TW202104093A - 電解殺菌劑生產單元 - Google Patents
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Abstract
本揭露內容係關於一種用於將一殺菌劑輸出至一水系統之殺菌劑生產裝置。該殺菌劑生產裝置包括定位於一外殼內之一電力電路,其外殼界定該殺菌劑生產裝置之一電解槽。
Description
本揭露內容大體係關於用於減少或消除水系統內之生物污垢之殺菌劑生產裝置。
由生物生長(例如,咸水或淡水水生物)造成之生物污垢可導致水系統之堵塞,及取決於水系統之設備的低效操作、過熱及故障,由此導致成本高之停機時間及昂貴之修理。對於一些應用,在水系統內的生物生長之問題係藉由水系統之週期性(例如,半年)酸清潔來解決。酸清潔昂貴、耗時,且涉及使用刺鼻且危險之化學品。需要此領域之改良。
本揭露內容之一個態樣係關於一種用於抑制在一水系統內之生物污垢之殺菌劑生產系統。在一個非限制性實例中,該系統可為船舶之水系統,使得該船舶之有關設備(例如,熱交換器)可按峰值效能來操作,而具有最少或無停機時間。在某些實例中,該殺菌劑生產系統可包括一電解配置,其用於提供在穿過該水系統之水內的殺菌劑之原位生產。在某些實例中,可連續地操作或間隙地操作該殺菌劑生產系統。根據本揭露內容之原理的殺菌劑生產系統可用於咸水(例如,海水及半咸水)以及淡水兩種應用。
本揭露內容之另一態樣係關於一種殺菌劑生產裝置,其包括用於在一水系統內生產殺菌劑之一電解槽。在一個實例中,該殺菌劑生產裝置具有一電力系統,其經組態以增強該裝置之電力傳送效率。在一個實例中,該殺菌劑生產裝置使用在跨該裝置之電極上之相對低電壓下的相對高電流生產殺菌劑。在一個實例中,使用一電流源來跨該殺菌劑生產裝置之該等電極施加電流。為了使歸因於傳導性電線中之電阻的電壓損失最小化,需要電流源位於電解槽之電極緊密附近(亦即,電流源相對於電極局部化)。在一個實例中,電源源與電解槽整合於一個外殼中。在某些實例中,將其他類型之電路系統整合至與該電解槽相同之外殼內。實例電路系統可包括:電隔離電路系統,其用於隔離殺菌劑生產裝置之電源與船接地(例如,該電路系統可提供與船接地隔離但耦接(例如,由一隔離開關電源供應器電感性耦接)至耦接至船接地之電源的具有零參考電壓之一電源);控制電路系統,其用於基於經由電解槽之水流量調整提供至該等電極的電流之量值、極性及頻率;電壓調節器;及功率轉換電路系統,諸如,DC-DC轉換電路系統及/或AC-DC轉換電路系統。在一個實例中,該殺菌劑生產裝置可包括一外殼,其具有電極曝露於流過裝置之水的一電解腔室,及容納以上描述的類型之電路系統之一控制腔室。在一個實例中,該電路系統可安裝於一電路板上,該等電極可包括延伸穿過該電路板之導電柱,且該等電極可包括耦接至該等導電柱以用於在流過電解槽之水內生產殺菌劑之導電板。
本揭露內容之另一態樣係關於一種殺菌劑生產裝置,其包括用於在一水系統內生產殺菌劑之一電解槽,及使用流過該電解槽之水冷卻該殺菌劑生產裝置之電路系統之一散熱片配置。在一個實例中,該電路系統可包括一電流源,其用於經由該電解槽之電極施加電流。其他電路系統可包括:電隔離電路系統,其用於隔離殺菌劑生產裝置之電源與船接地(例如,該電路系統可提供一電源,該電源由一隔離開關電源供應器電感性耦接至耦接至船接地之電源,但具有其自身的與船接地隔離之零參考電壓);控制電路系統,其用於基於經由電解槽之水流量調整提供至該等電極的電流之量值;電壓調節器;及功率轉換電路系統,諸如,DC-DC轉換電路系統及/或AC-DC轉換電路系統。
在某些實例中,該殺菌劑生產裝置包括一外殼,其界定一電解槽腔室(例如,一殺菌劑生產腔室),正生產殺菌劑之水流過該電解槽腔室,且來自電路系統之熱量經轉移至水以提供高效冷卻(例如,經由經外殼之熱耦合或其他熱耦合方式)。在某些實例中,外殼(例如,一主外殼體及/或一外殼蓋)具有熱傳導性且包括曝露於穿過外殼之水的一或多個熱轉移結構或特徵(例如,散熱鰭片、隔板、突出部、板、表面、層等)之一構造。在某些實例中,熱量經由殺菌劑生產裝置之外殼之一壁自電路系統轉移至流過外殼之殺菌劑生產腔室的水。該壁可包括一側壁、一端壁、一蓋之一壁、支撐該電路系統之一壁或其一組合。該等壁可包括熱轉移散熱鰭片或其他熱轉移結構/特徵。可使用電絕緣熱傳導性層來在同時電隔離外殼與電路系統時提供外殼與電路系統之間的熱耦合。
在某些實例中,外殼之部分可具有不易於熱傳導性之一聚合構造,且可提供額外特徵(例如,熱路徑、散熱片等)用於將熱量自熱產生組件轉移至流過裝置之水。舉例而言,熱傳導性散熱鰭片、板、部件、桿或其他特徵可浸沒於水中或以其他方式與水接觸,且藉由延伸穿過外殼之壁或其他結構之熱路徑熱耦合至熱產生組件。在某些實例中,與水接觸之熱傳導性特徵視情況可為形成電解槽之電解板。在某些實施例中,可併有電路系統作為一多層電路板之部分,且與流過電解槽之水實體接觸之熱傳導性特徵可熱耦合至電路板之一或多個表面黏著組件(例如,藉由可包括熱通孔或諸如銅幣之熱幣的熱傳導性路徑)。可使用電絕緣熱傳導性層來在同時電隔離與水接觸之熱轉移元件與熱路徑時提供與水接觸之熱轉移元件與熱路徑之間的熱耦合。
該系統亦可包括用於感測經由槽的水之流量之構件,且亦可感測電子電路系統之部分或外殼之部分的溫度。此感測構件可與一控制器介面連接,若水流量變得不夠將系統電子元件冷卻至適當操作溫度,則該控制器減少或終止至電解槽之電力。流量可由流量感測器、藉由監視泵操作及輸出及/或藉由偵測槽中的氣體之累積來感測。電子元件溫度亦提供流量之一指示,此係由於溫度傾向於在電流保持穩定時增大,同時水流量減小,此係由於水流量減小提供較少冷卻。因此,較高感測之電子元件或外殼溫度可指示經由該槽之減小之水流量。槽控制器可經組態以當或若溫度超過一預定等級,則終止或減少至電解槽外殼或電子元件之電力。
將在接下來之描述中闡述多種額外態樣。該等態樣可關於個別特徵,及關於特徵之組合。應理解,前述一般描述及以下詳細描述皆僅為例示性及解釋性,且並不限制本文中描述之實例係關於的寬泛發明性概念。
本揭露內容係關於一種用於抑制在一水系統內之生物污垢之殺菌劑生產裝置及系統。實例殺菌劑可包括氯及其衍生物、銅及其他殺菌劑。本揭露內容之某些態樣係關於增強在殺菌劑之生產期間的電力之高效使用之特徵。其他態樣係關於管理及消散在殺菌劑之生產期間產生的熱量以提供槽控制電路系統之增強冷卻之特徵。
第1圖至第2圖描繪根據本揭露內容之原理的一實例殺菌劑生產單元20(例如,一殺菌劑生產裝置)。殺菌劑生產單元20包括一單元外殼22,其界定一第一腔室24及一第二腔室26(見第2圖及第4圖)。第一腔室24提供在單元外殼22內之一位置,殺菌劑可在該位置中生產,且第二腔室26提供用於控制殺菌劑生產單元之操作之電路系統27的一外殼位置。單元外殼22包括用於接收至第一腔室24內之水的一水入口28,及用於將在第一腔室24內生產之含殺菌劑水輸出至需要藉由殺菌劑處理之水系統(例如,船舶之水系統)的一水出口30。殺菌劑生產單元20亦包括一電極配置32,其包括定位於第一腔室24中之第一電極34及第二電極36,用於當跨第一電極34及第二電極36施加電壓時在流過水入口28與水出口30之間的第一腔室24之水中生產殺菌劑。電源線38自單元外殼22向外延伸。電源線38適於將第二腔室26內之電路系統27耦接至具有其自身之接地266的一外部電源262。電源262可為電池、發電機或其他電源。在某些實例中,電源可範圍自12伏至240伏,且可提供交流(alternating current;AC)或直流(direct current;DC)。較佳電源包括12伏DC、或24伏DC、或110伏AC、或240伏AC電源。在第4圖及第6圖中,展示將電路系統27整合為多層電路板29之部分。在某些實例中,可使用一或多個流量感測器51感測經由電解槽的水之流動速率,且可使用一或多個溫度感測器53感測電路系統27、腔室26及/或單元外殼22之位置的溫度。當偵測到低或無流量條件時及/或當溫度超過預定等級時,至槽之電力可減少或終止。
參看第3圖,第一電極34可包括電耦接至多個並聯第一電極板80之一第一終端78。第一終端78包括一第一接線板82及一第一接線柱84。第一電極板80電且機械耦接至第一接線板82。在一個實例中,第一電極板80包括主體86及上部凸片88。上部凸片88較佳地藉由諸如焊接或熔接之方式電且機械耦接至第一接線板82。
仍然參看第3圖,第二電極36可具有與第一電極34類似之組態。舉例而言,第二電極36包括一第二終端90及電且機械耦接至第二終端90之並聯第二電極板92。第二電極板92定位於第一電極板80之間且相對於第一電極板80間隔開,使得在第一電極板80中之每一者與第二電極板92中之一對應者之間存在孔隙空間。第二終端90包括電且機械耦接至第二電極板92之上部凸片96的一第二接線板94。第二電極板92亦包括主體98,且第二終端90包括一第二接線柱93。
在某些實例中,接線柱、接線板及端板可具有金屬構造,其包括諸如鈦或不銹鋼之金屬材料。在某些實例中,第一電極板80及第二電極板92可塗佈有用於催化氯或其衍生物之生成的催化劑材料。在一個實例中,催化劑塗層可包括鉑族金屬。適合於在催化劑塗層中使用之實例鉑族金屬包括銥及釕。在某些實例中,催化劑塗層可包括金屬氧化物混合物,其可包括銥之氧化物,及/或釕之氧化物,及/或鈦之氧化物,及/或鉭之氧化物,及/或鈮之氧化物。將瞭解,以上催化劑僅為實例,且亦可使用其他催化劑混合物。在其他實例中,電極板80、92之集合中之至少一者由包括銅之材料建構成,使得當跨板80、92施加電壓時,產生銅離子。
第二腔室26內之電路系統27可提供許多功能。實例功能包括:a)功率轉換(例如,DC-DC及/或AC-DC功率轉換);b)功率調節;c)電極極性切換;d)週期性終止至電極之電力且將電極連接在一起並至零參考電壓;e)將電路系統與船接地隔離;f)氣體感測;g)調節跨電極之電流以經由該等電極提供電流;h)監視經由殺菌劑生產單元20之水流量;及i)及基於經由第一腔室24之水流量調節跨電極流動的電流之量值。為了協調並實施此各種功能性,電路系統27可包括具有一或多個處理器之一控制器(例如,控制器248)。該等處理器可與軟體、韌體及/或硬體介面連接。另外,該等處理器可包括數位或類比處理能力,且可與記憶體(例如,隨機存取記憶體、唯讀記憶體或其他資料儲存裝置)介面連接。在某些實例中,該等處理器可包括一可程式化邏輯控制器、一或多個微處理器或類似結構。該等處理器亦可與安裝於單元外殼22之外部處的顯示器252(例如,指示器燈等)及使用者介面250(例如,控制按鈕、開關等)介面連接。
將電路系統27整合於單元外殼22內提供許多優勢。一個優勢係關於電力之高效使用。對於電路系統27包括一電流源(例如,AC或DC電流源)之情況,此特別適用,該電流源使電流流過第一電極34與第二電極36之間以建立經由第一電極34與第二電極36之間的水之電流之流過,由此在第一腔室24內之水中生產殺菌劑。使用電流源進行的殺菌劑之有效電化學生產需要相對高電流及相對低電壓。在此情形中,需要電流源在電極34、36緊密附近以使自電流源導引至電極34、36的佈線中之損失最小化。藉由將電路系統27整合於外殼單元22內,電流源可位置緊鄰電極34、36且在電極34、36之在殺菌劑生產期間電流流過其間的部分(例如,交錯之電解板)緊密附近。在某些實例中,電流源位於電解板80、92之2英呎、或1英呎、或8英吋、或6英吋內。在某些實例中,接線柱84、93直接電且機械耦接至其上安裝電流源之電路板29。一電流源可包括一電子電路,其獨立於跨其之電壓傳遞或吸收電流。
另一優勢係關於用於冷卻之熱消散。電路系統27中之某些(特別是用於提供功率轉換、功率調節、功率管理、功率控制及電流控制之功率有關電路系統)可產生大量熱量。藉由將電路系統27整合於外殼單元22內,流過第一腔室24之水可用作用於冷卻及消散熱量之媒劑。舉例而言,所有外殼或其一部分可由易於經由外殼22將熱量自第二腔室26轉移至流過第一腔室24之水的熱傳導性材料(例如,包括諸如不銹鋼、鈦、其他金屬及其組合之金屬的組成物及由此形成之化合物)製成。外殼22可包括用於增強熱轉移速率之散熱鰭片或其他結構。
可使用熱路徑將來自熱產生電組件之熱量傳導至外殼22。熱路徑可包括用於側向分佈熱量的電路板29之傳導性平面/層。熱路徑亦可包括熱通孔及熱幣(例如,安裝於板中用於熱轉移目的之諸如銅的較大金屬塊或段),用於經由電路板29垂直傳送熱量。熱路徑可進一步包括用於將電組件表面安裝至電路板29之熱墊。熱路徑可進一步包括電絕緣熱傳導性層,其可用以在同時將外殼22相對於電路系統27維持於電隔離狀態中時將熱量傳導至外殼22。
將瞭解,熱量產生隨在電極34、36之間傳遞的電流之量值增大。然而,電路系統27較佳地藉由經由殺菌劑單元20的水之流量來變化電流之量值,且流過殺菌劑單元20的水之熱消散速率隨水流量而變化。因此,當提供較高電流位準以匹配經由殺菌劑單元20之較高水流量時,較高水流量提供增大之熱消散容量以當提供較高電流位準時有效移除由電流源產生之增大熱量。
參看第4圖,單元外殼22包括界定第一腔室24之一主外殼體40。該主外殼體40具有一開口端41。單元外殼22亦包括一外殼蓋42,其安裝於主外殼體40之開口端41上以圍封第一腔室24。外殼蓋42可藉由諸如螺栓43(見第1圖)之扣件附接至主外殼體40。第二腔室26界定於外殼蓋42內。第二腔室26可視情況可重新進入,且可包括一接取面板或門以用於接取腔室26之內部。外殼蓋42包括一基底壁44,其具有相對之第一表面46及第二表面48。第二表面48為一上部表面,其界定第二腔室26之內部之一部分(例如,一基底部分)且曝露於第二腔室26之內部。第一表面46為一底表面,且適於當將外殼蓋42安裝於主外殼體40上時抵抗住且圍封主外殼體40之開口端41。藉由安裝至主外殼體40之外殼蓋42,第一表面46界定第一腔室24之頂部且曝露於第一腔室24之內部。因此,基底壁44形成當將外殼蓋42安裝於主外殼體40上時分開第一腔室24與第二腔室26之一共同壁。
基底壁44可由易於傳導熱量之材料(例如,包括抵抗銹蝕且熱傳導性的諸如不銹鋼或鈦之金屬之組成物)製成,且可充當用於將熱量自第二腔室26轉移至流過第一腔室24之水的散熱片。基底壁44可包括突出部45(例如,散熱鰭片或其他熱轉移結構,見第4圖及第5圖),其突出至第一腔室24內用於增大與第一腔室24內之水的表面接觸面積。第二腔室26內之熱產生組件可藉由熱傳導性路徑熱耦合至基底壁44,熱傳導性路徑可包括熱通孔、熱幣、熱傳導性平面或層或適合於藉由傳導將熱量高效地傳導至基底壁44之其他路徑。將瞭解,熱傳導性路徑可包括將基底壁44相對於電路系統27維持於電隔離狀態中之一或多個電絕緣熱傳導性層。
一般而言,為了本揭露內容之目的,熱傳導性材料具有等於或大於1瓦每公尺克耳文(w/mK)之一熱導率。舉例而言,電絕緣之熱傳導性環氧樹脂常具有在1 w/mK至5 w/mK之範圍中的熱導率。實例熱傳導性且電絕緣環氧樹脂可包括諸如氧化鋁或氮化鋁之填料。諸如熱通孔、熱幣及類似者之傳導性路徑常具有包括具有非常高的熱導率之金屬之組成。舉例而言,銅具有大於400 w/mK之一熱導率,且鋁具有大於200 w/mK之一熱導率。某些電絕緣熱傳導性層可用來將熱轉移組件熱耦合至電路系統27,同時維持熱轉移組件相對於電路系統電隔離。此等層可包括視情況可包括熱傳導性填料之相對薄聚合層。實例填料可包括陶瓷材料,諸如,氮化硼、氧化鋁、氮化鋁、碳化矽或氮化矽。較佳地,與水或咸水接觸可能銹蝕的形成熱路徑之金屬將藉由不受到銹蝕之熱傳導性材料與液體接觸隔離。
在某些實例中,不同於與外殼22成整體之特徵的特徵可用以將熱量轉移至流過殺菌劑生產裝置20之水。實例特徵可包括板、桿、散熱鰭片或其他結構。藉由使用此等特徵,外殼蓋42(特定言之,基底壁44)可由具有介電性且相對低熱導率性質的諸如聚合材料(例如,聚碳酸酯)之材料製成。藉由製造自身介電的聚合材料之外殼蓋42,不需要進行單獨之準備來用於確保外殼蓋42與電路系統27電隔離。電極配置32為不與外殼22成整體的一特徵之一個實例,其可用以在殺菌劑生產裝置20之操作期間有效地將熱量轉移至流過殺菌劑生產裝置20之水。
第6圖展示根據本揭露內容之原理的另一殺菌劑生產裝置20a,其中電極配置32用作用於將熱量自第二腔室26內之電路系統27轉移至流過第一腔室24之水的散熱片。接線柱84、93延伸穿過基底壁44且直接與電路板29連接。包括熱傳導平面/層、熱通孔、熱幣及與電路板29整合之其他金屬的熱路徑可用以將來自電路系統之熱產生組件之熱量傳導至接線柱84、93。電絕緣且熱傳導性層可用以將接線柱84、93與熱路徑電隔離。接線柱84、93較佳地電連接至電流源及電路系統27之零參考電壓,但不電連接至熱路徑。自熱路徑轉移至接線柱84、94之熱量經由柱84、93及接線板82、94轉移至電解板80、92,該等電解板提供用於有效地將熱量轉移至在電解板80、92之間及跨電解板80、92流動之水的大表面積。在第6圖之實例中,基底壁44較佳地由諸如聚合材料之介電材料製成。然而,在其他實例中,對於基底壁44具有金屬構造之一實施例,電極配置32亦可用作散熱片。在此等實例中,接線柱84、93較佳地與基底壁44由一或多個電絕緣且熱傳導性層電隔離。
返回參看第2圖,電路系統27可包括一控制器248,展示其與使用者介面250、顯示器252、一感測電路254、一槽電力電路256及一隔離電路258介面連接。感測電路254可經組態以偵測/感測在第一腔室24內的氣體之累積。槽電力電路256可經組態以將電力供應至第一電極34及第二電極36。在一個實例中,槽電力電路256包括一電流源160,用於驅動不取決於跨電極之負載或施加之電壓的一電流穿過電解槽。由電流源提供的電流之量值、頻率及極性可由控制器變化以調節由系統生產的殺菌劑之量。隔離電路258將來自電源262之電力傳送至電路系統27,且同時給電路系統27提供與船接地266電隔離之零電壓參考。感測電路系統、電力電路系統、隔離電路系統及極性切換電路系統之另外細節描述於在此被以引用的方式全部併入之美國專利申請案第16/152,176號中。
在某些實例中,電路系統27整合為多層電路板29之部分(見第4圖及第6圖),該多層電路板包括電互連電路系統27之各種電組件的導電性路徑(例如,跡線、軌跡、部分、區段)。諸如表面黏著式電組件之電組件可安裝於電路板29上。如在第4圖及第6圖中描繪,該電路系統包括為電流源160之熱產生組件的一表面黏著式電組件31,及為隔離電路258之熱產生組件的一表面黏著式組件33。諸如熱通道35、熱幣37或其他熱傳導性結構(例如,金屬結構)之熱傳導性結構可整合於電路板29中以形成用於當殺菌劑生產裝置在操作中時將熱量自熱產生組件傳導至適於浸沒於流過第一腔室24之水中之散熱片結構的熱轉移路徑之至少部分。該等熱轉移路徑亦可包括電路板29之熱傳導性水平層或平面,以及電路板中之其他金屬。熱轉移路徑亦可包括外殼之熱傳導性部分,以及延伸穿過外殼之部分及/或攜帶有外殼蓋或外殼基底之熱傳導性結構。在第4圖之實例中,熱轉移路徑將熱量傳導至與外殼蓋42之基底壁44整合在一起之鰭片45。在第6圖之實例中,熱轉移路徑將熱量傳導至電極配置32。
在某些實例中,殺菌劑生產系統24之感測電路254可經組態用於偵測外殼52內的氣體之累積。用於感測電路254之一較佳氣體感測器包括一氣體感測電極130,其基於海水與氣體之間的電導率之差感測收集之氣體之存在。在某些實例中,感測電路254感測氣體感測電極130與電解槽之另一組件之間的電連接性。在另一實例中,感測氣體感測電極130與第一終端78或第二終端90之間的電連接性。
隔離電路258經組態用於電隔離電源262與殺菌劑生產系統24之電組件。舉例而言,隔離電路258可以殺菌劑生產裝置20具備未電連接至船舶20之船接地266(亦即,與船接地266電隔離)之零電壓參考264的一方式將電力自電源262傳送至殺菌劑生產裝置20。在一個實例中,隔離電路258經由可包括感應線圈之一變壓器將電力電感傳送至殺菌劑生產裝置20。在一實例實施例中,使用可購自俄勒岡州Tualatin之CUI公司之VHB100W DC-DC轉換器實施隔離電路258。包括具有不同電壓臨限值的其他類型之DC-DC轉換器之其他隔離電路亦可使用。電壓調節器可調節提供至控制器248、顯示器252及系統之其他低功率組件的電力。
為了精確控制在電極配置72處產生的殺菌劑之量,較佳地,電流源用來使電流在第一電極74與第二電極76之間流動,以用於驅動電解反應。在某些實例中,槽電力電路256包括電流源160(見第2圖)。在某些實例中,控制器248可經由一控制線控制電流源160以基於經由電解槽之水流量(例如,體積流量、質量流量)變化在第一電極74與第二電極76之間流動的電流。可藉由來自流量感測器51(例如,流量計)或其他構件之讀數判定水流量,該讀數包括針對電流之一給定輸入的溫度上升之速率及跨電極之電壓下降。此將允許輸入功率計算及經由電解槽的流體流量之判定。實例流量計可包括體積流量計,諸如,正位移流量計、速度流量計、質量流量計及推導式流量計。取決於使用的流量計之類型,可基於流量計讀數直接量測或計算/估計體積流量。在某些實例中,控制器248可隨著水流量之增大而增大電流之量值,且隨著水流量之減小而減小電流之量值,以便維持自第一腔室26排放之水中的恆定殺菌劑濃度(或至少在一目標範圍內之一殺菌劑濃度)。將瞭解,提供至電極配置32的電流之量值可基於經由水系統之水流量及其他因素來修改。
在某些實例中,電解槽之控制電子元件之溫度改變之速率與提供至電極的功率之改變速率及經由電解槽的水流量之速率有關。類似地,在此等實例中,電解槽之電子元件之溫度、提供至電解槽的電功率及水流過電解槽之速率皆相互有關。諸如水流量、電功率及電子元件溫度之資訊可以經驗判定,且映射於資料圖或查找表中。藉由使用資料圖,控制器可基於電子元件的感測之溫度或溫度改變結合提供至電解槽的電功率位準或電功率位準之改變判定水流量。基於判定之水流量等級/速率,控制器可更改提供至電解槽之電功率以控制由電解槽產生的殺菌劑之濃度。
第7圖繪示一船舶420,其具有包括根據本揭露內容之原理的殺菌劑生產裝置20之一船上水系統422。展示船舶420支撐於水體426上。船上水系統422包括一入口428、一出口430及自入口428延伸穿過船舶420至出口430的一水流路徑432。入口428經組態用於自水體426抽取水至水流路徑432。入口428位於船舶420之水線434下方,且較佳地位於船舶420之船殼之底部。入口428可由諸如通海旋塞之閥436打開及關閉。出口430經組態用於將已穿過水流路徑432之水排放回至水體426。較佳地,出口430定位於水線434上方。船上水系統422可包括沿著水流路徑432定位之多個組件。水流路徑432可包括多個管道438(例如,軟管、管、管件等),其在船上水系統422之組件之間延伸且用以沿著各種組件之間的水流路徑432載運水。如在第7圖展示,描繪之組件包括一濾水器440、一泵442及使用經由水流路徑432傳送之水的一或多個系統及/或設備444。殺菌劑生產裝置20適於在水穿過殺菌劑生產裝置20時在水流路徑432之水內生產殺菌劑。殺菌劑經組態用於抑制管道438內及沿著水流路徑432定位之組件中之一或多者內的生物污垢。將瞭解,殺菌劑亦可被稱作消毒劑或清潔劑,此係由於殺菌劑亦可包括消毒及清潔性質。
將瞭解,可受益於殺菌劑處理的系統及/或設備444之類型之實例可包括冷卻系統,諸如,空調或冷卻器,其中自水體426抽取之水可用作用於冷卻冷卻系統之製冷劑的冷卻介質。在其他實例中,來自水流路徑432之水可用來提供引擎冷卻。在其他實例中,來自水流路徑432之水可用於衛生系統或船舶推進系統。
將瞭解,根據本發明之原理的殺菌劑生產系統可用於在咸水及淡水兩者中下水之船舶。然而,根據本揭露內容之態樣的一較佳殺菌劑包括經由海水之電解產生之氯。對於淡水應用,預期亦可產生諸如銅離子之其他殺菌劑。在此等系統中,包括電極(包括銅)之電解槽可用以將銅作為殺菌劑引入至水流路徑之水內。在某些實例中,該等電極中之至少一者包括包括銅之材料或組成物。在某些實例中,該等電極中之至少一第一者包括包括銅(例如,元素銅或包括銅作為組成部分之化合物)之材料或組成物,且該等電極中之至少一第二者包括包括不銹鋼之材料或組成物。將瞭解,當跨電極施加電壓從而引起電流在該等電極之間的流動時,來自電極配置之銅經引入至跨該等電極流動之水內。
根據本揭露內容之某些態樣,提供一種用於抑制一船舶之一水系統內之生物污垢之殺菌劑生產系統,該水系統經組態以經由定位於該船舶之一主體或船殼中之至少一第一埠自其上支撐該船舶之一水源抽取水,該殺菌劑生產系統包含:一電極配置,其適於作為至少部分由自該電極配置釋放至該抽取之水內的一殺菌劑驅動之一電解槽之部分併入。該電極配置包含金屬或其他傳導性材料(例如,含有碳之混合物,或聚合物及金屬鹽)。在一些實例中,該電極配置包含以下中之一或多者:銅、鋁、鋅、銀或另一電導體(諸如,碳)或混合有現在已知或未來知曉為具有生物抑制性質之生物抑制材料的傳導性聚合物。在某些實例中,該電極配置之一或多個電極包含銅,且該電極配置之一或多個其他電極包含不銹鋼,當殺菌劑生產系統在生產殺菌劑時,銅電極充當陽極,且不銹鋼電極充當陰極。根據至少一些實例,電極配置包括銅,且自電極配置釋放之殺菌劑為銅離子(Cu++
)。
根據本揭露內容之另外態樣,該殺菌劑生產系統包括一控制系統,該控制系統經組態以藉由調節由一電流供應器供應至該電極配置的電流之一量值來控制釋放至該抽取之水內的該殺菌劑之一濃度。在一些實例中,該控制系統包括一控制器,其接收來自經定位以感測該水系統內的該抽取之水之流量之一或多個流量感測器的輸入,該輸入指示來自該水源、經由該第一埠的水之一流量量值,其中該流量量值對應於待藉由殺菌劑處理的水之一體積。至少部分基於該感測之流量量值,該控制器控制供應至該電極配置的電流之量值以達成及/或維持在該水系統內的該殺菌劑之一預定濃度。該殺菌劑之該預定濃度可基於諸如意欲加以抑制(例如,防止斑馬貽貝之生物污垢)的生物污垢之一特定類型的一或多個參數來預判定。該預定濃度或目標濃度亦可經控制以隨時間變化,以例如延長電極配置或船上水系統之其他組件的使用壽命,同時仍然抑制生物污垢。在某些實例中,殺菌劑(例如,銅)之預定濃度在自約十億分之五十(50 ppb)至約2,000 ppb之一範圍中。在某些實例中,該預定濃度在自約100 ppb至約1,000 ppm之一範圍中。在某些實例中,該預定濃度在自約100 ppb至約500 ppb之一範圍中。在某些實例中,該預定濃度在自約150 ppb至約250 ppb之一範圍中。在某些實例中,該預定濃度為約200 ppb。
如上指示,對於咸水應用,由根據本揭露內容之原理的殺菌劑生產系統生產之一較佳殺菌劑包括氯及/或其衍生物。亦可取決於水中存在的鹽之類型來生產其他殺菌劑。用於生產殺菌劑之製程可包括原位製程,其中當海水(例如,海洋水、半咸水等)流過電解槽時,海水經受電解。電解槽可包括定義一陽極(例如,正極)及一陰極(例如,負極)之電極。電流在陽極與陰極之間直接穿過海水驅動將水及鹽分離成其基本元素之電解。在某些實例中,在陽極處生產氯,且在陰極處生產氫。在陽極處生產之氯及/或其衍生物可充當用於抑制位於電解槽後的水流路徑之管道及設備中之生物生長之殺菌劑。
在一較佳實例中,電解質中之殺菌劑濃度經維持於足夠高以殺死生物物質且足夠低以避免在系統內之損壞性銹蝕的一等級。一較佳氯濃度小於或等於2 ppm,或小於或等於1 ppm,或小於或等於0.5 ppm,或小於或等於0.3 ppm,或小於或等於0.2 ppm,或在0.1 ppm至0.2 ppm之範圍中。
在一較佳實例中,該殺菌劑生產系統包括一自適應性動態控制系統,其與經由電解槽的水之流量成正比地動態變化跨電極施加的電流之量值。因此,殺菌劑生成之速率直接隨經由該系統之水流量變化。用以針對一給定水流量提供經由電解槽之水流中之所要的殺菌劑濃度之電流之量值可藉由諸如演算法或查找表之方法來判定。該流量可由一流量感測器51判定,或可鑒於提供至電極的電功率位準或電功率位準之改變速率,基於控制電子元件的感測之溫度或溫度改變速率來判定。在一個實例中,流量感測器51與電解槽整合/附接至電解槽。在一個實例中,流量感測器51可鄰近電解槽之出口安裝,以防止生物生長損壞或弄髒流量感測器。藉由動態控制殺菌劑生產之速率,有可能將殺菌劑之濃度維持在一目標等級或在一目標範圍內,而與水流量無關。
在其他實例中,電路系統27可經密封且圍封於一外殼內,該外殼亦圍封殺菌劑生產裝置之電解槽之電極。舉例而言,密封之電路系統27可與流過電極浸沒於其中之電解槽之水接觸(例如,浸沒於水中)。在一個實例中,該外殼可具有僅一個腔室,且電路系統27以及電極可在該腔室內。在其他實例中,如上所述,電路系統27及電極可在外殼之單獨腔室中。在再其他實例中,本文中描述之類型的殺菌劑生產裝置之電路系統27及電極可定位於相互緊密靠近之單獨外殼中。
第8圖描繪根據本揭露內容之原理的另一殺菌劑生產單元20b。殺菌劑生產單元20b可具有與殺菌劑生產單元20或殺菌劑生產單元20a相同之組態,惟殺菌劑生產單元20b不包括用於感測經由含有電極配置32的電解槽之第一腔室24之水流量的一單獨流量感測器51除外。取而代之,基於經由第一腔室24之水流之速率與提供至系統控制電路系統27之冷卻量之間的相關關係判定(例如,估計、計算、估算)經由電解槽的水流之速率。
參看第8圖,某一位準之電功率P(例如,以瓦計之電功率)由控制電路系統27用(例如,選擇)以驅動跨電極配置32之電極的電流。控制電路系統27可變化用於產生電流以控制正在電解槽中生產的殺菌劑之濃度的功率P之量。
在系統控制電路系統27處,將電功率P之一部分轉換成熱量。熱量之第一百分比P1經轉移至控制電路系統27自身及第二腔室26中之周圍區域,從而導致溫度T1增大高於控制電路系統27及第二腔室26中之周圍區域的環境溫度。溫度T1可由第二腔室26中之一溫度感測器300感測。熱量之第二百分比P2經由諸如散熱片之熱轉移介質轉移至流過電解槽之含電極腔室24的水W。第一百分比P1與第二百分比P2之相對值取決於由流動水提供之冷卻量。舉例而言,第一熱量百分比與第二熱量百分比之比率P1/P2隨經由電解槽的水之流量間接變化。在一個實例中,當經由第一腔室24的水之流量減小時,百分比之比率P1/P2增大,且當經由第一腔室的水之流量增大時,百分比之比率P1/P2減小。溫度T1取決於提供至控制電路系統27的電功率P之量值、第一熱量百分比與第二熱量百分比之比率P1/P2、環境空氣溫度及流過電解槽的水之溫度。在某些實例中,可視情況提供溫度感測器303、305,用於感測環境空氣溫度及水溫。
溫度T1與經由電解槽的水流之速率之間的以上描述之相關關係允許將根據本揭露內容之原理的一控制協定用於控制由電路系統27用以生產在流過電解槽之水中的所要濃度之殺菌劑之功率P位準。可將所要濃度之殺菌劑預程式化至控制系統內作為控制邏輯之部分,或可由操作者設定或以其他方式變化。控制協定可利用一或多個控制演算法,或可利用可儲存於查找表、圖表或其他資料集合中的經驗判定之資料。該等演算法或經驗資料可視情況考量環境空氣溫度及水溫(例如,其中提供了溫度感測器303、305)之變化溫度值。替代地,該等演算法或經驗資料可使用表示正常操作條件的環境空氣溫度及水溫之恆定值,藉此消除了對於溫度感測器303、305之需求。
控制協定適於基於感測之溫度T1之特性判定表示經由電解槽的水流之速率之一流量值。感測之溫度T1之實例特性包括溫度T1之量值及溫度T1之改變速率。在系統起動時,一給定功率P可由控制電路系統27用以驅動跨電極配置32之電流流動。如上所述,當使用功率驅動電流之流動時,產生熱量,熱量使溫度T1增大。當跨電極配置32驅動電流時,控制電路系統17監視溫度T1之特性。舉例而言,控制電路系統17可監視在瞬時條件期間(例如,在一開始於起動期間已施加功率P後之時間週期期間;在已改變功率位準後之時間週期期間;或當經由電解槽之水流速率改變時)的溫度T1之改變速率,或可當系統正在下操作時監視感測之溫度T1自身之量值。溫度T1之監視之特性由控制電路系統17使用(例如,經由自水流與溫度T1之間的相關關係導出之演算法或查找表之實施),以判定表示經由電解槽之流動速率之流量值。一旦已判定流量值,則可基於該流量值按需要調整功率位準P以在流過電解槽之水中產生所要濃度之殺菌劑。在調整功率位準P時,繼續監視溫度T1之特性,且同樣地,繼續判定流量值以確保正生產適當濃度之殺菌劑。
在系統之起動期間,一功率位置P由控制電路系統施加且該控制電路系統可監視溫度T1之改變速率,及/或一旦系統達到穩態則可監視溫度T1以判定水流量值。一旦已判定水流量值,則該控制電路系統可基於該水流量值修改用於驅動電流流動之功率位準P以在流過電解槽之水中產生所要濃度之殺菌劑。在調整之功率位準下,控制電路系統可繼續監視溫度T1或溫度T1之改變速率,且因此調整功率以提供在流過電解槽之水中之所要的殺菌劑濃度。當已在穩態下藉由穩定功率P操作系統時,溫度T1之改變指示水流動速率之改變,且基於溫度之改變,系統可調整功率位準P以維持在流過電解槽之水中之所要的殺菌劑濃度。
第9圖至第13圖描繪根據本揭露內容之原理的一模組化系統,其允許自許多可互換模組化組件建構許多不同殺菌劑生產裝置組態。該模組化系統允許符合客戶需求之產品定製,同時維持製造效率。該模組化系統包括許多不同電極總成32a、32b、32c,其各可互換地安裝於一或多個單元外殼22a、22b、22c中。電極配置32a、32b、32c可具有不同大小,可具有不同數目個電極板,可具有不同電極表面積、不同塗層或其他差異。藉由選擇電極配置32a、32b、32c中之不同者安裝於單元外殼22a、22b、22c中之一給定者上,可自相同單元外殼22a、22b、22c製造具有不同殺菌劑生產能力之殺菌劑生產裝置。舉例而言,藉由選擇電極配置32a、32b、32c中之不同者,外殼22a、22b、22c中之給定者可經設計為與具有不同流動速率特性(例如,最大流動速率、平均流動速率等)之水系統相容。
參看第9圖及第10圖,外殼22a、22b、22c可各接收電極配置32a、32b、32c中之各者。外殼22a、22b、22c具有相同一般組態,但如與外殼22b之入口28b及出口30b相比,外殼22a具有較小入口28a及出口30a。外殼22c具有大於外殼22a之入口及出口且小於外殼22b之入口及出口22的入口及出口。在其他實例中,系統之外殼單元可具有不同埠大小、不同埠形狀、不同埠螺紋組態或其他耦接組態。在某些實例中,可結合電極配置32a、32b、32c使用用於佔據體積且控制外殼內之流量的插入物,以增強相容性。
參看第11圖至第13圖,電極配置32a、32b、32c中之任一者可安裝於外殼22a、22b、22c中之任一者中。電極配置32b具有比電極配置32a多之電極板且有效之表面積,且電極配置32c具有比電極配置32b多之電極板且有效之表面積。因此,對於較高流量水系統,可使用電極配置32c,對於中等流量水系統,可使用電極配置32b,且對於較低流量水系統,可使用電極配置32a。
以上描述之各種實例僅藉由說明提供,且不應被解釋為限制本揭露內容之範疇。熟習此項技術者將易於認識到在不脫離本揭露內容之真實精神及範疇之情況下可關於本文中說明及描述之實例進行的各種修改及改變。
20,20a,20b:殺菌劑生產單元
22:單元外殼,外殼單元
22a,22b,22c:單元外殼,外殼
24:第一腔室,殺菌劑生產系統
26:第二腔室
27:電路系統
28:水入口
28a,28b,428:入口
29:多層電路板,電路板
30:水出口
30a,30b,430:出口
31:表面黏著式電組件
32,32a,32b,32c:電極配置
33:表面黏著式組件
34:第一電極
35:熱通道
36:第二電極
37:熱幣
38:電源線
40:主外殼體
41:開口端
42:外殼蓋
43:螺栓
44:基底壁
45:鰭片
46:第一表面
48:第二表面
51:流量感測器
53:溫度感測器
78:第一終端
80:第一電極板
82:第一接線板
84:第一接線柱,接線柱
88,96:上部凸片
90:第二終端
92:第二電極板
93:第二接線柱,接線柱
94:第二接線板
130:氣體感測電極
160:電流源
248:控制器
250:使用者介面
252:顯示器
254:感測電路
256:槽電力電路
258:隔離電路
262:電源
266:船接地
300,303,305:溫度感測器
420:船舶
422:船上水系統
426:水體
432:水流路徑
436:閥
438:管道
440:濾水器
442:泵
444:系統及/或設備
P:電功率
P1:第一百分比
P2:第二百分比
W:水
併入於說明書中且構成說明書之一部分的隨附圖式圖示本揭露內容之態樣,且與描述一起用以解釋本揭露內容之原理。該等圖式之簡要描述如下:
第1圖圖示根據本揭露內容之原理的一殺菌劑生產裝置(例如,一殺菌劑生產單元);
第2圖為第1圖之殺菌劑生產裝置之示意圖;
第3圖為圖示用於第1圖及第2圖之殺菌劑生產裝置之一電極配置的一實例組態之透視圖;
第4圖為展示用於第1圖至第2圖之殺菌劑生產裝置的一實例熱轉移配置(例如,一實例散熱片組態)之橫截面圖;
第5圖為沿著第4圖之剖面線5-5截取之橫截面圖;
第6圖為展示用於第1圖至第2圖之殺菌劑生產裝置的另一實例熱轉移配置(例如,一實例散熱片組態)之橫截面圖;
第7圖圖示具有併有第1圖至第2圖之殺菌劑生產裝置系統的一船上水系統之一船舶;
第8圖示意性圖示用於根據本揭露內容之原理的一實例殺菌劑生產裝置之一熱轉移模型;
第9圖為描繪用於製造根據本揭露內容之原理的殺菌劑生產裝置的根據本揭露內容之原理的一模組化系統之一第一外殼及第一電極配置之橫截面圖;
第10圖為描繪用於製造根據本揭露內容之原理的殺菌劑生產裝置的根據本揭露內容之原理的模組化系統之一第二外殼及第二電極配置之橫截面圖;
第11圖為第9圖之第一外殼及第二電極配置之另一視圖;
第12圖為第10圖之第二外殼及第二電極配置之另一視圖;且
第13圖描繪用於製造根據本揭露內容之原理的殺菌劑生產裝置的根據本揭露內容之原理的模組化系統之一第三外殼及第三電極配置。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
20:殺菌劑生產單元
22:單元外殼,外殼單元
24:第一腔室,殺菌劑生產系統
26:第二腔室
27:電路系統
28:水入口
29:多層電路板,電路板
30:水出口
31:表面黏著式電組件
32:電極配置
33:表面黏著式組件
34:第一電極
35:熱通道
36:第二電極
37:熱幣
38:電源線
40:主外殼體
41:開口端
42:外殼蓋
44:基底壁
45:鰭片
46:第一表面
48:第二表面
51:流量感測器
53:溫度感測器
80:第一電極板
84:第一接線柱,接線柱
92:第二電極板
93:第二接線柱,接線柱
262:電源
266:船接地
Claims (46)
- 一種用於抑制一水系統內之生物污垢之殺菌劑生產裝置,該殺菌劑生產裝置包含: 一外殼,其界定一第一腔室及一第二腔室,該外殼包括用於接收來自該水系統之水至該第一腔室內之一水入口,及用於將含有殺菌劑之水輸出至該水系統之一水出口; 一電極配置,其包括定位於該第一腔室中用於在該第一腔室內之該水中生產殺菌劑之第一及第二電極;及 一電力電路,其用於在該電極配置之第一電極與第二電極之間建立電流之一流動,以用於在該第一腔室電解槽內之該水中生產該殺菌劑,該電力電路定位於該第二腔室內。
- 如請求項1所述之殺菌劑生產裝置,其中該電力電路包括定位於該第二腔室內用於在該第一電極與該第二電極之間建立電流之該流動的一電流源。
- 如請求項2所述之殺菌劑生產裝置,其中該電流源適於變化該電流之量值、頻率或極性。
- 如請求項1所述之殺菌劑生產裝置,其中該電力電路包括定位於該第二腔室內之一隔離電路,其包括與對該電力電路提供電力的一外部電源之一接地電隔離之一零電壓參考。
- 如請求項1所述之殺菌劑生產裝置,進一步包含用於感測該外殼之一部分或該第二腔室或該電力電路之一部分的一溫度之一溫度感測器,且其中若由該溫度感測器感測之一溫度超過一預定溫度極限,則一控制器減少或終止至該電力電路之電力。
- 如請求項1所述之殺菌劑生產裝置,其中該電力電路包括定位於該第二腔室內之一DC-DC轉換器或一AC-DC轉換器。
- 如請求項1所述之殺菌劑生產裝置,其中該外殼具有包括一熱傳導性材料之一構造。
- 如請求項1所述之殺菌劑生產裝置,其中該裝置經組態使得在該第二腔室中產生之熱量經轉移至流過該第一腔室之水,以提供該第二腔室內的組件之冷卻。
- 如請求項8所述之殺菌劑生產裝置,其中該外殼經組態以將熱量自該第二腔室轉移至流過該第一腔室之水。
- 如請求項8所述之殺菌劑生產裝置,其中該外殼包括一或多個散熱片元件,用於提供用於將來自該第二腔室內之組件的熱量轉移至該第一腔室內之該水的一增大之表面積。
- 如請求項10所述之殺菌劑生產裝置,其中該等散熱片元件包括散熱鰭片。
- 如請求項11所述之殺菌劑生產裝置,其中該等散熱鰭片自該外殼之一蓋突出至該第一腔室之一內部內,且其中該第二腔室界定於該蓋中。
- 如請求項9所述之殺菌劑生產裝置,其中該第一腔室與該第二腔室共用一共同壁。
- 如請求項13所述之殺菌劑生產裝置,其中該共同壁之至少一部分具有一熱傳導性構造。
- 如請求項14所述之殺菌劑生產裝置,其中該熱傳導性構造包括包括金屬材料之一組成物。
- 如請求項9所述之殺菌劑生產裝置,其中該外殼包括一壁,其具有曝露於該第一腔室之一內部的一第一表面,及曝露於該第二腔室之一內部的一第二表面。
- 如請求項16所述之殺菌劑生產裝置,其中該壁之至少一部分具有一熱傳導性構造。
- 如請求項17所述之殺菌劑生產裝置,其中該熱傳導性構造包括包括金屬材料之一組成物。
- 如請求項8所述之殺菌劑生產裝置,其中該外殼包括界定該第一腔室之一主外殼體,該主外殼體具有一開口端,該外殼亦包括安裝於該主外殼體之該開口端上以圍封該第一腔室之一外殼蓋,該第二腔室界定於該外殼蓋內。
- 如請求項8所述之殺菌劑生產裝置,進一步包含一熱轉移路徑,其自該第二腔室延伸至該第一腔室以提供該第二腔室之冷卻。
- 如請求項20所述之殺菌劑生產裝置,其中該熱轉移路徑延伸穿過該第一腔室及該第二腔室之一共同壁。
- 如請求項21所述之殺菌劑生產裝置,其中該熱轉移路徑包括該第一電極及該第二電極中之至少一者。
- 如請求項21所述之殺菌劑生產裝置,其中該熱轉移路徑包括一散熱片部分,其延伸至該第一腔室之內部內,以便經組態以浸沒於該第一腔室內之該水中。
- 如請求項23所述之殺菌劑生產裝置,其中該散熱片部分包括一板。
- 如請求項24所述之殺菌劑生產裝置,其中該板為該第一電極及該第二電極中之一者之部分。
- 如請求項8所述之殺菌劑生產裝置,其中該電力電路與一印刷電路板整合於該第二腔室內。
- 如請求項26所述之殺菌劑生產裝置,其中該電路板包括形成至該第二腔室內之一散熱片的一熱轉移路徑之至少一部分之一熱傳導性結構。
- 如請求項27所述之殺菌劑生產裝置,其中該散熱片為形成該第一電極及該第二電極中之一者之至少部分的一電解板。
- 如請求項19所述之殺菌劑生產裝置,其中該電力電路與一印刷電路板整合於該第二腔室內,其中該電力電路包括定位於該第二腔室內用於建立該第一電極與該第二電極之間的電流之一流動之一電流源,其中該第一電極及該第二電極為包括耦接至接線柱之多個交錯電解板的一電極配置之部分,該等接線柱延伸至該第二腔室內且經由該印刷電路板電連接至該電流源。
- 如請求項29所述之殺菌劑生產裝置,其中該等交錯電解板機械耦接至該外殼蓋,且當該外殼蓋安裝於該主外殼體上時配合於該第一腔室內。
- 如請求項2所述之殺菌劑生產裝置,其中該第一電極及該第二電極包括配合於該第一腔室內之多個交錯電解板,且其中該電流源定位於距該等電解板小於2英呎處,或距該等電解板小於1英呎處,或距該等電解板小於8英吋處,或距該等電解板小於6英吋處,或距該等電解板小於4英吋處。
- 如請求項2所述之殺菌劑生產裝置,進一步包含用於感測經由該第一腔室的水之一流量之一流量感測器,其中該電流源取決於該流量變化流過該第一電極與該第二電極之間的該電流之一量值。
- 如請求項1所述之殺菌劑生產裝置,進一步包含用於感測該外殼之一部分或該第二腔室或該電力電路之一部分的一溫度之一溫度感測器,且其中一控制器基於提供至該電極之電功率及該感測之溫度判定經由該殺菌劑生產裝置之水流量。
- 如請求項33所述之殺菌劑生產裝置,其中該控制器基於該判定之流量調整該電功率位準以產生一具體殺菌劑濃度。
- 一種用於抑制一水系統內之生物污垢之殺菌劑生產裝置,該殺菌劑生產裝置包含: 一外殼,其包括用於接收來自該水系統之水之一水入口,及用於將含有殺菌劑之水輸出至該水系統之一水出口; 一電極配置,其包括定位於該外殼中用於在該外殼內之該水中生產殺菌劑之第一及第二電極;及 一電力電路,其用於在該電極配置之第一電極與第二電極之間建立電流之一流動,以用於在該第一腔室電解槽內之該水中生產該殺菌劑,該電力電路距該第一電極及該第二電極小於2英呎。
- 如請求項35所述之殺菌劑生產裝置,其中該電力電路包括一電流源,其定位於距該第一電極及該第二電極小於2英呎處,或距該第一電極及該第二電極小於1英呎處,或距該第一電極及該第二電極小於8英吋處,或距該第一電極及該第二電極小於6英吋處,或距該第一電極及該第二電極小於4英吋處。
- 如請求項36所述之殺菌劑生產裝置,其中該第一電極及該第二電極包括配合於該第一腔室內之多個交錯電解板,且其中該電流源定位於距該等電解板小於2英呎處,或距該等電解板小於1英呎處,或距該等電解板小於8英吋處,或距該等電解板小於6英吋處,或距該等電解板小於4英吋處。
- 如請求項36所述之殺菌劑生產裝置,其中該電力電路及該電極配置皆容納於該外殼內。
- 一種用於抑制一水系統內之生物污垢之殺菌劑生產裝置,該殺菌劑生產裝置包含: 一外殼,其界定一第一腔室及一第二腔室,該外殼包括用於接收來自該水系統之水至該第一腔室內之一水入口,及用於將含有殺菌劑之水輸出至該水系統之一水出口; 一電極配置,其包括定位於該第一腔室中用於在該第一腔室內之該水中生產殺菌劑之第一及第二電極; 一電力電路,其用於在該電極配置之第一電極與第二電極之間建立電流之一流動,以用於在該第一腔室電解槽內之該水中生產該殺菌劑,該電力電路定位於該第二腔室內; 該裝置經組態使得在該第二腔室中產生之熱量經轉移至流過該第一腔室之水,以提供該第二腔室內的組件之冷卻; 一溫度感測器,其用於感測該外殼之一部分或該第二腔室或該電力電路之一部分的一溫度; 該電力電路為一控制系統之部分,該控制系統基於用以驅動跨該電極配置之電流之電功率且基於該感測之溫度判定表示經由該殺菌劑生產裝置的水流量之一流量值。
- 如請求項39所述之殺菌劑生產裝置,其中該控制系統基於該判定之流量值變化用以驅動跨該電極配置之電流之該電功率。
- 一種用於抑制一水系統內之生物污垢之殺菌劑生產裝置,該殺菌劑生產裝置包含: 一外殼,其包括用於接收來自該水系統之水之一水入口,及用於將含有殺菌劑之水輸出至該水系統之一水出口; 一電極配置,其包括定位於該外殼中用於在該外殼內之該水中生產殺菌劑之第一及第二電極;及 一電力電路,其用於在該電極配置之第一電極與第二電極之間建立電流之一流動,以用於在該第一腔室電解槽內之該水中生產該殺菌劑; 該裝置經組態使得由該電力電路產生之熱量經轉移至流過該外殼之水以提供冷卻; 一溫度感測器,其用於感測在受到來自電力電路之熱量影響之一位置處的一溫度; 該電力電路為一控制系統之部分,該控制系統基於用以驅動跨該電極配置之電流之電功率且基於該感測之溫度判定表示經由該殺菌劑生產裝置的水流量之一流量值。
- 如請求項41所述之殺菌劑生產裝置,其中該控制系統回應於該判定之流量值之改變變化用以驅動跨該電極配置之電流之該電功率。
- 一種殺菌劑生產裝置系統,其包含: 一外殼單元,其界定一入口及一出口;及 多個不同電極配置,其可選擇性地安裝於該外殼單元中。
- 如請求項43所述之殺菌劑生產裝置,其中該等電極配置包括可互換地安裝於該外殼單元中之第一及第二電極配置。
- 如請求項44所述之殺菌劑生產裝置,其中該第一電極配置包括第一數目個電極板,其中該第二電極配置包括第二數目個電極板,且其中該第一數目小於該第二數目。
- 如請求項45所述之殺菌劑生產裝置,其中該第一電極配置安裝於該外殼單元中以使一殺菌劑生產裝置與較小流量水系統相容,且其中該第二電極配置安裝於該外殼單元中以使一殺菌劑生產裝置與較大流量水系統相容。
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