(57)【要約】  本発明は、運搬可能な水および気候生成システム（「ＰＨ２ＯＣＰ」）に関する。好ましい実施形態では、システムは、デシカントロータホイールを利用して、水蒸気を捕獲する。次いで、デシカントロータホイールは、マイクロ波加熱室を通って回転して、デシカントロータホイールから水を解放し、ロータホイールから解放された水で水分を補給するとき、気流を加熱する。次いで、加熱され、湿った気流は、冷却および凝結システムを通過して、空気調節された気流および水を生み出す。「ＰＨ２ＯＣＰ」システムは、最も乾燥した環境を含む、広範囲の世界的規模の気候条件で動作し、水を生成するように設計される。これが可能になるのは、既存のどのような周囲の空気からも水蒸気分子を抽出するデシカントロータ技術の非常に効果的な遂行能力のためである。デシカント技術は、再生または再活性化セクション内のマイクロ波再活性化システム、および凝結セクション内に配置された冷却コイル組立体と組み合わせて動作するように設計される。
2014517171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬可能な水および気候生成システムで使用するための組立体であって、
キャビネットと、
キャビネットの内側に取り付けられ、デシカントタイプの材料を充満させられた内部コア、およびデシカントコア材料を取り囲む金属製外部シェルを有するデシカントロータホイールと、
キャビネット内部でデシカントロータホイールを回転させるためのモータと、
マイクロ波を中で発生させるためのマイクロ波加熱室とを備え、前記デシカントロータホイールは、マイクロ波加熱室を少なくとも部分的に通って回転する組立体。
【請求項２】
コアが、圧送された紙繊維から構築される、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
圧送された繊維の直径が少なくとも５ミクロン〜６ミクロンである、請求項２に記載の組立体。
【請求項４】
デシカントコア材料が、構造が固体であり、粒状タイプの材料からなるのではない、請求項１に記載の組立体。
【請求項５】
デシカントコア材料が、シリカゲルおよびモレキュラーシーブという物質のうち少なくとも１つから構成される、請求項４に記載の組立体。
【請求項６】
デシカントロータホイールの外部シェルが、アルミニウムまたはめっき金属から構築される、請求項１に記載の組立体。
【請求項７】
モータが電気モータである、請求項１に記載の組立体。
【請求項８】
モータが、電気的に、空気圧により、または液圧により駆動される、請求項１に記載の組立体。
【請求項９】
キャビネットが、デシカントロータホイールの設置用スペースを識別する複数の壁を含む、請求項１に記載の組立体。
【請求項１０】
複数の壁が、底部の壁、ならびに底部の壁から上方に延びる、間隔を置いて配置された１対の前方の壁および後方の壁を含み、デシカントロータホイールは、デシカントロータホイールの回転軸が前方の壁と後方の壁との間に長手方向に設置され、位置決めされる、請求項９に記載の組立体。
【請求項１１】
１組のローラキャスタ組立体上で支持される、請求項１に記載の組立体。
【請求項１２】
キャビネットがフレームにより支持され、フレームはまた、接地の役割を果たす、請求項１に記載の組立体。
【請求項１３】
運搬可能な水および気候生成システムであって、
抽出プロセスセクション、再活性化プロセスセクション、および凝結プロセスセクションを有するキャビネットと、
マイクロ波を生成するための、前記マイクロ波を中に含むためのマイクロ波加熱室を含むマイクロ波再活性化システムであって、前記マイクロ波加熱室は、再活性化プロセスセクション内部に配置されるマイクロ波再活性化システムと、
デシカントタイプの材料を充満させられた内部コア、およびデシカントコア材料を取り囲む金属製外部シェルを有する、キャビネットの内側に取り付けられた、デシカントロータホイールであって、前記デシカントロータホイールは、抽出プロセスセクションを通って、および再活性化プロセスセクションの加熱室を少なくとも部分的に通って同時に回転して、デシカントロータホイール内のデシカント材料を非活性化するデシカントロータホイールと、
キャビネット内部でデシカントロータホイールを回転させるためのモータと、
前記凝結プロセスセクション内部に配置され、水分が飽和した気流を冷却し、したがって、水生成に変換するために中の水蒸気を凝結させる蒸発器冷却コイル組立体と、
中のデシカント材料を周囲の気流からの水蒸気で充満させるデシカントロータホイールを通して周囲の環境からプロセスの気流を吸い込み、次いで、気流が加熱され、非活性化されたデシカントロータホイールにより解放された水で水分を補給されるマイクロ波加熱室の中に、気流から水が凝結するように気流が冷却される蒸発器冷却コイル組立体を通ってプロセスの気流を吸い込み、空気調節された気流および水という結果を得るための手段を提供するための高静圧吸込送風機と
を備えるシステム。
【請求項１４】
キャビネットを支持し、接地の役割も果たすフレームをさらに含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
モータが、電気的に、空気圧により、または液圧により駆動される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
調節されたプロセスの気流を、周囲の大気の中に、または調節され、湿度制御されたエリアの中に排気するために、デシカントロータホイールおよび凝結プロセスセクションの下流に配置されたプロセス吹出口を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
高静圧吸込送風機が、凝結プロセスセクションの後方のプロセス吹出口内に配置される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
高静圧吸込送風機が、電気的に駆動されたモータ、空気圧により駆動されたモータ、および液圧により駆動されたモータのうち１つにより駆動される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
マイクロ波再活性化システムが、標準的な電源または電力網のエネルギー、電気機械力または電磁力で発生させられたエネルギー、光起電力（ソーラーパワー）エネルギー、風力エネルギー、および電気化学（電池または燃料電池）エネルギーを含む様々なグループから発生させられた電気エネルギーを動力源として利用する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
水生成のために水蒸気を抽出し、凝結させる方法であって、
デシカントロータホイール組立体を回転させるステップであって、前記デシカントロータホイール組立体は、金属製外部シェルにより取り囲まれたデシカント材料を充満させられた、孔の開いたコアを有し、デシカントロータホイール組立体のコアは、中に規定された抽出プロセスセクションおよび再活性化プロセスセクションを有するステップと、
様々なプロセスセクションを通って周囲からプロセスの気流を吸い込むステップであって、抽出プロセスの気流内の水分が、デシカントロータホイール組立体内部のデシカントコア材料により除去されるステップと、
マイクロ波再活性化システムを介して、マイクロ波再活性化システムを少なくとも部分的に通過して、デシカントロータホイール組立体内部のデシカントコア材料を再生し、消磁するデシカントロータホイール組立体の一部分を加熱し、水蒸気が再活性化プロセスを通って吸い込まれる、加熱された気流の中に解放されることができるようにするステップと、
前記気流が凝結プロセスセクションの中に、蒸発器冷却コイル全体に吸い込まれたときに、加熱され水分を含んだプロセスの気流から水分を凝結させ、したがって、プロセスの気流を冷却し、水蒸気を水に凝結させることが可能になるステップと
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この非仮出願は、「ＰＨ２ＯＣＰ−ＰＯＲＴＡＢＬＥ  ＷＡＴＥＲ  ＡＮＤ  ＣＬＩＭＡＴＩＣ  ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１２／９２３，１５４号明細書の一部継続出願であり、「ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＲＥＡＣＴＩＶＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＡＮＤ  ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ−ＰＲＯＯＦ  ＤＥＨＵＭＩＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１２／８０１，２９２号明細書の一部継続出願である。本出願は、これらの出願開示の全てを参照により本明細書に組み入れる。
【背景技術】
【０００２】
我々を取り巻く全ての物の中、我々が呼吸する空気の中、および我々の環境の中に水分および湿度が存在することが、生物の本質を促進するのに不可欠な役割を演じている。水であり、かつ近年、適切に管理、維持および保護することが非常に重要であり、不可欠になった、全ての生物のまさに源から、これらの同じ要素が生じる。この生命の維持に必要な資源は、再利用可能で清浄な飲用水に対する、絶えず増大する世界的規模の要求および人口要件のために、非常に貴重な必需品になってきている。
【０００３】
近年、いくつかの水生成の技術的プロセスおよび技法が、これらの絶えず増大する世界的規模の要件に対処するように設計され、開発された。現在市場にある従来の水生成ハイブリッドシステムのいくつかが、水分を吸収および保持するために熱くなり膨張する空気の能力を使用することにより、次いで、その後、浮遊した水分を水滴に凝結させる空気の露点以下に気温を下げることにより、主に動作する。交互に、海の塩水を飲用水に処理するために開発された塩水脱塩システムなどの技術が出現した。効果的ではあるが、この技術的解決策はまた、飲料水の変換および生成の両方でコストがかかるだけでなく、システムの購入および維持のコストが高いことが分かった。
【０００４】
さらに、水汚染除去および濾過システムなどの技術がまた、様々な非飲料水源内の有害な粒子および細菌を除去することにより、飲料水生成システムとして開発された。これらのタイプのシステムが、殺菌された水を配送しようと、これらのシステムの処理および生成能力が限られていようと、それにもかかわらず、これらのシステムは、汚染を除かれ濾過された水を配送するために、常に存在しているわけではなくてもよい、および／または使用するために常に利用可能でなくてもよい水源を依然として必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
運搬可能な水および気候生成（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｗａｔｅｒ  ａｎｄ  Ｃｌｉｍａｔｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ、ＰＨ２ＯＣＰ）システムは、異なる水蒸気濃度、蒸気圧および水蒸気抽出からなる敷地である、完全に異なる敷地で動作する、新しい革新的技術である。
【０００６】
全てのもの、すなわち周囲の空気および環境を含む物質が、抽出されることができる水分および水蒸気を保持している。
【０００７】
空気中の湿気および湿度が高いほど、それだけ水蒸気濃度が高くなる。ＰＨ２ＯＣＰシステムは、抽出プロセス、再活性化プロセスおよび凝結プロセスという３つの同時に動作可能であるが分離されたプロセスを備えて設計され、これらのプロセスとデシカントロータ／ホイールを統合させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムは、高い静圧および空気速度、気流内部の水蒸気を積極的に抽出するためのデシカント材料、デシカント材料の空気膨張および再活性化のための熱、ならびに水蒸気凝結および水生成のための最終的な冷却を組み合わせる。好ましい実施形態では、その後、飲料水として使用されることができる最終結果が、粒子がなく、衛生化されたことを保証するために、システムは、濾過および紫外線汚染除去パッケージを備えて設計され、同じく取り付けられ、動作させられることができる。このシステムの動作原理は、このシステムが、抽出プロセスのデシカントコア材料部分から構築された、乾燥したデシカントロータ／ホイールを組み入れることである。好ましい実施形態では、デシカントロータ／ホイールのコアは、非常に低い水蒸気圧を有するシリカゲルを充満される。じめじめした湿潤な高い蒸気圧の空気分子が、デシカントロータ／ホイール表面の低い蒸気圧と接触したとき、分子は、平衡を達成しようとして、高い方から低い方へ移動する。湿ってじめじめした気流がデシカントロータ／ホイール内の孔の開いたデシカント材料コアを通過するとき、水蒸気分子は、抽出プロセスのデシカント材料部分により保持され、その結果生じる放出気流は非常に乾燥して吐き出される。
【０００９】
次いで、乾燥気流の温度は、再活性化プロセスの過熱されたマイクロ波再活性化システムのコイル組立部分を通って引き出されたとき、実質的にほぼ２００〜２５０°Ｆに上昇する。乾燥気流は吸い込まれ、デシカントロータ／ホイール内部の水分を含むデシカントコア材料と再び接触する。このデシカントロータ／ホイールは、その長手方向の軸を中心にゆっくりと回転し、ほぼ８〜１０分ごとに完全に１回転を完了する。加熱された気流は、デシカントロータ／ホイール内部の孔の開いたデシカントコア材料の分離されたセクションを通って再び引き出されたとき、その経路を継続する。デシカントコア材料を消磁および非活性化する効果としての熱により、デシカント材料は、加熱された乾燥気流が通過するときに、蓄積された水蒸気を、加熱された乾燥気流の中に解放することが可能になる。
【００１０】
気流は、最終セクションを通って吸い込まれ続け、凝結プロセス内の蒸発器冷却コイルを通過し、凝結プロセスで、水に凝結する蒸気を液化するために水蒸気が即座に冷却される。この水は、蒸発器冷却コイルの真下に配置された基部容器の中に滴となって落ち、濾過および汚染除去セクションを通って流れ、ユニットの基部にある、密封された貯水器の中に重力により集められる。様々な濾過、精製および汚染除去システムが採用および設置されることができるが、好ましい実施形態では、濾過は、活性炭フィルタにより達成され、水の汚染除去および精製は、透明な保護スリーブの中に取り囲まれた紫外線（ＵＶ）ランプ組立体を使用することにより達成される。
【００１１】
今や冷却された乾燥気流は、様々なセクションおよびプロセスを通って一定の気流を維持および保証する高静圧送風機によってプロセス吹出口を通って吐き出される。このとき、排出される空気は、密封されたスペースまたはエリア内部に補助的な気候調節および環境温度制御を提供するための副産物として使用されることができる。
【００１２】
周囲温度および動作条件に応じて、ＰＨ２ＯＣＰシステム制御パネルは、ユニットのプロセス吸込口および吹出口に配置された、温度、湿度および気流を含むオンボードセンサから送信される信号により支援される。これらのセンサは、特定の気候環境の範囲内で、最大の水の抽出および生成を提供するために、構成要素およびプロセスの適切な動作および調整をモニタおよび制御するプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）パネルにデータを提供する。これらの動作設定は自動的に活動化される、またはＰＨ２ＯＣＰが空気中の水蒸気を引きつけ、抽出し、水生成を最適化するために、現場の気候条件にしたがってプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）パネルの中に手作業でプログラムされる。ＰＨ２ＯＣＰシステムが制御装置（ＰＬＣ）パネルおよびセンサの入力により、交互にまたは同時に様々な組合せのプロセス動作を利用することを考慮すれば、これにより、露点の気温が氷点以下に低下するときでさえ、システムの能力が、蒸気を効果的に抽出し、水に凝結し続けることができるようになる。
【００１３】
したがって、運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムが、より冷たいまたはより暖かい温度の範囲内で、じめじめした環境で動作しようと、乾燥した環境で動作しようと、ＰＨ２ＯＣＰシステムの遂行能力は維持される。ＰＨ２ＯＣＰシステムの遂行能力は、他の従来のシステムのように、温度条件および温度変動により妨害されることも、影響さえ受けることもない。これらの動作制限および欠点は、通常、水生成出力が、既存の気候条件および気候変動により直接影響を受け、制限される、従来の冷却ベースのシステムおよび／またはハイブリッド加熱／冷却システムに関連する。ＰＨ２ＯＣＰシステムの新しい設計は、その様々な構成要素を交互にまたは同時に使用して、全ての気候条件および環境条件で効果的に動作し、水を生成する。ＰＨ２ＯＣＰシステムの広い範囲の動作能力が、高温乾燥または非常に寒い気候条件を含む周囲環境の範囲内で周囲の空気から水蒸気を抽出する。したがって、ＰＨ２ＯＣＰシステムは、世界中どこでも、全ての気候環境で、大気中で見いだされる、空気によって運ばれる水蒸気の抽出、ならびに使用可能なおよび／または飲用に適した水への変換を最大にすることができる。ＰＨ２ＯＣＰシステムの高い効率、ならびに水抽出および生成能力は、ＰＨ２ＯＣＰシステムが、そのプロセスでデシカントロータ／ホイール組立体を組み入れるという事実のために可能になる。デシカントロータ／ホイールのコア内部に充満させられたデシカント材料は、非常に高い水蒸気凝集のために設計され、水蒸気中の１０，０００％水蒸気乾燥重量まで抽出し、保持する。既に説明されたように、ロータデシカント材料を消磁および非活性化して、蓄積された水蒸気をロータデシカント材料が解放することができるようするために、ロータデシカント材料を完全に乾燥させ、水蒸気を抽出するために、再活性化プロセスで気流内の高い（熱）温度上昇が絶対的に必要であり、これは、通常、高いエネルギー要件になる。
【００１４】
熱の発生は、電気加熱バンクまたは発熱体、熱を再活性化プロセスの気流にある程度放射および伝達するように作動する気流経路内に配置されたコイルを流れ抜ける流体中に沈められた燃焼ガスバーナまたは水中加熱器といったシステムをこれらに限定されることなく使用して達成されることができる。これらの方法は、一般に、デシカント材料を加熱するために最も一般的に使用される手段であり、その結果、気流温度が、デシカント材料の表面と接触する前に温度設定値に上昇する。従来の水生成システムの場合、加熱および／または冷却プロセスが別個に、またはハイブリッドシステムのように組み合わせて利用される。加熱セクションの役割は、温度を上昇させ、空気の体積を拡大することであり、空気は、より多くの水分を保持することができるようになる。次いで、この気流は、冷却コイルを通り抜け、冷却コイルは気流温度を急速に下げ、浮遊した水蒸気凝結による抽出を可能にする。
【００１５】
ＰＨ２ＯＣＰシステム設計は、再活性化プロセスで設置される新しい、非常に高いエネルギー効率のマイクロ波再活性化システムを組み入れることにより、この熱生成問題に対処する。好ましい実施形態では、マイクロ波再活性化システムは、高い熱発生源になるように設計され、意図される。この高熱源は、水分を含むデシカントコア材料と接触する前に再活性化プロセスの気流の温度を所望の設定まで実質的に上昇させるために、極めて重要であり、必要である。ＰＨ２ＯＣＰシステム内部に組み込まれたこのマイクロ波再活性化システムは、材料および流体を通過する電磁波を発生させ、内部の分子を励起状態で急速に振動させ、次に、熱を発生させることにより、熱を生成する。
【００１６】
好ましい実施形態では、この熱を蓄積し、伝えるために、マイクロ波再活性化システムで使用される媒体は、熱流体である。この流体は、供給ポンプおよび戻しポンプによって移動させられ、閉ループ回路の一部である第１の平行な一連のガラスセラミックコイルを通って流れ、流体分子が処理され電磁波に露出されるマイクロ波加熱室を通過し、励起を引き起こし、高熱を発生させる。次いで、この過熱された熱流体は、気流の直接経路内を、再活性化プロセス内に配置された第２の平行な一連の金属コイルを通って流れる。熱流体から熱伝導金属コイルへのこの熱伝達は、気流がコイルの表面と接触し、かつコイルの表面全体を通過したとき、気流の温度を実質的に上昇させる。次いで、この加熱された気流は、デシカントロータ／ホイールを通過したとき、デシカントロータ／ホイール内部に充満させられた孔の開いたデシカント材料を非活性化させるために使用される。この熱を含む気流は、デシカント材料に対して消磁効果を有し、デシカント材料が、保持され、蓄積された水蒸気を解放することができるようにし、したがって、水蒸気抽出プロセス内で再利用するためにデシカント材料が回転して戻ったときに、デシカントロータ／ホイール内部のデシカント材料内の蒸気圧を大きく下げる。マイクロ波反応システムは、好ましい実施形態の一部ではあるが、それにもかかわらず、限定されることなく略述される従来の他の加熱手段、例えば、電気発熱体、熱流体中に浸され水中に浸せる加熱素子、ガス燃焼、または他のものが、反応処理セクションで利用され、ここに組み入れられることができることを理解されたい。したがって、運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムは、動作環境がどうであれ、全ての気候条件で使用可能なおよび／または飲用に適した水を抽出し、変換し、生成することができる。
【００１７】
さらに、ＰＨ２ＯＣＰの新しい高効率のシステムおよびプロセスは、システムの能力および性能を妥協することなく、電力需要およびエネルギー消費を実質的に減少させ、市場で現在使用される全ての技術より勝る。
【００１８】
本発明の一実施形態の広い様態によれば、周囲の環境から水蒸気を抽出するように設計された運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システム、およびこれらの水蒸気を使用可能な水に変換することが提供される。運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムは、その設計で、抽出プロセス、再活性化プロセスおよび凝結プロセスという３つの分離されたプロセスとデシカントロータ／ホイールを統合させることによりこの作業を達成する。ＰＨ２ＯＣＰはまた、副産物として、密封されたエリアまたはスペースの調節のための、プロセス吹出口から放出する気流の空気調節および脱湿能力を提供する。運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムは、プロセスと呼ばれる３つの別個の切り離されたセクション、すなわち、抽出プロセス、再活性化プロセスおよび凝結プロセスから構成されるキャビネット内部に取り付けられ、回転するデシカントロータ／ホイール組立体を有する。デシカントロータ／ホイールの孔の開いたコアは、周囲の空気および環境で見いだされる水蒸気を捕獲および保持する能力を有するデシカントタイプの材料を充満させられる。抽出プロセスと呼ばれる第１のセクションは、周囲の気流中に見いだされる水分／水蒸気の凝集および保持として意図される。
【００１９】
気流を高速でプロセス吸込口の中に、デシカント材料が水蒸気を凝集および保持するデシカントロータ／ホイールを通して吸い込むために、プロセス吹出口に配置された高静圧送風機が提供される。その結果得られる乾燥気流が、再活性化プロセスと呼ばれる第２のセクションの中に吸い込まれる。再活性化プロセスでは、この気流は、マイクロ波加熱室、および２つの分離された一連の曲がりくねった中空コイルからなるマイクロ波再活性化システムと接触し、加熱され、これらのコイルは、コイルを通って流れる内部の加熱された熱流体を有する。これらのコイル組立体は、分離されているが、閉ループ回路の一部として２つの循環ポンプによって相互に接続される。１つのガラスセラミックコイル組立体が、再活性化プロセスセクションの上方に別個に配置されたマイクロ波加熱室内部に構築され、他の金属コイル組立体が、直接、乾燥気流の経路内に、再活性化プロセス内に構築される。
【００２０】
熱流体は、マイクロ波再活性化室内のガラスセラミックコイル組立体を通って、再活性化プロセスセクション内の金属コイル組立体の中に圧送されるとき、過熱される。再活性化プロセスの金属コイル組立体の中に圧送された熱流体から放射される高温が、乾燥気流に伝達され、デシカントロータ／ホイールコア表面と接触する前に、乾燥気流の温度を実質的に上昇させる。過熱された乾燥気流が、システムを通って吸い込まれ、デシカントロータ／ホイールおよび孔の開いたコア材料を通過するとき、この過熱された乾燥気流は、水分を含むデシカントコア材料を非活性化し、デシカントコア材料が水蒸気を気流の中に解放することができるようにする。
【００２１】
次いで、水分が飽和したこの気流は、吸い込まれ、デシカントロータ／ホイールコア材料を離れ、凝結プロセスと呼ばれる第３のセクションを通って水蒸気を移送する。凝結プロセスセクションでは、水蒸気を移送する高温の湿った気流が、ユニットの空気調節構成要素の蒸発器冷却コイル組立体部分を通過する。湿った気流の温度が急速に下げられ、その結果、凝縮物または水を生成する。この水は、システムの基部に配置されたユニットの貯水器にこの水を誘導する容器に重力供給される。好ましい実施形態では、水は、活性炭フィルタ、および凝結プロセスセクション内の蒸発器冷却コイルの真下に配置された紫外線（ＵＶ）汚染除去パッケージを通って誘導される。これは、衛生化された清浄な飲用水である最終結果を提供するために、どのような既存の汚染物質、粒子および細菌も除去され、破壊されたことを保証する。次いで、水蒸気がない、処理され、調節された、乾燥気流は、プロセス吹出口内に配置された高静圧送風機を通して吸い込まれ、この気流を周囲の大気に放出する。この処理された気流は、エンクロージャまたはスペースの調節のためにその後使用されることができる副産物である。したがって、運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムの永続するプロセスは、システムが動作する気候条件がどうであれ、全ての温度で連続的水生成を可能にする。以下は、デシカントロータ／ホイール組立体と共に動作し、ＰＨ２ＯＣＰシステム内部に組み入れられた２つの別個のサブシステムの簡潔な説明である。第１は、再活性化プロセスのマイクロ波再活性化システム部分であり、第２は、凝結プロセスの空気処理および調節システム部分である。
【００２２】
これらのシステムは両方とも、運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システム設計の一部として構築され、組み入れられる。第１のサブシステムは、再活性化プロセスのマイクロ波再活性化システム部分である。マイクロ波加熱室は、マイクロ波加熱室を形成する内面を備えるキャビティを含む内部ケーシングを備える防爆形の外部キャビネットから構成される。マイクロ波加熱室の上方に配置された区画を形成する遮蔽板は、中のマイクロ波電力変換構成要素、例えば、マグネトロン、高圧変圧器、ダイオード、コンデンサおよび他の動作構成要素のためのハウジングを提供するためのものである。
【００２３】
好ましい実施形態では、マイクロ波再活性化システムは、単一閉ループ回路の一部として組み合わせられた２つの別個のコイル組立体からなる。２つの別個のコイル組立体は、一連の耐衝撃性取付金具を使用することにより、定位置に取り付けられ、しっかりと固定される。マイクロ波加熱室内に取り付けられたガラスセラミックコイル組立体、および再活性化プロセスセクション内に取り付けられた金属コイル組立体が存在する。これらのコイル組立体は、一方は供給用、他方は戻し用の別個のポンプに確実に固定された取付具およびシールによって、２つの反対側のポイントにしっかりと連結される。ポンプは、マイクロ波セクションから再活性化セクションまで、および再び戻る、安定し連続した、加熱された熱流体の流れを保証する。これらのポンプは、中の区画をマイクロ波加熱室と再活性化プロセスセクションの間に形成する遮蔽板内に対向して配置される。この閉ループ回路は、ＰＨ２ＯＣＰシステムのマイクロ波加熱室も、再活性化プロセスセクションも通過する。
【００２４】
中空コイルは、１つの長さから構築され、熱流体、例えば、熱エネルギーを運ぶために使用される熱媒油または加熱器液体を流す閉ループ管路として設計される。気流が再活性化プロセスセクションを通過するときに気流に放射するコイルに、蓄積された熱エネルギー／熱を伝達することにより、熱流体は、圧送され、循環しているときに、マイクロ波加熱室内部で連続的に加熱される。マイクロ波再活性化システム組立体内部に２つのポンプを設置し、動作させることにより、熱流体の途切れない流れが保証される。これは、中に配置されたマイクロ波加熱室から再活性化プロセスセクション上への、および連続的な永続するプロセスで再び戻る、加熱された熱流体の循環を保証する。したがって、このマイクロ波再活性化システムは、熱源を発生させ、デシカントロータ／ホイール組立体内に見いだされるデシカントコア材料をうまく非活性化するために必要な適切な気流温度上昇を可能にする。これにより、蓄積された水分／水蒸気を、周囲の大気に放出される気流の中に解放することが可能になる。マイクロ波再活性化システムの非常に大きな利点は、マイクロ波再活性化システムが、再活性化プロセス熱源を提供するというその主要な機能を実現させながら、運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムの熱発生および全体の電力消費に対するエネルギー要件を大きく低減することである。この重要なエネルギー節約により、ＰＨ２ＯＣＰシステムは、具体的には、これまで給電制限のために実用にならなかった分野で、運用上、より実行可能になる。通常、ＰＨ２ＯＣＰシステム設計に組み入れられるようなデシカント技術の使用に関連する高いエネルギー要件が、このマイクロ波再活性化システムの採用で解消される。
【００２５】
デシカント再活性化システムで通常、設置され、利用されるこの熱発生源、例えば、電気素子および電熱バンクは、デシカント、または従来のＨＶＡＣ加熱／冷却システムの動作エネルギーの大部分を占める。マイクロ波再活性化システムを動作させるために必要な電力要件が大きく低減されたので、したがって、マイクロ波再活性化システムにより、ＰＨ２ＯＣＰシステムは、電力可用性が他の非常に重要な動作要件で制限される、および／または利用されることがある国内、オフショア、海洋および軍事でさえ見いだされる環境および用途で、最適な性能で動作させられることができるようになる。好ましい実施形態では、マイクロ波再活性化システムのマイクロ波加熱室部分のキャビネットは、防爆形構造からなる。
【００２６】
ＰＨ２ＯＣＰシステム内の第２のサブシステムは、凝結プロセスの空気処理および調節システム部分である。好ましい実施形態では、空気処理および調節システムは、分割された空気調節ユニットと同じ構成要素および構成で構築される。システム設計は、圧縮機、凝縮器コイル組立体およびファン、膨張弁または冷媒の流れを計測するデバイス、蒸発器冷却コイル組立体および送風機、化学的冷媒、ならびに凝縮機ユニットの凝結プロセス吹出口内に設置され、かつプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）パネルに連結された自動温度センサを含む。圧縮機はポンプの役割を果たし、システムを通して冷媒を循環させる。圧縮機の仕事は、低圧および低温で、冷媒を気体状態で吸い込み、この気体を圧縮することにより、冷媒の圧力および温度を上昇させることである。次いで、この高圧で高温の気体は、凝縮器コイル組立体に流れる。
【００２７】
凝縮器コイル組立体は、外気をコイル組立体全体に吸い込むファンを備える一連の細くなったコイル／パイピングである。冷媒が凝縮器コイル組立体を通過し、外気がコイルフィン全体を通過するとき、冷媒からの熱が外気に捨てられ、これにより、冷媒が気体から液体状態に凝結させられる。次いで、高圧で高温の液体は、冷媒の流れを計測するデバイスに到達する。冷媒の流れを計測するデバイスは、システムのマネージャであり、ＰＬＣ制御装置パネルからの入力により指示される。凝結プロセスセクション内に位置する蒸発器冷却コイルの温度および／または圧力を検知することにより、冷媒の流れを計測するデバイスは、液体の冷媒が非常に小さなオリフィスを通過することができるようにし、これにより、冷媒は、低圧で低温の気体に膨張させられる。この冷たい冷媒は、蒸発器に流れる。蒸発器冷却コイルは、その全体に凝結プロセスの気流を吸い込む高静圧送風機により促進される一連の細くなったコイル／チューブであり、蒸発器冷却コイルに空気から熱を吸収させる。この熱伝達は、急速な温度低下を可能にし、湿った熱い気流を冷却し、この冷却は、水蒸気が水に凝結することを含む。副産物が、高静圧送風機の中に吸い上げられ、空気調節されるエンクロージャおよび／またはエリアに放出される、冷却され、調節された、乾燥空気である。次いで、冷媒は、サイクルがまた再開する圧縮機まで流れて戻る。
【００２８】
これらの新しい、高度なサブシステムは、デシカント技術と共に、動作の融通性が非常に大きく、効率が増大し、水生成でのエネルギー消費および不調和な遂行能力が徹底的に低減された、運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システム設計を提供する。
【００２９】
別の一形態として、デシカントロータホイールが回転するマイクロ波加熱室を有するマイクロ波再活性化システムを再活性化プロセスが含む、修正された再活性化システムが利用されてもよい。デシカントロータホイールがマイクロ波加熱室を通って回転するとき、ロータホイール内のデシカント材料が加熱され、非活性化され、それにより、デシカント材料に含まれる水分を気流の中に解放して戻す。このような設計により、再活性化加熱コイル、および再活性化加熱コイルを通って流れる内部の加熱された熱流体が不要になる。
【００３０】
このような一実施形態は、体積加熱を可能にする。様々な材料の中に波が透過することが、多くの用途で非常に大きな肯定的結果を招く。この体積加熱は、加熱されている材料の中に非常に急速なエネルギー伝達を引き起こす。従来の加熱では、熱の流れは、材料の表面上で開始され、中心への熱の流量は、材料の熱特性および温度差に依存する。必要なレベルに向けて作業負荷温度が漸近的に上昇するので、従来のオーブンは、材料自体により必要とされるよりもはるかに高い温度まで加熱される必要がある。
【００３１】
したがって、最大７０％のエネルギー節約が達成される場合がある。作業負荷の急速な加熱が（適切に設計されたアプリケータでは、利用可能なエネルギーの大部分が作業負荷で散逸させられるという事実と共に）、キャビティ周囲の状況に関連するより低い温度を引き起こす。したがって、放射、伝導および対流の熱損失が低減される。これは、最大７０％のエネルギー節約に相当することができる。これはまた、装置サイズを（潜在的に２０％まで）低減することができる。
【００３２】
動力が即座に制御されることができるので、この構造はまた、瞬時の制御を提供し、プロセスパラメータのよりよい制御、急速なスタートアップおよびシャットダウンを提供する。
【００３３】
さらに、材料が電磁エネルギーにより加熱されることができることは、材料の誘電特性に依存する。したがって、いくつかの異なる構成物質を含む混合物では、それぞれの加熱がばらつく。このことは、選択的加熱が行われるとき、エネルギー利用、バルク反応温度、水分除去およびプロセス簡素化で顕著な肯定的結果を招くことができる。
【００３４】
さらに、電磁エネルギーから熱エネルギーへのエネルギー伝達機構が、材料の電気特性の関数であるとき、いくつかの材料の中にエネルギーを連続的に放出することが可能である。熱損失が制御されることができるという条件で、材料の非常に高い温度が、簡単で比較的低出力のマイクロ波発振器で達成されることができる。
【００３５】
さらに、マイクロ波の電磁的性質は、材料へのエネルギー伝達が、通常、材料自体の内部の何らかの形の分極効果によるものであることを意味する。エネルギーのこの直接伝達が、エンドユーザの有機燃料使用に関連する問題の多くを解消する。
【００３６】
最後に、多くの化学反応が、マイクロ波を使用して加速されることができる。無溶媒反応が多くの研究所で評判を得ており、したがって、溶媒および他の有害化学物質の廃棄物処理に関連する問題を低減する。
【００３７】
以下のように説明される以下の添付図面と併せて、本発明の実施形態の以下の詳細な説明を参照することにより、本発明の実施形態がより明確に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好ましい実施形態による運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムの概略図の正面図および有望な図である。これらの対応する図は、図３〜図７、図８および図９に拡大され、示される。
【図２】運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムのプロセス、例えば、図４、図５および図６に示される抽出、再活性化および凝結の概略図の断面図である。図は、電気駆動モータがデシカントロータ／ホイール（縮尺通りではない）の回転のために提供される動作中に、デシカントロータ／ホイールを通して高静圧送風機により吸い込まれる典型的な空気の流れの移動を示す。これはまた、フロントページの図として識別される。
【図３】図１に示される運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムの概略図の正面図である。
【図４】様々な動作セクションおよびプロセス、すなわち、抽出プロセス、デシカントロータ／ホイール組立体、マイクロ波再活性化システムを含む再活性化プロセス、および最後に、空気処理および調節システム（縮尺通りではない）を含む凝結プロセスが露出された、図１および図３に示される運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システムキャビネットの概略図の完全な断面図である。
【図５】マイクロ波再活性化システムおよび閉ループコイル組立体の構造として識別されるＰＨ２ＯＣＰシステムのサブシステムの概略図の断面図である。マイクロ波加熱室コイル組立体は、主要な動作構成要素、例えば、コンデンサ、ダイオード、高圧変換器、マグネトロン、攪拌機ブレードおよび導波管（縮尺通りではない）のいくつかと共に、２つの対向し配置された熱流体循環ポンプを介して、同じく図４および図６に示される再活性化プロセスコイル組立体に接続される。
【図６】空気処理および調節システムとして識別される、ＰＨ２ＯＣＰシステムのサブシステムの概略図の断面図である。構造は、圧縮機、計測デバイスを含む凝縮器コイルおよび弁が抽出プロセスセクションの上方に取り付けられ、かつ蒸発器冷却コイルが、凝結プロセスセクション内の下方に取り付けられ、両方とも図４に示される冷媒気体パイピングにより連結される、分離されたタイプの組立体からなる。
【図７】図１に示される高静圧直接駆動軸流タイプ送風機を含む、気流プロセス吸込口および吹出口側の概略図の正面図である。
【図８】図１に示される概略図の斜視図である。
【図９】図１に示される概略図の斜視図である。
【図１０Ａ】ロータホイールがマイクロ波加熱室を通って回転する、ＰＨ２ＯＣＰシステムの再活性化部分の、別の一実施形態の斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＰＨ２ＯＣＰシステムの、別の再活性化部分の正面図である。
【図１１】図１０Ａおよび図１０Ｂに示される別の再活性化部分が設置された、ＰＨ２ＯＣＰシステムプロセスの概略図の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下の説明、および本明細書で説明される実施形態は、たとえ例示であっても、本発明の原理および様態の特定の実施形態の１つまたは複数の例として提供される。これらの例は、本発明のこれらの原理の説明のために提供されるのであって、限定のために提供されるのではない。
【００４０】
以下の説明では、明細書および図面全体を通して、類似の部分が、同じ個々の参照番号で示される。
【００４１】
専門用語に関しては、用語「ＰＨ２ＯＣＰ」は、本明細書全体で使用されるとき、一般に参照番号７２（図１）で指定される、運搬可能な水および気候生成システム（図３、図４、図７、図８、図９）を識別する。ＰＨ２ＯＣＰシステムは、本明細書では、様々な構成要素および主要なサブシステム、例えば、デシカントロータまたはホイール技術、マイクロ波再活性化システム、空気処理および調節システムだけでなく、全ての部分、モジュール、および電気部品を含む。図３、図４、図７、図８、図９を参照すると、図１の１、２、３および４で、正面、断面および斜視または等角として示されたＰＨ２ＯＣＰシステム図が示されている。
【００４２】
以下でより詳細に説明されるように、ＰＨ２ＯＣＰシステムは、そのプロセス、例えば、抽出、再活性化および凝結を通して動作可能であり、周囲の空気から水蒸気を抽出し、かつこれらの同じ蒸気を使用可能な水源に変換することができる。
【００４３】
図１の１、２、３および４に示されるようなＰＨ２ＯＣＰシステムは、その新しく高度な工学的設計のために、このシステムは、使用可能な水をうまく生成するために全ての気候環境に設置され、動作させられることができる。好ましい実施形態では、ＰＨ２ＯＣＰ動作設計は、２つの別個のサブシステム、すなわち、再活性化プロセスのマイクロ波再活性化システム部分、ならびに凝結プロセスの空気処理および調節システム部分と結合されたデシカントロータ技術を組み入れる。好ましい実施形態では、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２はまた、水の衛生化を可能にする構成要素を取り付けられることができ、最終結果が汚染を取り除かれた清浄な飲用水であることを保証する。この水衛生化プロセスは、活性炭フィルタ、または層状のフィルタおよび紫外線（ＵＶ）ランプ組立体といった構成要素を組み入れることにより達成され、これらの構成要素は、両方とも凝結プロセスセクション内の蒸発器冷却コイルの直下に設置され、配置される。この水衛生化プロセスにより、水の精製および汚染除去が可能になり、これにより、濾過され、衛生化され、飲用に適した飲用水である最終結果を提供するために、どのような既存の粒子、汚染物質および細菌も除去または破壊されたことが保証される。運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システム動作設計が、非常に大きな融通性および適応性を与え、システムが、全ての気候条件および環境の範囲内で連続的な水生成能力のためにピーク性能で効果的に機能することを可能にする。
【００４４】
以下でより詳細に説明されるように、ＰＨ２ＯＣＰシステム（図１の１、２、３および４）は、長方形の箱に似た剛性の鉄骨フレーム１８（図３、図４、図７、図８、図９）の内側に支持され、取り付けられる。
【００４５】
このフレームは、長手方向のビーム１９ａ（図３、図８、図９）、１９ｂ（図８、図９）、長手方向の基部ビーム６９（図３、図７、図８、図９）、横方向のビーム２０、２１および２２（図３、図７、図８、図９）、垂直の柱２３（図３、図７、図８、図９）、および対角線の支柱部材２４（図３、図８、図９）として、最上部から底部まで組み立てられたいくつかの構造部材から構築される。
【００４６】
制御および電気セクションが同じく、電気パネルおよびプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）、横方向のビーム６６ａ（図７、図８および図９）、６６ｂ（図８、図９）、垂直の柱６７ａ（図７、図８、図９）、６７ｂ（図９）、長手方向のビーム６８ａ（図３、図８、図９）、６８ｂ（図３）、長手方向の基部ビーム６９ａ（図３、図７、図９）、６９ｂ（図７、図８）、ならびにＰＬＣパネル用の横方向のビーム７１ａ（図７、図８、図９）、および７１ｂ（図９）により支持される。フレーム１８（図３、図４、図７、図８、図９）はまた、構造支持物表面上に位置決めするために両端部に配置された２つの基部脚部２５（図３、図７、図８、図９）だけでなく、フォークリフティング用に基部中央に配置された２つのスリーブチャネル２６（図３、図８、図９）、ならびにスリング組立体のフックを挿入して、屋根、床またはプラットフォーム上での操作および変位を可能にするためにフレームの最上部の隅に配置された４つの隅のリフティングポイント２７（図３、図７、図８、図９）を含む。ＰＨ２ＯＣＰシステムの様々な動作上の機械的構成要素およびサブシステムは、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の構成要素の定期的検証および維持のために様々なシステム区画の中への侵入を可能にするために、いくつかのアクセスパネル１、２、３、４（図１）および３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、３３ｇ、３３ｈ（図３）を備える長方形の形状のキャビネット３１（図３、図７、図８、図９）内部に取り囲まれ、遮蔽される。ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の側壁は、３および４（図１）、ならびに３３ａ〜３３ｈ（図３）に示されるように、両方の側壁で対称な二重のアクセスパネルを有する。これは、キャビネット３１の両側で様々な動作区画にアクセスできるようにすることにより、より容易なアクセスおよび維持を可能にする。
【００４７】
好ましい実施形態では、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のフレーム１８およびキャビネット全体３１は、好ましくは、アブレッシブ環境で、例えば、オフショアの海洋用途または塩分を含む海洋水に近接して位置する現場で使用されるときでさえ、さびの蓄積、浸食および劣化を金属表面が防止するために、ステンレス鋼またはアルミニウムで構築される。別ではあるが限定されない一実施形態では、エポキシ被覆耐性鉄骨フレーム１８およびキャビネット３１タイプの構造が、同じく使用されてもよい。したがって、ＰＨ２ＯＣＰシステム（図１の１、２、３および４）は、このフレーム構造１８（図３、図４、図７、図８、図９）によりうまく支持され、全ての環境および場所で、強化され安全な携帯性によって利益を得る。ＰＨ２ＯＣＰは、様々な一時的または恒久的作業現場、遠隔地、および水源へのアクセスが制限される、またはまったくアクセスできない遠い設備に容易に移送され、設置されることができる。
【００４８】
図１、図３、図４、図７、図８および図９に示されるように、フレーム１８は開放型であって、それにより、構成要素を検証し、かつ定期的な維持検査および修理を行うために、ＰＨ２ＯＣＰシステムのキャビネット全体３１（図３、図７、図８、図９）、制御パネルおよび電気パネル２８、２９、６３（図３、図４、図７、図８、図９）へのアクセスを容易にし、可能にする。しかしながら、別の一実施形態では、カプセル化され、かつＰＨ２ＯＣＰシステムだけでなくその動作構成要素およびサブシステムも、例えば、デシカントロータ／ホイール組立体、マイクロ波再活性化システム、空気処理および調節システム、ならびに図１〜図９で説明され、示されるような制御パネルおよび電気パネルも収容するように設計され、適合されたエンクロージャを形成する外部シェルまたは外壁でフレーム１８およびキャビネット３１全体が覆われることができることが理解されなければならない。
【００４９】
このようなエンクロージャの構造は、ＰＨ２ＯＣＰシステムがどこで動作する必要がある場合があるかに応じて、セキュリティのためにＰＨ２ＯＣＰシステム構成要素に追加の保護およびアクセス制限を確実に提供する。ＰＨ２ＯＣＰシステムのフレーム１８およびキャビネット３１を取り囲む、構築されたこのエンクロージャ（図示せず）は、ＰＨ２ＯＣＰシステムの機能に適合するように設計される。この新しい技術の使用法についてさらに詳しく説明するために、ＰＨ２ＯＣＰシステム（図１の１、２、３および４）の導入および運用が、どのような気候条件または環境条件でも、最終的水生成のために最大の水蒸気抽出を提供することを保証する。
【００５０】
さらに、ＰＨ２ＯＣＰシステムに効果的で効率的な構成要素およびサブシステムを、例えば、デシカントロータ／ホイール技術７、再活性化プロセス９（図２、図４、図５、図６）内部のマイクロ波再活性化システム３６、凝結プロセス１５（図２、図４、図６）内部の空気処理および調節システム６１を組み入れることにより、水生成のシステム性能および能力で妥協することなく、デシカントロータ／ホイール技術を使用しながら、電力要件および電力消費を非常に大きく低減することが可能になる。再活性化プロセス９の一部としてのマイクロ波再活性化システム３６のこの重要な追加により、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の恩恵および利益で妥協することなく、実質的なエネルギー低減および節約の能力が、電力利用制限があるエリア、用途および現場でさえ、使用可能な水に水蒸気を効果的に変換することを可能にする。
【００５１】
ＰＨ２ＯＣＰシステム７２と関連して、内部構造（図２、図４、図５、図６）が、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２（図１）のプロセス、サブシステムおよび構成要素を例示する。デシカントロータ／ホイール組立体７を備える抽出プロセスセクション６、マイクロ波加熱室３５および再活性化加熱コイル３４を組み入れるマイクロ波再活性化システム３６を備える再活性化プロセスセクション９が含まれる。最後に、圧縮機５９（図４、図６）、凝縮器コイル組立体５８（図４、図６）、排気ファンおよびモータ組立体６１（図４、図６、図８、図９）、絞り弁６４（図４、図６）および構成要素（図示せず）に連結された蒸発器冷却コイル組立体１４を組み入れる分離された設計の空気処理および調節システム６１を備える凝結プロセスセクション１５が存在する。ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のプロセスの気流１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄ（図２）は、プロセス吹出口１７（図２、図３、図４、図６、図７および図９）に配置された高静圧直接駆動軸流タイプ送風機およびモータ組立体１６（図２、図４、図６、図７）によって維持される。
【００５２】
次に、運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システム７２のプロセスおよび動作がより詳細に説明される。周囲の気流１１ａ（図２、図４、図６）が高静圧直接駆動軸流タイプ送風機およびモータ組立体１６（図２、図４、図６および図７）によってプロセス吸込口５（図２、図３、図４、図６、図７、図９）の中に吸い込まれる。この高静圧送風機およびモータ組立体１６は、プロセス吹出口１７（図２、図３、図４、図６、図７、図９）内に配置され、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２を通る気流の圧力および速度を維持する。次いで、プロセスの気流１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ（図２）が、周囲の空気中に見いだされる水分／水蒸気の凝集および保持を行うことを意図される抽出プロセス６（図２、図４、図５、図６）と呼ばれる第１のセクションを通って吸い込まれる。
【００５３】
デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５、図６）の構造は、水蒸気を凝集し、保持するシリカゲルを充満させられたデシカントコア材料８（図２）を含む。その結果得られる乾燥気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）が、再活性化プロセス９（図２、図４、図５および図６）と呼ばれる第２のセクションの中に吸い込まれる。再活性化プロセス９では、この乾燥気流は、マイクロ波再活性化システム３６（図２、図４、図５および図６）の再活性化加熱コイル１０部分と接触し、加熱される。マイクロ波再活性化システム３６は、マイクロ波加熱室３５、ならびにそれらの分離された一連の曲がりくねった中空コイル組立体（図４、図５、図６）をそれぞれ有する、コイル組立体を通って流れる内部の加熱された熱流体（図示せず）を有するガラスセラミック３４および金属１０の再活性化加熱コイル１０（図２、図４、図５、図６）からなる。
【００５４】
これらのコイル組立体３４および１０（図４、図５、図６）は、分離されているが、閉ループ回路の一部として、２つの循環ポンプ４３（図４、図５、図６）によって相互に接続される。１つのガラスセラミックコイル組立体３４（図４、図５、図６）が構築され、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５、図６）の上方のマイクロ波加熱室３５（図４、図５、図６）内部に別個に配置される。他の金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）が構築され、直接、乾燥気流１１ｂ（図２、図４、図５および図６）の経路内に、再活性化プロセス９（図２、図４、図５、図６）内に配置される。熱流体（図示せず）は、マイクロ波加熱室３５内のガラスセラミックコイル組立体３４を通って、再活性化プロセスセクション９内の金属コイル組立体１０の中に圧送されるとき、過熱される。
【００５５】
再活性化プロセス９の金属コイル組立１０体の中に圧送された熱流体（図示せず）から放射される高温が乾燥気流１１ｂに伝達され、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４および図６）内部のデシカントコア材料８と接触する前に、気流温度を実質的に上昇させる。
【００５６】
過熱された乾燥気流１１ｂがシステムを通して吸い込まれ、デシカントロータ／ホイール組立体７および孔の開いたデシカントコア材料８を通過するとき、この気流は、水分を含むデシカントコア材料８を効果的に非活性化し、デシカントコア材料８が、全ての水蒸気を熱い気流１１ｃ（図２、図４および図６）の中に解放して戻すことができるようにする。次いで、水分が飽和したこの熱い気流１１ｃ（図２、図４、図６）は吸い込まれ、デシカントロータ／ホイール７およびコア材料８（図２、図４、図６）を離れ、凝結プロセス１５（図２、図４および図６）と呼ばれる第３のセクションを通って水蒸気を移送する。凝結プロセスセクション１５では、水分が飽和した熱い気流１１ｃが水蒸気を移送し、空気処理および調節システム６１（図４および図６）の蒸発器冷却コイル組立体１４（図２、図４、図６）部分を通過する。湿った気流の温度が急速に低下し、その結果、水７０（図４および図６）に変化する凝縮物を作り出す。この水７０は、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の基部に配置されたシステム貯水器４８（図４、図６）に向けて下方に水流を誘導する蒸発冷却コイル組立体１４の直下に配置された基部じょうご（図示せず）に重力供給される。好ましい実施形態では、水７０に変換される凝縮物は、凝結プロセスセクション１５の真下で行われる水衛生化プロセスを通って誘導される。
【００５７】
この水衛生化プロセスは、凝結プロセスセクション１５（図２、図４および図６）内の蒸発器冷却コイル組立体１４の真下に配置された、汚染除去のための活性炭フィルタ３９および紫外線（ＵＶ）ランプ組立体４０（図４、図６）を組み入れる。これは、衛生化された清浄な飲用水である最終結果を提供するために、どのような既存の汚染物質、粒子および細菌も除去され、破壊されたことを保証する。好ましい実施形態では、水衛生化プロセスを構成する、炭素フィルタ３９および紫外線（ＵＶ）ランプ組立体４０（図４、図６）などの構成要素は、キャビネット３１のアクセスパネル３３ｆ（図３）の１つを通してアクセス可能である。これらの構成要素はまた、最終結果が飲用水として使用するためのものでなければならないとき、ＰＨ２ＯＣＰシステムの水の浄化および精製の能力の維持管理および最適化のために、交換可能である。別の一実施形態では、環境要件に応じて、他の水浄化フィルタが使用されてもよい。
【００５８】
好ましい実施形態では、単一のまたは重ね合わされた１対の炭素フィルタ３９パックが、工業グレードのランプおよび配管構造を組み入れる「高出力殺菌ＵＶ」タイプのランプ組立体４０（図示せず）と一緒に設置される。この高出力殺菌紫外線（ＵＶ）ランプ組立体４０は、広い温度スペクトルにわたり紫外線（ＵＶ）の高出力を提供し、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２内部での動作に必要な長い動作寿命および優れた滅菌能力を有する。このＵＶランプ組立体４０は、異なるサイズで利用可能であり、単一変圧器から、または高圧変圧器手段を通して直列に動作させられてもよい。
【００５９】
次いで、水蒸気がない、処理され、調節された乾燥気流１１ｄ（図２＃、図２、図４、図６）は、プロセス吹出口１７（図２、図３、図４、図６、図７、図９）内に配置された高静圧直接駆動軸流送風機１６（図２、図４、図６、図７）を通して吸い込まれ、この気流が周囲の大気に放出される。この処理された気流１１ｄは、その後、エンクロージャまたはスペースの調節のために使用されることができる有用な副産物である。電気制御パネル（ＰＬＣ）、またはより具体的にはプログラム可能論理制御装置２９（図３、図４、図７、図８、図９）が、全ての構成要素を含む様々なＰＨ２ＯＣＰサブシステムの動作を管理し、同期させる役割を果たす。
【００６０】
ＰＬＣ制御パネル２９はまた、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の主要な動作構成要素のうち２つである、デシカントロータ／ホイール組立体７および回転モータ組立体１２（図２、図４、図６）の動作を管理する。電気パネル６３（図７、図８、図９）、プログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）２９（図３、図４、図７、図８、図９）、およびプラグイン電力ケーブルコネクタパネル２８（図３、図４、図７、図９）は、一般に正方形または長方形の設計の、耐水性保護エンクロージャの中に収容される。ＰＬＣパネル２９は、蝶番で取り付けられた蓋、ならびに蓋の取付けおよび厳重な密封のための、様々なポイントのねじタイプの固定具およびアングル材を有する。電気パネル６３、ＰＬＣパネル２９およびプラグイン電力ケーブルコネクタパネル２８の保護タイプエンクロージャは、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の様々な動作環境に適合するように設計されることができる。好ましい設計では、ＰＬＣパネル２９、電気パネル６３、およびプラグイン電力ケーブルコネクタパネル２８は、ステンレス鋼またはアルミニウムから構築される。
【００６１】
図２、図３、図４、図５、図６を参照すると、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のデシカントロータ／ホイール組立体７は、長方形のボックス形状のキャビネット３１（図１、図３、図７、図８、図９）に収容され、クロスメンバ（図示せず）で支持されたパネル３３ｃ（図３）を通してアクセス可能である。
【００６２】
好ましい実施形態では、キャビネット３１は、腐食に耐性のあるステンレス鋼から、または溶接されたアルミニウムから構築され、耐久性がある耐性エナメルまたは空気乾燥したポリウレタン耐性塗料でコートされる。キャビネット３１（図１、図３、図７、図８、図９）は、図示されるように、最上部および底部の壁、前面および背面の、間隔を置いて配置された壁、ならびに両側の壁を含む。図１の１、２、４、図３、図７、図９に示されるように、底部の壁に隣接する前面の壁は、空気プロセス吸込口５（上）（図２、図３、図４、図６、図７、図９）、および空気プロセス吹出口１７（下）（図２、図３、図４、図６、図７および図９）を有する。プロセス吸込口５は、周囲の空気１１ａ（図２、図３、図４、図６、図７、図９）が、抽出プロセスセクション６（図２、図４、図５、図６）およびデシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５および図６）を通ってＰＨ２ＯＣＰシステム７２の中に流れることができるようにするためのものである。好ましい実施形態では、周囲の空気中に見いだされる、空気によって運ばれる汚染物質または塵粒子が、抽出プロセスセクション６（図２、図４、図５、図６）に入り、デシカントロータ／ホイール組立体７の孔の開いたデシカントコア材料８（図２）を通って流れる前に、これらの汚染物質または塵粒子を除去するための吸込口フィルタ５ａ（図２）が、プロセス吸込口の取り入れ口に取り付けられ、設置されることができる。
【００６３】
フィルタ設置により、塵粒子が、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２内部に蓄積すること、および長期間露出された場合に性能および動作しているＰＨ２ＯＣＰシステム７２全体に影響を及ぼす可能性があるデシカントロータ／ホイールコア材料８（図２）を詰まらせることが防止される傾向がある。
【００６４】
好ましい実施形態では、プロセス吸込口５のフィルタ５ａは、洗濯可能であり、かつ塵粒子の洗浄およびすすぎのために除去され、かつ再設置されることができる金属メッシュフィルタである。同じく、図１の２に示されるように、前面の壁または、プロセス吹出口１７の乾燥空気放出１１ｄを有する。この放出された気流１１ｄにより、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２は、エンクロージャまたはスペースを気候条件に順応させるために利用されることができる、乾燥しているだけではなく調節された空気を副産物として提供することができるようになる。プロセス吹出口１７から出る気流を選択的に制限するための少なくとも１つまたは複数の回転するルーバを含む、手作業で動作させられるダンパ組立体（図示せず）が、プロセス吹出口１７に取り付けられ、設置されることができる。この機構を使用することにより、気圧も気温も増大させることができて、再活性化プロセスセクション９内部でより大きな熱保持が可能になり、これにより、次に、デシカントロータ／ホイール７およびコア材料８の効率が増大する。温度上昇が、凝結プロセスセクション内の水蒸気解放を加速し、デシカントコア材料８が抽出プロセスセクション６の中に回転して戻ったときに、その動作サイクルを再開することができるように、デシカントコア材料８を完全に乾燥させる。したがって、気候条件に応じて、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２内に見いだされるこの機械的機構は、デシカントロータ／ホイール７内部のデシカントコア材料８がより多くの量の、蓄積された水分を解放することができるようにし、したがって、必要に応じて、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の水生成能力を増大させるのに有益であり得る。好ましい実施形態では、ケーシング内部に設置され、固定されたプロセス吹出口１７に配置された電気モータ（図示せず）（図２、図４、図６、図７）により駆動される１つの高静圧直接駆動軸流タイプ送風機１６によって、一定の気流１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄおよび圧力が提供され、維持される。
【００６５】
プロセス吹出口１７の高静圧直接駆動軸流送風機１６により、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のプロセスを通って、処理され調節されるエンクロージャまたはスペースの中に直接吸い込まれる、乾燥して調節された気流１１ｄの放出が可能になる。プロセス吹出口１７から出る気流（乾燥して調節された給気１１ｄ）を必要に応じてエンクロージャまたはスペースに選択的に制限するための少なくとも１つまたは複数の回転するルーバを含む、手作業で動作させられるダンパ組立体（図示せず）が、プロセス吹出口内１７に取り付けられ、設置されることができる。
【００６６】
別の実施形態では、水生成能力を増大させるために、より大量の気流および大きな圧力を伴うより大きなＰＨ２ＯＣＰシステム７２設計が必要である場合、２つの高静圧直接駆動軸流タイプ送風機が、一方がプロセス吸込口５に配置され、他方がプロセス吹出口１７に配置され、設置されてもよい。この設計は、より大きなシステム設計で、気流および圧力増大という要件が維持されるだけでなく、２つの送風機の一方が動作を停止した場合の、システムの連続性および冗長性が維持されることを保証することができる。
【００６７】
しかしながら、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の高静圧直接駆動軸流タイプ送風機１６を駆動する電気モータ（図示せず）が、必ずしも電気タイプのモータである必要がないことが認識され、理解されよう。別の実施形態では、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のプロセスの高静圧軸流送風機１６を駆動するという同じ作業を達成するために利用されることができる、設計され、承認された、液圧、空気圧または蒸気で駆動されるモータが設置されてもよい。プロセス吹出口１７の供給ポートは、可撓性のある、または剛性のダクト構造を受け入れて、処理される特定のターゲットエリアに、調節された乾燥空気を分配することを可能にするように適合される拡張部分を有する。図１の１、３、４、図３、図８、図９に示されるように、側壁の各々が、外部アクセスパネル３３ａ〜３３ｈを有し、これらのアクセスパネル３３ａ〜３３ｈは、キャビネット３１の両側に対称的に構築され、ボルトおよびクリップナット組立体（図示せず）でキャビネットに取り付けられる、またはどのような空気分配ダクト構造も、もしくは電力供給ケーブルも分解もしくは切断する必要なしに、サービスおよび維持中に容易にアクセスするために、パネルを開く動作をアンロックおよび可能にするラッチ組立体（図示せず）を装備することができる。これらの様々なパネル３３ａ〜３３ｈは、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の動作サブシステムおよび関連する構成要素、例えば、抽出プロセスセクション６、デシカントロータ／ホイール組立体７、再活性化プロセスセクション構成要素９、濾過パッケージ３９および汚染除去パッケージ４０を含む凝結プロセスセクション１５構成要素を収容する全てのユニット区画への迅速なアクセスを可能にする。
【００６８】
これらのアクセスパネルの全てが、様々な動作サブシステムおよび構成要素を含むがこれらに限定されない視覚的点検を可能にするために、小さな窓（図示せず）を備えて設計され、提供される。デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５、図６）を参照すると、このデシカントロータ／ホイール組立体７は、キャビネット３１（図３）内部に、アクセスパネル３３ｃ（図３）内に、図４、図６に示されるように、デシカントロータ／ホイール組立体７（図４および図６）の前後に配置される、アクセスパネルの２つの内壁間に取り付けられる。
【００６９】
デシカントロータ／ホイール組立体７は、デシカントロータ／ホイール７が回転および動作中に載るデシカントロータ／ホイール組立体７（図６）の基部の両側に１つある、１組のローラベアリング（２）組立体４１（図６）上に支持されたデシカントロータ／ホイール７を含む。
【００７０】
好ましい実施形態では、デシカントロータ／ホイール組立体７の、その長手方向の軸に沿った回転を駆動するために備えられた電気駆動回転モータ１２（図２、図４、図６）が存在する。電気駆動回転モータは、ハウジング（図示せず）内部にカプセル化される。いくつかの用途のために適合された別の設計では、電気駆動回転モータは、駆動モータを冷却するための内部換気扇を含んでもよい。好ましい実施形態は、電気駆動回転モータ１２の使用法を例示しているが、他の別の実施形態では、駆動回転モータ１２は、同じ機能を行うために空気圧または液圧により動力を供給され、駆動されることができることが認識されなければならない。電気駆動回転モータ１２は、ギアボックス（図示せず）によってデシカントロータ／ホイール組立体７に接続され、ギアボックスは、次に、自己張力駆動ベルト１３装置（図２、図４および図６）を駆動する。ギアボックス（図示せず）は、駆動モータ速度が低減されるように提供され、指定されたデシカントロータ／ホイール組立体７の回転が達成されることができるようにする。好ましい実施形態では、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５、図６）は、１時間当たり８〜１０回転の間で動作するように駆動される。回転は、デシカントコア材料８のタイプ、デシカントロータ／ホイール７の直径および厚さだけでなく、デシカントロータ／ホイール７が利用されてもよい特定の適用例にしたがって変わることができる。電気駆動回転モータ１２は、電線によって接続箱（図示せず）に接続される。接続箱の電線は、電線管（図示せず）内部を通り、キャビネット３１の下方で、フレーム１８基部の長手方向のビーム６９ａを通って、垂直の柱２３の上方に伸び、そこで、電線は、外部要素から保護するためにプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）パネル２９に接続される。
【００７１】
この電線管（図示せず）は、ＰＨ２ＯＣＰシステムの絶縁された電線およびワイヤ（図示せず）を収容する。別の一実施形態では、電線および配線を収容する電線管システムは、ユニットフレーム１８上で外部に設計され、収容されてもよいことが認識されなければならない。図２で最もよく例示されているように、デシカントロータ／ホイール組立体７は、外部金属シェルまたはケーシング、およびデシカント材料８である一体構造のコアを含む。好ましい実施形態では、デシカントロータ／ホイール７の外部ケーシングまたはシェルはアルミニウムから作られるが、別の実施形態では、他の合金または金属が、デシカントロータ／ホイール７の外部シェルまたはケーシングの製作で同じく使用されることができることが認識されよう。デシカント材料のコアは、図２の８に示されるように、孔が開けられ、ミツバチの巣に似た形状の壁を備える、一様になった小さなトンネルまたはチャネルから構成されるマトリックスを有する。これらの一様になった小さなトンネルは、抽出６、再活性化９および凝結１５という３つのプロセスを通って移動するプロセスの気流１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの軸と平行に伸びる。デシカントコア材料８（図２）のトンネルの壁が、非金属の腐食しない不活性の複合材料から構築される。壁は、直径が少なくとも５ミクロンである開口を備える、圧送されたガラス繊維の紙繊維から構成され、好ましい実施形態ではシリカゲルであるがこれに限定されない個体のデシカントタイプの材料をコートされる／充満させられる。水を汚染しない他のデシカント材料が、例えば温度変動の反復および水分保持および解放サイクルに耐えることができる他のタイプのデシカント材料を含むモレキュラーシーブが使用されてもよい。デシカントタイプの材料は、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア８（図２）全体に均一に広がる。
【００７２】
抽出プロセス６では、デシカントコア材料８（図２）の水蒸気含有量は非常に低く、乾燥しており、したがって、空気によって運ばれる水蒸気を引きつけ、水蒸気をプロセス吸込口５の気流１１ａから抽出し、収着と呼ばれる。このプロセスセクションでは、デシカントコア材料８は、じめじめした湿潤な、周囲から入るプロセス吸込口５の気流１１ａと比較して、非常に低い蒸気圧／非常に低い水分濃度を有する。逆に、再活性化プロセスセクション９では、デシカントコア材料８は、通過するとき、デシカントコア材料８に蓄積された水蒸気を熱く乾燥したプロセスの気流１１ｂの中に解放して戻し、脱着と呼ばれる。
【００７３】
これが可能になるのは、生成される条件下で、デシカントコア材料は、プロセスの気流１１ｂと比較して高い蒸気圧／より高い水分濃度を有するためである。デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５、図６）は、その長手方向の軸を中心にして連続的に回転し、抽出プロセス６、再活性化プロセス９および凝結プロセス１５を通過し、永続するサイクルの一部として再び戻ることにより、収着および脱着というデシカントロータ／ホイール組立体７の作業を行うので、能動構成要素と考えられる。抽出プロセス６および再活性化プロセス９などの、高い蒸気圧から低い蒸気圧に交替するサイクルにより、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の能力が、周囲の気流１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ（図２）から非常に大量の水蒸気を吸収し、解放することが可能になる。好ましい実施形態では、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２は、再活性化プロセスセクション９内部に配置されたマイクロ波再活性化システム３６（図２）として識別されるサブシステムの再活性化加熱コイル１０部分により加熱される再活性化プロセスセクション９の気流１１ｂを使用する。
【００７４】
この加熱された再活性化プロセス９の気流１１ｂは、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２）内部のデシカントコア材料８を消磁する。デシカントコア材料８は、高温で加熱されたとき、水蒸気を保持する能力を失い、したがって、水蒸気を解放し、プロセスの気流１１ｃの中に放出して戻す。デシカントロータ／ホイール７内の水分除去が気相で行われるので、液体凝縮物が存在しない。したがって、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２は、プロセスの気流１１ａの露点が氷点以下であるときでさえ、抽出プロセス６の気流１１ａから水蒸気を抽出し続けることができる。その結果、従来の水分抽出システムと比較して、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２は、運用上はるかにより融通性があり、十分に機能することができ、世界中で見いだされる様々な環境および気候条件で完全に適用可能である。好ましい実施形態では、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２内部に設置され、利用されるデシカントロータ／ホイール組立体７は、承認された装置性能仕様および業界標準を満たす任意の承認されたデシカントロータ／ホイール製造業者により構築され、供給されることができる。
【００７５】
好ましい実施形態では、再活性化されるまたは再生されるデシカントロータ／ホイール組立体７のデシカントコア材料８の部分（図２）は、キャビネット３１内に取り付けられるＶ字型仕切り部材（図２）により区分けされる。このＶ字型仕切り部材は、デシカントロータ／ホイール７のコア材料８のほぼ１／４のパイ状セクションを、デシカントロータ／ホイール７のデシカントコア材料の残りの部分から切り離し、分離し、これにより、デシカントロータ／ホイール組立体７の再活性化プロセスセクション９（図２）が規定される。
【００７６】
デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８（図２）のほぼ３／４の残りの部分は、デシカントロータ／ホイール組立体７の抽出プロセスセクション６（図２）を規定する。好ましい実施形態では、デシカントロータ／ホイール組立体７の再活性化プロセス９部分は、デシカントロータ／ホイール組立体７のデシカントコア材料８の表面積の１／４〜１／３の間に及んでもよい。別の実施形態では、抽出プロセス６も再活性化９プロセスも、それぞれデシカントコア材料の表面積の１／２（５０％）に及ぶことができる。ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の動作中、抽出プロセスセクション６（図２）および再活性化プロセスセクション９（図２）を規定するデシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料の部分は、絶えず変化している。この変化は、回転ベルト１３（図２）により連結された電気駆動回転モータ１２（図２）によるデシカントロータ／ホイール組立体７（図２）の回転の結果として発生する。
【００７７】
それに応じて、抽出プロセス６の気流１１ａ（図２）に露出されるデシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８の部分が、抽出プロセスセクション６（図２）を規定するように、再活性化プロセス９の気流１１ｂ（図２）に露出されるデシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８の部分が、再活性化プロセスセクション９（図２）を規定する。これら２つのプロセスからの気流１１ａおよび１１ｂだけが、蒸気の収着および脱着の反応を含むデシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８の中に導入される。次に、凝結プロセスセクション１５（図２）は、単独で、プロセスの気流１１ｃの熱い水蒸気を凝集物および水７０（図４、図６）に変換する責任があり、その結果生じる排出プロセスの気流１１ｄ（図２）の処理および調節を伴う。
【００７８】
抽出プロセス６（図２、図４、図５、図６）の気流１１ａ（図２，図４、図５、図６）は、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５、図６）のコア材料８（図２）表面積の３／４（７５％）の部分を通過して、プロセス吸込口５（図２、図３、図４、図６、図７および図９）を通って吸い込まれる。プロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）は、その水分をデシカントコア材料８（図２）に伝達して、巡回する過熱された熱流体（図示せず）を組み入れるマイクロ波再活性化システム３６（図４、図５、図６）の再活性化加熱コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）部分として識別される金属コイル組立体を通って、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５、図６）の中に吸い込まれたとき、その経路を継続する。次いで、この乾燥し、加熱されたプロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）は吸い込まれ、方向を変えられ再び戻ってデシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５、図６）のコア材料表面８（図２）のＶ字型の１／４（２５％）の部分を通過するより狭い湾曲した経路を通過するとき、その速度を増大させる。水蒸気で飽和した、デシカントコア材料８（図２）のこの部分は、乾燥して加熱されたプロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図６）の中にこれらの蒸気を解放して戻し、このプロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図６）は、デシカントコア材料８（図２）を通過するとき、デシカントコア材料８（図２）を消磁する。今や水蒸気で飽和した、デシカントコア材料８を離れるプロセスの気流１１ｃ（図２、図４、図６）は、凝結プロセスセクション１５（図２、図４、図６）を通過し、凝結プロセスセクション１５（図２、図４、図６）で水蒸気は急速に冷却され、凝結され、水滴７０（図４、図６）に変換され、水滴７０（図４、図６）は、下方へユニット基部の貯水器４８（図４および図６）の中に注がれる。次いで、その結果生じる、もう一度乾燥し、調節された、プロセスの気流１１ｄ（図２、図４、図６）は、気流放出プロセス吹出口１７（図２、図３、図４、図５、図７、図９）に配置された高静圧直接駆動軸流送風機１６（図２、図４、図６、図７、図９）によって吐き出される。
【００７９】
したがって、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２がその長手方向の軸を中心にして回転するとき、１つのプロセスの気流１１ａ〜１１ｄだけがＰＨ２ＯＣＰシステム７２を通過するが、デシカントロータ／ホイール組立体７およびコア材料８（図１、図４、図５、図６）は、完全に別個の、切り離されたプロセス、すなわち、抽出プロセス６、再活性化プロセス９および凝結プロセス１５に露出されることが理解されよう。３つのプロセス、すなわち抽出６、再活性化９、凝結１５を分離し、完全に切り離し、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のキャビネット３１（図１、図３、図７、図８および図９）に配置された３つの動作プロセスセクション内部を横断する空気または水分のどのような起こり得る漏洩も解消するために、外部シェルリムの末端に、およびＶ字型仕切り部材（図示せず）の縁に、デシカントロータ／ホイール組立体７（図５、図６）の前後に取り付けられた圧力シール（２）４２（図５、図６）が提供される。好ましい実施形態では、フレーム１８（図３、図４、図７、図８、図９）は接地の役割を果たすが、他の実施形態では、電気接地を含む別の接地システムが利用されることができることが認識されよう。次に、図２、図４、図５、図６を参照して、ＰＨ２ＯＣＰシステムの動作サブシステムであるマイクロ波再活性化システム３６（図４、図５、図６）、ならびに空気処理および調節システム６１（図４、図６）についてより詳細に説明される。マイクロ波再活性化システム３６（図４、図５、図６）は、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２内のデシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図６）のコア材料８（図２）の再生および再活性化のための手段を提供する。好ましい実施形態では、マイクロ波再活性化システム３６（図４、図５、図６）の一部としてマイクロ波構成要素および高圧部分４９（図５）を含むマイクロ波加熱室３５（図４、図５、図６）が、動作安全性を強化するために、および有害な露出を防止するために、防爆形タイプのケーシングにカプセル化される。
【００８０】
別の一実施形態では、これらの同じ構成要素が、動作させても安全であるとみなされる業界標準ケーシングの内側に設置されることができる。このマイクロ波再活性化システム３６（図４、図５、図６）は、材料および流体を通過する電磁高周波を発生させ、内部の分子を励起状態で急速に運動させ、熱を発生させる原子運動を引き起こすことにより、熱を生成する。好ましい実施形態では、この熱を蓄積し、伝えるために使用される媒体は、マイクロ波再活性化システム３６（図４、図５、図６）の閉ループ回路の中空コイル組立体３４および１０（図５）内に配置された合成熱流体（図示せず）である。この流体は、マイクロ波加熱室３５（図４、図５および図６）の下方の切り離された区画内に配置された供給ポンプ４３ａ（図４、図５、図６）によって移動させられる。熱流体は、マイクロ波加熱室３５（図４、図５、図６）内に配置された第１の一連の平行なガラスセラミックコイル組立体３４（図４、図５、図６）を通って流れ、流体分子は処理され、マイクロ波加熱室３５（図４、図５、図６）で流体分子は電磁波に露出され、熱流体（図示せず）内部で励起、高い温度上昇および発熱が引き起こされる。
【００８１】
次いで、この過熱された熱流体は、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５および図６）と呼ばれる、直接、プロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）の経路内の下方に、切り離された区画内に配置された第２の一連の平行な金属コイル１０（図２、図４、図５、図６）を通って圧送され、流れる。プロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）が、金属コイル組立体１０（図２、図４、図５および図６）の表面と接触し、全体を通過するとき、熱は、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５、図６）内の一連の平行な金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）内部で熱い熱流体（図示せず）からプロセスの気流１１ｂに伝達され、プロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）の温度を実質的に上昇させる。次いで、この加熱された再活性化プロセス９（図２、図４、図５、図６）のプロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）は、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図６）を通過するとき、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図６）内部の孔の開いたデシカントコア材料８（図２）を非活性化させるために使用される。この乾燥し、加熱されたプロセスの気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）は、方向を変えられ、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２内部のキャビネット３１（図４、図６）のプロセスの気流空気トンネルを通って、デシカントコア材料８（図２）に対して消磁効果を有するデシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図６）に戻る。この処理された再活性化プロセス９（図２、図４、図５、図６）および気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）により、デシカントコア材料８が、保持され蓄積された水分を気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）に解放することが可能になる。
【００８２】
この効果が、デシカントコア材料８（図２）内部の蒸気圧を大きく低下させ、コア材料が回転して、抽出プロセスセクション６（図２、図４、図５および図６）の中に戻るとき、その水分保持または収着を再開することができるようにする。熱く、水分が飽和したプロセスの気流１１ｃ（図２、図４、図６）は、空気処理および調節のために凝結プロセスセクション１５（図２、図４、図６）の中に吸い込まれる。好ましい実施形態では、マイクロ波再活性化システム３６（図４、図５、図６）の動力発生は、２つの部分に、すなわち、制御部分および高圧部分に分割される。制御部分は、プログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）２９（図３、図４、図７、図８および図９）である。ＰＬＣ２９は、出力および所望の動作設定を制御および管理し、様々なシステム機能をモニタし、保護および安全デバイスを連動させる。また、好ましい実施形態では、運用上の安全性を保証するために、高圧部分４９（図５）内の構成要素が、防爆形の定格ハウジングにカプセル化される。これらの構成要素は、電圧をはるかに高い電圧に設定するのに役立つ。
【００８３】
次いで、高圧は、マイクロ波加熱室３５（図４、図５および図６）内でマイクロ波エネルギーに変換される。一般に、制御部分（図示せず）は、電気機械リレー、またはトライアック（図示せず）と呼ばれる電気スイッチを含む。システムの電源が投入されると、全てのシステムが「正常に機能している」ことを検知し、プログラム可能論理制御装置パネル２９内の制御回路が、リレーまたはトライアックを活動化させる信号を発生させ、それにより、高圧変圧器５０（図５）への電圧経路を作り出す。この活動化信号のオンオフ比を調整することにより、制御部分は、高圧変圧器５０への電圧の流れを管理し、それにより、マグネトロン５１（図５）内部のチューブのオンオフ比を、したがって、マイクロ波加熱室３５（図５）への出力を制御する。高圧部分４９（図５）では、特殊なダイオード５３（図５）およびコンデンサ５２（図５）と一緒になった高圧変圧器５０（図５）の構成は、マグネトロン５１（図５）用の非常に高い電圧まで電圧を増大させるのに役立つ。マグネトロン５１は、それが受け取った高圧を、電磁エネルギーの起伏する波に動的に変換する。次いで、このマイクロ波エネルギーは、導波管５５（図５）として識別される長方形の金属チャネルの中に送信され、導波管５５（図５）は、マイクロ波のエネルギーまたは波をマイクロ波加熱室３５（図４、図５および図６）の中に誘導する。
【００８４】
マイクロ波加熱室３５（図４、図５、図６）全体の内部の電磁エネルギーまたは電磁波の効果的で均一な分配は、モータ組立体５６（図５）により動力を供給された回転式金属攪拌機ブレード５４（図５）により達成される。金属導管５７（図５）は、攪拌機ブレード５４モータ組立体５６（図５）への高圧部分構成要素４９（図５）間の電気配線を収容する。
【００８５】
好ましい実施形態では、高張力耐性ガラスセラミック中空管が、マイクロ波加熱室３５（図４、図５および図６）内に配置されたガラスセラミックコイル組立体３４（図４、図５、図６）の構造で使用される。マグネトロン５１（図５）により作り出された電磁エネルギーまたは電磁波は、金属攪拌機ブレード５４（図５）により分散させられ、マイクロ波加熱室３５（図４、図５および図６）内部に配置されたガラスセラミックコイル組立体３４（図４、図５、図６）全体と接触する。次いで、これらの中空コイルを流れる、より熱い流体（図示せず）が、同時に処理され、この電磁エネルギーに露出され、分子励起、原子運動、２５０〜３００°Ｆの間の温度上昇、および発熱を引き起こす。この過熱された流体（図示せず）は、吸い上げられ、供給ポンプおよび戻しポンプ４３（図４、図５、図６）によって前進させられ、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５および図６）と呼ばれる区画の下方に配置された金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）の中を通って流れる。
【００８６】
好ましい実施形態では、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５、図６）内に配置された金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）の中空管は、鋼鉄、アルミニウム、または極端な温度変動に適応可能であり、かつ熱を効果的に保持および伝えることができる他の高温耐性金属から構築される。再活性化プロセスセクション９内の金属コイル組立体１０の管の直径が、マイクロ波加熱室３５（図４、図５および図６）内のガラスセラミックコイル組立体３４の直径と比較して小さいことに留意することが重要である。
【００８７】
また、好ましい実施形態では、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５、図６）内の金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）のコイル間の距離はより狭く、実際のコイルの数は１．５であるが、別の設計では、マイクロ波加熱室３５（図４、図５および図６）内に配置されたガラスセラミックコイル組立体３４（図４、図５、図６）と比較してコイルの数が最大２倍多くてもよい。この構造により、再活性化プロセス９の気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）が表面全体を通り、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５および図６）内の金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）を通過して接触するとき、より大きな温度上昇、および再活性化プロセスセクション９の気流１１ｂ（図２、図４、図５、図６）への効果的熱伝達および分配が可能になる。したがって、密に間隔をあけて配置されたコイル設計の金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）により、熱流体（図示せず）から放射された熱を金属コイル上に、および最後に再活性化プロセス９の気流１１ｂ（図２、図４、図５および図６）に、より効果的に、実質的に伝達することが可能になる。再活性化プロセス９の気流１１ｂが再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５および図６）内の金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）を通過したとき、再活性化プロセスセクション９の気流１１ｂの実質的温度上昇１７０〜２００°Ｆが達成される。
【００８８】
再活性化プロセス９の気流１１ｂのこの温度上昇は、熱い乾燥気流１１ｂがデシカントに充満させられたコア材料８を通過するとき、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５、図６）内部のデシカントに充満させられたコア材料８（図２）を非活性化させ、再活性化プロセス９の気流１１ｂの蒸気圧を下げる。非常に低い蒸気圧および蒸気濃度を有するこの加熱された乾燥気流１１ｂは、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア８を通過するとき、デシカントコア材料８が、保持され、蓄積された水分をこの気流１１ｂの中に急速に解放することができるようにする。
【００８９】
次いで、この出現する、湿った熱い気流１１ｃは、凝結プロセスセクション１５（図２、図４、図５および図６）内の空気処理および調節システム６１（図６）の蒸発器冷却コイル組立体１４（図２、図４、図５、図６）部分を通って引き出される。次いで、デシカントコア材料８（図２）は、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５、図６）がその長手方向の軸を中心に回転し、抽出プロセスセクション６（図２、図４、図５および図６）の中に戻ったとき、再利用の準備ができる。より熱い流体（図示せず）は、その熱を伝達し続け、再活性化プロセスセクション９（図２、図４、図５および図６）内の金属コイル組立体１０（図２、図４、図５、図６）を通って流れる。次いで、熱流体は、戻しポンプ４３ｂ（図４、図５、図６）によって吸い上げられ、閉ループ流体回路の一部として、マイクロ波加熱室３５（図４、図５、図６）内のガラスセラミックコイル組立体３４（図４、図５、図６）の中に前進させられ戻る。
【００９０】
したがって、永続するサイクルでは、熱流体は、マイクロ波電磁エネルギーへの暴露を繰り返し受け、分子励起、原子運動、２５０〜３００°Ｆの間の高い温度上昇、および発熱を引き起こす。その結果、熱流体（図示せず）は、前後に移動する媒体であり、熱を吸収し過熱されるマイクロ波加熱室３５を通過し、次いで、再活性化プロセスセクション９に進み、次いで、再活性化プロセスセクション９で、熱流体はその熱をマイクロ波再活性化システム３６（図４、図５および図６）の一部として放散し、放射する。別の実施形態では、マイクロ波再活性化システム３６は、遂行能力の変動を考慮する設計修正を組み入れることを理解されたい。修正は、どのようなＰＨ２ＯＣＰシステム７２の性能要件にも適合するために、サイズ、出力容量および動作範囲を決定する。
【００９１】
好ましい実施形態では、より熱い熱流体（図示せず）循環ポンプ４３ａおよび４３ｂ（図４、図５、図６）は、工業構造グレードからなり、熱流体のために高温の範囲内で動作する定格である。高圧部分４９（図５）への動力の調整および循環は、温度熱電対、ならびに気流圧力タイプのセンサ４４ａおよび４４ｂ（図５および図６）により管理される。一方の温度センサ４４ａが、マイクロ波加熱室３５（図５、図６）内に配置され、他の温度および気流圧力センサ４４ｂが、デシカントロータ／ホイール組立体７（図２、図４、図５および図６）のちょうど前方に、再活性化プロセスセクション９（図４、図５、図６）内に配置される。さらに２つの温度および気流圧力センサ４４ｃおよび４４ｄが配置され、一方の気流および温度センサ４４ｃ（図６）は、抽出プロセスセクション６（図６）内にあり、他方の４４ｄ（図６）は、プロセスの気流吹出口１７（図６）に配置される。全てのセンサは、支持ブラケット（図示せず）、ならびに制御部分への、およびプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）パネル２９（図３、図４、図７、図８および図９）内の回路への金属製導管（図示せず）の、システム内に設置された配線により、定位置に取り付けられる。これらのセンサは、抽出プロセス６、再活性化プロセス９および凝結プロセス１５内の温度および気圧変動の検出を可能にし、この情報をＰＬＣパネル２９に中継し、ＰＬＣパネル２９は、次に、様々な構成要素およびサブシステム、ならびに具体的には高圧部分４９（図５）を管理して、マイクロ波加熱室３５（図４、図５、図６）に出力を誘導し、マイクロ波加熱室３５（図４、図５、図６）は、デシカントロータ／ホイール組立体７およびコア材料８である、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の主要構成要素の再活性化のための発熱を作り出す。
【００９２】
その結果、マイクロ波加熱室３５内に配置された温度熱電対タイプのセンサ４４ａ（図５、図６）は、熱流体が、マイクロ波加熱室３５内のコイル組立体３４を通って、再活性化プロセスセクション９内の再活性化加熱コイル組立体１０の中に流れたときに、熱流体の所望の高温を維持するために必要なマイクロ波エネルギーを自動的に発生させるために、必要に応じてシステムが動作し、調整することを保証する。この熱電対タイプのセンサは、熱を放射する熱流体を含むガラスセラミックコイル組立体３４から放射されたとき、マイクロ波加熱室３５内部で発生した温度を検出する。温度と、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２内部のマイクロ波再活性化システム３６の動作全体の一部としての気流圧力センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、高圧部分４９、制御部分またはＰＬＣ２９との間のこの相互作用は、指定された再活性化プロセスの気流１１ｂの温度上昇が達成され、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８の効果的再活性化のために維持させることを保証する。このことは、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の一部として、凝結プロセス１５により凝縮物および水に変換するための、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８からの水蒸気の最大放出を保証する。したがって、抽出プロセスセクション６、再活性化プロセスセクション９および凝結プロセスセクション１５内の温度および気流圧力センサは、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２動作全体で、適切なプロセスの気流１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの温度および静圧が一貫して維持されることを保証する。これらのセンサはまた、故障、例えば、再活性化プロセス９の低温、またはプロセスの気流１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの圧力低下が存在する場合、動作中に、ＰＬＣ２９のタッチスクリーン３７（図３、図４、図９）上に警報を識別し、伝える、安全装置である。
【００９３】
これらのセンサはまた、製造業者により設定された所定の高温動作限界を温度が超えた場合、またはＰＨ２ＯＣＰシステム７２を通るプロセスの気流１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの圧力にかなりの低下または損失が存在するとき、ＰＬＣパネル２９内の制御回路に信号を伝えることによりＰｈ２ＯＣＰシステム７２をシャットダウンする。好ましい実施形態では、互いへの、および制御パネルまたはＰＬＣパネル２９への、これらの構成要素の電気接続は、構築された、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のフレーム１８（図示せず）に一部接続されるが、維持および検証のためにアクセス可能ないくつかの電線管によって達成される。好ましい実施形態では、ＰＨ２ＯＣＰシステム内の電線管および配線の全てが、工業グレードとして設計され、格付けされる。
【００９４】
以下は、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２（図１、図３、図４、図７、図８および図９）内部の動作サブシステムとしての、マイクロ波再活性化システム３６（図４、図５、図６）、ならびに空気処理および調節システム６１（図６）の動作の要約である。
【００９５】
運搬可能な水および気候生成（ＰＨ２ＯＣＰ）システム７２を導入すると、デシカントロータ／ホイール組立体７は、その長手方向の軸に沿って、電気駆動モータ１２および回転ベルト組立体１３により回転するように駆動される。プロセスの気流１１ａは、同時に引き込まれ、周囲の空気を吸い上げる、プロセス吹出口１７にある高静圧直接駆動軸流送風機１６によってＰＨ２ＯＣＰシステム７２のプロセス吸込口５を通って移動する。プロセスの空気１１ａは、プロセス吸込口５およびフィルタ５ａを通って、周囲から抽出プロセスセクション６の中に流れ、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８を通って流れる。
【００９６】
プロセスの気流１１ａは、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８を通過するとき、デシカントロータ／ホイール組立体７の一部としてのデシカント物質（シリカゲル）によりデシカントロータ／ホイール組立体７の内壁の内部に充満させられたデシカントコア材料８によりその水分を取り去られる。最終結果は、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８から排気されるプロセスの乾燥気流１１ｂである。高静圧直接駆動軸流送風機１６は、少なくとも２．０インチ〜３．０インチ以上の水柱（ＷＣ）の様々な流量（立方フィート／分（ＣＦＭ））のために、推奨される気流および静圧を維持して、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のプロセス全体に効果的気流分配を提供して、最大の水生成出力だけでなく、エリアまたは閉じられたスペース内部の空気処理および調節のための適切に調節された空気排出温度を常に保証する。
【００９７】
好ましい実施形態では、再活性化プロセス９の気流１１ｂ量は、少なくとも１５ｍ３／分（５３０立方フィート／分）で維持される。気流１１ｂが再活性化プロセスセクション９を通過するとき、気流１１ｂの温度は、マイクロ波再活性化システム３６の金属コイル組立体１０部分内部の熱流体（図示せず）から放射される強力な熱伝達の結果、大幅に増大する。再活性化プロセス９の気流１１ｂ温度の変動を許容可能であるとすることができるが、再活性化プロセス９の気流１１ｂの推奨される動作温度は、１２０℃〜１５０℃（１７０°Ｆ〜３３０°Ｆ）の間に及ぶべきである。その後、非常に低い蒸気圧／水分濃度を有する、過熱された再活性化プロセス９の気流１１ｂは、水分が飽和し、かつ高い蒸気圧を有するデシカントコア材料８を通過する。
【００９８】
この過熱された再活性化プロセス９の乾燥気流１１ｂは、孔の開いたデシカントコア材料８の内壁を加熱することにより、デシカントロータ／ホイール組立体７の「Ｖ」字型セクションを再生するのに役立つ。その結果、この加熱された乾燥気流１１ｂは、デシカントコア材料８にエネルギー供給を断たせ／消磁させ、デシカントコア材料８に蓄積された水分を解放して気流１１ｃの中に戻す。再度水分が飽和したこのプロセスの気流１１ｃは吸い込まれ、凝結プロセスセクション１５を通過し、凝結プロセスセクション１５で、このプロセスの気流１１ｃは、空気処理および調節システム６１の一部としての蒸発器冷却コイル組立体１４によって冷却される。プロセスの気流１１ｃ内部の水蒸気は、蒸発器冷却コイル１４を通って急速に冷却されたとき、凝結し、凝集物を水７０に変換する。この水７０は、蒸発器冷却コイル１４の下方に配置されたじょうご（図示せず）の中に重力供給され、濾過ユニット３９および滅菌ユニット４０を通過し、ユニット基部の貯水器４８の中に収まる。処理され、調節されたプロセスの気流１１ｄである副産物は、プロセス吹出口１７を通って、処理されるスペースまたはエンクロージャの中に放出される。デシカントロータ／ホイール組立体７の回転中、抽出プロセスセクション６に再び入る前に、再活性化プロセス９の気流１１ｂの効果のために、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８の水蒸気を凝結プロセス１５の気流１１ｃの中に解放して戻したデシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８は、再度、非常に小さい蒸気圧を有する。収着および脱着が、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８の動作能力により可能になるというこの非常に効果的なプロセスにより、再度、コア材料８が抽出プロセス６で水蒸気を保持する動作を再開することができるようになる。
【００９９】
８分〜１０分ごとに１回転する、デシカントロータ／ホイール組立体７の遅い回転速度が、デシカントロータ／ホイール組立体７のコア材料８の冷却を可能にするために必要であり、コア材料８は、回転して、様々な動作のＰＨ２ＯＣＰシステム７２のプロセスを通過するとき、最大の性能を達成することができるようになる。
【０１００】
凝結プロセス１５内部の空気処理および調節システム６１（図６）は、プロセスの気流１１ｃを冷却し、水蒸気を凝結させ、水蒸気を水７０に変換するための手段を提供する。この水７０は、じょうご（図示せず）を通って下方に流れ、じょうごで水７０は炭素フィルタ３９を通って浄化され、紫外線（ＵＶ）ランプ組立体４０で衛生化され、精製され、ユニット基部の貯水器４８の中に入れられる。水準器フロータ４７およびシャフト組立体が、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の基部貯水器４８の内側に固定され、垂直に取り付けられる。この水準器フロータ４７は、あふれることを防止するために、基部貯水器内部の水の体積に応じてシャフト組立体を垂直に上下に移動させることができる。水準器フロータがエネルギーを与えるシャフトの最上部の先端に圧力センサが配置され、水準器フロータがシャフトの最上部まで上昇し、圧力センサと接触すると、圧力センサは、信号をＰＬＣ制御装置パネル２９に送信し、ＰＬＣ制御装置パネル２９は、マイクロ波再活性化システム３６、ならびに空気処理および調節システム６１の両方の動作を終了させる。ユニットの基部貯水器４８がいっぱいになった場合、これら２つのサブシステムの動作を停止することにより、ＰＬＣ制御装置２９は、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の水生成プロセスを停止する。それにもかかわらず、ＰＬＣ制御装置２９により、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２の構成要素が、動作を、例えば、デシカントロータ／ホイール組立体７の回転、およびデシカントロータ／ホイールの冷却を可能にする高静圧直接駆動軸流送風機１６の動作、および要求に応じて再開されることができるＰＨ２ＯＣＰシステム７２の適切なシャットダウンを継続することが依然として可能になる。好ましい実施形態では、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のユニットの基部貯水器４８は、ユニットの基部貯水器４８の両端に配置され、キャビネット３１の背面の壁の上に配置された水多岐管および供給排水設備組立体３２（図４、図６）を通す圧力管路４６（図４、図６）と相互に接続された２つの排水ポンプ４５ａ、４５ｂ（図４、図６）を装備する。この水多岐管および供給排水設備組立体３２は、供給排水設備レバー（図示せず）を押すと、新鮮な生成水の圧流を配送する。空気処理および調節システム６１は、直接、プロセスの気流１１ｃの経路内に、凝結プロセスセクション１５内に配置された蒸発器冷却コイル組立体１４を組み入れる。これらの蒸発器冷却コイル１４の中空設計により、冷媒気体（図示せず）が内部を流れることができるようになり、冷媒気体が、プロセスの気流１１ｃの熱を抽出することによりプロセスの気流１１ｃの温度を急速に下げることができるようになる。蒸発器冷却コイル組立体１４は、２つの金属パイプ６５、すなわち、供給および戻しパイピングまたは管路によって、圧縮機５９および凝縮器コイル５８を含む他の構成要素に接続される。
【０１０１】
これらの供給および戻し中空パイピング／管路６５は、冷媒気体を蒸発器冷却コイル組立体１４から圧縮機５９に、および凝縮器コイル組立体５８に循環させるのに役立つ。次いで、冷媒気体は凝縮器コイル組立体５８を離れ、レシーバドライヤ（図示せず）および膨張／絞り弁６４を通過し、閉ループの分離された空気処理および調節システム６１の一部としての蒸発器冷却コイル組立体１４にフィードバックされる。凝縮器コイル組立体５８の中空設計およびフィン（図示せず）は、内部を流れる熱を含む冷媒気体を冷却するのに役立つ。
【０１０２】
この冷却効果は、圧縮機５９および凝縮器コイル組立体の上方に、ＰＨ２ＯＣＰシステム７２のキャビネット３１の最上部に配置された高速排気ファンおよびモータ組立体６０によって提供される。
【０１０３】
この排気ファンモータ組立体６０は、周囲の空気をキャビネット３１側壁の取り入れ口３０を通して、凝縮器コイル組立体５８全体にわたり吸い込んで、内部の循環する熱い気体により凝縮器コイル５８から排出される熱を収集し、排気する。排気ファンモータ組立体６０は、熱い気流を吸い上げ、上方に、凝縮器コイル組立体５８から離して、周囲の中に排出する。この効果により凝縮器コイル組立体５８が冷却され、凝縮器コイル組立体５８は、次に、この分離タイプの空気処理および調節システム６１の蒸発器コイル組立体１４部分の中に循環させられ戻ったときに、冷媒気体を冷却する。どのような合法の冷媒気体もＰＨ２ＯＣＰシステム７２で利用されることができるが、好ましい実施形態では、安全のために、かつ環境基準を満たすために使用される冷媒気体は、Ｒ２２の代替物としてのＲ４１７Ａ、または別の気体、例えば、Ｒ１３４Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａのいずれかである。これらの冷媒気体は、気体、例えば、依然として使用されているが、環境により有害であると考えられるＲ２２などの気体と比較して、低い塩素含量およびオゾン破壊係数（ｏｚｏｎｅ  ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ、ＯＤＰ）を有する。蒸発器コイル組立体１４は、凝結プロセスセクション１５内に配置されるが、他の構成要素、例えば、凝縮器コイル組立体５８、圧縮機５９、高速排気ファンおよびモータ組立体６０、レシーバドライヤ（図示せず）、ならびに膨張／絞り弁６４は、抽出プロセスセクション６の上方に、キャビネット３１内部の別個の区画内に配置される。
【０１０４】
空気処理および調節システム６１の蒸発部分１４および凝結部分５８を連結する供給および戻しパイピング６５は、内部キャビネット３１の一部として構築された、密封され、切り離された金属導管またはチャネル（図示せず）内部に設置される。
【０１０５】
この金属導管またはチャネル（図示せず）は、凝結ユニット区画（アクセスパネル３３ｅ）から、内部キャビネット３１の下方に、抽出プロセスセクション６および凝結プロセスセクション１５（アクセスパネル３３ｄ）を通って延びる。
【０１０６】
別の一実施形態では、修正された再活性化プロセス９Ａが、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１１に示されるように利用されてもよい。この別の実施形態では、再活性化プロセス９Ａは、デシカントロータ／ホイール７が回転するマイクロ波加熱室３５Ａを有するマイクロ波再活性化システム３６Ａを含む。デシカントロータホイール７がマイクロ波加熱室３５Ａを通って回転するとき、ロータホイール７内のデシカント材料８が加熱され、非活性化され、それにより、デシカント材料に含まれる水分を気流の中に解放して戻す。このような設計により、再活性化加熱コイル１０、および再活性化加熱コイル１０を通って流れる内部の加熱された熱流体が不要になる。
【０１０７】
図１０Ａおよび図１０Ｂから理解されることができるように、マイクロ波加熱室３５Ａは、回転するデシカントロータホイール７の一部分がマイクロ波加熱室３５Ａを直接通過するように構築される。デシカントロータホイール７を適合させるために、マイクロ波加熱室３５Ａの少なくとも１つの壁が、スルーホールまたはカットアウトを、それを通ってデシカントロータホイール７を受け入れるようなサイズおよび形状で含む。図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるように、マイクロ波加熱室３５Ａの壁８４および８６は、ロータホイール７が通過することができるようになるカットアウトを含む。マイクロ波加熱室３５Ａの壁とデシカントロータホイール７の間に、両者間の密封を維持する手助けをし、一方、デシカントロータホイール７が依然として回転することができるようになるシール材料が利用されてもよいことが留意される。このようなシール材料は、マイクロ波再活性化システム３６Ａ内のマイクロ波による損傷および極端な加熱に耐性があることが好ましい。
【０１０８】
図１０Ａおよび図１０Ｂでは、気流吹出口８０も見られることができる。気流吹出口８０の反対側に実質的により小さい気流吸込口８２がマイクロ波加熱室３５Ａ上に提供されることが留意される。マイクロ再活性化システム３６Ａの向きのために気流吸込口８２が描かれていないが、気流吸込口８２の位置が図１０Ａに示されている。マイクロ波再活性化システム３６Ａ内の気流吸込口８２および気流吹出口８０のいずれかまたは両方が、気流の移動を補助するために、上述のようにファンまたは送風機を含んでもよい。
【０１０９】
図１１に示されるように、周囲の気流１１ａは、ＰＨ２ＯＣＰシステムの中に引っ張り込まれた後、抽出プロセスセクション６に入り、上述のようにデシカントロータホイール７を通過する。それにより、気流１１ａは、デシカントロータホイール７をその中の水蒸気で充満させ、乾燥気流１１ｂをもたらす。図１〜図９に関連した上述の実施形態では、乾燥気流１１ｂは、次いで、乾燥気流１１ｂを加熱するように、（マイクロ波加熱室３５Ａ内で既に加熱された）熱流体の再活性化加熱コイル１０を通過する。次いで、加熱され、乾燥させられた気流１１ｂは、戻って、デシカントロータホイール７を通過して、デシカント材料８を非活性化する。それにより、加熱され、乾燥させられた気流１１ｂは、水分を補給されるようになり、加熱され、水分が飽和した気流１１ｃを形成する。
【０１１０】
しかしながら、図１１の別の実施形態では、デシカントロータホイール７から得られる乾燥気流１１ｂは、再活性化加熱コイル１１を通過しない。代わりに、乾燥気流１１ｂは、次にマイクロ波加熱室３５Ａの中に直接進む。デシカントロータホイール７がマイクロ波加熱室３５Ａを通って回転するとき、マイクロ波加熱室３５Ａは、デシカント材料８、および／またはデシカント材料内に保持された水を加熱するマイクロ波を発生させ、それにより、デシカント材料８を非活性化するマイクロ波を発生させる。乾燥気流１１ｂは、マイクロ波加熱室３５Ａに入り、デシカントロータホイール７の、加熱され、非活性化されたセクションを通過して戻るとき、デシカントロータホイール７から今、解放された水分子を拾い上げ、それにより、水分を補給する。さらに、マイクロ波加熱室３５Ａ内部のマイクロ波、ならびに／または水およびデシカントロータホイール７の熱のために、気流自体が加熱される。したがって、気流は、図２に示される既存のデシカントロータホイール７のようにマイクロ波加熱室３５Ａを出るとき、同様に加熱され、水分が飽和した気流１１ｃになる。次いで、飽和した熱い気流１１ｃは、上述のように凝結プロセスセクション１５の中に移動し、除湿され、空気調節された気流１１ｄとして出る。上記のように、凝結プロセスセクション１５は、圧縮機５９、凝縮器コイル組立体５８、排気ファンおよびモータ組立体６０、絞り弁６４、ならびに構成要素（図示せず）に連結される蒸発器冷却コイル組立体１４を組み入れる空気処理および調節システム６１の分離された設計を含んでもよい。
【０１１１】
図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１１に示される実施形態全体を通して、気流１１ａ〜１１ｄは、図１〜図９に示される実施形態に関連して上述されたものと同じ高静圧直接駆動軸流タイプ送風機およびモータ組立体によって維持されてもよい。
【０１１２】
前述の説明および添付図面は、本発明の具体的な好ましい実施形態、ならびに本発明者により現在企図されるようなＰＨ２ＯＣＰシステム７２のための特定のサブシステム、方法およびプロセスに関するが、本発明の精神から決して逸脱することなく、様々な修正、変更および適合が行われてもよいことが理解されよう。
【図１】
2014517171.tif 000003
【図２】
2014517171.tif 000004
【図３】
2014517171.tif 000005
【図４】
2014517171.tif 000006
【図５】
2014517171.tif 000007
【図６】
2014517171.tif 000008
【図７】
2014517171.tif 000009
【図８】
2014517171.tif 000010
【図９】
2014517171.tif 000011
【図１０Ａ】
2014517171.tif 000012
【図１０Ｂ】
2014517171.tif 000013
【図１１】
2014517171.tif 000014
【国際調査報告】
2014517171.tif 000015
2014517171.tif 000016
2014517171.tif 000017