利用臭氧給表面消毒并處理水的設(shè)備和方法
【專利說明】利用臭氧給表面消毒并處理水的設(shè)備和方法
[0001 ]發(fā)明人:Louis Busick
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉援引
[0003]本申請(qǐng)要求于2013年6月7日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/832，193和于2014年1月23日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/930，659的優(yōu)先權(quán)，該兩篇文獻(xiàn)的內(nèi)容以引用方式納入本文，如同其已全部記載于本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]示例性實(shí)施例涉及用于通過將冷卻器中的水暴露于臭氧而對(duì)水冷卻器中的水和內(nèi)部水路進(jìn)行消毒的設(shè)備和方法。優(yōu)選的示例性實(shí)施例利用文丘里管抽拉空氣經(jīng)過臭氧生成器，并在水被分配到冷卻器內(nèi)的水貯存器中之前將臭氧傳送到移動(dòng)的水中。
【背景技術(shù)】
[0005]臭氧是由3個(gè)氧原子組成的天然的分子:03。臭氧容易釋放一個(gè)氧原子，提供一種對(duì)大多數(shù)水生生物(諸如形成囊腫的細(xì)菌、霉菌和酵母孢子、病毒和有害的原生動(dòng)物)有毒的強(qiáng)大的氧化劑。利用臭氧凈化水(尤其是適于飲用的水)具有許多優(yōu)點(diǎn)。臭氧氧化并分解許多有機(jī)化學(xué)品，包括在飲用水中引起氣味和味道問題的許多有機(jī)化學(xué)品。臭氧凈化不在水中產(chǎn)生味道或氣味。因?yàn)槌粞跏怯裳跣纬傻牟⑦€原成純氧，所以一經(jīng)使用臭氧便消失得無影無蹤。美國食品及藥物管理局已經(jīng)接受臭氧為安全的；并且臭氧已作為處理、儲(chǔ)存和加工食品的抗菌劑。
[0006]已知的包含用于水凈化的臭氧的水冷卻器利用這樣的系統(tǒng)，即，其中臭氧自臭氧生成器被抽出、經(jīng)氧化管路然后借助位于冷卻器的水貯存器中的噴水式飲水口(bubbler)或擴(kuò)散器被釋放。類似的系統(tǒng)例如借助葉輪栗的出口將臭氧機(jī)械地引入水貯存器中。在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中被引入臭氧生成器的空氣自入口被抽至外部環(huán)境。例如，參見美國專利號(hào)6，085，540、6，289，690、6，532，760、6，561，382、7，114，637、7，175，054、7，258，803、7，422，684、7，640，766、7，655，150、7，748，233、8，007，666和8，056，358及美國專利申請(qǐng)公開文本號(hào)2008/0264877、2010/0288710和2011/0006085，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容以引用方式納入本文。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種水消毒設(shè)備，其包括水源和水貯存器，該水貯存器具有:總?cè)莘e;在將水貯存器聯(lián)接至水源的水進(jìn)口連接結(jié)構(gòu)處接收的來自水源的一定體積的水；上部貯存器腔室，其具有由水貯存器的總?cè)莘e與一定體積的水之間的差限定的容積，且該容積包含空氣;和將水貯存器聯(lián)接至水出口的水出口連接結(jié)構(gòu)。包括用于使一定體積的水的全部或一部分從水出口至上部貯存器腔室循環(huán)的水臭氧化回路裝置，以及提供用于將空氣轉(zhuǎn)換成臭氧的臭氧生成裝置。所述設(shè)備包括用于將臭氧分配到在水臭氧化回路裝置中循環(huán)的一定體積的水中的臭氧饋給裝置。
[0008]本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選示例性實(shí)施例利用循環(huán)水栗給內(nèi)部水路表面消毒并對(duì)水冷卻器內(nèi)的水進(jìn)行處理，該循環(huán)水栗使水從水貯存器循環(huán)，并引起水行進(jìn)經(jīng)過水饋給管路并經(jīng)過沿著水饋給管路定位在水重新進(jìn)入水貯存器中的位置之前的文丘里管。當(dāng)水穿過文丘里管時(shí)，形成抽吸力，引起空氣被抽吸通過臭氧生成器(借此將空氣中的氧氣轉(zhuǎn)換成臭氧)、進(jìn)入臭氧饋給管路、然后進(jìn)入水饋給管路，在該水饋給管路處空氣與循環(huán)水結(jié)合或者被分配到循環(huán)水中。隨后，經(jīng)臭氧化的水返回至貯存器。水可以自位于旋塞/分配器連接結(jié)構(gòu)或其它出口之前的三通閥(T閥)抽取，以確保經(jīng)臭氧化的水接觸水路內(nèi)的最大比例的表面。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，在清潔循環(huán)期間，通過將包含在水貯存器中的空氣抽到借助三通接頭與水貯存器空氣排放口連接的臭氧饋給管路進(jìn)口中使水貯存器是基本上密封的。水可以經(jīng)位于地面水平的瓶式水源(稱為底部加載式冷卻器)的蓋子被栗送到貯存器中。然而，系統(tǒng)也可以使用頂部加載式或管道式水冷卻器系統(tǒng)。在優(yōu)選的示例性實(shí)施例中，水通過循環(huán)水栗從貯存器循環(huán)、進(jìn)入水饋給管路、經(jīng)文丘里管(在該文丘里管，水被接著引進(jìn)臭氧中)并隨后返回至水貯存器。
[0009]在一些實(shí)施例中，提供水臭氧化回路且其包括循環(huán)水管路，該循環(huán)水管路能夠接收水流并具有聯(lián)接至水出口的近側(cè)端和聯(lián)接至上部貯存器腔室的遠(yuǎn)側(cè)端。水臭氧化回路還可包括循環(huán)水栗和文丘里管，其中，循環(huán)水栗和文丘里管均布置在循環(huán)水管路的近側(cè)端與遠(yuǎn)側(cè)端之間并且均與循環(huán)水管路連接，使得經(jīng)循環(huán)水管路的水流穿過循環(huán)水栗和文丘里管中的每一者。
[0010]在一些實(shí)施例中，提供臭氧饋給回路且其包括臭氧饋給管路，該臭氧饋給管路能夠接收臭氧流并具有與上部貯存器腔室成接收連接關(guān)系的近側(cè)端和與文丘里管成分配連接關(guān)系的遠(yuǎn)側(cè)端。臭氧饋給回路還可以包括布置在臭氧饋給管路的近側(cè)端與遠(yuǎn)側(cè)端之間并與臭氧饋給管路連接的臭氧生成器，其中循環(huán)水栗和臭氧生成器的同時(shí)運(yùn)行使水流從水貯存器循環(huán)經(jīng)過水臭氧化回路，借此將臭氧流從臭氧生成器抽到水臭氧化回路中。
[0011]在一些實(shí)施例中，水消毒設(shè)備設(shè)有控制器，該控制器適用于致動(dòng)循環(huán)水栗和臭氧生成器，用于以循環(huán)間隔實(shí)施臭氧化循環(huán)。本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選示例性實(shí)施例以這樣的方式在水冷卻器內(nèi)給表面消毒及處理水，g卩，針對(duì)給定的凈化、清潔或臭氧化循環(huán)，以循環(huán)的一部分激活臭氧生成器，并在能選擇的第一時(shí)間之后停用該臭氧生成器。循環(huán)水栗可以在循環(huán)期間連續(xù)地運(yùn)行，其在能選擇的第二時(shí)間之后結(jié)束。在一些實(shí)施例中，臭氧生成間隔短于或等于循環(huán)間隔的10%。
[0012]在一些實(shí)施例中，循環(huán)水管路的近側(cè)端聯(lián)接至水出口連接結(jié)構(gòu)。一些實(shí)施例還可設(shè)有設(shè)置在臭氧饋給回路上用于防止水流進(jìn)入臭氧生成器的止回閥。其它實(shí)施例設(shè)有與水貯存器連接的能致動(dòng)的空氣排放口，并且臭氧饋給管路的近側(cè)端借助該能致動(dòng)的空氣排放口與上部貯存器腔室成接收連接關(guān)系。
[0013]本發(fā)明的目的是提供一種用于對(duì)水分配系統(tǒng)進(jìn)行消毒的方法。該方法的示例性實(shí)施例包括提供水臭氧化回路、提供臭氧饋給回路以及對(duì)控制器進(jìn)行編程的步驟。所提供的水臭氧化回路包括:循環(huán)水管路，該循環(huán)水管路具有與水貯存器的水出口連接的近側(cè)進(jìn)口端和與水貯存器的水進(jìn)口連接的遠(yuǎn)側(cè)出口端;循環(huán)水栗;和介于循環(huán)水栗與近側(cè)出口端之間的文丘里管；其中，循環(huán)水栗和文丘里管均布置在循環(huán)水管路的近側(cè)端與遠(yuǎn)側(cè)端之間并且均與循環(huán)水管路連接，使得經(jīng)循環(huán)水管路的水流穿過循環(huán)水栗和文丘里管中的每一者。所提供的臭氧饋給回路包括:臭氧饋給管路，其具有與水貯存器的頂部側(cè)連接的近側(cè)氣體進(jìn)口端和與文丘里管連接的遠(yuǎn)側(cè)端；和臭氧生成器。所述方法包括對(duì)控制器進(jìn)行編程用于實(shí)施能由控制器激活的臭氧化循環(huán)的步驟，借此控制器在臭氧化循環(huán)期間激活循環(huán)水栗和臭氧生成器，用以使水流從水貯存器循環(huán)經(jīng)過水臭氧化回路，由此將臭氧流從臭氧生成器抽到水臭氧化回路中。
[0014]在一些實(shí)施例中，控制器編程為以能選擇的周期性間隔自動(dòng)地激活臭氧化循環(huán)?？刂破鞯囊恍?shí)施例包括在臭氧化循環(huán)開始時(shí)啟動(dòng)的計(jì)時(shí)器，所述方法包括在能選擇的第一時(shí)間間隔之后終結(jié)臭氧化循環(huán)的步驟。其它實(shí)施例包括將控制器編程為在激活臭氧化循環(huán)時(shí)激活循環(huán)水栗和臭氧生成器兩者的步驟，用于在能選擇的第一時(shí)間之后停用臭氧生成器，以及用于在能選擇的第二時(shí)間之后停用循環(huán)水栗，其中能選擇的第二時(shí)間與臭氧化循環(huán)的結(jié)束相一致。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供一種水消毒設(shè)備，其中水貯存器包括空氣排放口、將水貯存器聯(lián)接至水出口的水出口連接結(jié)構(gòu)、和溢出接頭。一些實(shí)施例包括使溢出接頭與水源連接的溢出管路。
[0016]本發(fā)明的又一目的是提供一種用于多種構(gòu)型的水消毒設(shè)備，其中該設(shè)備設(shè)有適用于在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的整體式閥。在一些實(shí)施例中，整體式閥包括:使該整體式閥與水出口連接的第一進(jìn)口，其中第一進(jìn)口在第一狀態(tài)中關(guān)閉且在第二狀態(tài)中關(guān)閉；使整體式閥與水源連接的第二進(jìn)口，其中第二進(jìn)口在第一狀態(tài)中打開且在第二狀態(tài)中打開；和在第一和第二狀態(tài)兩者中均打開的出口。一些實(shí)施例還包括裝配有溢出接頭的水貯存器，和使溢出接頭與水源連接的溢出管路。在一些實(shí)施例中，控制器適用于使整體式閥轉(zhuǎn)換至第二狀態(tài)并致動(dòng)循環(huán)水栗和臭氧生成器，用于以循環(huán)間隔實(shí)施臭氧化循環(huán)。
[0017]本發(fā)明的目的是提供用于利用本文總體描述的臭氧類型給表面消毒及處理水、適用于本文陳述的目的并且克服了現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)的設(shè)備、系統(tǒng)及方法。這些和其它優(yōu)點(diǎn)通過下文中更詳細(xì)描述并示出的本發(fā)明來提供。
【附圖說明】
[0018]在結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述之后，本發(fā)明的創(chuàng)新性特征和優(yōu)點(diǎn)(除了上文提及的那些特征和優(yōu)點(diǎn)之外)對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，這些附圖中相同的標(biāo)注表示相同的部件，其中:
[0019]圖1是本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的組成部分的示意圖；
[0020]圖2A-C是用于水冷卻器的常見構(gòu)型的透視圖，其中圖2A示出底部加載式冷卻器的常見構(gòu)型，圖2B示出頂部加載式冷卻器的常見構(gòu)型，圖2C示出管道式冷卻器的常見構(gòu)型(示出與管道源斷開連接);
[0021]圖3是本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的水臭氧化回路的示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的水臭氧化回路的示