(57)【要約】  本明細書に説明される音響エネルギー発生器及び電磁場発生器を含む流体処理システム。流体処理システムは、使用中、音響エネルギー発生器及びＥＭＦ発生器を独立して制御するコントローラを含む場合がある。また、本明細書に説明されるのは、流体の少なくとも一部分に音響信号を印加すること、及び直接的な導電性パスによって流体の少なくとも一部分に電磁場信号を印加することを含んだ流体を処理する方法である。係る流体処理システムを使用し、大気水発生器によって抽出された水を処理する方法も、本明細書に説明される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体処理システムであって、
使用中、容器内の流体の少なくとも一部分に音響信号を印加する音響エネルギー発生器と、
使用中、前記流体の少なくとも前記一部分にＥＭＦ信号を伝導的に印加する電磁場（ＥＭＦ）発生器と
を備える、流体処理システム。
【請求項２】
使用中、前記音響エネルギー発生器及び前記ＥＭＦ発生器を独立して制御する第１のコントローラをさらに備える、請求項１に係る流体処理システム。
【請求項３】
使用中、前記流体処理システムの状態をモニタし、前記第１のコントローラに前記状態に関するフィードバックを送信するセンサをさらに備える、請求項２に記載の流体処理システム。
【請求項４】
前記音響エネルギー発生器が第１の音響エネルギー発生器であり、前記ＥＭＦ発生器が第１のＥＭＦ発生器であり、前記流体処理システムが、
第２の音響エネルギー発生器と、
第２のＥＭＦ発生器と
をさらに備える、請求項２に記載の流体処理システム。
【請求項５】
前記第１のコントローラが、使用中、前記第２の音響エネルギー発生器及び前記第２のＥＭＦ発生器を制御する、請求項４に記載の流体処理システム。
【請求項６】
前記音響信号が第１の波形を有し、前記ＥＭＦ信号が第２の波形を有し、前記第１の波形及び前記第２の波形が、正弦波、方形波、三角波、のこぎり波、ディラックパルス形、又はその組合せから独立して選択される、請求項１から５のいずれか１項に記載の流体処理システム。
【請求項７】
前記音響信号がパルス化された音響信号であり、前記ＥＭＦ信号がパルス化されたＥＭＦ信号であり、又は両方である、請求項１から５のいずれか１項に記載の流体処理システム。
【請求項８】
前記音響信号が第１の周波数を有し、前記ＥＭＦ信号が第２の周波数を有し、前記第１の周波数が前記第２の周波数と実質的に同じである、請求項１から５のいずれか１項に記載の流体処理システム。
【請求項９】
前記ＥＭＦ発生器が、前記ＥＭＦ信号が、使用中、２つ以上の接点を通して前記流体の前記少なくとも一部分に伝導的に印加される、該２つ以上の接点を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の流体処理システム。
【請求項１０】
大気水発生器をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の流体処理システム。
【請求項１１】
方法であって、
容器内の流体を処理することであって、
前記流体の少なくとも一部分に音響信号を印加することと、
直接的な導電性パスによって前記流体の前記少なくとも一部分に電磁場（ＥＭＦ）信号を印加することと
を含む、前記処理すること
を含む方法。
【請求項１２】
前記音響信号が第１の波形を有し、前記ＥＭＦ信号が第２の波形を有し、前記第１の波形及び前記第２の波形が、正弦波、方形波、三角波、のこぎり波、ディラックパルス形、又はその組合せから独立して選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記音響信号がパルス化された音響信号であり、前記ＥＭＦ信号がパルス化されたＥＭＦ信号であり、又は両方である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記音響信号が第１の周波数を有し、前記ＥＭＦ信号が第２の周波数を有し、前記第１の周波数が前記第２の周波数と実質的に同じである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記音響信号を印加することが、前記流体の前記一部分を空洞化する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記音響信号を前記印加すること、前記ＥＭＦ信号を前記印加すること、又は両方が核生成を引き起こす、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記音響信号を前記印加すること、記ＥＭＦ信号を前記印加すること、又は両方がソノフラグメンテーションを引き起こす、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記流体を前記処理することが、第１のコントローラによって、前記音響信号及び前記ＥＭＦ信号を独立して制御することをさらに含む、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記音響信号が第１の音響信号であり、前記ＥＭＦ信号が第１のＥＭＦ信号であり、前記流体を前記処理することが、前記第１のコントローラによって、第２の音響信号及び第２のＥＭＦ信号を制御することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記流体が、懸濁物、溶解固形物、油溶性ガス、金属、金属塩、無機化合物、有機化合物、生物由来物質、放射性物質、藻類、バクテリア、ウィルス、又はその組合せを含む、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記流体が水であり、前記方法が、大気水生成器によって前記水を生成することをさらに含む、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
方法であって、
第１のＡＷＧユニット及び第２のＡＷＧユニットを備える複数の大気水発生器（ＡＷＧ）ユニットを作動させることと、
前記複数のＡＷＧユニットによって周囲空気から水を抽出することと、
前記水の少なくとも一部分を処理することであって、
前記流体の少なくとも一部分に音響信号を印加することと、
直接的な導電性パスによって前記流体の少なくとも前記一部分に電磁場（ＥＭＦ）信号を印加することと
を含む、処理することと
を含む、方法。
【請求項２３】
地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに少なくとも部分的に基づいて前記第２のＡＷＧユニットの動作を停止させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記複数のＡＷＧユニットを前記作動させることが、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づく、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のＡＷＧユニット、前記第２のＡＷＧユニット、又は両方が、第１の設定及び第２の設定を有し、前記第１の設定が高抽出効率及び高エネルギー消費を有し、前記第２の設定が低抽出効率及び低エネルギー消費を有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１のＡＷＧユニット及び前記第２のＡＷＧユニットが、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づいて前記第１の設定から前記第２の設定に変更される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記データがリアルタイムで受け取られる、請求項２３から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記データが予測モデリングにより生成される、請求項２３から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記データが１つ以上のセンサからの１つ以上の測定値を含む、請求項２３から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記１つ以上のセンサが、湿度センサ、温度センサ、圧力センサ、風速センサ、又はその組合せを備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
システムであって、
第１のＡＷＧユニットと、
第２のＡＷＧユニットと
を備える、複数の大気水発生器（ＡＷＧ）と、
使用中、容器内の流体の少なくとも一部分に音響信号を印加する音響エネルギー発生器と、
使用中、前記流体の少なくとも前記一部分にＥＭＦ信号を伝導的に印加する電磁場（ＥＭＦ）発生器と
を備える水処理装置と
を備えるシステム。
【請求項３２】
１つ以上のセンサをさらに備える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記１つ以上のセンサが、湿度センサ、温度センサ、圧力センサ、風速センサ、又はその組合せを備える、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第１のＡＷＧユニットの近くで周囲空気の混合を増加させるように構成された構造をさらに備える、請求項３１から３３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３５】
前記構造が、壁、バッフル、グレート、ファン、風車、ベンチュリ流れ空気システム、又はその組合せを備える、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
使用中、前記複数のＡＷＧユニット、水処理装置、又は両方を独立して制御するコントローラをさらに備える請求項３１から３３のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して超音波処理及び伝導性電磁場を使用する流体処理システム、並びにその使用方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
当該技術では、化学処理（例えば、促進酸化法（ＡＯＰ）、超音波処理、ろ過、及び電磁場の印加を含むさまざまな流体処理機構が知られている。流体処理システムは、通常、同じ量の流体に連続で適用される１つ以上の処理機構を含む。言い換えると、第１の処理は、第１の場所の大量の流体に対して使用され、次いで流体は、大量の流体が第２の処理で処理される第２の場所に移動する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、（例えば、飲料水の場合には）不都合である場合がある化学薬品の使用を必要としない、最小の調整でさまざまな汚染物質を有するさまざまな流体を処理するために使用し得る、及び／又は処理される場合がある大量の流体を所与として空間効率が良く、エネルギー効率が良い流体処理機構はほとんどない。したがって、当該技術では、化学薬品の使用を必要とせず、さまざまな汚染物質を含んださまざまな流体を処理するために使用され得、コンパクトであり、且つエネルギー効率が良い流体処理システム及び関係する方法の必要性が残っている。本開示はこの優位点及び関係する優位点を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の態様は、例えば、使用中、音響信号を生成し、容器内の流体の少なくとも一部分に音響信号を印加する超音波処理器等の音響エネルギー発生器、及び使用中流体の少なくとも一部分にＥＭＦ信号を伝導的に印加する電磁場（ＥＭＦ）発生器を含む流体処理システムを含む。実施形態では、流体処理システムは、使用中、音響エネルギー発生器及びＥＭＦ発生器を独立して制御する第１のコントローラをさらに含む。いくつかの実施形態では、流体処理システムは、使用中、流体処理システムの状態をモニタし、状態に関するフィードバックを第１のコントローラに送信するセンサをさらに含む。
【０００５】
本開示の追加の態様は、容器内の流体を処理することであって、流体の少なくとも一部分に音響信号を印加すること、及び直接的な導電性パスによって流体の少なくとも一部分にＥＭＦ信号を印加することを含んだ処理することを含んだ方法を含む。実施形態では、流体を処理することは、第１のコントローラによって、音響信号及びＥＭＦ信号を独立して制御することを含む。実施形態では、流体は、懸濁物、溶解固形物、油溶性ガス、金属、金属塩、無機化合物、例えば揮発性有機化合物等の有機化合物、生物由来物質、放射性物質、藻類、バクテリア、ウィルス、又はその組合せを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、音響信号を印加することは、流体の少なくとも一部分を空洞化する。いくつかの実施形態では、音響信号を印加すること、ＥＭＦ信号を印加すること、又は両方は核生成を引き起こす。いくつかの実施形態では、音響信号を印加すること、ＥＭＦ信号を印加すること、又は両方は、ソノフラグメンテーション（ｓｏｎｏｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）を引き起こす。
【０００７】
本開示の態様は、第１の大気水発生器（ＡＷＧ）ユニット及び第２のＡＷＧユニットを含んだ複数のＡＭＧユニットを作動させることと、複数のＡＷＧユニットによって周囲空気から水を抽出することと、水の少なくとも一部分を処理することであって、該処理することが、音響信号を水の少なくとも一部分に印加することと、直接的な導電性パスによって水の少なくとも一部分にＥＭＦ信号を印加することとを含んだ方法をさらに含む。実施形態では、方法は、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づいて第２のＡＷＧユニットの動作を停止させることをさらに含む。いくつかの実施形態では、複数のＡＷＧユニットを作動させることは、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づいている。
【０００８】
多様な実施形態では、第１のＡＷＧユニット、第２のＡＷＧユニット、又は両方は、第１の設定及び第２の設定を有し、第１の設定は、第２の設定よりもより高い抽出効率及びより高いエネルギー消費を有し、第２の設定は、第１の設定よりもより低い抽出効率及びより低いエネルギー消費を有する。いくつかの実施形態では、第１のＡＷＧユニット及び第２のＡＷＧユニットは、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づいて第１の設定から第２の設定に変更される。
【０００９】
本開示の追加の態様は、第１のＡＷＧユニット及び第２のＡＷＧユニットを含んだ複数のＡＷＧユニットと、使用中、容器内の流体の少なくとも一部分に音響信号を印加する音響エネルギー発生器及び使用中、流体の少なくとも一部分にＥＭＦ信号を伝導的に印加するＥＭＦ発生器を含んだ水処理装置とを含んだシステムを含む。実施形態では、システムは、第１のＡＷＧユニットの近くの周囲空気の混合を増加させるように構成された構造をさらに含む。いくつかの実施形態では、システムは、使用中、複数のＡＷＧユニット、水処理装置、又は両方を独立して制御するコントローラをさらに含む。
【００１０】
発明を実施するための形態は、添付の図を参照して提供される。図中、参照番号の最も左の数字（複数可）は、参照番号が表示される図を識別する。異なる図での同じ参照番号の使用は、類似する又は同一の構成要素又は特徴を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の流体処理システムの実施形態を示す図である。
【図２】ＥＭＦ信号が無作為な間隔でパルス化され、本開示の実施形態に従って超音波信号に対して設定された相互関連を有さない、重ね合わされた音響信号及びＥＭＦ信号の例を示す図である。
【図３】ＥＭＦ信号が、本開示の実施形態に係る音響信号と同じ周波数で、位相シフトなしにパルス化される、重ね合わされた音響信号及びＥＭＦ信号の例を示す図である。
【図４】ＥＭＦ信号が、本開示の実施形態に従って、音響信号の周波数の半分で位相シフトなしでパルス化される、重ね合わされた音響信号及びＥＭＦ信号の例を示す図である。
【図５】ＥＭＦ信号が、本開示の実施形態に従って、音響信号の周波数の２倍で位相シフトなしにパルス化される、重ね合わされた音響信号及びＥＭＦ信号の例を示す図である。
【図６】ＥＭＦ信号が、本開示の実施形態に従って、９０度の先行位相シフトで、音響信号で同じ周波数でパルス化される、重ね合わされた音響信号及びＥＭＦ信号の例を示す図である。
【図７】本開示の流体処理システムの実施形態を示す図である。
【図８】２種類のＡＷＧユニットの水生成率（ガロン／日）に対する相対湿度の影響を示す図である。
【図９】２種類のＡＷＧユニットの電気効率（使用される電気／ガロの）に対する相対湿度の影響を示す図である。
【図１０】３日間にわたるテキサス中心場所の日の時間の関数として平均相対湿度を示す図である。
【図１１】より小型のＡＷＧユニットをオンにするための相対湿度トリガ値の関数として、大型ＡＷＧユニット対小型ＡＷＧユニットの比率が１：２であるモデル化された大規模ＡＷＧプラットフォームの電気効率を示す図である。
【図１２】１００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面相対湿度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図１３】５００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面相対湿度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図１４】１，０００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面相対湿度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図１５】５，０００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面相対湿度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図１６】１０，０００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面相対湿度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図１７】１００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面温度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図１８】５００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面温度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図１９】１，０００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面温度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図２０】５，０００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面温度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【図２１】１０，０００のＡＷＧユニットを運用する大規模ＡＷＧプラットフォームを取り囲む地域での表面温度の変化のモデル化された結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に説明されるのは、超音波処理及び電磁場を使用し、流体を処理するためのシステム、並びに同を使用するための方法である。係るシステムは、例えば音響信号を生成し、印加する超音波処理器等の音響エネルギー発生器、及び伝導性ＥＭＦ信号を流体に印加するＥＭＦ発生器を含む。音響信号及びＥＭＦ信号は、独立して制御されてよい。本明細書に開示されるシステムは、スタンドアロンデバイスの形をとる場合もあれば、より大きい処理システムの一部分である場合もある。
【００１３】
音響信号とＥＭＦ信号の両方とも、溶存種の核生成（例えば、均一核生成）又は結晶化、（多様な微生物の細胞壁又は細胞膜に損傷を生じさせる）音響キャビテーション、又は両方を個別に生じさせる場合がある。実施形態では、音響信号及び伝導性ＥＭＦ信号は、同じ量の流体に印加される。いくつかの実施形態では、音響信号及び伝導性ＥＭＦ信号は、同時に又は実質的に同時に印加される。音響信号及び伝導性ＥＭＦの大量の流体に対する同時又は実質的に同時の印加は、複合的な相乗効果を生じさせる場合がある。さらに、各信号を個別に制御することによって、信号の相互作用は、微調整され、最適化され得る。
【００１４】
音響信号及びＥＭＦ信号を印加することの複合的な効果は、溶存種の見かけの飽和を増加させ、流体源から溶存種を沈殿させることの効果を高めることを含んでよい。理論に拘束されるものではないが、音響信号は、流体に印加されるとき、流体（例えば、水）中の溶存種の核生成及び／又は結晶化の速度を高める。音響信号−生成される圧力波が、流体の中の溶存種の混合を増加させ、イオン対の間の衝突の頻度、及び核生成事象が発生する可能性を高める。また、音響信号は、ソノクリスタリゼーション（ｓｏｎｏｃｒｙｓｔａｌｌａｔｉｏｎ）、ソノフラグメンテーション、音波化学、ソノルミネッセンス、融合、微生物不活性化、微生物破壊、標的バイオキル、選択的化学反応の開始、選択的化学反応の終了、選択的粒径結晶化及び分離、高エネルギー物理学のための条件の確立、例えばｐＨ、濃度、温度、圧力、懸濁物、溶解固形物、濁度、粘度、熱伝導性、密度、表面張力、及び他のレオロジー特性及び束一性等の流体の特性の改変、又はその組合せも生じさせる場合がある。同様に、ＥＭＦ信号は、流体に印加されるとき、溶存種に核を成させる場合がある。ＥＭＦ信号は、例えば水等の、双極子モーメントを所有する流体内の分子と相互作用する。例えば、水分子はＥＭＦ信号と位置合わせせざるを得ず、通常核生成事象を妨げる溶存種の回りで水和層を乱す。これは、実質的に溶存種のための一時的な過飽和状態を作り出す。水和層なしでは、対イオンは互いに引き寄せられ、核を成し、飽和濃度に到達するまで通常は起こらないであろう事象である。追加のイオンは、この初期の核の回りで容易に結晶化し、溶液から種を除去する。また、係る核生成は、微生物に対して生物毒素による影響を有する場合もある。さらに、ＥＭＦ信号及び音響信号の結合は、流体内の局所化されたイオン分布に影響を及ぼし、例えば表面張力等の流体の束一性、例えば溶存化学種の活動係数等の熱力学特性、輸送特性、係る熱、質量、及び流体、並びに流体処理の効果に影響を及ぼすであろう他の要因を変更する場合がある。
【００１５】
さらに、音響信号及びＥＭＦ信号の複合効果は、微生物に対する損傷（例えば、（例えば、自己消化又は壊死を介した）死、細胞壁損傷、細胞膜損傷、生長阻害等）を含む。理論に拘束されるものではないが、流体に印加されるとき、音響信号は、流体内で圧力波を生じさせ、これが音響キャビテーションを引き起こす場合がある。作り出される泡が潰れると、微生物の細胞壁又は細胞膜に衝突し、損傷を与える場合がある高速噴射が発射される。また、生じた圧力波は、細胞壁又は細胞膜を破壊するのに十分なほど強力な剪断力を生じさせる場合もある。損傷を受けた微生物は、生き残ることができる場合、次いで再生される代わりに、損傷を修復するエネルギーを消費せざるをえない。また、損傷を受けた細胞壁又は細胞膜は、取り囲んでいる流体からの化学種が細胞に進入するのを防ぐことができない。同様に、ＥＭＦは、細胞膜の中に孔を生じさせることによって遺伝物質を細胞の中に導入するためにエレクトロポレーションで使用される。微生物を含む流体に印加されるとき、ＥＭＦ信号は、細胞膜内の、双極分子であるリン脂質を強制的に互いから分離させ、細胞膜に孔を生じさせる。通常の状態では、細胞は、ＥＭＦ信号が除去されると、これらの穴を閉じるためにエネルギーを消費する。ＥＭＦ信号の一定の印加により、細胞膜内の開口気孔は、微生物が、再生される代わりに孔を修復しようと試みるためにエネルギーを消費することを要求する。さらに、細胞膜内の開口気孔は、活性化学種の細胞の中への侵入を可能にし、最終的に細胞死につながる。
【００１６】
音響信号及びＥＭＦ信号の印加の追加の複合効果は、処理中である又は処理された流体を運ぶ構造内でのスケール防止、スケール削減、腐食防止、及び腐食削減を含んでよい。音響信号及びＥＭＦ信号の結合は、単独で動作するどちらかの信号の以前に識別された物理的な現象を強化する場合がある。言い換えると、音響信号及びＥＭＦ信号の結合は相乗的な結果を有する場合がある。
【００１７】
上述されたように、本開示のシステムは、音響信号を印加する音響エネルギー発生器、及び伝導性ＥＭＦ信号を流体に印加するＥＭＦ発生器を含む。いくつかの実施形態では、システムは、音響信号及び伝導性電磁場（ＥＭＦ）信号が印加される流体を保持する容器を含む。
【００１８】
本明細書に説明されるシステム及び方法は、水を処理するために使用されてよい。実施形態では、係るシステムは、ＡＷＧユニットによって周囲空気から抽出される水を処理するために使用される。係る実施形態では、音響エネルギー発生器及びＥＭＦ発生器は、例えば、貯水槽に結合される、ＡＷＧから二次貯水槽に水を移動する導管に結合される、二次貯水槽に結合される等、ＡＷＧユニットに関係する任意の適切な場所に位置してよい。
【００１９】
また、本明細書に開示される実施形態は、音響信号及び伝導性ＥＭＦ信号で抽出された水を処理する少なくとも１つの水処理装置と組み合わせて、複数のＡＷＧユニットを含んだシステムも含む。
【００２０】
本開示の装置及び方法の特定の実施形態を説明するために、添付の図が参照される。本明細書に説明される実施形態の特定の詳細は例としてであり、本開示の実施形態の例示的な説明のためであるので、本説明は限定的と解釈されるべきではない。以下に説明される特定の実施形態は、音響エネルギー発生器の一例として超音波処理器を参照するが、以下の説明は音響エネルギーの源としての超音波処理器に限定されない。
【００２１】
図１は、処理容器１０２を含む流体処理システム１００の実施形態を示す。実施形態では、「処理」は、プロセス又はプロセスに影響を及ぼすための関係システムに関して使用されるとき、統計的に有意な量分の流体内の汚染物質の削減を指す。いくつかの実施形態では、処理は、少なくとも約２０％分、流体内の汚染物質を削減する。追加の実施形態では、処理は、少なくとも約５０％分、流体内の汚染物質を削減する。追加の実施形態では、処理は、少なくとも約７０％分、流体内の汚染物質を削減する。追加の実施形態では、処理は、少なくとも約９０％分、流体内の汚染物質を削減する。
【００２２】
処理される流体の流れの方向性は矢印で示される。流体は、第１のポート１０４を通して容器１０２に進入する。流体処理システム１００は、タンクとして処理容器１０２を示すが、処理は、流体がその中に保管される、又は流体がそれを通って移動するパイプ若しくは他の構造で達成されてよい。
【００２３】
容器１０２内にある間、大量の流体は、超音波処理器１０８によって生成される音響信号１０６、及びＥＭＦ発生器１１２によって生成される伝導性ＥＭＦ信号１１０で処理される。いくつかの実施形態では、大量の流体は、複数の超音波処理器及び／又は複数のＥＭＦ発生器によって処理されてよい。いくつかの実施形態では、大量の流体は、複数の音響信号及び／又は複数のＥＭＦ信号で処理されてよい。いくつかの実施形態では、大量の流体は、より大きなシステムの中で、直列で、並列で、又はその組合せで操作される複数の容器を通して処理されてよい。いくつかの係る実施形態では、各容器は異なる超音波処理器及びＥＭＦ発生器と関連付けられる。
【００２４】
例えば超音波処理器等の任意の適切な音響エネルギー発生器が使用されてよい。いくつかの実施形態では、超音波処理器１０８は超音波発生装置である。他の実施形態では、超音波処理器１０８は、励起したアンテナ、超音波処理ホーン（ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ  ｈｏｒｎ）、ハンマー式変換器、音響変換器、磁歪変換器、又は圧電変換器である。
【００２５】
デジタル又はアナログの関数発生器は、音響信号を生成するために使用されてよい。係るデジタル関数発生器又はアナログ関数発生器は、１つ以上の振幅変調器、周波数変調器、及び／又は位相変調器、あるいは任意の波形発生器を含んでよい。音響信号１０６は、連続的に又は間欠的に印加されてよい。実施形態では、音響信号１０６は、連続波形を有する。係る実施形態では、波形は、正弦波形、方形波形、三角波形、又はのこぎり歯波形であってよい。実施形態では、波形はディラックパルス（Ｄｉｒａｃ  ｐｕｌｓｅ）形である。特定の実施形態では、音響信号１０６は、例えば減衰正弦波形等の減衰波形である。実施形態では、音響信号１０６は、規則正しく又は無作為にパルス化される。
【００２６】
実施形態では、音響信号１０６は、安定的に、慣性的に、又は両方で大量の流体内で気泡核形成及びキャビテーションを引き起こす。いくつかの実施形態では、システムは、同じ量の流体の中への、例えばガススパージ等の気泡核生成又は形成のための他の方法を含んでよい。
【００２７】
音響信号１０６は、固定周波数又は可変周波数を有してよい。音響信号１０６は、インフラサウンド範囲（０〜２０Ｈｚ）内、音響音範囲（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）内、超音波範囲（２０ｋＨｚから１００ＭＨｚ）内にあってよい、又は１００Ｍｈｚを超えてよい。いくつかの実施形態では、音響信号１０６は超音波信号である。実施形態では、音響信号１０６の周波数は、約２０ｋＨｚ〜約３００ＭＨｚに及ぶ。いくつかの実施形態では、音響信号１０６の周波数は、約２０ｋＨｚ〜約２００ＭＨｚに及ぶ。いくつかの実施形態では、音響信号１０６の周波数は、約２０ｋＨｚ〜約２ＭＨｚに及ぶ。特定の実施形態では、音響信号１０６の周波数は、容器１０２の中で共鳴定常波を生じさせる。
【００２８】
任意の適切なＥＭＦ発生器が使用されてよい（例えば、米国特許第９，１８１，１１３号及び米国特許出願第２０１６／００２３９２６号に記載されるＥＭＦ発生器）。適切なＥＭＦ発生器はＥＭＦ信号を生成し、誘導的なパスを介してとは対照的に、直接的な導電性パスを介してＥＭＦ信号を流体に印加する（つまり、１つ以上の導電媒質を介して物理的接触を用いた電気エネルギーの移動）。例えば、ＥＭＦ発生器１１２は、伝導性のＥＭＦ信号１１０を流体に送信する１つ以上の接点を含んでよい。例えば、壁等の境界、又は導電性である境界の部分を含んだ容器１０２を含む実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、流体と電気接触する、容器１０２の壁（複数可）を介して流体を通して送信される。他の実施形態では、接点（複数可）は、伝導性の要素が処理される流体と電気的に接触できるようになる、容器１０２の内部の伝導性の要素（例えば、ワイヤ（複数可）、突起（複数可）等）である。ＥＭＦ発生器１１２は、容器１０２の外部の上若しくは近くに、又は容器１０２の内部に位置決めされてよい。
【００２９】
伝導性ＥＭＦ信号の使用は、誘導的なＥＭＦデバイスよりもよりコンパクトなデバイスからのより長距離及び信号強度を可能にする。誘導的なＥＭＦ信号の代わりに伝導性ＥＭＦ信号を使用することにより、信号の同じ強度がより低い電力入力で生じ得る。
【００３０】
デジタル又はアナログの関数発生器は、ＥＭＦ信号を生成するために使用されてよい。係るデジタル又はアナログの関数発生器は、１つ以上の振幅変調器、周波数変調器、及び／若しくは位相変調器、又は任意の波形発生器を含んでよい。ＥＭＦ信号１１０は、連続的に又は間欠的に印加されてよい。実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は連続波形を有する。係る実施形態では、波形は、正弦波形、方形波形、三角波形、又はのこぎり歯波形であってよい。実施形態では、波形はディラックパルス形である。特定の実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、例えば、減衰正弦波形等の減衰波形である。
【００３１】
ＥＭＦ信号１１０の波形は、固定周波数又は可変周波数を有してよい。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０の周波数はランダム化される。実施形態では、ＥＭＦ信号１１０の周波数は約０ｋＨｚ〜約１００ＭＨｚに及ぶ。実施形態では、ＥＭＦ信号１１０の周波数は約１０ｋＨｚ〜約５００ＭＨｚに及ぶ。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０の周波数は約５０ｋＨｚ〜約４００ＭＨｚに及ぶ。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０の周波数は約８０ｋＨｚ〜約３８０ｋＨｚに及ぶ。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０の周波数は約１ｋＨｚ〜約８０ＭＨｚに及ぶ。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０の周波数は約５ｋＨｚ〜約４０ＭＨｚに及ぶ。
【００３２】
実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、規則正しく又は無作為にパルス化される。係る実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、約０ｋＨｚ〜約１００ＭＨｚに及ぶ周波数でパルス化されてよい。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、約１ｋＨｚ〜約８０ｋＨｚに及ぶ周波数でパルス化されてよい。特定の実施形態では、ＥＭＦ信号１１０の周波数は、約５ｋＨｚ〜約４０ＭＨｚに及ぶ。特定の実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、無作為にパルス化された減衰正弦波形であり、波長発振は８０ｋＨｚ〜３８０ｋＨｚに及び、パルス化周波数は５ｋＨｚ〜４０ｋＨｚに及ぶ。
【００３３】
超音波処理器１０８及びＥＭＦ発生器１１２は、コントローラ１１６によって制御されてよい。コントローラ１１６は、超音波処理器１０８及びＥＭＦ発生器１１２を独立して制御してよい。言い換えると、コントローラ１１６は、互いに関係なく音響信号（複数可）及びＥＭＦ信号（複数可）の生成及び／又は印加を管理してよい。いくつかの実施形態では、コントローラ１１６は、音波信号及びＥＭＦ信号を独立して制御し、信号の結合された印加をモニタする。
【００３４】
ＥＭＦ信号１１０及び音響信号１０６は、同期又は実質的に同期してよい。したがって、いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０及び音響信号１０６は、実質的に同じ周波数でパルス化される。実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、音響信号１０６の周波数よりも高い又は低い音響信号１０６の周波数の高調波の整数値である周波数で規則正しくパルス化される。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、音響信号１０６から−１８０度から１８０度へ位相シフトされる。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号１１０は、音響信号１０６から０度〜３６０度へ位相シフトされる。特定の実施形態では、音響信号１０６の波形は、ＥＭＦ信号１１０の波形の高調波であり、−１８０度から１８０度へ位相シフトされる。
【００３５】
重ね合わされた音響信号１０６及びＥＭＦ信号１１０の例は、図２から図６に示される。これらの図は、同じ時間軸上の音響信号（太線）及びＥＭＦ信号（太線ではない（ｕｎｂｏｌｄｅｄ）線）のいくつかのグラフを示す。各グラフの太線で表される音響信号は、４０ｋＨｚの例の正弦信号を示す。太線ではない線で表されるＥＭＦ信号は、３５０ｋＨｚの減衰正弦信号に基づいている信号の多様な例を示す。両方の信号の振幅は、例示のためだけである。いくつかの実施形態では、音響信号の振幅は、ＥＭＦ信号の振幅より数倍大きい。この説明のために、音響信号波の正の振幅は、圧力波の圧縮部分を表すと解釈される。一方、負の振幅は拡大部分を表す。これらの図は、代表的な例として提示され、当業者は、波形種類、信号周波数、位相シフト、及びＥＭＦ信号減衰等の態様が、本開示の範囲内でさらに変えられてよいことを認識する。
【００３６】
実施形態では、ＥＭＦ信号は、例えば無作為にパルス化される等、ランダム化される（例えば、図２を参照すること）。図２に示されるように、ＥＭＦ信号は無作為にランダム化され、それ以外の場合、音響信号と相互関連付けられない。係るＥＭＦ信号は、共鳴が発生し、効果的ではないＥＭＦ処理につながり、したがって共鳴を回避することが好ましい状況で使用されてよい。係る実施形態では、ランダム化されたＥＭＦ信号は、音響信号との広範囲の対話を有する。
【００３７】
いくつかの実施形態では、音響信号及びＥＭＦ信号は同期してよい（図３を参照）。いくつかの係る実施形態では、音響信号及びＥＭＦ信号は、いずれの位相シフトもなく同期する。図３に示されるように、ＥＭＦ信号は、いずれの位相シフトもなく音響信号と同じ周波数（４０ｋＨｚ）でパルス化される。係る実施形態では、ＥＭＦ信号及び音響信号は、類似する流体処理効果（例えば、水の中の過飽和塩の均一核生成及び微生物に対する損傷）を有してよい。ＥＭＦ信号が音響信号の圧縮波の始まりで発生するように信号の時間を調整することにより、同時波は、流体処理効果の効果を増進させることができる。
【００３８】
ＥＭＦ信号及び音響信号を同期させることによって相乗効果を達成でき、該信号の一方は、他方の信号よりもより高い高調波である（つまり、他方の信号の周波数のｎ倍である周波数を有し、ｎは整数である）。例えば、図４及び図５は、ＥＭＦ信号がそれぞれ超音波信号に対してより低い調波周波数（２０ｋＨｚ）及びより高い調波周波数（８０ｋＨｚ）でパルス化される実施形態を明示する。図４と図５の両方で、ＥＭＦ信号及び音響信号は、プロセスの一定のサイクルで、図３の場合に説明される類似した同時効果を達成するために相互に関連付けられる。ＥＭＦ信号パルス化がより低い周波数である図４に示される信号相互関連は、図３の信号と比較して、流体内の水和層のより長い緩和時間を可能にする。これは、例えばＥＭＦ信号により生じる少量の過飽和しか必要とされない高濃度の流れからの塩の除去において等、一定の流体状態における音響信号の影響を最大限にするためにより効果的である場合がある。ＥＭＦパルス化がより頻繁に行われる図５に示される相互関連は、その緩和期間を大幅に削減し、音響信号印加をより効果的にするように、溶解塩の水和層及び微生物細胞壁内のリン脂質を常に変化させておくであろう。
【００３９】
いくつかの実施形態では、音響信号及びＥＭＦ信号は同じ周波数を有するが、位相シフトにより互いから偏位している。図６では、ＥＭＦ信号は音響信号と同じ周波数（４０ｋＨｚ）でパルス化されるが、音響信号から−９０度の位相シフトしている。この状況では、音響信号波の圧縮部分の前にＥＭＦ信号を開始すると、圧縮波の影響の前に、数マイクロ秒水和層及び細胞壁又は細胞膜を乱し、そのとき音響信号の印加をより効果的にできるであろう。
【００４０】
図１に戻ると、音響信号及びＥＭＦ信号の周波数、振幅、波形、位相シフト、及び減衰率は、すべて処理される流体及び処理される流体中の汚染物質に基づいて調整されるであろう要因である。いくつかの実施形態では、これらの値の１つ以上は、フィードバックループに応えて、超音波処理器１０８及びＥＭＦ発生器１１２のためにコントローラ１１６によって必要に応じて調整される。係るフィードバックルックは、流体処理システム１００に内蔵されてよい。例えば、容器１０２の上流の微生物検出器等のセンサは、容器１０２の上流の微生物数の増加を観察し、その測定値をコントローラ１１６に送信してよい。コントローラ１１６は、それらのレベルで微生物に最善の影響を与える場合がある相互に関連付けられた信号集合を達成するように、例えば、音響信号振幅を増加させること、ＥＭＦ信号振幅を増加させること、音響信号の周波数を調整すること、ＥＭＦ信号の周波数を調整すること、ＥＭＦ信号と音響信号との間の位相シフトを改変すること、又はその組合せ等のいくつかの方法のうちの１つで対応してよい。例えば、汚染物質検出器等のセンサを利用する類似するフィードバックループは、それらのレベルで汚染物質に最善の影響を与える場合がある相互に関連付けられた音響信号及びＥＭＦ信号の集合を達成するために利用できる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、例えばドップラーシフト、共鳴、及び容器１０２の中で生じる高調波等の残留信号の影響等、音響信号１０６及びＥＭＦ信号１１０の信号処理は、処理条件をモニタする、評価する、又は調整するためにコントローラ１１６によって使用されてよい。
【００４２】
実施形態では、コントローラ１１６は、リアルタイムで１つ以上のセンサからフィードバックを受け取る。いくつかの実施形態では、センサフィードバックは遅延する、又は記憶される。センサフィードバックに応えて、コントローラ１１６は、例えば周波数、強度、及び波形等の音響信号特徴、例えば周波数、強度、及び波形等のＥＭＦ信号特徴、並びに／又は例えば周波数マッチング、高調波、及び移相等の音響信号とＥＭＦ信号との間の１つ以上の同期パラメータを変更してよい。
【００４３】
実施形態では、流体処理システムは、複数の超音波処理器を含む。各超音波処理器は、別の超音波処理器からの音響信号とは異なる少なくとも１つの特性（例えば、周波数、波形、振幅、位相シフト、減衰等）を有する音響信号を生じさせてよい。他の実施形態では、超音波処理器は、システム内の別の超音波処理器からの音響信号に実質的に同一である超音波信号を生じさせる。
【００４４】
実施形態では、流体処理システムは、複数のＥＭＦ発生器を含む。各ＥＭＦ発生器は、別のＥＭＦ発生器からのＥＭＦ信号とは異なる少なくとも１つの特性（例えば、周波数、波形、振幅、位相、減衰等）を有するＥＭＦ信号を生じさせてよい。他の実施形態では、ＥＭＦ発生器は、システム内の別のＥＭＦ発生器からのＥＭＦ信号と実質的に同一であるＥＭＦ信号を生じさせる。図１のＥＭＦ発生器１１２は、容器１０２に結合されて示されているが、ＥＭＦ発生器は、ＥＭＦ信号を、例えば容器１０２の上流（つまり、第１のポート１０４の上流）又は容器１０２の下流（つまり、第２のポート１１４の下流）で大量の流体に伝導的に印加できるようにする任意の場所に位置してよい。実施形態では、ＥＭＦ信号は、容器の一部分を通して伝搬し、これによりＥＭＦ信号は少なくとも１つの音響信号と相互作用する。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号は容器全体を通して伝搬する。
【００４５】
コントローラ１１６は、上流の流体の状態、下流の性能測定、又は両方の変化に応えて、流体処理システムを通して音響信号及び／又はＥＭＦ信号の強度及び周波数を管理し得る。多様な実施形態では、コントローラ１１６は、超音波処理器１０８及びＥＭＦ発生器１１２を制御するスタンドアロンシステムである。いくつかの実施形態では、コントローラ１１６は、より大きい流体処理システムのための統合制御システムの部分である。
【００４６】
複数のコントローラを含む実施形態では、コントローラは、直接通信接続（有線又は無線のどちらか）を使用し、又は共通のネットワークを介して互いと通信できる。係る実施形態では、各コントローラは、自律的に動作する場合もあれば、中央制御ステーションから受け取られるコマンドに基づいて動作する場合もある。いくつかの実施形態では、中央制御ステーションは、コントローラと同じ場所にある。いくつかの実施形態では、中央制御ステーションは、遠隔に位置する。共通ネットワークは、例えばイーサネット（登録商標）ネットワーク、Ｍｏｄｂｕｓネットワーク、ＣＡＮバスネットワーク、又はなんらかの他の適切な通信ネットワーク等、任意の適切なネットワークであってよい。
【００４７】
コントローラは、外部ネットワークに接続できるネットワーク通信装置を含んでよい。外部ネットワークは、ＬＡＮ、ＷＡＮ、クラウド、インターネット、又はなんらかの他のネットワークである場合があり、有線及び／又は無線である場合がある。ネットワークに応じて、使用されるプロトコルは、例えばイーサネット（登録商標）、Ｍｏｄｂｕｓ、ＣＡＮバス、ＴＣＰ／ＩＰ、又は任意の他の適切なプロトコル等、任意の標準的なプロトコルである場合がある。さらに、セキュリティ技術及び暗号化技術が使用されてよい。
【００４８】
コントローラは、グラフィックユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して流体処理プロセスを制御及び／又はモニタするために使用できる。ＧＵＩは、ディスプレイ（例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤディスプレイ等）を含む場合がある。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、コントローラの中に統合される、又は遠隔ＧＵＩが適切なハードウェアを介してコントローラに取り付けられる。
【００４９】
コントローラ又は中央制御ステーションは、センサからの測定値、流量データ、電力消費データ等を含んだ情報を記憶するためのデータベースを含む場合がある。係るデータベースは、コンピュータ可読媒体内に、別個のデバイス上に、又は両方で記憶される場合がある。データベースとともに、コンピュータ可読媒体は、オペレーティングシステム及び／又はアプリケーションソフトウェアを含む場合もある。
【００５０】
図１に示されるように、処理された流体は、例えば廃液ポート等の第２のポート１１４を通って容器１０２を出る。実施形態では、図１に示される流体処理システム等の流体処理システムは、スタンドアロン流体処理ユニットである。他の実施形態では、図１に示される流体処理システム等の流体処理システムは、より大型の流体処理システムの構成要素として機能する。係る実施形態では、処理された流体は、容器１０２を出た後に追加の処理を受けてよい。利用されてよい追加の流体処理プロセスは、促進酸化法（例えば紫外線放射、オゾン処理、過酸化水素処理等のＡＯＰ）、ろ過（例えば、精密ろ過、ナノろ過、及び限外ろ過）、逆浸透、正浸透、圧力印加、真空印加、機械的攪拌、ガススパージ及び脱ガス、熱処理（例えば、多段階フラッシュ蒸留）、膜蒸留、電気透析、生物反応槽、嫌気性生物処理及び好気性生物処理、化学処理システム、核生成剤を用いた処理、吸収剤を用いた処理、吸着剤を用いた処理、バイオサイドを用いた処理、綿状沈殿、電気綿状沈殿（ｅｌｅｃｔｒｏｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ）システム、電気凝固システム、電磁放射、イオン交換カラム若しくはシステム、例えばゼロ価鉄等還元剤を用いた処理、触媒を用いた処理、光触媒を用いた処理、又はその組合せ等を含む。いくつかの実施形態では、追加の流体処理プロセスは、電磁放射、触媒、光触媒、化学薬品、バイオサイド、核化剤、吸着剤、吸収剤、熱エネルギー、生化学、又はその組合せを適用することを含む。実施形態では、本開示の流体処理は、海水／汽水脱塩、ＡＷＧ、海洋熱エネルギー変換（ＯＴＥＣ）、潮蒸気エネルギー発生器、膜バイオリアクター、又はその組合せと結合されてよい。
【００５１】
実施形態では、処理される流体は、飲料水、農業からの損傷（ｉｍｐａｉｒｅｄ）水、廃水、地下水、地表水、家庭雑排水、海水、生産水、逆流水、鉱業廃水、放射能汚染水、再利用水、産業プロセス水、冷却水、加工されていない鉱油、加工された鉱油、石油燃料、有機溶媒、植物由来の油、バイオ燃料、合成潤滑油、合成燃料、ヒトの生理液、動物の生理液、又はその組合せを含む。
【００５２】
実施形態では、処理される流体は水である。いくつかの実施形態では、流体処理システムは、例えば住宅用、産業用、間接的な飲料に適した再利用、直接的な飲料に適した再利用（再利用水）、地下水注入、商業用、食品及び飲料、接待、農業、鉱業、石油とガス、電力、データセンタ、医療、病院、養護施設、薬剤、政府（例えば、軍事、連邦、州、地方、市、及び外国）、セキュリティ、宇宙市場、緊急水利用、消火使用、又はその組合せ等の適切な目的のために水を処理してよい。
【００５３】
いくつかの実施形態では、処理される水は、懸濁固形物を含む損傷水の流れである。係る実施形態では、損傷水の流れは、地表水、地下水、汚水の流れ、家庭雑排水の流れ、農業廃水の流れ、家畜廃水の流れ、スラッジ、採鉱作業、掘削作業、及び水圧破砕作業からの逆流水及び生産水の流れ、及び流出廃水を含んでよい。実施形態では、水は、質量で少なくとも１％の懸濁物を含む。いくつかの実施形態では、水は、質量で少なくとも５％の懸濁物を含む。
【００５４】
実施形態では、処理される流体は、懸濁固形物を含む損傷水の流れである。係る実施形態では、水の流れは、例えば沸石、金属、金属酸化物、活性炭、モレキュラーシーブ、ポリマー、樹脂、粘土等の水中の特定の汚染物質に対して大きい吸収能力を有する吸着性の固形物で処理されてよい。吸着剤を含んだ水の流れは、次いで音響信号及びＥＭＦ信号で処理されてよい。音響信号は、固形物を緩め、固形物からガス状汚染物及び水溶性汚染物質を放出し、これらの汚染物質の速度及び吸着物質への吸着を改善するのに役立つ場合がある。
【００５５】
固形物及び吸着剤は、次いで、例えば遠心分離及び乾燥等の多様なプロセスを通して水から回収される場合がある。音響信号及びＥＭＦ信号を水の流れに印加することにより、乾燥プロセスで失われる水は減少し、これが係るステップで必要とされるエネルギーの量も削減する。
【００５６】
さらに、音響信号及びＥＭＦ信号を水の流れに印加することは、溶解した汚染物質上で水和層を乱し、効果的なイオンサイズを縮小し、イオンが吸着剤内のより小さい孔に進入できるようにし、信号は、水和層が吸着剤の孔に進入するときにイオンの回りで形を成すのを防ぎ、イオンが吸着剤の孔に進入できる程度を強化する。本明細書に説明される流体処理システムは、例えば廃水又は動物流出廃水である場合がある開始損傷水の流れよりもより低いレベルの微生物（例えば、バクテリア）を有する分離された水及び固形物を生じさせる。回収後、固形物は、環境保護庁（ＥＰＡ）によるＡクラスの生物固体としての分類の基準を満たす場合がある。
【００５７】
多様な実施形態では、追加の処理プロセスは、ＥＭＦ信号及び固形信号の印加の前、後、又は間に使用されてもよい。追加の処理プロセスは、例えば、ｐＨ調整、凝集剤、例えばオゾン、過酸化水素、及び紫外線放射等の酸化剤、例えばゼロ価鉄等の還元剤、触媒等のための化学薬品を添加することを含む。係る追加の処理プロセスは、損傷水からの汚染物質除去の速度、容量、又は両方を強化してよい。実施形態では、ＥＭＦ信号及び音響信号は、１つ以上の吸着剤（例えば、金属、金属酸化物、沸石、活性炭、モレキュラーシーブ、ポリマー、樹脂、及び粘土）が存在する間に、損傷水に印加される。
【００５８】
実施形態では、分離された水は、次いで固形物が除去された後に追加の処理を受ける。いくつかの実施形態では、水は、別の超音波処理器及びＥＭＦ発生器からそれぞれ音響信号及びＥＭＦ信号を印加することによって処理される。いくつかの実施形態では、水は、例えば、ろ過、逆浸透、正浸透、例えばオゾン、過酸化水素、及び紫外線放射等の促進酸化法、例えばゼロ価鉄等の還元剤、化学処理、電気化学処理、又はその組合せ等の１つ以上の追加の処理プロセスでさらに処理される。
【００５９】
追加の実施形態では、処理される流体は、ＰＦＣ（例えば、パーフルオロ化されたハロゲン化アルキル、パーフルオロ化されたハロゲン化アリール、フルオロクロロアルケン（ｆｌｕｏｒｃｈｌｏｒｏａｌｋｅｎｅｓ）、パーフルオロエーテル、ペルフルオロエポキシド（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｅｐｏｘｉｄｅｓ）、パーフルオロアルコール、パーフルオロアミン、パーフルオロケトン、ペルフルオロカルボン酸、パーフルオロニトリル、パーフルオロイソニトリル（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｉｓｏｎｉｔｒｉｌｅｓ）、パーフルオロスルホン酸、パーフルオロスルホン酸の派生物、及びパーフルオロ化されたアリールボレート）で汚染された水（例えば、地表水又は地下水）である。当業者により理解されるように、パーフルオロアルキル物質（ＰＦＡＳ）、パーフルオロオクタンスルホン酸（ＰＦＯＳ）、及びパーフルオロオクタン酸（ＰＦＯＡ）を含んだＰＦＣは、飲料水の源を汚染し、除去されない限り、環境の中に無限に留まる。
【００６０】
実施形態では、水からＰＦＣを除去するために、活性炭による吸着が使用される。ＥＭＦ信号及び音響信号を印加しながら、ＰＦＣで汚染された水を活性炭（例えば、粒状活性炭又は粉状活性炭）で処理することによって、活性炭の容量だけではなく活性炭上のＰＦＣの吸着率も、大幅に増加し得る。実施形態では、ＥＭＦ信号及び音響信号を印加することによって、活性炭へのＰＦＣの取込みは、ＥＭＦ信号及び音響信号の印加なしでの活性炭へのＰＦＣの取込みと比較して、少なくとも約８倍増加する。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号及び音響信号を印加することによって、活性炭へのＰＦＣの取込みは、ＥＭＦ信号及び音響信号の印加なしでの活性炭へのＰＦＣの取込みと比較して、約８倍から１０倍増加する。多様な実施形態では、ＥＭＦ信号及び音響信号の印加の前、後、又は間に、追加の処理プロセスが使用されてもよい。追加の処理プロセスは、例えば、ｐＨ調整のための化学薬品、凝集剤、例えばオゾン、過酸化水素、及び紫外線放射等の酸化剤、例えばゼロ価鉄等の還元剤、触媒等を添加することを含む。係る追加の処理プロセスは、損傷水からのＰＦＣの除去の速度、容量、又は両方を強化してよい。
【００６１】
実施形態では、ＥＭＦ信号及び音響信号は、沸石又は水からＰＦＣを除去するために例えばポリマー又はポリマー樹脂を利用するイオン交換カラムと併せて使用される。イオン交換カラムのポリマー樹脂は、活性炭と類似したＰＦＣ取込みのための質量拡散制限を有する場合がある例えば小さいビーズとして提供されてよい。ＥＭＦ信号及び音響信号を印加しながら、ＰＦＣで汚染された水をイオン交換カラムで処理することによって、質量移動制限は改善される。実施形態では、イオン交換カラムの容量だけではなくイオン交換カラム上でのＰＦＣの吸着率も、イオン交換カラム処理をＥＭＦ信号及び音響信号と結合することにより大幅に増加し得る。追加の実施形態では、音響信号及びＥＭＦ信号は、ポリマー又はポリマー樹脂材料を再生する方法を改善するために使用される。ポリマー又はポリマー樹脂は、従来、ＰＦＣを除去するために、後で処分される溶液（例えば、弱酸）を使用し、再生される。音響信号及び伝導性のＥＭＦ信号の追加は、ポリマー又はポリマー樹脂材料から除去されるＰＦＣの再生速度及び割合を増加させ得る。実施形態では、ＥＭＦ信号及び音響信号を印加することによって、イオン交換カラムへのＰＦＣの取込みは、ＥＭＦ信号及び音響信号の印加なしのイオン交換カラムへのＰＦＣの取込みに比較して、少なくとも約８倍、増加する。いくつかの実施形態では、ＥＭＦ信号及びお音響信号を印加することによって、イオン交換カラムへのＰＦＣの取込みは、ＥＭＦ信号及び音響信号の印加なしのイオン交換カラムへのＰＦＣの取込みに比較して、約８倍から１０倍、増加する。
【００６２】
多様な実施形態では、ＰＦＣを除去するためにＥＭＦ信号及び音響信号の印加の前、後、又は間に追加の処理プロセスが使用されてもよい。追加の処理プロセスは、例えば、ｐＨ調整のための化学薬品、凝集剤、例えばオゾン、過酸化水素、及び紫外線放射等の酸化剤、例えばゼロ価鉄等の還元剤、触媒等を添加することを含む。係る追加の処理プロセスは、損傷水から除去されるＰＦＣの速度、容量、又は両方を強化してよい。
【００６３】
図７は、より大型の流体処理システム７００の実施形態を示す。最初に、流体は、ＥＭＦ発生器７１２ａからのＥＭＦ信号で処理されながら、限外ろ過膜７１８を通過する。図１に関して上述されるように、流体は、次いで、流体がＥＭＦ発生器７１２ｂからのＥＭＦ信号及び超音波処理器７０８からの音響信号で処理される容器７０２に移動する。
【００６４】
超音波処理器７０８及びＥＭＦ発生器７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃは、共通のコントローラ７１６によって制御されてよい。コントローラ７１６は、超音波処理器７０８及びＥＭＦ発生器７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃのそれぞれを独立して制御してよい。図示されない他の実施形態では、超音波処理器７０８並びにＥＭＦ発生器７１２ａ、７１２ｂ、及び７１２ｃのそれぞれは、個別のコントローラによって制御されてよい。コントローラ７１６は、上流の流体の状態、下流の性能測定、又は両方での変化に応えて、流体処理システムの多様な場所（つまり、ＥＭＦ発生器７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃのそれぞれ）でＥＭＦ信号の強度及び周波数を管理してよい。実施形態では、コントローラは、エネルギー効率を改善するためにＥＭＦ信号、音響信号、又は両方を調整する。実施形態では、コントローラは、結果として生じる流体の質を調整するために、ＥＭＦ信号、音響信号、又は両方を調整する。
【００６５】
流体が音響信号及びＥＭＦ信号で処理された後、流体は次いで、１つ以上の沈殿ステップ、１つ以上のろ過ステップ、１つ以上の曝気ステップ、１つ以上の脱水ステップ等を含む場合がある、固体分離ユニット７２０に移される。実施形態では、水は、固体分離ユニット７２０で処理された後に、１重量％未満の懸濁物を有する。いくつかの実施形態では、固形物は、分離後、滅菌ステップにさらされる。いくつかの実施形態では、流体は、固形物が分離された後、追加の滅菌ステップを受ける場合がある。
【００６６】
図７に示されるように、第３のＥＭＦ発生器７１２ｃは導管に結合され、流体は導管を通って固体分離ユニット７２０からイオン交換研磨槽７２２に移される。上述されたように、第３のＥＭＦ発生器７１２ｃは、直接的な導電性パスによってＥＭＦ信号を流体に印加する。第３のＥＭＦ発生器７１２ｃは、別のＥＭＦ発生器からのＥＭＦ信号とは異なる少なくとも１つの特性（例えば、周波数、波形、振幅、位相シフト、減衰等）を有するＥＭＦ信号を生じさせてよい。他の実施形態では、第３のＥＭＦ発生器７１２ｃは、システム７００内の別のＥＭＦ発生器からのＥＭＦ信号に実質的に同一であるＥＭＦ信号を生じさせる。追加の実施形態では、複数のＥＭＦユニット７１２ａ、７１２ｂ、７１２ｃが、超音波処理器７０８を使用することなく流体処理システムで使用されてよい。
【００６７】
イオン交換研磨槽７２２では、流体は、当業者により理解されるように、望ましくないイオンを他のより不都合ではないイオンと交換することにより、１つ以上の望ましくないイオン性汚染物質を除去することによって処理される。
【００６８】
いくつかの実施形態では、コントローラ７１６は、システム７００全体に位置する１つ以上のセンサを使用し、処理プロセスをモニタする。係るセンサは、例えば、温度、圧力、伝導性、ｐＨ、濁度、合計溶解固形物、合計懸濁物、生物学的酸素要求量、化学的酸素要求量、流量、化学組成、微生物数等を測定するためにセンサを含んでよい。
【００６９】
多様な実施形態では、（例えば、流体処理システム７００等の）流体処理システムは、例えば促進酸化法（例えば紫外線放射、オゾン処理、過酸化水素処理等のＡＯＰ）、ろ過（例えば、精密ろ過、ナノろ過、及び限外ろ過）、逆浸透、正浸透、熱処理（例えば、多段階フラッシュ蒸留）、膜蒸留、電気透析、生物反応槽、嫌気性生物処理及び好気性生物処理、化学処理システム、核生成剤を用いた処理、吸収剤を用いた処理、吸着剤を用いた処理、バイオサイドを用いた処理、綿状沈殿、電気綿状沈殿システム、電気凝固システム、電磁放射、イオン交換カラム若しくはシステム、触媒を用いた処理、光触媒を用いた処理、又はその組合せ等の追加の流体処理プロセスを含む。いくつかの実施形態では、追加の流体処理プロセスは、電磁放射、触媒、光触媒、化学薬品、バイオサイド、核生成剤、吸着剤、吸収剤、熱エネルギー、生化学、又はその組合せを流体に適用することを含む。実施形態では、追加の流体処理プロセスは、鉱化、塩素化、米国食品医薬品局（ＵＳ−ＦＤＡ）承認の香味用添加物の添加、（精密ろ過、ナノろ過、及び限外ろ過を含んだ）ろ過、軟化、脱塩素処理、脱アンモニア処理、有機物スカベンジング、脱イオン化、逆浸透、正浸透、蒸留、紫外線放射、滅菌、又はその組合せであってよい。
【００７０】
流体処理システムは、任意の適切な順序で編成されてよい。実施形態では、１つ以上の追加の流体処理プロセスが、上流で、下流で、印加された音響信号及びＥＭＦ信号と同じ容器内で、又はその組合せで発生してよい。
【００７１】
実施形態では、処理される流体は、飲料水、農業からの損傷水、廃水、地下水、地表水、家庭雑排水、海水、生産水、逆流水、鉱業廃水、放射能汚染水、再利用水、産業プロセス水、冷却水、加工されていない鉱油、加工された鉱油、石油燃料、有機溶媒、植物由来の油、バイオ燃料、合成潤滑油、合成燃料、ヒトの生理液、動物の生理液、又はその組合せを含む。
【００７２】
実施形態では、処理される流体は水である。いくつかの実施形態では、流体処理システムは、例えば住宅用、産業用、間接的な飲料に適した再利用、直接的な飲料に適した再利用（再利用水）、地下水注入、商業用、食品及び飲料、接待、農業、鉱業、石油とガス、電力、データセンタ、医療、病院、養護施設、薬剤、政府（例えば、軍事、連邦、州、地方、市、及び外国）、セキュリティ、宇宙市場、緊急水利用、消火使用、又はその組合せ等の適切な目的のために水を処理してよい。
【００７３】
実施形態では、処理される流体は飲料水である。係る実施形態では、生成される水は、飲用水、飲料水、ペットボトルに入った飲料水、ミネラルウォーター、高性能水（ｐＨ＞７．０）、（米国薬局方（ＵＳＰ）により定義される精製水、注射用蒸留水、特殊製薬用水（ＵＳＰ）、血液透析用水（ＵＳＰ）、滅菌精製水（ＵＳＰ）、非飲用水、二次処理水、三次処理水、及び再利用水／再生水のうちの１つ以上のための連邦法、州法、及び現地法からの純度基準を満たしてよい。いくつかの実施形態では、生成される水は、地下水再注入、地表水注入、間接的な飲料に適した再利用、直接的な飲料に適した再利用、帯水層リチャージ、並びに帯水層貯留及び回復のうちの１つ以上のための連邦法、州法、及び現地法からの純度基準を満たしてよい。
【００７４】
実施形態では、流体処理システムは、大気水発生器（ＡＷＧ）ユニットに結合される。ＡＷＧユニットは、湿気の多い空気を引き込み、それを冷却器及び凝縮器システムに通して、水蒸気を液体水に凝結する。集められた水は、地表水源又は地下水源に比較して、概してはるかに少ない汚染を有する。いくつかの実施形態では、ＡＷＧユニットは、抽出された水の中の汚染物質のレベルをさらに減少させる１つ以上のエアーフィルタを含む。さらに、ＡＷＧユニットは、水基盤を必要とすることなく操作できるため、ＡＷＧユニットは、緊急状況の間又は地表水若しくは地下水が不足している場合に水を提供するために理想的である。本開示の流体処理システムは、ＡＷＧユニットを操作するために必要とされる電力量と比較して、必要とされる電力量を相対的に少量増加させるであろう。さらに、本開示の流体処理システムは、任意の追加の化学薬品を抽出された水に添加することを必要としない。したがって、ＡＷＧユニットは、本開示の流体処理システムと結合されるとき、化学的に処理されていない水源を提供する。ＡＷＧユニットは、集めた水を処理するために、本開示の流体処理システム（つまり、音響エネルギー発生器及びＥＭＦ発生器を含むシステム）と組み合わせて使用される追加の処理システムを含む場合がある。
【００７５】
流体処理システムのコントローラは、１つ以上のセンサからの測定値に基づいて処理条件を調整してよい。係るセンサは、例えば湿度センサ、温度センサ、圧力センサ、風速センサ、又はその組合せを含んでよい。実施形態では、ＡＷＧユニットの制御ユニットは、流体処理システムのコントローラの機能を果たしてよい。多様な実施形態では、流体処理システムのコントローラは、ＡＷＧユニットの制御ユニットと統合されてよい。いくつかの実施形態では、流体処理システムは、ＡＷＧユニットが動作している間、アクティブである。いくつかの実施形態では、流体処理システムは、ＡＷＧユニットが動作していない間、アクティブである。
【００７６】
本開示の実施形態は、さまざまなシステム及びサブシステム（例えば、エネルギー生成システム、エネルギー貯蔵システム、リサイクリングシステム等）だけではなく、音響エネルギー発生器及びＥＭＦ発生器を含んだ１つ以上の流体処理システムを含むプラットフォームをさらに含む。多様なシステム及びサブシステムは、個々の制御システムを有してよく、集中制御システムを共有してよい、又は両方である。制御システムは、内部状態、外部状態、又は両方に応えてプラットフォームの各システムの性能を最適化するためにデータの収集、集約、及び分析を使用するシステムオブシステムズ手法で構造化されてよい。制御システムは、例えば現地天候の変化に応えて個々のユニットを作動させる又は動作を停止させることを含んだ、プラットフォーム全体をモニタし、制御するために使用されてよい。
【００７７】
実施形態では、本開示のプラットフォームは、ネットワークを介して１つ以上の他のデバイスに接続される。いくつかの実施形態では、本開示のプラットフォームの制御システムは、ネットワークを介して１つ以上の他のデバイスに接続される。実施形態では、プラットフォームは、モノのインターネット（ＩｏＴ）に接続される。いくつかの実施形態では、本開示のプラットフォームの制御システムはＩｏＴに接続される。実施形態では、データは、例えばインフラ（例えば、６ＬｏｗＰＡＮ、ＩＰｖ４／ＩＰｖ６、及びＲＰＬ）等のＩｏＴプロトコル、識別（例えば、ＥＰＣ、ｕＣｏｄｅ、ＩＰｖ６、及びＵＲＩ）、通信／トランスポート（例えば、Ｗｉｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、及びＬＰＷＡＮ）、発見（例えば、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｗｅｂ、ｍＤＮＳ、及びＤＮＳ−ＳＤ）、データプロトコル（例えば、ＭＱＴＴ、ＣｏＡＰ、ＡＭＱＰ、Ｗｅｂｓｏｃｋｅｔ、及びＮｏｄｅ）、デバイス管理（例えば、ＴＲ−０６９及びＯＭＡ−ＤＭ）、セマンティック（例えば、ＪＳＯＮ−ＬＤ及びＷｅｂ  Ｔｈｉｎｇ  Ｍｏｄｅｌ）、多層フレームワーク、又はその組合せ等のＩｏＴプロトコルを使用し、通信されてよい。
【００７８】
Ｉｏｔ対応制御システムは、より大規模に（例えば、地方、州、国家等）天候パターンを追跡するＩｏＴシステムと通信してよい。いくつかの実施形態では、制御システム又はネットワークを介して制御システムに接続されるデバイスは、予測された天候状態をモデル化するためにＩｏＴシステムによって提供されるデータを使用する。多様な実施形態では、制御システムは、例えばリアルタイムモデル分析、予測モデル化、及び制御、ニューラルネットワーク、ファジー論理システム、遺伝的アルゴリズム、及びエキスパートシステムを含んだ人工知能システム、ソフトウェアエージェント、データマイニング、クラウドコンピューティング、例えば建築物向けモノのインターネット（ＢＩｏＴ）、スマートシティー、インフラ及びユーティリティ、医療システム、保険業界、及び製造の分野向けにＩｏＴで活用される並列コンピューティング及び分散コンピューティングのための知識管理（ＫＭ）システム、並びにその組合せを含むデータ分析ツール、方法、及び制御戦略を使用してよい。
【００７９】
いくつかの実施形態では、本開示のプラットフォームは、フォールトトレラント動作が可能で、名目使用、最適使用、及び緊急使用の間のシステム動作の冗長性、回復力、及び安定性に対処するノーダルネットワーク全体のために最適プラットフォーム内及びプラットフォーム間の性能を達成するために、ノーダルネットワーク全体でのデータ共有を含む、他の水、電力、及びデータの発生器及び分配器のノーダルネットワークの中のノードとして動作する。
【００８０】
本開示のプラットフォームは、１つ以上のネットワーク化されたデバイスだけではなくローカル制御システムにデータを提供する１つ以上のセンサも含んでよい。係るデータは、１つ以上のシステムの性能を最適化するために制御システムによって使用されてよい。例えば、複数のＡＷＧユニットを含むプラットフォームは、湿度センサ、又は測定値を制御システムに提供する、空気中の水蒸気の表示を提供する他のセンサを含んでよい。湿度センサは、制御システムに１つ以上のＡＷＧユニットを作動させる湿度の上昇を記録してよい。
【００８１】
本開示のプラットフォームは、システムが位置する特定の地理的地域に適したさまざまな構成要素を利用するように構成される１つ以上のシステムを含んでよい。例えば、海又は塩を含有する水源の近くに位置するプラットフォームは、海又は塩を含有する水源から追加の清潔な水を生成するための逆浸透ユニット及び関連するろ過システム、並びにＡＷＧユニット、逆浸透ユニット、及び他の構成要素プラットフォームに電気を提供する又は埋め合わせるためのエネルギー生成ユニットだけではなくＡＷＧユニットも含んでよい。さらに、システムの場所、並びに現地の及び／又は地域の気象条件（例えば、温度、相対湿度等）は、環境の変化に対応するために、外部要因（例えば、ＢＩｏＴ及びＩｏＴ）と折り合いをつけるために、又は両方のために制御システムによってリアルタイムで説明されてよい。例えば、海又は塩を含有する水源の近くに位置するプラットフォームは、制御システムの部分として温度センサ及び湿度センサを含んでもよい。これらのセンサからの測定値は、制御システムを通して、ＡＷＧユニットがどれほど多くの水を生成できるであろうかを予測するために、及びＡＷＧ水生成を拡大して、プラットフォームからの連続水生成率を維持するように、どれほど多くの水が逆浸透システムによって生成されるべきであるのかを調節するために使用できるであろう。このモードは、一種のオンデマンド水ロードバランシングを表す。別の例として、プラットフォームは、配備可能なＡＷＧユニットとともに構築し、給水設備のバイオセーフティ（例えば、ハリケーン及び洪水）及びバイオセキュリティ（有毒物質による給水設備の不用意な又は意図的な汚染）に関係する事象（例えば、自然の緊急事態又は人為的な緊急事態）を検出するために外部の気象モニタデータベース及び水モニタデータベースと通信する制御システムを有する。係る事象が検出される場合、制御システムは１つ以上のＡＷＧを配備するための手順を開始してよい。コントローラは、ＡＷＧユニットをプラットフォームから切断し、これらの緊急事態中に影響を受ける人に新鮮な水を提供するために迅速に配備できるようにする。
【００８２】
いくつかの実施形態では、本開示のプラットフォームは、確立された技術と並行して新しい技術を持ち込んで、確立されたプラットフォーム技術が満たさなければならない同じ連邦、州、及び現地の法律並びに規則を満たすために新しい技術の迅速なプロトタイピング及び認定を提供するために使用される。
【００８３】
本開示のプラットフォームは、１つ以上のユーティリティを含んでよい、又は１つ以上のユーティリティに近接して位置してよい。これらのユーティリティは、プラットフォームをサポートするために、ユーティリティへのアクセスを周囲のコミュニティに提供するために、より大きいユーティリティをサポートするために、又はその組合せのために使用されてよい。
【００８４】
いくつかの実施形態では、プラットフォームは、データ／通信システムを含む。いくつかの実施形態では、プラットフォームは、データ／通信システムに近接して位置する。
【００８５】
実施形態では、プラットフォームは水処理施設を含む。いくつかの実施形態では、プラットフォームは、水処理施設に近接して位置する。いくつかの係る実施形態では、水処理施設は地表水源を利用する。
【００８６】
実施形態では、プラットフォームは、発電システム又は電力貯蔵システム（例えば、太陽電池システム、水力発電システム等）を含む。いくつかの実施形態では、プラットフォームは、発電システム又は電力貯蔵システムに近接して位置する。発電システム又は電力貯蔵システムは、再生可能な構成要素、再生できない構成要素、又はその組合せから成ってよい。適切な発電システム又は電力貯蔵システムは、化石燃料（例えば、天然ガス、石炭、及び油）、亜原子粒子の反応及び衝突から生成される核エネルギー、再生可能燃料（例えばバイオ燃料）、又は持続可能な燃料ストック（例えば、バイオマス及び都市固形廃棄物／避難由来の燃料）に基づいた発電所を含む。追加の発電システム及び電力貯蔵システムは、例えばソーラーファーム及びウィンドウファーム等の再生可能電力システム、地熱システム及び水力発電システム、燃料電池、フローセル、ソリッドステート、塩ベース、及び液体電池のシステム、コンデンサ及びウルトラキャパシタ、並びに熱エネルギー貯蔵装置を含む。いくつかの実施形態では、プラットフォームは、従来のグリッドパワーに接続される。他の実施形態では、プラットフォームは、従来の送電網に接続されない。
【００８７】
上述されたように、本開示の流体処理システムは、ＡＷＧユニットと組み合わせて使用されてよい。いくつかの実施形態では、本開示のプラットフォームは、複数のＡＷＧユニット及び１つ以上の流体処理システムを含んでよい。複数のＡＷＧユニットは、すべて同じ種類（例えば、製造メーカ、容量等）であってよい。他の実施形態では、複数のＡＷＧユニットは、複数の種類のＡＷＧユニットを含む。
【００８８】
いくつかの実施形態では、１つ以上のＡＷＧユニットは、第１の設定及び第２の設定を有し、第１の設定は、第２の設定に比較してより高い抽出効率及びより高いエネルギー消費を有し、第２の設定は、第１の設定に比較してより低い抽出効率及びより低いエネルギー消費を有する。実施形態では、第１の設定は、同じ温度及び湿度条件で、第２の設定よりも少なくとも５％多い水を生成する。いくつかの実施形態では、第１の設定は、同じ温度及び湿度条件で、第２の設定よりも少なくとも５％多いエネルギーを使用する。
【００８９】
実施形態では、ＡＷＧユニットは、少なくとも地形、気候、天候、水の需要若しくは利用可能な供給、電力需要若しくは利用可能な供給、又はその組合せに関するデータに基づいて第１の設定又は第２の設定で操作されてよい。係るデータは、センサ、外部ソース等からリアルタイムで受け取られる場合もあれば、予測モデリングによって生成される場合もある。役立つ場合があるセンサは、湿度センサ、温度センサ、圧力センサ、風速センサ、又はその組合せを含む。
【００９０】
流体処理システムは、例えば同一場所に配置された貯水槽に結合される、個々のＡＷＧユニットから同一場所に配置された貯水槽に水を移す導管に結合される、個々のＡＷＧユニット用の貯水槽に結合される等の任意の適切な場所に位置してよい。
【００９１】
各ＡＷＧユニットは、他のＡＷＧユニットを考慮せずにＡＷＧユニットを作動させ、動作を停止させてよい自律コントローラ（例えば、ＡＷＧユニット及び流体処理システム用の統合コントローラ）を有してよい。係る実施形態では、自律コントローラは、例えば周囲の空気の相対湿度及び温度に基づいてＡＷＧユニットの性能を最大限にするためにＡＷＧユニットを作動させてよい、又は動作を停止させてよい。
【００９２】
他の実施形態では、複数のＡＷＧユニットは、個々のＡＷＧユニットを作動させ、動作を停止させる制御システムによって制御される。いくつかの係る実施形態では、制御システムは、少なくとも地形、気候、天候、水需要若しくは利用可能な供給、電力需要若しくは利用可能な供給、又はその組合せに関するデータに基づいて、第１の設定から第２の設定へ、又は第２の設定から第１の設定へＡＷＧユニットを変更してよい。制御システムは、温度及び湿度が時間とともに変化するにつれ、複数のＡＷＧユニットのエネルギー効率及び水回収を最大限にするために使用されてよい。いくつかの実施形態では、制御システムは、電力の使用並びにエネルギー及び水の生産コストを最小限に抑えながら、水生成率、電気回収効率、及び水回収効率を最大限にするために使用される。
【００９３】
さらに、制御システムは、任意の追加の処理システムだけではなく少なくとも１つの音響エネルギー発生器及び少なくとも１つのＥＭＦ発生器も含んだ、本開示の流体処理システムを制御するために使用されてよい。
【００９４】
追加の実施形態では、本開示のプラットフォームは、緊急時の（例えば、災害対応のための）又は従来の水若しくは電力を利用しないことが好ましい場所のための水及び電力の源としての機能を果たしてよい。係る状況では、本開示のプラットフォームは、水の回復力（つまり、タイムリ且つ効率的にハザードの影響に対抗する、影響を吸収する、影響に慣れる、及び／又は影響から回復する能力）及び水のセキュリティを提供してよい。係るプラットフォームは、緊急対応及び使用のために配備される水処理、電力、並びにデータ通信のための衛星緊急応答システムとして構成されてよい。多様な実施形態では、プラットフォームは、国際治安機関（ＩＳＯ）だけではなく、米国国防総省（ＤｏＤ）及び国土安全保障省（ＤＨＳ）のためのミリタリーグレードのコマンド、制御、通信、及びコンピュータ（Ｃ４）動作を満たすように構成される。係る実施形態では、プラットフォームは、ＤｏＤ、ＤＨＳ、及びＩＳＯの仕様の範囲内で動作するために必要なプロトコルを用いて、ＩｏＴ対応であってよい。
【００９５】
いくつかの実施形態では、プラットフォームの１つ以上のサブシステムは、位置的に固定されておらず、遠征（ｅｘｐｅｄｉｔｉｏｎａｒｙ）モード、緊急モード、及び／又は遠隔モードで別の場所に移動されてよい。いくつかの係る実施形態では、各サブシステムは、一時方式、簡潔方式、及び／又は恒久方式で操作されてよい。
【００９６】
実施形態では、プラットフォームは、水、電力、及びデータ商品取引（つまり、水、電力、及び関連データを購入及び販売するためのトランザクション）のための取引デスクとして動作する。水、電力、及び関連データは、その最高且つ最善の使用のために、又は現地の水及び電力の使用の可用性に基づいた最大値のために販売されてよい。実施形態では、生成される水及び電力は、これらの商品が、地方自治体又は他の現地ソースから容易に入手できないとき、係るソース又は両方から商品を購入することが費用効果が高くない場合にカスタマに販売される。係る取引デスクは、水、電力、及び関係データの現地の現金取引市場の販売のためだけではなく、毎日の（例えば、日光が入手できる日中、及び例えば入射光、熱、温度、相対湿度、圧力、風速等の変数を達成しない夜間）及び季節の条件に適した、現地の先物市場の仮想サポートとしても使用できる。プラットフォームは、水、電力、及び関係データを生成する、記憶する、その販売を交渉する、流通させるためのシステムの最適ネットワークとして配置されてよい。また、システムの最適ネットワークは、さらに特定の結果を伝達し、ＩｏＴと交渉するためのローカルリソースとしての機能も果たしてよい。
【００９７】
いくつかの実施形態では、プラットフォームは、（１）履歴データ、プラットフォームのシステム及びサブシステムの過去及び現在の動作状態、現在の環境条件及び天候条件、例えば米国海洋大気庁（ＮＯＡＡ）、地理情報システム（ＧＩＳ）、及び米国地質調査所（ＵＳＧＳ）のデータベース等、外部データベース及び情報源、例えばＤＨＳ、ＥＰＡ、及び米国環境保護局とエネルギー省等の世界、連邦、州、及び現地のデータベース及び情報源、外部の水、電力、及びデータの生成器及び分散システムからのシグナリング及び事象、プラットフォームにより生じる水、電力、及びデータの過去及び現在の性能、効率、及び質、過去、現在、及び予測される外部の状態、モデル推定及び予測、並びに水、電力、及びデータに対する過去、現在、及び将来の供給及び需要から成るグループから選択される１つ以上の要素を含んだ１つ以上の内部又は外部のデータソースからデータを収集し、集約し、（２）水、電力、及びデータのソース（複数可）、生成される水、電力、及びデータのターゲットの量及び質、水、電力、及びデータの分散の制御、外部の水、電力、及びデータの生成器及び分散システムに送られる信号及び事象、並びにプラットフォームの他の関連動作状態を定義するプラットフォームの候補動作パラメータの集合を定義し、（３）集約されたデータに対して候補動作パラメータを評価するために最適化関数を使用し、（４）連邦、州、又は現地の法律及び規則、又はシステム若しくはサブシステムの制限を考慮して、最適化検索アルゴリズムを通して最適化関数を最小限に抑える又は最大限にするために候補動作パラメータを調整又は精緻化し、（５）選択された動作パラメータをプラットフォームに適用する。
【００９８】
追加の実施形態では、プラットフォームは、水使用効率のシステムをサポートするために使用されてよい。係る実施形態では、水、電力、及びデータの生成の最適化は、水使用効率のための係るシステムをサポートするために使用されてよい。係る実施形態は、プラットフォームによって生成される水が、生成され、流通のために利用できる飲料に適した（一次）水、二次水、及び三次水の量に比例して評価される方法を含む。いくつかの実施形態では、プラットフォームのシステム又はサブシステムは、関係者（例えば、卸売業者、小売業者、及びエンドユーザ）にとって飲料に適した水源、二次水源、及び三次水源として最も効率的な水源に基づいた即時需要、中期需要、及び長期需要に基づいて、即時使用に利用できる水、及び／又は生成された水について分析し、交渉する。いくつかの実施形態では、プラットフォームのシステム又はサブシステムは、信号を決定し、水使用の削減及び保全、水の有益な使用、水のリサイクル及び再利用、並びに代替水源の水にアクセスすることを勧めるために、別のプラットフォーム又は外部デバイスに送信する。いくつかの係る実施形態では、プラットフォームのシステム又はサブシステムは、水生成を増加させ、電力使用を削減するために等、１つ以上のＡＷＧユニットの提案されている設定を決定し、送信する。したがって、実施形態は、水、電力の最適化を含み、データ生成は、水使用効率のためのシステムをサポートするために使用され、これは、（１）水生産者が、それにより彼らが生成し、流通のために利用できるようにする飲料に適した（一次）水、二次水、及び三次水の量に比例して、水の合意された価値を評価する、又は合意された価値を割り当てられる方法、（２）本開示のプラットフォームが、それにより即時利用のために利用可能な水の間で分析し、交渉する、及び／又は飲料に適した水源、二次水源、及び三次水源として卸売業者、小売業者、及びエンドユーザにとって最も効率的な方法又は水源に基づいた即時需要、中期需要、及び長期需要に基づいて水を生成することができる方法、並びに／又は（３）適切な信号及び提案されるモードを決定し、水使用の削減及び保全、水の有益な使用、水のリサイクル及び再利用、並びに代替水源の水にアクセスすることを勧めるために、本開示のプラットフォーム及び／又はプラットフォームのネットワークに送信するための方法を含む。
【００９９】
本開示のプラットフォームは、プラットフォーム上のデータシステム及び通信システムを追加の内部及び外部のデータ、ソフトウェア、及びシステムと統合することによって、プラットフォームの環境影響を削減するため、並びに環境影響に対する連邦、州、及び現地の法律及び規則、及び（例えばＩＳＯ１４００１等の）業界で確立された規格を満たすための一連のプロセス及び慣行を定義する環境マネジメントシステム（ＥＭＳ）フレームワークを組み込んでよい。いくつかの実施形態では、ＥＭＳは、環境への適合、健康安全コンプライアンス、エネルギー効率、エネルギー節約、水の保全、環境保全、環境維持、廃棄物削減、危険物及び危険廃棄物管理システム、ユーティリティ管理システム、計画システム、プログラミングシステム、予算編成システム、及び実行システム、ワークフロー管理システム、訓練及び業務実施の文書化及びシステム、保守システム及びサポートシステム、リスクアセスメントシステム及びリスク管理システム、緊急時への備えシステム及び対応システム、物理及び電子セキュリティソフトウェア及びシステム、ＥＭＳデータ追跡及びモニタリングソフトウェア及びシステム、ＥＭＳデータ分析ソフトウェア及びシステム、ＥＭＳビッグデータ及びデータ分析ソフトウェア及びシステム、ＥＭＳ報告ソフトウェア及びシステム、ＥＭＳインタフェースソフトウェア及びシステム、ＥＭＳ監査ソフトウェア及びシステム、コンプライアンス評価及び報告ソフトウェア及びシステム、又はその組合せを含む。いくつかの係る実施形態では、ＥＭＳ記述的分析及び規範的分析は、プラットフォームのＥＭＳデータ分析、監査の結果であり、コンプライアンス評価は、最も低いリスクを明示し、より低い保険料を正当化するために必要な文書を提供する。
【０１００】
追加の実施形態では、ＥＭＳは、記述的ステップ及び規範的ステップを概略し、プラットフォームによって生成される水の微生物学的質（例えば、大腸菌及びレジオネラの検出）を保証して、連邦、州、及び現地の水質要件並びに（例えば、ＡＳＨＲＡＥ１８８等の）業界で確立された規格を満たすための手段を制御するために水管理計画（ＷＭＰ）を含む。いくつかの実施形態では、ＥＭＳ及びプラットフォーム（複数可）は、物理的なプラットフォーム又はネットワーク構成及びレイアウト（例えば、プロセスフロー図（ＰＦＤ）、プロセス計装図面（Ｐ＆ＩＤ）、並びに水分配システム及び電力分配システム等）、性能測定基準、予防検証、制御手段、バリデーション、並びに訓練方法の一部としてすべてのプロセスの（例えば、財務表及び財務戦略は、上述される営業活動及び取引デスク動作に関係するので、財務表及び財務戦略等の）財務的結果に対する関連する文書化、ユーティリティ、及び商品の結果を迅速に搭載し（ｏｎ−ｂｏａｒｄ）、それらに対してすべての利害関係者に最新の情報を与えて、プラットフォームに関連する技術及び情報を適切な利害関係者に提供するために使用されてよい。いくつかの実施形態では、プラットフォーム関連の動作及び保守技能は、例えば水処理、水生成、エネルギー生成、エネルギー効率、エネルギー節約、環境維持、環境保全、又はその組合せを含む。
【０１０１】
集合的に１日につき少なくとも１０，０００ガロンを生成できる複数のＡＷＧユニットを含むプラットフォームは、大規模なＡＷＧプラットフォームと見なされる。実施形態では、係るプラットフォームは、複数の種類のＡＷＧユニットを含む。いくつかの実施形態では、ＡＷＧユニットの種類は、相対湿度に基づいて変化する効率を有する場合がある。実施形態では、第１の種類は、最適な温度条件及び湿度条件で第２の種類よりも少なくとも５％以上多くの水を生成する。実施形態では、第１の種類の電気効率は、第２の種類よりも最適な温度及び湿度条件で少なくとも５％異なる。
【０１０２】
大規模なＡＷＧプラットフォームの中では、多様なＡＷＧユニットの選択、設計、及び相対容量は、プラットフォームの場所及びユーザ要件にきわめて左右されるであろう。
【０１０３】
大規模ＡＷＧプラットフォームの制御システムは、大規模ＡＷＧプラットフォームのエネルギー効率及び水回収を最大限にするために、条件（例えば、温度、湿度、風速、風向等）に応じて特定のタイプの１つ以上のＡＷＧユニットを作動させ、動作を停止させてよい。多様な実施形態では、特定のタイプの１つ以上のＡＷＧユニットは、相対湿度（ＲＨ）閾値（つまり、ＲＨトリガ値）に基づいて作動され、動作を停止される。ＲＨトリガ値は、特定のＲＨ値でのＡＷＧユニットのエネルギー効率に基づいてよい。ＲＨトリガ値は、大規模ＡＷＧプラットフォームの中で電気効率を改善するために最適化できる。低ＲＨでの電気的に非効率であるが、高いＲＨでの非常に電気的に効率的であるＡＷＧユニットを低すぎるＲＨトリガ値で作動させると、プラットフォームの全体的に低い電気効率につながる場合がある。他方、同じＡＷＧユニットを高すぎるＲＨトリガ値で作動させると、高湿度でＡＷＧユニットの個々の改善された効率を利用できないことにより、プラットフォームの全体的な効率を著しく下げる場合がある。
【０１０４】
最適ＲＨトリガ値の分析は、大規模なＡＷＧプラットフォームごとに異なり、場所、天候パターン、エンドユーザ要件等に基づいて変わるであろう。係る分析は、プラットフォーム特有であり、特定の種類のＡＷＧユニットの性能曲線、場所からの天候データ等に基づいてよい。同様に、所与のＲＨトリガ値の場合に最適電気効率を提供するであろう種類のＡＷＧユニットの最適比を決定するための分析は、そのそれぞれの資本コスト及び運営費を考慮に入れる。係る分析の例は、実施例１として提供される。
【０１０５】
予想される天候だけではなく、所与の場所での現在の天候も、作動される又は動作を停止される変化する種類のＡＷＧユニットの割合及び数に影響を与える場合がある。例えば、圧力波面が場所上を移動すると予想され、高湿度のしるしである降雨が予期される場合、次いで制御システムは、水回収、電気効率、又は両方を高めるために、早期に１つの種類のＡＷＧユニット、又はそうでなければ作動されるであろうよりも多くのその種類のＡＷＧユニットを作動してよい。
【０１０６】
実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、水生成効率、電力生成効率、並びに各ＡＷＧユニットのコスト及び全体としての大規模ＡＷＧプラットフォームのコストを最適化するために運用される。いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、水生成効率、電力生成効率、及び複数の大規模ＡＷＧプラットフォームのコストを最適化するために運用される。いくつかの係る実施形態では、運用方法（例えば、作動されたＡＷＧユニットの数、作動されるさまざまな種類のＡＷＧユニットの割合等）は、履歴データ、リアルタイムデータ、モデル推定値、並びに／又は生成された水、電力、及びデータの予測及び消費に基づく。係る運用方法は、相互作用し、従来のユーティリティ設備をサポートし、拡大する衛星ユーティリティプラットフォーム設備のアドホックネットワークを作り出してよい。実施形態では、複数の大規模ＡＷＧプラットフォームの運用方法は、（１）例えば履歴データ、プラットフォームのシステム及びサブシステムの過去及び現在の動作状態、過去の、現在の、及び予測される外部状況の中でプラットフォームによって生成される水、電力及びデータの過去及び現在の性能、効率、及び質、モデル推定値及び予測、並びに水、電力、及びデータの現在の及び将来の需要と供給等の１つ以上の内部又は外部のデータソースからデータを収集し、集約すること、（２）水、電力、及びデータの源（複数可）、生成される水、電力、及びデータのターゲットの量及び質、並びにプラットフォームのための他の関連する動作状態を定義する、ネットワークの中の各プラットフォームに候補動作パラメータの集合を定義すること、（３）候補動作パラメータを集約されたデータに対して評価するために最適化関数を使用すること、（４）連邦、州、又は現地の法律及び規則、又はシステム若しくはサブシステムの制限を考慮して、最適化検索アルゴリズムを通して最適化関数を最小限に抑える又は最大限にするために候補動作パラメータを調整又は精緻化すること、及び（５）ネットワーク上のプラットフォームに選択された動作パラメータを適用することによって決定される。
【０１０７】
大規模ＡＷＧプラットフォームは柔軟であり、大気中で、地中で若しくは地上で、海中で、又は他の汽水域で見付けられる水の源にアクセスできる。例えば、場所は、井戸、帯水層、湖、貯水池、又は公共の飲料基準に則って動作していない地方自治体の処理場からの損傷水源にアクセスする場合があり、信頼できない、又は流通基板からの汚染水を有する。大規模ＡＷＧプラットフォームは、飲料に適した使用及び飲料に適さない使用のために、大気から追加の水を抽出するために、複数のＡＷＧユニットと組み合わせて、本開示の音響信号及びＥＭＦ信号を使用し、流体処理を介して損傷のある利用可能なソースに対処できるであろうこの場所に設置されるであろう。大規模ＡＷＧプラットフォームは、複数のＡＷＧユニットを介して大気から清潔な水の即時ソースを提供するであろう。一方、水処理システムは、他のソースから収集された水を処理する。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、水域、水処理、電力生成、又はその組合せの近くに位置する。大規模ＡＷＧプラットフォームは、既存の自然の又は人工の水域の近くに位置付けられてよい。いくつかの実施形態では、ＡＷＧユニットは、おもに既存の水源（例えば、海洋、海、湖、又は川）の下流に位置する。いくつかの実施形態では、ＡＷＧユニットは、水域から１マイル以内に位置する。代わりに又はさらに、大規模ＡＷＧプラットフォームサイトは、プラットフォームのＡＷＧユニットが水源から下流に位置するように位置決めされる、例えば保持池等の人工の開放水域プールを含んでよい。係る実施形態では、水域の上を通過する風は、ＡＷＧユニットに到達する前に自然蒸発により空気中に引き込まれる追加の水分を蓄積してよく、大規模ＡＷＧプラットフォームによって収集され得る水分を増加させる。例えば真水及び海水を含んだ地表水、雨水池、又は廃水タンク等の水源（複数可）は、不潔である場合がある。蒸発した水分はおもに清潔な水であり、汚染物質は残される。本開示のＡＷＧユニット及び流体処理システムは、生成水の純度に追加レベルの保護を与える。
【０１０９】
大規模ＡＷＧプラットフォームは、例えば廃水処理場（例えば、地方自治体の廃水処理場、再生水処理場等）、汽水／海水脱塩プラント、ＯＴＥＣ、潮流エネルギー発生器、地熱システム、水力発電所、及び掘削、採鉱、及び水圧破砕の水処理のための矯正池等の別の水処理システムの一部であるか、別の水処理システムと結合されるかのどちらかである水源に近くに位置してよい。係る水処理場は、概して大量の電力を消費し、発電所と同一場所に配置される場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、発電所と同一場所に配置される。大規模ＡＷＧプラットフォームは、既存の電源の仕様の範囲内で機能し、清潔な水が抽出されてよい追加の水分を得るために水処理サイトの開放水域源を使用するように設計できる。いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、同一場所に配置される水処理施設又は水生成施設からの水生成を増大させるために使用される。例えば、同一場所に配置されるシステムは、任意選択の発電付きの脱塩プラントであってよく、大規模ＡＷＧプラットフォームは、脱塩プラントで拒絶された廃水をさらに処理するために使用されてよい。いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、プラットフォーム上のＡＷＧプラント又は他の水処理システムが一次的に最小生成率を満たすことができないとき、追加の水を提供して最小水生成率に達するために同一場所に配置される水処理施設又は水生成施設を使用する。
【０１１０】
実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットの適切に設計された構成又は物理的な配置は、ユニット間及びユニットの回りで良好な空気分散を保証するものとなり、これによりすべてのユニットは実質的に同じ水分含量を有する空気から引き出すであろう。実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットは、野外のフレームワークに三次元パターンで設置されてよい。係る配置は、さらに地面からである空気から水を抽出することによって空気から取り込まれる水分の量を増加させ得る。さらに、係る配置は、効率を改善し、土地の設置面積又は必要とされる面積を削減し得る。例えば、ＡＷＧユニットのために各階の間に十分な隙間を有する、戸外の立体駐車場に類似する多階の開放構造が使用できるであろう。例えば、螺旋傾斜路等の傾斜路等の他の構造も使用されてよい。追加の例では、ＡＷＧユニットは、既存の構造の上に位置決めされる。したがって、いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットの配置は、各ユニットの高さ及び地理的位置を含む。
【０１１１】
また、蒸発プロセスは、「生物圏」又は閉じられた環境で活用されてもよい。係る大規模ＡＷＧプラットフォームの設計は、空気の動きがサイトを通して加速されるとき、より効果的であってよい。より高速な空気の動きは、開放表面全体での質量移動及び蒸発の速度を加速し、これが空気の水分濃度、つまり湿度を上げる。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットは、各ＡＷＧユニットが、サイトの回りの天候挙動の履歴平均及びモデル平均に基づいて、大規模ＡＷＧプラットフォームの風上の空気の温度及び水分含量の＋／−２％の範囲内である温度及び水分含量を有する空気から引き出すように配置される。いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットの構成は、入口空気温度及び水分含量がＡＷＧユニットごとに平均で正規化されるように、各ＡＷＧユニットの最適配置を決定するために数理モデル化される。
【０１１３】
実施形態では、空気流を導き、加速するように設計された追加のフィクスチャは、ＡＷＧユニットに隣接する場所に配置される。いくつかの係る実施形態では、追加のフィクスチャは、ＡＷＧユニットの風上に配置されてよい。係る追加のフィクスチャは、ＡＷＧユニットを取り囲む空気の水分含量を増加させるために配置されてよい。受動的なユニット（例えば、壁、柱、ブレード、バッフル、グレート、又は他の焼き入れ組織）又は動力ユニット（例えば、電動ファン又はベンチュリ効果ファン）を含んだ任意の適切な追加のフィクスチャが使用されてよい。フィクスチャが動力ユニットである実施形態では、ユニットは、ＡＷＧユニット上の空気速度を調整するために調整されてよい。これらのフィクスチャは、卓越風の方向で回転する基部に取り付けられてよい。いくつかの実施形態では、フィクスチャは、制御される基部の上に取り付けられる。係る実施形態では、フィクスチャは、ＡＷＧユニット場所で又はユニット場所の近くで空気速度を加速し、混合を増加させるために、風向の変化とともに自動的に又は手動でのどちらかで回転されてよい。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、例えば風車又は風力タービン等の追加の構造は、ＡＷＧユニットから放出された空気からの運動量エネルギーを回収するためにＡＷＧユニットの風下に位置する。
【０１１５】
実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットの配置は、風下位置の除湿を介して大気天候状態を乱さないように選ばれる。
【０１１６】
大規模ＡＷＧプラットフォームのすべてのＡＷＧユニットが周囲空気から水分を引き出しているとき、他のＡＷＧユニットの風下に位置するＡＷＧユニットは、空気がより低い水分含量を有するのでより低い性能を有する場合がある。同様に、大規模ＡＷＧプラットフォームの、別の大規模ＡＷＧプラットフォームに対する場所は、プラットフォームごとの効率及び容量に影響を与える場合がある。いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットの配置は、風上に位置する第２の大規模ＡＷＧプラットフォームによって悪影響を受けないように選ばれる。
【０１１７】
実施形態では、天然の造作又は人工の造作に対するＡＷＧユニットの場所、大規模ＡＷＧプラットフォームの中のＡＷＧユニットの構成及び配置、並びに他の大規模ＡＷＧプラットフォームに対する大規模ＡＷＧプラットフォームの配置は、大規模ＡＷＧプラットフォームの全体的な水生成容量及びエネルギー効率を最適化するために選択される。
【０１１８】
研究は、例えば風及び太陽等の大規模再生可能エネルギーシステムは、運動量及び大気中のエネルギーに対するその影響のために小さいが、重要な天候の変化を生じさせる場合があることを示している。同様に、大規模ＡＷＧプラットフォームは、周囲空気の水分量に同様に又は類似したように影響を与える場合がある。多様な実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、天然局所大気に対して重要な影響を与えない。「天然局所大気」（ＮＬＡ）は、任意の大規模のＡＷＧプラットフォームによる局所的な大気に対する影響なしに、地球の表面のすぐ上の特定の地域、領域、及び／又は体積を指す。実施形態では、大気シーリング（ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ｃｅｉｌｉｎｇ）は、少なくとも３，０００メートルである。いくつかの実施形態では、大気シーリングは１００メートルから１０，０００メートルである。いくつかの実施形態では、大気シーリングは１，０００メートルから５，０００メートルである。
【０１１９】
ＮＬＡの空気は、大規模ＡＷＧプラットフォームによって抽出されるために利用できる最大水分含量を有する。いくつかの実施形態では、ＡＷＧユニットの生成率は、ＮＬＡで動作しているときに最高になる。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットは、所与の場所の場合の周囲空気の水分含量及び生成率、並びに局所的な天候パターンを所与としたＡＷＧユニット効率を最大限にするように配置される。いくつかの実施形態では、２つ以上の大規模プラットフォームは、所与の場所の周囲空気の水分含量及び生成率、並びに局所的な天候パターンを所与としたＡＷＧユニット効率を最大限にするように配置される。いくつかの実施形態では、各大規模ＡＷＧプラットフォームの分離は、少なくとも１マイルである。いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、北緯３５°と南緯３５°の間に位置するサイトに（つまり、熱帯地方と亜熱帯地方に）配置される。特定の実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、北緯２３．５°と３５°又は南緯２３．５°と３５°の間に位置するサイトに（つまり、亜熱帯地方に）設置される。
【０１２１】
１つ以上の大規模ＡＷＧプラットフォームの最適配置は、任意の適切な方法で計算されてよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の大規模ＡＷＧプラットフォームのための初期の配置が選ばれ、数理モデル（複数可）は、大規模ＡＷＧプラットフォームごとにＮＬＡ及び大規模ＡＷＧ大気（ＬＳＡＷＧＡ）条件を決定するために使用され、この情報は、提案されている場所が受入れ可能であるかどうかを判断するために追加のデータソースに比較される。受入れ可能ではない場合、配置は精緻化されてよい。ＮＬＡ及びＬＳＡＷＧＡを決定するために使用されるモデルは、温度、圧力、湿度、風速及び風向、降雨量、雲量、太陽放射、空気組成、汚染、時刻、時節、地理座標、土盛りデータ、土地利用データ、植被、市街地範囲（都市、建物サイズ、及び種類）、土壌型、配置大規模ＡＷＧプラットフォーム、又はその組合せを組み込んでよい。いくつかの実施形態では、ＮＬＡ及びＬＳＡＷＧＡの計算は、履歴及び予測の天候及び気候データ、数学天候予測モデル、例えばＧＩＳ又はＡＲＣＩｎｆｏ等の地理データソース、例えばＵＳＧＳデータ等の水源データ、及び／又は現地の水、電力、及びデータユーティリティの容量、及び生成／分散を組み込む。
【０１２２】
例えば、サイトから大気へ、最大仰角Ｚｍａｘ（垂直、ｚ変数）への距離が、少なくとも３，０００メートルの値を有する地理的領域の１つ以上の大規模ＡＷＧプラットフォームの最適配置を決定するために（Ｎ≧１である場合、Ｎ＝大規模ＡＷＧプラットフォームの数）。最適配置は、この例のために、１つ以上の大規模ＡＷＧプラットフォームを、ＮＬＡを変更することなく最小可能領域に配置することである。言い換えると、１つ以上の大規模ＡＷＧプラットフォームは、最適水を大気から、全大規模ＡＷＧプラットフォームからの最大仰角（Ｚｍａｘ）まで抽出できるようにする最小の地理的地域に位置するであろう。したがって、大規模ＡＷＧプラットフォームをＮＬＡを変更せずに別の大規模ＡＷＧプラットフォームに近接して配置できる最小距離、（ｘ、ｙ）変数が決定される。各大規模ＡＷＧプラットフォームの計画配置は、座標（ｘ１、ｙ１）（ｘ２、ｙ２）、．．．、（ｘＮ、ｙＮ）により定義される。領域のＮＬＡは、履歴天候パターンに基づいて決定され、領域内の各点で定められる水分Ｍ（ｋｇ／ｋｇ）等の大気特性を含む。例えば、ＭＮＬＡ（ｘ１、ｙ１）は、第１の大規模ＡＷＧプラットフォームのための仰角ｚｍａｘへの計画されたサイトでのＮＬＡの水分含量を表す。類似する方法は、ＬＳＡＷＧＡである、すべての追加の大規模ＡＷＧプラットフォームの配置のための予測される大気特性を決定するために使用される。ＬＳＡＷＧＡ１は、第１の大規模ＡＷＧプラットフォームの追加による予測大気状態を表し、ＬＳＡＷＧＡ２は、（第１の大規模ＡＷＧプラットフォームに加えて）第２の大規模ＡＷＧプラットフォームの追加による予測大気状態を表す等である。このようにして、第１の大規模ＡＷＧプラットフォームでの水分含量はＭ（ＬＳＡＷＧＡ１）（ｘ１、ｙ１）である。各大規模ＡＷＧプラットフォームの追加による大気の状態、ＬＳＡＷＧＡを決定することにより、ＮＬＡを維持するであろう大規模ＡＷＧプラットフォームの配置が決定されてよい。いくつかの実施形態では、ＮＬＡとＬＳＡＷＧＡの比較は、空間的に及び／又は時間的に分解され、ＮＬＡ、及び領域の中の体積の少なくとも一部で、及び／又は１つ以上の時間領域で（その平均値、その標準偏差、及び／又はその分散を含んだ）１つ以上の変数の評価を含むＬＳＡＧＷＡに適用されてよい目的関数を使用して行われる。係る実施形態では、目的関数に組み込まれてよい変数は、温度、圧力、湿度、風速、風向、乱流測定値、降雨量、天候前線、荒天気象系（例えば、竜巻、ハリケーン、及び台風）、雲量、表面パラメータ化パラメータ、浮力安定性、慣性安定、モニン−オブコフ長さ、バルクリチャードソン数、グラディエントリチャードソン数、惑星境界層高さ、モーメンタム表面粗さ長さ（ｍｏｍｅｎｔｕｍ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｌｅｎｇｔｈ）、熱表面粗さ長さ、水分表面粗さ長さ、運動量、潜熱、及び水分のための地表フラックス、水文学パラメータ、地下水の水位、地表水の場所、容量、及び現在の水位、地下水水位、帯水層の容量及び現在の水位、地表水質、地下水質、海流、海洋潮、地対海界面パラメータ、水需要要件、電機需要要件、水使用データ、電力使用データ、電気コスト、水ユーティリティコスト、土盛り、土地利用、土地コスト、資本設備コスト、運営費及び維持費、人口、人口成長、短期的及び長期的な気候予測、長期水可用性、並びに／又は干ばつ状態推定値を含む。
【０１２３】
大規模ＡＷＧプラットフォームのＡＷＧユニットを配置する係る方法は、局地的な天候に影響を与えるために、又は一種の大気水採取として空気から水を収集するために使用されてよい。係る実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、水をたっぷり含んだ空気中に保持される水の層を大気リソースとして抽出するために使用されてよい。いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、水をたっぷり含んだ空気を第２の大規模ＡＷＧプラットフォームに導くために使用されてよい。
【０１２４】
当業者により理解されるように、例えば、山、丘、湖、海、及び植生等の大きな天然の地勢は、局所的な規模で空気の流れ（例えば、風のパターン）に影響を与える場合がある。例えば、山を越えて押される湿った暖かい空気は、空気が水をたっぷりと含んだ空気質量のより高い上昇のために冷却すると、おそらく雨として凝縮する。類似した原理を使用し、大規模ＡＷＧプラットフォームは局所的な天候レーンを作成するために位置付けられてよい。いくつかの実施形態では、大規模ＡＷＧプラットフォームは、局所的な天候パターンバーム（ｂｅｒｍ）を作り出すように配置されてよい。大規模ＡＷＧプラットフォームは、例えば空気から水分を除去して一種の天候バッファとしての空気の不安定性を削減するのに役立てることによって、又は他の近傍の地勢を使用して風の流れの方向の一般的な傾向を促進することによって、有益な使用のために天候パターン（例えば、短期的な天候パターン）に意図的に影響を及ぼすために配置され、使用されてよい。大規模ＡＷＧプラットフォームの地域の天候パターンに対する影響は、モデル化され、結果は実施例２に説明される。
【０１２５】
大規模ＡＷＧプラットフォームの具体的な構成は、場所、最終目標、天候パターン等に応じて変化するが、本明細書に説明されるＡＷＧユニットを配置する方法が適用されてよい。
【０１２６】
実施例１
大規模ＡＷＧプラットフォームは、複数の小型ＡＷＧユニット及び複数の大型ＡＷＧユニットを含む。小型ＡＷＧユニットは、高い湿度レベル（例えば、８０％以上の相対湿度）で効率的であるが、低い湿度レベル（例えば、５０％の相対湿度以下）で非常に非効率的である。大型ＡＷＧユニットは、高湿度で、小型ユニットほど効率的ではないが、５０％以下の相対湿度でかなりの量の水を生成できる。係る場合、制御システムは、この点でのその効率の優位点を得るために、湿度が５０％を超えるとき、小型ユニットを作動させながら、水の生成をベースロードする（ｂａｓｅ−ｌｏａｄ）ために大型ユニットを連続的に操作してよい。いくつかの要因（例えば、電力コスト等）に応じて、制御システムは、湿度が８０％を超えるとき、小型ユニットを作動してよい。ＡＷＧユニットの組合せを活用することによって、制御システムは、厳密に一方の種類のＡＷＧユニット又は他方を使用することに比較して、必要とされるエネルギーを最小限に抑えながら、水の生成を最大限にすることができる。
【０１２７】
さらにこの例を示すために、２つの商用ＡＷＧユニットの報告されている性能が、大規模ＡＷＧプラットフォームをモデル化するために使用された。モデルで使用された大型ＡＷＧユニットは、８０％の相対湿度（ＲＨ）で２，５００ガロン／日を生成するために最適化され、低湿度を容易に処理できる。小型ＡＷＧは、良好な電気効率で８０％ＲＨで１，２５０ガロン／日を生成するように最適化されるが、５０％未満の湿度ではうまく機能しない。湿度は、ＡＷＧユニットの性能の最大の推進力である。温度はＡＷＧユニットのための性能で重大な役割を果たす場合があるが、この例のために、温度の影響は両方のユニットに対して同等であり、この時点でそれらの主な原因にはならないと仮定する。２種類のＡＷＧユニットの場合の水生成及びエネルギー効率についての湿度に対する影響は、それぞれ図８及び図９に示される。
【０１２８】
２種類のＡＷＧユニットの多様な複合使用の場合の全体的な水生成及びエネルギー効率を予測するために、３日間に亘るテキサス中心部からのＲＨデータが考慮される。このデータは、年のその時期の代表的である相対的に穏やかな天候の期間中に国立気象局から採取された。日の時間の関数としてのＲＨデータは、図１０に示される。図１０に示される湿度パターン（つまり、日の後半でのＲＨの低下）は、大部分の場所での湿度パターンに特有である。このパターンは、暖かい空気はより多くの水分を保持するが、追加の水分が取り込まれないと、空気中の水分の相対量は最大値に達し、次いで減少するという理解と一致している。
【０１２９】
このＲＨデータに基づいて、日に５０，０００ガロンの水を抽出するように設計された大規模ＡＷＧプラットフォームのいくつかの使用事例がモデル化された。
１）つねに運転している、大型ＡＷＧユニットだけを使用するプラットフォーム
２）つねに運転している、小型ＡＷＧユニットだけを使用するプラットフォーム
３）すべてのユニットがつねに運転している、大型対小型ＡＷＧユニットの２：１の比率を使用するプラットフォーム
４）小型ＡＷＧユニットが、ＲＨが５０％以上であるときだけ関与する、大型対小型ＡＷＧユニットの２：１の比率を使用するプラットフォーム
５）すべてのユニットがつねに運転している、大型対小型ＡＷＧユニットの１：２の比率を使用するプラットフォーム
６）小型ＡＷＧユニットが、ＲＨが５０％以上であるときだけ関与する、大型対小型ＡＷＧユニットの１：２の比率を使用するプラットフォーム
【０１３０】
水生成曲線及び電力曲線を使用し、平均湿度と組み合わせて、日々の全体的な生成率を決定するために、各種類のＡＷＧユニットの性能を日の各時間について分析できる。このデータから、日々の要件を満たすために必要とされる最小数のＡＷＧユニットを計算できる。同様に、必要とされるであろう電力及び正味電気効率も、このデータを使用し、計算されてもよい。事例モデルのそれぞれの結果は、表１に提示される。
【表１】
2020513318.tif 000003
【０１３１】
すべての小型ＡＷＧユニットを使用する事例２が最もエネルギー効率が良いが、事例２は、日々の要件を満たすためには６６の小型ＡＷＧユニットを必要とするであろう。比較すると、事例１は、日々の要件を満たすために３３の大型ＡＷＧユニットを必要とし、これは資本設備のための換算係数のためより少ない投資となるであろう。それはこの分析では考慮されていなかったが、６６の小型ＡＷＧユニットを収容するためにはより多くの土地空間が必要とされ、これは全体的なコストを大幅に増加させる場合がある。
【０１３２】
事例３と事例４、及び事例５と事例６を比較することによって分かるように、資本コストのために湿度制御を実施することに利点がある。例えば、事例４は、事例３と比較して、日々の要件を満たすために３つの追加のＡＷＧユニットを必要とするが、事例４の全体的なエネルギー効率では改善がある。電気が高価な場所では、エネルギー節約が追加の資本コストを相殺する場合があるので、事例４でのように運用することが有益である場合がある。
【０１３３】
事例５に優って事例６において電気効率で約８．８％の改善がある、事例５と事例６の比較で相違はなおさらに顕著である。
【０１３４】
事例４及び６は、小型ＡＷＧユニットを作動させるために５０％ＲＨのトリガ値を使用した。ＲＨトリガ値は、大規模ＡＷＧプラットフォームの中で電気効率を改善するために最適化できる。図１１は、５０，０００ガロン／日の最小水生成を維持しながら、事例６のＲＨトリガ値の関数として、プラットフォームの全体的な電気効率の変化を示す。図１１に示されるように、この例の最善の電気効率を得るための最適なＲＨトリガ値は、ほぼ５０％である。
【０１３５】
実施例２
予測モデルに基づいて、大型ＡＷＧプラットフォームの配置の地域の天候パターンに対する影響を示すためにモデルが作成された。モデルは、履歴及び現在の天候データ及び地理データに基づいて、（惑星境界層を含んだ）地球の表面から、並びに対流圏及びより高い仰角を通して大気の挙動をモデル化し、予測するために数年にわたって開発され、大気圏研究センターによって維持される、既存のオープンソースのＷｅａｔｈｅｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ３．０（ＷＲＦ）プログラムを使用した。モデルは、１０ｋｍの間隔を有する１００ｘ１００グリッドを使用し、南部米国での天候パターンをシミュレーションするために使用された。天候データの初期状態は、国立気象局から採取された。
【０１３６】
基本事例はＮＬＡを表し、初期の条件を有する天候を使用し、将来の４８時間を予測し、３０秒の時間増分で、計算された。大規模ＡＷＧプラットフォームを用いる修正された事例は、大規模ＡＷＧプラットフォームによって回収される水の主な原因となった、惑星境界層の計算で水分消費の項を含めた。回収された水の量は、大規模ＡＷＧプラットフォームへの空気流、地表面でのその空気の現在の水分含量、５０％の予測水回収効率、及び大規模ＡＷＧプラットフォームに含まれるＡＷＧユニットの総数の関数であった。
【０１３７】
大規模ＡＷＧプラットフォームが動作中である事例と基礎（ＮＬＡ）との間の表面相対湿度（％）の変化は、大規模ＡＷＧプラットフォームが、大規模ＡＷＧプラットフォームの中に１００、５００、１，０００、５，０００、及び１０，０００のＡＷＧユニットを含む事例について計算された。（黒い点で示される）１００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームの場合、図１２に示されるように、表面相対湿度は、大規模ＡＷＧプラットフォームの北東に集中した地域でプラス又は−１０％異なり、変動のいくつかのより小さい地域は、大規模ＡＷＧプラントの北であり、変動のより小さい地域は、東であり、南に近接した中にあった。
【０１３８】
（黒い点で示される）５００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームの場合では、図１３に示されるように、表面相対湿度は、概して大規模ＡＷＧプラットフォームの北東に集中した地域ではプラス又はマイナス約１０％異なり、表面ＲＨが観察された大規模ＡＷＧプラットフォームの場所よりも約２０％低かった小さい地域だけではなく、大規模ＡＷＧプラットフォームの北のいくつかのより小さい地域でも変動があった。さらに、東に向かって及び南に対する近接の中のプラス又はマイナス約１０％の表面ＲＨの変動のより小さい地域も見られた。大型ＡＷＧプラットフォームの東の変動の地域はより小さく、大規模ＡＷＧプラットフォームの南の変動の地域は、１００ユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームで見られるよりもより大きかった。
【０１３９】
（黒い点で示される）１，０００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームの場合では、図１４に示されるように、表面相対湿度は、概して、大規模ＡＷＧプラットフォームの北東に集中していた地域でプラス又はマイナス約１０％異なっており、表面ＲＨが、観察された大規模ＡＷＧプラットフォームの場所よりも約２０％低かった小さい地域だけではなく、大規模ＡＷＧプラットフォームの北にいくらか変動があった。より低い相対湿度を有する大規模ＡＷＧプラットフォームの北及び北東の地域は、５００ユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームの場合よりも大きい。しかしながら、東の及び南に近接する中の変動のより小さい地域は同様の大きさに作られているように見える。
【０１４０】
（黒い点で示される）５，０００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームは、図１５に示されるように、より大きい地域の表面ＲＨに対して見かけの影響を有する。表面ＲＨの変動は依然として大規模ＡＷＧプラットフォームの北東に集中しており、大規模ＡＷＧプラットフォームの北にいくらか変動があった。変動は、概して、大規模ＡＷＧプラットフォームの場所の表面ＲＨのプラス又はマイナス約１０％であり、いくつかの地域は約２０％低い表面ＲＨを有する。大規模ＡＷＧプラットフォームの北及び北東の地域は、１，０００ユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームよりも大きい。しかしながら、東の及び南の近接の中の変動のあるより小さい地域は、ほぼ同じサイズに留まっているように見える。
【０１４１】
（黒い点で示される）１０，０００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームは、図１６に示されるように、５，０００ＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームに類似した総面積に影響を与えるように見える。表面ＲＨの変動は依然として大規模ＡＷＧプラットフォームの北東に集中し、大規模ＡＷＧプラットフォームの北にいくらか変動があった。変動は、概して大規模ＡＷＧプラットフォームの場所の表面ＲＨのプラス又はマイナス約１０％であり、いくつかの地域は約２０％低い表面ＲＨを有する。東の及び南の近接の中の変動のより小さい地域は、ほぼ同じサイズに留まっているように見える。
【０１４２】
予測の４８時間後の各事例と基礎事例との間の°Ｆでの相対表面温度の変化もモデル化された。（黒い点で示される）１００ＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームの場合では、図１７に示されるように、表面温度は、大規模ＡＷＧプラットフォームの北及び北東に集中した地域でプラス又はマイナス約５°Ｆ異なり、東の及び南のより近接の中に変動のいくつかのより小さい地域があった。
【０１４３】
（黒い点で示される）５００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームの場合では、図１８に示されるように、表面温度は、大規模ＡＷＧプラットフォームの北及び北東に集中していた地域でプラス又はマイナス約５°Ｆ異なり、東の及び南のより近接の中に変動のいくつかのより小さい地域があった。大規模ＡＷＧプラットフォームの北及び北東の変動の地域は、１００ユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームで見られるよりも大きかった。
【０１４４】
（黒い点で示される）１，０００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームの場合では、図１９に示されるように、表面温度は、大規模ＡＷＧプラットフォームの北及び北東で集中していた地域でプラス又はマイナス約５°Ｆ異なり、東の及び南のより近接の中に変動のいくつかのより小さい地域があった。大規模ＡＷＧプラットフォームの北東の変動の地域は、５００ユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームの場合よりも大きい。しかしながら、東の及び南の近接の中の変動のより小さい地域は、類似したサイズに作られているように見える。
【０１４５】
（黒い点で示される）５，０００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームは、図２０に示されるように、より大きい地域の表面温度に対する見かけの影響を有する。表面温度の変動は、大規模ＡＷＧプラットフォームの北東に集中し、大規模ＡＷＧプラットフォームの北にいくらか変動があった。変動は、概して、大規模ＡＷＧプラットフォームの場所の表面温度のプラス又はマイナス約５°Ｆである。東の及び南の近接の中の変動のより小さい地域は、類似したサイズに作られたままであるように見える。
【０１４６】
（黒い点で示される）１０，０００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームは、図２１に示されるように、５，０００のＡＷＧユニットを有する大規模ＡＷＧプラットフォームに類似する総面積に影響を与えるように見える。表面温度の変動は依然として大規模ＡＷＧプラットフォームの北東に集中しており、大規模ＡＷＧプラットフォームの北にいくらか変動があった。変動は、概して、大規模ＡＷＧプラットフォームの場所の表面温度のプラス又はマイナス約５°Ｆである。東の及び南の近接の中の変動のより小さい地域は、ほぼ同じサイズに留まっているように見える。
【０１４７】
すべての事例は、大規模ＡＷＧプラットフォームが、大規模ＡＷＧプラットフォームの北及び北東の地域の天候状態に影響を及ぼしていることを示す。最初に、これらはより北東地域に集中しているが、大規模ＡＷＧプラットフォームのサイズが大きくなるにつれ、北部地域がより影響を及ぼされる。これらは重大な変化ではないが、温度が１０°Ｆと同じくらい変化し、相対湿度が２０％と同じくらい変化すると、これらの変化は相当量、これらの地域内にあるであろう大規模ＡＷＧプラットフォームの中でのＡＷＧユニットの性能に影響を及ぼす場合がある。大規模ＡＷＧプラットフォームの中のＡＷＧユニットの性能は、相対湿度及び温度に強く結びついている。大規模ＡＷＧプラットフォームの影響は、他の自然現象及び人工の減少により悪化する場合がある。
【０１４８】
以下の実施形態は本開示の範囲の中に含まれる。
【０１４９】
１．流体処理システムであって、
使用中、容器内の流体の少なくとも一部分に音響信号を印加する音響エネルギー発生器と、
使用中、前記流体の少なくとも前記一部分にＥＭＦ信号を伝導的に印加する電磁場（ＥＭＦ）発生器と
を備える、流体処理システム。
【０１５０】
２．使用中、前記音響エネルギー発生器及び前記ＥＭＦ発生器を独立して制御する第１のコントローラをさらに備える、実施形態１に係る流体処理システム。
【０１５１】
３．使用中、前記流体処理システムの状態をモニタし、前記第１のコントローラに前記状態に関するフィードバックを送信するセンサをさらに備える、実施形態２に記載の流体処理システム。
【０１５２】
４．前記音響エネルギー発生器が第１の音響エネルギー発生器であり、前記ＥＭＦ発生器が第１のＥＭＦ発生器であり、前記流体処理システムが、
第２の音響エネルギー発生器と、
第２のＥＭＦ発生器と
をさらに備える、実施形態２又は３に記載の流体処理システム。
【０１５３】
５．前記第１のコントローラが、使用中、前記第２の音響エネルギー発生器及び前記第２のＥＭＦ発生器を制御する、実施形態４に記載の流体処理システム。
【０１５４】
６．使用中、前記第２の音響エネルギー発生器及び前記第２のＥＭＦ発生器を制御する第２のコントローラをさらに備え、前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラがネットワークを介して接続される、実施形態４に記載の流体処理システム。
【０１５５】
７．前記音響信号、前記ＥＭＦ信号、又は両方が、使用中連続して印加される、実施形態１から６のいずれか１つに記載の流体処理システム。
【０１５６】
８．前記音響信号が第１の波形を有し、前記ＥＭＦ信号が第２の波形を有し、前記第１の波形及び前記第２の波形が、正弦波、方形波、三角波、のこぎり波、ディラックパルス形、又はその組合せから独立して選択される、実施形態１から７のいずれか１つに記載の流体処理システム。
【０１５７】
９．前記第１の波形が、前記第２の波形と同期する、実施形態８に記載の流体処理システム。
【０１５８】
１０．前記第１の波形が、０度〜３６０度に及ぶ位相シフトを有する第２の波形の高調波である、実施形態８に記載の流体処理システム。
【０１５９】
１１．前記音響信号がパルス化された音響信号であり、前記ＥＭＦ信号がパルス化されたＥＭＦ信号であり、又は両方である、実施形態１から６のいずれか１つに記載の流体処理システム。
【０１６０】
１２．前記パルス化された音響信号及び前記パルス化されたＥＭＦ信号が同期する、実施形態１１に記載の流体処理システム。
【０１６１】
１３．前記音響信号が第１の周波数を有し、前記ＥＭＦ信号が第２の周波数を有し、前記第１の周波数が前記第２の周波数と実質的に同じである、実施形態１から１２のいずれか１つに記載の流体処理システム。
【０１６２】
１４．前記音響信号、前記ＥＭＦ信号、又は両方が可変周波数を有する、実施形態１から１２のいずれか１つに記載の流体処理システム。
【０１６３】
１５．前記ＥＭＦ発生器が、前記ＥＭＦ信号が、使用中、２つ以上の接点を通して前記流体の前記少なくとも一部分に伝導的に印加される、該２つ以上の接点を備える、実施形態１から１４のいずれか１つに記載の流体処理システム。
【０１６４】
１６．大気水発生器をさらに備える、実施形態１から１５のいずれか１つに記載の流体処理システム。
【０１６５】
１７．方法であって、
容器内の流体を処理することであって、
前記流体の少なくとも一部分に音響信号を印加することと、
直接的な導電性パスによって前記少なくとも一部分に電磁場（ＥＭＦ）信号を印加することと
を含む、前記処理すること
を含む方法。
【０１６６】
１８．前記音響信号、前記ＥＭＦ信号、又は両方が連続して印加される、実施形態１７に記載の方法。
【０１６７】
１９．前記音響信号が第１の波形を有し、前記ＥＭＦ信号が第２の波形を有し、前記第１の波形及び前記第２の波形が、正弦波、方形波、三角波、のこぎり波、ディラックパルス形、又はその組合せから独立して選択される、実施形態１７又は１８に記載の方法。
【０１６８】
２０．前記第１の波形が前記第２の波形と同期する、実施形態１９に記載の方法。
【０１６９】
２１．前記第１の波形が、０度〜３６０度に及ぶ位相シフトを有する前記第２の波形の高調波である、実施形態１９に記載の方法。
【０１７０】
２２．前記音響信号がパルス化された音響信号であり、前記ＥＭＦ信号がパルス化されたＥＭＦ信号であり、又は両方である、実施形態１７に記載の方法。
【０１７１】
２３．前記パルス化された音響信号及び前記パルス化されたＥＭＦ信号が同期する、実施形態２２に記載の方法。
【０１７２】
２４．前記音響信号が第１の周波数を有し、前記ＥＭＦ信号が第２の周波数を有し、前記第１の周波数が前記第２の周波数と実質的に同じである、実施形態１７から２３のいずれか１つに記載の方法。
【０１７３】
２５．前記音響信号、前記ＥＭＦ信号、又は両方が可変周波数を有する、実施形態１７から２３のいずれか１つに記載の方法。
【０１７４】
２６．前記音響信号を印加することが、前記流体の前記一部分を空洞化する、実施形態１７から２５のいずれか１つに記載の方法。
【０１７５】
２７．前記音響信号を前記印加すること、前記ＥＭＦ信号を前記印加すること、又は両方が核生成を引き起こす、実施形態１７から２６のいずれか１つに記載の方法。
【０１７６】
２８．前記音響信号を前記印加すること、記ＥＭＦ信号を前記印加すること、又は両方がソノフラグメンテーションを引き起こす、実施形態１７から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１７７】
２９．前記流体を前記処理することが、第１のコントローラによって、前記音響信号及び前記ＥＭＦ信号を独立して制御することをさらに含む、実施形態１７から２８のいずれか１つに記載の方法。
【０１７８】
３０．前記流体を前記処理することが、センサによって、前記流体の状態をモニタすること、及び前記センサによって、前記状態に関するフィードバックを前記第１のコントローラに送信することをさらに含む、実施形態２９に記載の方法。
【０１７９】
３１．前記音響信号が第１の音響信号であり、前記ＥＭＦ信号が第１のＥＭＦ信号であり、前記流体を前記処理することが、第２のコントローラによって、第２の音響信号及び第２のＥＭＦ信号を制御することをさらに含み、前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラがネットワークを介いて接続される、実施形態２９又は３０に記載の方法。
【０１８０】
３２．前記音響信号が第１の音響信号であり、前記ＥＭＦ信号が第１のＥＭＦ信号であり、前記流体を前記処理することが、前記第１のコントローラによって、第２の音響信号及び第２のＥＭＦ信号を制御することをさらに含む、実施形態２９又は３０に記載の方法。
【０１８１】
３３．前記流体が、飲料水、廃水、地下水、地表水、汚水、家庭雑排水、地方自治体からのスラッジ、農業からのスラッジ、軍の前進作戦基地からのスラッジ、海水、生産水、逆流水、鉱業廃水、放射能汚染水、再利用水、地方自治体固形廃棄物浸出余水、産業プロセス水、パーフルオロ化された化合物（ＰＦＣ）で汚染された水、冷却水、加工されていない鉱油、加工された鉱油、石油燃料、有機溶媒、植物由来の油、バイオ燃料、合成潤滑油、合成燃料、ヒトの生理液、動物の生理液、又はその組合せを含む、実施形態１７から３２のいずれか１つに記載の方法。
【０１８２】
３４．前記流体が、懸濁物、溶解固形物、油溶性ガス、金属、金属塩、無機化合物、有機化合物、生物由来物質、放射性物質、藻類、バクテリア、ウィルス、又はその組合せを含む、実施形態１７から３３のいずれか１つに記載の方法。
【０１８３】
３５．前記流体が水であり、前記方法が、大気水生成器によって前記水を生成することをさらに含む、実施形態１７から３４のいずれか１つに記載の方法。
【０１８４】
３６．方法であって、
第１のＡＷＧユニット及び第２のＡＷＧユニットを備える複数の大気水発生器（ＡＷＧ）ユニットを作動させることと、
前記複数のＡＷＧユニットによって周囲空気から水を抽出することと、
前記水の少なくとも一部分を処理することであって、
前記流体の少なくとも一部分に音響信号を印加することと、
直接的な導電性パスによって前記流体の少なくとも前記一部分に電磁場（ＥＭＦ）信号を印加することと
を含む、処理することと
を含む、方法。
【０１８５】
３７．地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに少なくとも部分的に基づいて前記第２のＡＷＧユニットの動作を停止させることをさらに含む、実施形態３６に記載の方法。
【０１８６】
３８．前記複数のＡＷＧユニットを前記作動させることが、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づく、実施形態３６に記載の方法。
【０１８７】
３９．前記第１のＡＷＧユニット、前記第２のＡＷＧユニット、又は両方が、第１の設定及び第２の設定を有し、前記第１の設定が高抽出効率及び高エネルギー消費を有し、前記第２の設定が低抽出効率及び低エネルギー消費を有する、実施形態３６から３８のいずれか１つに記載の方法。
【０１８８】
４０．前記第１のＡＷＧユニット及び前記第２のＡＷＧユニットが、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づいて前記第１の設定から前記第２の設定に変更される、実施形態３９に記載の方法。
【０１８９】
４１．前記第１のＡＷＧユニット及び前記第２のＡＷＧユニットが、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づいて前記第１の設定で操作される、実施形態３９に記載の方法。
【０１９０】
４２．前記第１のＡＷＧユニット及び前記第２のＡＷＧユニットが、少なくとも地形、気候、天候、水、電力、又はその組合せに関するデータに基づいて前記第２の設定で操作される、実施形態３９に記載の方法。
【０１９１】
４３．前記データがリアルタイムで受け取られる、実施形態３７から４２のいずれか１つに記載の方法。
【０１９２】
４４．前記データが予測モデリングにより生成される、実施形態３７から４２のいずれか１つに記載の方法。
【０１９３】
４５．前記データが１つ以上のセンサからの１つ以上の測定値を含む、実施形態３７から４２のいずれか１つに記載の方法。
【０１９４】
４６．前記１つ以上のセンサが、湿度センサ、温度センサ、圧力センサ、風速センサ、又はその組合せを備える、実施形態４５に記載の方法。
【０１９５】
４７．前記複数のＡＷＧユニットを前記作動させることが、天候パターンを改変する、実施形態３７から４６のいずれか１つに記載の方法。
【０１９６】
４８．システムであって、
第１のＡＷＧユニットと、
第２のＡＷＧユニットと
を備える、複数の大気水発生器（ＡＷＧ）と、
使用中、容器内の流体の少なくとも一部分に音響信号を印加する音響エネルギー発生器と、
使用中、前記流体の少なくとも前記一部分にＥＭＦ信号を伝導的に印加する電磁場（ＥＭＦ）発生器と
を備える水処理装置と
を備えるシステム。
【０１９７】
４９．前記第１のＡＷＧユニット、前記第２のＡＷＧユニット、又は両方が、第１の設定及び第２の設定を有し、前記第１の設定が高抽出効率及び高エネルギー消費を有し、前記第２の設定が低抽出効率及び低エネルギー消費を有する実施形態４８に記載のシステム。
【０１９８】
５０．１つ以上のセンサをさらに備える、実施形態４８又は４９に記載のシステム。
【０１９９】
５１．前記１つ以上のセンサが、湿度センサ、温度センサ、圧力センサ、風速センサ、又はその組合せを備える、実施形態５０に記載のシステム。
【０２００】
５２．前記第１のＡＷＧユニットの近くで周囲空気の混合を増加させるように構成された構造をさらに備える、実施形態４８から５１のいずれか１つに記載のシステム。
【０２０１】
５３．前記構造が、壁、バッフル、グレート、ファン、風車、ベンチュリ流れ空気システム、又はその組合せを備える、実施形態５２に記載のシステム。
【０２０２】
５４．前記複数のＡＷＧユニットがネットワークを介して接続される、実施形態４８から５３のいずれか１つに記載のシステム。
【０２０３】
５５．使用中、前記複数のＡＷＧユニット、前記蜜処理装置、又は両方を独立して制御するコントローラをさらに備える、実施形態４８から５４のいずれか１つに記載のシステム。
【０２０４】
用語「約」は、記載される数値又は範囲と併せて使用されるとき、当業者によりそれに妥当に帰される意味を有し、つまり記載値の±２０％、記載値の±１９％、記載値の±１８％、記載値の±１７％、記載値の±１６％、記載値の±１５％、記載値の±１４％、記載値の±１３％、記載値の±１２％、記載値の±１１％、記載値の±１０％、記載値の±９％、記載値の±８％、記載値の±７％、記載値の±６％、記載値の±５％、記載値の±４％、記載値の±３％、記載値の±２％、記載値の±１％まで、記載される値又は範囲をいくぶん超える又は満たないことを示す。
【０２０５】
用語「実質的に」は、品目の物理的特性を説明するために使用されるとき、当業者によってそれに妥当に帰される意味を有し、つまり項目が、例えば参照される特性の±２０％、参照される特性の±１９％、参照される特性の±１８％、参照される特性の±１７％、参照される特性の±１６％、参照される特性の±１５％、参照される特性の±１４％、参照される特性の±１３％、参照される特性の±１２％、参照される特性の±１１％、参照される特性の±１０％、参照される特性の±９％、参照される特性の±８％、参照される特性の±７％、参照される特性の±６％、参照される特性の±５％、参照される特性の±４％、参照される特性の±３％、参照される特性の±２％、参照される特性の±１％の範囲まで等、かなりの程度まで参照される特性を所有することを示す。例えば、品目の直径の任意の２つの測定値が、互いの±２０％、±１９％、±１８％、±１７％、±１６％、±１５％、±１４％、±１３％、±１２％、±１１％、±１０％、±９％、±８％、±７％、±６％、±５％、±４％、±３％、±２％、又は±１％の範囲内にある場合、品目は実質的に円形と見なされてよい。コンパレータと併せて使用されるとき、実質的には、差が少なくとも参照される特性の±２０％、参照される特性の±１９％、参照される特性の±１８％、参照される特性の±１７％、参照される特性の±１６％、参照される特性の±１５％、参照される特性の±１４％、参照される特性の±１３％、参照される特性の±１２％、参照される特性の±１１％、参照される特性の±１０％、参照される特性の±９％、参照される特性の±８％、参照される特性の±７％、参照される特性の±６％、参照される特性の±５％、参照される特性の±４％、参照される特性の±３％、参照される特性の±２％、又は参照される特性の±１％であることを意味するために使用される。
【０２０６】
本開示を説明する状況で（特に以下の特許請求の範囲の状況で）使用される用語「１つの」、「ある」、「該」、及び類似する冠詞又は用語は、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈により明確に否定されない限り単数と複数の両方（つまり「１つ以上」）を包含すると解釈されるべきである。本明細書に列挙される値の範囲は、範囲内に入るそれぞれ別個の値を個々に参照する簡単な方法としての機能を果たすことを目的とする。本説明では、任意の濃度範囲、パーセンテージ範囲、比率範囲、又は整数範囲は、別段の指示がない限り、列挙される範囲内の任意の整数及び適切な場合その端数の値（例えば、整数の１０分の１及び１００分の１）を含むと理解されるべきである。また、例えばサイズ等の任意の物理的特性に関係する本明細書に列挙される任意の数の範囲は、別段の指示がない限り、列挙される範囲の中の任意の整数を含むと解釈されるべきである。本明細書に別段の指示がない限り、それぞれの個別の値は、それがあたかも個別に本明細書に記載されているかのように本明細書に組み込まれる
【０２０７】
選択肢（例えば、「又は」）の使用は、選択肢の一方、両方、又はその任意の組合せを意味すると理解されるべきである。上述された多様な実施形態は、追加の実施形態を提供するために結合できる。本明細書に説明される本開示の代替の要素又は実施形態の分類は、限定と解釈されるべきではない。グループの各メンバーが、個別に又はグループの他のメンバー又は本明細書に記載される他の要素との任意に組み合わせて参照され、請求されてよい。
【０２０８】
本明細書に開示される各実施形態は、特定の記載される要素、ステップ、成分、又は構成要素を含む、基本的に特定の記載される要素、ステップ、成分、又は構成要素から成る、又は特定の記載される要素、ステップ、成分、又は構成要素から成る場合がある。用語「含む」又は「含む」は、「含む」を意味するが、大量でも指定されていない要素、ステップ、成分、又は構成要素に限定されず、指定されていない要素、ステップ、成分、又は構成要素の包含を可能にする。句「から成る」は、指定されていない任意の要素、ステップ、成分、又は構成要素を除外する。句「基本的に成る」は、本実施形態の範囲を指定された要素、ステップ、成分、又は構成要素に、及び特許請求される開示の基本的且つ新規の特性に著しく影響を及ぼさないものに限定する。
【０２０９】
本明細書に説明される詳細は、例としてであり、本開示の実施形態の例示的な説明専用である。本明細書に提供されるありとあらゆる例、又は例示的な言語（例えば「等」）は、単に本開示をよりよく照らすことを目的とし、特許請求されるように本開示の適用範囲に対する制約を提示しない。本明細書中の言語は、任意の特許請求されていない要素が本開示の実施に不可欠であることを示すと解釈されるべきではない。さらに、本明細書の説明されるすべての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、又はそれ以外の場合、文脈により明確に否定されない限り任意の適切な順序で実行できる。
【０２１０】
本願が優先権を主張する２０１６年１２月２日に出願された米国仮特許出願第６２／４２９，７０２号、２０１７年６月９日に出願された米国仮特許第６２／５１７，３４０号、及び２０１７年９月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／５５６，６５７号は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０２１１】
上述された多様な実施形態は、追加の実施形態を提供するために結合できる。本明細書で参照される、及び／又は出願データシートに一覧される米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、及び非特許文献は、参照によりその全体が本明細書に援用される。実施形態の態様は、多様な特許、出願、及び公報の概念を利用して、さらに追加の実施形態を提供するために、必要な場合、修正できる。
【０２１２】
これらの及び他の変更は、上記に詳説された説明を鑑みて実施形態に加えることができる。一般に、以下の特許請求の範囲では、使用される用語は、特許請求の範囲を、明細書及び特許請求の範囲に開示される特定の実施形態に限定すると解釈されるべきではなく、係る特許請求の範囲が資格を与えられる均等物の完全な範囲とともにすべての考えられる実施形態を含むと解釈されるべきである。したがって、特許請求の範囲は、本開示によって限定されない。
【０２１３】
本開示で使用される定義は、例の中で明確に且つ一義的に修正されない限り、又は意味の適用が任意の構築を無意味又は基本的に無意味にするときに、任意の将来の構築で支配的となることが意味され、意図される。用語の構築がそれを無意味又は基本的に無意味にするであろう場合、定義は、ウェブスターの辞書第３版、又は当業者に既知の辞書から取られるべきである。
【０２１４】
主題は、構造上の特徴又は方法論的行為に特有の言語で説明されているが、添付の特許請求の範囲で定められる主題は、説明された特定の特徴又は行為に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴及び行為は、特許請求の範囲を実施することの例示的な形として開示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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