專利名稱：用于水垢和生物膜控制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)是一種用于溶解表面上的碳酸鹽水垢并防止在表面上形成生物膜的電解方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
注意，下述論述內(nèi)容參考許多公開(kāi)物和參考物。其中這些公開(kāi)物的論述內(nèi)容用于科學(xué)原理的更加完整的背景技術(shù)，并且不應(yīng)被解釋為承認(rèn)這些公開(kāi)物是用于專利性決定目的的現(xiàn)有技術(shù)。
在處理設(shè)備、管路系統(tǒng)和其它應(yīng)用中的表面上形成碳酸鈣和生長(zhǎng)生物膜是導(dǎo)致這些系統(tǒng)維護(hù)和運(yùn)行失敗的原因。例如，已經(jīng)證明，紫外線(UV)系統(tǒng)對(duì)于滅除在流體處理系統(tǒng)，特別是水處理系統(tǒng)中的微生物、有機(jī)物、化學(xué)制品和其它化合物非常有效。在富含營(yíng)養(yǎng)物的環(huán)境中，UV提供了用于在UV石英管上生長(zhǎng)生物膜和藻類的極好的能量源。如今，許多系統(tǒng)都利用昂貴的刮除機(jī)構(gòu)來(lái)擦拭石英管，以便從石英管表面上清除碳酸鹽水垢和生物膜。Lshiyama的美國(guó)專利5,874,740說(shuō)明了這種用于清潔紫外管的刮除系統(tǒng)。
已開(kāi)發(fā)出利用尺寸固定不變的陽(yáng)極的電解技術(shù)，用于從氯化鈉鹽水溶液中制得混合氧化劑和次氯酸鈉溶液。尺寸固定不變的陽(yáng)極在Beer的題目為“電極及其制作方法”的美國(guó)專利No.3,234,110中有所說(shuō)明，其中在鈦基底上涂敷貴金屬涂層。在1990s，密歇根州立大學(xué)的Greg Swain博士的研究表明，金剛石涂層的電極會(huì)使得常規(guī)的尺寸固定不變的陽(yáng)極的耐用性顯著改善。Gram，等的美國(guó)專利4,761,208說(shuō)明了用于對(duì)水進(jìn)行殺菌的電解方法和電解池。電解過(guò)程可以用于從在溶液中含有大量的總?cè)芙夤腆w物的水溶液中產(chǎn)生這些氧化劑。
另外，Robson的美國(guó)專利5,308,507說(shuō)明了混合氧化劑產(chǎn)生的方法設(shè)備，用于利用混合氧化劑和紫外線的組合來(lái)去除有機(jī)污染物。已知在電解池的陽(yáng)極處產(chǎn)生的氧化劑溶液的pH值較低，典型地在2至3pH的范圍內(nèi)。陰極表面在表面處的pH值典型地較高，通常在12至13pH的范圍內(nèi)。同樣也已知由于陽(yáng)極表面的低pH條件而不會(huì)在陽(yáng)極形成碳酸鈣水垢。然而，在陰極表面會(huì)形成碳酸鈣水垢，特別是如果鈣作為流經(jīng)電解池的離子而出現(xiàn)在水中。一些電解池，特別是用于游泳池的那些電解池，利用這種特征通過(guò)將池電極的極性定期地顛倒，有效地將陰極改變成陽(yáng)極來(lái)對(duì)陰極進(jìn)行去垢?，F(xiàn)在在陽(yáng)極(以前是載有碳酸鈣的陰極)表面形成的低pH酸性溶液將碳酸鈣溶解。
可以利用在陽(yáng)極處產(chǎn)生低pH條件的這種電解氧化劑特征來(lái)防止在UV管和其它處理設(shè)備的表面生成水垢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種用于減少在表面上形成碳酸鹽水垢的設(shè)備，所述設(shè)備包括目標(biāo)物；電源；被污染流體；陰極；以及位于目標(biāo)物上或其附近的陽(yáng)極；其中陽(yáng)極在表面處的流體中產(chǎn)生低pH的環(huán)境。目標(biāo)物優(yōu)選包括UV元件，優(yōu)選包括石英管或任選地包括傳感器。陽(yáng)極優(yōu)選纏繞目標(biāo)物并優(yōu)選包括螺旋纏繞的導(dǎo)線。陰極任選地包括外殼，或優(yōu)選包括螺旋纏繞的導(dǎo)線。陰極任選地通過(guò)一個(gè)或多個(gè)非導(dǎo)電的隔離物與陽(yáng)極分開(kāi)。陽(yáng)極任選地包括沉積在表面上的導(dǎo)電的優(yōu)選可透過(guò)UV的材料，例如金剛石。
流體優(yōu)選包括水溶液。設(shè)備優(yōu)選用于防止在表面上形成生物膜。目標(biāo)物任選地與流體的流動(dòng)方向成橫向地定向，其中陽(yáng)極優(yōu)選平行于目標(biāo)物并位于其上游，并且在陽(yáng)極處產(chǎn)生的酸性溶液優(yōu)選在目標(biāo)物周圍被沖洗。設(shè)備任選地另外包括第二陰極，其電壓不同于陽(yáng)極的電壓和陰極的電壓。
本發(fā)明也是一種用于減少在表面上形成碳酸鹽水垢的方法，所述方法包括的步驟有設(shè)置陰極；將陽(yáng)極布置在目標(biāo)物的表面上或其附近；使陽(yáng)極和表面接觸被污染流體；對(duì)流體進(jìn)行凈化；在陽(yáng)極的附近的流體中產(chǎn)生低pH的環(huán)境。所述方法優(yōu)選另外還包括以下一個(gè)或多個(gè)步驟阻止在表面上形成碳酸鹽水垢、將碳酸鹽水垢從表面去除的步驟或者阻止在表面上形成生物膜的步驟。流體優(yōu)選包括水溶液。凈化步驟優(yōu)選包括利用UV輻射來(lái)處理流體和/或利用通過(guò)電解反應(yīng)產(chǎn)生的氧化劑來(lái)處理流體。布置步驟優(yōu)選包括將導(dǎo)線陽(yáng)極纏繞在表面上，或者任選地包括將陽(yáng)極，優(yōu)選導(dǎo)電的透UV的材料，優(yōu)選金剛石，直接沉積在表面上。
所述方法優(yōu)選另外還包括利用非導(dǎo)電的隔離物將陰極和陽(yáng)極分開(kāi)的步驟。任選地可將產(chǎn)生步驟作為清潔循環(huán)的一部分來(lái)實(shí)施。所述方法優(yōu)選另外還包括將陽(yáng)極和陰極的極性顛倒的步驟，以便優(yōu)選地將水垢從陰極去除。目標(biāo)物優(yōu)選包括UV管。所述方法優(yōu)選另外還包括使得目標(biāo)物與流體的流動(dòng)方向成橫向地定向，將陽(yáng)極布置成平行于目標(biāo)物且位于其上游，和使得在陽(yáng)極處產(chǎn)生的酸性溶液在目標(biāo)物周圍被沖洗的這些步驟。所述方法優(yōu)選另外還包括設(shè)置第二陰極，該第二陰極的電壓不同于所述陽(yáng)極的電壓和所述陰極的電壓，以及將陰極和第二陰極的極性顛倒的步驟。
本發(fā)明的目的在于，提出一種設(shè)備和方法，用于滅除在依靠清潔的表面來(lái)有效地工作的處理設(shè)備、管路或其它設(shè)備的表面上的碳酸鹽水垢和生物膜或防止其形成。
本發(fā)明的另一目的在于阻止在飲用水、廢水、化學(xué)制品處理、熱交換器和其它設(shè)備中形成碳酸鹽或生物膜。
本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于，它提出了一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，用于防止水垢、生物膜、藻類和其它不希望的物質(zhì)在處理設(shè)備的表面上形成，而無(wú)需進(jìn)行定期維護(hù)，為了檢修而停下貴重的處理設(shè)備，或者為了維護(hù)設(shè)備而投入巨大的勞力成本。
本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征以及進(jìn)一步的應(yīng)用范圍將部分在下面的結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明中闡述，部分地對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言在考查下述內(nèi)容時(shí)顯而易見(jiàn)，或者可由實(shí)施本發(fā)明得知。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以借助于在權(quán)利要求中特別指出的手段和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


被結(jié)合其中的并形成說(shuō)明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，其與說(shuō)明書一起用于闡述本發(fā)明的原理。附圖僅用于說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，且并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。圖中圖1為具有中心UV管和外殼的環(huán)形UV反應(yīng)器的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的剖視圖。
圖2為具有中心UV管和外殼的環(huán)形UV反應(yīng)器的本發(fā)明的一個(gè)可選擇的實(shí)施方式的剖視圖，其中所述外殼兼作外殼和陰極元件。
圖3為具有多個(gè)UV元件的通道或槽的本發(fā)明的一個(gè)可選擇的實(shí)施方式的剖視圖，其中所述UV元件具有與其緊鄰的陽(yáng)極電極和被非導(dǎo)電的隔離物支承的陰極電極。
圖4示出UV管的配置，所述UV管包括與流體流動(dòng)流交叉(或相切)安裝的陽(yáng)極和陰極導(dǎo)線。
圖5示出本發(fā)明的一個(gè)可選擇的實(shí)施方式，其中陽(yáng)極直接置于或沉積在表面上。
圖6示出與流體流動(dòng)流交叉(或相切)安裝的透光的被導(dǎo)電地涂敷的UV管的配置。
具體實(shí)施例方式
圖1示出本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式。紫外線(UV)反應(yīng)器優(yōu)選包括管形的UV石英元件22，所述元件22優(yōu)選居中地位于環(huán)形的反應(yīng)器外殼20之中。元件22優(yōu)選由電源電路24來(lái)供電。電解陽(yáng)極導(dǎo)線30優(yōu)選螺旋地纏繞元件22。電解陰極導(dǎo)線32優(yōu)選螺旋地在環(huán)形的反應(yīng)器外殼20之中纏繞，從而在電解陽(yáng)極導(dǎo)線30和電解陰極導(dǎo)線32之間形成環(huán)形的空間36?？扇我膺x用一組電解陰極導(dǎo)線32。天然的未處理的或相反被污染的水或其它流體通過(guò)入口26進(jìn)入環(huán)形的反應(yīng)器外殼20之中，并且經(jīng)處理的水從出口28排放出來(lái)。有待處理的溶液優(yōu)選縱向地在環(huán)形的空間36中流動(dòng)。
在陽(yáng)極和陰極導(dǎo)線上施加有合適的電源，以便建立電場(chǎng)，用于在陽(yáng)極產(chǎn)生低pH的氧化劑溶液，并且在陰極導(dǎo)線附近產(chǎn)生高pH的溶液。因此在元件22的表面34上出現(xiàn)由電解反應(yīng)激發(fā)的低pH的酸性條件。在表面34上的酸性條件避免了碳酸鈣(或其它形式的碳酸鹽)的形成，或者將已經(jīng)形成的碳酸鹽水垢溶解，由此保持表面34清潔，從而UV輻射不會(huì)受到碳酸鈣水垢的防礙，并且有效地將UV能量傳遞給水或其它流體。UV能量滅除在表面34上的以及在環(huán)形的空間36內(nèi)有待處理的水中的微生物和生物膜。另外，通過(guò)在緊靠電解陽(yáng)極導(dǎo)線30的附近產(chǎn)生氧化劑便于將微生物和有機(jī)物滅除。另外，氧化劑擴(kuò)散到在環(huán)形的空間36內(nèi)的大量溶液中，從而為有待處理的溶液附加地消毒或滅除有機(jī)物。UV輻射和由水流中的陽(yáng)極表面產(chǎn)生的氧化劑，優(yōu)選混合的氧化劑的組合保證了將有機(jī)物滅除，并且防止在UV管上形成生物膜和藻類。該過(guò)程對(duì)于保持UV管清潔非常有效，其在一年以上都無(wú)需維護(hù)。
根據(jù)如圖2所示的本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施方式，環(huán)形的反應(yīng)器外殼40包括與電解池合適地兼容的金屬。兼容材料的實(shí)例包括鈦、哈司特鎳合金(Hastalloy)、不銹鋼或其它導(dǎo)電材料。根據(jù)本實(shí)施方式，環(huán)形的反應(yīng)器外殼40用作陰極，因此無(wú)需單獨(dú)的陰極導(dǎo)線。在這種配置中，直流電源優(yōu)選施加至陽(yáng)極導(dǎo)線30，并直接施加至用作陰極的環(huán)形的反應(yīng)器外殼40。本實(shí)施方式對(duì)于處理相對(duì)軟的流水或水溶液來(lái)說(shuō)非常有用，其中由于每英寸陰極表面面積的安培數(shù)小于大約0.13安培，所以陰極表面的pH不會(huì)上升至高于大約8.3至8.4(鈣鹽的去垢點(diǎn))。由于pH低于去垢點(diǎn)，所以陰極表面使用數(shù)月都可以保持清潔。當(dāng)陰極表面開(kāi)始生水垢時(shí)，優(yōu)選采用稀釋的酸性溶液對(duì)其進(jìn)行清潔。
圖3示出本發(fā)明的另一可選的實(shí)施方式，其是在槽48中流動(dòng)的被污染流體46的剖視圖。兩個(gè)或多個(gè)UV元件石英管54a、54b在槽30中優(yōu)選平行對(duì)準(zhǔn)。陽(yáng)極導(dǎo)線56在緊靠石英管54a、54b的附近優(yōu)選螺旋地纏繞。陰極導(dǎo)線58優(yōu)選同中心地在陽(yáng)極導(dǎo)線56的外圍螺旋地纏繞，并且被非導(dǎo)電的隔離物59支承。隔離物59可以由石英管54a、54b或陽(yáng)極導(dǎo)線56支承。可以任意選用一組陰極導(dǎo)線。任選地，陰極導(dǎo)線38可以由槽48內(nèi)的縱長(zhǎng)的板來(lái)代替，或者任選地，槽48可以由合適的導(dǎo)電材料構(gòu)成，以便用作過(guò)程中的陰極。使用暢流(open flow)隔離物允許在開(kāi)放槽(opentrough)48中或者大管路中對(duì)被污染的流體46進(jìn)行處理，在所述槽或管路內(nèi)具有多個(gè)UV管。
根據(jù)圖4所示的本發(fā)明的一個(gè)可選的實(shí)施方式，流體流60與UV管或燈64的方向相切。陽(yáng)極導(dǎo)線66位于UV燈64的上游側(cè)，并且優(yōu)選與UV燈64平行對(duì)齊(即線的長(zhǎng)度與圖面垂直)。因?yàn)榱黧w流與UV燈64的方向相切，所以在陽(yáng)極導(dǎo)線66上產(chǎn)生的且具有一種或多種氧化劑的酸性溶液67環(huán)繞UV燈64進(jìn)行沖洗，由此將UV燈64的表面上的碳酸鹽水垢和生物膜洗掉。一條或多條陰極導(dǎo)線68優(yōu)選與陽(yáng)極導(dǎo)線66和UV燈64平行對(duì)齊。流體流60中的溶解的固體使得在陽(yáng)極導(dǎo)線66和陰極導(dǎo)線68之間形成導(dǎo)電的路徑，以便于在陽(yáng)極導(dǎo)線66處產(chǎn)生酸性流體。陽(yáng)極導(dǎo)線66和陰極導(dǎo)線68由于沿著UV燈64的長(zhǎng)度隔開(kāi)的非導(dǎo)電的保持器62而被保持在相對(duì)于UV燈64的適當(dāng)?shù)奈恢?。?yáng)極和陰極可以包括導(dǎo)電的跡線，而不是導(dǎo)線，并且極性可以隨意顛倒，以便從陰極清除水垢和生物膜。
當(dāng)除了UV輻射之外還通過(guò)由電解產(chǎn)生的氧化劑來(lái)處理水時(shí)，本發(fā)明的去垢過(guò)程典型地是連續(xù)的，這是因?yàn)殛?yáng)極和陰極在所述應(yīng)用中連續(xù)使用的緣故。然而，如果電解不是去垢過(guò)程的一部分，那么本發(fā)明也可以用于對(duì)UV的表面或其它表面定期清潔，例如通過(guò)只在自動(dòng)清潔循環(huán)期間給陽(yáng)極通電。
根據(jù)前面的實(shí)施方式，陽(yáng)極可以合適地纏繞任一希望的部分，以便防止諸如水垢的不希望的物質(zhì)在表面堆積。可選地，陽(yáng)極可以為相同的目的而置于在電解池中的任一表面上，即使纏繞是不可能的或不希望的。圖5示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。優(yōu)選包括導(dǎo)線的陽(yáng)極52與表面50相鄰，從而保證沿著大致整個(gè)表面50都存在低pH的條件?？蛇x地，陽(yáng)極52可以包括任一導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)。表面50可以包括任一材料，包括但不限于金屬、玻璃、藍(lán)寶石、石英和硅。陽(yáng)極52可以直接置于表面52上，或者可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)隔離物而與表面50分開(kāi)。例如，如果表面50包括導(dǎo)電材料，那么隔離物將優(yōu)選是電絕緣的。
可選地，陽(yáng)極52也可以通過(guò)蒸發(fā)、噴墨印刷、直接寫、冷噴涂處理或任何其它現(xiàn)有技術(shù)公知的方式直接沉積到表面50上。為此可以利用任何電解陽(yáng)極材料。例如，可以以希望的樣式將金鋼石涂層蒸發(fā)在表面50上。可選地，在表面50上光蝕刻希望的樣式，沉積鈦從而與蝕刻樣式一致，然后沉積釕以便形成陽(yáng)極52?？梢噪S意地采用任一金屬組合；例如，可以首先與蝕刻樣式一致地沉積銅，之后電鍍或以其它方式沉積鈦。可選地，當(dāng)以離子轟擊處理表面時(shí)，也可以產(chǎn)生陽(yáng)極。例如，可以利用金屬離子束或者基本完全地或者以希望的樣式對(duì)玻璃表面進(jìn)行轟擊，以便產(chǎn)生仍然可透過(guò)UV線的但導(dǎo)電的陽(yáng)極。對(duì)較大的陽(yáng)極電流來(lái)說(shuō)，表面50優(yōu)選以重離子轟擊被剝?nèi)ィ@產(chǎn)生高導(dǎo)電性電路徑，其反射或阻擋UV線。這些過(guò)程中的任一個(gè)都可以擴(kuò)展至三維，從而陽(yáng)極沉積在希望目標(biāo)物的所有側(cè)面上，類似于將導(dǎo)線纏繞在管形的或圓柱形的如上所公開(kāi)的目標(biāo)物上，優(yōu)選通過(guò)所述部分在沉積期間相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
這種表面的實(shí)例是可以用于測(cè)量pH、氧化還原電位、氯氣濃度、總?cè)芙夤腆w物(TDS)等的水質(zhì)監(jiān)視器、探測(cè)器或傳感器的表面。通常這種類型的傳感器被碳酸鹽水垢和生物膜污濁，并且最終必須將其清潔。通過(guò)在傳感器的表面上或充分地靠近其表面沉積或設(shè)置陽(yáng)極，水垢和生物膜或者可以通過(guò)激活陽(yáng)極定期地從所述表面去除，例如在自動(dòng)清潔循環(huán)期間，或者被連續(xù)地清潔以防止水垢和生物膜形成。
圖6示出在有待去垢的表面上直接沉積導(dǎo)電材料的另一應(yīng)用。流體流70垂直于UV管72，74的縱軸的方向流動(dòng)，所述UV管72，74優(yōu)選涂敷有可透過(guò)UV的導(dǎo)電膜76?？赏高^(guò)UV的導(dǎo)電膜76例如包括通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞奖怀练e在UV燈或管的表面上的金剛石膜。最初，可透過(guò)UV的導(dǎo)電膜76用作UV管72上的陽(yáng)極，當(dāng)施加適當(dāng)?shù)南鄬?duì)電壓時(shí)，則用作UV管74上的陰極?？蛇x地，陰極可以是導(dǎo)線或其它導(dǎo)電的跡線，其優(yōu)選經(jīng)由貼在UV管上的一個(gè)或多個(gè)絕緣的隔離物以適當(dāng)?shù)拈g隔與陽(yáng)極管分開(kāi)。在這種配置中，UV管72通過(guò)在透光的導(dǎo)電膜76的表面上形成酸性溶液來(lái)清潔。經(jīng)過(guò)希望的時(shí)間間隔之后，對(duì)于UV管72和UV管74來(lái)說(shuō)，透光的導(dǎo)電膜76上的電極性顛倒。通過(guò)這種方式，UV管74上的膜76于是用作陽(yáng)極，并且通過(guò)陽(yáng)極形成酸性溶液被清潔，而UV管72上的膜76現(xiàn)在用作反應(yīng)中的陰極。在規(guī)定的時(shí)間間隔，膜76的電極性優(yōu)選再次被切換，以便可選地允許清潔UV管72和UV管74。就硬水而言，優(yōu)選采用交變的不對(duì)稱電流，其時(shí)間間隔優(yōu)選為大約1Hz至大約400Hz。
根據(jù)上述任一實(shí)施方式，可以任選地采用兩條(或多條)陰極導(dǎo)線或其它陰極跡線或被涂層的表面。給陰極導(dǎo)線施加以不同的電壓，所述陰極導(dǎo)線相對(duì)于陽(yáng)極電壓保持較大的負(fù)性。在較高電壓的陰極上產(chǎn)生略微酸性的溶液，其pH低得足以防止水垢形成，而在另一陰極導(dǎo)線上產(chǎn)生高pH的溶液。通過(guò)將陰極導(dǎo)線組上的返回陰極電流和滴下(drip anode)陽(yáng)極電流交替(即使極性顛倒)，可交替地將諸如碳酸鈣或硫酸鈣的水垢從兩條陰極導(dǎo)線上清除。當(dāng)由于探測(cè)到水垢形成而在滴下陽(yáng)極導(dǎo)線和返回電流導(dǎo)線之間建立附加電壓時(shí)可以觸發(fā)極性顛倒。對(duì)于使用非常硬的水來(lái)說(shuō)，可以允許在鹽酸的稀釋溶液中或有機(jī)酸的稀溶液中浸泡陰極表面，以便將鋇鹽或硫酸鹽水垢生成物溶解。因此所述系統(tǒng)具有優(yōu)點(diǎn)，即在清潔一條或另一條陰極導(dǎo)線時(shí)可以對(duì)其連續(xù)使用。
盡管已經(jīng)特別地參照這些優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，其它實(shí)施方式也可以達(dá)到相同的效果。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做出變形和改型，并且目的在于覆蓋所有這些改型和等效部分。通過(guò)引用將上述引用的所有專利和公開(kāi)物的全部公開(kāi)內(nèi)容結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于減少在表面上形成碳酸鹽水垢的設(shè)備，所述設(shè)備包括目標(biāo)物；電源；被污染流體；陰極；和位于所述目標(biāo)物的表面上或其附近的陽(yáng)極；其中所述陽(yáng)極在所處表面處的流體中產(chǎn)生低pH的環(huán)境。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述目標(biāo)物包括UV元件。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述UV元件包括石英管。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述目標(biāo)物包括傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述陽(yáng)極纏繞所述目標(biāo)物。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述陽(yáng)極包括螺旋纏繞的導(dǎo)線。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述陰極包括外殼。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述陰極包括螺旋纏繞的導(dǎo)線。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述陰極通過(guò)一個(gè)或多個(gè)非導(dǎo)電的隔離物與所述陽(yáng)極分開(kāi)。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述陽(yáng)極包括沉積在所述表面上的導(dǎo)電材料。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述導(dǎo)電材料是可透過(guò)UV的。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述導(dǎo)電材料包括金剛石。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述流體包括水溶液。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，用于防止在所述表面上形成生物膜。
15.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述目標(biāo)物與所述流體的流動(dòng)方向成橫向地定向。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述陽(yáng)極平行于所述目標(biāo)物并位于其上游。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中在所述陽(yáng)極處產(chǎn)生的酸性溶液在所述目標(biāo)物周圍被沖洗。
18.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，另外還包括第二陰極，其電壓不同于所述陽(yáng)極的電壓和所述陰極的電壓。
19.一種用于減少在表面上形成碳酸鹽水垢的方法，所述方法包括的步驟有設(shè)置陰極；將陽(yáng)極布置在目標(biāo)物的表面上或其附近；使所述陽(yáng)極和所述表面與被污染流體接觸；對(duì)所述流體進(jìn)行凈化；在所述陽(yáng)極附近的流體中產(chǎn)生低pH的環(huán)境。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，另外還包括阻止在所述表面上形成碳酸鹽水垢的步驟。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，另外還包括將碳酸鹽水垢從所述表面去除的步驟。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，另外還包括阻止在所述表面上形成生物膜的步驟。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述流體包括水溶液。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述凈化步驟包括利用UV輻射來(lái)處理所述流體
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述凈化步驟包括利用通過(guò)電解反應(yīng)產(chǎn)生的氧化劑來(lái)處理所述流體。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述布置步驟包括將導(dǎo)線陽(yáng)極纏繞在所述表面上。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述布置步驟包括將所述陽(yáng)極直接沉積在所述表面上。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述陽(yáng)極包括導(dǎo)電的可透過(guò)UV的材料。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述材料包括金剛石。
30.如權(quán)利要求19所述的方法，另外還包括利用非導(dǎo)電的隔離物將所述陰極和所述陽(yáng)極分開(kāi)的步驟。
31.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述產(chǎn)生步驟作為清潔循環(huán)的一部分來(lái)實(shí)施。
32.如權(quán)利要求19所述的方法，另外還包括將所述陽(yáng)極和所述陰極的極性顛倒的步驟。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，另外還包括將水垢從所述陰極去除的步驟。
34.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述目標(biāo)物包括UV管。
35.如權(quán)利要求19所述的方法，另外還包括使所述目標(biāo)物與所述流體的流動(dòng)方向成橫向地定向的步驟。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，另外還包括將所述陽(yáng)極布置成平行于所述目標(biāo)物并位于其上游的步驟。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，另外還包括使在所述陽(yáng)極處產(chǎn)生的酸性溶液在所述目標(biāo)物周圍被沖洗的步驟。
38.如權(quán)利要求19所述的方法，另外還包括設(shè)置第二陰極，其電壓不同于所述陽(yáng)極的電壓和所述陰極的電壓。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，另外還包括將所述陰極和所述第二陰極的極性顛倒的步驟。
全文摘要
用于電解控制在水凈化和其它系統(tǒng)中形成水垢和生物膜的方法和設(shè)備。陽(yáng)極30，52，66或76被沉積在或布置在諸如石英UV管22，64或72的表面34或50上或其附近，產(chǎn)生阻止碳酸鹽水垢和生物膜的形成的低pH的環(huán)境。
文檔編號(hào)B01D17/06GK101023032SQ200580027182
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者羅德尼·赫瑞恩頓, 麥克爾·弗賴姆 申請(qǐng)人:Miox公司