本发明专利技术涉及用于脱盐和海上运输的多相交变电流双离子推进系统。一种使用借助于交互缠绕的螺旋缠绕的电极生成的行进电波的系统和方法，所述电极由多相交变电流供电，使得行进电波吸引在阴离子和阳离子的交替带中的阴离子和阳离子二者，沿着电波的行进方向提供用于这些离子的电动力，由此使浓缩离子流移动以用于从流体推进或移除离子的目的。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】用于脱盐和海上运输的多相交变电流双离子推进系统 优先权的主张 本申请要求2013年6月21号提交的、标题为WATERDESALINATIONBYAN ELECTROMOTIVEAPPARATUS的、序列号为No. 61/838, 098的美国临时专利申请的优先权， 该临时专利申请的教导在其整体上包括在本文中。
技术介绍
具有低或中盐含量的水的纯化对水的人类和农业消耗可能具有巨大影响。用相对 低的能量从水中移除溶解的盐并且具有小尺寸的装置对于不需要大型且能量密集的脱盐 工厂的农业和小型社区可能具有重大影响。 脱盐的传统手段包括多级闪急蒸馏、反渗透或电渗析。需要大量能量来使水沸腾， 以迫使纯水通过渗透膜，或者将离子推送通过对于正或负离子可渗透的渗析膜。 大多数脱盐工厂使用来自燃烧煤、油或天然气的电厂的废热来蒸发海水。这通常 分阶段完成，由此在较早阶段中生成的蒸汽在具有较低压力的接下来的阶段的容器中凝 结，凝结的潜热用于以较低温度蒸发海水，这归因于较低压力和含盐量。因此，废热被相继 地用于以较低的蒸发温度来蒸发含盐量和压力降低的海水。该方法实现了低成本的脱盐并 且在大体积中实现，但是仅在具有丰富废热供应的情况下是以大规模可实现的。多阶段脱 盐不能在局部完成，并且可能需要水分配方法来将脱盐后的水带给分散的人群。 -种用于工业脱盐的迅速兴起的方法是使用反渗透。自然渗透仅跨对于溶剂而非 溶质多孔的膜发生。溶剂从膜的具有较低溶质浓度的一侧流到具有较高溶质浓度的另一 侦L反渗透借助于向具有较高溶质浓度的侧施加高压力来使溶剂的流动方向反向。可能必 须施加超过10个大气压的高压力以使微咸水脱盐，其中海水需要多于20个大气压的压力 来有效脱盐。反渗透需要大量电力来驱动高压水泵。非常经常的是，多孔膜可能被生物或 化学污染物污染。通常需要预过滤来移除有害的污染物。后置处理添加需要的化学物来平 衡通过反渗透纯化的水的味道和酸性。 脱盐的第三种方法使用电渗析过程。该过程得自于电解，其中附加对紧邻电极的 离子多孔的膜。例如正电荷的钠离子的阳离子可以穿过多孔膜，因为阳离子被吸引朝向带 负电荷的阴极。例如负电荷的氯离子的阴离子可以穿过另一多孔膜，因为阴离子被吸引朝 向带正电荷的阳极。在该过程中，流入腔中的盐水使得阴离子和阳离子二者被移除并相对 纯地流出腔的另一端。 电渗析使用直流（DC)来移除离子。在阴极侧，生成氢氧化钠（Na+和0H-的离子形 式)。在阳极侧，生成已溶解形式的氯气。这些有毒化学物被输送到重组罐以重新生成无害 的NaCl盐。因此，电解和导致的重组不仅生成不期望的化学物而且浪费能量，因为重组是 放热的。
技术实现思路
-种使用借助于螺旋电极生成的行进电波（travelingelectricwave)的系统 和方法，所述电极由多相交变电流供电，使得行进电波吸引在阴离子和阳离子的交替带 (alternating band)中的阴离子和阳离子二者，沿着电波的行进方向提供用于这些离子的 电动力，由此使浓缩离子流移动以用于从流体推进或移除离子的目的。 在一个示例性实施例中，一种装置由稀释电解质的上部储罐和浓缩电解质的下部 储罐构成，所述上部储罐和所述下部储罐通过具有交互缠绕（intertwine)电极的管连接， 所述电极由频率、电压和电流受控的多相交变电流供电。这些管生成电动力以驱动阴离子 和阳离子的交替带以用于从上部储罐的离子移除以及在下部储罐中的离子浓缩的目的，由 此执行水的脱盐的功能。【附图说明】 为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，其中相 同的附图标记代表相同的部分，其中： 图1示出了用于脱盐的整个设备的前斜视图； 图2示出了曝露在各种水平的部件的设备的前斜视图； 图3示出了脱盐管的前横截面视图； 图4示出了用于控制频率、电流和电压的电路； 图5示出了用于PACBIPS的装置的前视图； 图6示出了用于PACBIPS的装置的前横截面视图；以及 图7示出了沿着用于PACBIPS的装置的电场分布。【具体实施方式】 本公开提供了借助于多相交变电流双离子推进系统（PACBIPS)来对水脱盐的新方 法和装置，所述多相交变电流双离子推进系统用于产生行进波，由此波的正波峰吸引阴离 子，并且波的负波谷吸引阳离子。当行进波向前移动时，这些离子被推进离开，并且盐水被 去离子化（deionize)。被推进的离子也可以借助于粘度（viscosity)来驱动海水的运动， 提供动力反应以使海上运载工具移动。 所述装置以相对低的能量从水中移除溶解的盐，并且所述装置的小尺寸对不需要 大型且能量密集的脱盐工厂的农业和小型社区可以具有大影响。 所使用的能量与需要移除的盐的量直接成比例。所述方法因此适合于诸如微咸水 的较低盐含量移除。所述装置仅使用例如来自太阳能电池板的电力。所述装置不需要要求 大量资本投资的压力、热、渗析或半渗透膜。 本公开不像现有技术的方法所做那样使用热、压力或化学反应。其通过使用静电 力直接对水去离子化而使用较少的能量。其还避免了在电极处以及在电渗析的重组贮存器 中发生的化学过程。 取代引起通过电解质中直流电流（DC)感应电场的离子运动的是，本公开替代地使 用多相交变电流(AC)来创建阳离子和阴离子的交替条的传送机带。该原理非常类似于线 性感应电动机，但是没有由生成磁动力的感应磁场构成的使用。替代地，使用多相AC电极 来生成行进波。 简单的类比是对用于冲浪的海洋波的使用。海洋波是行进波，不是海水朝海岸行 进，而是海水的上下运动带来了水平方向上朝海岸的波的运动。冲浪者利用行进波的前表 面的斜坡，使用其在波峰中的重力势来朝向海岸推进冲浪者。 在本公开中，使用电场力来替代重力场力用于推进。取代重力驱动冲浪者前进的 是，电动力驱动正和负电离子二者前进。阳离子被吸引到电场波的波峰，并且阴离子被吸引 到电场波的波谷。两种类型的离子在行进波的相同方向上行进。 变化的电场由驱动一组电极的多相AC电源生成。电场朝较低电势驱动阳离子并 且朝较高电势驱动阴离子。 行进波的向前运动解释如下。假设存在AC电源的N个相。相的数量可以是N=2 或更高。相数量N越高，行进波将越平滑。然而，N=3是优选的，因为工业中普遍存在的是 频率为f=60赫兹的三相电源。 这些电极可以是分立的，例如作为围绕绝缘管的环。存 在N个电极，每个相继电极承载N相AC电源的相继相。第i电极（i范 围从1到N)与N相AC电源的第i相紧密相关，并且因此承载电压 连续电极以距离d/N分离。第i电极被放置在位置从x=d 开始，电极集合从1到N再一遍重复。换言之，位于位置Xl处的第i电极在位置等等处重现。每个重现的第i电极承载相同的电 行进波具有波长氣#，并且波速行进波具有取决于空间和时间二者的>当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用离子推进系统的方法，包括：使用多相交变电流生成行进电波，使得行进电波吸引在阴离子和阳离子的交替带中包括阴离子和阳离子二者的离子；以及沿着行进电波的行进方向提供用于离子的电动力，由此使流体的浓缩的离子流移动以产生离子推进或者从流体的离子移除。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许如艺，
申请(专利权)人：君能控股有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81
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