CN106115894A - 一种两用水动力自发臭氧水龙头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两用水动力自发臭氧水龙头，包括微型涡轮发电机、臭氧发生器以及拉瓦尔喷射结构；微型涡轮发电机与一蓄电池连接，微型涡轮发电机包括发电机主体、叶轮腔以及设于叶轮腔内的叶轮；叶轮腔的出水端通过供水管道与出水口连接，叶轮腔的进水端设置拉瓦尔喷射结构，蓄电池通过一手动开关与臭氧发生器连接，臭氧发生器的臭氧输出端设置在供水管道内，位于拉瓦尔喷射结构的前端，臭氧气体进入供水管道后，与水流一起通过拉瓦尔喷射结构后喷射到叶轮上。该自发臭氧水龙头能够实现普通水与臭氧水之间的切换，以及能够使得臭氧与自来水的接触时间加长，从而提升臭氧在水中的含量。

Description

一种两用水动力自发臭氧水龙头

技术领域

本发明涉及水龙头设备技术领域，特别涉及一种两用水动力自发臭氧水龙头。

背景技术

臭氧是一种强氧化剂，在一定浓度下可迅速杀灭空气中的细菌。臭氧的杀菌力要比氯快600倍，比紫外线快3000倍，臭氧被认为是当今消毒、除污染最理想的一种手段。在食物净化、饮用水净化、消毒灭菌、空气净化、果蔬保鲜、防霉、洗浴、美容、保健、养鱼、浇花、除臭等多个领域得到了广泛的运用，而臭氧一般易于分解无法储存，需现场制取现场使用，所以凡是能用到臭氧的场所均需使用臭氧发生器。随着技术的发展，臭氧发生器越来越多元化，小型臭氧发生器得到了广泛的运用，如在家用空气净化器、净水器等家用电器中的运用，取得了良好的效果。

微型涡轮发电机通过自来水管道内的水流驱动产生电力输出，能够满足小型的臭氧发生器的驱动要求，将两者结合在一起能够用于产生臭氧水。基于上述思路，中国专利200420067731.X公开了一种自发电式臭氧杀菌净水器，在净水器内安装有臭氧发生器、微型发电机、自来水推动的旋转叶轮以及电器装置，开启自来水阀门；自来水在射流孔的作用下产生高压水流，推动叶轮旋转，带动微型发电机产生电压，供臭氧发生器工作，产生的臭氧气体与自来水混合，生成臭氧水。利用臭氧水可以用于消毒杀菌。

但是，现有技术中，由于臭氧虽然易溶于水，但臭氧并不能完全溶液水，而臭氧与水的混合效果会大大影响臭氧水中的臭氧含量，从而影响消毒杀菌的效果，提高臭氧与水的混合一般采用混合泵、曝气塔或者射流器，这些装置的结构复杂，难以集成设置在微型的自发电式臭氧杀菌净水器中，另外对于臭氧发生器的工作效能也缺乏动态监测，是否产生足够的臭氧，这无法得知，这直接影响了现有的自发电式臭氧杀菌净水器之类的产品的长期使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种两用水动力自发臭氧水龙头，能够实现普通水与臭氧水之间的切换，以及能够使得臭氧与自来水的接触时间加长，从而提升臭氧在水中的含量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种两用水动力自发臭氧水龙头，包括微型涡轮发电机、臭氧发生器以及拉瓦尔喷射结构；微型涡轮发电机与一蓄电池连接，微型涡轮发电机包括发电机主体、叶轮腔以及设于叶轮腔内的叶轮；发电机主体与叶轮连接，叶轮腔的出水端通过供水管道与出水口连接，叶轮腔的进水端设置拉瓦尔喷射结构，蓄电池通过一手动开关与臭氧发生器连接，臭氧发生器的臭氧输出端设置在供水管道内，位于拉瓦尔喷射结构的前端，臭氧气体进入供水管道后，与水流一起通过拉瓦尔喷射结构后喷射到叶轮上。使用时，供水管道内的水流从叶轮腔的进水端向出水端方向流动，水流驱动叶轮旋转，带动发电机主体发电，将产生的电能存在到蓄电池中，蓄电池与臭氧发生器连接，驱动臭氧发生器产生臭氧，臭氧从臭氧输出端进入到供水管道内，由于位于拉瓦尔喷射结构的前端，臭氧气体进入供水管道后，随着水流一起通过拉瓦尔喷射结构，臭氧气体和水流一起喷射到叶轮上，叶轮转动同时也使得臭氧气体和水流充分混合，此时叶轮达到了一个混合泵的效果，从而提升了臭氧水中臭氧的含量。通过控制手动开关，从而开启或者关闭臭氧发生器，实现供应臭氧水或者普通水，在这两种供水方式下，微型发电机始终保持工作，保证了蓄电池内有充足的电能。

进一步的，供水管道上设置有一角阀，角阀与臭氧输出端之间的供水管道上设置有滚筒式的过滤网，过滤网倾斜插入供水管道内，过滤网的后端设置有可拆卸的封堵帽。通过过滤网的设置，将水流中的杂质过滤掉，防止杂质卡住微型涡轮发电机的叶轮，造成该微型涡轮发电机不能正常工作的情况发生；另外，本发明中过滤网的后端设置有可拆装的封堵帽，可以清理过滤网内的杂质，同时当该过滤网发生损坏时也可以更换该过滤网。

进一步的，拉瓦尔喷射结构包括压缩端、扩张段以及喷射孔，水流从压缩端进入喷射孔，再从喷射孔进入扩张段，扩张段为锥体结构，压缩端为半椭圆体结构，喷射孔正对叶轮。采用拉瓦尔喷射结构有利于水流的流动，而避免由于供水管道内的水压过低造成水流力不足的问题。

拉瓦尔喷射结构是一个收缩--扩张型喷管，通过此喷管能够使具有一定压力及速度较低的气体、液体产生较高的速度。其基本结构为两边开口大，中间为喷射孔，该喷射孔的尺寸较两边的开口尺寸要小，拉瓦尔喷射结构包括压缩端、扩张段以及喷射孔，当水流从压缩端进入流经喷射孔后进入扩张段，经过这样的结构后，其流速会极大的加快，使具有很大的冲击力。

进一步的，叶轮腔的进水端位于叶轮腔的下端，叶轮腔的出水端设置在叶轮腔的上端，进水端和出水端均与叶轮叶片相对应。

进一步的，臭氧发生器包括可控硅模块、高频高压模块以及臭氧管，可控硅模块与手动开关连接，调节输入到高频高压模块的电流大小；高频高压模块产生高频高压电流在臭氧管内产生臭氧气体。

进一步的，两用水动力自发臭氧水龙头还具有控制单元，控制单元包括控制器、参数预设模块、显示报警模块以及臭氧检测模块，控制器与参数预设模块、显示报警模块电性连接，臭氧检测模块用于实时检测臭氧输出端的臭氧含量信息并将臭氧含量信息传送到控制器的信号输入端，控制器的信号输出端与可控硅模块连接。使用时，通过参数预设模块设定臭氧含量的预设值，然后与臭氧检测模块获得臭氧含量实测值比较，向可控硅模块输出控制信号，通过调整电流大小来实现臭氧含量的控制，显示报警模块实时显示臭氧检测模块获取的臭氧含量信息，当异常时发出报警提示。因为水体中臭氧含量检测仪器较为复杂，难以集成到水龙头设备中，通过检测臭氧发生器的臭氧含量，从而能够实时发现臭氧发生器是否正常工作，而且在臭氧与水流混合条件不改变的情况下，能够通过控制进入供水管道内的臭氧含量来控制臭氧水中的臭氧含量。

进一步的，臭氧检测模块包括一臭氧检测器，臭氧检测器的气体采集端安装在臭氧输出端上。

进一步的，微型涡轮发电机、臭氧发生器、蓄电池以及臭氧检测器集成设置在于同一保护壳内。

采用上述技术方案，由于将臭氧输出端位于拉瓦尔喷射结构的前端，臭氧气体进入供水管道后，随着水流一起通过拉瓦尔喷射结构，臭氧气体和水流一起喷射到叶轮上，叶轮转动同时也使得臭氧气体和水流充分混合，此时叶轮达到了一个混合泵的效果，从而提升了臭氧水中臭氧的含量。另外，通过手动开关的设置，实现臭氧水与普通水之间的切换，保证微型涡轮发电机持续发电。再者，通过实时检测臭氧输出端的臭氧含量，能够有效地监测臭氧发生器的工作状态，而且通过调节输入到臭氧发生器中的电流大小，来控制臭氧含量，从而保证臭氧水在一个合理区别内，既能够达到消毒杀菌的良好效果，避免出现臭氧含量不足。特别是在长期使用过程中，肉眼难以直接观测到水流中是否具有臭氧，避免在臭氧发生器已经失效的情况下还继续使用。

附图说明

图1为本发明的两用水动力自发臭氧水龙头结构示意图；

图2为图1中的叶轮与拉瓦尔喷射结构的结构示意图；

图3为本发明的两用水动力自发臭氧水龙头中臭氧发生器结构框图；

图4为本发明的两用水动力自发臭氧水龙头中控制器结构框图；

图中，1-供水管道，2-微型涡轮发电机，3-臭氧发生器，31-臭氧输出端，4-蓄电池，5-控制单元，6-保护壳，7-臭氧检测器，8-角阀，9-过滤网，10-封堵帽，11-拉瓦尔喷射结构，12-出水口，21-叶轮腔，22-叶轮，111-喷射孔，112-扩张段，113-压缩端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一种两用水动力自发臭氧水龙头，包括微型涡轮发电机2、臭氧发生器3以及拉瓦尔喷射结构11；微型涡轮发电机2与一蓄电池4连接，微型涡轮发电机2包括发电机主体、叶轮腔21以及设于叶轮腔21内的叶轮22；发电机主体与叶轮22连接，叶轮腔21的出水端通过供水管道1与出水口12连接，叶轮腔21的进水端设置拉瓦尔喷射结构11，蓄电池4通过一手动开关与臭氧发生器3连接，臭氧发生器3的臭氧输出端31设置在供水管道1内，位于拉瓦尔喷射结构11的前端，臭氧气体进入供水管道1后，与水流一起通过拉瓦尔喷射结构11后喷射到叶轮22上。

使用时，供水管道1内的水流从叶轮腔21的进水端向出水端方向流动，水流驱动叶轮22旋转，带动发电机主体发电，将产生的电能存在到蓄电池4中，蓄电池4与臭氧发生器3连接，驱动臭氧发生器3产生臭氧，臭氧从臭氧输出端31进入到供水管道1内，由于位于拉瓦尔喷射结构11的前端，臭氧气体进入供水管道1后，随着水流一起通过拉瓦尔喷射结构11，臭氧气体和水流一起喷射到叶轮22上，叶轮22转动同时也使得臭氧气体和水流充分混合，此时叶轮22达到了一个混合泵的效果，从而提升了臭氧水中臭氧的含量。通过控制手动开关，从而开启或者关闭臭氧发生器，实现供应臭氧水或者普通水，在这两种供水方式下，微型发电机2始终保持工作，保证了蓄电池4内有充足的电能。

如图1所示，供水管道1上设置有一角阀8，角阀8与臭氧输出端31之间的供水管道1上设置有滚筒式的过滤网9，过滤网9倾斜插入供水管道1内，过滤网9的后端设置有可拆卸的封堵帽10。通过过滤网9的设置，将水流中的杂质过滤掉，防止杂质卡住微型涡轮发电机2的叶轮，造成该微型涡轮发电机2不能正常工作的情况发生；另外，本发明中过滤网9的后端设置有可拆装的封堵帽10，可以清理过滤网9内的杂质，同时当该过滤网9发生损坏时也可以更换该过滤网9。另外，通过过滤网9倾斜设置，杂质可以在过滤网9的后端沉淀，有利于杂质的清理。

如图2所示，拉瓦尔喷射结构11包括压缩端113、扩张段112以及喷射孔111，水流从压缩端113进入喷射孔111，再从喷射孔111进入扩张段112，扩张段112为锥体结构，压缩端113为半椭圆体结构，喷射孔111正对叶轮22。

拉瓦尔喷射结构11是一个收缩--扩张型喷管，通过此喷管能够使具有一定压力及速度较低的气体、液体产生较高的速度。其基本结构为两边开口大，中间为喷射孔111，该喷射孔111的尺寸较两边的开口尺寸要小，拉瓦尔喷射结构11包括压缩端113、扩张段112以及喷射孔111，当水流从压缩端113进入流经喷射孔111后进入扩张段112，由于喷射孔111截面较小从而流速明显迅速加快，然后立即进入扩张段112，此时水流速度依然较快，与叶轮22发生接触。经过这样的结构后，水流产生一种气爆现象，其流速会极大的加快，使具有很大的冲击力。

如图2所示，叶轮腔21的进水端位于叶轮腔21的下端，叶轮腔21的出水端设置在叶轮腔21的上端，进水端和出水端均与叶轮22的叶片相对应。

通过这一结构设计，冲击的水流作用在叶轮22的叶片上，水流从叶轮腔21的进水端到达叶轮腔21的出水口所经过的路径是沿着叶轮22转动方向的一端弧形，这样水流和叶轮22接触的时间明显延长，而且在这接触时间段内水流一直推动叶轮22转动，从而显著提升了也微型涡轮发电机2的工作效率。

如图3所示，臭氧发生器3包括可控硅模块、高频高压模块以及臭氧管，可控硅模块与手动开关连接，调节输入到高频高压模块的电流大小；高频高压模块产生高频高压电流在臭氧管内产生臭氧气体。

如图4所示，两用水动力自发臭氧水龙头还具有控制单元5，控制单元5包括控制器、参数预设模块、显示报警模块以及臭氧检测模块，控制器与参数预设模块、显示报警模块电性连接，臭氧检测模块用于实时检测臭氧输出端的臭氧含量信息并将臭氧含量信息传送到控制器的信号输入端，控制器的信号输出端与可控硅模块连接。使用时，通过参数预设模块设定臭氧含量的预设值，然后与臭氧检测模块获得臭氧含量实测值比较，向可控硅模块输出控制信号，通过调整电流大小来实现臭氧含量的控制，显示报警模块实时显示臭氧检测模块获取的臭氧含量信息，当异常时发出报警提示。因为水体中臭氧含量检测仪器较为复杂，难以集成到水龙头设备中，通过检测臭氧发生器的臭氧含量，从而能够实时发现臭氧发生器是否正常工作，而且在臭氧与水流混合条件不改变的情况下，能够通过控制进入供水管道内的臭氧含量来控制臭氧水中的臭氧含量。

优选地，臭氧检测模块包括一臭氧检测器7，臭氧检测器7的气体采集端安装在臭氧输出端31上。

优选地，微型涡轮发电机2、臭氧发生器3、蓄电池4以及臭氧检测器7集成设置在于同一保护壳6内。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种两用水动力自发臭氧水龙头，其特征在于：包括微型涡轮发电机、臭氧发生器以及拉瓦尔喷射结构；所述微型涡轮发电机与一蓄电池连接，所述微型涡轮发电机包括发电机主体、叶轮腔以及设于叶轮腔内的叶轮；所述发电机主体与所述叶轮连接，所述叶轮腔的出水端通过供水管道与一出水口连接，所述叶轮腔的进水端设置所述拉瓦尔喷射结构，所述蓄电池通过一手动开关与所述臭氧发生器连接，所述臭氧发生器的臭氧输出端设置在所述供水管道内，位于所述拉瓦尔喷射结构的前端。

2.根据权利要求1所述的一种两用水动力自发臭氧水龙头，其特征在于：所述拉瓦尔喷射结构包括压缩端、扩张段以及喷射孔，所述扩张段为锥体结构，所述压缩端为半椭圆体结构，所述喷射孔正对所述叶轮。

3.根据权利要求2所述的一种两用水动力自发臭氧水龙头，其特征在于：所述叶轮腔的进水端位于所述叶轮腔的下端，所述叶轮腔的出水端设置在所述叶轮腔的上端，所述进水端和所述出水端均与叶轮叶片相对应。

4.根据权利要求3所述的一种两用水动力自发臭氧水龙头，其特征在于：所述供水管道上设置有一角阀，所述角阀与所述臭氧输出端之间的供水管道上设置有滚筒式的过滤网，所述过滤网倾斜插入所述供水管道内，所述过滤网的后端设置有可拆卸的封堵帽。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种两用水动力自发臭氧水龙头，其特征在于：所述臭氧发生器包括可控硅模块、高频高压模块以及臭氧管，所述可控硅模块与手动开关连接，调节输入到所述高频高压模块的电流大小；所述高频高压模块产生高频高压电流在所述臭氧管内产生臭氧气体。

6.根据权利要求6所述的一种两用水动力自发臭氧水龙头，其特征在于：还具有控制单元，所述控制单元包括控制器、参数预设模块、显示报警模块以及臭氧检测模块，所述控制器与所述参数预设模块和所述显示报警模块电性连接，所述臭氧检测模块用于实时检测所述臭氧输出端的臭氧含量信息并将所述臭氧含量信息传送到所述控制器的信号输入端，所述控制器的信号输出端与所述可控硅模块连接。

7.根据权利要求6所述的一种两用水动力自发臭氧水龙头，其特征在于：所述臭氧检测模块包括一臭氧检测器，所述臭氧检测器的气体采集端安装在所述臭氧输出端上。

8.根据权利要求7所述的一种两用水动力自发臭氧水龙头，其特征在于：所述微型涡轮发电机、所述臭氧发生器、所述蓄电池以及所述臭氧检测器集成设置在于同一保护壳内。