CN101346169A - 水净化器 - Google Patents

Abstract

提供了一种水净化器系统，其包括具有上部的第一储液器和下部的第二储液器的外壳12。过滤器筒布置成容纳在外壳内，过滤器筒具有用于接纳来自第一储液器的水的至少一个入口和用于将水分配到第二储液器中的至少一个出口。UV源设置在第二储液器中，用于净化其内容纳的水，以及控制接口可拆除地连接到外壳，用于控制UV源的操作。

Description

水净化器

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2006年3月9日提交的美国临时申请系列号No.60/780,579的优先权，其在此通过引入被并入。

发明背景

1.技术领域

本发明涉及使用点(point-of-use)水净化器以及与水净化器一起使用的过滤器。

2.背景技术

用于消费者使用的水净化器，如水罐，在本领域中是公知的。这种水罐通常具有由碳过滤器或类似物分隔的上室和下室。水被引入上室中，依靠重力流过过滤器，并在过滤之后被容纳在下室中。虽然这些水净化器可以除去颗粒物质，但它们并不能有效地杀死可能存在于水中的细菌、病毒和真菌。在某些用户装置中，已经通过用紫外光照射水来试图解决此问题，但是所得到的净化器装置经常是过于复杂、昂贵的且使用不便，以及在消除杂质方面仍然可能不是完全有效的。

附图说明

图1是根据本发明一个方面的水净化器的侧视图；

图2是图1的水净化器的部分顶部透视图；

图3是根据本发明一个方面的水净化器外壳的透视图；

图4是图1的水净化器的分解视图；

图5是沿图2中的线5-5截取的根据本发明的水净化器的剖面图；

图6是沿图5中的线6-6截取的水净化器的剖面图；

图7是沿图5中的线7-7截取的水净化器的剖面图；

图8是可以与根据本发明一个方面的水净化器一起使用的底座的透视图；

图9是设置在底座上的根据本发明的水净化器的透视图；

图10是可以与根据本发明一个方面的水净化器一起使用的适配器的前视图；

图11是图10的适配器的后部透视图；

图12是可以与根据本发明一个方面的水净化器一起使用的适配器的另一个实施方案的顶部透视图；

图13是图12的适配器的前视图；

图14是连接至水净化器的根据本发明的适配器的透视图；

图15是可以与根据本发明一个方面的水净化器一起使用的过滤器筒的前视图；

图16是图15的过滤器的顶部平面图；

图17是图15的过滤器的部分底部透视图；

图18是描述了用于根据本发明一个方面的水过滤器的控制电子装置的框图。

具体实施方式

如所要求的，此处公开了本发明的详细的实施方案；然而，应该理解，所公开的实施方案仅仅是以不同和可选的形式体现的本发明的示例。附图并不必按比例绘制，且一些特征可以被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，这里所公开的具体的结构和功能的细节并不应该认为是限制性的，而仅仅认为是用于教导本领域的技术人员不同地利用本发明的代表性基础。

参考图1-5，根据本发明的水净化器被描绘，且通常以参考数字10标示。水净化器10可以设计成便携的且可再填充的水罐的形式，以容纳、净化和分配水或别的流体。当然，还可以充分设想除了水罐结构之外的水净化器10的实施方案。水净化器10可以包括具有上部的第一储液器14和下部的第二储液器16的外壳12。第一储液器14可以是可从外壳12拆除的，或者可选地，可以与外壳整体地模制。

根据本发明一个非限制性的方面，第一储液器14可以被配置成容纳至少1250ml的流体，且第二储液器16可以被配置成容纳至少2250ml的流体。一般来说，水净化器10可以具有约10杯的容量。不考虑第一储液器14和第二储液器16的体积容量，第二储液器16的容量可至少与第一储液器14的容量一样大。水净化器的外壳12可以由UV稳定的、食品接触级的塑料制成。根据本发明的一个方面，外壳12可以由对环境光透明但对紫外(UV)光不透明的材料制成，例如但不限于明亮或磨砂的塑性材料。在一个实施方案中，第一储液器14可以由对环境光和UV光都不透明的材料制成，例如但不限于不透明的塑性材料。第一储液器14的这种材料选择可以阻止直接看到UV光，如在下面较详细描述的。

继续参考图1-5，水净化器10还可以包括手柄18和出水口20，手柄18易于抓握，出水口20与第二储液器16流体相通，用于分配净化过的水。可以设置盖子22以至少部分覆盖第一储液器14，其中盖子22可以是可拆除的或者例如用铰接的方式安装到外壳12。而且，盖子22可以具有可移除地覆盖出水口20的部分24，例如通过铰链连接。盖子22还可以包括设置在其内的把手26，以便于从外壳12拆除。当然，应该理解，根据本发明，可以充分设想上述结构的变化形式。

如图1和3-5所示，外壳12包括设置、固定或整体模制在其内的容器28，用于可拆除地容纳过滤器筒30。根据本发明的一个方面，容器28可以在第二储液器16内沿着外壳12的壁设置，虽然根据本发明可以利用其他位置。第一储液器14可以包括用于容纳过滤器筒30的开口29，过滤器筒30在被安置时延伸到第二储液器16中。如所示，容器28具有与第一储液器14相通的第一开口32和与第二储液器16相通的第二开口34。过滤器筒30可以安置在容器28内，以使水密的密封存在于容器28和第一储液器14之间，确保水在不流经过滤器筒30的情况下不能进入第二储液器16。密封装置，如O型环36，还可以邻近第二开口34设置，以在容器28和过滤器筒30之间形成气密和水密的密封，从而确保来自第二储液器16的水不能回流到第一储液器14中，且还防止水进入过滤器筒30和容器28之间。

过滤器筒30位于和密封在本发明的容器28内的一个优点，可以是避免在第二储液器16内来自过滤器筒30的任何遮蔽，从而将第二储液器16的全部区域都暴露给其中包含的UV源，并改善了杂质的去除，如下面描述的。除了上述过滤器筒30的位置之外，过滤器筒30可以在UV源之上的任何位置(下面所述的)或者其他任何合适的位置，水平地设置在外壳12内。而且，马达(未显示)可以用于转动过滤器筒30，这可以延长过滤器筒30的寿命，或允许采用较小的过滤器筒30，从而提供更大容量的第二储液器16。

根据本发明的一个方面，过滤器筒30可以是可替换的重力型过滤器筒，其中在第一储液器14内提供的水通过重力的作用，流经过滤器筒30进入第二储液器16。如图15-17中最佳显示的，过滤器筒30包括具有第一端33和第二端35的过滤器外壳31。来自第一储液器14的水或其他流体，可以经由第一端33处的至少一个入口38流入过滤器30，可以在过滤器30内被处理以除去杂质，且可以经由第二端35处的至少一个出口40被分配到第二储液器16中。此处描述了四个出口40，虽然应该理解，根据本发明的过滤器筒30不限于此结构。还可以设置气孔39(图16)和导流器(flow director)41(图17)。过滤器筒30可以具有但不限于40加仑的处理流体的寿命，且可以是一次性的。过滤器筒30可通过使用任何过滤介质或材料来实现水杂质的去除，如本领域中已知的过滤介质或材料，例如但不限于包括细菌抑制材料如银的碳/离子树脂。过滤器筒30还可以包括把手42和可选的手指握柄43，以便于使用者插入容器28或从容器28中取出。仍然进一步地，过滤器筒30可以包括楔构件(key member)45，其布置成被容器28接纳，以确保过滤器筒30在合适的方位插入。过滤器筒30通常可以是如所示的细长的和圆柱形的，或者其他任何合适的形状。

如所示，过滤器的第二端35可以相对于过滤器的第一端33成一角度，以使端33、35不平行。此外，容器的第二开口34通常还可以相对于容器的第一开口32成一角度。成角度的第二端35可以形成气泡的通道，该气泡聚集在出口40之下，以向上逸出。将气泡从出口40移走，可以有助于保持良好的水流动，因为气泡产生对流动的阻力。而且，由于这种结构暴露储罐28之下的区域以允许UV光(下面所述的)穿过其中，过滤器筒30的成角度的第二端35与容器28的成角度的第二开口34配合可以消除光阴影。

根据本发明的水净化器10可以包括UV源，例如设置在第二储液器16中的UV灯44，以用UV光照射其中包含的水或其他流体，以便消除杂质(如有机物、细菌)。根据本发明的一个非限制性方面，UV灯44可以包括长寿命的、冷阴极、螺旋设计的UVC杀菌灯。UV灯44是通过外壳12可见的，以便使用者能够确定它是可操作的。在一个实施方案中，第二储液器16内包含的水的体积可以完全浸没UV灯44。UV灯44可以安装到底板46，底板46可以通过声焊(sonic welding)或其他方法固定到水净化器的外壳12以形成水密的密封，但不限于这种安装结构。根据本发明的一个方面，UV灯44通常可以安装在第二储液器16的中心。当然，可以设想，UV灯44在水净化器10内可以可选地有另一位置。

UV灯44可以被诸如石英套筒45的保护性的、水密的防护物包围，使用者可以通过移除盖子22和第一储液器14来清洗石英套筒45。如图5中最佳显示的，第一储液器14可以包括在其底面上的罩15，罩15可以容纳并定位UV灯44。UV灯44可以具有适合于其预期用途的任何大小和强度规范。在一个实施方案中，光源(未显示)如LED可以邻近UV灯44设置，且可以被设置成在电被提供到UV灯44时点亮，以给使用者UV灯44在工作的视觉指示。上述水净化器10的部件进一步显示在图6和图7的剖面图中。

根据本发明的进一步的方面，水净化器10可以包括马达和泵(未显示)，用于循环通过第二储液器16的水。在另一个实施方案中，可以在第二储液器16中设置热源(未显示)，其中来自热源附近区域的水会自然地朝第二储液器16的较冷的区域流动，从而形成循环。在又一个实施方案中，马达可以设置有被浸没的叶轮(impeller)(未显示)，以搅动水并在第二储液器16中形成水的循环。

参考图8和9，可以设置控制接口如底座48，以容纳水净化器10来控制其操作，从而提供水净化器系统。底座48可以包括电源线50以连接到标准的墙壁电源插座，或者可选地可以由电池或可再充电的源供电。底座48还可以包括贮藏区域(未显示)，用于容纳不在使用中的电源线50。根据本发明的一个方面，底座48可以包括任何结构的电触点52，其用来匹配设置在底板46的底面上的相应的触点(未显示)。触点52可以与放置在底座48内且在图18中示意性地示出的控制器100连接(communication)，以控制UV灯44和水净化器10的其他部件的操作。控制面板54用于接收与水净化器10的操作相关的使用者输入，并用于显示输出信号，其可以设置在底座48上，且与放置在其内的控制器100连接。

现在转向图10-14，根据本发明的另一个方面，适配器56可以设置为控制接口，以为水净化器10提供电，且包括控制器100和控制面板54。在此实施方案中，适配器56可以设置成容纳在标准墙壁电源插座中以提供电，虽然还可以充分设想电池操作的和可再充电的实施方案。适配器56可以设置有线58，例如设置有仅仅在一个方向插到外壳12的极化电连接器，用于与水净化器10连接。如图13中最佳显示的，线58可例如通过操作电线重绕按钮59而缩回进适配器56的外壳中。线58可以被盘绕以有利于缩回进适配器56中。如图14所示，水净化器的外壳12可以包括与线58的端62连接的匹配区域60。底座48或适配器56可以包括备用电池(battery back-up)，以在底座48或适配器56没有被插入时，为控制器100和相关联的电子装置提供电。

现在描述控制面板54，其中对于底座48和适配器56的实施方案，特征是类似的。根据本发明的一个方面，控制面板54可以包括电源(“净化”)按钮64，当使用者按下时，电源按钮64可为UV灯44提供电，以便净化第二储液器16中包含的水或其他流体。按钮64可以包括如LED的外环66，当UV灯44工作时，外环66可被照亮。可以设置“更换过滤器”指示器68，以指示过滤器筒30应该被更换，如在下面进一步描述的。可以设置“需要服务”指示器70，以指示UV灯44的任何故障。可以设置“重置过滤器”按钮72，当使用者按下一段选定的时间(如，5秒)时，按钮72重置如下所述的过滤器计时器，并关闭“更换过滤器”指示器68，一般在更换过滤器之后。当然，控制面板54并不限于上述按钮和指示器，以及可充分设想根据本发明的其他特征(例如，计时器功能)。

当按下“净化”电源按钮64时，可以启动UV灯44一段指定的时间(例如但不限于1分钟)，以在净化周期内净化水净化器10内的水。当净化时间过去后，UV灯44可以设置成自动关闭，且可以给使用者提供信号指示，如停止LED环66的发光、用不同的颜色照亮环66、使可听得见的信号发出声音、或其他任何指示。如果希望，使用者可以按下“净化”按钮64额外次数，以启动额外的净化周期，这可以按指数增加净化效果。在一个实施方案中，传感器102(图18)可以设置在底座48或适配器56内，以确定水净化器10是否与其断开，例如以便使用者消耗净化过的水。如果预先确定的时间段过去了而没有消耗净化过的水，那么控制器100可以可操作来将UV灯44打开一段时间，以保持净化水的状况，或提供信号指示给使用者，他/她可能希望在消耗水之前重新净化水。

参考图11和12，底座48和适配器56都可以包括与控制器100连接的消耗开关74，这允许使用者选择他们在给定的日期内需要的水或其他流体的一般份额数量(例如但不限于8盎司玻璃杯)。例如，如图11中最佳显示的，开关74可以允许使用者选择每天1-5杯、每天5-10杯、每天10+杯或任何其他数量。因此，根据过滤器筒30的寿命，开关74的设置可以确定在“更换过滤器”指示器68被点亮之前所经过的天数。例如，将开关74设置成每天1-5杯，可以使控制器100在约4个月后点亮“更换过滤器”指示器68，将开关74设置成每天5-10杯，可以使控制器100在约3个月后点亮“更换过滤器”指示器68，以及将开关74设置成每天10+杯，可以使控制器100在约2个月后点亮“更换过滤器”指示器68。当然，这些设置仅仅是示例性的，且可充分设想任何消耗时段或单位。如果使用者在任何时间改变开关74的设置，那么控制器100可以准确地重新计算过滤器筒30的寿命的新极限，这种计算可以基于按先前的消耗速度设置所经过的天数。

进一步根据本发明，如图5和18所示，可以设置UV传感器104用于检测UV灯44的杀菌输出(如，以254nm波长的UV)。UV传感器104可以设置成与控制器100连接，用于如果在UV照射周期内没有充足的UV剂量时向使用者提供警报。在一个实施方案中，警报可以是“需要服务”指示器70，而且警报可以位于水净化器10、底座48或适配器56之内或之上的任何位置。UV传感器104可以具有任何合适的结构，例如但不限于表面安装传感器或TO5、TO18、TO39或TO46尺寸，且可以包括组装在防水外壳内的光电池105(如，带有观窗106的金属，如石英)。控制器100可以包括模拟或数字检测电路和可选的与UV传感器104的光电池105连接的放大器，其中还可以使用滤光器以进一步优化响应。根据本发明的一个非限制性的方面，在工作期间，UV传感器104的光电池105可以浸没在第二储液器16内容纳的流体中，且可以尽可能地远离UV灯设置，以使其间的路径长度最大化。因此，UV传感器104的一个位置可以接近水罐外壳12底部的后部，且观窗106通常直接面向UV灯44。然而，应该理解，UV传感器104可以安装在水净化器10内的其他位置处，如在UV灯44的底座处，观窗106通常直接指向上方，或者其他任何位置，在这些位置，UV传感器104在净化周期内在检测UV光方面是有效的。

在工作时，使用者可以将水置入第一储液器14中，其中水将流经过滤器筒30并进入第二储液器16中，以便当使用者启动UV灯44时进行额外净化。净化过的水可以经由出水口20不断地涌出外壳12。根据本发明的水净化器10可以从底座48移除或与适配器56断开，以及置于冷冻机中用于冷却储存在其内的水，或者置于桌子或柜台顶部上供使用。本发明的一个优点可以是控制电子装置和控制面板54被放置在底座48或适配器56内，而不在水净化器本身内。以这种方式，控制电子装置并不会经受室温空气、冷却的空气或其他位置之间的不断变化的环境条件。

虽然此处已经显示并描述了特定的底座48和适配器56的结构，但是应该理解，根据本发明的水净化器10并不限于这些实施方案，且还可以充分设想其他可能的控制接口。

虽然已经示出并描述了本发明的实施方案，但意图不是这些实施方案显示和描述了本发明所有可能的形式。更确切地，说明书中所用的词汇是描述性而不是限制性的词汇，且应该理解，可以做出各种变化而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (31)

1.一种水净化器系统，其包括：

外壳，其具有上部的第一储液器和下部的第二储液器；

过滤器筒，其布置成容纳在所述外壳内，所述过滤器筒具有用于接纳来自所述第一储液器的水的至少一个入口和用于将水分配到所述第二储液器中的至少一个出口；

UV源，其设置在所述第二储液器中，用于净化其内容纳的水；以及

控制接口，其可拆除地连接到所述外壳，用于控制所述UV源的操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述外壳包括水罐。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一储液器是可从外壳拆除的。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述外壳包括手柄。

5.根据权利要求1所述的系统，其还包括至少部分地覆盖所述第一储液器的盖子。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述外壳包括在所述第二储液器内布置成接纳所述过滤器筒的容器。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述容器沿着所述外壳的壁设置。

8.根据权利要求6所述的系统，其还包括设置在所述容器和所述过滤器筒之间的密封装置。

9.根据权利要求6所述的系统，其中所述容器包括与所述第一储液器相通的第一开口和与所述第一开口相对并与所述第二储液器相通的第二开口，所述第二开口相对于所述第一开口成一角度。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述过滤器筒包括具有第一端和第二端的过滤器外壳，其中所述第二端相对于所述第一端成一角度。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述过滤器外壳包括楔构件，所述楔构件布置成被所述水净化器外壳容纳，以确保所述过滤器筒在所述水净化器外壳内的合适方位。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述过滤器筒包括含有碳/离子树脂的过滤介质。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述UV源安装到所述外壳的底板。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述UV源大体安装在所述第二储液器的中心。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述UV源被水密的防护物包围。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一储液器包括在其底面上布置成容纳并定位所述UV源的罩。

17.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制接口包括底座，所述底座布置成在其上容纳所述外壳。

18.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制接口包括布置成连接到所述外壳的适配器。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述适配器包括用于连接到所述外壳的可缩回的电线。

20.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制接口包括控制器和与所述控制器连接的控制面板，用于接收使用者输入并显示输出信号。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述控制面板包括指示器，所述指示器用于警告使用者所述过滤器筒应该被更换。

22.根据权利要求20所述的系统，其中所述控制面板包括所述UV源正在工作的指示器。

23.根据权利要求20所述的系统，其中所述控制接口包括与所述控制器连接的使用者可选择的开关，用于选择水的消耗速度。

24.根据权利要求20所述的系统，还包括与所述控制器连接的UV传感器，用于感测所述UV源的输出。

25.根据权利要求24所述的系统，其中所述UV传感器设置在所述第二储液器中，与所述UV源隔开。

26.一种水净化器系统，其包括：

水罐外壳，其具有可拆除的上部储液器和下部储液器，所述下部储液器包括沿其壁设置的容器；

过滤器筒，其布置成至少部分被接纳在所述容器中，所述过滤器筒具有用于接纳来自所述第一储液器的水的至少一个入口和用于将水分配到所述第二储液器中的至少一个出口，所述过滤器筒具有包括第一端和第二端的过滤器外壳，所述第二端相对于所述第一端成一角度；

UV灯，其设置在所述第二储液器中，用于净化其内容纳的水；

适配器，其可拆除地连接到所述外壳，所述适配器包括使用者可选择的开关，用于选择水的消耗速度；以及

控制器，其设置在所述适配器内，与所述UV灯和开关连接，用于控制所述UV灯的操作，并根据选定的消耗速度来确定所述过滤器筒的寿命。

27.一种过滤器筒，其用在水净化器系统中，所述过滤器包括：

过滤器外壳，其具有第一端和第二端，所述第二端相对于所述第一端成一角度；

过滤介质，其设置在所述过滤器外壳内，用于净化流经所述过滤介质的水；

至少一个入口，其设置在所述第一端处，用于将水接纳到所述过滤器外壳中；以及

至少一个出口，其设置在所述第二端处，用于分配来自所述过滤器外壳的水。

28.根据权利要求27所述的过滤器筒，其还包括楔构件，所述楔构件设置在所述过滤器外壳上，并布置成被所述水净化器系统容纳以确定所述过滤器筒的方位。

29.根据权利要求27所述的过滤器筒，其中所述第一端包括把手。

30.根据权利要求27所述的过滤器筒，其中所述第一端包括气孔。

31.根据权利要求27所述的过滤器筒，其中所述过滤器外壳通常是圆柱形的。

Images