專利名稱：用于操作帶有一體式氯氣發(fā)生器的水池清潔器的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有一體式機載電化學(xué)氯氣發(fā)生器的機器人自推進水池清潔器。更具體地說，本發(fā)明涉及一種機載電化學(xué)氯氣發(fā)生器設(shè)備及其操作方法，其同時提供生物殺滅 (biocidial)消毒和機械過濾以清潔游泳池水。
背景技術(shù)：
用于機械清潔游泳池水的自動化水池清潔器已經(jīng)被公開很多年了。一些早期專利，包括1966年10月18日頒布給Whitaker的美國專利No. 3278949 ； 1969年3月18日頒布給Gelinas的美國專利No. 3433237 ；和1972年5月30日頒布給Howard的美國專利 No.3665525。頒布給Denkewicz等的USP5882512披露了一種自動化水池清潔器，其包括一可移除的化學(xué)制品分配器，所述化學(xué)制品分配器攜帶固態(tài)化學(xué)制品，例如含銀顆粒或其他固態(tài)消毒球丸。水池清潔器機械地清潔水池水，同時通過在水池清潔器內(nèi)部溶解化學(xué)分配器中容納的固態(tài)消毒化學(xué)顆?；蚯蛲鑱矸峙渌净瘜W(xué)制品。與傳統(tǒng)水池清潔器相比， Denkewicz設(shè)備機械上復(fù)雜，制造更加昂貴，并且可能需要技術(shù)上受過訓(xùn)練的人員進行維護和可能發(fā)生的維修，導(dǎo)致總體運行成本增加。此外，運行成本還包括購買被消耗而必須更換的干化學(xué)制品。Denkewicz設(shè)備的一個明顯缺點是，在從水池移除機器，高濃度含氯水滴在水池地板上時引起的安全危害，在水池地板上，高濃度含氯水可能會接觸赤腳游泳者。利用用于對游泳池水流過水池的主水過濾和循環(huán)系統(tǒng)時進行消毒的電化學(xué)氯氣發(fā)生器也已經(jīng)公開很多年了。這些氯氣發(fā)生器通常被本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員稱為“串聯(lián)式 (in-line) ”氯化器。一些關(guān)于用于游泳池水消毒的電解氯化器的早期專利包括1967年11 月7日頒布給Oldershaw等的美國專利No. 3351542 ； 1969年7月四日頒布給Crane等的美國專禾Ij No. 3458414 ；1972年6月13日頒布給Kirkham等的美國專利No. 3669 ；和1988 年2月9日頒布給Collier的美國專利No. 4724059o作為背景技術(shù)，氯氣發(fā)生器用電化學(xué)方法生成生物殺滅氯氣以通過電解處理對水池水進行消毒。在處理期間，存在于水中的鹽，即氯化鈉或NaCl，在電極上被消耗掉，并產(chǎn)生氯氣(Cl2),氯氣很快地溶于水中。之后，進行歧化反應(yīng)，以將所溶的氯氣轉(zhuǎn)化成次氯酸和次氯酸鹽離子，這些離子是用于水池水消毒的活性化學(xué)劑。在說明書中以及后面的權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“氯氣”指的是上述電化學(xué)反應(yīng)和歧化反應(yīng)所產(chǎn)生的生物殺滅活性形式。電化學(xué)氯氣發(fā)生器，也被稱為氯化器，當前可從很多用于在游泳池中建立和保持
6氯氣的殺菌級的市場來源得到。這些串聯(lián)式電化學(xué)氯氣發(fā)生器與水池外面的主泵送和過濾系統(tǒng)串聯(lián)安裝。這些裝置購買成本較高，并且需要有經(jīng)驗的管工和電工服務(wù)才能正確安裝。 在自動化控制系統(tǒng)中，一探針浸沒在水池水系統(tǒng)中的典型部位處，探針將信號電子傳送給遠距離的池側(cè)電源及相聯(lián)的控制器/處理器，所述控制器/處理器又控制氯氣發(fā)生器設(shè)備的周期性運行。術(shù)語“控制器”和“控制器/處理器”在說明書中以及在后面的權(quán)利要求書中是可以互換使用的，意思是包括被水池清潔器的制造商或銷售商編程的裝置，其中技術(shù)人員或用戶可以選擇這些裝置中的程序，以便使本發(fā)明的水池清潔器的運行和功能適應(yīng)使用水池清潔器的水池的特定情況。這些永久安裝的電化學(xué)發(fā)生器系統(tǒng)的使用通常局限于大型商業(yè)和機構(gòu)水池，在這些地方，氯氣基本連續(xù)受控地引入到水池帶來的方便比初始成本更重要。這些裝置還消除了購買化學(xué)制品以及使用維護人員或自動化化學(xué)制品噴射系統(tǒng)的需要。用于購買設(shè)備的初始資本費用以及與管工和電工安裝有關(guān)的費用通常阻礙了電化學(xué)氯氣發(fā)生器對于住宅水池市場的使用。但是，鹽水電化學(xué)氯化器從適度鹽水溶液生成高效的殺菌性消毒劑，與一般用于住宅水池的生氯化學(xué)制品相比，水池用戶通常找不到不適宜的方面。1991年2月12日頒布給Silveri的美國專利No. 4992156中披露了另一種電化學(xué)設(shè)備，其中，該設(shè)備單元附著于循環(huán)水出口上方的水池壁上，鹽水流過該單元的運動受到氣體升力的影響，在該單元直接暴露于大量水中以及該單元緊鄰管道水池水循環(huán)系統(tǒng)出口時，上述情況是可能的。氣體升力與水的管道循環(huán)一起有助于將該單元內(nèi)及周圍的水擴散至水池水的相鄰水體中。Silveri裝置的主要缺點是需要操作水池水循環(huán)泵才能確保分配所產(chǎn)生的氯氣。 通常泵電動機在20安培下運行，在運行期間，大量電功率在移動大量水時被消耗掉。與氯氣積聚有關(guān)的安全危害要求在泵停止的情況下中斷向氯氣發(fā)生器輸出動力。所以，本發(fā)明的目標是提供一種用于在水池中生成并分配生物殺滅或殺菌性氯氣的設(shè)備以及基本上自足的運行方法，該方法的使用不需要管工的任何安裝作業(yè)，其運行也不需要單獨或?qū)ｉT的電力連接。本發(fā)明的另一個目標是提供一種設(shè)備及運行方法，其延長了水池清潔器的使用壽命，該水池清潔器配備有電化學(xué)氯氣發(fā)生器，所述電化學(xué)氯氣發(fā)生器作為唯一的用于對水池中的水進行消毒并使細菌數(shù)保持在可接受的程度的裝置。本發(fā)明的又一個目標是提供一種運行方法和一種用于通過電化學(xué)發(fā)生器供給所希望濃度的氯氣的設(shè)備，其依賴于用于住宅水池的傳統(tǒng)氯氣檢測方法，從而免除了使用昂貴電子探針及數(shù)據(jù)處理和傳輸控制系統(tǒng)的必要。本發(fā)明的進一步的目標是提供一種運用電化學(xué)氯氣發(fā)生器的設(shè)備和方法，所述電化學(xué)氯氣發(fā)生器在水池的全部體積的水中高效、有效地分配氯氣，以便提供均勻濃度的所希望的氯氣，從而消除與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備和方法相關(guān)的局部化高濃度區(qū)域。本發(fā)明的更進一步的目標是提供一種電化學(xué)氯氣發(fā)生單元(cell)，水池清潔器的所有者或用戶能夠容易地、安全地進入和更換該單元，不需要受過訓(xùn)練的技術(shù)人員的幫助。本發(fā)明的另一個目標是提供一種運用安裝在機器人水池清潔器上的電化學(xué)氯氣發(fā)生器的自動化系統(tǒng)，發(fā)生器的運行受來自浸沒的取樣探針的信號的控制，所述信號或者直接傳送給水池清潔器上機載的處理器/控制器，或者經(jīng)由中繼接收器/發(fā)送器傳送給所述處理器/控制器。本發(fā)明的另一個目標是提供一種氯氣監(jiān)測系統(tǒng)，其安裝在水池清潔器內(nèi)部或者附著于水池清潔器。監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生一電氣或光電子信號，該信號與所監(jiān)測的水池水中的氯氣濃度成比例關(guān)系。該信號被用作反饋，以控制電化學(xué)氯化器的氯氣生成水平。該信號可以直接聯(lián)系到控制器IC板上或者經(jīng)由無線傳送裝置發(fā)送至控制器IC板。

發(fā)明內(nèi)容
上述目標及其他優(yōu)點是通過本發(fā)明的方法和設(shè)備來實現(xiàn)的，其中，機器人水池清潔器與一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器組合，在正常定期清潔循環(huán)(通常為一天1-2小時)過程中以及在所編程的清潔循環(huán)之間的很長時間間隔例如22或23小時期間，隨著清潔器在水池表面上的移動，電化學(xué)氯氣發(fā)生器產(chǎn)生消毒/殺菌氯氣并將其在整個水池水中分配。廣義上來說，本發(fā)明包含一種自動化的自推進水池清潔器，其具有外殼、用于使水流過外殼的水泵、用于在待清潔的鹽水水池的表面上移動水池清潔器的驅(qū)動裝置和安裝在外殼中的一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器，并包括一處理器/控制器，所述處理器/控制器被編程，以便以能使水泵和驅(qū)動裝置的磨損和破損最小化的預(yù)定操作順序激活氯氣發(fā)生器、泵和驅(qū)動裝置，同時分配和保持水池中消毒氯氣的安全級，從而消除串聯(lián)氯化器或其他化學(xué)添加劑處理的需要；可設(shè)置一任選的自動化傳感器裝置，以激活一輔助維護程序，所述輔助維護程序能夠使水池清潔器作為用于對水池水進行過濾和消毒的唯一的裝置而運行延長的時間。一用于電化學(xué)單元的手動安裝系統(tǒng)容許將該單元固定在適當位置，以操作和手動移除，以便用戶在不使用專門工具或?qū)ｉT培訓(xùn)的情況下進行維護、修理或更換。更具體地說，本發(fā)明的改進的設(shè)備包含一種自動化的自推進水池清潔器，其具有外殼、用于使水流過外殼的泵、用于至少在水池的底壁上移動水池清潔器的驅(qū)動裝置；位于所述外殼中用于產(chǎn)生殺菌性氯氣的一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器，電化學(xué)發(fā)生器包括以平行的、間隔開的陣列布置而形成多個通路的多個負極和正極導(dǎo)電板，所述陣列位于水流過外殼的流動路徑中；用于將包含由電化學(xué)發(fā)生器產(chǎn)生的殺菌性氯氣的水排至緊鄰水池清潔器外殼的外部的水中的出口 ；可操作地連接于電化學(xué)氯氣發(fā)生器的電源；和可編程控制裝置，用于啟動和終止氯氣發(fā)生器、泵和驅(qū)動裝置的運行，所述控制裝置被編程用于a.激活水泵和水池清潔器驅(qū)動裝置，從而使水池清潔器在水池的壁面上移動，以進行所編程的清潔循環(huán)；b.啟動氯氣發(fā)生器的運行，從而在清潔循環(huán)過程中由溶解于水中的含氯化合物產(chǎn)生殺菌性氯氣；c.從水池清潔器外殼以湍流排出含有殺菌性氯氣的水，以與水池中的水混合；d.在清潔循環(huán)結(jié)束時停用驅(qū)動裝置和水泵，同時保持氯氣發(fā)生器運行；e.在清潔循環(huán)結(jié)束之后，每幾分鐘激活水泵的幾秒時間，這樣持續(xù)大約一小時的一段時間；f.激活驅(qū)動裝置和泵2-4分鐘范圍內(nèi)的一段時間，從而在水池中重新定位水池清潔器；
g.在水池清潔器重新定位之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間；和h.重復(fù)步驟(g)和(h) —預(yù)定時間段。其中，通過組合自動水池清潔器和電化學(xué)氯氣發(fā)生器實現(xiàn)的本發(fā)明的優(yōu)點在于氯氣分布更均勻，能夠更有效地利用氯氣以及減少或沒有外部水池水泵循環(huán)要求。自動化水池清潔器內(nèi)部的電化學(xué)環(huán)境與現(xiàn)有技術(shù)中的串聯(lián)氯化器截然不同。為了適當?shù)亟M合電化學(xué)氯氣發(fā)生器和水池清潔器以及為了以安全、有效、實用的方式集成設(shè)備功能，需要不同于串聯(lián)氯化器所用的專門的運行規(guī)程和功能。為了在自動化水池清潔器外殼內(nèi)部安全、高效地電解產(chǎn)生氯氣，對于氯化器的結(jié)構(gòu)和放置以及安裝氯化器的水池清潔器的運行方式來說，必須進行重要的調(diào)節(jié)。由于電化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，鄰近氯化器單元的鹽水必須用新鮮鹽水重新補足；否則， 單元中的鹽水平將隨著時間而減小。鹽水平的降低會帶來兩個大的問題。首先，涂覆有貴金屬的電極的使用壽命將明顯縮短；其次，電流效率隨著相應(yīng)運行效率的降低而顯著降低。 相比而言，串聯(lián)氯氣發(fā)生器通常與主泵和過濾系統(tǒng)串聯(lián)安裝在一起，并且位于水池外面，主水循環(huán)泵的持續(xù)運行形成的新鮮鹽水重新補足給電極。市場上的串聯(lián)氯化器具有流量傳感器，如果水循環(huán)流動停止，所述流量傳感器用來立即斷開該單元。所以，依照上述電化學(xué)過程，應(yīng)當明白，氯化器單元內(nèi)以及鄰近氯化器單元的鹽水必須定期更新，氯氣和歧化反應(yīng)產(chǎn)物必須不斷地從電極附近移除。自動化水池清潔器通常具有機載水泵；但是，水池清潔器中泵的用途與用于外部串聯(lián)氯化器的泵的用途截然不同。水池清潔器內(nèi)的泵產(chǎn)生壓力/局部真空以形成充足的 “舉升力”，從而使水池清潔器下方的碎屑向上移動通過過濾器，間斷運行模式時，這需要更高的強度。水池清潔器中水的泵送通常以間斷方式操作，水池的各個定期清潔之間有較長的泵送空閑時間。以與水池的主水循環(huán)泵用于串聯(lián)氯化器相同的方式來使用用于連續(xù)循環(huán)的水池清潔器的泵是不切實際的，因為這樣將使水池清潔器的泵壽命顯著縮短。廣義上來說，本發(fā)明還包含一種在游泳池的水中釋放殺菌性氯氣的方法，該水包含有水溶性含氯化合物，該方法包括a.將自動化的自推進水池清潔器放入水池中，所述自動化的自推進水池清潔器具有外殼、水泵、用于在待清潔的水池表面上移動水池清潔器的驅(qū)動裝置、安裝在外殼中且位于水流過外殼的流動路徑中的一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器、可操作地連接于電化學(xué)發(fā)生器的電源以及用于啟動和終止氯氣發(fā)生器的功能的控制裝置；b.激活水泵和水池清潔器驅(qū)動裝置，從而使水池清潔器在水池的壁面上移動，以進行所編程的清潔循環(huán)；c.啟動氯氣發(fā)生器的運行，從而在清潔循環(huán)過程中由溶解于水中的含氯化合物產(chǎn)生殺菌性氯氣；d.從水池清潔器外殼以湍流排出含有殺菌性氯氣的水，以與水池中的水混合；e.在清潔循環(huán)結(jié)束時停用驅(qū)動裝置和水泵，同時保持氯氣發(fā)生器運行；f.在清潔循環(huán)結(jié)束之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間，這樣持續(xù)大約一小時的一段時間；g.激活驅(qū)動裝置和泵2-4分鐘范圍內(nèi)的一段時間，從而在水池中重新定位水池清潔器；
h.在水池清潔器重新定位之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間；和i.重復(fù)步驟(g)和(h) —預(yù)定時間段。依照本發(fā)明，將水池清潔器和電化學(xué)氯化器進行組合而用作唯一的或主要的用于水池的水循環(huán)和消毒設(shè)備和系統(tǒng)，通過運用預(yù)先編程的泵送脈沖程序，確保電化學(xué)過程的正常功能。該預(yù)先編程的泵送脈沖程序在泵空閑時間時使用很短的操作程序。該操作程序被編程成使得脈沖泵送之間的時間足夠短，以確保清潔器內(nèi)部的鹽溶液濃度不會下降至危險的低水平。脈沖泵送過程中的泵送操作的較短時間保證泵的使用壽命不會遭受顯著縮短。依照本發(fā)明的操作方法，在二十四小時、即每天的運行周期中，水池清潔器內(nèi)部的氯化器電極基本上能夠連續(xù)運行多至二十二小時的時間。同現(xiàn)有技術(shù)工藝中暴露于恒定鹽濃度相比，電化學(xué)單元經(jīng)受鹽濃度的波動。在一個優(yōu)選實施例中，采用了預(yù)先編程的泵送操作程序，其中，水池清潔器運行大約90分鐘來完成傳統(tǒng)的過濾清潔循環(huán)，同時不斷地產(chǎn)生氯氣。在完成和終止清潔循環(huán)之后，氯化器仍然運行，泵先是關(guān)閉大約3分鐘，然后每3分鐘開啟3秒鐘，這樣持續(xù)大約一小時。開啟泵是為了更換掉水池清潔器內(nèi)部的鹽水溶液。該氯化運行子程序持續(xù)大約一小時。 在每個小時以后，驅(qū)動和泵系統(tǒng)被開動2-4分鐘，以便在重復(fù)子程序之前將水池清潔器隨機移動到池底的另一個部位。該處理周期持續(xù)至氯化運行程序結(jié)束，所述氯化運行程序也可以編程持續(xù)1-22小時之間。在正在移動清潔器的時間里，也可以有選擇性地持續(xù)氯化。在另一個實施例中，清潔和氯化程序與所謂的“看門狗(watch-dog) ”或維護運行模式組合，其中，水池清潔器可以被編程成在水池水中運行每天高達M小時。機器人清潔器每2小時激活30分鐘，之后回復(fù)到“睡眠模式”另一 2小時，然后重復(fù)該循環(huán)。在這些30 分鐘里，清潔器可以生成生物殺滅氯氣或者清潔游泳池。在該運行模式中，水池水保持在清潔狀態(tài)并被氯化。在該運行模式中，該預(yù)先編程的泵和氯化程序可以與從與水池水接觸的氯氣傳感器接收到的信號相協(xié)調(diào)，當氯氣濃度下降到所要求的預(yù)定水平時，所述氯氣傳感器激活發(fā)生器，而當達到該水平時，斷開向該單元的供電。在另一個優(yōu)選實施例中，水池清潔器以預(yù)先編程的模式運行，設(shè)計成能夠高效地清潔水池的整個底面并可選地清潔水池的側(cè)壁。清潔時的運行模式不是本發(fā)明的一部分， 可以使用本領(lǐng)域已知的用于高效掃描水池表面的任何任意或預(yù)定模式。在執(zhí)行清潔程序時，機載氯氣發(fā)生器被激活，直到水池水中的氯氣達到所要求的濃度/水平。一旦達到所要求的值，電化學(xué)氯氣發(fā)生器就終止運行，而水池清潔器繼續(xù)其所編程的清潔操作。在又一個實施例中，在已完成清潔程序之后，或者由于其他不希望啟動清潔程序的原因，自動化水池清潔器被編程成定期移動至池底的新部位，以平衡水池水中殺菌性氯氣的分布。機器人水池清潔器的編程和運行模式適于確保帶有機載氯氣發(fā)生器的清潔器移動以在整個水池中分配氯氣。在另一個優(yōu)選實施例中，水池清潔器在大約十分鐘之后移動到新的部位，并在該位置保持大約十分鐘，然后再移動到一新的部位。在運動過程中同時在各個新部位都不斷地產(chǎn)生氯氣。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，從上文的描述以及下文提供的描述中顯而易見的是，運行時間、運動模式的各種組合(無論是被編程的還是任意的)以及水池清潔器部件的運行的組合，都不局限于所提供的例子和具體實施例。
除上述基本電化學(xué)環(huán)境差別之外，還存在其他技術(shù)挑戰(zhàn)和區(qū)別，這些在現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)氯化器的運行中都是未曾發(fā)現(xiàn)的。包括漏泄電流腐蝕，有時被稱為電化腐蝕，其為一種電化學(xué)過程，在該過程中，不同類型的金屬處于電解液例如天然海水和由除氯化鈉之外的含鹽化合物制備的鹽水中。當氯化器在這樣的環(huán)境中運行時，電流可以引起水池清潔器內(nèi)部的金屬零件的電化腐蝕。為了解決這個問題，通過仔細屏蔽電極，來增加氯化器單元的總阻力環(huán)境。根據(jù)需要，對易損壞的金屬零件應(yīng)用電絕緣。例如，可對位于機器人清潔器內(nèi)部的金屬零件涂敷絕緣抗腐蝕聚合物粉末涂層，以預(yù)防腐蝕問題。碰到的另一個技術(shù)問題是氯化器運行時在水池清潔器內(nèi)部形成結(jié)垢。形成在該單元上的結(jié)垢必須移除，因為如果不移除，將導(dǎo)致結(jié)垢嚴重而使得水池清潔器和/或氯化器可能失效。在一優(yōu)選實施例中，為氯化器單元提供備用入口。在尤其優(yōu)選的實施例中，該單元設(shè)置有一殼體，所述殼體可從水池清潔器外殼內(nèi)部的工作位置移除。該殼體可以構(gòu)造成使之以緊密配合、但可手動釋放的關(guān)系接合一靜止安裝部件。作為選擇，殼體和安裝部件設(shè)置有相互配合的鎖定部件，所述鎖定部件容許用戶從水池清潔器外殼的內(nèi)部手動移除殼體和單元，不用專門工具或技術(shù)培訓(xùn)。這樣，用戶可以在安全方便的環(huán)境中更容易地清理該單元的結(jié)垢，例如，通過使用規(guī)定的化學(xué)制品和簡單的工具。在尤其優(yōu)選的實施例中，氯氣發(fā)生器設(shè)置有一殼體，其中，所述殼體牢固地、但可移除地安裝，使得用戶可以進行日常維護，例如除垢。該殼體構(gòu)造成容納流過該單元的板的水流，并包括外部安裝裝置，所述外部安裝裝置可釋放地接合相配合的安裝部件或托架，所述安裝部件或托架固定于水池清潔器外殼的內(nèi)部和/或形成水池清潔器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分的框架部件。該配置為用戶提供了可手動釋放的單元安裝。在本發(fā)明的一尤其優(yōu)選的實施例中，擁有者或者用戶可以進入容納電化學(xué)氯氣產(chǎn)生單元的整體式殼體，將其從安裝托架拆卸、移除并可使該整體式殼體返回其在水池清潔器中的工作位置，不需要經(jīng)過培訓(xùn)的技術(shù)人員或其他專家的幫助。通過消除支付維護所負的慣例現(xiàn)場服務(wù)費用，用新的或翻新的單元容易地、安全地更換單元的能力減少了擁有者的維護和運行成本。用戶的現(xiàn)場服務(wù)還消除了將水池清潔器拿給遠程服務(wù)提供者的需要以及在等待即將進行的維護而使用清潔器的損失。對于普通的住宅水池擁有者來說，水池清潔器的氯氣產(chǎn)生單元的自檢修能力意味著非常誘人的節(jié)省成本和時間的特點。同樣，它還為制造商、銷售水池清潔器的銷售者以及零售商提供了相當大的市場和競爭優(yōu)勢。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，水池清潔器裝配有一個或更多個可再充電的機載蓄電池。機載計算機處理器/控制器、泵和驅(qū)動系統(tǒng)的電力需求都在市場上可買到的蓄電池的工作能力內(nèi)。作為選擇，單獨的外部電源借助于來自池邊電源的傳統(tǒng)電纜也可以為水池清潔器提供電力需求。當在通過電纜從通常位于池邊的遠程電源或轉(zhuǎn)換器接收電力的自動化的自推進水池清潔器中采用本發(fā)明時，電化學(xué)氯氣發(fā)生器也可以由該源提供電力。在該實施例中，電源可以包括用于停止和起動氯氣發(fā)生器的獨立開關(guān)。作為選擇，也可以使用兩個單獨的電源，一個用于通常的水池清潔器部件，例如水泵和驅(qū)動裝置，另一個用于氯化器。在又一個實施例中，具體實施一個電源并由一開關(guān)機構(gòu)控制，使之可以共用于氯化器和水池清潔器部件，而不是使用兩個蓄電池作為電源。開關(guān)機構(gòu)可以是一個或更多個開關(guān)，并且優(yōu)選包括至少三個繼電器。
在實施本發(fā)明時，負責(zé)維護水池的人員根據(jù)水池維護所使用的標準規(guī)程，定期檢查氯氣和PH水平。當氯氣濃度達到所要求的預(yù)定水平時，中斷機載電化學(xué)發(fā)生器的運行。 基于一段時間的循環(huán)工作，負責(zé)人員就能夠知曉水池達到合適氯氣濃度所需的時間。假定可預(yù)測的天氣模式，包括晴天、雨天和溫度范圍，通過合理確定，就可以預(yù)測機載氯氣發(fā)生器提供所要求的氯離子濃度所需的運行時間。在進一步優(yōu)選的替換實施例中，處理器/控制器可由用戶編程，以在水池清潔器運行的同時激活氯氣發(fā)生器規(guī)定的時間段。正如上文所述的，負責(zé)水池維護的個人根據(jù)經(jīng)驗確定一預(yù)定時間(例如一天)的適當次數(shù)和持續(xù)運行時間?？刂葡到y(tǒng)還具有強制接通/ 斷開(on/off)開關(guān)，這樣，在所編程的運行超過所要求的氯氣水平的情況下，可以停止使用氯氣發(fā)生器。在另一個優(yōu)選實施例中，一氯氣監(jiān)測系統(tǒng)方便地安裝在水池清潔器內(nèi)部或者附著到清潔器的外面。氯氣監(jiān)測系統(tǒng)可以是，例如基于N，N-二乙基-ρ-次苯基-二胺(DPD)的比色系統(tǒng)、電流計傳感器方法或其他適當?shù)难b置。氯氣監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生電信號，該信號與所監(jiān)測的水池水中的游離氯含量濃度有關(guān)。氯氣監(jiān)測系統(tǒng)定期測量水池水中的游離氯水平，并產(chǎn)生信號，這些信號用作通過電路連接直接傳送或者通過無線裝置傳送給IC板和水池清潔器控制器的計算機處理器的反饋。這些反饋信號用來控制安裝在清潔器內(nèi)部的機載電化學(xué)發(fā)生器的氯氣生成的運行。該自動化氯氣監(jiān)測和生成自動化控制系統(tǒng)提供了一種完全自動化的設(shè)備和系統(tǒng)，其不需要頻繁的人為干預(yù)就能使水池水保持在恒定的殘余氯水平，因而使人關(guān)注減到最小，并且還避免了人為誤差，從而用以將水池水保持在最佳質(zhì)量。本發(fā)明的方法和設(shè)備也可以用于機器人水池清潔器，其利用遠程泵和過濾器通過軟管或管道吸取水。用于控制水泵的適當裝置包括電氣有線控制電路與無線控制電路，這些電路輸送由可編程控制器發(fā)出的信號。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，這樣的遠程水泵和過濾系統(tǒng)是眾所周知的。在另一個優(yōu)選實施例中，一機器人水池清潔器具有一內(nèi)部水泵和一相聯(lián)的排出管道，并設(shè)置有由位于從水泵排出的流中的水輪機提供動力的發(fā)電機，利用由發(fā)電機獲得的電能提供電化學(xué)氯氣發(fā)生器所需電力的一部分或全部以生成氯離子，這些氯離子分配給周圍的水池水。為避免損壞水輪機，流過其葉片的水應(yīng)該沒有碎屑。發(fā)電機的水輪機優(yōu)選可旋轉(zhuǎn)地位于從吸取水池水和通過清潔器的過濾系統(tǒng)的碎屑的泵排出的水流的流動路徑中。作為選擇，水輪機也可以設(shè)置在過濾器與泵的吸入口或上游側(cè)之間。在采用水輪機作為供給至電化學(xué)氯氣發(fā)生器的電源的實施例中，水輪機葉輪優(yōu)選放置成其旋轉(zhuǎn)軸線與從泵排出的水在同一條直線上。發(fā)電機產(chǎn)生的電能傳送給電化學(xué)氯氣發(fā)生器。氯氣與從過濾器吸取的水混合并與之一起從水池清潔器外殼的內(nèi)部被排出，從而通過所排放物質(zhì)的湍流運動分配到水池清潔器附近的整個水體中。


參照附圖將在下文進一步描述本發(fā)明，其中同樣或類似的元件由同樣的數(shù)字標記，以及其中圖1是具有外部電源的水池清潔器中的本發(fā)明一個實施例的示意性剖視圖IA是用于圖1中水池清潔器和輔助電源的浮動分析探針的透視圖。圖2是一替換優(yōu)選實施例的示意性剖視圖，其中水池清潔器具有用于氯氣發(fā)生器的機載蓄電池和水輪機電源，適用于本發(fā)明；圖3是機載電化學(xué)氯氣發(fā)生器的正視圖；圖4是圖3中裝置的側(cè)視圖；圖5是一替換優(yōu)選實施例的示意性剖視圖，其中水池清潔器具有安裝在外殼內(nèi)部的一體式氯氣監(jiān)測系統(tǒng)；圖6是依照本發(fā)明的水池清潔器的一種運行模式的示意圖；圖7是依照本發(fā)明的水池清潔器的另一種運行模式的示意圖。圖8是在緊鄰一安裝托架的安裝殼體中的電化學(xué)發(fā)生器單元組件的透視圖；圖9是類似于圖8的視圖，顯示了固定安裝在托架中的殼體；和圖10是依照本發(fā)明的用于使驅(qū)動裝置、水泵和電化學(xué)發(fā)生器運行的電氣控制系統(tǒng)的一部分的一個實施例的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考圖1，將結(jié)合傳統(tǒng)的機器人水池清潔器10描述本發(fā)明的方法和設(shè)備的優(yōu)選實施例，機器人水池清潔器10經(jīng)由電纜40電氣連接到遠程池邊電源50上。示出的主要元件是水池清潔器本體蓋或外殼12、一對驅(qū)動裝置14和清潔刷16，驅(qū)動裝置由驅(qū)動馬達20 提供動力。在外殼中還安裝有傳統(tǒng)的泵馬達對，其附著有葉輪25，葉輪通過過濾元件(未顯示)吸取水，并通過外殼12中的出口 13將過濾的水排出。依照該發(fā)明，在外殼內(nèi)部還安裝有電化學(xué)氯氣發(fā)生器30，其具有入口 32，鹽水流過該入口，由于電解的結(jié)果，產(chǎn)生溶于水的生物殺滅氯氣，水通過出口 34排出。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當明白，通過該傳統(tǒng)水池清潔器外殼的水流過外殼的下部分和/或底板上的吸入開口，并向上流過一過濾器，在過濾器中，碎屑被移除并帶走；然后通過外殼出口 13將水排出。在示出的優(yōu)選實施例中，集成電路裝置沈形式的電子處理器/控制器由多個導(dǎo)體 28連接到浮動電纜40以及驅(qū)動馬達20、泵馬達M和電化學(xué)氯氣發(fā)生器30上。在實施本方法時，通過向游泳池中的新鮮水添加充足濃度的含氯化合物，為通過安放在移動的水池清潔器10中的電化學(xué)發(fā)生器30有效地產(chǎn)生氯氣提供了準備。其中一種容易得到并且經(jīng)濟、便于使用的含氯化合物是氯化鈉，即食鹽。氯化鈉在結(jié)晶形態(tài)下容易溶解成所需要的濃度。一般來說，不希望使用一般包含許多其他礦物質(zhì)的天然海鹽，原因在前面已經(jīng)描述過。鹽被加至提供從大約1000百萬分比(ppm，百萬分之一千)到大約7000百萬分比的濃度，優(yōu)選提供從2000到5000百萬分比的濃度，更優(yōu)選提供從3000到3500百萬分比的濃度。為便于比較，人類眼淚包含大約3200百萬分比的氯化鈉。這種鹽的水平低于普通海水，并且使用水池的正常人不會感到不適宜。對于25000加侖的水池來說，添加的食鹽量約為630磅。該濃度與用于安裝在游泳池水循環(huán)系統(tǒng)中的外部串聯(lián)氯化器的濃度相同。在機載氯氣發(fā)生器運行的一個簡化方法中，負責(zé)水池水狀態(tài)的適當維護的人員定期對氯氣濃度進行人工取樣。如果濃度低于所要求的值，電源50上的開關(guān)60被人工轉(zhuǎn)到
13接通位置，這樣，或者將電力通過電纜40中的獨立電線直接傳送給氯氣發(fā)生器30，或者將信號傳遞給處理器/控制器26，從而將電力引到發(fā)生器30。繼續(xù)描述該第一實施例，經(jīng)過一規(guī)定時間間隔之后，對水池水再次進行用于生物殺滅氯氣濃度的取樣。如果還沒有實現(xiàn)所要求的水平，則不需要采取行動，水池清潔器在其編程循環(huán)下繼續(xù)移動，氯氣發(fā)生器30繼續(xù)產(chǎn)生氯氣，氯氣從水池清潔器外殼排出至周圍的水中，并通過泵排出流的湍流作用以及處理器/控制器沈中的程序所確定的清潔器的運動混合。在又一個規(guī)定間隔以后，對水再次取樣，這時，如果氯氣到達或超過所要求的濃度，則將電源上的開關(guān)60手動轉(zhuǎn)向斷開位置，從而關(guān)掉氯氣發(fā)生器。隨著該流程按照慣例重復(fù)， 相關(guān)的接通——斷開時間間隔的頻率和持續(xù)時間使負責(zé)水池維護的人員至少能夠建立用于使電化學(xué)氯氣發(fā)生器運行的粗略安排表。在另一優(yōu)選實施例中，處理器/控制器沈可由用戶編程，以在水池清潔器在其慣常的清潔模式下運行的同時啟動和終止氯氣生成。從上面的描述中可知，基于用戶進行一段適當時間的經(jīng)驗對處理器/控制器沈進行手動編程，所述適當時間可以從幾天到一周。 這樣的調(diào)整還可以基于地理和季節(jié)情況以及對晴天、高低溫、白天暴露于太陽和遮陰周期的預(yù)報。參照圖1A，將描述又一優(yōu)選實施例，其中圖1所述的水池清潔器設(shè)備可與自動化電子取樣探針80結(jié)合使用。浮動的探針80可以系到一固定位置上，或者允許在水池表面上隨機漂浮著。探針80包括外殼82、帶有具有電子離子分析器(未顯示)的內(nèi)部傳感器的取樣口 84，所述探針由一優(yōu)選可再充電的蓄電池86提供動力。經(jīng)由天線88利用核準的射頻(RF)信號傳送對應(yīng)于定期分析結(jié)果的信號。在該實施例中，示出了一浮動的探針，但是探針可以永久附著于水池壁上。在下文更詳細描述的替換優(yōu)選實施例中，具有容納于探針80中的電子離子分析器的同樣類型的傳感器可以位于水池清潔器外殼12的內(nèi)部，或者附著于水池清潔器外殼的外部，或者從其外部突出。在該實施例中，傳感器和分析器形成水池清潔器的定期測量水池水的氯氣濃度的一體式功能部件。探針傳感器優(yōu)選位于單元30的上游，以便測試從外殼 12下面吸入到外殼中的水的狀況。在所示的實施例中，電源50有利地包括一附著于天線58的接收器和一中繼發(fā)射器，該中繼發(fā)射器用于將信號傳送給容納于電源50的外殼中的處理器或者傳送給機載處理器/控制器26。用于將岸基信號傳送給被浸沒的機載處理器/控制器沈的系統(tǒng)和方法是大家所熟知的，這里不再詳細描述。當來自探針80的信號指示的濃度低于所要求的值時，電源50中的中繼發(fā)射器發(fā)送一適當信號，以維持水池清潔器上的氯氣發(fā)生器30的運行。作為選擇，如果探針信號與水池水中氯氣的容許濃度相對應(yīng)，則中繼發(fā)射器向控制器/處理器沈發(fā)送信號，以中斷供給至發(fā)生器30的動力。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當明白，中繼接收器和中繼發(fā)射器可以結(jié)合到一單獨的外殼中，并可以設(shè)置單獨的電源。如下所述的其他功能和系統(tǒng)也可以包含在該獨立單元中。如果水池清潔器在實現(xiàn)所要求的氯氣濃度之前完成其清潔循環(huán)，則控制器/處理器繼續(xù)引導(dǎo)水池清潔器的運動。同樣，如果已經(jīng)實現(xiàn)氯氣水平并且水池清潔器已完成其清潔模式，則中斷給水池清潔器功能元件例如泵、驅(qū)動馬達和氯氣發(fā)生器的動力。假定探針80發(fā)送信號需要進一步生成氯氣而水池清潔器處于關(guān)閉模式，則將一信號發(fā)送給控制器/處理器沈，以啟動水池清潔器的運行以及泵和氯氣發(fā)生器的激活。這樣，通過水池清潔器的運動將氯氣分配給水池清潔器在其中移動的整個水體。在如圖1所示的本發(fā)明控制系統(tǒng)的進一步的優(yōu)選實施例中，位于電源單元50中的中繼發(fā)射器包括一可視顯示報警器M和/或聲音報警器56，可視顯示報警器可以是閃光源。報警器被編程成在由來自探針80的信號確定的氯氣濃度超過一規(guī)定數(shù)值時起作用。報警器也可以被編程成在氯氣濃度低于預(yù)定最低容許值一預(yù)定時間間隔的情況下起作用，從而指示電化學(xué)發(fā)生器沒有正常起作用，需要維護人員采取補救措施。繼續(xù)參照電源單元50，設(shè)置一可見顯示面板62，例如LED顯示器，來指示由探針80 確定的水質(zhì)量的數(shù)值。顯示面板62優(yōu)選包括單獨的用于pH的顯示器61和用于氯氣濃度的顯示器63。作為選擇，單個LED面板也可以以預(yù)先編程或手動選擇的順序顯示一個或更多個值?，F(xiàn)在參照圖2，該實施例與圖1所示的水池清潔器的本質(zhì)區(qū)別在于用于電源的機載蓄電池60的替換以及泵葉輪25與外殼12的出水口 13之間發(fā)電機70的安裝。從所示的可知，由泵葉輪25排出的快速流動的水流使發(fā)電機70的葉片旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電，并被輸送給至氯氣發(fā)生器30。必要時，發(fā)電機30的電力需要也可以由蓄電池經(jīng)由導(dǎo)體72供給。在另一個替換實施例中，如圖所示，水池清潔器還配備有動力電纜40，正如圖1的實施例中， 所述動力電纜可以提供動力，以滿足那些超過蓄電池和/或發(fā)電機的能力的運行需求，或者向蓄電池充電。在該實施例中，動力電纜40可以包括接收在外殼12中的附圖標記41指示處的插座中的插頭。還可以采用諸如USP68^931中披露的感應(yīng)充電系統(tǒng)?，F(xiàn)在參照圖3和4，示出了適用于機載電化學(xué)發(fā)生器30中的電解單元100，用以在運行時產(chǎn)生氯氣。在該實施例中，該單元由五塊帶有鈦、釕和銥的混合金屬氧化物涂層的鈦板構(gòu)成，鈦板尺寸大約為60 X 80mm，并通過尼龍緊固件104(例如螺栓和螺母)以及絕緣隔離件106保持間隔關(guān)系。一個或更多個螺紋安裝的螺栓端子108附著于導(dǎo)體托架110，該導(dǎo)體托架用于接收標記為“P”的兩個外部板和一個的中心板，并對所述兩個外部板和一個的中心板施加正電荷。導(dǎo)體托架112向標記為“N”的中間板傳送相反的負電荷。這些板大約為Imm厚，間隙為1.5mm。電解單元100被方便地放入非導(dǎo)電的抗腐蝕聚合物殼體31中，例如如圖1所示， 用于固定、但可移除地安裝在水池清潔器外殼12的內(nèi)部。殼體31優(yōu)選由聚碳酸酯澆鑄而成，但是，也可以由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABQ或聚氯乙稀(PVC)或其他合適的聚合物制成。端子108裝配有電導(dǎo)體觀，所述電導(dǎo)體通過黃銅螺母和環(huán)氧樹脂固定，以從電源提供所需要的電壓和電流強度。在一個優(yōu)選實施例中，該單元可以構(gòu)造成用于以每小時大約8克次氯酸鈉的生產(chǎn)率運行。包含所產(chǎn)生的氯氣的水必須從發(fā)生器離開和循環(huán)，以與水池水混合，防止對該單元的損壞。雖然短時間的水運動中斷是可以容許的，但是，如果穿過和繞過該單元的水循環(huán)停止更多的時間，則所產(chǎn)生的氯氣的濃度可能達到對該單元造成潛在損壞并不利地影響其運行的水平。參照圖5，將描述另一個優(yōu)選實施例，其中，一氯氣監(jiān)測系統(tǒng)90方便地安裝在水池清潔器內(nèi)部，以形成設(shè)備的一整體部分。氯氣監(jiān)測系統(tǒng)90包括外殼92、取樣入口 94和出口96，該氯氣監(jiān)測系統(tǒng)包含內(nèi)部分析和數(shù)據(jù)收集、存儲、處理和傳輸能力(未顯示)，并經(jīng)由接頭觀由一電源供給電力。氯氣監(jiān)測系統(tǒng)90定期測量游離氯，在水池水中，游離氯優(yōu)選維持在2百萬分比(ppm，百萬分之二)的濃度下。所產(chǎn)生的與定期分析結(jié)果相對應(yīng)的信號經(jīng)由線路98傳送給水池清潔器的控制器的計算機處理器，并被用作用對機載電化學(xué)氯氣發(fā)生器30的控制的反饋。氯氣的生成可受到控制，以使水池水自動維持在一恒定殘余氯水平， 例如，通過比較該反饋信號與預(yù)定值，從而根據(jù)需要打開或關(guān)閉機載氯氣發(fā)生器30。參照圖6和7的示意圖，將描述帶有本發(fā)明的氯氣發(fā)生器的水池清潔器的替換運行方式。在兩個圖中，上面的時間線表示泵的運行程序，下面的時間線表示氯氣發(fā)生器的運行程序。在各個程序中的下水平基線表示功能元件的“斷電”或停用狀態(tài)?，F(xiàn)在參考圖6，可以看到，對于所示的這個例子，初始泵送程序是表示預(yù)先編程的清潔循環(huán)的90分鐘。在清潔循環(huán)結(jié)束時，泵停用大約3分鐘，然后被激活大約3秒鐘，該循環(huán)重復(fù)一預(yù)定持續(xù)時間，例如一小時。在下一個2-4分鐘的時間段中(根據(jù)顯示可確定為 “任意”)，泵和驅(qū)動裝置兩者都被激活，以將水池清潔器移動到池底的不同位置。這里所使用的術(shù)語“任意”用作“任意運動”的簡寫。之后，泵停止大約3分鐘，然后起動大約3秒鐘， 該循環(huán)再重復(fù)大約一小時。該運行模式可持續(xù)任何所要求的預(yù)定時間段，為便于示出，在圖 6中指示了高至22小時。參照圖6中下面的時間線，可以看到，氯氣發(fā)生器在整個清潔循環(huán)以及在泵脈沖循環(huán)和任意運動循環(huán)過程中一直都是運行的。該連續(xù)氯氣生成運行模式希望用于水池水的生物殺滅氯氣水平低的時候或者環(huán)境狀況使得所要求的預(yù)定水平?jīng)]有實現(xiàn)或維持的時候。從圖6的例子中應(yīng)當明白，泵在3分鐘“斷電”間隔后僅脈沖運行3秒鐘，這導(dǎo)致泵在該一小時循環(huán)中僅運行大約一分鐘。之后，泵每小時運行2-4分鐘，持續(xù)更長的時間，例如22小時，在該過程中，泵將運行從小于50分鐘到大約90分鐘。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當明白，該利用程度不會不利地影響泵馬達的使用壽命，這樣將提供一種在游泳池的整個水體中分配殺菌性氯氣的手段，不需要輔助消毒裝置(無論是化學(xué)或大型串聯(lián)氯化單元)， 所述串聯(lián)氯化單元需要水池的主水循環(huán)泵的運行，所述主水循環(huán)泵具有較高的電力消耗和附帶的費用?，F(xiàn)在參考圖7，示出了一種運行模式，該運行模式適用于維持預(yù)定水平的氯氣濃度。這種也被稱為輔助運行模式。在該實施例中，假定已經(jīng)實現(xiàn)了所要求的氯氣水平，而且通過氯氣發(fā)生器的編程運行以非全時(at less than full-time)維持，例如在沒有向發(fā)生器30提供動力時，間隔大約2小時之后維持大約30分鐘。泵運行程序時間線類似于圖6 所示清潔循環(huán)之間的時間線。也就是說，泵在3分鐘間隔之后運行大約3秒鐘，持續(xù)大約1 小時的過程，之后，泵和驅(qū)動裝置被激活從2到4分鐘的時間。雖然該運行模式還將水池清潔器在一小時間隔重新定位以繼續(xù)水的運動或循環(huán)，但是可以預(yù)期能夠維持氯氣水平，不用像圖6中教導(dǎo)的不斷運動。在水池上不再有日照、在水溫下降、和/或在由日照、高溫和/或風(fēng)引起的蒸發(fā)現(xiàn)象減少時的夜晚時間，可有利地利用圖7的運行模式。在尤其優(yōu)選的實施例中，圖7的泵送和運行程序與圖6的運行組合在一起。該組合可通過氯氣傳感器自動實現(xiàn)，當水池水中的氯氣水平處于所要求的預(yù)定濃度之內(nèi)時，氯氣傳感器向控制器提供信號。在這種情況下，控制器從圖6所示的主程序變換至圖7的輔助維護程序。從圖7的例子中顯而易見，隨著氯氣發(fā)生器30的持續(xù)運行時間的減少，水池清潔器消耗的能量將減少。從能量守恒的觀點來看，更重要的是，與串聯(lián)泵送系統(tǒng)和氯化器相比，持續(xù)操作作為水循環(huán)和消毒的唯一裝置的水池清潔器所需的能量較小，如上所述，串聯(lián)泵送系統(tǒng)和氯化器需要水池的主水循環(huán)泵送系統(tǒng)的運行。本發(fā)明的方法和設(shè)備比上述USP5882512 (Denkewicz等)中所披露的裝置運行更經(jīng)濟，因為其不需要為必須不斷地更換的昂貴消毒化學(xué)制品開支。申請人的方法中開始使用的食鹽成本低廉，之后由于食鹽沒有被消耗，不再需要重新補充。此外，Denkewicz專利的設(shè)備結(jié)合了用于分配粒狀化合物的較復(fù)雜的機械系統(tǒng)，為了重新充填新的化學(xué)制品，該設(shè)備必須從水池移出。相反，除了傳統(tǒng)水池清潔器的那些移動部件之外，本申請人的設(shè)備沒有任何移動部件，如果需要，可以連續(xù)運行很長的時間。應(yīng)該理解，與本發(fā)明一致足以處理和維持特定尺寸的水池而運行的單個水池清潔器的能力必須在具體環(huán)境或氣候條件下確定。例如，在賓館、健身俱樂部、住宅或公寓套房中經(jīng)常出現(xiàn)的較小室內(nèi)游泳池不受大風(fēng)、極端溫度變化和烈日照射的影響。因而，一旦對于環(huán)境建立了運行參數(shù)，就可以調(diào)整水池清潔器控制器的可編程元件，優(yōu)選由用戶調(diào)整，以一致地滿足氯氣的所要求的預(yù)定水平?，F(xiàn)在參考圖8，將描述其中氯氣發(fā)生器適用于容易移除和更換的本發(fā)明優(yōu)選實施例。為便于描述說明書的該部分，應(yīng)該理解，元件與圖1、2和5所示的殼體31相對應(yīng)。單元30固定在一支撐外殼或殼體131中，所述支撐外殼或殼體由四個側(cè)壁122組成，所述四個側(cè)壁允許水流過其開口端并在單元板102上流過，正如接合圖3所述的那樣。應(yīng)當理解， 單元板裝有正、負極導(dǎo)體或插頭，其接合相應(yīng)的插孔或用于插頭的接收器，所述插孔或接收器固定于水池清潔器外殼或框架部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，用于在運行時向該單元提供動力。至少一個單元安裝部件(整體被標記為124)固定到其中一個側(cè)壁122上。安裝部件IM構(gòu)造成可釋放地接合安裝托架140，該安裝托架例如固定到支撐框架部件150上， 所述支撐框架部件形成水池清潔器10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分。在圖8和9所示的示例性實施例中，安裝部件124由T形凸緣部件1 組成，所述 T形凸緣部件從其中一個壁122突出并沿其延伸。安裝托架140包括具有突伸臂144的細長凹部142，所述突伸臂144終止在相對的指狀部146上，該指狀部間隔開，以便以緊密配合和固定的關(guān)系接收T形部件124。一可釋放閉合件160被偏壓安裝，可從正常的鎖定位置移動，在正常的鎖定位置， 該閉合件接合τ形部件124的端部，從而將該單元保持在托架140的適當位置上。偏壓元件可以通過將活動的鉸接元件162—體模制到內(nèi)壁的端部分而構(gòu)造。在所示的實施例中， T形安裝部的橫梁和指狀部146的相對面分別設(shè)置有突出的隆起128、148，所述隆起與相應(yīng)的凹陷配合，以提供可靠的互鎖配合。在替換實施例(未顯示)中，安裝部件IM和安裝托架140構(gòu)造成沒有隆起128、 148，但是帶有緊密配合容許誤差，并且可任選帶有漸縮的接觸表面，這樣，當將T形部件手動插入凹部142中時，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的摩擦配合。在該實施例中，偏壓安裝的閉合件160也是任選的。另外，還可以利用現(xiàn)有技術(shù)中的手動操作的強制鎖定裝置來確保帶有該單元的殼體不會無意中被移去。
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繼續(xù)參照圖8和9，通過克服鎖定部件150的偏壓力移動該鎖定部件而打開由托架140的臂146形成的通道并插入T形部件1 且使殼體滑動至其最終位置，將新的或修理過的單元和殼體組件安裝在工作位置。釋放鎖定部件160，將更換的安裝部件和殼體組件固定到工作位置。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，顯而易見的是，鎖定部件160的前緣可以是斜面或其他倒角，以便響應(yīng)于T形部件1 在插入到托架140的過程中其端部的作用力而進行側(cè)向運動。鎖定部件160的上表面還設(shè)置有突出的凸緣或其他元件164，以便于手指或拇指對其進行手動接合而進行運動。在示出的特定實施例中，T形部件126的頂部的內(nèi)表面設(shè)置有多個間隔開的突出肋條128。安裝托架140設(shè)置有多個間隔開的指狀部146，指狀部146構(gòu)造成在安裝部件 120適當承坐并鎖定在如圖9所示的托架140中時接收肋條128。在該實施例中，鎖定部件 150安裝在板巧4上或者與該板一體形成，該板也被偏壓而與T形部件120的頂部上表面接合，并將其肋條1 推至指狀部146之間的位置。這種配置使安裝部件120與安裝托架 140之間的任何相對運動的機會減到最少，例如，在水池清潔器無意中落到硬表面上或者其他受到外來碰撞或振動力的情況下。而且顯而易見，該單元可以構(gòu)造和組成為可移除殼體的整體部分，這樣，如果該單元失效，可以更換整個一體結(jié)構(gòu)。作為選擇，該單元也可以構(gòu)造成使之能夠從保護殼體移除，以及能夠重新使用殼體以接收新的或翻新的單元。對機械領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，顯而易見的是，可以采用任何各式各樣的可靠的、可釋放的接合裝置來將氯氣單元保持在適當位置上，并仍實現(xiàn)所要求的目的和本發(fā)明的意圖，能夠使未經(jīng)培訓(xùn)的用戶容易地、安全地移除和重裝單元。如上所述的元件優(yōu)選由非導(dǎo)電的耐腐蝕和抗碰撞的材料制造?？梢允褂帽绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的各種聚合物、共聚物和填充聚合材料。各種部件可以模制在單體組件中，或者作為單獨的元件加工和組裝。作為選擇，金屬和金屬合金的部件可以噴涂粉末聚合物，以提供所要求的耐腐蝕性。現(xiàn)在參見圖10的電路圖200，機器人水池清潔器的部件可以由圖2總體上所示的一個或更多個可再充電的內(nèi)部蓄電池25提供動力，可以作為圖1所示的外部電源50的變形。在一個實施例中，單個電源蓄電池25i與驅(qū)動裝置例如驅(qū)動馬達20、泵M和氯氣發(fā)生器30并聯(lián)連接，上述每個部件都說明性地表示為圖10中的電阻負載。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解一個或更多個升壓或降壓變壓器(未顯示)可以串聯(lián)設(shè)置在電源25i和這三個部件中的一個或更多個之間，以根據(jù)需要分別增加或減少能量需要。繼續(xù)參照圖10，圖中說明性地設(shè)置了多個開關(guān)，諸如繼電器SWpSWySW3和SW4，用以控制引入每個部件中的電力，以使一個或更多個所述部件獨立運行或與其他部件同時運行。開關(guān)SWpSWySW3為單刀單擲(SPST)開關(guān)，而開關(guān)SW4為雙刀雙擲(DPDT)開關(guān)。開關(guān)的設(shè)定控制從電源25到各部件的電力，由此控制機器人水池清潔器的運行。控制器沈以傳統(tǒng)方式向中繼器提供信號，以設(shè)定開關(guān)SWpSWySW3和SW4的接觸位置。根據(jù)控制器沈的存儲器中存儲的一個或更多個程序的定時清潔循環(huán)進行接觸設(shè)定。如圖10所示，開關(guān)SW1控制第一正極端子“A” 27a和第二正極端子“B” 27B之間的電力。開關(guān)SW2串聯(lián)連接在正極端子“A”27a和驅(qū)動裝置20之間。開關(guān)SW3串聯(lián)連接在第二正極端子“B”27b和泵M及氯氣發(fā)生器之間，以交替提供供給至這些部件中的一個的電力。開關(guān)SW4的第一端連接于第一正極端子“A”27a*第二正極端子“B” 27B，其第二端連接于蓄電池25i或PZiS1的負極端子四。開關(guān)SW4通過顛倒從蓄電池端子流到發(fā)生器30的電流的極性，使電流反向流過氯氣發(fā)生器30。在運行期間，當清潔器被編程產(chǎn)生生物殺滅氯氣同時執(zhí)行所編程的清潔模式時， 必須向驅(qū)動裝置20、泵對和發(fā)生器30同時提供動力。在這種情況下，開關(guān)SW1被設(shè)定至觸點“A”，即第一正極端子27A，以向氯氣發(fā)生器30提供動力，SW2閉合，以從蓄電池25i向驅(qū)動裝置20提供動力，開關(guān)SW3被設(shè)定至觸點A，以從蓄電池25i向泵M提供動力。作為選擇，如果生物殺滅氯氣即將產(chǎn)生同時機器人清潔器在水池中靜止，則來自蓄電池的動力僅提供給泵M和氯氣發(fā)生器30。在這種情況下，開關(guān)SW2由控制器沈斷開， 以防止向驅(qū)動裝置M供給動力，而開關(guān)SW1仍然設(shè)定到第一正極端子27a，開關(guān)SW3仍然設(shè)定至觸點A，以向泵M提供動力。在這種狀況下，清潔器在池底保持不動，繼續(xù)產(chǎn)生氯氣和泵送水，以避免緊鄰發(fā)生器單元30的鹽水枯竭，如上所述。在又一個運行模式中，機器人清潔器可以被編程成在池底保持不動并在泵沒有運行的情況下產(chǎn)生氯氣。在該實施例中，控制器沈設(shè)定開關(guān)SWl到第二正極端子27B，從而斷開至驅(qū)動馬達M的動力。開關(guān)SW3可以切換到觸點“B”，以僅向氯氣發(fā)生器30提供動力，使得產(chǎn)生氯離子。作為選擇，開關(guān)SW3也可以移動到觸點“A”，以僅向泵對提供動力。這樣， 可以接通泵M，不用其他兩個部件幫助移除結(jié)垢，如上所述。注意，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當明白，標記為SW1-SW3的開關(guān)也可以構(gòu)造成控制負極端子四上的動力。例如， 開關(guān)SW2可以設(shè)置在驅(qū)動馬達20和負極端子四之間。進一步地，也可以實施如虛線所示的第二電源2 或P/&，以例如向驅(qū)動裝置30和 /或泵M提供動力，而第一電源25i向氯氣發(fā)生器30提供動力。作為選擇，第二電源2 也可用于僅向驅(qū)動裝置30提供動力，而第一電源25i向泵M和/或氯氣發(fā)生器30提供動力。圖10的電路200是為說明性目的提供的，不應(yīng)當理解為限制。因此，本發(fā)明的切換電路使機器人清潔器能夠獨立或同時執(zhí)行清潔和抗菌凈化作業(yè)。進一步地，在各個運行模式中，也可以使用單個電源來操作機器人清潔器，從而消除額外蓄電池的需要，該額外蓄電池安裝成本高，并且需要在清潔器外殼有額外空間。雖然已經(jīng)詳細描述了各個示例性實施例，但是，本發(fā)明設(shè)備、系統(tǒng)和方法的進一步改變和變形對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說都是顯而易見的。所以本發(fā)明的全部范圍及其等同范圍參照如下的權(quán)利要求書確定。
權(quán)利要求
1.一種自動化的自推進水池清潔器，其具有外殼、用于使水流過所述外殼的泵、用于至少在水池的底壁上移動水池清潔器的驅(qū)動裝置；位于所述外殼中用于產(chǎn)生殺菌性氯氣的一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器，電化學(xué)發(fā)生器包括以平行的、間隔開的陣列布置而形成多個通路的多個負極和正極導(dǎo)電板，所述陣列位于水流過外殼的流動路徑中；用于將包含由電化學(xué)發(fā)生器產(chǎn)生的殺菌性氯氣的水排至緊鄰水池清潔器外殼的外部的水中的出口 ；可操作地連接于電化學(xué)氯氣發(fā)生器的電源；和可編程控制裝置，用于啟動和終止氯氣發(fā)生器、泵和驅(qū)動裝置的運行，所述控制裝置被編程用于a.激活水泵和水池清潔器驅(qū)動裝置，從而使水池清潔器在水池的壁面上移動，以進行所編程的清潔循環(huán)；b.啟動氯氣發(fā)生器的運行，從而在清潔循環(huán)過程中由溶解于水中的含氯化合物產(chǎn)生殺菌性氯氣；c.從水池清潔器外殼以湍流排出含有殺菌性氯氣的水，以與水池中的水混合；d.在清潔循環(huán)結(jié)束時停用驅(qū)動裝置和水泵，同時保持氯氣發(fā)生器運行；e.在清潔循環(huán)結(jié)束之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間，這樣持續(xù)大約一小時的時間；f.激活驅(qū)動裝置和泵在從2到4分鐘范圍內(nèi)的一段時間，從而在水池中重新定位水池清潔器；g.在水池清潔器重新定位之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間；和h.重復(fù)步驟(f)和(g)—預(yù)定時間段。
2.如權(quán)利要求1所述的水池清潔器，其中，泵位于外殼內(nèi)部或者水池外部。
3.如權(quán)利要求1所述的水池清潔器，其中，電源為遠程電源，一電纜連接于外殼內(nèi)部的電化學(xué)發(fā)生器。
4.如權(quán)利要求3所述的水池清潔器，其中，控制裝置包括遠程電源上的開關(guān)，所述開關(guān)可人工或電子致動。
5.如權(quán)利要求3所述的水池清潔器，其中，可編程控制裝置遠離水池清潔器，并能夠操作地連接于電源，電纜包括連接于水泵和驅(qū)動裝置的導(dǎo)體。
6.如權(quán)利要求1所述的水池清潔器，其中，控制裝置包括可操作地連接于一信號接收器的控制器，由此處理從一遠程中繼發(fā)射器接收的控制信號，用以響應(yīng)于與水池水中氯氣濃度相應(yīng)的信息而啟動和終止氯氣發(fā)生器的運行。
7.如權(quán)利要求6所述的水池清潔器，其包括與水池水接觸的電子探針，用于確定氯氣的濃度，并將信號傳送給中繼發(fā)射器，以便處理適當?shù)目刂菩盘柌⒃撨m當?shù)目刂? 信號傳送給控制器。
8.如權(quán)利要求6所述的水池清潔器，其中，信號接收器是從水池清潔器控制器延伸到水池水表面的天線。
9.如權(quán)利要求6所述的水池清潔器，其中，控制器被編程成在發(fā)送氯氣的預(yù)定水平的信號時，開始輔助電化學(xué)發(fā)生器運行程序，該輔助運行程序包括如下步驟a.激活氯氣發(fā)生器，每2小時運行30分鐘的時間；b.以大約1小時的時間間隔激活驅(qū)動裝置和泵從2到4分鐘范圍內(nèi)的時間，從而在水池中重新定位水池清潔器；和c.在重新定位水池清潔器之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間，這樣持續(xù)大約1小時的時間。
10.如權(quán)利要求8所述的水池清潔器，其中，信號接收器是從水池清潔器處理器/控制器延伸到水池水表面的天線。
11.一種在游泳池的水中釋放殺菌性氯氣的方法，該水包含有水溶性含氯化合物，該方法包括a.將自動化的自推進水池清潔器放入水池中，所述自動化的自推進水池清潔器具有 外殼、水泵、用于在待清潔的水池表面上移動水池清潔器的驅(qū)動裝置、安裝在外殼中且位于水流過外殼的流動路徑中的一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器、可操作地連接于電化學(xué)發(fā)生器的電源以及用于啟動和終止氯氣發(fā)生器的功能的控制裝置；b.激活水泵和水池清潔器驅(qū)動裝置，從而使水池清潔器在水池的壁面上移動，以進行所編程的清潔循環(huán)；c.啟動氯氣發(fā)生器的運行，從而在清潔循環(huán)過程中由溶解于水中的含氯化合物產(chǎn)生殺菌性氯氣；d.從水池清潔器外殼以湍流排出含有殺菌性氯氣的水，以與水池中的水混合；e.在清潔循環(huán)結(jié)束時停用驅(qū)動裝置和水泵，同時保持氯氣發(fā)生器運行；f.在清潔循環(huán)結(jié)束之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間，這樣持續(xù)大約1小時的時間；g.激活驅(qū)動裝置和泵在從2到4分鐘范圍內(nèi)的時間，從而在水池中重新定位水池清潔器；h.在水池清潔器重新定位之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間；和i.重復(fù)步驟(g)和(h)一預(yù)定時間段。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其進一步包括重復(fù)步驟(b)至(i)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其進一步還包括定期測量水池水中的氯氣濃度，并比較測定值與所要求的預(yù)定氯氣濃度；和當測量值達到所要求的預(yù)定濃度時，終止氯氣發(fā)生器的運行。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所編程的清潔循環(huán)每M小時啟動。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，在步驟(f)和(h)中每3分鐘激活水泵3秒鐘。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，傳送給電化學(xué)發(fā)生器的電力選自由下列源構(gòu)成的組機載可再充電蓄電池、安裝在水池清潔器上的水力發(fā)電機/發(fā)生器，或者通過電纜傳送。
17.—種在游泳池的水中釋放殺菌性氯氣的方法，該水包含有水溶性含氯化合物，所述方法包括a.將自動化的自推進水池清潔器放入水池中，所述自動化的自推進水池清潔器具有外殼、水泵、用于在待清潔的水池表面上移動水池清潔器的驅(qū)動裝置、安裝在外殼中且位于水流過外殼的流動路徑中的一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器、可操作地連接于電化學(xué)發(fā)生器的電源以及用于啟動和終止氯氣發(fā)生器的功能的控制裝置；b.激活水泵和水池清潔器驅(qū)動裝置，從而使水池清潔器在水池的壁面上移動，以進行所編程的清潔循環(huán)；c.啟動氯氣發(fā)生器的運行，從而在清潔循環(huán)過程中由溶解于水中的含氯化合物產(chǎn)生殺菌性氯氣；d.從水池清潔器外殼以湍流排出含有殺菌性氯氣的水，以與水池中的水混合；e.在清潔循環(huán)結(jié)束時停用驅(qū)動裝置和水泵，同時保持氯氣發(fā)生器運行；f.在清潔循環(huán)結(jié)束之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間，這樣持續(xù)大約1小時的時間；g.激活驅(qū)動裝置和泵在從2到4分鐘范圍內(nèi)的時間，從而在水池中重新定位水池清潔器；h.在水池清潔器重新定位之后，每幾分鐘激活水泵幾秒的時間；和i.重復(fù)步驟(g)和(h)一預(yù)定時間段。
18.一種用于在游泳池中建立和維持預(yù)定濃度的殺菌性氯氣的自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a.自動化的自推進水池清潔器，其具有外殼、用于使水流過外殼的水泵、用于在待清潔的水池表面上移動水池清潔器的驅(qū)動裝置和安裝在外殼中的一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器，該電化學(xué)氯氣發(fā)生器包括以平行的、間隔開的陣列布置以形成多個通路的多個負極和正極導(dǎo)電板，所述陣列位于水流過外殼的流動路徑中；b.可操作地連接于電化學(xué)氯氣發(fā)生器的電源；c.用于啟動和終止電化學(xué)氯氣發(fā)生器、水泵和驅(qū)動裝置的功能的程序化的控制裝置， 其中所述控制裝置被編程以(i)激活電化學(xué)氯氣發(fā)生器每2小時運行30分鐘的時間，和 (ii)激活驅(qū)動裝置和水泵在從2到4分鐘范圍的一段時間，從而每隔大約1小時在水池中重新定位水池清潔器，和(iii)在重新定位水池清潔器之后，每幾分鐘激活水泵幾秒鐘的時間，這樣持續(xù)大約1小時的時間。
19.如權(quán)利要求1所述的水池清潔器，其包括安裝在水池清潔器內(nèi)部或者附著到清潔器外殼的外部的氯氣監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生與水池水中的殺菌性氯氣濃度相對應(yīng)的電信號，所述電信號作為反饋通過線接頭傳送給控制器，從而啟動和終止氯氣發(fā)生器的運行，由此使水池水中的殺菌性氯氣濃度維持在一預(yù)定范圍。
20.一種機器人水池清潔器，其具有外殼和安裝在外殼內(nèi)的電化學(xué)氯氣發(fā)生器組件，所述電化學(xué)氯氣發(fā)生器組件包括多個可操作地連接于發(fā)生器端子的導(dǎo)電電極，用于從電源接收動力；由非導(dǎo)電材料構(gòu)造的殼體，所述多個電極安裝在殼體中，殼體具有用于使水池水流過電極的氯氣產(chǎn)生表面的通道；殼體上的安裝裝置，用于固定地結(jié)合結(jié)構(gòu)部件或水池清潔器外殼上的相應(yīng)接收裝置，以便將電化學(xué)氯氣發(fā)生器組件固定到工作位置，在工作位置， 發(fā)生器端子與安裝在水池清潔器中的電導(dǎo)體配合接觸；和可手動釋放的接合表面，用于分離安裝裝置和接收裝置，從而容許從水池清潔器外殼的內(nèi)部移除電化學(xué)氯氣發(fā)生器組件。
21.如權(quán)利要求20所述的水池清潔器，其包括用以將安裝裝置和接收裝置推動至固定接合的偏壓部件。
22.如權(quán)利要求20所述的水池清潔器，其中，可手動釋放的接合表面是接收裝置的一部分。
23.如權(quán)利要求20所述的水池清潔器，其中，安裝裝置和接收裝置中的每個都包括至少一個構(gòu)造成接合相應(yīng)表面的接觸表面，相應(yīng)的接觸表面大體上橫向于安裝裝置和接收裝置之間的相對運動方向延伸。
24.如權(quán)利要求20所述的水池清潔器，其中，安裝部件和接收部件包括突出的T形凸緣和用于滑動地接收所述凸緣的T形開口通道。
25.如權(quán)利要求20所述的水池清潔器，其中，殼體包括便于與接收裝置接合以及從接收裝置移除的手動抓握表面。
26.如權(quán)利要求21所述的水池清潔器，其中，安裝裝置和接收裝置的表面構(gòu)造成克服由偏壓部件施加的作用力而滑動地通過彼此。
27.如權(quán)利要求18所述的水池清潔器，其中，電源包括至少一個機載蓄電池和至少一個繼電器，所述繼電器引導(dǎo)從所述至少一個蓄電池到水泵、驅(qū)動裝置和氯氣發(fā)生器的電力， 所述至少一個繼電器響應(yīng)于從控制器接收的信號而操作。
28.如權(quán)利要求27所述的水池清潔器，其包括兩個蓄電池。
全文摘要
一種自動化的自推進水池清潔器，其具有外殼、用于使水流過外殼的水泵、用于在待清潔的鹽水水池的表面上移動水池清潔器的驅(qū)動裝置和安裝在外殼中的一體式電化學(xué)氯氣發(fā)生器，并包括一處理器/控制器，所述處理器/控制器被編程，以便以能使水泵和驅(qū)動裝置的磨損和破損最小化的預(yù)定操作順序激活氯氣發(fā)生器、泵和驅(qū)動裝置，同時分配和保持水池中消毒氯氣的安全級，從而消除串聯(lián)氯化器或其他化學(xué)添加劑處理的需要；可設(shè)置一任選的自動化傳感器裝置，以激活一輔助維護程序，所述輔助維護程序能夠使水池清潔器作為用于對水池水進行過濾和消毒的唯一的裝置而持續(xù)運行。一電化學(xué)單元手動安裝系統(tǒng)容許將該單元固定在適當位置，以進行操作和手動移除，以便用戶在不使用專門工具或?qū)ｉT培訓(xùn)的情況下進行維護、修理或更換。
文檔編號E04H4/16GK102449251SQ201080022866
公開日2012年5月9日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者J·波拉特 申請人:阿奎特隆股份有限公司