液体处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于处理含有溶解气体的液体的装置，尤其是一种用于处理已通 过热交换器、冷却塔、水池（特别是公共游泳池或私人游泳池）、冷却回路或空调回路、加热 回路、过滤回路、反渗透除盐回路、家用热水回路、或饮用水分配回路的液体的装置。通常， 本发明涉及一种用于处理含有来自工业过程回路的溶解气体的水性液体（包含或不包含 未经处理的污水，例如生活废水或沥滤液）的装置。
【背景技术】
[0002] 在这些应用中，某些（固态的、液态的或气态的）物质或微生物的存在导致不良的 淤积和/或结垢和/或腐蚀和/或堵塞现象。因此，液体必须定期通过注入添加剂，例如通 过注入消毒剂、絮凝剂、酸或螯合剂来处理，或者甚至被定期排掉和替换。这些处理是昂贵 的，并且通常对环境有害。
[0003] 因此，需要一种新型的可以至少部分地解决这些问题的处理方案。
【发明内容】
[0004] 根据本发明，该目的通过用于处理含有溶解气体的液体的装置来实现，所述装置 包括：
[0005] -通过空化能够在所述液体内形成所述气体的气泡的水动力反应器，
[0006] _能够从所述液体中抽出所述气泡的气体分离器。
[0007] 正如将在余下的说明书中更加详细地看到的，所述装置可以简单且有效地处理液 体，且使添加剂的消耗减少，或甚至不使用添加剂，和/或可以限制所述液体的替换率。
[0008] 不受限于一个理论，发明人以下列方式解释该结果：通过突然的膨胀，水动力反应 器可以通过空化蒸发一部分溶解在液体中的气体，同时，在该气体在下游通过压缩被再次 溶解在液体中之前，气体分离器捕获由此形成的气泡。因此，离开装置的液体中的气体的压 力（即，溶解气体的浓度）小于进入装置的液体中的气体的压力。
[0009] 装置因此可以降低溶解气体的压力，因而降低其危害性。
[0010] 空化是熟知现象，因为其大幅改动液体流的结构和性质，所以空化通常可怕的。设 想有利地利用该现象的装置归功于发明人。
[0011] 这种在水动力反应器的下游的脱气尤其可以消除〇)2和/或02，从而在所述液体 内形成新的物理化学平衡（例如，钙-碳平衡）的条件。
[0012] 该下游脱气还可以消除不良气体（例如氯胺、尤其是三氯胺），这些不良气体对于 健康是非常有害的，且会出现在游泳池水的处理期间。
[0013] 根据本发明的装置还可以包括下列可选特征中的一个或多个：
[0014] -气体分离器放置在水动力反应器的下游，优选地距离水动力反应器小于2m、优 选地小于1米处；
[0015] -调整气体分离器，使得在所述气体分离器中，液体保持在一定的压力下，尤其不 像在水池中一样暴露于大气中；和/或液体不与外部气体接触（即，与液体接触的唯一气体 是通过空化提取出的气泡的气体）（特别地，液体不被置于水槽中使得其自由表面与大气 接触）；
[0016] -气体分离器是凝聚式过滤器或刷式过滤器；
[0017] _水动力反应器包括能够与液体接触的介电材料；
[0018] -水动力反应器包括至少部分地或甚至完全地由介电材料限定的第一通道；
[0019] -水动力反应器包括优选地在介电材料的下游的用于分离悬浮颗粒的部件，特别 是沉淀部件和/或过滤器；
[0020] -过滤器选自刷式过滤器、盘式过滤器、颗粒介质过滤器、超滤膜（特别是中空纤 维超滤膜）、纳米滤膜（尤其是单独的或在超滤膜下游的纳米滤膜）、或反渗透膜；
[0021] -水动力反应器包括第一通道，优选地，该第一通道在内部由介电材料限定，且将 下游通向压缩腔室，在液体被注入到压缩腔室中之前，液体在第一通道中的通过导致液体 的加速和空化气泡的生成，液体在压缩腔室中的通过导致多数空化气泡的内爆。
[0022] _水动力反应器包括第二通道，优选地，该第二通道在内部由导电材料、优选地由 锌限定，且将上游通向压缩腔室，液体在第二通道中的通过导致液体的加速和空化气泡的 生成；优选地，水动力反应器包括第二压缩腔室，第二通道将下游通向该第二压缩腔室，以 便使在第二通道中生成的多数空化气泡内爆；
[0023] -水动力反应器包括包含多个所述第一通道的第一块体、压缩腔室、优选地和包含 多个所述第二通道的第二块体，第一通道、在适当情况下和第二通道通向所述压缩腔室，使 得进入水动力反应器的液体相继地通过第一通道、压缩腔室和第二通道；
[0024] _优选地，第一通道由介电材料制成的内壁所限定，介电材料优选为塑料，优选地 由聚四氟乙烯（PTFE)制成的塑料；
[0025] _优选地，第二通道由导电材料制成的内壁所限定，该导电材料能够充当牺牲阳 极，以便保护待被处理的液体循环所在的回路；
[0026] _优选地，第一块体和第二块体被插入到具有入口和出口的外壳中，所有的进入外 壳的液体必须在离开外壳之前通过第一通道、压缩腔室和第二通道；
[0027] _优选地，外壳与所述导电材料电接触；
[0028] -按数量计，水动力反应器中产生的多于50%的气泡的直径在0? 2 ym和5mm之 间，优选地在〇? 2 y m和2mm之间；
[0029] -水动力反应器为专利EP-B2-680 457中描述的水动力反应器；
[0030] _液体在水动力反应器中循环，该液体优选含有至少一种包含选自氯、铝、溴、铬或 锶、尤其是放射性金属的元素的化合物。
[0031] 本发明还涉及一种系统，该系统包括或甚至由回路构成，目标和用于处理离开所 述目标的液体的装置被嵌入在该回路中，该处理装置是根据本发明的装置，气体分离器嵌 入在所述水动力反应器的下游的距离水动力反应器的小于1米处。
[0032] 该目标可尤其选自热交换器、冷却塔、水池、特别是露天水池、尤其是公共游泳池 或私人游泳池、冷却回路或空调回路、加热回路、过滤回路、反渗透除盐回路、家用热水回 路、或饮用水分配回路。
[0033] 在一个实施方式中，液体在系统中的闭合环路中循环。
[0034] 优选地，液体被保持在一定的压力下和/或不与大气接触，可选地，除了在目标 中。优选地，在回路的任一点处的压力大于大气压力，可选地，除了在目标中。
[0035] 本发明最后涉及用于处理含有溶解气体的液体的方法，所述方法包括在合适的热 力学条件下，将所述液体通过根据本发明的装置，使得热力学反应器生成气泡。
[0036] 定义
[0037] 在液体的处理期间，根据该液体的流向，确定位置"上游"和"下游"。
[0038] 除非另有说明，否则表述"包括一"应当被理解意为"包括至少一"。
[0039] 表述"特别地"或"尤其"为同义词，且不受限制。
[0040] 具有面积A的截面的"当量直径"指的是相同面积A的圆形截面的直径。对于圆 形截面，当量直径因此等于直径。
[0041] "横向平面"指的是垂直于液体的主流向的平面。
【附图说明】
[0042] 通过阅读接下来的详细描述，以及通过查阅出于说明的和非限制的目的而给出的 附图，本发明的其他特征和优点将变得更加显而易见。在这个附图中：
[0043] -图1示意性地示出根据本发明的系统；
[0044] -图2以纵向截面示出可用在根据本发明的装置中的水动力反应器的例子；
[0045] -图3示出聚结气体分离器的例子；
[0046] -图4示出空化现象和空化气泡内爆现象。
[0047] 在不同的附图中，相同或相似的构件标有同一标记。
【具体实施方式】
[0048] 图1示出根据本发明的系统10,其包括闭合回路12,液体L在该闭合回路12中循 环。目标（在该实例中为散热器16)和根据本发明的处理装置20插入在回路12中，处理 装置20位于目标的上游。
[0049] 处理装置20包括导管22,在导管22中从上游到下游（根据液体在导管22中的流 向来确定上游和下游）插入水动力反应器25、气体分离器30和过滤器31。系统10还包括 插入在处理装置20的上游或下游的可以使液体L循环的栗32。
[0050] 回路12可以是开放的、半开的或闭合的，正如所示，具有或不具有补充液体，使液 体与大气接触或不接触。
[0051] 系统10不受限制，尤其可以是用于普通冷水、家用热水、加热水、空调水、冷却水、 饮用水、工业用水、浇水或/和灌溉用水、消防用水、游泳池水、或沐浴和治疗池用水的系 统。该系统可以在住宅建筑或第三产业建筑（例如医院或学校）中。
[0052] 水动力反应器
[0053] 任何能够在液体中引起压力的急剧下降以便通过空化产生气泡（尤其是微气泡） 的装置，可被用作水动力反应器25。
[0054] 水动力反应器包括这样的部分：在该部分中，流动面积小于水动力反应器所插入 在其中的导管的流动面积。优选地，水动力反应器包括至少两个这样的部分。
[0055] 然而，如果流动保持层流，则通过其流动面积的减小带来的液体的简单的膨胀不 足以形成空化。因此，膨胀必须是快速的，以便形成高湍流和局部非常高的压力梯度。
[0056] 优选地，水动力反应器是无源的，即，不包括耗能器（特别是马达）。更优选地，水 动力反应器不包括移动零件。
[0057] 特别地，水动力反应器可包括由一个或多个将上游通向上游腔室的第一通道构成 的加速区域，液体在上游腔室和第一通道之间加速。
[0058] 优选地，S" / E"比值可以大于2、