CN105451858A - 利用臭氧给表面消毒并处理水的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用臭氧气体对水和水路表面进行消毒的系统和方法，其中水自水贮存器在水臭氧化回路装置中循环。臭氧由臭氧生成器生成并由臭氧馈给装置分配到循环水中。在一些实施例中，臭氧由水贮存器中的气体生成并在文丘里管处被分配到水臭氧化回路装置中。提供控制器用于激活臭氧化循环。在一些实施例中，臭氧化循环包括以循环间隔致动循环水泵，以及在短于循环间隔的臭氧生成期间致动臭氧生成器。

Description

利用臭氧给表面消毒并处理水的设备和方法

发明人：LouisBusick

相关申请的交叉援引

本申请要求于2013年6月7日提交的美国临时申请No.61/832,193和于2014年1月23日提交的美国临时申请No.61/930,659的优先权，该两篇文献的内容以引用方式纳入本文，如同其已全部记载于本文。

技术领域

示例性实施例涉及用于通过将冷却器中的水暴露于臭氧而对水冷却器中的水和内部水路进行消毒的设备和方法。优选的示例性实施例利用文丘里管抽拉空气经过臭氧生成器，并在水被分配到冷却器内的水贮存器中之前将臭氧传送到移动的水中。

背景技术

臭氧是由3个氧原子组成的天然的分子：O₃。臭氧容易释放一个氧原子，提供一种对大多数水生生物(诸如形成囊肿的细菌、霉菌和酵母孢子、病毒和有害的原生动物)有毒的强大的氧化剂。利用臭氧净化水(尤其是适于饮用的水)具有许多优点。臭氧氧化并分解许多有机化学品，包括在饮用水中引起气味和味道问题的许多有机化学品。臭氧净化不在水中产生味道或气味。因为臭氧是由氧形成的并还原成纯氧，所以一经使用臭氧便消失得无影无踪。美国食品及药物管理局已经接受臭氧为安全的；并且臭氧已作为处理、储存和加工食品的抗菌剂。

已知的包含用于水净化的臭氧的水冷却器利用这样的系统，即，其中臭氧自臭氧生成器被抽出、经氧化管路然后借助位于冷却器的水贮存器中的喷水式饮水口(bubbler)或扩散器被释放。类似的系统例如借助叶轮泵的出口将臭氧机械地引入水贮存器中。在现有技术系统中被引入臭氧生成器的空气自入口被抽至外部环境。例如，参见美国专利号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及美国专利申请公开文本号2008/0264877、2010/0288710和2011/0006085，这些文献的内容以引用方式纳入本文。

发明内容

本发明的目的是提供一种水消毒设备，其包括水源和水贮存器，该水贮存器具有：总容积；在将水贮存器联接至水源的水进口连接结构处接收的来自水源的一定体积的水；上部贮存器腔室，其具有由水贮存器的总容积与一定体积的水之间的差限定的容积，且该容积包含空气；和将水贮存器联接至水出口的水出口连接结构。包括用于使一定体积的水的全部或一部分从水出口至上部贮存器腔室循环的水臭氧化回路装置，以及提供用于将空气转换成臭氧的臭氧生成装置。所述设备包括用于将臭氧分配到在水臭氧化回路装置中循环的一定体积的水中的臭氧馈给装置。

本发明的系统的优选示例性实施例利用循环水泵给内部水路表面消毒并对水冷却器内的水进行处理，该循环水泵使水从水贮存器循环，并引起水行进经过水馈给管路并经过沿着水馈给管路定位在水重新进入水贮存器中的位置之前的文丘里管。当水穿过文丘里管时，形成抽吸力，引起空气被抽吸通过臭氧生成器(借此将空气中的氧气转换成臭氧)、进入臭氧馈给管路、然后进入水馈给管路，在该水馈给管路处空气与循环水结合或者被分配到循环水中。随后，经臭氧化的水返回至贮存器。水可以自位于旋塞/分配器连接结构或其它出口之前的三通阀(T阀)抽取，以确保经臭氧化的水接触水路内的最大比例的表面。在一个示例性实施例中，在清洁循环期间，通过将包含在水贮存器中的空气抽到借助三通接头与水贮存器空气排放口连接的臭氧馈给管路进口中使水贮存器是基本上密封的。水可以经位于地面水平的瓶式水源(称为底部加载式冷却器)的盖子被泵送到贮存器中。然而，系统也可以使用顶部加载式或管道式水冷却器系统。在优选的示例性实施例中，水通过循环水泵从贮存器循环、进入水馈给管路、经文丘里管(在该文丘里管，水被接着引进臭氧中)并随后返回至水贮存器。

在一些实施例中，提供水臭氧化回路且其包括循环水管路，该循环水管路能够接收水流并具有联接至水出口的近侧端和联接至上部贮存器腔室的远侧端。水臭氧化回路还可包括循环水泵和文丘里管，其中，循环水泵和文丘里管均布置在循环水管路的近侧端与远侧端之间并且均与循环水管路连接，使得经循环水管路的水流穿过循环水泵和文丘里管中的每一者。

在一些实施例中，提供臭氧馈给回路且其包括臭氧馈给管路，该臭氧馈给管路能够接收臭氧流并具有与上部贮存器腔室成接收连接关系的近侧端和与文丘里管成分配连接关系的远侧端。臭氧馈给回路还可以包括布置在臭氧馈给管路的近侧端与远侧端之间并与臭氧馈给管路连接的臭氧生成器，其中循环水泵和臭氧生成器的同时运行使水流从水贮存器循环经过水臭氧化回路，借此将臭氧流从臭氧生成器抽到水臭氧化回路中。

在一些实施例中，水消毒设备设有控制器，该控制器适用于致动循环水泵和臭氧生成器，用于以循环间隔实施臭氧化循环。本发明的系统的优选示例性实施例以这样的方式在水冷却器内给表面消毒及处理水，即，针对给定的净化、清洁或臭氧化循环，以循环的一部分激活臭氧生成器，并在能选择的第一时间之后停用该臭氧生成器。循环水泵可以在循环期间连续地运行，其在能选择的第二时间之后结束。在一些实施例中，臭氧生成间隔短于或等于循环间隔的10％。

在一些实施例中，循环水管路的近侧端联接至水出口连接结构。一些实施例还可设有设置在臭氧馈给回路上用于防止水流进入臭氧生成器的止回阀。其它实施例设有与水贮存器连接的能致动的空气排放口，并且臭氧馈给管路的近侧端借助该能致动的空气排放口与上部贮存器腔室成接收连接关系。

本发明的目的是提供一种用于对水分配系统进行消毒的方法。该方法的示例性实施例包括提供水臭氧化回路、提供臭氧馈给回路以及对控制器进行编程的步骤。所提供的水臭氧化回路包括：循环水管路，该循环水管路具有与水贮存器的水出口连接的近侧进口端和与水贮存器的水进口连接的远侧出口端；循环水泵；和介于循环水泵与近侧出口端之间的文丘里管；其中，循环水泵和文丘里管均布置在循环水管路的近侧端与远侧端之间并且均与循环水管路连接，使得经循环水管路的水流穿过循环水泵和文丘里管中的每一者。所提供的臭氧馈给回路包括：臭氧馈给管路，其具有与水贮存器的顶部侧连接的近侧气体进口端和与文丘里管连接的远侧端；和臭氧生成器。所述方法包括对控制器进行编程用于实施能由控制器激活的臭氧化循环的步骤，借此控制器在臭氧化循环期间激活循环水泵和臭氧生成器，用以使水流从水贮存器循环经过水臭氧化回路，由此将臭氧流从臭氧生成器抽到水臭氧化回路中。

在一些实施例中，控制器编程为以能选择的周期性间隔自动地激活臭氧化循环。控制器的一些实施例包括在臭氧化循环开始时启动的计时器，所述方法包括在能选择的第一时间间隔之后终结臭氧化循环的步骤。其它实施例包括将控制器编程为在激活臭氧化循环时激活循环水泵和臭氧生成器两者的步骤，用于在能选择的第一时间之后停用臭氧生成器，以及用于在能选择的第二时间之后停用循环水泵，其中能选择的第二时间与臭氧化循环的结束相一致。

本发明的另一目的是提供一种水消毒设备，其中水贮存器包括空气排放口、将水贮存器联接至水出口的水出口连接结构、和溢出接头。一些实施例包括使溢出接头与水源连接的溢出管路。

本发明的又一目的是提供一种用于多种构型的水消毒设备，其中该设备设有适用于在第一状态与第二状态之间转换的整体式阀。在一些实施例中，整体式阀包括：使该整体式阀与水出口连接的第一进口，其中第一进口在第一状态中关闭且在第二状态中关闭；使整体式阀与水源连接的第二进口，其中第二进口在第一状态中打开且在第二状态中打开；和在第一和第二状态两者中均打开的出口。一些实施例还包括装配有溢出接头的水贮存器，和使溢出接头与水源连接的溢出管路。在一些实施例中，控制器适用于使整体式阀转换至第二状态并致动循环水泵和臭氧生成器，用于以循环间隔实施臭氧化循环。

本发明的目的是提供用于利用本文总体描述的臭氧类型给表面消毒及处理水、适用于本文陈述的目的并且克服了现有技术中发现的缺点的设备、系统及方法。这些和其它优点通过下文中更详细描述并示出的本发明来提供。

附图说明

在结合附图阅读以下详细描述之后，本发明的创新性特征和优点(除了上文提及的那些特征和优点之外)对于所属领域技术人员而言将是显而易见的，这些附图中相同的标注表示相同的部件，其中：

图1是本发明的第一示例性实施例的组成部分的示意图；

图2A-C是用于水冷却器的常见构型的透视图，其中图2A示出底部加载式冷却器的常见构型，图2B示出顶部加载式冷却器的常见构型，图2C示出管道式冷却器的常见构型(示出与管道源断开连接)；

图3是本发明的第二示例性实施例的水臭氧化回路的示意图；

图4是本发明的第三示例性实施例的水臭氧化回路的示意图；

图5是本发明的第四示例性实施例的水臭氧化回路的示意图；和

图6是本发明的第五示例性实施例的水臭氧化回路的示意图。

具体实施方式

图1中描绘了本发明的示例性实施例，其中一定体积的水101容纳在水冷却器的水贮存器102中。当水101的体积比贮存器102的总容积小时，限定出了上部贮存器腔室103，该腔室典型地包含气体、诸如空气。水贮存器可来自参照图2A-C总体讨论的水冷却器构型中的任一者，或利用水贮存器的其它类似的水分配器。水贮存器102接收来自水源105和水进口连接结构107的水，可以例如是水瓶或容器、泵的出口、直接连接至管道，或将水供应至水分配系统的任意已知的方式。空气排放口104联接至水贮存器102的顶部，并随着水自贮存器102被分配及重新填充该贮存器102而容许空气进入或逸出贮存器102。

如图1所示，水龙头、水分配器或水栓头106直接在水出口连接结构109处或者间接地经与水出口连接结构109连接的水出口108将水从贮存器102中抽出。水龙头典型地是水冷却器(诸如图2A-C中示出的那些)上的热出口和冷出口，但不需要在功能上被限制，因为无论其功能如何，本发明对于清洁和净化水系统都是有益的。水贮存器可以具有用于多种目的的多个水出口或水出口连接结构，以及正如将在下文中更详细描述的那样，水臭氧化回路的近侧端可联接至任意现有的水出口或水出口连接结构，或者该水臭氧化回路可与相对应的专用的水出口连接。本文中所使用的水出口总体是指水经其离开水贮存器的任意通路。

水臭氧化回路110借助循环水泵112使水自贮存器102经文丘里管114循环，并使水存放回到贮存器102中。水臭氧化回路110利用循环水管路116将水贮存器102、循环泵112和文丘里管114连接在一起成一回路。水管路116的近侧端118接收来自贮存器102的水，以及如图1中所示在三通接头120处与水出口108连接。优选的是，水管路116的近侧端118尽可能靠近串联的水龙头106连接。如果来自贮存器102的水尽可能地靠近水出口106行进，则正在循环的臭氧水将对水冷却器系统的最大比例的内部水路区域进行清洁并消毒。然而，尽管认为这是优选的示例性实施例，但通过将水管路116的近侧端118放置成与贮存器102中的水直接或间接地成任意适合的接收连接关系就足以实践要求保护的本发明了。然后，经水臭氧化回路110循环的臭氧水返回至水贮存器，用于在水管路116的远侧端122处混合并进一步消毒。

为了将臭氧引入到水冷却器系统中，利用臭氧馈给回路124将空气、臭氧或者二者的混合物从上部贮存器腔室103抽到臭氧馈给管路128的近侧端126中并经臭氧生成器132到达管路128的远侧端130。管路128的近侧端126可以可选地放置成借助空气排放口104中的三通接头而与上部贮存器腔室103成接收连接关系。这是重大的改进，因为在清洁或臭氧化循环期间，当臭氧存在于水冷却器系统中时，三通接头通过使空气转向从排放口104离开而防止或减少臭氧逸出到外部环境中，因此限制了人类或动物暴露于臭氧的可能。如果需要，下文中详细论述的控制器136可适于致动空气排放口104中的阀，用以在臭氧化循环期间将水贮存器102与外部环境封隔。

尽管这个实施例中的如前述提及的臭氧馈给管路128的近侧端126的放置和构型是优选的，但类似于对水管路116的近侧端118的位置的描述，近侧端126可在适合容许管路128将空气/气体从上部贮存器腔室103吸出并吸进回路124中的、水贮存器102的任意上部表面处适当地联接至水贮存器。这样，无论用于将臭氧引入到水中的是何种方法，通至臭氧生成器132的进口的构型都允许在臭氧化循环期间积聚的富臭氧空气经清洁系统被回收并循环。例如，像下文中更充分描述的，代替文丘里管的使用，臭氧馈给管路128的远侧端130可连接至用于将臭氧引入到水冷却器中的现有技术系统，诸如上述叶轮泵和喷水式饮水口。

臭氧馈给管路128的远侧端130穿过臭氧生成器132和用于防止反向流或水进入到臭氧馈给回路124中的可选的止回阀134，然后止于文丘里管114处。填充上部贮存器腔室103的空气、臭氧或二者的组合在臭氧馈给回路124激活时穿过臭氧生成器132，臭氧生成器132生成臭氧并借此增加管路128中的臭氧的浓度。如下文更详细描述的，在臭氧化循环的一部分期间当臭氧饱和含量足以完成循环而不需要更多臭氧生成时臭氧生成器可被旁通。

臭氧馈给管路128的远侧端130在文丘里管114的受限或低压流通区域处与该文丘里管连接。当水从水贮存器102经文丘里管114循环时，低压区域在管114内形成，由此在臭氧馈给管路128的远侧端130处产生吸力。低压力将气体从上部贮存器腔室103中抽出、经过臭氧生成器132并借助文丘里管114抽到在水回路110中循环的水中，由此将臭氧传送到水系统中。

臭氧馈给回路124将臭氧赋予水回路110内的循环水，该循环水在一些臭氧从现已臭氧化的水101逸出至上部贮存器腔室103的位置返回到贮存器102中。本系统的优点包括更有效的臭氧化系统，在该系统中空气和空气/臭氧混合物经系统的流动是通过文丘里管效应而不是泵或其它相似装置形成的。

在考虑到系统在臭氧含量上的累积效应时能证明其它优点。例如，循环水管路116的远侧端122连接至水贮存器102的顶部或该顶部附近。在回路110中循环并自该回路离开的经臭氧化的水被排到贮存器102中。赋予水回路110中的循环水的一些臭氧逸入上部贮存器腔室103中，而其余臭氧被离开水管路116的远侧端122的水运载到包含在贮存器102内的一定体积的水101中。当循环水泵112激活时，经臭氧化的水再次被运载通过系统，用以清洁与该经臭氧化的水接触的表面。

在臭氧生成器132和循环水泵112两者均被激活的前提下，相当量的剩余臭氧将以相对短的时间积聚在上部贮存器腔室103中。臭氧生成器132可以能由所属领域技术人员选择的、将基于确切的应用及水系统特征而变化的间隔被停用，并且关闭的系统内的气体将继续经臭氧馈给回路124循环。一段时间后，臭氧含量将消散至可忽略的含量，循环水泵112可以停用，并且臭氧化循环完成。对一些示例性实施例的测试已经表明使水在仅两分钟的臭氧生成间隔之外继续循环30分钟会是有益的(亦即，在臭氧化循环的前两分钟激活臭氧生成器132并且在停用臭氧生成器132后使水经水回路110循环额外的约30分钟)。

本发明延长了臭氧生成器系统元件的寿命，因为对于任何给定的臭氧化/清洁循环，相对于现有技术系统的可比较的循环而言，空气在冷却器系统内的再循环均引起对臭氧生成的减弱的需求。这进而在任意给定的时间周期期间引起用于生成器的更短的运行时间。此外，本发明通过使经臭氧化的水所接触的表面面积最大化并且在臭氧化循环期间减少了臭氧生成所需的时间长度而减小了在机器寿命上的能量消耗。

返回到图1，图中示出控制器136借助138通信地联接至臭氧生成器132并借助140可通信地联接至循环水泵112。控制器可具体为水冷却器设计领域中的技术人员所知的任意形式，诸如借助印刷电路板(PCB)利用硬件、固件、软件或其它类似方法。控制器136可以可选择地连接至用户界面(未示出)，从而应用本文所公开的教导的水冷却器的使用者可以将参数输入至控制器136，用于定制例如臭氧化循环的长度、其周期计时以及臭氧生成间隔与水循环时间的比。

在图1的示例性实施例中，控制器136激活并停用臭氧生成器132和循环水泵112。为了开启典型的臭氧化循环，优选的是，控制器136发送激活信号以致动生成器132和泵112两者。控制器在臭氧化循环期间对经过的运行时间进行计时，并以能由使用者选择的预定的臭氧生成间隔停用臭氧生成器132。控制器136以能选择的第二间隔(优选与循环间隔相等)停用循环水泵112，计时器重置且臭氧化循环完成。控制器136可用于以周期性间隔(例如在不想使用水冷却器的每个晚上或清晨)启动臭氧化循环。

图2A-C中描绘的水冷却器210、220和230是所属技术领域中常见的构型的示例。图2A例如是底部加载式冷却器构型的示例，其中水源是位于水贮存器下方的瓶子或其它类似的容器212。图2B是通常被称为顶部加载式冷却器的设计构型的示例，其中水源是位于水贮存器上方的瓶子或其它类似的容器222。落入顶部加载类别中的如图2B中所示的水分配器典型地利用重力将水从水源输送至水贮存器，而如图2A中的底部加载分配器典型地将水自水源泵送至水贮存器。水冷却器的其它常见构型包括管道式水冷却器，如图2C中所示(管道源未示出)。管道式水冷却器单元直接从管道源抽吸以将水提供至水贮存器。容器212、222和管道源连接结构232类同于图1中展示的水源105。

图3是本发明的适合于对底部加载式冷却器构型的进一步改进的第二示例性实施例的水臭氧化回路的示意图。底部加载式冷却器中的水源105位于水贮存器102下方，水泵312用于将水抽出通过水管路116并最终将其输送到贮存器102中。浮子350或其它能比较的传感器用于监测水贮存器中的水位352。浮子350具有分别触发水泵312的致动和停用的低设定和高设定。

应注意，在结合图1示出的实施例中，将水从水源105输送到水进口连接结构107的方式不被限制于任何特定的构型。例如，水源105可以是顶部加载式、底部加载式或管道式冷却器构型。然而，在底部加载式冷却器情形中，结合图1公开的实施例当臭氧化系统被添加至现有设计时需要两个水泵(循环水泵和水输送泵)。返回图3中示出的实施例，臭氧化系统使用水泵312来执行这两个功能。

这个实施例还设有溢出接头354和在水贮存器102与水源105之间提供附加连接结构的溢出管路356。溢出接头354是靠近水贮存器102的顶部的出口。该溢出接头应当以这样的方式设置，即，当水贮存器102被填充超过浮子350上的高设定时水将从水贮存器102中流出、经溢出接头354和溢出管路356并返回至水源105。优选的是，在一些实施例中，溢出管路356由3/8英寸内径的管子构造，用于臭氧化循环期间的快速排水。

出于简洁的目的，臭氧化馈给回路、控制器和水出口的细节未在图3中示出。示出臭氧化馈给管路的远侧端130联接至文丘里管114。所属领域技术人员将理解出于描述性目的仅对该实施例的特殊之处及与图1中示出的通用系统的区别做出说明。

控制器(未示出)可适于(如图1中一样)针对循环间隔在预设时间协调臭氧化循环。正常运转期间，来自浮子350的反馈用于确定何时致动泵312以及利用来自水源105的水重新填充水贮存器102。重新填充水贮存器102之后，停用水泵312。

臭氧化循环间隔期间，忽略来自浮子350的反馈。循环开始时，致动水泵312和臭氧生成器(未示出)从而开启臭氧化过程。泵送来自水源105的水通过文丘里管114(其中臭氧被赋予水)然后通过水进口连接结构107并进入到水贮存器102中。水贮存器102内的水位352将继续上升(优选超过浮子350的高设定)直至该水位达到溢出接头354的水位，此后水经溢出管路356返回至水源105。如前述，控制器优选基于水系统的特征和臭氧化系统的周期循环方案而在选定的臭氧生成间隔之后停用臭氧生成器，使得系统内达到足够高的臭氧浓度含量以对该系统中的水路的内表面进行充分地消毒。水泵312然后优选继续通过臭氧化循环来循环水，由此对管路、贮存器和水源105进行消毒。

在底部加载式冷却器上使用现有的水输送泵(如图3中所示及前文论述)的优点和对表面、水出口表面进行臭氧化(如图1中所示及前文论述)的能力可如图4中所示地组合。图4是本发明的第三示例性实施例的水臭氧化回路110的示意图，其中底部加载式冷却器的水泵312既用作水输送泵又用作循环水泵(如图3中一样)，但还包括使水臭氧化回路110结合至水出口108的整体式阀460。水出口108与阀460的第一进口462之间的连接可以例如借助三通接头120和一定长度的连接管464实现，或替代地通过直接连接实现。

整体式阀460上的第二进口465与水源105连接，阀460中的出口通向水泵312。如图3中一样，底部加载式冷却器系统通常设有具有浮子350和水进口连接结构107的水贮存器102。循环水管路116从阀460引出且经水泵312和文丘里管114而在臭氧化循环期间使水返回至水进口连接结构107，或者利用来自水源105的水补充水贮存器102。如果需要，文丘里管114可以可选择地构造有用于在补充循环期间使用的旁通。

整体式阀460具有第一状态和第二状态，可通过适用于这种目的的控制器(未示出)来处理适当状态之间的选择和转换。例如，优选的是，整体式阀460具体为三通电磁阀，其中控制器致动螺线管用以在状态之间变化。控制、运行及构造阀的其它可比较的方法对于所属领域技术人员将是显而易见的，且被视为等同方案而包括在本文中。

在第一状态中(即，正常的底部加载式冷却器运行)，第一进口462关闭且第二进口465打开，水泵312的运行将水从水箱105运送至水贮存器102。在第二状态中，第一进口462打开且第二进口465关闭，水泵312的运行使水从水贮存器102循环经水出口108、经文丘里管114(其中臭氧被赋予循环水(出于清楚和简洁的目的，未示出臭氧馈给回路))并回到水贮存器102中。这个实施例所具有的优点是容许内部水路的最大表面面积(例如，一直至水龙头106附近的三通接头120)，以及因由水泵312完成的组合的泵送功能引起的能量节省。

控制器(未在图4中示出)适用于将整体式阀从第一(默认)状态转换至第二状态，以及致动循环水泵和臭氧生成器以执行臭氧化循环。在可选定循环间隔之后，臭氧化循环完成。优选地，控制器致动水泵用于整个循环间隔并在臭氧生成间隔期间致动臭氧生成器，其中臭氧生成间隔短于循环间隔。此外，已经发现，为了最佳的能量效率，优选的是选择短于或等于循环间隔的10％的臭氧生成间隔。

图5是本发明第四示例性实施例的水臭氧化回路的示意图。除了水源105以外，这个实施例与结合图4所示的实施例相同。此处，水源105例如是穿过可选的过滤系统570的管道式管路，该管道式管路和过滤系统通常存在于管道式冷却器系统构型中。水臭氧化回路110中的水泵312使水从水贮存器102循环经水出口108(例如在位于水龙头106附近的三通接头120处)、经整体式阀460的第一进口462、经臭氧馈给回路(未示出)的文丘里管114且经水进口连接结构107进入水贮存器102。

最后，图6是本发明的融合了结合图3和图4示出并描述的用于底部加载式冷却器构型的特征的第五示例性实施例的示意图。在这个实施例中，例如存在整体式阀460、溢出接头354和溢出管路356。该实施例的优点的一部分是由使用单个水泵312形成的能量节省以及对底部加载式构型的最大比例的内部水路表面进行消毒的能力。控制器136协调臭氧生成器132、水泵312、整体式阀460和浮子350的致动及监测，以能够实现至少三个臭氧化系统状态：正常(默认)状态、第一臭氧化状态和第二臭氧化状态。

在默认状态下，整体式阀460处于第一进口462关闭且第二进口465打开的第一状态。当浮子350反馈指示水贮存器102中的水位352等于低设定时，控制器致动水泵312，并在浮子350上的高设定被指示时停用该水泵。

在第一臭氧化状态中，循环水管路116、水贮存器102和水出口108以及遇到水臭氧化回路110中的循环水的任意其它内部水路表面皆被消毒。为了开始臭氧化循环，控制器136将整体式阀460转换至其第二状态，打开第一进口462并关闭第二进口465。水泵312和臭氧生成器132被致动，水在水臭氧化回路110中循环，空气/臭氧如前文所述借助臭氧馈给管路128而在臭氧馈给回路124中循环。优选地，在能选择的臭氧生成间隔(在该间隔期间臭氧含量由于关闭的系统中的臭氧积聚而提升)之后，控制器136停用臭氧生成器132，并且水泵312继续循环水直至达到能选择的循环间隔。

第二臭氧化状态是可用的，其中水源105包含在水臭氧化回路110中。控制器136确保整体式阀460处于其第一进口462关闭且第二进口465打开的第一状态。控制器136忽略来自浮子350的反馈，并且循环水泵312和臭氧生成器132被致动。如结合图3描述的，水贮存器102由自水源102输送的水填充，直至该水贮存器开始经溢出接头354(和与该溢出接头连接的溢出管路356)溢出到水源105中。臭氧馈给回路124在文丘里管114处将臭氧赋予到水臭氧化回路110内的水中，直到达到臭氧生成间隔，此时控制器136停用臭氧生成器132。水泵312继续循环经臭氧化的水直至循环间隔结束，并且已经在消毒过程中安全地耗尽臭氧。应注意，如在本段中且结合图3描述的水源105的“溢出”(即，第二)臭氧化期间，如果水源105(例如，瓶子)中的水位在臭氧化循环开始时非常低致使水源105在循环期间是空的，则在控制器136检测到至臭氧生成器132的功率增加时停用臭氧生成器132是优选的。

在图6中，注意到未描绘出控制器136、浮子350和空气排放口104之间的可选的通信连接，像连接138(其将控制器136连接至臭氧生成器132)、连接140(其将控制器136连接至水泵312)和连接668(其将控制器136连接至整体式阀460)，但已含蓄地表明了这些连接以便简洁。控制器136与本文描述的能致动的元件中的任一者之间的通信连接不被视为本发明的限制特征，而是可由所属领域技术人员所知的各种方法来完成，诸如但不限于：硬线连接、蓝牙或WiFi无线连接及其它这类协议、方法或组合。

此外，所属领域技术人员可以理解第一和第二臭氧化状态无需相互排斥，因为这二者都可以作为预定的臭氧化循环的一部分发生。也就是说，臭氧化循环可以被协调，其中第一和第二臭氧化状态中的一者在臭氧化循环开始时执行，这之后控制器转换至第二状态以对全部水路进行臭氧化，臭氧生成间隔可选择成落入臭氧化循环的第一或第二段中。替代地，可以周期性间隔独立地利用第一和第二臭氧化状态，例如，每隔一天在清晨期间利用第一状态，并且在这之间的日子利用第二状态。

所公开的系统和方法的任意实施例可包括本发明其它实施例的可选的或优选的特征中的任一者。本文公开的示例性实施例并非穷尽性的或并不限制本发明的范围。为了解释本发明的原理而选择和描述示例性的实施例从而所属领域技术人员可实践本发明。在示出和描述了本发明的示例性实施例的前提下，所属领域技术人员将认识到可做出许多变型和修改用于影响所描述的发明。这些变型和修改中的许多变型和修改将提供相同的结果并落入要求保护的发明的精神范围内。因此对本发明的保护范围的限定仅由权利要求的范围指明。

Claims (22)

1.一种水消毒设备，包括：

水源；

具有总容积的水贮存器，该水贮存器包括：

在将水贮存器联接至水源的水进口连接结构处接收的来自水源的一定体积的水；

上部贮存器腔室，其具有由水贮存器的总容积与所述一定体积的水之间的差限定的容积，且该容积包含空气；和

将水贮存器联接至水出口的水出口连接结构；

水臭氧化回路装置，其用于使所述一定体积的水的全部或一部分从水出口循环至上部贮存器腔室；

用于将空气转换成臭氧的臭氧生成装置；和

臭氧馈给装置，其用于将臭氧分配到在水臭氧化回路装置中循环的所述一定体积的水中。

2.一种水消毒设备，包括：

水源；

具有总容积的水贮存器，该水贮存器包括：

在将水贮存器联接至水源的水进口连接结构处接收的来自水源的一定体积的水；

上部贮存器腔室，其具有由水贮存器的总容积与所述一定体积的水之间的差限定的容积；和

将水贮存器联接至水出口的水出口连接结构；

水臭氧化回路，其包括：

能够接收水流的循环水管路，所述水管路包括：

联接至水出口的近侧端；和

联接至上部贮存器腔室的远侧端；

循环水泵；和

文丘里管，

其中，循环水泵和文丘里管均布置在循环水管路的近侧端与远侧端之间并且均与循环水管路连接，使得经循环水管路的水流穿过循环水泵和文丘里管中的每一者；和

臭氧馈给回路，其包括：

能够接收臭氧流的臭氧馈给管路，所述臭氧馈给管路包括：

与上部贮存器腔室成接收连接关系的近侧端；和

与文丘里管成分配连接关系的远侧端；和

臭氧生成器，其布置在臭氧馈给管路的近侧端与远侧端之间并与臭氧馈给管路连接；

其中，循环水泵和臭氧生成器的同时运行使水流从水贮存器经水臭氧化回路循环，借此将臭氧流从臭氧生成器抽到水臭氧化回路中。

3.根据权利要求2所述的水消毒设备，还包括控制器，该控制器适用于致动循环水泵和臭氧生成器，用于以循环间隔实施臭氧化循环。

4.根据权利要求3所述的水消毒设备，其中，控制器适用于在循环间隔期间致动水泵，并在臭氧生成间隔期间致动臭氧生成器，其中臭氧生成间隔短于循环间隔。

5.根据权利要求4所述的水消毒设备，其中，臭氧生成间隔短于或等于循环间隔的10％。

6.根据权利要求2所述的水消毒设备，其中，循环水管路的近侧端联接至水出口连接结构。

7.根据权利要求2所述的水消毒设备，还包括止回阀，该止回阀设置在臭氧馈给回路上，用于防止水流进入臭氧生成器。

8.根据权利要求2所述的水消毒设备，还包括与水贮存器连接的能致动的空气排放口，并且臭氧馈给管路的近侧端借助该能致动的空气排放口与上部贮存器腔室成接收连接关系。

9.一种用于对水分配系统进行消毒的方法，包括以下步骤：

提供水臭氧化回路，其包括：

循环水管路，该循环水管路具有与水贮存器的水出口连接的近侧进口端和与水贮存器的水进口连接的远侧出口端；

循环水泵；和

介于循环水泵与近侧出口端之间的文丘里管，

其中，循环水泵和文丘里管均布置在循环水管路的近侧端与远侧端之间并且均与循环水管路连接，使得经循环水管路的水流穿过循环水泵和文丘里管中的每一者；

提供臭氧馈给回路，其包括：

臭氧馈给管路，其具有与水贮存器的顶部侧连接的近侧气体进口端和与文丘里管连接的远侧出口端；和

臭氧生成器；

将控制器编程用于实施能由控制器激活的臭氧化循环，借此控制器在臭氧化循环期间激活循环水泵和臭氧生成器，用以使水流从水贮存器经水臭氧化回路循环，由此将臭氧流从臭氧生成器抽到水臭氧化回路中。

10.根据权利要求9所述的对水分配系统进行消毒的方法，其中，控制器编程为以能选择的周期性间隔自动地激活臭氧化循环。

11.根据权利要求9所述的对水分配系统进行消毒的方法，其中，控制器还包括在臭氧化循环开始时启动的计时器，所述方法还包括在能选择的第一时间间隔之后终结臭氧化循环的步骤。

12.根据权利要求9所述的对水分配系统进行消毒的方法，还包括以下步骤：将控制器编程为在激活臭氧化循环时激活循环水泵和臭氧生成器两者，用于在能选择的第一时间之后停用臭氧生成器，以及用于在能选择的第二时间之后停用循环水泵，其中能选择的第二时间与臭氧化循环的结束相一致。

13.一种水消毒设备，包括：

水源；

水贮存器，其设置在水源上方、具有总容积并适用于保持一定体积的水，该水贮存器包括：

水进口连接结构；

上部贮存器腔室，其在由水贮存器的总容积与所述一定体积的水之间的差限定的容积内包含空气；

空气排放口；

将水贮存器联接至水出口的水出口连接结构；和

溢出接头；

使溢出接头与水源连接的溢出管路；

水臭氧化回路，包括：

循环水管路，其包括：

联接至水源的近侧端；和

联接至水进口连接结构的远侧端；

循环水泵；和

文丘里管，

其中，循环水泵和文丘里管均布置在循环水管路的近侧端与远侧端之间并且均与循环水管路连接，使得经循环水管路的水流穿过循环水泵和文丘里管中的每一者；和

臭氧馈给回路，包括：

臭氧馈给管路，其包括：

联接至空气排放口的近侧端；和

联接至文丘里管的远侧端；和

臭氧生成器，其布置在臭氧馈给管路的近侧端与远侧端之间并与臭氧馈给管路连接，

其中，循环水泵和臭氧生成器的同时运行使水经水臭氧化回路循环，借此将臭氧从臭氧生成器抽到水臭氧化回路中。

14.根据权利要求13所述的水消毒设备，还包括控制器，该控制器适用于致动循环水泵和臭氧生成器，用于以循环间隔实施臭氧化循环。

15.根据权利要求14所述的水消毒设备，其中，控制器适用于在循环间隔期间致动水泵并在臭氧生成间隔期间致动臭氧生成器，其中臭氧生成间隔短于循环间隔。

16.根据权利要求15所述的水消毒设备，其中，臭氧生成间隔短于或等于循环间隔的10％。

17.根据权利要求13所述的水消毒设备，还包括止回阀，该止回阀设置在臭氧馈给回路上，用于防止水流进入臭氧生成器。

18.一种水消毒设备，包括：

水源；

水贮存器，其具有总容积并适用于保持一定体积的水，该水贮存器包括：

水进口连接结构；

上部贮存器腔室，其在由水贮存器的总容积与所述一定体积的水之间的差限定的容积内包含空气；

空气排放口；和

将水贮存器联接至水出口的水出口连接结构；

适用于在第一状态与第二状态之间转换的整体式阀，其包括：

使整体式阀与水出口连接的第一进口，其中第一进口在第一状态中关闭且在第二状态中关闭；

使整体式阀与水源连接的第二进口，其中第二进口在第一状态中打开且在第二状态中打开；和

在第一状态和第二状态两者中均打开的出口；

水臭氧化回路，包括：

循环水管路，其包括：

联接至整体式阀的出口的近侧端；和

联接至水进口连接结构的远侧端；

循环水泵；和

文丘里管，

其中，循环水泵和文丘里管均布置在循环水管路的近侧端与远侧端之间并且均与循环水管路连接，使得经循环水管路的水流穿过循环水泵和文丘里管中的每一者；和

臭氧馈给回路，包括：

臭氧馈给管路，其包括：

联接至空气排放口的近侧端；和

联接至文丘里管的远侧端；和

臭氧生成器，其布置在臭氧馈给管路的近侧端与远侧端之间并与臭氧馈给管路连接。

19.根据权利要求18所述的水消毒设备，其中，水贮存器还包括溢出接头，还包括使溢出接头与水源连接的溢出管路。

20.根据权利要求18所述的水消毒设备，还包括控制器，该控制器适用于使整体式阀转换至第二状态并致动循环水泵和臭氧生成器，用于以循环间隔实施臭氧化循环。

21.根据权利要求20所述的水消毒设备，其中，控制器还适用于以循环间隔致动水泵，并在臭氧生成间隔期间致动臭氧生成器，其中臭氧生成间隔短于循环间隔。

22.根据权利要求21所述的水消毒设备，其中，臭氧生成间隔短于或等于循环间隔的10％。