專(zhuān)利名稱(chēng)：有產(chǎn)生氯氣的功能又有抑菌功能的水凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈化原水，比如自來(lái)水和地下水，來(lái)提供民用或商用飲用水的水凈化系統(tǒng)。
在這種類(lèi)型的水凈化系統(tǒng)中，原水的消毒以各種方式進(jìn)行。作為最近的技術(shù)趨勢(shì)，已經(jīng)廣泛使用中空纖維膜組件(能大批供應(yīng))，來(lái)消滅微生物和細(xì)菌，由此而抑制其生長(zhǎng)或傳播。也使用一個(gè)進(jìn)行電解原水的單元和/或另一個(gè)產(chǎn)生適量氯氣的單元。
通常，原水，比如自來(lái)水和地下水，含有多種污染物，即，余氯比如次氯酸(HCLO-)、霉?fàn)€的氣味、三氯甲烷、氯化有機(jī)物、顏料等等。在作為一個(gè)水處理系統(tǒng)的水凈化系統(tǒng)中，原水流經(jīng)一個(gè)吸附劑部分〔典型地，活性碳)，以吸附物質(zhì)的形式吸附并去除上面提到的污染物。因此，原水經(jīng)過(guò)吸附劑部分被凈化，可作為凈化水供應(yīng)。在本說(shuō)明書(shū)中，將把這種操種模式稱(chēng)作是凈化模式。
在這個(gè)凈化模式中，根據(jù)龍頭打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的供水需求信號(hào)供應(yīng)凈化水。當(dāng)沒(méi)有供水需求信號(hào)，凈化水供應(yīng)停止時(shí)，因?yàn)樵牧鲃?dòng)被中斷，在吸附劑部分可能會(huì)生長(zhǎng)各種各樣的微生物和細(xì)菌。為了抑制微生物和細(xì)菌的生長(zhǎng)，這種凈化模式包括一個(gè)把微弱的直流電壓施加于吸附劑部分的殺菌操作。
隨著時(shí)間的推移，吸附劑部分將聚集吸附物質(zhì)以及微生物和細(xì)菌產(chǎn)物。為了去除吸附物質(zhì)以及微生物和細(xì)菌，在這種凈化模式后再加上一個(gè)再生模式，在再生模式中，把一個(gè)交流電壓施加于吸附劑部分，來(lái)解吸吸附的物質(zhì)，消滅并解吸微生物和細(xì)菌。
在上述常用水凈化系統(tǒng)中，一般用作原水的自來(lái)水流經(jīng)吸附劑部分而被凈化。然而，自來(lái)水在吸附劑部分中被凈化的同時(shí)，自來(lái)水中含有的有效氯成份也被去除。這很容易導(dǎo)致水凈化系統(tǒng)下游管道中滋生微生物和細(xì)菌。在這種情況下，微生物和細(xì)菌被混入來(lái)自水凈化系統(tǒng)的凈化過(guò)的水中。
為了避免上面提到的問(wèn)題，在水凈化系統(tǒng)的下游安裝一個(gè)氯氣發(fā)生器。氯氣發(fā)生器是用來(lái)產(chǎn)生氯氣來(lái)補(bǔ)充被吸附劑部分去除的有效氯成份。
然而，除水凈化系統(tǒng)之外另外使用氯氣發(fā)生器，不僅需要額外的安裝空間，而且需要額外的費(fèi)用。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有產(chǎn)生氯氣的功能又具有抑菌功能的水凈化系統(tǒng)。
隨著描述的進(jìn)行，本發(fā)明的其它目的將會(huì)變得很清楚。
本發(fā)明適用的一個(gè)水凈化系統(tǒng)是用來(lái)凈化原水。水凈化系統(tǒng)包括一個(gè)放在原水水流中的導(dǎo)電吸附劑部分，一個(gè)在原水水流中的導(dǎo)電吸附劑部分對(duì)面且其間留有特定的空間的初級(jí)電極，與導(dǎo)電吸附劑部分和初級(jí)電極相連接的第一電壓施加部件，用于在導(dǎo)電吸附劑部分和初級(jí)電極之間施加第一直流電壓，以使導(dǎo)電吸附劑部分和初級(jí)電極分別作為陽(yáng)極和陰極，使導(dǎo)電吸附劑部分凈化原水的第一直流電壓，和與導(dǎo)電吸附劑部分和初級(jí)電極相連接的第二電壓施加部件，用于在導(dǎo)電吸附劑部分和初級(jí)電極之間施加第二直流電壓，第二直流電壓高于第一直流電壓而加速原水中氯氣的產(chǎn)生。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)的剖視2是圖1所示的水凈化系統(tǒng)控制部分的方框圖。
圖3是描述圖1所示的水凈化系統(tǒng)的控制操作流程圖。
圖4是描述圖3所示的控制操作時(shí)間圖。
圖5是一個(gè)表示相對(duì)于作為原水的自來(lái)水中不同的氯離子濃度所產(chǎn)生的氯氣濃度的曲線(xiàn)圖。
圖6是描述本發(fā)明第二實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)的控制操作流程圖。
圖7是描述圖6所示的控制操作時(shí)間圖。
圖8是本發(fā)明第三實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)的剖視圖。
圖9是表示圖8所示的水凈化系統(tǒng)中電極組裝的分解透視圖。
圖10是描述圖8所示的水凈化系統(tǒng)的的控制操作流程圖。
圖11是描述圖10所示的控制操作時(shí)間圖。
圖12是本發(fā)明第四實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)剖視圖。
現(xiàn)在，參照附圖就本發(fā)明的幾個(gè)最佳實(shí)施例進(jìn)行描述。
首先參照?qǐng)D1，本發(fā)明第一實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)用來(lái)凈化原水，它包括一個(gè)用于儲(chǔ)存原水的圓柱形水罐10。水罐10有相應(yīng)地被上蓋11和下蓋12封閉的上端和下端。水罐10、上蓋11和下蓋12都是用絕緣材料制成，比如，聚丙烯樹(shù)脂。上蓋11有一個(gè)與龍頭(未示出〕相連接的出口11a，它按照本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的方式供應(yīng)凈化水。下蓋12有一個(gè)把原水引入水罐10的入口12a。入口12a連接到帶有供水閥13a、預(yù)過(guò)濾器13B以及單向閥13C的供水管13上。供水閥13a用于允許和阻止原水通過(guò)。單向閥13C用于防止水從水罐10中回流。入口12a也連接到帶有排放閥14a的排放管14上。
另一方面，出口11a連接到帶有空氣導(dǎo)入閥15a的空氣導(dǎo)入管15上。當(dāng)排放閥14a和空氣導(dǎo)入閥15a關(guān)閉，供水閥13a打開(kāi)時(shí)，原水供應(yīng)到水罐10內(nèi)。相反，當(dāng)排放閥14a和空氣導(dǎo)入閥15a打開(kāi)而供水閥13a關(guān)閉時(shí)，原水就從水罐10中排放出去。
水凈化系統(tǒng)包括一個(gè)由具有導(dǎo)電性能的活性碳纖維制成的圓柱形吸附劑部分20。圓柱形吸附劑部分20放在水罐10中。吸附劑部分20有一個(gè)被上蓋11通過(guò)扁平形狀的第一電極21夾住的上軸端，以及一個(gè)被電極夾23通過(guò)扁平形狀的第二電極22夾住的下軸端。吸附劑部分20的下軸端被認(rèn)為是一個(gè)特殊的部分。
電極夾23用絕緣材料制成，比如，聚丙烯樹(shù)脂。在吸附劑部分20的外表面和水罐10的內(nèi)表面之間形成環(huán)形通道24，它與入口12a連通。在水罐10內(nèi)，經(jīng)入口12a引入的原水，通過(guò)通道24流入吸附劑部分20。一個(gè)導(dǎo)電的螺旋彈簧25插放在吸附劑部分20的下端和下蓋12之間。螺旋彈簧25用來(lái)向上蓋方向推動(dòng)吸附劑部分20，因此吸附劑部分20就固定地夾在水罐10中。吸附劑部分20設(shè)置有用于探測(cè)吸附劑部分20溫度的溫度傳感器26。
在上述結(jié)構(gòu)的吸附劑部分20中，出水管27離吸附劑部分20的內(nèi)圓周表面有預(yù)定的間隙或空間，并沿垂直方向延伸。在這種情況下，吸附劑部分20的內(nèi)圓周表面被看作是特殊的部分。
出水管27有許多流水孔，用于使凈化水流過(guò)吸附劑部分20到達(dá)出口11a。出水管27由導(dǎo)電材料做成，在下文中稱(chēng)它為被認(rèn)為是初級(jí)電極的第三電極。第三電極27的導(dǎo)電材料由鈦極組成，鈦極上有選擇地涂上選自鉑、鉑銥合金、碳、混碳樹(shù)脂中的一種材料，第三電極27的導(dǎo)電材料有一個(gè)小的氯超電壓。
如上所述，圖1的水凈化系統(tǒng)有第一、第二和第三電極21、22和27。在隨后將要描述的凈化模式中的抑菌操作中，把一個(gè)直流電壓通過(guò)第二和第三電極22和27施加于注入原水的吸附劑部分20，來(lái)抑制微生物和細(xì)菌的生長(zhǎng)。另一方面，在凈化模式之后的再生模式中，把一個(gè)交流電壓通過(guò)第一和第二電極21和22施加于吸附劑部分20，以解吸包括三氯甲烷和各種有機(jī)物的吸附物質(zhì)，并消滅微生物和細(xì)菌。凈化模式和再生模式以預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔交替進(jìn)行。
下面參照?qǐng)D2，描述水凈化系統(tǒng)的控制部分。在隨后的描述中，凈化模式中的抑菌操作將作為本發(fā)明的特征部分進(jìn)行描述。
本實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)還包括一個(gè)由微機(jī)執(zhí)行的控制單元30，水凈化系統(tǒng)是自動(dòng)運(yùn)行的。控制單元30包括一個(gè)中央處理單元(CPU)31和一個(gè)存儲(chǔ)控制程序的存儲(chǔ)器32?？刂茊卧?0有輸入/輸出口33和34，用于輸入來(lái)自供水信號(hào)產(chǎn)生單元35和計(jì)時(shí)器36的信號(hào)，以及用于把信號(hào)輸出到供水閥13a、電壓調(diào)整電路38、和極性轉(zhuǎn)換電路39。供水信號(hào)產(chǎn)生單元35隨著供水閥13a的打開(kāi)而產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)閥信號(hào)或供水信號(hào)。計(jì)時(shí)器36產(chǎn)生各種時(shí)間信號(hào)。根據(jù)開(kāi)閥信號(hào)和時(shí)間信號(hào)，控制單元30控制電壓調(diào)整電路38和極性轉(zhuǎn)換電路39。電壓調(diào)整電路38和極性轉(zhuǎn)換電路39與一個(gè)直流電源40相連接，以使直流電源40產(chǎn)生選定水平和選定極性的直流電壓。另外，控制單元30按照本技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的方式控制供水閥13a。
計(jì)時(shí)器36與控制單元30相連接，當(dāng)原水水流中斷時(shí)，計(jì)時(shí)器36在一個(gè)特定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)確定第一和第二持續(xù)時(shí)間。更具體地說(shuō)，計(jì)時(shí)器36給凈化模式〔包括抑菌操作〕和再生模式設(shè)定間隔時(shí)間，給通過(guò)極性轉(zhuǎn)換電路39和直流電源40轉(zhuǎn)換第二和第三電極22和27的極性，設(shè)定極性轉(zhuǎn)換時(shí)間(如預(yù)選的標(biāo)準(zhǔn)極性電壓施加時(shí)間或第一持續(xù)時(shí)間和預(yù)選的相反極性電壓施加時(shí)間或第二持續(xù)時(shí)間)。
電壓調(diào)整電路38與控制單元30相連接，它用來(lái)在兩個(gè)不同的水平上設(shè)定第一直流電壓EA1和第二直流電壓EA2。第一直流電壓EA1具有足夠捕集微生物和細(xì)菌的低電壓，比如3V。另一方面，第二直流電壓EA2具有能夠電解原水以產(chǎn)生氯氣的較高的電壓，比如12V。
極性轉(zhuǎn)換電路39與控制單元30相連接，它用來(lái)轉(zhuǎn)換第二和第三電極22和27分別作為陽(yáng)極和陰極的標(biāo)準(zhǔn)極性，與第二和第三電極22和27分別作為陰極和陽(yáng)極的相反極性之間的直流電壓的極性。
直流電源40與第二和第三電極22和27相連接，它用來(lái)提供第二和第三電極22和27之間的直流電壓。
現(xiàn)在，描述抑菌操作中的控制部分的操作。參照?qǐng)D3和圖4，假定水凈化系統(tǒng)處在凈化模式?？刂圃墓?yīng)，以圖4所示最低線(xiàn)所標(biāo)的方式交替地處在連續(xù)狀態(tài)和中斷狀態(tài)。
在SA1步驟，控制單元30參照有無(wú)開(kāi)閥信號(hào)判斷供水閥13a是否關(guān)閉。當(dāng)供水閥13a關(guān)閉時(shí)，供水信號(hào)產(chǎn)生單元35產(chǎn)生一個(gè)供水信號(hào)或特別信號(hào)?？刂茊卧?0根據(jù)特別信號(hào)控制電壓調(diào)整電路38和直流電源40的操作。在這種情況下，供水信號(hào)產(chǎn)生單元35認(rèn)為是一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生裝置?？刂茊卧?0可根據(jù)特別信號(hào)控制極性轉(zhuǎn)換電路39的操作。
在任何情況下，當(dāng)供水閥13a關(guān)閉時(shí)，水凈化系統(tǒng)啟動(dòng)抑菌操作。從步驟SA1進(jìn)行到步驟SA2。在步驟SA2，把預(yù)選的標(biāo)準(zhǔn)極性電壓施加時(shí)間Ts設(shè)定在計(jì)時(shí)器36中。步驟SA2后是步驟SA3，在這一步驟中，控制單元30通過(guò)電壓調(diào)整電路38激發(fā)直流電源40。結(jié)果，第一直流電壓EA1施加在第二和第三電極22和27之間，因此，第二和第三電極22和27就分別作為陽(yáng)極和陰極。這樣，帶有微弱負(fù)離子的微生物和細(xì)菌就被捕集到吸附劑部分20中。另外，吸附劑部分20上的微生物和細(xì)菌的生長(zhǎng)也受到抑制。在這種情況下，電壓調(diào)整電路38和直流電源40的組合稱(chēng)作第一電壓施加裝置。在進(jìn)行SA3步驟的過(guò)程中，控制單元30稱(chēng)作是第一激發(fā)裝置。
在步驟SA3后的步驟SA4，判斷預(yù)選的標(biāo)準(zhǔn)極性電壓施加時(shí)間Ts是否已經(jīng)過(guò)去。當(dāng)預(yù)選的標(biāo)準(zhǔn)極性電壓施加時(shí)間已經(jīng)過(guò)去，步驟SA4就進(jìn)行到步驟。SA5在SA5步驟，極性轉(zhuǎn)換電路39確定第二直流電壓EA2的極性，因此第二電極22和第三電極27分別作為陰極和陽(yáng)極。另外，把預(yù)選的相反極性電壓施加時(shí)間Tr設(shè)定在計(jì)時(shí)器36中。步驟SA5后是步驟SA6，在這一步驟，控制電路40通過(guò)電壓調(diào)整電路38激發(fā)直流電源40。結(jié)果，第二直流電壓EA2施加在第二和第三電極22和27之間，因此第二和第三電極22和27分別作為陰極和陽(yáng)極。在這種情況下，電壓調(diào)整電路38和直流電源40的組合稱(chēng)作第二電壓施加裝置。在進(jìn)行步驟SA5的過(guò)程中，控制電路30稱(chēng)作第二激發(fā)裝置。第一和第二激發(fā)裝置的組和稱(chēng)作激發(fā)裝置。
通過(guò)施加相反極性的第二直流電壓EA2，在第三電極27側(cè)，由原水中的氯離子產(chǎn)生氯氣(次氯酸(HCLO-))，以提高氯氣的濃度。由于第三電極27是由以上所述的具有小氯超電壓的材料制成，所以由氯離子可高效地產(chǎn)生氯氣。
在S步驟A6后是步驟SA7，在這一步驟，判斷預(yù)選的相反極性電壓施加時(shí)間Tr是否已經(jīng)過(guò)去。當(dāng)預(yù)選的相反極性電壓施加時(shí)間Tr已經(jīng)過(guò)去步驟就，SA7返回到步驟SA1。
翻到圖5，描述氯濃度的變化。這里假定原水中氯離子的濃度是15ppm，并且電壓施加時(shí)間等于30秒。在這種情況下，可得到約1.0ppm的氯氣濃度。從圖上可以理解，當(dāng)原水中氯離子濃度高達(dá)30ppm時(shí)，約1.0ppm的氯氣濃度可以在更短的電壓施加時(shí)間內(nèi)得到。相反，當(dāng)原水中氯離子濃度低到10ppm時(shí)，就需要更長(zhǎng)的電壓施加時(shí)間。因此，預(yù)選的相反極性電壓施加時(shí)間Tr根據(jù)原水的水質(zhì)(氯離子濃度)來(lái)確定。
在這個(gè)實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)中，在供水閥13a關(guān)閉時(shí)，通過(guò)第二和第三電極22和27，施加標(biāo)準(zhǔn)極性的第一直流電壓EA1和相反極性的第二直流電壓EA2。因此，除了現(xiàn)有技術(shù)中的抑菌功能外，還具有產(chǎn)生氯氣的功能來(lái)提高氯氣的濃度。因此，不再另外需要氯氣發(fā)生器。
盡管控制第二直流電壓EA2有一個(gè)恒定的高電壓值，比如，本實(shí)施例中為12V，把它施加在第一和第三電極21和27之間仍可產(chǎn)一個(gè)恒定的電流值，比如0.4A。
參照?qǐng)D6和圖7，描述本發(fā)明第二實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)。該水凈化系統(tǒng)具有與圖1和圖2所示的水凈化系統(tǒng)相似的結(jié)構(gòu)。因此，在下面的描述中，主要針對(duì)水凈化系統(tǒng)的操作進(jìn)行描述。
在第一步驟SB1，判斷凈化模式中的供水閥13a是否關(guān)閉。如果供水閥13a關(guān)閉，步驟SB1進(jìn)行到步驟SB2，把標(biāo)準(zhǔn)極性的第一電壓EA1施加到第一和第二電極22和27上。如果供水閥13a是開(kāi)著的，也就是如果產(chǎn)生凈化水并供應(yīng)給水龍頭，1步驟SB進(jìn)行到步驟SB3，以施加相反極性的第二電壓EA2。
在第二實(shí)施例中，當(dāng)原水的供應(yīng)分別中斷和繼續(xù)時(shí)，分別呈現(xiàn)出殺菌功能和產(chǎn)生氯氣的功能。其它的操作與第一實(shí)施例中描述的內(nèi)容相似。
參照?qǐng)D8，描述本發(fā)明第三實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)。相同的部分用相同的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)出，并不再描述。
從圖8清楚地看出，吸附劑部分20有一個(gè)在兩個(gè)軸端之間延伸的圓柱形內(nèi)表面，它在垂直方向延伸形成一個(gè)中空空間。第一和第二電極21和22分別放在吸附劑部分20的軸端。第三電極27作為初級(jí)電極放在吸附劑部分20的中空空間內(nèi)，在它們之間留有一定的空間。
在第三實(shí)施例水凈化系統(tǒng)中，吸附劑部分20包括一個(gè)活性碳纖維部分20a和第四電極29?；钚蕴祭w維部分20a由具有導(dǎo)電性的活性碳纖維制成圓柱形，它具有相對(duì)的軸端，還具有在軸端之間延伸形成中空空間的圓柱形內(nèi)表面。第四電極29位于活性碳纖維部分20a的中空空間內(nèi)，它與活性碳纖維部分20a的圓柱形內(nèi)表面緊密接觸。第四電極29與第一電極21的內(nèi)表面連接成一個(gè)整體，插放在活性碳纖維部分20a的中空空間內(nèi)，對(duì)著第三電極27，其中留有一個(gè)空間。因此，第四電極29位于活性碳纖維部分20a的內(nèi)表面和第三電極27之間。
另外參照?qǐng)D9，第四電極29在其圓周邊壁上有許多流水孔29a。流經(jīng)活性碳纖維部分20a的凈化水流過(guò)第四電極29的流水孔29a，流向第三電極27。第四電極29看作是一個(gè)輔助電極。
象第一、第二和第三電極21、22和27一樣，第四電極29是由導(dǎo)電材料制成的，導(dǎo)電材料由有選擇地涂有鉑、鉑銥合金、碳、混碳樹(shù)脂其中一種材料的鈦極組成，第四電極有一個(gè)小的氯超電壓。
在凈化模式中的抑菌操作中，把一個(gè)直流電壓通過(guò)第一電極21(和第四電極29)和第三電極27施加于注入原水的吸附劑部分20，來(lái)抑制微生物和細(xì)菌的生長(zhǎng)，這一點(diǎn)隨后將作詳細(xì)描述。另一方面，在凈化模式之后的再生模式中，把一個(gè)交流電壓通過(guò)第一電極21(和第四電極29)和第二電極22施加于吸附劑部分20，以解吸包括三氯甲烷和各種有機(jī)物的吸附物質(zhì)，以消滅微生物和細(xì)菌。如第一實(shí)施例中所述，凈化模式和再生模式以預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔交替進(jìn)行。
第三實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)與連同第一實(shí)施例的圖2所示的水凈化系統(tǒng)有著相似結(jié)構(gòu)的控制部分30。在下面的描述中，凈化模式中的抑菌操作和產(chǎn)生氯氣的操作將作為特征部分來(lái)描述。
計(jì)時(shí)器36除了設(shè)定凈化模式和再生模式交替運(yùn)行的間隔時(shí)間外，還設(shè)定預(yù)選電壓施加時(shí)間Tv和產(chǎn)生氯氣的時(shí)間間隔Tc。按照以后將會(huì)清楚的方式，在第三實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)中，在產(chǎn)生氯氣的時(shí)間間隔Tc內(nèi)可加速氯氣的產(chǎn)生。
電壓調(diào)整電路38通過(guò)直流電源40在第一和第三電極21和27之間設(shè)定第一直流電壓EA1、第二直流電壓EA2和第三直流電壓EA3。第一直流電壓EA1具有足夠捕集微生物和細(xì)菌的低電壓，比如3V。另一方面，第二和第三直流電壓EA2和EA3分別具有能電解原水以產(chǎn)生氯氣的相對(duì)較高的電壓，比如12V。第一和第三直流電壓EA1和EA3是標(biāo)準(zhǔn)極性。第二直流電壓EA2是相反極性。
供水信號(hào)產(chǎn)生單元35是用來(lái)在供水閥13a打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生開(kāi)閥信號(hào)。供水信號(hào)傳送到控制單元30。CPU31計(jì)算出產(chǎn)生氯氣操作的次數(shù)。
參照?qǐng)D10和圖11以及圖2，描述抑菌操作中控制部分的操作。在原水供應(yīng)的連續(xù)狀態(tài)下，施加的第一、第二和第三電壓EA1、EA2和EA3都被中斷。假定水凈化系統(tǒng)運(yùn)行在凈化模式中。在步驟SC1，參照有無(wú)開(kāi)閥信號(hào)來(lái)判斷供水閥13a是否關(guān)閉。當(dāng)供水閥13a關(guān)閉，步驟SC1就進(jìn)行步驟SC2。在步驟SC2，判斷產(chǎn)生氯氣的時(shí)間間隔Tc從凈化模式的操作開(kāi)始計(jì)算是否已經(jīng)過(guò)去。如果產(chǎn)生氯氣的時(shí)間間隔Tc還沒(méi)有過(guò)去，步驟SC2就進(jìn)行到步驟SC3，在這一步驟，把標(biāo)準(zhǔn)極性的第一直流電壓EA1施加到第一和第三電極21和27之間。這里注意，標(biāo)準(zhǔn)極性指的是第一和第三電極21和27分別作為陽(yáng)極和陰極。因此，帶有微弱負(fù)離子的微生物和細(xì)菌就被捕集到吸附劑部分20中。而且，吸附劑部分20中的微生物和細(xì)菌的生長(zhǎng)也受到抑制。因此，抑菌操作就進(jìn)行了。在進(jìn)行步驟SC3時(shí)，電壓調(diào)整電路38、極性轉(zhuǎn)換電路39和直流電源40的組合稱(chēng)作是第一電壓施加裝置。
在凈化模式中的操作開(kāi)始后，當(dāng)產(chǎn)生氯氣的時(shí)間間隔Tc已經(jīng)過(guò)去時(shí)，步驟SC2就進(jìn)行到步驟SC4。在步驟SC4中，在計(jì)時(shí)器36上設(shè)定預(yù)選電壓施加時(shí)間Tv。在步驟SC4后是步驟SC5，在這一步驟中，巴相反極性的第二直流電壓EA2施加在第二和第三電極22和27之間。相反極性的第二直流電壓EA2的施加持續(xù)達(dá)到預(yù)選電壓施加時(shí)間Tv。在步驟SC5之后的步驟SC6，判斷預(yù)選電壓施加時(shí)間Tv從施加第二直流電壓EA2開(kāi)始計(jì)算是否已經(jīng)過(guò)去。這里注意，相反極性指的是通過(guò)第一電極21作為陰極的第四電極29與作為陽(yáng)極的第三電極27的極性。通過(guò)施加第二直流電壓EA2，比如12V，加速由第四電極29那側(cè)的氯離子產(chǎn)生氯氣(次氯酸(HCLO-))，以增加氯氣濃度。這樣，產(chǎn)生氯氣的操作就有效地進(jìn)行了。在進(jìn)行步驟SC5時(shí)，電壓調(diào)整電路38、極性轉(zhuǎn)換電路39與直流電源40的組合稱(chēng)為第二電壓施加裝置。
這里，氯氣濃度的變化與參照?qǐng)D5連同第一實(shí)施例描述的內(nèi)容相似。
如果在相反極性中產(chǎn)生氯氣的操作重復(fù)進(jìn)行，比如10次，在作為陰極的第四電極29處就會(huì)累積銹皮。因此，在步驟SC6之后的步驟SC7中，計(jì)算出第二直流電壓EA2施加的次數(shù)N1。在步驟SC7之后的步驟SC8中，判斷次數(shù)N1是否等于10。如果次數(shù)N1等于10，步驟SC8就進(jìn)行到步驟SC9。在步驟SC9中，判斷供水閥13a是否關(guān)閉。如果供水閥13a關(guān)閉，步驟SC9就進(jìn)行步驟SC10，在這一步驟中，判斷產(chǎn)生氯氣的時(shí)間間隔Tc是否已經(jīng)過(guò)去。如果產(chǎn)生氯氣的時(shí)間間隔Tc還沒(méi)有過(guò)去，步驟SC10就進(jìn)行到步驟SC11，在這一步驟中，施加標(biāo)準(zhǔn)極性的第一直流電壓EA1。另一方面，如果產(chǎn)生氯氣的時(shí)間間隔Tc已經(jīng)過(guò)去，步驟SC10就進(jìn)行到步驟SC12，在這一步驟中，施加標(biāo)準(zhǔn)極性的第三直流電壓EA3。尤其是，極性轉(zhuǎn)換電路39把第二直流電壓EA2變成第三直流電壓EA3。在進(jìn)行步驟SC12時(shí)，電壓調(diào)整電路38、極性轉(zhuǎn)換電路39和直流電源40的組合作為第二電壓施加裝置，它用來(lái)在第四電極29和第三電極27之間施加第三直流電壓EA3，因此第四電極和第三電極29和27就分別作為陽(yáng)極和陰極。
步驟SC12之后是步驟SC13，在這一步驟中，判斷預(yù)選電壓施加時(shí)間Tv是從施加第三電壓EA3開(kāi)始計(jì)算是否已經(jīng)過(guò)去。如果預(yù)選電壓施加時(shí)間Tv已經(jīng)過(guò)去，步驟SC13就進(jìn)行到步驟SC14，在這一步驟中，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)極性的第三直流電壓EA3施加的次數(shù)N2。步驟SC14之后是步驟SC15。在步驟SC15中，判斷次數(shù)N2是否等于5，比如。如果次數(shù)N2等于5，步驟SC15就返回到步驟SC9。這樣，積累在第四電極29上的討厭的銹皮就去除了。
在以上所述的第三實(shí)施例中，相反極性的第二直流電壓EA2施加的次數(shù)N1和標(biāo)準(zhǔn)極性的第三直流電壓EA3施加的次數(shù)N2分別等于10和5。因此，第二直流電壓EA2的次數(shù)N1要比第三直流電壓EA3的次數(shù)N2大。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)施加標(biāo)準(zhǔn)極性的第一直流電壓EA1的抑菌操作中，將銹皮粘并累積到第三電極27上。考慮到這一點(diǎn)，就要增加第二直流電壓EA2的次數(shù)N1，來(lái)有效地從第三電極27上去除討厭的銹皮。盡管控制第二和第三直流電壓EA2和EA3有較高的恒定電壓值，但是在第一和第三電極21和27之間還要施加保持恒定的可控制的電流值，比如0.4A。
按照以上所述的第三實(shí)施例，在每一個(gè)相反極性和標(biāo)準(zhǔn)極性中都能產(chǎn)生氯氣。因此能可靠地去除第三和第四電極27和29上的銹皮，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定的抑菌和氯氣產(chǎn)生功能。
第四電極29位于吸附劑部分20的里邊，在第三和第四電極27和29之間產(chǎn)生氯氣。采用這種結(jié)構(gòu)，能夠防止活性碳的吸附劑部分20受到產(chǎn)生氯氣的不利影響。這樣，可防止活性碳部分20受到損壞。
參照?qǐng)D12，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例描述水凈化系統(tǒng)。相同的部件采用相同的參考標(biāo)號(hào)表示。
在第四實(shí)施例的水凈化系統(tǒng)中，第四電極29是圓柱形的，并與活性碳纖維部分20a的內(nèi)圓周表面分離開(kāi)，在它們之間留有一個(gè)環(huán)形空間28。第四電極29的每一個(gè)流水孔29a制成的位置與第三電極27的每一個(gè)流水孔27a沿吸附劑部分20的徑向方向制成的位置不一致。
到這里為止，已經(jīng)連帶幾個(gè)實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明作了描述，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很容易按照其它各種方式實(shí)施本發(fā)明。例如，第三和第四電極可由兩個(gè)半圓柱形電極結(jié)合組成。流水孔可以是除圖9所示的圓形孔以外的任何形狀。對(duì)置于終端(水龍頭)的閥門(mén)(末標(biāo)出)可使用不同的開(kāi)閥信號(hào)。如果水凈化系統(tǒng)安裝在一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)中，可使用來(lái)自自動(dòng)售貨機(jī)中的飲料售貨開(kāi)關(guān)的飲料售貨信號(hào)。另外，可把流量傳感器放在水凈化系統(tǒng)的下游，來(lái)檢測(cè)凈化水的流量。在這種情況下，可使用來(lái)自流量傳感器的流量檢測(cè)信號(hào)。同樣，可把壓力傳感器放在水凈化系統(tǒng)的下游，來(lái)檢測(cè)凈化水的水流壓力。在這種情況下，可使用來(lái)自壓力傳感器的壓力檢測(cè)信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種凈化原水的水凈化系統(tǒng)，包括一個(gè)放在所述原水水流中的導(dǎo)電吸附劑部分(20)；一個(gè)設(shè)置在所述原水水流中導(dǎo)電吸附劑部分的對(duì)面，且其間留有特定空間的初級(jí)電極(27)；與所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極相連接的第一電壓施加部件(38，40)，用于在所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極之間施加第一直流電壓，以致所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極分別作為陽(yáng)極和陰極，所述第一直流電壓使導(dǎo)電吸附劑部分凈化所述原水；以及與所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極相連接的第二電壓施加部件(38，40)，用于在所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極之間施加第二直流電壓，所述第二直流電壓高于所述第一直流電壓，加速所述原水中氯氣的產(chǎn)生。
2.一種按照權(quán)利要求1所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述第二電壓施加部件相連并且用于確定所述第二直流電壓極性的極性確定部件(39)，從而所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極分別作為所述陰極和陽(yáng)極。
3.一種按照權(quán)利要求2所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于還包括；與所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極相連接的用于在所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極之間施加第三直流電壓的第三電壓施加部件(38，40)，從而所述導(dǎo)電吸附劑部分和所述初級(jí)電極分別作為所述陽(yáng)極和陰極，所述第三直流電壓比所述第一直流電壓高。
4.一種按照權(quán)利要求1所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述第一和所述第二電壓施加部件相連接的激發(fā)部件(30)，當(dāng)所述原水水流中斷時(shí)，在一個(gè)特定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，激發(fā)部件用于交替激發(fā)所述第一和所述第二電壓施加部件。
5.一種按照權(quán)利要求4所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于還包括一個(gè)在所述特定持續(xù)時(shí)間內(nèi)確定第一和第二持續(xù)時(shí)間的計(jì)時(shí)器(36)，所述激發(fā)部件包括與所述計(jì)時(shí)器和所述第一電壓施加部件相連接的，在所述第一持續(xù)時(shí)間內(nèi)用于激發(fā)所述第一電壓施加部件的第一激發(fā)部件(30)；以及與所述計(jì)時(shí)器和所述第二電壓施加部件相連接的，在所述第二持續(xù)時(shí)間內(nèi)用于激發(fā)所述第二電壓施加部件的第二激發(fā)部件(30)。
6.一種按照權(quán)利要求1所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述第一和第二電壓施加部件相連接的，在所述原水水流中斷期間用于激發(fā)所述第一電壓施加部件，以及在所述原水水流連續(xù)期間用于激發(fā)所述第二電壓施加部件的激發(fā)部件(30)。
7.一種按照權(quán)利要求1所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述初級(jí)電極由有選擇地涂有鉑、鉑銥合金、碳和混碳樹(shù)脂其中一種材料的鈦極組成。
8.一種按照權(quán)利要求1所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于還包括用于產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于所述原水水流特殊信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生部件(35)；以及與所述信號(hào)產(chǎn)生部件、所述第一電壓施加部件和所述第二電壓施加部件相連接的，根據(jù)所述的特殊信號(hào)控制所述第一和所述第二電壓施加部件的操作的部件。
9.一種按照權(quán)利要求1所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于還包括用于產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于所述原水水流特殊信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生部件(35)；以及與所述信號(hào)產(chǎn)生部件和所述極性確定部件相連接的，根據(jù)所述的特殊信號(hào)控制所述極性確定部件的操作的部件。
10.一種按照權(quán)利要求1所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)電吸附劑部分制成圓柱形，有彼此相對(duì)的軸端和一個(gè)在所述軸端之間延伸形成一個(gè)中空空間的內(nèi)圓周表面，所述的初級(jí)電極位于所述中空空間內(nèi)，從而在所述內(nèi)圓周表面與所述初級(jí)電極之間留下所述的特定空間。
11.一種按照權(quán)利要求1所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的導(dǎo)電吸附劑部分包括一個(gè)由具有導(dǎo)電性能的活性碳纖維制成的活性碳纖維部分；一個(gè)與所述活性碳纖維部分相連接的輔助電極，對(duì)著所述的初級(jí)電極，從而在所述初級(jí)與所述輔助電極之間留下所述的特定空間。
12.一種按照權(quán)利要求11所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的活性碳纖維部分制成圓柱形，有彼此相對(duì)的軸端和一個(gè)在所述的軸端之間延伸形成一個(gè)中空空間的內(nèi)圓周表面，所述的初級(jí)電極位于所述的中空空間內(nèi)，從而在所述內(nèi)圓周表面與所述初級(jí)電極之間留下所述的特定空間，位于所述特定空間內(nèi)的所述輔助電極在所述初級(jí)電極與所述輔助電極之間留有一個(gè)空隙。
13.一種按照權(quán)利要求12所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述輔助電極是圓柱形的，并且與活性碳纖維部分的所述內(nèi)圓周表面緊密接觸。
14.一種按照權(quán)利要求12所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述輔助電極是圓柱形的，并且與活性碳纖維部分的所述內(nèi)圓周表面分離開(kāi)。
15.一種按照權(quán)利要求12所述的水凈化系統(tǒng)，其特征在于所述輔助電極沿活性碳纖維部分其中所述的一個(gè)軸端延伸。
全文摘要
在凈化原水的水凈化系統(tǒng)中,在原水中導(dǎo)電吸附劑部分(20)和初級(jí)電極之間施加第一直流電壓,每隔一段時(shí)間,在吸附劑部分和初級(jí)電極之間施加高于第一直流電壓的第二直流電壓來(lái)代替第一直流電壓,以加速原水中氯氣的產(chǎn)生。初級(jí)電極正對(duì)著吸附劑部分,其間留有一個(gè)特定空間。吸附劑部分最好裝配有正對(duì)著初級(jí)電極的輔助電極(29),從而在它們之間留有特定的空間。
文檔編號(hào)C02F1/76GK1188744SQ97126020
公開(kāi)日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1997年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月5日
發(fā)明者佐藤元春, 渡邊一重, 須賀隆明 申請(qǐng)人:三電有限公司