专利名称：臭氧发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产水的装置，该装置利用被微生物、化学制品、重金属及矿物质污染的水生产出适宜人类使用的水。
背景技术：
全世界都需要由被微生物、化学制品、重金属及矿物质污染的水生产出适宜人类使用的水。为净化污水，人们已提出了许多不同的方案。
在普通家庭里，用于净化污水的最通用装备是大水罐。在该大水罐内，污水流过一种由多孔介质过滤材料、活性碳以及离子交换树脂组成的过滤器，然后流入清洁水槽。这种装备可减少氯、铅以及农药的量。但是，这种装备具有一些缺点。这种水净化系统的第一个缺点是，过滤器构造为微生物提供了一个繁殖场所，从而增大了由微生物导致的危险，尽管微生物目前的数量可能非常少。这种水净化系统的另一个缺点是，无法测定过滤器的使用寿命，使用者可能使用超过使用寿命的过滤器。这种水净化系统的再一个缺点是，从湖和河中抽取的水内经常含有不易除去的油类和燃料，这些油类和燃料易于覆盖过滤器，从而破坏过滤器的操作寿命及效力。其它过滤器采用一种碘制品来使微生物的危险最小化，但是，这些碘物质总是给人一种很讨厌的味道，且某些碘物质是潜在的致癌物。
另一种用来净化污水的通用装备是这样一种系统，该系统采用一种用于消毒的紫外灯，并与一种多孔介质及碳的过滤器结合使用。这种系统可减少氯、铅以及农药的量，且具有一定的消毒能力。但是，这种装备具有一些缺点。这种水净化系统的一个缺点是，由于水的浊度或者颜色，极大地减弱了紫外灯的消毒功效，使得过滤器被易于在其上生存并繁殖的微生物污染，从而增大了由目前存在的任何微生物所导致的危险。
发明概述本发明提供了几种用于水处理装置的全新特征，以及可用在该水处理装置内的全新部件，包括一种用于水处理装置的全新控制系统、一种臭氧发生器的全新构造、一种用于水处理装置的全新过滤装置、一种用于监测电晕放电式臭氧发生器所生成的臭氧浓度的全新方法、一种根据流过文氏管的气体流率来监测过滤器寿命的全新方法、以及一种防止水回流入臭氧发生器的全新臭氧发生器构造。
依照本发明，其提供了一种臭氧发生器，该臭氧发生器具有绝缘部件，相对的第一及第二端盖件，位于高压电极与接地面之间且位于该绝缘部件内部的气体通道，以及延伸于该相对端盖之间的至少一个固定件，由此该固定件将该端盖保持在其适当位置。
依照本发明的另一方面，还提供了一种电晕放电式臭氧发生器，该臭氧发生器具有一上游端、一下游端、一位于高压电极与接地面之间的绝缘部件，以及一位于该臭氧发生器下游端的止回阀。
在一个实施例中，绝缘部件由塑料制成。
在另一个实施例中，至少一个固定件包括多个延伸于端盖之间的元件，该多个元件优选由弹性材料构成或是弹簧。固定件可单独固定到端盖上，因此该固定件可以是许多单独元件。可替换的，将该固定件固定到相对的安装元件上，可将该相对安装元件固定到该端盖上，例如一种套在端盖的空气入口和空气出口上的弹性元件。按照这种方式，在组装步骤中就不需要将固定件单独地固定到端盖上，而是当将它们放入用于组装臭氧发生器的装配线上时，可预先组装一个或两个安装元件，或使它们整体形成为一个或两个安装元件的一部分。
在另一个实施例中，该多个元件比较细，由此绝缘部件的外表面基本上敞开，以冷却所述臭氧发生器。可用本领域公知的任何手段来冷却该外表面，例如自然对流或强制对流。
在另一个实施例中，端盖和绝缘部件限定了气体通道，且固定件包括许多结构较细的元件，由此该绝缘部件的外表面基本上敞开，用于冷却臭氧发生器。
在另一个实施例中，绝缘部件包括纵向延伸的第一和第二相对面，接地面靠近该两相对面之一设置。
在另一个实施例中，绝缘部件包括纵向延伸的第一和第二相对面，接地面为涂覆在该两相对面之一上的涂层。
在另一个实施例中，绝缘部件包括纵向延伸的内相对面和外相对面，接地面靠近该外相对面设置。
在另一个实施例中，绝缘部件包括纵向延伸的内相对面和外相对面，接地面为涂覆在该外相对面上的涂层。
在另一个实施例中，设置一与臭氧发生器一体形成的止回阀，其作为臭氧发生器的一部分。
结合以下本发明优选实施例的说明，将能更充分且更彻底地理解这些及其它优点，其中，图1是依照本发明一个方面的一种处理装置的透视图；图2是依照本发明一个方面的一种处理装置的示意图；图3是依照本发明另一个方面的穿过臭氧发生器的横截面；图4是依照本发明另一个方面的穿过水过滤装置的横截面，其中包括一种精细过滤器；以及图5是图4所示水过滤装置的透视图。
优选实施例的说明如在这里所指的，家用液体过滤装置可用于住宅、小屋、移动式住房等。可处理的液体源包括但并不限于经由供水管输送给住宅的城市用水；由房屋拥有者维持的水井；或其它任何房屋拥有者能够获取的水源。该液体处理装置还可在居住地以外使用，例如在野营旅行中，只要具有合适的电源，例如电池、小型发电机或太阳能。
参照图1，以一种水处理装置100为例，该装置利用臭氧在内的气体来处理包括水在内的液体。优选的，该液体由水组成，以及该气体包括含有臭氧的空气。相应的，该装置100可用作利用臭氧来净化及消毒水。水处理装置100可为任何一种构造及尺寸，其将容纳一种水处理反应器9，该水处理反应器9包括一槽，该槽用于接收将要处理的预定容积的水。水处理反应器9的容量可被设定为每一次能处理大约0.5至5升，优选大约1至3升，更优选大约1至2升的水。水处理装置100可具有固定在外壳103上、用于提升及移动该装置的把手101。选择性的，该装置的一些工作部件例如电子设备可装载在该把手101内。
水处理装置100包括一水处理反应器9，一入水口7、一臭氧源(例如，臭氧发生器20)以及一过滤器10。图2所示的示意图表示了工作部件在外壳103内是如何设置的；但是，应认识到的是，利用图2所示实施例的操作原理，工作部件也可采取其它不同的布局。
在图2所示水处理装置100的实施例中，入水口7具有一盖，当在户外使用水处理装置的情况下，该盖用于阻止不希望的物质例如树叶、细枝等进入该装置内。该盖可以是利用任何适当方法例如螺纹或卡口固定件可拆卸地固定在所述装置上的一种可重复密闭(resealable)的盖。在这样一种实施例中，当该盖闭合时，就将所述装置封闭。在本发明的一种优选实施例中，提供了这样一种盖1，其没有封闭入水口7，且经由一种枢轴或铰链2可转动地安装在装置100的顶部105上。该盖1可具有用来开启及闭合盖1的盖把手1a。
选择性的，可采用一种传感器来判定该盖1是否处于闭合状态。该传感器可以是光传感器或机械传感器(例如，当盖1闭合时，移动一开关以切断电路)或电传感器(例如，当盖1闭合时，该盖1自身切断电路)。优选的，该传感器是磁性的。例如，该传感器可包括一磁体5以及一相应的磁簧开关3。磁体5位于盖1的末端内，这样当盖1闭合时，磁体5就靠近设置在例如电路板4上的磁簧开关3。
依照本发明的一个方面，提供了一种至少具有两个过滤元件的过滤装置，该过滤装置通常表示为29(参见图4和5)。优选的，过滤装置29位于反应器9内，但是应认识到的是，在某些实施例中该过滤装置也可位于反应器9的外部且经由本领域公知的适当管道与该反应器9流体连通。如图5中的实施例所示，选择性的，过滤装置29具有顶周边82以及内侧壁83，用以限定起到入水口7作用的一凹槽，并用于容纳将要经预过滤器8过滤的一定量的水。该过滤装置29可由以下过滤元件中的两个或多个组成预过滤器8；主过滤器10以及精细过滤器54。该过滤装置29可包括一主过滤器10和一精细过滤器54。优选的，该过滤装置29包括一预过滤器8和一主过滤器10，更优选的，该过滤装置29包括一预过滤器8，一主过滤器10以及一精细过滤器54。优选的，包括其所有过滤元件的过滤装置29适合于作为该装置100的一个可拆卸的单元。利用过滤器领域公知的任何手段例如螺纹或卡口固定件将过滤装置29可拆卸地安装在装置100上。例如，如图5所示，外壳86的下端85上提供有卡口元件84，该卡口元件84可释放地与装置29上的凹卡口部件(未表示)相啮合。
可由用户来决定更换过滤装置29的时间，例如可每三个月一次。优选的，装置100包括一种提醒用户要更换过滤器的机构(例如，根据流过装置的水，或该装置已经使用的时间，或该装置已经执行的处理循环的次数)。这种设计的一个优点是，用户必须同时更换所有过滤元件，从而确保无论何时该装置100总能彻底地过滤水。另一优点是多个过滤元件的更换操作得以简化。应认识到的是，在一种可供选择的实施例中，装置100包括所有三个过滤元件，但该过滤装置29也可仅包含这些过滤元件中的两个，或仅有两个过滤元件(例如，预过滤器8和主过滤器10)作为一个可拆卸的单元。还应认识到的是，可将过滤装置29构造为包含所有三个过滤元件，但仅两个过滤元件作为一个可拆卸的单元，且第三个过滤元件在需要时可单独地拆卸以进行更换。例如，在图2实施例所示的构造中，精细过滤器54可作为一单独拆卸的过滤元件。优选的，过滤装置29具有一净化水通道安装孔90，用于可拆卸地接收净化水通道91。应认识到的是，净化水通道91可作为过滤装置29的一部分。
在图2，4和5的实施例中，预过滤器8位于入水口7的正下方，这样，进入装置100的水80将直接流过预过滤器8。该预过滤器8可由本领域公知的任何物质组成。优选的，预过滤器8由粒状活性碳组成，且可由网81覆盖。在水80进入反应器9之前，该预过滤器8除去水80内的颗粒物及某些化学制品。在这个实施例中，预过滤器8还位于废气自反应器9排放至大气中的流通路径内。相应的，该预过滤器8用于驱除剩余的臭氧。废气内的臭氧还用于对粒状活性碳进行消毒。在流过预过滤器8后，该废气就流过入水口7，经由盖1进入大气。应认识到的是，如果盖1封闭，那么反应器9内的压力将增大。在这种情况下，可提供一种用于废气的单独排放通道，或使入水口7与一压力驱动阀相连，或如果盖1封闭入水口7则使该盖1与一压力驱动阀相连，以在反应器9内的压力增大到预定程度后排放装置100内的废气。主过滤器10可位于该预过滤器8的附近或下方，且可由本领域公知的任何物质组成。优选的，主过滤器10由一种具有内部空间31的碳精块组成，该内部空间31被一环状空间30所围绕。优选的，一精细过滤器54与该主过滤器10邻接(图2所示实施例中位于主过滤器10的旁边，图4和5所示实施例中位于主过滤器10的上方)。选择性的，精细过滤器54用于过滤在处理循环后水内含有的化合物。
在图2所示实施例中，将系统100构造成按照一种连续流分批处理法来进行操作，为此目的，该系统100可具有一个或多个与反应器9流体连通的液流回路。反应器9可包括一流动反应器，水在流过该流动反应器时被臭氧化。可替换的或额外的，反应器9可包括一槽，自该槽运送水以使水在返回该槽之前流经主过滤器10。水可在该槽内被臭氧化，或者水在运送过程中被臭氧化。优选的，反应器9是一种多次反应器。在这种多次反应器中，使水在单次处理循环过程中流过主过滤器10至少两次，优选3至8次，更优选4至6次。图2表示了一种多次反应器的实施例，其中提供了一条过滤回路120和一条臭氧化回路122。选择性的，还提供一条精细过滤回路124。应认识到的是，图2所示实施例还可采用除多次反应器之外的其它反应器。
通常表示为120的过滤回路抽取反应器9内的水，并将水运回主过滤器10。更具体的，过滤回路的流体通道内包括以下元件反应器9，反应器出口104，第一部分净化水通道24，水泵15，第二部分净化水通道25，阀26(其可手动调节，或电控制例如一种电磁阀)，主过滤器进入通道27，以及主过滤器入口28。主过滤器入口28与环绕主过滤元件10的环状空间30流体连通。内部空间31位于主过滤元件10的内部(参见图4)，且与主过滤器出口32流体连通。
通常表示为122的臭氧化回路抽取主过滤器10内的水，并将含有臭氧的空气注入水内，然后将水运回反应器9。可供选择的，如果水在流过主过滤器10经过滤之后再进入反应器9，例如，主过滤器10位于反应器9内或反应器9的上游，那么臭氧化回路122可直接抽取反应器9内的水。更具体的，臭氧化回路122的流体通道内包括以下元件主过滤器10的内部空间31，主过滤器出口32，净化水通道34，文氏管33，臭氧化水通道35，反应器入口106以及反应器9。一臭氧发生器20与文氏管33流体连通，这样当水流过臭氧化回路122时，臭氧发生器20内生成的臭氧就被注入流过文氏管33且将要被处理的水中。优选的，提供一止回阀，以防止水回流入臭氧发生器20内。在图2和3所示实施例中，在臭氧发生器20的出口提供有弹簧止回阀38，且该弹簧止回阀38包括以下部件弹簧57，密封球58，O型密封圈59以及止回阀座60。当水流过通道34和35时，通道37内产生一负压，从而将密封球58拉离O型密封圈59，由此开启了通道37与臭氧发生器20之间的流体连通，并允许将富含臭氧的空气注入通道37及流过文氏管33的水内。臭氧发生器20可以是本领域公知的任何一种，且可利用本领域公知的任何手段来给以动力。
通常表示为124的精细过滤回路抽取反应器9内的水，并在净化水被分配之前将其运送给精细过滤器54。更具体的，精细过滤回路124的流体通道内包括以下元件反应器9，反应器出口104，第一部分净化水通道24，水泵15，第二部分净化水通道25，阀26，精细过滤器进入通道52，精细过滤器入口108，以及精细过滤器54。该精细过滤器54与一净化水通道91流体连通，而该净化水通道91与一净化水出口92流体连通。
装置100可接收来自任何一种电源的能量，包括但并不限于插座，蓄电池，燃料电池，或其它任何本领域公知的能量器件。优选的，利用一插头47来供应能量，该插头47经由导线48，49与电路板4电连接。还可提供一种用于降压的变压器，如电学领域所公知的。
根据本发明的另一方面，提供一种臭氧发生器的简化构造。优选的，臭氧发生器20为电晕放电式，且具有一放电间隙73以及位于高压电极71与接地电极63之间的一绝缘部件62。可利用本领域公知的任何手段来启动臭氧发生器20。优选的，施加给导线16，17的高频信号流入初级线圈21，该初级线圈21经由铁氧体22感生出磁通量，并将该磁通量传递给高压二级线圈23。这就产生一高压，并经由固定在臭氧发生器20上的导线18和19传递该高压。当将高压施加在螺旋导线71与金属接地面63之间时，就产生一冷电晕放电(cold coronadischarge)，该冷电晕放电将流过空气隙73的气体内的至少一部分氧气转换为臭氧。
根据臭氧发生器20的简化构造，臭氧发生器不具有纵向延伸的外壳。取而代之的，臭氧发生器具有相互固定保持在合适位置上的相对端盖。该两端盖具有一空气入口和一空气出口以及空气隙73，该空气隙73限定了空气流过臭氧发生器20的通道。在图3所示实施例中，用参考数字39来标识入口端盖，该入口端盖具有空气入口74，以及止回阀座60用作出口端盖，这样通道37就形成了空气出口。应认识到的是，也可提供单独的出口端盖，这样可在将臭氧发生器20插入一种装置例如装置100内之前独立地组装该臭氧发生器20。这种设计的一个优点是在操作过程中臭氧发生器不会保留过多的热量，实际上是例如通过提供流过接地电极63上方的冷却空气流易于冷却该臭氧发生器。由于所生成的臭氧量随着操作温度的升高而减少，采用这种不具备外壳的构造使得可以在较冷的温度下操作该臭氧发生器20，并避免臭氧产量减少，这会发生在较高的操作温度下。优选的，该两端盖可释放地固定在一起，从而易于拆卸该臭氧发生器以进行可能需要的维修。为此目的，可利用许多固定件使该两端盖保持在其适当位置，该固定件优选是弹性的例如弹性部件或弹簧75(例如，环绕电极63等距分布的3个弹簧75)，该弹簧75延伸于例如两端盖之间。在图3所示实施例的情况下，弹簧75延伸于端盖39和止回阀座60之间。端盖39与绝缘部件62之间利用例如O型密封圈66密封连接，以防止泄漏臭氧。类似的，出口端盖(止回阀座60)与绝缘部件62之间利用例如O型密封圈61密封连接，以防止泄漏臭氧。由于在该优选实施例中，出口端盖是止回阀38的一部分，因而出口端盖与绝缘部件62之间的密封还产生了臭氧发生器20与止回阀38之间的密封。
绝缘部件62可由本领域公知的任何材料组成，例如陶瓷。在本发明的一个实施例中，该绝缘部件62优选由塑料组成。接地电极63可为位于绝缘部件62外部的一金属管。优选的，将金属涂覆在绝缘部件62上以形成接地面63。该金属接地面63经由例如弹簧67与大地电连接，该弹簧67将地线68固定在接地面63上。高压电极71可包括回绕在塑料支承70上的螺旋导线71。
当水流过文氏管33时，气流通道37内就产生负压或吸力，该负压或吸力使得弹簧止回阀38被打开。也就是说，密封球58向下移离O型密封圈59，从而允许气体自由地流过气流通道37。经由顶部105的空气入口40抽入空气，空气流过通道43，流过位于臭氧发生器的端盖39内的空气入口74，最后流过位于绝缘部件62内的空气间隙73。当将高压施加于螺旋导线71与金属接地面63之间时，就生成一冷电晕放电，该冷电晕放电将流过空气间隙73的气体中的至少一部分氧气转换为臭氧。
通常，操作该水处理装置的一种优选方法如下。首先，通过例如将水倒入入水口7内来给反应器9供水，然后开启装置100。在水处理循环过程中，水连续地流经过滤回路120和臭氧回路122(多次过滤循环)。当完成一次处理循环时，通过关闭水泵15和臭氧发生器20二者可使装置100停止运转。优选的，如果任何监测参数超出预设的可接受范围，微控制器6将中止该水处理循环，从而可进一步地探查并消除故障。如果一次处理循环结束且监测参数位于可接受的范围内，则用户可通过按下分配按钮53来启动分配循环，或者装置100可具有一种自动分配模式。在分配循环过程中，启动水泵15，且优选的是，净化水在经由净化水通道91和净化水出口92流出该装置之前流过精细过滤回路124(例如，流过精细过滤器54)。
以下详细说明一种优选的操作模式。首先，用户打开选择性提供的盖1，并将水倒入入水口7内。水经由预过滤器8流入反应器9内。接着，用户按下启动按钮11，或暂缓启动水处理循环直至需要净化水时。在启动水处理循环后，微控制器6经由导线13和14给水泵15供电，以抽取反应器9内的水并使水顺序地流经过滤回路120以及臭氧化回路122。优选的，在水泵15开始其操作后不久再给臭氧发生器20供电。按照这种方式，延缓给臭氧发生器20提供电流，直至水流产生流经臭氧发生器20的空气流。水泵15自反应器出口104抽水，并使水流过第一部分净化水通道24，水泵15，第二部分净化水通道25，电磁阀26，主过滤器进入通道27，然后经由主过滤器入口28进入过滤装置29。水进入环绕主过滤器10的环状空间30。水流过主过滤器10进入内部空间31，向下流过内部空间31，并经由过滤器出口32离开过滤装置29。由此处，自过滤装置29抽水，且水流过臭氧化回路122。特别的，自过滤器出口32抽水，水流过净化水通道34以及文氏管33，在文氏管33处，水接受所注入的含有臭氧的空气。接着，载有富含臭氧的气泡36的水流过臭氧化水通道35，并经由反应器入口106返回反应器9。因此，每次流经该系统(流通回路120和122)，水都被过滤并臭氧化。优选的，该处理循环包括使容量等于将要在反应器9内处理的一定容量水多次经过该流通回路，以实现多次处理。经由文氏管33引入水内的臭氧也用于在反应器9内处理水，因为富含臭氧的气泡36经由反应器9上升，从而对反应器9内的水进行消毒。一旦到达水面44，气泡36就汇集在废气集中区域96内。通过采用本发明的过滤装置，该废气由集中区域96流过预过滤器8，从而至少部分地对预过滤器8进行消毒，同时将废气内的剩余臭氧转换为氧气。
可通过一计时器来控制该处理循环。在这种实施例中，微控制器6可在一段预定时间之后关闭水泵15和臭氧发生器20，该预定时间在大约2至20分钟的范围内，优选在3至10分钟的范围内，更优选在4至8分钟的范围内。选择性的，可切断臭氧发生器20的电流，而水泵继续操作(例如，30秒至2分钟)，以将不含有臭氧的空气注入反应器9内，从而排除集中区域96内的臭氧。在处理循环的最后，可自动地分配水，或启动分配开关53。优选的，在连续处理循环的最后向用户发信号指示水是安全的，能够进行分配和使用。当启动分配开关53后，也向用户发信号。例如，可提供一可听信号或可视信号。在图2所示实施例中，分配开关53包括一灯。一旦启动分配开关53，就可在需要时手动地开始分配净化水。通过将该装置构造成如果要分配水必须首先启动分配开关53，就不会偶然地分配未经正确处理的水。
当用户按下分配开关53时，微控制器6就启动阀26(例如，经由导线50和51将一信号发送给电磁阀)，该阀26就使主过滤器进入通道28内的水转向流入精细过滤器进入通道52。当阀26位于分配状态时，就抽取反应器9内的水，并使水流过精细过滤回路124。具体的，自反应器出口106抽取水，水流过第一部分净化水通道24，水泵15，第二部分净化水通道25，阀26，精细过滤器进入通道52，然后经由精细过滤器入口108进入过滤装置29。接着，水流过精细过滤器入口108，流过精细过滤器54，并最后经由净化水通道91和净化水出口92流出装置100。优选的，通过监测水泵15所汲取的水流，并在水泵15所汲取的水流由于水泵15的气蚀(cavitation)而变得流量较小时，中止该分配循环。
装置100可选择性地包括各种安全设备和/或监测器，以确信该系统正在安全且最佳地运行。一种这样的安全设备是自动循环计数器，用以决定一个或多个过滤器应在何时进行更换。如果装置100包括一个过滤装置29以及与之一起的一个循环计数器，那么就可提醒用户何时更换所有的过滤器，且用户实际上可在一个步骤中更换所有的过滤器。因此选择性的，可采用循环计数器来记住水处理循环的次数，并在预设定的循环次数后给用户发送要更换过滤装置29的信息。
该循环计数器可以是本领域公知的任何一种。在本发明的一个方面中，可通过循环被启动的次数(例如，通过计算启动按钮11被按下的次数)或通过盖1被打开和/或闭合的次数来计算处理循环。优选的，采用一种计算盖1被打开和/或闭合的次数的自动计数器。在本发明的一个实施例中，该自动计数器包括横过入水口7一端的光束。当该光束由于盖1的存在而被切断时，就可判定盖1位于闭合位置。更优选的，该自动计数器包括一磁体5及一相应的磁簧开关3。当用户绕着铰链2转动盖1从而提升该盖1时，磁体5就移离磁簧开关3。当闭合盖1时，就将磁体5移回至靠近磁簧开关3。上述移动过程的一者或二者都可以产生一信号，微控制器6利用该信号来计算所附加的循环。优选的，当将盖1移动至闭合位置(磁体5靠近磁簧开关3)时，计算循环。
优选的，当一个或多个过滤元件接近和/或到达其使用寿命极限时，微控制器6向用户发送信号。该信号可以是可听信号或可视信号，且优选的，利用一种过滤器监测光开关55来发送信号，当到达预定的第一循环次数时，该光开关55闪烁以提醒用户过滤器将接近其寿命极限。当到达预定的用于指示过滤器寿命极限的第二循环次数时，微控制器6最好向用户发送一种不同的信号(例如，过滤器监测光开关亮着但不闪烁)，以提醒用户过滤器已经到达其寿命极限，并阻止装置进行再一次的处理循环操作直至过滤器被更换。当从装置100内取出过滤装置29时，可自动地重置该循环计数器；或者通过例如手动地按下过滤器监测光开关55，来手动地重置计数器。
如果在闭合盖1时产生信号，那么也可用该信号来启动一次新的水处理循环。在这种实施例中，如果盖1不位于闭合位置，那么将发送一个信号(例如，处理灯12闪烁或变为另一种颜色)，以警告用户出现错误，直至该盖正确地位于其闭合位置时再进行水处理循环。
还可延迟该处理循环的操作，直至盖1被闭合。例如，在将水加入系统100内后，用户可按下启动按钮11。这个动作向微控制器6发送一信号以启动一次新的水处理循环。但是，在启动水处理循环之前，利用磁簧开关3来确定盖1是否位于闭合位置。当磁体5靠近磁簧开关3从而改变了该磁簧开关3的状态时，就可确定盖1位于闭合位置。微控制器6检查磁簧开关3的状态，以确信盖1位于闭合位置。如果盖1闭合，微控制器6就经由导线13和14启动水泵15，同时经由导线16和17启动臭氧发生器20，从而启动水处理循环。如果盖1不位于闭合位置，处理灯12将闪烁以指示出现错误。此时就不进行水处理循环，直至正确地闭合盖1。另外，如果在一段预定时间例如30秒内没有闭合盖1，就使系统100停止运转，同时如果要启动一次新的水处理循环，就需要再次按下启动按钮11。
另一种安全措施是监测反应器9内的水处理情况。这可通过使用一种ORP传感器来监测水的处理程度，或一种臭氧废气传感器来监测集中区域96内废气中的臭氧量，或位于臭氧发生器20下游的一种臭氧传感器126来实现。可在启动水处理循环之前，在微控制器6内预先设定臭氧浓度的可接受范围。如果臭氧传感器126所检测到的臭氧浓度过高或过低，就将一信号发送给微控制器6以中止水处理循环，并启动一信号来告知用户出现系统故障。该信号包括可听信号或可视信号。优选的，点亮处理故障灯102。
依照本发明的另一方面，提供一种简化系统来确保在分配水之前，将水处理到预定程度。给定数量的水需要预定剂量的臭氧以净化该水。因此，假定给予装置100预定量的水，且给装置100编制程序以向该预定量的水提供预定剂量的臭氧，那么装置100将生产出预定纯度的水。应认识到的是，装置100可包括一开关以告知控制器6将要输送给反应器9的水质(例如，城市用水，湖水或井水等)(例如，轻叩启动按钮11以告知微控制器6水的来源)，且控制器6可预先编制程序，对于每种水质进行不同的处理次数。为确保装置100将预定剂量的臭氧提供给输送至反应器9的水，最好对流经装置100的空气流量或者臭氧发生器20生成的臭氧量进行监测，并与编制在微控制器6内的预设值相比较。优选的，对上述两个因素都进行监测。监测臭氧发生器20的操作，可确保臭氧发生器20生成预期数量的臭氧。测量空气流量，可确保臭氧发生器20生成的臭氧进入将要处理的水中，且使控制器6能间接地监测将要经由文氏管33注入水内的空气中臭氧浓度。这就可确保臭氧发生器20连续地生产出足够能彻底处理水的一定浓度的臭氧。监测这些因素，且如果任何一个监测参数超出可接受的预设范围之外，就中止水处理循环。如果该参数在可接受的预设范围之内，则最好继续进行水处理循环，直至传感器检测到已将水处理到预定程度，或更优选的，已将水处理了预设定的时间。
通过设置空气流量传感器来监测空气流量。优选的，该空气流量传感器设置在臭氧发生器20的上游。如图2实施例所示，空气流量传感器42及空气流量传感器盖41位于臭氧发生器20的上游且紧邻空气入口40的下游。在预定的范围内，控制器6可向用户发送故障信号和/或中止处理循环。例如，如果多条通道中的一条堵塞，或如果文氏管33被污浊，那么控制器6将检测到空气流量减小(或负压增大)，并可在预定的时间范围内中止将不充足臭氧供应给水的处理循环。如果空气流量突然增大(或压力突然降低)，这意味着多条通道中的一条断开，同样也可在预设定的时间范围内中止将不充足臭氧供应给水的处理循环。
所采用的空气流量传感器可以是本领域公知的任何一种。优选的，该空气流量传感器为一种热控管42。如上所述，当水流过文氏管33时，就在气流通道37内产生负压或吸力，该负压或吸力使得弹簧止回阀38被打开(例如，球58向下移离O型密封圈59，从而允许气体自由地流经气流通道37)。典型的，经由热控管42抽入空气，空气经过空气流量传感器盖41，经过位于臭氧发生器端盖39内的的空气入口74，并最后经过位于绝缘管62内的空气间隙73。在启动水处理循环之前，预先对控制器6编制程序，以预设可接受的的空气流量范围。如果热控管42检测到空气流量过高或过低，就向微控制器6发送一信号以中止水处理循环，并启动一信号来告知用户出现系统故障。优选的，编入控制器6内的预设值之一与主过滤器已经到达其寿命极限时的空气流率相对应。该信号包括可听信号或可视信号。优选的，点亮同一处理故障灯102或不同的处理故障灯102。
空气流量传感器42还可用来监测过滤器的寿命。例如优选的，编入控制器6内的预设值之一与主过滤器10接近其寿命极限和/或主过滤器10已经到达其寿命极限时的空气流率相对应。如果控制器6接收到空气流量传感器42发出的指示主过滤器10接近其寿命极限的信号，就可用该信号来告知用户过滤装置29或至少主过滤器10接近其寿命极限，并因此可利用该信号来使过滤器监测灯55闪烁。如果控制器6接收到空气流量传感器42发出的指示主过滤器10已经到达其寿命极限的信号，就可用该信号来告知用户过滤装置29或至少主过滤器10已经到达其寿命极限，并因此可利用该信号来使过滤器监测灯55一直亮着。
通过监测自臭氧发生器20排出的空气内的臭氧浓度，优选通过监测流过臭氧发生器20的电流，可监测臭氧发生器20生成的臭氧量。
一电流传感器可与臭氧发生器20电连接，以监测臭氧发生器20获得的电力是否足够能生成预定量的臭氧。电流传感器114可以是本领域公知的任何一种。例如，在启动水处理循环之前，可预设初级线圈21可接受的电流范围。该电流范围以臭氧发生器20所获取的电流为基础，表现为每单位时间里臭氧发生器20生成预定量的臭氧。如果电流传感器114检测到初级线圈21的电流过高或过低，则优选向微控制器6发送一信号以中止水处理循环，并启动一信号来告知用户出现系统故障。该信号包括可听信号或可视信号。优选的，点亮同一处理故障灯102或不同的处理故障灯102。
依照本发明，提供了一种用于监测臭氧发生器20所获取的电流的简单方法。根据这种构造，电流传感器114包括一发光元件46和一位于该发光元件46附近的光传感器98，利用同臭氧发生器20相同的电源来启动该发光元件46，该光传感器98用以监测发光元件46产生的照明量。发光元件46产生的照明度与臭氧发生器20获取的电流电平相关，因此，光传感器98所接收到的信号可间接测量臭氧发生器20获取的电流电平。该信息可与臭氧发生器20生成的臭氧浓度相关。发光元件46优选为一种照明灯泡，更优选为一种氖照明灯泡。特别的，氖照明灯泡46最好与高压二级线圈23电容连接。优选的，在启动水处理循环之前，预设光传感器98的可接受范围。如果光传感器98检测到氖灯泡46的照度过强或过弱，就向微控制器6发送一信号以中止水处理循环，并启动一信号来告知用户出现系统故障。该信号包括可听信号或可视信号。优选的，点亮同一处理故障灯102或不同的处理故障灯102。例如，绝缘部件62可能破裂，或者断裂。另外，臭氧发生器20可能与高压电源断开。此外，高压变压器可能出现故障。如果出现这些情况中的任一种，电流传感器114将检测到供应给臭氧发生器20的电流发生变化，与臭氧发生器20相连的氖照明灯泡46的亮度也将相应地发生变化。应认识到的是，也可采用除可见光之外的其它电磁波长。可间歇地或优选连续地监测这些参数。此外，可在水处理循环的一部分，或更优选在整个水处理循环期间监测这些参数。
当从系统100内取出过滤装置29时，有利地可采用气体流量传感器来中止水处理循环。当从系统内取出过滤装置29时，将中断流经过滤回路120和臭氧化回路122的水流。在正常操作下，流经文氏管33的水流使得被抽入的空气经过空气流量传感器42。相应的，如果从系统100内取出过滤装置29，水将不再流过臭氧化回路，且空气也将不再被抽入臭氧发生器20。因此，气体流量传感器42将记录这种气体流率的变化，并向微控制器6发送一信号以中止水处理循环，同时启动一信号来告知用户出现系统故障。因此选择性的，编入控制器6内的预设值之一与从系统100内取出过滤装置29后经过臭氧发生器20的空气流率相对应。应认识到的是，最好给微控制器6设计这样的程序，当经过臭氧发生器20的流率减少到表现为空气/臭氧液流通道出现小漏洞时，中止水处理循环。该信号包括可听信号或可视信号，且优选的，点亮同一处理故障灯102或不同的处理故障灯102。
除了计算循环次数以外，还可通过计算例如反应器9内的水流经过滤元件所需要花费的时间来监测过滤器的寿命。例如，选择性的，采用一种计时器来监测水流过精细过滤器54所需要花费的时间。通过监测这个参数，就可以间接地监测该精细过滤器54的阻塞量，该阻塞量与主过滤器10和/或预过滤器8的剩余寿命相关。所采用的计时器可以是本领域公知的任何一种。通过按下分配开关53来启动分配循环。分配循环的持续时间代表整批水流过精细过滤器54所花费的时间，而当过滤装置29处于正常工作状态时，分配循环的持续时间是已知的。可以在控制器6内预设两个不同的流动时间，该两流动时间都比分配循环的正常持续时间要长。分配循环的持续时间等于第一预设时间时，微控制器6发送一信息以警告用户必须马上更换过滤装置29。优选的，利用过滤器监测光开关55来发送该信号，当到达第一预设时间时，该光开关55闪烁。监测接下来的分配循环，并当分配循环的持续时间等于第二预设时间时，微控制器6发送一信息以警告用户如果要启动一次新的水处理循环，必须更换过滤装置29。优选的，利用过滤器监测光开关55来发送该第二信号，当到达第二预设时间时，该光开关55一直亮着。这里，该系统100将不再启动一次新循环，直至过滤装置29被更换。
还可通过水流传感器和/或优选的压力传感器来监测过滤器的寿命，该水流传感器用以监测水流过精细过滤器54的流率，该压力传感器用以监测水流过精细过滤器54的压力(图2中用参考数字118来表示)。通过监测上述参数中的一个或两个，就可监测精细过滤器54的阻塞量，该阻塞量与主过滤器10和/或预过滤器8的寿命相关。所采用的传感器可以是本领域公知的任何一种。通过按下分配开关53来启动分配循环。当过滤装置29处于正常工作状态时，水流过精细过滤器54的流率和负压是已知的。可以在控制器6内预设两个不同的水流速率/负压，该两流率都小于正常水流速率(或该两负压都高于正常负压)。当水流过精细过滤器54的流率等于第一预设流率(或压力等于第一负压)时，微控制器6发送一信息以警告用户必须马上更换过滤装置29。优选的，利用过滤器监测光开关55来发送该信号，当到达第一预设流率时，该光开关55闪烁。监测接下来的分配循环，并当水流过精细过滤器54的流率等于第二预设流率(或压力等于第二负压)时，微控制器6发送一信息以警告用户如果要启动一次新的水处理循环，必须更换过滤装置29。优选的，利用过滤器监测光开关55来发送该信号，当到达第二预设流率时，该光开关55一直亮着。这里，该系统100将不再启动一次新循环，直至过滤装置29被更换。应认识到的是，该装置不必具有精细过滤器，并且这些方法中的任一种都可用来监测在分配水时水流过的过滤器(排出过滤器)的寿命。
权利要求
1.一种臭氧发生器，所述臭氧发生器具有一绝缘部件，相对的第一及第二端盖件，位于高压电极与接地面之间且位于所述绝缘部件内部的气体通道，以及延伸于所述相对端盖之间的至少一个固定件，由此所述固定件将所述端盖保持在其适当位置。
2.如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件由塑料构成。
3.如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述至少一个固定件包括许多延伸于所述端盖之间的元件。
4.如权利要求3所述的臭氧发生器，其特征在于，所述许多元件由弹性物质构成。
5.如权利要求3所述的臭氧发生器，其特征在于，所述许多元件包括许多弹簧。
6.如权利要求3所述的臭氧发生器，其特征在于，所述许多元件较细，由此所述绝缘部件的外表面基本上敞开，以冷却所述臭氧发生器。
7.如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述端盖和所述绝缘部件限定了所述气体通道，且所述固定件包括许多结构较细的元件，由此所述绝缘部件的外表面基本上敞开，以冷却所述臭氧发生器。
8.如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件包括纵向延伸的第一和第二相对面，所述接地面靠近所述两相对面之一设置。
9.如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件包括纵向延伸的第一和第二相对面，所述接地面为涂覆在所述两相对面之一上的涂层。
10.如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件包括纵向延伸的内相对面和外相对面，所述接地面靠近所述外相对面设置。
11.如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件包括纵向延伸的内相对面和外相对面，所述接地面为涂覆在所述外相对面上的涂层。
12.如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，提供一种与所述臭氧发生器形成一体的止回阀，作为所述臭氧发生器的一部分。
13.一种电晕放电式臭氧发生器，所述臭氧发生器具有一上游端，一下游端，一位于高压电极与接地面之间的绝缘部件，以及一位于所述臭氧发生器下游端的止回阀。
14.如权利要求13所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件由塑料构成。
15.如权利要求13所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件包括纵向延伸的第一和第二相对面，所述接地面靠近所述两相对面之一设置。
16.如权利要求13所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件包括纵向延伸的第一和第二相对面，所述接地面为涂覆在所述两相对面之一上的涂层。
17.如权利要求13所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件包括纵向延伸的内相对面和外相对面，所述接地面为涂覆在所述外相对面上的涂层。
18.如权利要求13所述的臭氧发生器，其特征在于，所述绝缘部件包括纵向延伸的内相对面和外相对面，所述接地面靠近所述外相对面设置。
19.如权利要求13所述的臭氧发生器，其特征在于，所述止回阀作为所述臭氧发生器的一部分，与所述臭氧发生器一体形成。
全文摘要
一种臭氧发生器，具有一绝缘部件、相对的第一及第二端盖件、位于高压电极与接地面之间且位于所述绝缘部件内部的气体通道，以及延伸于该相对端盖之间的至少一个固定件，由此，该固定件将端盖保持在适当位置。
文档编号C02F1/28GK1500066SQ01821567
公开日2004年5月26日 申请日期2001年11月21日 优先权日2000年11月22日
发明者韦恩·E·康拉德, 韦恩 E 康拉德 申请人:极光有限公司