水处理及再生系统与方法

专利名称：水处理及再生系统与方法
技术领域：
本发明涉及一种在一个或者多个实施例中利用机械力来处理及/或再生水和其它流体的系统和方法。
背景技术：
尼古拉.特斯拉(Nikola Tesla)把特斯拉润轮(Tesla Turbine)视为其最高成就。特斯拉相信，其依据通过利用黏性分子边界层与生俱来的特性实现机械性优点的层叠盘润轮设计(stacked-disk turbine design),将对于超高效率原动机及泵的发展的未来提供基础根据。除了特斯拉自己和其涡轮设计的直接成就之外，众多的组织及无数的个人已奉献数以百万的工时来尝试针对充其量具有临界成果的原动机及泵而理解、控制并应用特斯拉的涡轮概念。发明内容
在至少一个实施例中，本发明包括淹没的旋转盘的组件(之后称作盘组或盘组涡轮)，用来引起、集中及增加流体及旋转的动态影响，该动态影响净化、充能、活化及/或再生及以其它方式改善流过系统的水。在至少一个实施例中，流体在离开组件的排出端口时，在与泵相比相对低压下离开，因此当流体返回流体源时，使流体内的残余运动得以维持。
依据本发明的至少一个实施例，提供一种有效率的系统来处理及再生水，该水是来自可经由定性分析被归类为次级、病害、劣化、污染、及不健康的水。待处理及再生的水可包含各种杂质，诸如污染物、细菌、蚊子幼虫、藻类、浊物及其它污染水的物质。
本发明的至少一个实施例中包括一种系统，该系统包括:马达；与马达接合的驱动轴；涡流模块，该涡流模块具有外壳、靠近该外壳的顶部围绕该外壳的外周分隔设置的多个入口、和形成在外壳中且与多个入口流体连通的涡流腔室；和盘组模块，具有:外壳，该外壳具有形成于该盘组外壳中的排出腔室，且该排出腔室具有提供从该排出腔室至该盘组外壳外部的流体路径的多个排出端口 ；和盘组，该盘组具有形成在轴向中心并且与该涡流腔室流体连通的膨胀腔室，该盘组具有分隔的多个盘，提供盘之间的腔室以在该膨胀腔室及该排出腔室之间形成多 个通道，该盘组与驱动轴接合。
本发明的至少一个实施例中包括盘组涡轮，该盘组涡轮包括:顶部盘板，该顶部盘板具有通过顶部盘板的轴向中心的开口 ；多个盘，每个盘具有通过盘的轴向中心的开口 ；底板，具有位于盘的轴向中心的凹部和驱动轴架座；和多个侧翼垫片(wing shims)，该多个侧翼垫片连接顶部盘板、多个盘和底板并且与顶部盘板、多个盘和底板对齐，以形成由多个开口和底板的凹陷部所限定的区域，该多个侧翼垫片分隔多个盘，使得盘腔室存在于相邻盘之间。
本发明的至少一个实施例中包括一种具有涡流模块和盘组模块的系统的操作方法，该方法包括:旋转盘组模块中的盘组涡轮；旋转流体以产生涡流，其中，进入涡流的流体在进入之前位于涡流模块的外部；将来自涡流模块的流体排入形成于盘组模块的盘组涡轮中的膨胀腔室；在盘组涡轮的盘之间的空间之间传输流体，以从膨胀腔室移动至围绕盘组涡轮的排出腔室；和在经由至少一个排出端口排出流体之前，将流体累积在排出腔室中。


本发明将参考附图加以描述。在附图中，相似的参考编号指示相同或功能上相似的组件。附图内使用的剖面线及阴影并不是想要限制被用来制造本发明的材料的类型。
图1A-1B分别显示被置入充满水的水容器单元的根据本发明所构造的装置在装置运转前及运转期间的影响。图1C显示系统的涡流腔室的近距视图以显示在涡流腔室的轴向中心的紧密涡流。
图2显示依据本发明的实施例的俯视图3显示图2中所显示的实施例的侧视图4显示图2中所显示的实施例的剖面图5显示图2中所显示的实施例的马达的图像；
图6显示图2中所显示的实施例的叶轮；
图7显示图2中所显示的实施例的泵模块(pump modul)的俯视图8显示图2中所显示的实施例的涡流模块的部分剖面图9显示图2中所显示的实施例的盘组模块的立体图10显示图9中所显示的实施例的盘组模块的剖面图11显示依据本发明的第二实施例；
图12A及12B 显示图11中所显示的实施例取自图11中各线的剖面图13显示依据本发明在图11中所显示的实施例的分解图14显示依据本发明在图11中所显示的实施例的立体分解图15显示依据本发明在图11中所显示的实施例的引入模块(intake module)及部分盘组模块；
图16显示依据本发明的第三实施例；
图17显示依据本发明的另一实施例；
图18显示依据本发明的另一选择性实施例；
图19显示依据本发明的第四实施例的侧视图20显示图19中所显示的实施例的侧视图21显示依据本发明的第五实施例；
图22显示图21中所显示的实施例的俯视图23A-23C显示图21中所显示的实施例的引入模块的侧视图。图23D显示引入模块的外筛网(outer screen)的俯视图24A-24B显示图21中所显示的实施例的涡流模块的侧视图25A显示图21中所显示的实施例的盘组模块的侧视图；图25B显示盘组模块的外壳部件的内部视图。图25C显示图25B中所显示的外壳部件的剖面图26A显示依据本发明的实施例的盘组涡轮的俯视图；图26B显示图26A中所显示的盘组涡轮的侧视图。图26C显示图26A中所显示的盘组涡轮的剖面图27A显示依据本发明的第六实施例的分解图；图27B显示图27A中所显示的实施例的剖面图28A-28B显示依据本发明的第七实施例的剖面图29显示依据本发明的第八实施例的立体图30显示依据本发明的另一选择性实施例的立体图31A-31D显示依据本发明的侧翼垫片的实施例；
图32A-32C显示依据本发明的另一侧翼垫片的实施例；
图33A-33C显示依据本发明的另一侧翼垫片的实施例；
图34显示依据本发明的另一侧翼垫片的实施例；
图35显示依据本发明的另一侧翼垫片的实施例；
图36显示依据本发明的选择性盘组及侧翼垫片的实施例；
图37A-37C显示依据本发明的另一盘组涡轮的实施例；
图38A-38B分别为处理前及处理之后的水的电子显微镜影像；
图39A-39C显示用于依据本发明的至少一个实施例所构造的系统的实验的灌溉池(irrigation pond)；
图40A-40C显示用于依据本发明的至少一个实施例所构造的系统的实验的小溪(creek)；
图41显示盘组涡轮，显示使用依据本发明的至少一个实施例所构造的盘组涡轮所造成的电镀；
图42A-42D显示在利用依据本发明的至少一个实施例所构造的系统处理之后，结冰的水的不同视图43-44显示具有利用依据本发明的至少一个实施例所构造的系统加以处理的水的生物及化学检验的结果的表格。
具体实施例方式图2-37C显示依据本发明的各种实施例。所显示的不同实施例享有共同的本发明的特征:促进通过装置的流体运动，导致许多实施例通过使来自装置的输出流体传播遍布容纳流体的容器而在容器中再生流体。如此处所讨论，流体趋向于包含可流动的液体及气体两者。此处所描述的非限制性实施例针对当作流体的水。依据本公开，应轻易认识到本发明并不局限于水而是可以应用于其它所有流体。在许多实施例中，水进入包括分隔的多个入口的涡流腔室，并且在至少一个实施例中，入口环绕及靠近涡流腔室的顶部而均匀分隔。当水通过涡流腔室进入膨胀及散布腔室(或膨胀腔室)时，涡流腔室更增加水的转速。在至少一个实施例中，水的转速被预先加速以配合实质上增加至能量交换动态的膨胀腔室及盘组涡轮的转速。在至少一个实施例中，至少一部分的水通过在膨胀腔室内旋转的盘组涡轮被抽入膨胀腔室内。水被抽入并通过盘组涡轮的盘之间的空间(或盘腔室)，进入环绕盘组涡轮的累积、能量交换及排出腔室(或排出腔室)。至少一个实施例中的排出腔室包括在通过至少一个排出端口排出水之前辅助调节水的环面/抛物面形状。在多数实施例中，实施例包括多个排出端口，且在至少一个实施例中，排出端口围绕排出腔室的周围均匀分隔。盘组涡轮通过由马达所驱动的驱动轴而旋转，在至少一个实施例中该马达在马达模块中出现，但在至少另一实施例中位于盘组模块。在选择性实施例中，马达可以如皮带或其它连接件间接地驱动驱动轴。
在其它实施例中，装置包括进一步驱动流体进入涡流腔室的泵(或引入)模块。在至少一个实施例中，泵模块包括经由驱动轴连接至马达的叶轮。在至少一个实施例中，叶轮及盘组通过不同的驱动轴或甚至不同的各个马达加以驱动。叶轮将流体拉入装置并驱动流体通过已连接的导管进入涡流腔室。在至少一个实施例中，针对每个涡流腔室入口具有一个出口和连接导管。
在其它实施例中，流体引入通过供应通至涡流腔室入口的导管的过滤部。连接导管可采取包括例如硬式配管(piping)、软式配管(tubing)、封闭沟道及这些实例的任何两种或更多种的组合的各种形式。在进一步的实施例中，在具有由导管提供的系统之间的连接的情况下，涡流腔室入口连接至与具有涡流腔室的系统分离的过滤器及/或筛选引入系统。这种配置将允许处理系统位于水源之外，在该水源处将有导管连接至排出端口来使已处理水返回水源或其它位置或容器。
下列叙述内容说明依据本发明的不同的实施例。不同的组件或模块可被交换及/或增加至其它描述的实施例。本公开内容也提供利用依据本发明所构造的原型所实施的检验及实验的讨论。小标题的使用用于提供在本公开内容中所讨论的不同主题的识别。
a.考虑因素
为了将生机性、纯化性、活力性、健康回复性的运动通过系统导入水处理内，大部分下列的实施例为具有在特定体积的自然流动或受限水内适合淹没/浸入性操作的设计的配置。至少一个实施例中对于设计标准的严格坚持排除任何可能导致下列所述传播的条件:高度提升的流体压力、极端流体排出速率、经由机械作用的温度提升、流体摩擦或其它任何由于再循环、停止、空转(dead-head)、气蚀(cavitation)或其它将在处理中导致剪断、砍断、磨损水的机械作用导致的分解/分离倾向。除了使用对于膨胀及盘腔室而言的大型排出腔室以外，在一些实施例中达成本标准的方式是通过在接触水的所有表面上使用曲率半径来消除(或至少 最小化)存在于导管或腔室壁中的直角及/或锐角。在一些附图中，利用移除曲形结构将构件加以简化以使附图中的线条数量最小化。
通过至少一些描述的实施例发送的水将不会受到任何除了将水抽入系统所必要的之外的非自然运动或非有机几何形状作用。在至少一个实施例中，水进入并通过盘组涡轮及实质上平坦的盘上方。水被从实质上平坦的盘的周围排入排出腔室。图1A-1C显示在储水容器中使用的系统，其中图1A显示在运转系统前的储水容器。排出几何形状产生流体运动及能量动态交换上的极度差异，导致高度变化的充能(ernergetic)流动及无数润流的传播，其中该高度变化的充能流动及无数涡流的传播显示为与图1A相比，如图1B所示，在系统启动后，在已处理水被排入的水体中的可见现象。图1C显示在系统运作期间所形成的涡流10如何为轴向置于在结合到盘组涡轮内的膨胀腔室入口的上方的中心的紧密实质圆柱润流10。
排出腔室几何形状减少黏性分子边界层的效应，以及减少(否则，在至少一个实施例中，避免)允许流体内的自然膨胀及能量交换的背压。该处理随着通过促进处理的排出端口几何形状的高度充能水的排出而终止，该排出端口几何形状沿着由从抛物面状的排出腔室的长半径转换所组成的避免直角或困难角度的排出路径，且在直径上比进入盘组模块的流体入口几何形状实质上更大。当水分散/接触较大容积时，长半径且超大型的排出端口允许维持累积的能量/运动。举例而言，在至少一个实施例中，通往盘组涡轮的0.50英寸涡流供应入口被用于具有来自盘组模块的双排出端口的装置中，该双排出端口具有至少1.50英寸的直径。在至少一个实施例中，集中的涡流供应现象能够形成足够的系统产能(throughout)以充分地将排出端口充满流体,这样就会实现至少一个实施例的避免排出时的高压和高速的具体目标，这保存了已处理水中的能量及运动，提供了系统模仿自然的生产性、转换性、净化性力量的方法及装置，导致自然产生的生产性及回复性能量的指数性增加及集中性强化，以模仿地球的自然动力学。
b.第一示例性实施例
图2-10显示依据本发明的实施例。所示实施例包括涡流模块100、盘组模块200、马达模块300、及泵(或引入)模块400。泵模块400经由轴向离心吸力将水(或流体)抽入在正压下将水送入涡流模块100的泵模块，在排出前，该涡流模块100使流入的水形成将集中旋转的流体连续供应进入盘组模块200的贯流润流(through-flowing vortex)。在一个实施方式中，图2及3中所显示的实施例至少浸入至完全淹没盘组模块200的排出端口的深度，以允许从水源引入水及将水排回到水源中。然而在另一个实施方式中，导管(未显示)被连接到泵模块400，用于将来自容器(或水源)的水抽入泵模块400，且盘组模块200可排入额外的导管(未显示)以使水返回到其水源。如本公开内容中所使用，举例而言，「容器」包括:罐、碗、桶、容器、槽、游泳池、喷泉、溪流供应的季节性池塘、池塘、运河、溪流、河、家庭水井、灌溉沟、灌溉槽、蒸发性空调系统、及工业处理水系统。
举例来说，图4-7中所显示的马达模块300包括驱动盘组模块200中的盘组250及泵模块400中的叶轮410 二者的双轴马达310。虽然可使用其它型式的马达来旋转盘组250，但在至少一个实施例中，双轴马达310为圆饼状马达。马达310在至少一个实施例中使用电且由诸如电池、充电电池、AC电源供应器、DC电源供应器、太阳能、或这些实例的任何组合的电源(未显示)所供电。在选择性实施例中，将所示的马达模块300的外壳320移除；且马达310位于另一模块中，且或者位于其本身的外壳中，或者位于另一模块的外壳内的空腔中。
泵模块400包括如图4、6、7中所显示的三方出口外壳420内的底吸八叶片叶轮410。然而，叶片412的数量可为八以外的数目，举例而言,从二到十二的任何数目。虽然叶片412显示成基本垂直，但在至少一个实施例中，叶片412相对于从叶轮410的中心径向向外延伸的虚构垂直平面成一角度。举例来说，在针对北半球的实施例中，叶片顶部在叶片底部的前方以驱动流体朝向出口。叶轮的转子414联接到马达310的两个驱动轴312的下部。图4及6显示共同对三方泵出口 422中的每一个产生高压、高容积、不间断的流动以产生涡流导入腔室130中的强制涡流的叶轮叶片412的轮廓及泵外壳420的互补性轮廓。
所示叶片412具有与图6及7所 述的基本相同的长度。所示叶片412享有具有到接近叶片顶端为止的基本上平坦的水平表面4122的共同轮廓，其中该顶端包括约位于叶片412的高度上的中心的拱形部4124，该叶片412在两端上均包括凸曲线部以连接至叶片的顶部表面4123及底部表面4126。所示各叶片412的底部表面4126包括过渡至凸部的凹部(或选择性的平坦部)，该凸部连接到拱形部4124的下部凸曲线。可依据泵腔室430的底部的轮廓而使用其它形状。在至少一个示例性实施例中，各叶片412具有下列包括端点的尺寸范围，该范围将适用于本公开内容中的所有实例范围:长度介于2.5和3.0英寸之间、最高点的高度介于1.2和1.8英寸之间、最低点的高度介于0.75和1.1英寸之间、0.5至1.5英寸的厚度、及针对顶端的凸部的0.3至0.5英寸的半径。根据本公开内容，应当明了到提及尺寸是说明性的而非排除将叶片或其它组件按比例放大或缩小，以在较小或较大的装置中运作。
如图4中所显示，所示泵腔室430通过轴向入口 432受到馈送，该轴向入口 432通过通向泵腔室430的底部的轴向通道从系统下方大致中心点抽水。在至少一个实施例中，当自上方看时，轴向入口 432具有螺旋形式，虽然其整体并非如图4中所显示般水平，但是从泵模块400的底部表面421至泵腔室430的底部中的开口的高度增大。然而，入口的选择性结构具有至少一个自底部到泵腔室内的直接通道(或开口)，如垂直通过底部表面421的开口。
所示泵模块400包括多个泵出口 422。如图3及7中所示，这些出口 422可为三个且围绕泵模块400的周围均匀地分隔。可根据出口 422的数量以及进入涡流导入腔室130内的入口 132的数量的间隔的限制来设定任何数量的出口 422。在选择性实施例中，一个或更多的出口供应导管合而为一的一个入口。在另一选择性实施例中，一个出口经由导管的分支供应一个或更多的入口。
出口 422的数量的进一步实例是在从二至八的范围中。图7显示沿切线延伸离开泵腔室430的泵出口 422的实例。在至少一个实施例中，当例如从泵模块400通至涡流模块100的导管(未显示)继续如图19所示的曲线形(或螺旋形)连接以促进流体的旋转运动时，使用切线延伸(或相似角度的延伸)，促进涡流模块100中的涡流的产生。在至少一示例性实施例中，泵腔室430具有介于1.7及2.0英寸之间的内部高度，而泵出口 422具有介于0.6及1.1英寸之间的直径。
所示泵模块400包括多个基脚(footing) 424或其它支持件以如图3及4所示将底部供应入口 432升高而离开装置被置于其上的表面。然而，如果泵模块400的入口不位于底部上，但取而代之是 如图13中所显示沿着外壳的侧面，则可省略基脚424同时不影响装置的性能。
根据本公开内容，应当察知上述泵模块在至少一个实施例中为与所述系统分离而使用的泵。在至少一个实施例中，出口数量等于一个，而在其它实施例中，出口数量如上所述。
所示各泵出口 422通过硬管/软管(或导管)连接至涡流模块100中的涡流导入腔室130的对应的入口 132。来自泵模块400的加压水经由图2-4及8所显示的入口 132供应至涡流导入腔室130，该入口 132被布置成彼此之间以120度径向分隔。在至少一个实施例中，使入口 132成一角度以进一步在涡流导入腔室130中建立流体循环，这导致如图1C中所显示的连续性高度充能、集中、贯流的涡流。
所示入口 132虽然相对于涡流模块100的外壳120的外部成一角度，但却是基本上水平的，举例而言，这角度使入口 132沿着基本上正切于涡流腔室的线进入涡流外壳120，例如图8所示。另一方式利用对涡流腔室的适当修改进一步使入口 132相对于虚构平面成一角度以接收流体流动。这种修改将包括若加以延伸则将形成下降的螺旋以协助增加流体转速的拱形沟道。在至少一个实施例中，入口 132具有0.6及1.1英寸之间的直径以匹配泵出口 422的尺寸。
如图4及8中所显示，涡流导入腔室130为形成于涡流模块100的外壳120内的空腔，使流入的水形成为供应进入盘组模块200的贯流的涡流。所示涡流腔室130包括将水注入涡流腔室上部134的结构，该涡流腔室上部134具有用于接收通向下部136的水的碗(或修改的凹面双曲线)形状，该下部136具有通向盘组模块200的圆锥状(或漏斗)的形状以及陡峭垂直角度变化。在至少一个实施例中，当水经由离心吸力被吸入盘组模块200时，涡流腔室130用来累积、加速、激起并集中水。在至少一个实施例中，涡流腔室130由壁137形成。如图4及8所显示，壁137的侧面在从顶部至开口 138垂直下降的方向上沿着长径向路径，该开口 138减少由壁137的侧面限定的水平面积。举例而言，在至少一个示例性实施例中，外壳120具有6及10英寸之间的直径，而涡流腔室上部134具有3及3.5英寸之间的直径，且涡流腔室下部136在出口 138处具有0.5及0.85英寸之间的直径。
如图4及8中所显示，涡流模块100的外壳120包括具有盖体122和主体124的两部件配置。盖体122和主体124以包括下列的各种方式加以附接:例如利用螺丝、螺栓126、黏着剂、如带螺纹或有键部的连锁接合等。盖体122显示成具有由盖体122的内面上的同心凹面低区(concentric concave depression) 1222所形成的润流腔室130的顶部。盖体122和主体124共同形成多个涡流入口 132。
主体124显示成具有圆柱形状，该圆柱形状具有垂直通过该圆柱形状以形成涡流腔室130的下部136的通道。如图4中所显示，主体124在至少一个实施例中以与用来将盖体122附接至主体124的相同螺栓126附接至盘组外壳220。用来将主体124附接至盘组模块200的其它实例包括:黏着剂、螺丝及如带螺纹或有键部的连锁接合。除了在主体124的底部1242的其余部分的下方延伸以提供与盘组模块200中的膨胀腔室252的重迭的主体124和涡流腔室130以外， 图4和10显示主体124和盘组模块200可包括各种用来将两部件同时对齐的突出及互补的凹沟/凹槽。
—旦旋转、加速中的水(charging water)通过润流导入腔室130的基底排出出口 138，当其进入如图4中所显示的盘组模块200中的旋转式膨胀及散布腔室(或膨胀腔室)252时，其曝露于低压/真空环境。盘组模块200包括显示成具有卵形/椭圆/蛋形腔室的旋转式膨胀腔室252，该膨胀腔室252包括由并入盘组涡轮250的底部转子268的刚性零件2522所提供的曲线形底部。膨胀腔室252的大部分容积区域由在分开的层叠盘260中的中心孔形成，该中心孔用作层叠盘腔室262的入水口和散布端口。膨胀腔室252的顶部与底部，外加经过顶部转子264的开口大致互为镜像，该顶部转子264通过曲线结构形成为界线。如图4中所显示，开口在其上方的涡流引入腔室130的轴向中心。
盘组涡轮250的实例在图4中显示。所示盘组涡轮250包括顶部转子264、多个层叠盘260及底部转子268，该底部转子268具有在其顶部表面2682上的径向凹陷的凹陷部(concave radial depression) 2522,该径向凹陷的凹陷部2522提供用于膨胀腔室252的底部。所示底部转子268包括一体成形的马达毂(motor hub)269。如图4中所显示,马达毂269提供用以将盘组250联接于上部驱动轴314的界面，该上部驱动轴314从马达模块300延伸。虽然显示成分隔部件，但马达毂可与底部转子一体成形。顶部转子264、底部转子268及/或马达毂269以轴承组件280联接至外壳220或具有轴承，所述轴承结合到该部件以允许当由驱动轴及马达所驱动时盘组250相对于外壳的旋转摩擦力实质上减少。
各盘260包括通过其中心的开口(或孔)，且层叠盘的开口实质上彼此对齐以限定膨胀腔室252的一部分。顶部转子264的开口与涡流引入腔室130的出口 138轴向对齐，该出口 138提供流体可在两个分别的腔室之间通过的路径。在至少一个实施例中，盘260中的开口具有I及2英寸之间的直径，而盘260具有5至6英寸的外径。
离心吸力建立起抽取、带动、加压、排出来自盘组涡轮250的流体的主要力量，该离心吸力由从内盘腔室开口朝着盘腔室262的周围行进的流体产生，该盘腔室开口是如图4中所显示的盘260的中心的孔。在旋转的盘表面上出现的黏性分子边界层提供关于推动流体通过及离开盘组涡轮250的机械优势。额外的推动作用源自于旋转的侧翼垫片270 (其实例在图31-37中显示)，同时该旋转的侧翼垫片270提供用于盘组涡轮250中的盘260的结构及支持、且可以用于维持盘位置及分隔公差。侧翼垫片270通过协助下述三者而设计的侧翼几何形状设计成产生关于如阻力、紊流、空蚀的流动的最小扰动:周围吸力环境的产生、以及高压及低压流体动态速率方面的差异的产生和涡流的传播，三者均共同作用以促进系统贯流动力学及效率。
图4说明侧翼垫片270，该侧翼垫片270用以使盘260彼此分隔并加以支持来提供空间262，水经过该空间262从膨胀腔室252流至排出腔室230。如将于之后关于侧翼垫片270的段落中所讨论，侧翼垫片27的结构、数量、位置可随其结构和动力学功能而改变。
盘组涡轮250由盘组模块200的外壳220适当地保持。外壳220包括盘组250在其中旋转的排出腔室230。排出腔室230如图4中显示成具有通至外壳220的外周上的多个排出端口 232的双曲线抛物面的剖面。在本示例性实施例中，具有两个排出端口 232，但可增加更多排出端口 232，并 且在至少一个实施例中，如图2、3及10中所显示，排出端口232围绕外壳周围均匀地分隔，图2、3、10显示盘组模块外壳220的外部。在至少一个示例性实施例中，外壳220具有10和14英寸之间的直径；排出腔室230具有7和8英寸之间的直径；排出端口 232具有0.8及2英寸之间的开口直径，且更具体地在1.5及2英寸之间。
在发散进入盘组模块200中的膨胀腔室252之前，高度集中充能、加压、旋转的贯流水会合并经由涡流腔室130的基底出口 138而排出，其中在该盘组模块200处，充能流体在椭圆旋转膨胀腔室252内快速扩张。如图4中所显示，旋转扩张的流体在由盘组涡轮250内的盘260之间的间隙/空间/分隔所形成的多个分离的盘腔室262之间分开、散布及加速。然而在意图限制涡流腔室出口 138的直径的至少一个实施例中，流体在正压下供应进入盘组涡轮250。大体积流体可通过受限出口 138的事实是涡流供应的集中化、聚焦化本质的直接结果。无论如何，供给率的效率受到源于来自旋转的盘腔室262的离心力的流体内散布的吸力的程度的影响。
离心吸力建立起抽取、带动、加压、排出来自盘组涡轮250的流体的主要力量，该离心吸力由从膨胀腔室252朝着盘腔室262的周围行进的流体产生。在旋转的盘表面上出现的黏性分子边界层提供关于推动流体通过及离开盘组涡轮250的机械优势。例如，在至少一个实施例中，额外的推动作用源自于旋转的侧翼垫片270，同时该旋转的侧翼垫片270提供用于盘组涡轮250的结构完整性并且可以用于维持盘位置及分隔公差。侧翼垫片270被设计成产生关于如阻力、紊流、空蚀的流动的最小扰动。所示侧翼垫片270帮助周围吸力环境的产生、以及高压及低压流体动态速率的差异的产生和涡流的传播，这三者均共同作用以促进系统贯流动力学及效率。
如以上所述，一旦流体通过盘组涡轮250，其进入盘组涡轮250在其中旋转的排出腔室230。如图4中所显示，排出腔室230为盘组模块200内的宽敞、超大型的几何环面/抛物面状的腔室。在流体已通过盘组涡轮250之后，排出腔室230聚集流体以累积、交换能量及进一步产生如混合流、压力、逆流、流动、涡流及温度。高度充能流体在低压及低速下经由多个超大型排出端口 232平顺地转变成被排回进入到流体受到汲取的环境。图4及10显示相较于进入膨胀腔室的入口存在超大型的两个排出端口 232。如图4中所显示，排出腔室230的最高部230T大约在自中心起等于盘组涡轮250的半径的距离。排出腔室230的高度自最高部230T至排出腔室230的周围234减少以形成除了如图4中所显示的排出端口 232所在位置之外的如图10中所显示的曲线形外壁。
当通过涡流引入腔室130、膨胀腔室252、盘组表面上方、通过排出腔室232并经由其排出端口 232离开时，流体曝露到多种动力学作用以及反应力和影响，以上所有均共同进行以达成提高水质的处理的期望结果。
c.第二示例性实施例
图11-15显示除涡流模块100A的外部设计与组合式马达及引入模块400A的差异之外，与前实施例具有相似性的依据本发明的另一实施例。可被用来制造用于这些模块的外壳的材料的实例包括:广泛范围的塑料，如聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)、聚碳酸酯、丙烯腈一丁二烯一聚苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene, ABS)、缩醒、丙烯酸、及聚乙烯；碳纤维；铁氟龙；及如不锈钢和黄铜的金属。
如图11-12B中所显示的组合式马达及引入模块400A包括外壳420A，其包括圆柱筛网426A(或其它过滤结构，举例而言，见图16-19及21)及具有封闭底部的圆柱基座428A。外壳420A围绕被装设在盘组模块200A之下且用来以其单轴314A(因对于省略叶轮的本实施例而言不需要当作双轴)驱动盘组250A的马达310A。在选择性实施例中，马达位于保护性外壳中，该保护性外壳将马达与盘组模块隔离，并进一步保护马达不受到超出马达外壳所提供的保护 的流体的影响。筛网426A提供对于可能存在水(或其它流体)中的如藻类、岩石、树枝、动物、动物幼虫及其它残骸的外来物质的阻障。一旦水通过筛网426A，而后其将被抽入到多个导管(未显示)，该多个导管连接引入模块400A与涡流模块100A。因为盘组涡轮250A依赖于将流体吸入，所以本实施例不包括叶轮以将水吸入并馈送至连接导管。比起在先前的实施例上例如显示于图3中的相对基脚尺寸，本实施例为在系统底部上正在使用的最小基脚424A的实例。
组合式马达和引入模块400A与涡流模块100A共同与导管(未显示)连接。各模块包括相等数量的连接件(分别为出口 422A及入口 132A)。为了说明目的，如图11所示，可使用的入口 132A /出口 422A的实例为所示的倒勾连接管(barbed connector)，其容许弹性配管放置于入口 132A /出口 422A上方以形成连接，从而容许在需要时轻易替换导管。入口 132A /出口 422A可与其各自的模块外壳一体成形，或如图13、14中所显示，具有在外壳120A、420A及连接件132A、422A之间的螺纹(或其它机械联接)连接。机械联接的其它实例包括如连接件的内侧上的环形沟及导管的外侧上的凸出或O形环以基本上密封并连接部件、围绕连接于连接件上的软管外部的夹钳、及连接件上的倒勾或其它突出以更坚实地接合所连接的软管。尤其是对于具有在逆时钟方向上流动的水的涡流腔室130A而言，入口 132A /出口 422A的所示配置促进水流过入口 132A /出口 422A，以支持涡流的形成。入口 132A相关于外壳120A的角度在所示实施例中为水流之间的锐角。在至少一个实施例中，入口 132A相对于涡流腔室130A的角度允许水沿切线进入涡流腔室130A。在选择性实施例中，系统被配置成具有入口 132A和马达310A，该入口 132A以一角度进入涡流腔室130A内用于进行反向运动，该马达310A被建构成在反方向上转动盘组涡轮250A，以使流体顺时针旋转，这将在地球南半球有所帮助。
涡流模块100A的结构在其操作方面保持相同；然而，所示外部外壳120A通过增加结构支持构件126A而更小且更贴于涡流腔室130A周围，该结构支持构件126A从连接至盘组模块200A的底板128A向上延伸至涡流模块100A的向上中途点从而延伸到支持环125A。所示实施例中的支持环125A约位于涡流腔室壁接近超过75度的角度处的高度，然而可能为其它高度。如图所示，支持构件126A为从涡流腔室130A的外部径向延伸到接近支持环125A的半径的距离的壁，在该距离处支持构件126A每个都具有可加以省略的支持柱127A。除了支持构件126A，图13显示存在额外的支持壁123A，该支持壁123A在支持环125A上方延伸并紧靠围绕涡流腔室130A的上部的外壳120A的底部。在进一步实施例中，将支持结构省略或以不同方式配置。
如图12A-13中所显示，盘组模块200A具有与前述的盘组模块200的一些相似性。盘组涡轮250A包括顶板264A、限定盘腔室262A的多个盘260A、及包括马达联接器(或毂)的底板268A。如图13中所显示，在至少一个实施例中，顶板264A和底板268A安装在外壳220A中，轴承组件280A用作在顶部和底部上的连接点来允许盘组涡轮250A旋转。如图14中所显示，除多个侧翼垫片270A外，盘组涡轮250A还包括将板264A、268A及盘260A连接在一起的至少两个螺栓254A。如图15中所显示，侧翼垫片270A在本实施例中在盘周围中彼此互相分隔。如图 12A及12B中所显示，所示的排出腔室230A具有与先前实施例稍微不同的环面/抛物面形状。盘组涡轮250A包括卵形膨胀腔室252A，该膨胀腔室252A用于接收来自涡流腔室130A的进入的水流。如图所示，在堆叠的盘260A的数量方面，在本实施例中的盘组涡轮250A大于先前实施例的盘组。相较于前述的实施例，盘组涡轮250A和主外壳220A以及涡流腔室130A的外径明显较大，且涡流腔室130A具有基本上更大的深度。
排出腔室230A包括由沿着顶部及底部的凸部所连接的一对侧向凹部。排出腔室230A在内部凹部中比在外部凹部中更高。外部凹部与合并成拱形侧壁的第二凸部连接。如同先前实施例的情形，两个排出端口 232A显示成从排出腔室230A离开。
在进一步的实施例中，系统被过滤材料缠绕以用作为第一阶段过滤器，从而预防大颗粒进入引入模块400A。
d.第三示例性实施例
上述实施例的替代实例为将马达定位于自身的外壳中，且将引入模块400重新定位成围绕涡流模块100，从而省略连接导管。在本实施例中，涡流腔室入口将根据由于通过及离开盘组的水的运动所导致的吸力，经由围绕的筛网包围部直接将水抽入涡流腔室。
本实施例的一种可能的结构显示于图16中。本实施例将具有过滤器426B (或其它筛网结构)的输入模块400B放置在涡流模块IOOB的顶部的上方和周围。本实施例将水供应到涡流腔室130B的顶部内。
本实施例的第二种可能结构显示于图17中。本实施例包括围绕涡流模块100C的侧面的在涡流腔室130C内的多个入口 132C。增加部分是将筛网(或其它过滤器)426C放置成围绕涡流模块100C的顶部上以覆盖入口 432C。在至少一个实施例中，筛网426C被放置紧靠或抵接入口 432C，可以作为放置于入口 432C上方的外罩。
在显示在图18中的另一个实施例中，筛网426D与入口分隔以提供在彼此之间的间隙，可以类似于在涡流模块100D的顶部的上方的外罩，该外罩与图16中所描绘的结构相似。
e.第四示例性实施例
图19及20显示依据本发明包括涡流模块100、盘组模块200、及马达模块400E (或组合式马达和引入模块400E)的实施例。所示马达模块400E包括单轴马达(未显示)及三个排水抽吸出口 422E及水筛网426E结合在其中的安装部420E。本示例性实施例依赖于只利用经由旋转盘组涡轮所产生的旋转吸力的吸力产生贯流供应的涡流。
水经由三个排水抽吸出口 422E (或者出口)供应至涡流导入腔室，所述三个排水抽吸出口 422E被结合到同样作为主马达底座的塑料环结构420E中。三个所示入口 132的每一个都具有倒钩接头，导管490附接至该倒钩接头并连接至三个对应的涡流导入腔室入口中的每一个。三个入口抽吸端口 422E可被径向排列成在彼此之间具有120度的分隔以经由过滤器抽取水。经由盘组涡轮250所产生的吸力而被拉入装置的水，经由三方入口 132供应至涡流导入腔室，该三方入口 132显示成彼此之间以120度分隔地径向排列。在至少一个实施例中，使三方入口 132成一角度以建立涡流导入腔室中的流体循环，这导致连续性高度充能、集中、贯流的涡流。图19显示在马达模块400E及涡流模块100之间弯曲的导管490的实例。
在本示例性实施例中 ，为了增加更多流体内的吸力，蓄意将供应率的效率维持受限，这加强在将流体散布进入盘腔室262之前的流体膨胀程度。
利用以全不锈钢盘和2.0及2.7mm之间的盘间隙公差所组装的盘组的依据本实施例所构造的原样已沉淀出溶解及悬浮的固体，并将其沉积在容器(或容器)底部上的低流量/漩涡分区中，源头水从该分区抽出并返回至可被视为装置的封闭再循环应用处中。
f.第五示例性实施例
图21-26C显示依据本发明的进一步的示例性实施例。所示实施例与先前的实施例相似。所示实施例约18英寸高、而底部(排除出口 422F)具有约11英寸的直径、且排出端口 232F的开口之间的距离约11.7英寸。所示实施例包括涡流模块100F、盘组模块200F、及组合的马达/引入模块400F。
如图23A-23D中所显示，马达/引入模块400F包括与基座420F共同提供用于模块400F的外壳的一对筛网426F、427F。内筛网426F附接至基座420F及盘组模块200F的底部，且在其上放置可在内筛网426F上方至少部分地旋转的外筛网427F。外筛网427F包括协助外筛网427F相对于内筛网426F旋转的可省略的杠杆(或把手)4272F。该对筛网426F、427F各包括各自围绕其周围分隔的多个狭缝4262F、4276F。两个筛网426F、427F彼此的相对位置限定出是否具有可通过水的任何开口及所产生的开口的尺寸大小。在至少一个实施例中，筛网426F、427F结合为过滤器。使用时，开口将被设定成较小，从而足以阻挡出现于受处理的水中的大量残骸及其它物质。在选择性实施例中，狭缝4262F、4276F相对于垂直面而倾斜。
图23D中所显示的外筛网427F包括轴向置中开口 4274F，该轴向置中开口 4274F提供盘组模块200F的基座可通过其中而附接至内筛网426F的区域。图23D显示在至少一个实施例中的外筛网427F如何接合内筛网426F的实例:环绕开口 4274F的周围，具有接合内筛网426F上的对等结构的多个锯齿突起4278F，以允许外筛网427F相对于内筛网426F的渐增旋转。根据本公开内容，应理解可使用各种其它方式以取代锯齿突起4278F。
举例而言，图21及23B显示使电源供应器及/或控制线(未显示)通过马达/引入模块400F的外壳的电源供应孔4202F的实例。虽然与本实例有关而加以显示，但仍可将电源供应孔4202F结合到其它实施例中，如图1A及29所示。
图24A及24B显示具有盖体122F和主体124F的涡流模块100F。主体124F具有顶部开口，在约6.2英寸的距离的范围内，该顶部开口在往下缩小至具有约0.8英寸的直径的出口 138F之前具有约4.6英寸的直径。上部134F在至少一部分上具有约0.34英寸的曲率半径。如图22中所显示，主体124F包括对应的附接孔1244F以允许盖体122F被固定至主体124F。依据本 公开内容，应该理解具有各种方式来将盖体122F及主体124F接合在一起。
图21及24B所显示的实施例包括与第二示例性实施例者相似的结构支持构件126F，该结构支持构件126F各包括从主体124F的顶部向下延伸的支持柱127F以紧靠从支持板128F向上延伸的支持柱123F。支持板128F包括轴向置中开口，轴向置中开口具有主体124F所通过的约1.3英寸的直径。主体124F包括在外壳下方延伸的涡流腔室130F的出口，以接合盘组模块200F中的盘组涡轮250F。
图25A-25C显示接收来自涡流腔室130D的流体的盘组模块200F。盘组模块200F包括彼此相同而因此促进装置组装的两个外壳部件2202F、2204F。取决于组装的装置中的外壳部件的定位，各外壳部件还包括轴向置中开口，该轴向置中开口具有允许涡流腔室或驱动轴通过的直径。在图22中所显示的实施例中，外壳部件2202F、2204F包括用于接收螺栓或相似物(未显示)的附接孔2206F。依据本公开内容，应该理解到具有各种方式接合两外壳部件2204F、2204F。图25C显示盘组涡轮250F位于其中的外壳部件220F和排出腔室230F的其中之一的剖面图。
图26A-26C显示可用于所述实施例中的盘组涡轮250F的实例。盘组涡轮250F具有约4.3英寸的高度及约5.5英寸的直径，并且具有约1.1英寸的直径的膨胀腔室252F，以与轴承构件共同适配于排出腔室230F内。顶部转子264F包括圆柱引入口及用来连接至从转子的轴向中心分隔出的侧翼垫片270F的开口。底部转子268F具有与顶部转子264F类似的结构，但具有马达底座及轴向置中于板上以形成膨胀腔室252F的底部的凹面特征部2522F来取代通过其轴向中心的开口。所示盘组涡轮250F包括具有约0.05英寸的高度、分隔约0.05英寸、及顶部转子264F及底部转子268F之间约1.7英寸的16个盘260F。
图26C显示侧翼垫片270F的选择性实施例，该侧翼垫片270F包括与有关图33A-35所讨论的相似的分隔件。一个差别为分隔件中的开口及盘中的开口的尺寸可以适配围绕间距构件273F。在至少一个实施例中间距构件273F被以螺栓276F附接至顶部转子264F及底部转子268F。
g.第六示例性实施例
图27A及27B显示依据本发明的进一步的示例性实施例。所示实施例将引入模块及涡流模块100G结合在一起，使得涡流模块100G直接将水(或其它流体)抽入涡流腔室130G。本实施例也在装置底部放置马达模块300G来驱动藉由驱动轴314G所驱动的盘组250G。
涡流模块100G包括从存在多个开口 132G的涡流模块外壳120G的顶部延伸的涡流腔室130G。一种将涡流腔室130G附接至外壳120G的方式为经由螺丝连接，使得外壳120G的内侧包括多个沟槽以容纳围绕涡流腔室130G的顶部的突出131G。虽然开口 132G显示成具有螺旋配置，但在仍允许水(或其它流体)流入装置的情况下仍可有其它开口配置。如图27B中所显示，涡流腔室130G包括收集区域，该收集区域的直径与由引入开口 132G所覆盖的区域的直径基本相同。当水流过涡流腔室130G时，在开始陡峭下降进入盘组涡轮250G的入口之前，腔室壁的逐渐封闭助于旋转以形成底部区域。
所示盘组模块包括形成有顶部部件2202G及底部部件2204G的外壳，除提供形成排出端口的沟道外，该外壳还提供用于围绕盘组涡轮250G的排出腔室230G的空间。如图27A及27B中所显示，外壳的顶部部件2202G及底部部件2204G具有互补性凹沟及凸出形式以允许部件接合在一起来形成盘组涡轮的外壳。引入模块400G的下板利用多个螺栓附接至涡流模块外壳120G，该多个螺栓将盘组外壳部件2202G、2204G —起夹在中间，以将其机械地密封在一起。
图27B提供可用于排出腔室230G的实例的剖面图，在通过使腔室曲线的底部和顶部彼此远离而扩展排出腔室230G的高度之前，该排出腔室230G提供基本上平坦的表面，使得腔室最大高度是在从中心起基本上等于盘组涡轮250G的半径的距离。在排出腔室230G中的最大高度处之外，底部和顶部朝向彼此弯曲以形成侧壁，排出出口从排出腔室230G经由该侧壁而离开。
图27B还提供涡流腔室130G和膨胀腔室252G之间的连接的实例，其中涡流腔室130G的底端138G延伸进入膨胀腔室252G。
在所示的本实施 例中，马达模块300G位于盘组模块下方。马达310G(未于图27B中的剖面中显示)驱动与盘组涡轮250G接合的驱动轴314G。
在进一步的选择性实施例中，涡流叶轮位于涡流腔室上方以驱动水的旋转使其从引入源进入涡流腔室，引入源可以是来自如先前实施例之一的引入模块；或如于第五示例性实施例中所讨论，直接从系统的外部供应进入涡流模块的引入模块。
h.第七示例性实施例
图28A及28B显示依据本发明的进一步示例性实施例。图28B显示无涡流模块100H的顶部的俯视图。所示实施例包括内部导管(或通道)490H,该内部导管490H向上通过盘组模块200H及涡流模块100H的壁面。内部导管490H从引入模块400H通至靠近涡流腔室130H的顶部的点，该引入模块400H经由入口 432H所供应，所述入口 432H包括通过引入腔室底部420H的开口。导管490H及涡流腔室130H之间的各接合处为涡流入口。虽然在图28B中显示四个导管，但是可使用各种数量的导管。与以上所讨论的实施例类似，流体的流动是从涡流腔室130H通过盘组涡轮250H、通过盘腔室262而进入排出腔室230H，而后离开排出端口 232H。
1.第八示例性实施例
图29及30显示可增添至上述实施例的脱臭端口的两个实例。
图29中所示为具有增添至涡流模块1001的各涡流入口 1321的至少一个额外的脱臭/补充入口(或供应入口)13221的选择性实施例。在至少一个选择性实施例中的脱臭入口 13221在结构上与其它入口相似，并且在至少一个进一步的实施例中，所有入口均匀地分隔以允许系统操作期间将脱臭原料连续引入流体中。图29还显示包括盖体1221中出现的窗口 12241的选择性实施例。依据本公开内容，应该理解本公开内容中的其它实施例还可在涡流腔室顶部中包括窗口。涡流模块1001的下部基本上与上述第五示例性实施例中所讨论的类似。
图30显示包括位于涡流外壳120J的顶部上的至少一个脱臭入口 123J的另一种入口配置，而至少一个实施例中具有与水平呈小角并在基本平行于切线的线上进入的入口。在进一步的实施例中，脱臭入口 123J包括杠杆手柄1232J(阀的代表物)以控制脱臭入口 123J的开启/关闭。在选择性实施例中，将与杠杆手柄1232J类似的手柄添加至之前实施例的脱臭入口 13221。
脱臭入口可允许引入用于处理流体的任何期望药剂的脱臭物质，使得将增添的其它物质凝结及/或与流体混合。在进一步实施例中，脱臭入口包括可允许将空气引入到涡流腔室130中的小阀及管(或端口)。
j.第九示例性实施例
对于以上所讨论的各种实施例而言，不需要涡流腔室或其它输入模块而允许盘组从水源直接将流体抽入膨胀腔室。在进一步的实施例中，将环绕盘组的外壳移除，且盘组将水从盘组周围直接排入运转的容器。可在进一步的实施例中将这些实施例结合在一起。在开放配置中运转系统的一种作用为所产生的涡流导致产生极度强力漩涡，相信该漩涡将有益于混合出现在容器内的水，该容器包括要被处理的水。实验系统已能建立非常集中的「漩涡眼」，该「漩涡眼」将在淹没大于两英尺深的盘组上吸取表面空气。
k.第十示例性实施例
所示及上述的实施例可根据期望应用而采取各种尺寸。同样地，上述实施例可按比例放大以在例如大储水槽或湖的大型水体中运作。一种按比例缩放的方法为在增加马达功率的同时增加系统尺寸 以增加系统的产量。此外，大部分实施例中的盘组中的盘数量将在2至14个盘的范围之间，但是盘数量可大于14。厚度及直径方面(开口及盘自身两者)的尺寸可依据用途及期望产量而加以改变。已有依据本发明的实施例所构造的一种装置可处理数英亩的湖泊，某种程度上是因为当已处理水传播并与未处理水接触时，处理为传播式。在选择性实施例中，多个较小单元被用于取代较大单元。
1.控制器
上述马达模块300/400可设有各种操作、控制及处理监测特征部。实例包括开关(二元及可变)、计算机控制、或存在于马达模块300中的内建控制器(bulit-1ncontroller).,内建控制器的实例包括专门用途的集成电路、模拟电路、处理器或其组合。图19及20显示控制器500的实例，控制器选择性地向马达提供电源。控制器在至少一个实施例中经由信号或直接控制提供至马达的电源来提供对马达的控制。控制器在至少一个实施例中将被程序设计成基于日/周/月/年的时间或自处理开始起的时间长度而在预定时间期间内控制马达的RPM，且在其它实施例中，控制器对一个或更多特性作出反应以决定马达运作时的速度。在至少一个实施例中，控制器监测电压、电流强度、及马达的RPM中的至少一个以决定为了操作而提供至马达的电源的适当强度。输入参数的其它实例包括化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)、生物需氧量(biological oxygen demand, BOD)、pH、氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential, ORP)、溶氧量(dissolved oxygen, DO)、结合的氧气及其它元素浓度和/或其缺乏物，并使控制器通过自动调整操作速度和运转时间而相应地响应。在利用电解及磁作用的实施例中，控制器还将控制关于这些作用的系统操作。在包括脱臭入口的实施例中，举例来说，可基于流体中的原料或其它物质的浓度、流体性质等来控制添加中的原料的流速(或释放速率)。m.侧翼垫片图31A-37C显示侧翼垫片的设置和侧翼垫片本身的配置的不同实例。如同已显示在连接至各种上述实施例的附图，侧翼垫片的数量和位置也可在根据本发明所构造的装置之间改变。如图31A-37C中所显示，侧翼垫片可采取如同以下将更完整详尽阐述的各种形式及位置。在至少一个实施例中，当流体通过侧翼垫片周围时，侧翼垫片通过使不期望的紊流、不利的内部流动特性减至最低、及避免(或至少减至最小化)流体的空蚀来促进处理中的流体的流动动力学。图31A-31D显示包括多个分隔件272K及侧翼274K的侧翼垫片。如显示左侧为前缘而右侧为后缘的图31C中所显示，各侧翼274K包括前缘2742K及后缘2744K以及两缘之间的中段2746K。两缘2742K、2 744K从中段2746Κ延伸并向下逐渐变细至其自由端的边缘。中段2746Κ包括成对的突出2747Κ、2748Κ及沿着侧翼274Κ的长度延展的凹沟2479Κ。如图31D中所显示，盘组涡轮中的各盘260Κ包括沿着其边缘的切口 2602Κ以配合侧翼垫片270Κ的突出2747Κ、2748Κ及凹沟2749Κ。侧翼274Κ滑入并通过切口 2602Κ，分隔件272Κ滑入在侧翼274Κ上的位置，使得至少一个分隔件272Κ (见例如图31Β)出现在相邻盘260Κ之间，以相关于盘260Κ适当地夹持侧翼274Κ，并维持盘分隔(即形成盘腔室)。如图31Β及31C中所显示，在不使用螺栓或其它构件的情况下，分隔件272Κ包括与用于部件之间的机械/几合定位及接合(包括摩擦接合)的侧翼274Κ的结构相配的切口 2722Κ。除了盘260Κ之夕卜，部件是物理性连接，举例而言，彼此互锁、联接或装设，从而避免可能在使用期间随着时间失去有效性的黏着剂的需求。在选择性实施例中，分隔件被置于顶部及底部盘的外侧上。图32A-32C显示包括多个分隔件272L及侧翼274L的不同侧翼垫片。如图32Α中所显示，侧翼274L包括接合部2746L和侧翼部2742L。如所示，接合部2746L基本上为圆柱部，而侧翼部2742L从接合部2746L延伸出去，并具有三角形的水平横截面。侧翼274L包括在侧翼274L的两侧之一上沿着其长度伸展的一对沟道2749L，在侧翼274L的两侧上接合部2746L和侧翼部2742L会合以提供用于分隔件272L的臂杆2722L滑动并附接至侧翼274L的位置，如图32Β中所显示。分隔件272L各具有锥形部2724L，两个接合臂杆2722L从锥形部2724L延伸，且圆形区域2726L形成在臂杆2722L之间，用以接合侧翼274L的接合部2746L。如图32C中所显示，所示盘260L包括通过各盘260L的开口 2602L，该盘260L与外围分隔用以使侧翼274L穿过以将盘260L彼此固定在相对位置上，且至少一个分隔件272L位于相邻的盘260L之间。侧翼274L以及分隔件272L形成表面区域来穿过盘260L之间出现的水。图33A-33C显示具有多个分隔件272M及连接分隔件272M的螺纹螺栓276M的侧翼垫片270M。如图33A所显示，当从其顶部看时，各分隔件272M具有近似翼状的横截面，且具有通过其最高(或最厚)部的开口 2726M。所示侧翼垫片270M被设计成与盘组涡轮250M在逆时针方向上旋转，从而提供比后缘短且更陡峭的前缘，用于移动通过盘腔室中的流体。如图33A中所显示，将至少一个分隔件272M置于盘组250M中的相邻盘260M之间来控制盘腔室的高度。如图33B中所显示，螺纹螺栓276M通过盘260M和分隔件272M的堆叠而被放置以将堆叠物连接在一起并适当地加以夹持。与先前的侧翼垫片实施例不同，如图33C中所显示的顶部和底部转子包括通过转子的多个开口，用于接合多个螺纹螺栓来维持盘彼此之间的相对配置，并确保盘组涡轮在旋转时一体地移动。当对齐时，盘组涡轮中的开口形成螺栓通过的沟道。在选择性版本中，底部转子包括取代开口的多个凹口，使得底部转子的底面平滑。图34显示具有多个分隔件272N及连接分隔件272N的螺纹螺栓276M的另一种侧翼垫片。与之前的侧翼垫片的不同之处为增加在至少一个实施例中短于螺纹螺栓276M的锁定销278N、及增加 通过各分隔件272N的第二开口 2728N。在至少一个实施例中的锁定销278N为侧翼垫片的分隔件272N提供适当定位及对准。在至少一个实施例中，锁定销278N装配于顶部及底板中出现的凹部内且固定于这些板之间。顶部转子264N、底部转子268N、及盘260N包括供螺栓276M通过的开口 2602N，而盘260N还包括供锁定销278N通过的开口2604N。在至少一个实施例中，分隔件具有0.5及0.75英寸之间的长度、在最宽点在0.1及
0.25英寸之间的宽度、0.075及0.125英寸之间的大开口直径、以及0.05及0.08英寸之间的小开口直径。在至少一个实施例中，锁定销278N选自包括钢琴线、金属组件、及不导电材料的组。图35显示与先前实例相似的侧翼垫片270N的实例，增加部分为出现更多侧翼垫片270N并使其从盘组涡轮中心起以两不同径向距离分隔，一组靠近盘260P的周围，且第二组从盘260P的周围进一步向内分隔。本实例显示可改变所使用的侧翼垫片270N的数量及其配置。图36显示与盘组涡轮250Q —体成形并与其成为一个部件的侧翼垫片270Q，该侧翼垫片270Q通过使用聚碳酸酯及ABS的塑料混合物的快速成型法所制造。此单个部件设计的另一制造方法为使用围绕水溶性核心的喷射铸模的方法。在至少一个实施例中，螺纹螺栓、间距组件、锁定销及相似物均为连接组件的实例。各种侧翼垫片显示成用于逆时针系统中。大部分这些侧翼垫片实施例还可通过重新定位部件以反转其各自的方位而容易用于顺时针系统中，例如通过旋转或翻转部件。可用以构造侧翼垫片的材料实例包括黄铜、不锈钢、如聚碳酸酯及ABS的塑料等，或其任何组合。依据本公开内容，应该理解，可将各种材料或各种材料的堆叠或结合的组合用来制成侧翼垫片。η.盘组涡轮
图37A-37C显示盘组涡轮的另一个实例。图37A显示具有不锈钢盘260R的13片盘配置。图37B中所显示为包括如不锈钢座圈(stainless steel race)及尼龙或Vesconite轴衬的轴承组件的上转子264R，该轴承组件垫衬开口内部以减少盘组250R和将延伸到上转子开口中的涡流腔室的出口之间的摩擦程度。图37B及37C还显示此特定实施例包括十个侧翼垫片270R。图37C中所显示为包括用以接合驱动轴的凹部269R的下转子268R。所示上转子264R和下转子268R包括与接合系统中另一构件的金属毂(hub) —体成形的塑性基本平坦的盘。根据本公开内容，应该理解到本发明中具有大量的弹性。在至少一个实施例中，可拆开盘组模块以允许交换用于装置中的盘组涡轮。此外，用于任一实施例中的盘组涡轮还可依据为了该目的而以下文提供的规格而加以制成。在任何盘组涡轮内出现的盘的密度和数量可取决于装置的预期应用而改变。如之前所讨论，盘之间的盘分隔间隙将对处理中的水的特性造成影响。膨胀腔室可依据通过构成特定盘组涡轮的盘的开口的尺寸和形状而采取各种形状。在至少一个实施例中，通过盘的中心孔在构成盘组涡轮的盘中的尺寸不一致。举例而言，中心孔具有不同的直径和/或不同的形状。在进一步的实施例中，盘包括波形或沿着盘的至少一侧的几何型式。在至少一个实施例中，一个或更多盘在通过盘的中心开口中包括具有多个叶片的叶轮，叶片被定位成提供额外吸力以经由涡流腔室及膨胀腔室之间的通道吸取流体。在至少一个实施方式中，叶轮与盘一体成形，而在另一个实施方式中，叶轮利用如摩擦、压合、及/或卡勾结合来接合盘的中心开口的插入部件。用来制造盘的材料可在从各种金属至塑料的范围内，包括具有如下列实例的在一个盘组涡轮内使用不同的盘的材料。以聚碳酸酯外壳、黄铜侧翼垫片及不锈钢盘所组装的盘组涡轮使生成水具有除了 其它特质以外的抑制氧化/生锈的特性。以聚碳酸酯外壳、黄铜侧翼垫片和交替的黄铜和不锈钢盘所组装的盘组涡轮使生成水除了其它特质以外，作为大量杀死蚊子幼虫及其它不受欢迎的微生物的强烈氧化剂。已经发现以建立如不锈钢和黄铜的双金属关系的盘和侧翼垫片所构造的且具有小于1.7mm的盘间隙公差的盘组涡轮产生显著程度的水电解处理，该水电解处理将固体溶解成亲水胶体和/或水电解质胶状悬浮物。由全塑料材料所制成的具有1.7mm的盘间隙公差的盘组涡轮使悬浮固体快速沉淀，使水冷却并密实化，并且还产生高程度溶氧。使水密实化的概念包括:在水已被系统处理过后，缩小水所占据的容积。构造成具有大于2.5mm的盘间隙公差的盘组涡轮易于使包括随时间溶解的固体的实际上所有固体从悬浮物中沉淀出来，导致非常低的溶解固体仪器读数，即 32ppm。已发现使用依据本发明所构造的系统所处理的水取决于系统内所应用的材料关系及系统配置，从而在本质上抑制生锈/氧化或具有侵蚀性/氧化性的二者之一。举例而言，在具有7.7的基线pH及185的ORP的水中，配置有以1.3mm的盘间的间隙/公差，及黄铜和不锈钢侧翼垫片的混合所装配的不锈钢盘组涡轮的系统能够立即将PH程度改变成2及3的范围，这并非由于实际酸度，而是由于极高度的解离冒泡作用和极高度的氢离子活动。在关闭系统的两分钟内，氢耗散且PH值将回升至约7.5以上、8.5以下。举例来说，在pH测量值低的时候，ORP基本上在-700至-800(负)至+200至+1600 (正)之间的读数变动。在另一实例中，使用具有2.3mm的盘间的间隙/公差的盘组涡轮并使用相同来源的水的相同系统，将产生更典型的水，该水的PH测量值随时间在7至8.5范围内变动，且ORP读数根据操作的时间和速度而在负值及正值间变动。以上这两个实例关于不接地的电绝缘的盘组涡轮以及容器中产生的水。在受到蚊子幼虫寄生的一定容积的水上使用具有交替的黄铜及不锈钢盘的双金属盘组涡轮导致幼虫立即消灭且长时间维持无幼虫。选择性且电绝缘并接地的系统构件可显著影响处理。举例来说，当使构件绝缘时，电数值、ORP等剧烈振荡至极值，且电解处理更彻底。在这些条件下，黄铜被电镀至不锈钢部件上。在使固体变成胶体状态的方面也显得更为有效。再者，如果与减少固体相反，目的是沉淀固体时，则使用接地系统更佳。在至少一个实 施例中，黏性背部的弹性磁性材料被应用于下列位置中的至少一处:上转子的顶侧上、下转子的底侧上、涡流导入腔室的内凹罩形特征部上。当在显微镜下观看时，经由具有本修改例的系统处理的水展现出看似与地形图不同的无定形结构，与Victor Schauberger之前所描述的「完美水」相似。在至少一个实施例中，当水通过系统时，对其施加静态及/或动态电磁场。在进一步选择性实施例中，通过选择性地利用/充电用作阴极及/或阳极的一个或更多盘来将电荷选择性地弓I入处理中的水。0.其它变形本发明自身可以高度地改变尺度和功能特性，且将根据一般用途而生产并且根据先前描述的实施例所构造的系统高度专业化。如已提及的，可基于来自装置的水的排出来调整排出端口的数量及其方向以进一步精细或影响周围水的运动的产生。排出端口的剖面几何形状可采取所示的具有从排出腔室至出口的长半径路径的圆形剖面，以及具有排出腔室至出口之间的螺旋路径的环形剖面形状的各种形式。对于如工业处理水的应用，出口的几何形状对于使得水箱、污水池、水槽等的循环非常有益。这导致沉淀的固体在低流动分区中积聚。已经发现将长半径弯管增加到平直排出端口在达到固体沉淀方面非常有效。长半径弯管的材料的实例包括PVC及黄铜。在具有长半径弯管的至少一个实施例中，几何形状不应局限或挤压排出的水。盘分隔还会影响固体是否沉淀或是否溶入水中。虽然以上讨论提及排出端口和涡流腔室入口的特定数量，但是这些组件仍可能以其它数量出现。举例而言，排出端口可为一个至允许其围绕盘组模块适当地分隔的任何数量(即，某种程度上取决于主外壳的尺寸大小)。涡流腔室入口的数量也会再次在某种程度上取决于涡流腔室的尺寸而不同。p.操作为进一步描述本发明，将描述依据本发明的至少一个实施例的操作实例。上述实施例的至少一个为自给自足的系统，其模仿自然能力以更新并使受压的水生态系统恢复活力，如迂回的山涧所示，通过持续改变全部的流动水容积的流动状态，并使水充满能量。涡流腔室(阶段一)产生加速流动的连续、高度充能、集中、贯流的涡流，并导致水温降低且将热能转成动能。在至少一个实施例中，当充填的水进入旋转中的膨胀和散布腔室时，水速与旋转速度配合(阶段二)。快速的旋转加速导致在膨胀、扭转、自旋、旋转水内，混合的且互换的动态负压及正压，而造成高度元素/分子不稳定性。元素不稳定的水再前进，并且在多个分离的腔室之间被分开/分散，该多个分离的腔室存在于盘组涡轮内的旋转的基本平坦盘之间(阶段三)。水通过由旋转的盘及侧翼垫片所产生的离心吸力而被吸入旋转的盘腔室。一旦在盘腔室内，水转变成具有以下多个特性的螺旋、加速、可变的(由于元素不稳定性和内部动力产生的流动及压力差)流动，包括:高及低压/速流动分区的连续移动及改变、无数内部微涡流的传播及爆聚、运动诱发的电荷、及由外来运动产生的解离倾向、电解处理及上述作用的组合。水从盘组涡轮排入盘组涡轮外壳内的宽敞、超大型、几何上特殊化的环面/双曲线/抛物面状的排出腔室(阶段四)，其中充满装置产生的外来运动、能量、变化的流体压力/吸力和速度的水发 生聚集，并且经由淹没的双排出端口(阶段五)直接排入处理中的水的主体。当高度充能生成水以相当低的速度及压力经由排出端口排出时，高度充能生成水发生迟滞且汹涌。排出的水将其改变、聚集的特性传入处理中的水体，排出的水在排出时产生通过水行进的涡流/漩涡的持续传播及衍生，总是形成和再形成直到其生产性能量减少。同时，如同图1A及IB之间的差异显示，由于在系统排出处的极度混合流动及充能特性，因此可见的漩涡、水流及逆流在附近出现。内流动力学的本质易于产生外流水中的温度的变化。在依据本发明所构造的原型测试期间，已观察到在一些实施例中，水从一个端口排出，同时对向端口脉动、并缓缓吸入且有节奏地将水排出。排出端口及脉动端口间歇地交换其功能，且有时两个端口确实同时充填。q.典型的水处理方案在设计成具有可淹没的马达的单元的情形中，将容器充满足够的水来淹没至少一部分的单元以至少覆盖排出端口。当测试装置时，记录诸如pH、氧化还原电位(0RP)、溶解氧(D0)、溶解固体、温度、及接地时测量的耐受电压(当可能时)的初始水数值。取决于水的特性，开启单元且以750-2200RPM的典型范围内的操作速度运转。当水可见地且实质上受到污染时，发现较高初始操作速度在前几个小时内易于导致加速成果。在此初始时期之后，已经发现有利的处理速度通常落在750-1200RPM的范围内。随着时间经过的操作速度变化也对处理具有益处。二至五小时的运转时间通常足以将变化性特性给予受限容积内受到处理的水；然而，也已在长时期中进行测试。具有在两个半小时中成功转化的800加仑的水的记录实例，而水保持有生气、透明、无藻类及有活力(存在残余运动)三个月以上，直到将其从盛装水的容器排出。在整个测试过程中间隔地纪录数值。典型来说，数值将进入浮动状态，在整个处理期间经常上升及下降。数值变化的实例可为:pH6.5、0RP265、溶解固体228、及电压256的起始值，以及PH8.3、0RP133、溶解固体280、及电压713的处理后的结果值。从处理结束开始，只要已处理水被保存至今，则水被典型地维持在浮动状态，数值在连续读数时上升及下降，尤其是pH及ORP:典型来说，当pH上升时，ORP下降，当ORP上升时，pH下降。最近的检验指出DO值与最初读数相比维持上升。然而，对此已有一些例外。最值得注意的是，当将侵蚀性/腐蚀性的已处理水储存在靠近抗氧化的已处理水中时，两容积水均变成显著地具有腐蚀性。作为这些环境中的传输介质的已处理水变成或易于具有腐蚀性。已发现处理后的水熟成(mature)。实例为，在三天后，具有6.8的初始pH及7.6的处理结束PH的水可在三天之后展现8.4的pH值。随后的读数可为8.0，数小时或数天后接着为8.7。典型而言，pH值将随时间改变(在一些情况中变动沿着正弦波)，而提供使水具有活力的支持。当开始时，尤其在先前尚未经过处理的水中，处理典型地造成以冒泡形式显示的气体排放。最初，冒泡可极度剧烈，而气泡尺寸在从相当大(有时直径高达半英寸)至数百万个微泡的范围内。一段时间之后，较大气泡开始消失，且因微泡体积增加，因此其在规模上倾向减少。可见的出气(out-gassing)消失至事实上无法检测到并非不寻常。取决于最初PH及/或盘间隙公差及/或盘组中所使用的材料，最初出气通常对应至pH的立即提升或下降。一旦开始处理，如同通过PH计的使用所测定，一些中性至碱性的水可滑落至低酸度范围，这是高度解离性冒泡及氢离子作用的结果。处理停止的两分钟之内，PH值将提升至中性范围之上。有时，气体从气泡聚集并暴露至火焰而常导致引燃/闪焰，清楚显示元素解离效应。当已处理水受到再处理时，水可能显示很少或没有冒泡。如果之后已处理水流经离心泵，则结构明显受到破坏，且水将再度冒泡。如果允许将水静置数小时/数天，则其将重组/重新构造并于再次处理时展现出最少的冒泡。在依据本发明的进一步实施例中，上述系统被用于从水中存在的方解石产生霰石。图38A及38B显示处理前后的水的电子显微影像。图38A显示水中存在方解石，而图38B显示方解石如何变换成如以多个管(销)状物体所代表的霰石。典型而言，此处理需要超高温度以将方解石变换成霰石，该霰石被认为是对于生物同化作用最有益的钙形式。该方法包括以水填充储水容器、将单元置入水中并在将马达的速度降至低于1000RPM之前，以1200-1500RPM运转单元至少30分钟。当单元运转时，水被带入单元中，并通过涡流腔室供应至膨胀腔室中，用以通过盘腔室将水向外分散进入排出腔室而通过一个或更多排出端口将水释放到储水容 器，以进一步与存在于储水容器中的水混合。在单元已运转之后，收集形成的霰石结晶。在至少一个实施例中，水通过第二排出端口进入系统以补充存在于排出腔室的水并且与其混合。在进一步实施例中，水脉动入第二排出端口和从第二排出端口脉动出。v1.测试及实验依据本发明所构造的原型已直接及间接地用于各种测试及实验环境中，以在某种程度上确定发明是否将对于其意图目的有效。迄今，处理测试环境(即容器)包括罐、碗、桶、槽、游泳池及喷泉、溪流供应的季节性池塘、家庭水井、灌溉沟、灌溉槽、蒸发性空调系统、工业处理水体系统、及鱼缸；植物研究；和动物研究以及生物/微生物研究。已处理水已通过直接利用来自以下来源的水而产生:商业蒸馏水、城市自来水、住宅井水、游泳池及喷泉水、井水供应的灌溉储存池、灌溉渠道水、小湖及其它相似来源。为了观察及监测处理中的水随着时间在数值上的效果及变化的目的，已经由将大量的生成水引入未处理的水来完成间接测试。这种性质的测试已在将实验室规模按比例放大至并包括居民水井、泉水供应的小溪及暴雨排水系统的范围中完成。当如pH、ORP、DO、及电压的底线数值改变时，确认暗示水中的质量及特性受到影响。一旦处在运动中，已处理水中甚至在数月前已处理的水中的数值易于维持不稳定，表明无论是处理中或是已处理水都是有活力及有生气的。指出水具有活性的最新的重复性结果通过已经由将生锈/氧化物品浸入已处理水而获得。物品上的锈/氧化物很快开始溶解且随着时间而完全去除。这现象发生在具有运作中的活动单元的系统，即工业处理水体系统、冷却塔及沼泽冷却器；及已储存数月的已处理水两者中。虽然已处理水溶解并移除锈，但是一旦达成某种程度的平衡，则氧化过程重新开始。在利用组成水以维持水位的系统中，即处理水体系统，只要单元适当地保持活动及运转，则氧化停止且不再发生。在进一步的测试中，已确实地判定，充满强烈氧化特性及变动数值的已处理水通过以各种组合将盘组涡轮内的不锈钢盘与黄铜盘及系统组件混合而产生。当减少盘间隙公差时，强烈氧化特性进一步受到强化。目前已利用塑料、不锈钢、及黄铜组件的组合来构造用于依据本发明的实施例所构造的装置中的盘及侧翼垫片的所有变化。已出现在不同环境中使用已处理水的各种测试及实验。依据本发明所构造的原型已使固体及其它微粒物质从溶液沉淀出来，在含有流体的容器中的低流量/低紊流分区中沉积密集物质，使水明亮、清澈、且透明。测试导致已处理水取决于用于处理水的原型而展现出各种特性，其中该原型依据本发明加以构造。已处理水改变诸如pH、ORP、DO、溶解固体、电压等数值，并迫使这些数值进入变动状态。已处理水抑制并溶解锈及氧化物，或是经由具体系统材料关系而促进氧化。利用至少一个实施例所产生的已处理水消除如霉/霉菌、藻类等有机物。利用至少一个实施例所产生的已处理水限制及/或消除水传播的微生物。当如鱼、青蛙、宠物等的宠物/动物已生长旺盛时，利用至少一个实施例所产生的已处理水已显示出对于这些宠物/动物无害。这种实例为将包括鸟及其它野生动物的动物被吸引至含有已处理 水的池塘(或储水池)。宠物及其它动物总是饮用已处理水，多过尚未处理过的水。当原型已在水池中运作时，水池内的小的、通常胆小的鱼离开其通常藏匿的地方而聚集在单元外流的水中。透明结构事实上在所有以显微镜观察的已处理水中出现。已处理水变得极清澈、伴随着有光泽的透明外观。当在显微镜下观察时，透明外观明显地是由于水内透明结构的存在。当已处理水在泥沙及固体未被连续搅动的环境内时，水沉淀出干净、透明的状态。在许多实验中，使用及/或监测前，通常水要被处理至少三天并留下另外两天使水熟成。通常，已发现数值上最显著的浮动将典型地发生在处理后的两天或更多天后。a.植物已处理水有助于树、灌木、花及草生长旺盛且变得极其生气勃勃。举例而言，木槿花尺寸大小增至三倍；暴露到施加一次的水的蕃茄植株结出完美、无瑕、深红、极甜的果实；相较于接受未处理水的控制可以获得快速萌芽及结实成功的重复实例；发育不良、受到压迫且明显生病的植物再度恢复活力，即使仅施加一次的水。对于以已处 理水灌溉的植物而言，成功的种子萌芽率大概在60%以上。生长率基本上至少更活跃且至少为40%。这些结果已经由美国及墨西哥的无数实验加以确认。近来，在中国的实验室中进行测试，其中再度确认结果。在墨西哥的Ensenada Baja California区域中针对植物使用四种包括:正常自来水、正常自来水和肥料、已处理自来水、及已处理自来水及肥料的不同水的混合物来进行实验。用于本实验的不同种类的种子被种植在由夹板所制成的花盆中，这些种子包括:西湖罗、萝卜、洋葱、甘蓝菜、胡萝卜、青豆、及香菜，以及具有约3英寸大小的西红柿及草莓植株。花盆约呈3公尺长、基座处0.6公尺宽且在顶部处0.8公尺宽、及0.4公尺高，并以脚座抬离地面。夹板未受到处理。花盆被来自周遭干燥河床的土壤填充，且除了使用约12.5kg的有机腐植质来预防土壤紧实化之外，该土壤也未受到处理。花盆针对不同种子类型而细分。种子为蕃茄、西葫芦、萝卜、甘蓝菜、胡萝卜、香菜、及绿豆。还有两种花盆:其一具有两株6英寸高的西红柿植株,而第二花盆具有两株3英寸高的草莓植株。植株购自California的商店。450公升的塑料水槽被用来利用依据本发明所构造的装置处理水。所使用的水为墨西哥的该区域中的自来水。各植株接受等量的水，直到在本实验进行中途进行调整。在6月4日，土壤与腐植质混合以避免该区域的自然土壤变得紧绷且密实。作成孔洞以种植种子。当种子发芽时，花盆被旧报纸覆盖来保存土壤中的湿度。在6月5日，将16公升的水加至各花盆。在6月6日，一些萝卜种子已在正常水的花盆中萌芽，而已处理水的花盆有萝卜、胡萝卜、及香菜发芽。已施肥及已处理水的花盆具有萝卜发芽。各花盆再度接受16公升的水。在6月7日，萝卜发芽的数量如下:正常水一 30、正常水及肥料一 O、已处理水一 45、及已处理水及肥料一 82。在6月8日，判定已处理水的花盆中的一些幼苗由于过量的水而腐烂，而正常水的花盆具有潮而不湿的土壤。萌芽计数如下:
权利要求
1.一种系统，其特征在于，包括: 马达； 驱动轴，所述驱动轴与所述马达接合； 涡流模块，所述涡流模块具有: 夕卜壳; 多个入口，所述多个入口靠近所述外壳的顶部围绕所述外壳的外周分隔设置；和 涡流腔室，所述涡流腔室形成在所述外壳中且与所述多个入口流体连通；和 盘组模块，所述盘组模块具有: 外壳，所述外壳具有形成于所述盘组外壳中的排出腔室，所述排出腔室具有多个排出端口，所述排出端口提供从所述排出腔室至所述盘组外壳外部的流体路径；和 盘组，所述盘组具有膨胀腔室，所述膨胀腔室形成在轴向中心并且与所述涡流腔室流体连通，所述盘组具有分隔的多个盘，所述盘提供所述膨胀腔室和所述排出腔室之间的通道，所述盘组与所述驱动轴接合。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括引入模块，所述引入模块包括: 引入外壳，所述引入外壳具有至少一个引入开口，所述至少一个引入开口经过所述引入外壳而进入形成于所述引入外壳中的引入腔室内；和 多个端口，所述多个端口与所述引入腔室流体连通，所述多个端口中的每一个与所述涡流模块中的一个入口流体连通。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述弓I入外壳中的所述端口的数量等于所述涡流模块的入口的数量。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包括以下各项中的一项: 至少一个管，所述至少一个管将每个端口连接到各自的入口 ；和 至少一个通道，所述至少一个通道将每个端口连接到各自的入口，其中，所述通道通过所述盘组模块。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括具有筛网的引入模块。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述筛网包括: 内筛网，所述内筛网具有通过所述内筛网的多个狭缝； 基座，所述基座被 连接到所述内筛网；和 外筛网，所述外筛网具有通过所述外筛网的多个狭缝，所述外筛网与所述内筛网旋转式接合；并且 其中，所述内筛网的所述狭缝与所述外筛网的所述狭缝的重叠允许预定尺寸的颗粒进入所述系统。
7.如权利要求2至6中任意一项所述的系统，其特征在于，进一步包括:第二驱动轴，所述第二驱动轴与所述马达接合；并且 所述引入模块进一步包括与所述第二驱动轴接合的至少一个叶轮，所述至少一个叶轮在所述引入腔室中绕着所述第二驱动轴旋转。
8.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述涡流模块进一步包括与所述涡流腔室流体连通的至少一个补充端口。
9.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述涡流模块进一步包括多个补充端口，每个所述补充端口与各自的一个入口流体连通。
10.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述涡流模块的每个所述入口绕着所述涡流外壳均匀地隔开，并且从所述涡流外壳切向地延伸。
11.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述涡流腔室包括至少一个区域，所述至少一个区域具有从所述区域的顶部至所述区域的底部向内倾斜的壁。
12.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，进一步包括连接到所述多个盘的多个侧翼垫片，所述侧翼垫片保持所述盘之间的间距并保持所述盘相互对齐。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，其中，所述侧翼垫片包含黄铜，所述多个盘包括由不锈钢制成的至少两个盘，并且所述涡流模块的所述外壳和所述盘组模块的所述外壳包含聚碳酸酯。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，其中，所述侧翼垫片包含黄铜，所述多个盘包括由不锈钢和黄铜制成的交替盘，所述涡流模块的所述外壳和所述盘组模块的所述外壳包含聚碳酸酯。
15.如权利要求12至14中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述多个盘和所述多个侧翼垫片互相电绝缘。
16.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述盘组涡轮与所述盘组模块的所述外壳电绝缘且与所述盘组模块的所述外壳分离地接地。
17.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，进一步包括与所述马达连通通信的控制器，所述控制器具有用于根据下列标准中的至少一项来控制所述马达的工作速度的单元:日中的时间、日、月中的时间、月、年中的时间、从启动马达起的时间、和关于水特性的反馈。
18.如权利要求1至16中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述涡流腔室的所述外壳包括下列之一: 第一支持结构，具有: 环，所述环围绕所述外壳的外周，并连接到所述外壳的外表面；和 多个圆柱，所述多个圆柱从所述环向下延伸，并连接到所述盘组模块；或 第二支持结构，具有: 多个圆柱，所述多个圆柱从 所述外壳的外表面向下延伸；和 多个支持壁，所述多个支持壁的一个将所述多个圆柱中的一个连接到所述外壳的所述外表面。
19.如权利要求1至16中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述内部腔室为环面形状或抛物面形状。
20.一种具有涡流模块和盘组模块的系统的操作方法，其特征在于，包括: 旋转所述盘组模块中的盘组涡轮； 旋转流体以产生涡流，其中，进入所述涡流的所述流体在进入之前位于所述涡流模块的外部； 将来自所述涡流模块的所述流体排入膨胀腔室，所述膨胀腔室被形成在所述盘组模块的所述盘组涡轮中； 在所述盘组涡轮的盘之间的空间之间传输所述流体，以从所述膨胀腔室移动至围绕所述盘组涡轮的排出腔室；和 在经由至少一个排出端口排出所述流体之前，将所述流体累积在所述排出腔室中。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中，当所述盘组涡轮正在旋转时，所述系统实质上执行所有步骤。
22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，进一步包括:在操作期间调整所述盘组涡轮的转速。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，进一步包括: 在操作所述系统之前，将流体收集到容器内； 将所述系统置入所述容器内； 通过执行所述旋转、产生、排出、传输和累积步骤一段时间来操作所述系统； 在操作所述系统一段时间后，使所述容器中的所述流体返回到其来源；和 在所述流体返回到其来源后，允许所述流体在所述流体的来源混合和传播。
24.如权利要求20至23中任意一项所述的方法，其特征在于，其中，所述来源选自包括河、溪、小溪、储水池、池塘和湖的组。
25.如权利要求20至23中任意一项所述的方法，其特征在于，进一步包括将流体压送到所述系统内和所述涡流模块内。
26.如权利要求20至23中任意一项所述的方法，其特征在于，进一步包括收集从水中沉淀出来的颗粒。
27.一种用于提供具有增加的含氧量的水并减少所述水中的外来物质的方法，其特征在于，所述方法包括: 将具有涡流模块和盘组模块的至少一个系统置入水源中； 按照下列步骤操作所述至少一个系统: 旋转所述盘组模块中的盘组涡轮； 产生进入所述涡流模块的流体的涡流，其中，所述流体在进入之前位于所述涡流模块的外部； 将来自所述涡流模块的所述流体排入膨胀腔室，所述膨胀腔室形成在所述盘组模块的所述盘组涡轮中； 在所述盘组涡轮的盘之间的空间之间传输所述流体，以从所述膨胀腔室运动至围绕所述盘组涡轮的排出腔室；和 在经由多个排出端口排出所述流体之前，将所述流体累积在所述排出腔室中； 将水从所述水源压送至用于使用的至少一个出口 ；和 当外来物质由于所述系统的操作而从所述水沉淀或死亡时，将所述外来物质从所述水源移除。
28.一种盘组涡轮，其特征在于，包括: 顶部盘板，所述顶部盘板具有通过所述顶部盘板的轴向中心的开口 ； 多个盘，每个所述盘具有通过所述盘的轴向中心的开口 ； 底板，具有: 凹陷部，所述凹陷部位于所述盘的轴向中心；和 驱动轴架座；和多个侧翼垫片，所述多个侧翼垫片连接顶部盘板、所述多个盘和所述底板并与所述顶部盘板、所述多个盘和所述底板对齐，以形成由所述多个开口和所述底板的所述凹陷部所限定的区域，所述多个侧翼垫片分隔所述多个盘，使得盘腔室存在于相邻盘之间。
29.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，至少三个所述盘腔室具有1.3mm和2.5mm之间的高度。
30.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述多个盘中的至少两个由不锈钢、黄铜和聚碳酸酯中的至少一种制成。
31.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述侧翼垫片包含黄铜和不锈钢中的至少一种。
32.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，至少三个所述盘腔室具有至少1.7mm的高度； 所述盘包含不锈钢；并且 所述侧翼垫片包含黄铜和不锈钢中的至少一种。
33.如权利要求28至32中任意一项所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，每个所述侧翼垫片都包括侧翼。
34.如权利要求33所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，每个所述侧翼垫片都包括多个分隔件，所述分隔件具有与所述侧翼接合的至少一个通道。
35.如权利要求34所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述多个盘的每一个都包括用于接合所述多个侧翼的凹槽；并且 每个侧翼包括至少一个突出部，所述至少一个突出部的竖直高度延伸，用以与所述多个分隔件和所述多个盘滑动接合。
36.如权利要求33所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述多个盘中的每一个都包括通过其的多个开口，所述多个开口的尺寸与所述多个侧翼适配。
37.如权利要求33所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述侧翼包括前缘和后缘，所述后缘延伸的距离长于所述前缘延伸的距离。
38.如权利要求28至32中任意一项所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，每个所述侧翼垫片都包括: 多个分隔件，其中，至少一个分隔件在所述多个盘中的相邻盘之间，每个分隔件包括通过其的至少一个开口 ；和 至少一个连接组件；并且 其中，每个盘包括通过其的多个开口，并且至少一个开口与每个侧翼垫片配合； 对于每个侧翼垫片，所述至少一个连接组件将所述侧翼垫片的所述分隔件与所述多个盘连接在一起，所述至少一个连接组件使所述分隔件与所述多个盘对齐。
39.如权利要求28至32中任意一项所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述多个侧翼垫片、所述顶部盘板、所述多个盘、所述底板一体形成为一个部件。
40.如权利要求28至32中任意一项所述的盘组涡轮，其特征在于，其中 所述顶部盘板进一步包括轴衬；并且 所述底板进一步包括轴衬。
41.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述侧翼垫片包含黄铜，所述多个盘包括由不锈钢制成的至少两个盘。
42.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述侧翼垫片包含黄铜，所述多个盘包括由不锈钢和黄铜制成的交替盘。
43.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述多个盘和所述多个侧翼垫片相互电绝缘。
44.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述多个盘和所述多个侧翼垫片相互电连接并且在多个盘和所述多个侧翼垫片之间具有传导性。
45.如权利要求28所述的盘组涡轮，其特征在于，其中，所述盘组涡轮与安装有所述盘组涡轮的系统电绝缘且分离地接地。
46.一种系统,其特征在于,包括: 涡流导入腔室，所述涡流导入腔室包括顶部，所述涡流导入腔室具有围绕所述顶部均勻地分隔的多个入口； 外壳，所述外壳具有内部腔室，多个排出端口围绕所述内部腔室的外周均匀地分隔； 盘组涡轮，所述盘组涡轮具有多个盘，所述多个盘在中心上形成有膨胀腔室，所述膨胀腔室具有与所述涡流导入腔室连通的开口 ；多个通道，所述多个通道形成在所述多个盘之间，所述通道允许流体通过并且到达所述外壳的所述内部腔室，所述盘组与所述外壳旋转地接合；和 马达，所述马达与所述盘组涡轮接合。
47.如权利要求46所述的系统，其特征在于，进一步包括连接到所述马达的泵，所述泵具有多个出口，使得一个出口被连接到所述涡流导入腔室的各自的入口。
48.如权利要求46 所述的系统，其特征在于，其中，所述内部腔室为环面/抛物面形状。
49.如权利要求46所述的系统，其特征在于，进一步包括多个侧翼垫片，所述多个侧翼垫片的每一个围绕所述多个盘的外周分隔并且被连接到所述多个盘。
50.如权利要求46至49中任意一项所述的系统，其特征在于，进一步包括具有筛网的引入模块。
51.如权利要求50所述的系统，其特征在于，其中，所述筛网包括: 内筛网，所述内筛网具有通过所述内筛网的多个狭缝； 基座，所述基座被连接到所述内筛网；和 外筛网，所述外筛网具有通过所述外筛网的多个狭缝，所述外筛网与所述内筛网旋转式接合；并且 其中，所述内筛网的所述狭缝与所述外筛网的所述狭缝的重叠允许预定尺寸的颗粒进入所述系统。
52.如权利要求46至49中任意一项所述的系统，其特征在于，所述涡流模块进一步包括与所述涡流腔室流体连通的至少一个补充端口。
53.—种系统,其特征在于,包括: 外壳，所述外壳具有多个腔室，所述多个腔室包括: 涡流腔室，所述涡流腔室由至少一个环绕壁形成，当所述壁从所述涡流腔室的顶部延展至所述涡流腔室的底部时，由所述壁所围绕的水平面积减少；和排出腔室，所述排出腔室由顶部、底部和侧壁形成，所述排出腔室在所述涡流腔室的下方，并且包括开口，所述开口通过与所述涡流腔室的所述底部对齐的所述顶部，，所述排出腔室包括通过所述侧壁的至少两个排出端口； 盘组涡轮，所述盘组涡轮安装在所述排出腔室中，所述盘组涡轮包括: 多个盘，所述多个盘的每一个具有通过所述盘的轴向中心的开口 ；和底部盘，所述底部盘具有在所述底部盘的顶部表面上、位于轴向中心的凹陷部，其中，所述凹陷部和所述盘开口限定与所述涡流腔室流体连通的膨胀腔室； 在相邻盘之间设置盘腔室，以建立所述膨胀腔室和所述排出腔室之间的流体连通；马达，所述马达被连接到所述盘组涡轮，以提供所述盘组涡轮相对于所述排出腔室的旋转运动。
54.如权利要求53所述的系统，其特征在于，其中，所述外壳进一步包括: 引入腔室，所述引入腔室具有通往所述外壳的外部的多个开口 ；和 至少一个导管，所述至 少一个导管将所述引入腔室连接到所述涡流腔室。
55.如权利要求54所述的系统，其特征在于，进一步包括相等数量的引入出口和涡流入口，所述引入出口与所述引入腔室流体连通，并且所述涡流入口与所述涡流腔室流体连通的情况下，每一对引入出口和涡流入口利用所述至少一个导管中的一个导管连接。
56.如权利要求55所述的系统，其特征在于，其中，所述导管为下列至少一种: 管；和 至少一个通道，所述至少一个通道形成在所述外壳内部，并且从所述引入腔室延伸至靠近所述涡流腔室的所述顶部的点。
57.如权利要求53所述的系统，其特征在于，其中，所述外壳进一步包括通过所述外壳的多个开口，以建立所述外壳的外部和所述涡流腔室之间的流体连通。
58.如权利要求53至57中任意一项所述的系统，其特征在于，进一步包括连接到所述马达的控制器。
59.如权利要求53至57中任意一项所述的系统，其特征在于，除了所述顶部的轴向中心的所述开口之外，所述排出腔室的所述底部和所述顶部互为镜像。
60.如权利要求53至57中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述底部和所述顶部之间的距离在半径等于所述盘组涡轮的半径处达到其最高程度。
61.如权利要求53至57中任意一项所述的系统，其特征在于，其中，所述排出腔室的所述底部、所述壁和所述顶部包括多个弯曲表面，所述底部和所述顶部中的所述弯曲表面从所述排出腔室的所述轴向中心向外延伸。
62.—种泵,其特征在于,包括: 外壳，所述外壳具有 内部腔室； 入口，所述入口经过所述外壳，并且与所述内部腔室流体连通；和 至少一个出口，所述至少一个出口从所述内部腔室向外延伸通过所述外壳； 叶轮，所述叶轮具有: 转子；和 至少两个叶片，所述叶片具有竖直形状以跟随所述内部腔室的轮廓；和马达，所述马达被连接到所述转子。
63.如权利要求62所述的泵，其特征在于，其中，所述叶片相对于虚构的竖直平面成一角度，所述虚构的竖直平面从所述转子径向向外延伸。
64.如权利要求62所述的泵，其特征在于，其中，每个所述叶片包括: 实质上平坦的水平顶部表面，所述水平顶部表面从所述转子向外延伸至靠近所述叶片的顶部； 所述顶部包括拱形部，所述拱形部实质上位于所述叶片的高度的中心；并且 所述叶 片的底部表面包括凹部，所述凹部过渡至凸部，所述凸部过渡至所述顶部。
65.如权利要求64所述的泵，其特征在于，其中，所述顶部进一步包括凸曲线部，所述凸曲线部将所述拱形部连接到所述顶部表面，并且所述凸曲线部将所述拱形部连接到所述底部表面。
66.如权利要求62至65中任意一项所述的泵，其特征在于，其中，所述入口包括经过所述外壳的底部的开口。
67.如权利要求66所述的泵，其特征在于，所述入口开口位于所述转子下方的轴向中心。
68.如权利要求62至65中任意一项所述的泵，其特征在于，其中，所述入口包括轴向通道，所述轴向通道大致开始于所述外壳的底部的中心点，并沿着轴向路径经过所述壳体底部延伸到所述内部腔室。
69.如权利要求62至65中任意一项所述的泵，其特征在于，其中，所述出口的数量至少为三个。
全文摘要
在至少一个实施例中提供一种系统及方法，以通过涡流来过滤水，该涡流通向具有膨胀腔室和进入通向至少一个排出腔室的出口的盘组涡轮。在进一步实施例中，该系统包括引入模块、涡流模块、盘组模块和用于驱动盘组涡轮的马达。引入模块将水带入系统并将水运送到使水加速成涡流的涡流模块，其次涡流流入盘组涡轮，最后盘组涡轮将流体排入通向至少一个排出端口的排出腔室。盘组涡轮包括分隔形成盘之间的腔室的多个盘，该腔室提供膨胀腔室和排出腔室之间的至少一个通道。
文档编号B01F7/22GK103180253SQ201180051355
公开日2013年6月26日 申请日期2011年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者老惠特克·本·埃尔文, 路易斯·奥克塔维奥·佩雷斯·希什菲尔德 申请人:Qwtip有限责任公司