包78中之內容物等等分配至球囊58中的供電機構，諸如泵82（圖5）。泵82可沿著球囊之淡水輸入84安置。泵82可包括由感測器感測到之環境壓力增大或自由感測器產生之信號或來自控制器或控制系統86之信號啟動的活塞/氣缸機構。

管、管道或導管通氣管60連接淡水罐54以開放水體之表面，表面可包括例如至工作船之連接件、永久平台、浮標或陸基站。就此而言，輔助高壓空氣源或壓縮機61可選擇性地可連接至通氣管60。管道60用以在表面壓力下或接近表面壓力維持淡水罐，以便在置放裝置以供服務之深度下產生在表面壓力與水壓力之間發生逆滲透製程必需的壓力差。

抽取泵56自淡水罐54抽取水且將淡水壓力增大到足夠將水自淡水罐抬升至水體之表面，淡水收集於該表面中。淡水以此方式之壓力增大將取決於系統20之操作深度。泵56可經由供應連繫管62將淡水抽取至表面、至管道或直接至表面，如在本文中詳述。

船隻22可包括一或多個壓載結構、罐或包42、44等等。壓載罐42可係空氣罐，而壓載物44可係由漂浮材料製成之結構，例如合成泡沫、微玻璃球面填充之浮動高密度框等等。壓載物42、44將安置於船隻22上或中，且可經分佈來以習知方式維持船隻之所要定向。壓載物42、44可包括天然或合成材料，比如金屬元素、流體或氣體，及用以含有該等材料之罐或其他罩殼。

在一個具體實例中，系統20、船隻22及相關聯系統及/或組件具有分佈於組態中之重量，以在下降、上升操作及回收期間維持穩定性，例如具有安置於船隻之底部中心處或附近的最重組件、龍骨40、淡水罐54及抽取泵56。若船隻22在輸送或其他操作期間滾轉或倒轉，則壓載物、合成泡沫或浮性包44、壓載罐42及球囊58可定位於船隻22之上部部分附近、上部部分中或上部部分處，定位於頂部邊緣32或上台板34上或附近以提供所要定向且任選地提供自動回正特徵。壓載罐44可由壓載罐泵88（圖5）配備有或維持有空氣或水以提供控制系統20之浮性的構件。

在一個具體實例中，為了控制操作且出於安全及緊急回應，例如在系統68發生故障之狀況下，系統20可藉由供應連繫管62繫纜至表面，來提供空氣60、電源64、有線及/或光學資料管道、或系統20之元件之間及系統與表面操作之間的其他連通管道66中的一或多者。供應連繫管62亦可將來自逆滲透系統24之淡水67攜帶至表面。

供應連繫管62可攜載控制系統86之例如呈信號形式的資訊，該控制系統可定位於工作船、陸基設施、浮標上之表面處或替代地控制系統86可至少部分地安置於船隻22中或上。而且，控制系統86可分佈有定位於許多位置中之控制子系統，此取決於控制子系統之例如效率、操作人員操縱及監測、報告功能及可服務性的功能。

本發明之控制系統及任何控制子系統模組86可具有具有經組態以執行計算及發送且收納適當信號以執行過濾系統20之操作之硬體及軟體的任何習知設計。控制系統可包括一或多個控制器次單元，且可經組態以僅執行過濾操作或執行過濾系統20之定位及其他程序。控制器86可具有任何適合之構造，然而在一個實例中，其包含根據儲存於電腦可讀媒體上之電腦可讀指令而操作之數位處理器系統，其包括具有資料輸入及控制輸出之微處理器電路。通常，處理器將與用於儲存程式指令之長期（非依電性）記憶體以及用於儲存處理期間（或產生於處理）之運算數及結果的短期（依電性）記憶體相關聯。

在替代具體實例中，系統20可安置於框架122（圖4）內，或系統之組件可與在深度下操作且產生淡水作為產品或副產品之其他系統或組件整合。舉例而言，系統20可隨附至用於在海底分離油、氣及水之海底分離器，且將水導引至球囊中以儲存及/或回收淡水，或用以為海底模組提供浮性或將系統組件抬升至表面。

在圖5之具體實例中，一或多個球囊58（展示了一個）可藉由纜線、拎帶、管線92等等附接至船隻22。拎帶92可係永久的或可釋放的。拎帶92可用以在未部署狀態下限制球囊58，且經組態以例如在球囊58感測到充滿淡水以將其取回時或在船隻22到達指定深度時回應於偵測到預定條件而自動地釋放球囊58。在替代方案中，拎帶92可藉由操作人員或由控制系統86操作之釋放機構（圖中未示）遠端地自船隻釋放球囊。在一個具體實例中，球囊58例如在軸環之組態中由球囊結構94支撐。

在操作中，且參考圖6A至圖6D及圖7，球囊58可首先形成為軋製、摺疊或以其他方式壓縮之狀態，且在輸送、啟動及後續下降至指定操作深度100期間緊固至台板34或框架型船隻結構22之頂部。球囊58可軋製，如圖6A至圖6D中所展示，且藉由一或多個可撓性鉗等等固持在適當的位置，在准許系統20下降低於水之表面下方之後釋放或在到達指定深度之前或之時釋放該或該等鉗。在圖7中，可使系統20下落且可自壓載罐74清除空氣以准許系統下降110。在操作深度處或下方，自軋製或捲起狀態104釋放球囊58（圖6D）。當系統20開始產生淡水時，球囊58開始收集水且擴張112。在某一時間點，舉例而言，當系統已下降至指定或預定義深度時，系統20接近位置平衡，其中球囊58半或完全充滿淡水114。控制系統86填充或沖洗各種壓載罐42以維持系統20處於指定深度下。指定深度可有利地在海洋生物之晝夜豎直遷移深度下方，例如離表面低900呎。在後續時間點，例如當球囊58充滿時或在預定義操作週期之後，准許系統20返回至表面來收穫球囊中收集的淡水或進行服務。系統之上升可由所有或少於所有球囊58中收集之淡水的浮性116輔助。

在圖8A至圖8C及圖9中展示之替代具體實例中，球囊58安置於具有框架122或框架122內之一體化組態102中。框架122包括上文詳述之逆滲透系統24及定位系統26，且系統20受控制系統86控制。框架122亦包括如上文所提及之其他必需元件及子系統。

框架122可經組態以在海底上以穩定方式擱置同時附接或不附接至海底。因此，框架122可係大體上矩形或三角形形狀。框架122將大小及形狀設定為在充滿時支撐球囊58且支撐上文詳述之系統20的所有相關聯功能元件。關於圖9，工作船130可將框架122及系統20自海岸位置或其他位置拖曳至所要位點132。工作船130與系統20解除連接，且准許系統下降至所選深度134或下降至海底。由供應連繫管62繫纜之系統20維持連接至陸基作業且可在產生且收集預定體積之淡水之後即刻或例如出於服務由陸基作業取回。

系統20可在拖曳船或其他遠洋服務工作船隻後拖曳或自駁船之台板、自陸地或諸如離岸石油平台之離岸結構或其他表面操作船隻或結構部署。一旦系統20在水中且在所選工作操作位置上方，則打開通海旋塞閥70以淹沒內部腔室28。水進入船隻22之內部中使得系統20下沉至浸沒壓載罐42之層級。打開壓載泵閥88（圖5）以釋放來自罐之空氣且准許水淹沒壓載罐42，此使得負向漂浮之系統在水之表面下方下沉至水體之表面下方的浸沒深度。

系統20朝向浸沒深度之下降可隨深度增大而加速且可達到端點速度。淡水罐54可首先在表面處充滿高壓空氣。控制系統86可藉由程式化經組態以打開閥96（圖5）以將罐54中之空氣釋放至壓載罐42中以停止或減緩系統20之下降。系統可替代地部署一或多個球囊以以增加拖曳且減緩下降結構之端點速度。亦可將空氣釋放至收納球囊58中以將球囊自捲起位置104擴張至操作位置中，及灌注球囊以收納淡水。推進器72可用以減緩或控制系統20之下降速率及維持系統20之位置在表面下方。可藉由以受控制方式調節系統之浮性來使系統20維持處於指定深度下。替代地或另外，系統20可諸如藉由錨及圖中未示之繫纜或藉由附接至海底部之結構附接至海底，球囊之浮力按由繫纜之長度界定之距離將船隻結構定位於海底上方。另外，系統20可附接至如鑽油技術中已知之浮動結構。

至少參考圖1至圖5，當控制系統86例如藉由打開淡水罐54、通氣管60與逆滲透系統24之間的閥同時開始操作抽取泵56來使淡化裝置曝露於壓力差時，淡水之產生可開始。通氣管60在表面處對空氣之存取使淡水罐54維持在大氣壓下。可在緊急情形下自表面沿著通氣管60壓迫高壓空氣來控制系統20之浮性。可在緊急情形下使得高壓罐及/或備用高壓空氣泵74可將空氣釋放至淡水罐54中，以用於在通氣管浸沒之情況下控制浮性或重建通氣管60中之空氣。

大氣壓力下或附近之淡水罐與對環境壓力開放之逆滲透系統之間的壓力差動抵靠著膜推進鹽水且得到淡水，淡水移動穿過逆滲透系統24至淡水罐54中。可相反地操作膜供給泵48以清除在膜46之海水側上濃縮之鹽水。

替代地，膜供給泵48可將鹽水導引至鹽水收集球囊或容器98（圖5）。可操作抽取泵56以自淡水罐54抽取水且將其泵吸至球囊58中。當球囊58充滿淡水時，其可擴張以容納所產生淡水之體積。

控制系統86可經程式化以在操作深度下啟動各種操作系統。應注意，操作深度可係離水體之表面或底部的預選距離，或可替代地例如在潮汐影響水體之深度的區域中係離底部之可變距離。此外，操作深度可在系統之浮性及壓載的調整之間改變，該浮性及壓載將在操作期間改變。控制系統86亦可經程式化以計算下降速率及確定且控制系統20之加速度、系統之重量、水至收納球囊58中之相對流速及收集，以減緩下降且在對應於鹽水穿透膜46、經由淡水罐54、抽取泵56收集淡水且收集至收納球囊中之最佳速率的深度處或附近停止。

關於系統之操作深度的維護，應注意，傾向於拉動系統朝向表面之可變浮力將隨著淡水之儲存在球囊中增加而增大。可藉由調整系統之壓載及其他方法抵消此力，如先前所描述。取決於鹽水之密度差，可由系統之電子控制器自主地進行之調整回收鹽水、系統操作之其他污染水及所產生淡水。舉例而言，海洋中之鹽水的密度比淡水之密度高大致3%。

當自動地控制系統之操作深度時，控制系統86可調整輸入及水流出逆滲透系統24、淡水罐54、流經抽取泵56且流入收納球囊58或供應連繫管62，且調整其他參數。控制系統86可進一步控制空氣流經通氣管60或流動至及流出淡水罐、備用壓力罐74或壓載物42、58，以維持系統之中性浮性同時按所要操作深度操作，或提供正或負浮力以調整系統之深度。控制系統86可經進一步組態以調整此等及其他參數以實現系統之緊急表面修整或毀壞。

在一個所涵蓋具體實例中，逆滲透系統24可使用呈DOW螺旋捲繞元件（型號：SW30XLE- 440i）形式之膜，其需要800 psig之供給壓力，且因此最佳地在海平面下方大致1800呎之深度下操作。若針對最佳操作深度之浮性控制需要淡水產生，則膜供給泵48可用以在更淺深度下且以更低效率操作。可在按將在海平面下方1800呎處減緩、停止且定位系統下降之速率填充球囊的深度下啟動控制系統86。控制系統86用以維持流速及修改壓載罐浮性以在所要指定最佳深度下操作。可藉由使流經供應連繫管62之水分流來抽取水，以維持系統20在較長時間段內之操作，且抽取比系統之重量將通常允許更多的淡水。

在圖10中展示操作及/或定位系統20之一個方法。將系統拖曳至所選位置140。准許船隻22或框架122淹沒且系統20下降142。供應連繫管62自工作船上之絞車展開144。在指定點處，將來自淡水罐54之高壓空氣釋放至壓載罐44中以減緩系統之下降146；亦可部署球囊58以減緩系統之下降148。在指定操作深度下，開放入口50以使膜46曝露於鹽水150。使淡水罐54與所產生淡水連通152。亦可將空氣釋放至球囊58中以灌注其來收納淡水154。泵56自收納罐54抽取水且將淡水泵吸至球囊156。可自逆滲透系統24清除鹽且可將鹽分散至外部環境中，或可在次級壓載系統（圖中未示）中分流且收集鹽以在操作期間抵消淡水浮性158。可自此次級壓載系統（圖中未示）排出鹽，或在表面處自系統20移除鹽160。控制系統86可自壓載罐42、44釋放空氣以抵消淡水浮性及維持系統之位置162。

為了維持操作平衡，定位系統26可使二次閥向連接至收納船隻之表面的抽取供應連繫管開放。舉例而言，在所收集淡水之浮性超出壓載物及船隻之向下力的情形下，可開放球囊、罐或管線且可閉合球囊閥以將水抽取至表面164。在替代具體實例中，可在額外球囊開始填充時自船隻釋放充滿之球囊。球囊之間的交遞可係逐漸的，以避免破壞系統之浮性。在系統之主要目的係自水體之底部抬升負載的一個具體實例中，球囊可繼續填充使得其浮力超出系統及待抬升之負載的重量。

在工作班次之結束時，可閉合至供應連繫管62之閥且可使淡水分流至球囊58，因此以淡水填充球囊，此提供升力以取回系統20及球囊內之淡水166。在此方法中，將淡水泵吸至表面，且當應取回系統20時，將分流淡水至球囊58，由此由於球囊中之淡水的浮性將整個系統20抬升至表面。

參考圖5，呈現礦化或對球囊58內之水進行調味的系統。系統20可包括礦物質及/或調味劑之源。眾所周知，純水不必出於飲食或其他目的而合乎需要，且因此眾所周知將礦物質添加回至自逆滲透製程獲得之純水。因此，系統20可包括礦物質及/或調味劑源78，其可呈安置於泵56與球囊58之間且與球囊流體連通之擴散系統的形式。擴散系統78可係含有礦物質之容器，其具有穿過擴散系統將來自逆滲透系統24之淡水導引至球囊58中之配件。通過擴散系統78之淡水將拾取且溶解礦物質以提供恰當地礦化之淡水產品。替代地，礦物質及/或調味劑源78可係安置於球囊58內之含有礦物質的水可穿透袋，其在存在經加壓淡水之情況下准許礦物質分散至所產生淡水中。在另一替代方案中，可在部署球囊之前將礦物質或調味劑手動地引入或定量至球囊58中。

本文所揭示之各種具體實例應被視作說明性及解釋性意義，且決不應被解釋為限制本發明。儘管已尤其參考以上具體實例展示且描述本發明之態樣，但熟習此項技術者應理解，可在不背離所公開內容之精神及範圍的情況下藉由修改所公開機器、系統及方法來涵蓋各種額外具體實例。此類具體實例應被理解為落入本發明之範圍內，如基於申請專利範圍及其任何等效物而判定。

圖1係根據本發明之一個具體實例之過濾系統的功能圖。 圖2係根據本發明之另一具體實例之過濾系統的透視剖視側視圖。 圖3係根據本發明之又一具體實例之過濾系統之透視部分剖視側視圖。 圖4係安置於框架內之一個具體實例的透視圖。 圖5係根據本發明之又一具體實例之過濾系統之透視剖視側視圖。 圖6A至圖6D分別係具有未部署球囊之圖3之過濾系統的第一側視圖、俯視圖、第二側視圖及透視圖。 圖7係圖6之系統，其說明系統定位及取回之方法及球囊之部署的不同狀態。 圖8A至圖8C係本發明之過濾系統之又一具體實例的透視圖。 圖9係定位圖8A至圖8C之系統之方法的一個具體實例。 圖10係根據本發明之具體實例之系統操作方法的具體實例。

Claims (20)

1. 一種可部署於一水體中之淡化系統，該淡化系統包含： 一船隻結構，其能夠沿著該水體之一表面移動，該船隻結構界定一內部空間； 一逆滲透系統，其大體上安置於該船隻結構之該內部空間內，該逆滲透系統具有一入口及一出口； 一定位系統，其用於控制該船隻結構自該水體之該表面至該船隻結構在該水體之該表面下方之一浸沒深度的一行進； 一水罐，其連接至該逆滲透系統之該出口，該水罐經組態以自該逆滲透系統收納過濾水； 一通氣管，其在該船隻結構處於該水體之該表面下方的該浸沒深度處時流體連接該水罐之一內部與該水體之該表面； 一壓載系統，其經組態以控制該船隻結構之一浮性；及 一控制器，其以可操作方式與該定位系統及該壓載系統相關聯，該控制器選擇性地控制該船隻結構在該水體之該表面下方的該浸沒深度。
2. 如請求項1所述之淡化系統，其進一步包含連接至該水罐且與該控制器相關聯之一泵，該泵可用以選擇性地自該水罐抽吸該過濾水之一部分。
3. 如請求項2所述之淡化系統，其進一步包含流體連接至該泵之一出口的一球囊，其中該球囊用以收集及儲存該過濾水之由該泵提供的該部分。
4. 如請求項2所述之淡化系統，其進一步包含定位於該水體之該表面及一陸基結構中之一者上的一表面結構，及連接於該泵之一出口與該表面結構之間的一供應連繫管道，該供應連繫管道經組態以將該過濾水之由該泵提供的該部分提供至該表面結構。
5. 如請求項1所述之淡化系統，其中該壓載系統包括至少一個經加壓空氣罐，該經加壓空氣罐向一壓載罐提供空氣以回應於由該控制器提供之命令而控制該船隻結構在該水體之該表面下方的該浸沒深度。
6. 如請求項1所述之淡化系統，其進一步包含連接至該逆滲透系統之一鹽水容器，其中該逆滲透系統經組態以將鹽水自該逆滲透系統導引至該鹽水容器。
7. 如請求項2所述之淡化系統，其進一步包含與該泵之一出口流體連通之一礦物質/化學物質包，該礦物質/化學物質包含有以一預定義濃度在該過濾水之由該泵提供的該部分中稀釋之水溶性化學物質。
8. 如請求項3所述之淡化系統，其進一步包含連接至該泵之該出口的一歧管，以及多個球囊，該多個球囊中之每一者選擇性地可與該泵之該出口流體連接，以收納該過濾水之由該泵提供的該部分。
9. 如請求項2所述之淡化系統，其中該壓載系統進一步包括與該泵之一出口流體連接的一球囊，該球囊連接至該船隻結構，且在由該過濾水之由該泵自該水罐抽吸之該部分充滿時向該船隻結構提供一浮力。
10. 一種用於淡化水之方法，其包含： 沿著一水體之一表面將一船隻移動至一所要位置，該船隻含有一逆滲透系統； 允許該船隻在該表面下方下沉至存在充足壓力以操作該逆滲透系統之一深度； 操作該逆滲透系統以過濾自該船隻周圍抽吸之水； 將過濾水收集於一水罐中； 運用一通氣管連接該水罐與該水體之該表面；且 自該水罐抽吸水。
11. 如請求項10所述之方法，其中允許該船隻下沉包括控制該船隻之一浮性以達成該水體之該表面下方的一受控下降速率。
12. 如請求項10所述之方法，其進一步包含經由與該水罐相關聯之一供應連繫管道將過濾水自該水罐抽吸至該水體之該表面及一陸基結構中之一者。
13. 如請求項10所述之方法，其進一步包含將過濾水自該水罐收集於一球囊中，該球囊浸沒於該水體之該表面下方且由該過濾水充滿。
14. 如請求項13所述之方法，其進一步包含在該球囊由該過濾水充滿時至少部分基於由該球囊提供之一浮力而控制該船隻之該深度。
15. 一種用於自一海底抬升一物件之方法，其包含： 沿著一水體之一表面將一船隻移動至該物件上方之一所要位置，該船隻含有一逆滲透系統； 允許該船隻在該表面下方下沉至存在充足壓力以操作該逆滲透系統之一深度； 在該海底上連接該船隻與該物件； 操作該逆滲透系統以過濾自該船隻周圍抽吸之水； 將過濾水收集於與該船隻連接之一可充氣球囊中； 用過濾水充滿該球囊，充滿的該球囊在該過濾水相比於自該船隻周圍抽吸之水具有一更低密度時向該船隻施加一正浮力；及 使用該正浮力以將該船隻及該物件自該海底朝向該水體之該表面抬升。
16. 一種可部署於具有一表面及一海底之一水體中之淡化系統，該淡化系統包含： 一船隻結構，其能夠在水中行進，該船隻結構界定一內部空間； 一逆滲透系統，其大體上安置於該船隻結構之該內部空間內，該逆滲透系統具有一入口及一出口； 一罐，其連接至該逆滲透系統之該出口，該水罐經組態以自該逆滲透系統收納過濾水； 一定位系統，其用於控制該船隻結構之行進； 一壓載系統，其經組態以控制該船隻結構之浮性；及 一控制器，其以可操作方式與該定位系統及該壓載系統相關聯，該控制器選擇性地控制該船隻在該水體之該表面下方的一位置。
17. 如請求項16所述之淡化系統，其進一步包含一通氣管，該通氣管在該船隻結構浸沒於該水體之該表面下方時流體連接該罐之一內部與該水體之該表面。
18. 如請求項16所述之淡化系統，其進一步包含連接至該罐且與該控制器相關聯之一泵，該泵可用以選擇性地自該罐抽吸過濾水。
19. 如請求項18所述之淡化系統，其進一步包含流體連接至該泵之一出口的一球囊，其中該球囊收集且儲存由該泵自該罐抽吸之過濾水。
20. 如請求項19所述之淡化系統，其進一步包含一錨，該錨藉由一繫纜附接至該船隻結構以用於在該船隻結構浸沒於該水體之該表面下方時將該船隻結構錨定至海床，且其中該球囊在充滿過濾水時提供一浮力以按由該繫纜界定的一距離將該船隻結構定位於該海底上方。