CN217173340U - 一种uvc水控过流式消毒器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种UVC水控过流式消毒器，属于消毒杀菌技术领域。该消毒器包括磁性水流开关和深紫外消毒腔体，深紫外消毒腔体包括进水口、UVC‑LED灯珠、玻璃灯罩和出水口，其中进水口与出水口设置在深紫外消毒腔体的两端，UVC‑LED灯珠设置在出水口一端的深紫外消毒腔体内壁上，玻璃灯罩设置在UVC‑LED灯珠上，磁性水流开关与进水口连接，磁性水流开关控制UVC‑LED灯珠的电路。当管道中的水流流量达到磁性水流开关下限时，磁性水流开关闭合，UVC‑LED灯珠的电路闭合，开始消毒；当水流停止，开关断开，UVC‑LED灯珠的电路断开，消毒随之停止。采用磁性水流开关控制UVC‑LED灯珠的电路的设计，可有效减少UVC‑LED灯珠的工作时间，降低能耗，提高效率，实现高效节能的进水消毒处理。

Description

一种UVC水控过流式消毒器

技术领域

本实用新型属于消毒杀菌技术领域，具体涉及一种UVC-LED水控过流式消毒器。

背景技术

家用末端自来水的安全问题已经愈发引起重视，与传统的化学消毒(例如氯化或臭氧氧化消毒)相比，紫外线(UV)辐射可以有效实现对水体的杀菌消毒，无化学添加、无有害消毒副产物(DBPs)的产生、也未引入对细菌的消毒剂抗性。

现有的紫外线消毒设备主要采用汞灯或氙灯光源，但氙灯和汞灯存在光学结构复杂、体积大难以微型化、寿命相对较短等缺点。同时，汞灯易碎，有毒汞在环境中扩散积蓄，易导致水俣病等健康危害。据调查，每年处理汞废弃物的能耗，可高达两个三峡水电站的发电量。此外，2017年生效的《联合国水俣公约(the Minamata Convention on Mercury)》明确要求：2020年，禁止生产及进出口各种含有“水银”的制品，这意味着汞灯将正式退出市场，消毒设备急需寻找新的替代光源。

同时，我国高度重视节能减排，社会生活亟需推出节水节能型的绿色、智能家电。现有的紫外线末端净水器通常维持长期开启状态，意味着即使没有水流通过，消毒器也在运作。这种始终接通消毒电路的情况，增加了汞灯、LED等器件的工作时间，增大了电能消耗，也存在LED等器件由于长期发热而导致的功率降低、寿命减短的问题。

因此在安全与市场的双方需求下，绿色、高效的深紫外LED水控净水器拥有良好前景。

发明内容

1.要解决的问题

本实用新型针对现有的紫外线末端净水器维持长期开启状态，增加了汞灯、LED等器件的工作时间，增大了电能消耗，LED等器件由于长期发热而导致的功率降低、寿命减短的问题，提供了一种UVC-LED水控过流式消毒器，包括磁性水流开关和深紫外消毒腔体，利用磁性水流开关控制UVC-LED灯珠的电路，当管道中的水流流量达到磁性水流开关下限时，磁性水流开关闭合，UVC-LED灯珠的电路闭合，开始消毒，可有效减少UVC-LED灯珠的工作时间，降低能耗，提高效率，实现高效节能的进水消毒处理。此外，该消毒器还可以与水流发电相结合，进一步降低能耗，环保、高效、灵敏且杀菌效果优异。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种UVC水控过流式消毒器，该消毒器包括磁性水流开关和深紫外消毒腔体，所述深紫外消毒腔体包括进水口、UVC光源和出水口，其中进水口与出水口设置在深紫外消毒腔体的两端，UVC光源设置在深紫外消毒腔体内壁上，磁性水流开关与深紫外消毒腔体的进水口连接，磁性水流开关控制UVC光源的电路，当管道中的水流流量达到磁性水流开关下限时，磁性水流开关闭合，UVC光源的电路闭合，开始消毒；当水流停止，开关断开，UVC光源的电路断开，消毒随之停止，采用磁性水流开关控制UVC光源的电路的设计，可有效减少UVC光源的工作时间，降低能耗，提高效率，实现高效节能的进水消毒处理。此外，UVC光源安装在消毒器的内壁上，一方面使得深紫外线可以充分在内管内发挥作用，最大化紫外射线能量，另一方面作为水冷模式，通过水流为UVC光源降温，加快散热，便于快速冷却，使UVC光源能发挥最优出光效果，减免了额外装配散热板进行散热的消耗。

优选地，上述磁性水流开关的开启流量为1-1.5L/min，当管道中的水流流量达到该下限时，磁性水流开关闭合，UVC光源电路闭合开始消毒；当水流停止，开关断开，消毒随之停止。此设计可有效减少UVC光源的工作时间，降低能耗，提高效率，实现高效节能的进水消毒处理。此外，产品选取磁性水流开关，而非传统的弹片式水流开关(如机械式开关)，也避免了水控开关需要较大的水流量启动、弹簧磨损灵敏度降低等的问题。

优选地，上述UVC光源选用275nm UVC光源，UV-C可以实现直接作用于末端水再生微生物细胞核，阻碍其染色体正常复制的效果，对于新型冠状病毒等微生物同样具有较好的抑制作用，可以达到余氯等化学消毒无法实现的杀菌效果。更进一步地，可以利用紫外消毒和余氯消毒的协同作用，紫外-氯可以较快灭活芽孢，相对于单独的紫外消毒，联合使用可减少一半的紫外剂量而达到相同的杀菌效果。

优选地，上述UVC灯源为UVC-LED发光二极管灯珠和玻璃灯罩，玻璃灯罩设置在UVC-LED灯珠上，使用UVC-LED灯珠取代了目前紫外消毒常用的汞灯，避免了二次污染的问题，在无汞、无毒以外，还可以减小产品体积、增加坚固性(更耐用)、加速启动(无预热时间)、降低潜在能耗、延长寿命、实现对消毒装置的高频开关。此外，波长是紫外消毒效率的重要因素，而LED辐射的波长取决于半导体材料，因此产品可通过材料的选取，提供多种波长的组合，使之满足高效消毒的需要。

优选地，上述玻璃灯罩选用球面玻璃灯罩，使用球面玻璃灯罩减少照射死角。

优选地，上述深紫外消毒腔体为内外套筒的双层结构，靠近出水口一端的内壁上设有出水孔，内壁与外壁之间形成通道，水流经出水孔与内壁与外壁之间形成的通道流至出水口。

优选地，上述内壁装配PTFE材料，装配PTEF材料可以提高光反射率。

优选地，上述UVC-LED灯珠安装在出水口一端的端部，安装在端部且使用球面玻璃灯罩，可以最大化减少照射死角。

优选地，在磁性水流开关与深紫外消毒器腔体之间还安装有微型水流发电机，微型水流发电机与磁性水流开关和深紫外消毒器腔体的进水口连接，水流通过磁性水流开关后进入微型水流发电机，微型水流发电机可将末端水的势能转化为电能，为UVC电源提供电能，达到利用清洁可再生能源发电的目标。

优选地，上述微型水流发电机的输出电压为5V，并为UVC电源电路提供电能，节约了UVC电源工作所需的一部分电能，促进节能减排。

优选地，上述消毒器还设置有蓄电池，蓄电池与微型水流发电机相连，将部分电能存贮在蓄电池中。更进一步地，蓄电池通过另一条电路与UVC电源电路连接，在停电等必要时为UVC电源提供电源。

3.有益效果

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：

(1)本实用新型提供的一种UVC水控过流式消毒器，该消毒器采用磁性水流开关控制UVC光源的电路，当管道中的水流流量达到磁性水流开关下限时，磁性水流开关闭合，UVC光源的电路闭合，开始消毒；当水流停止，开关断开，UVC光源的电路断开，消毒随之停止，采用磁性水流开关控制UVC光源的电路的设计，可有效减少UVC光源的工作时间，降低能耗，提高效率，实现高效节能的进水消毒处理。

(2)本实用新型提供的一种UVC水控过流式消毒器，该消毒器将UVC光源安装在消毒器的内壁上，一方面使得深紫外线可以充分在内管内发挥作用，最大化紫外射线能量，另一方面作为水冷模式，通过水流为UVC光源降温，加快散热，便于快速冷却，使UVC光源能发挥最优出光效果，减免了额外装配散热板进行散热的消耗。

(3)本实用新型提供的一种UVC水控过流式消毒器，该消毒器使用UVC-LED发光二极管消毒，其具有无毒、微型、启动时间快、潜在的能耗低、寿命长等优势，更适合末端净水，为研发高效终端净水产品提供了可能。

(4)本实用新型提供的一种UVC水控过流式消毒器，该消毒器内壁选用PTFE材料，对于UV-C平均反光率可高达95％，而不锈钢的平均折射率一般只有20％-28％。经过实验验证，产品的紫外强度为0.37mJ·cm^-2，光功率达到100mW，与余氯协同可杀死99.9％的细菌，实现有效消毒，且拥有约2000h的理论工作时长，显著长于活性炭的更换时间。

(5)本实用新型提供的一种UVC水控过流式消毒器，该消毒器还设置有水流发电机，由于磁性水流开关和水流发电机的配置，可以避免消毒器长期工作、额外耗电，也可以转化末端水的动能，实现电能转化，有效降低能量的损耗。而水冷模式则可以在过流式消毒的同时实现对LED的降温散热，提高工作效率，实现国家环保部门节约用水用电和发展清洁可再生能源、绿色智能家电的目标。经计算，磁性水流开关削减了约2/3的工作时间，水流发电机每月可节约172800J电能。

附图说明

图1为本实用新型的产品示意图；

图2是本实用新型的深紫外消毒腔体示意图；

其中，100为磁性水流开关；200为深紫外消毒腔体，210为深紫外消毒腔体的进水口，220为深紫外消毒腔体的出水口，230为出水孔，240为UVC-LED发光二极管灯珠，250为玻璃灯罩，260为深紫外消毒腔体的内壁，270为深紫外消毒腔体的外壁；300为微型水流发电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

本实施例提供一种UVC水控过流式消毒器，如图1、图2所示，包括：

磁性水流开关100和深紫外消毒腔体200，所述深紫外消毒腔体包括进水口210、UVC光源和出水口220，其中进水口210与出水口220设置在深紫外消毒腔体200的两端，UVC光源设置在深紫外消毒腔体内壁260上，磁性水流开关100与深紫外消毒腔体的进水口210连接，磁性水流开关100控制UVC光源的电路，当管道中的水流流量达到磁性水流开关100下限时，磁性水流开关100闭合，UVC光源的电路闭合，开始消毒；当水流停止，开关断开，UVC光源的电路断开，消毒随之停止，采用磁性水流开关100控制UVC光源的电路的设计，可有效减少UVC光源的工作时间，降低能耗，提高效率，实现高效节能的进水消毒处理。此外，UVC光源安装在消毒器的内壁260上，一方面使得深紫外线可以充分在内管内发挥作用，最大化紫外射线能量，另一方面作为水冷模式，通过水流为UVC光源降温，加快散热，便于快速冷却，使UVC光源能发挥最优出光效果，减免了额外装配散热板进行散热的消耗。

实施例2

本实施例提供一种UVC水控过流式消毒器，如图1、图2所示，包括：

磁性水流开关100和深紫外消毒腔体200，所述深紫外消毒腔体包括进水口210、UVC-LED发光二极管灯珠240、玻璃灯罩250和出水口220，其中进水口210与出水口220设置在深紫外消毒腔体200的两端，所述深紫外消毒腔体为内外套筒的双层结构，靠近出水口一端的内壁260上设有出水孔230，内壁260与外壁270之间形成通道，水流经出水孔230与内壁与外壁之间形成的通道流至出水口220；所述UVC-LED灯珠240安装在出水口一端的端部；磁性水流开关100与深紫外消毒腔体的进水口210连接，磁性水流开关100控制UVC-LED发光二极管灯珠240的电路，当管道中的水流流量达到磁性水流开关100下限时，磁性水流开关100闭合，UVC-LED发光二极管灯珠240的电路闭合，开始消毒；当水流停止，开关断开，UVC-LED发光二极管灯珠240的电路断开，消毒随之停止。

实施例3

本实施例提供一种UVC水控过流式消毒器，其结构如图1、图2所示，包括：

磁性水流开关100、微型水流发电机300和深紫外消毒腔体200，所述深紫外消毒腔体包括进水口210、UVC-LED发光二极管灯珠240、玻璃灯罩250和出水口220，其中进水口210与出水口220设置在深紫外消毒腔体200的两端，所述深紫外消毒腔体为内外套筒的双层结构，靠近出水口一端的内壁260上设有出水孔230，内壁260与外壁270之间形成通道，水流经出水孔230与内壁与外壁之间形成的通道流至出水口220；所述UVC-LED灯珠240安装在出水口一端的端部；所述微型水流发电机300与磁性水流开关100和深紫外消毒器腔体的进水口210连接；磁性水流开关100控制UVC-LED发光二极管灯珠240的电路，当管道中的水流流量达到磁性水流开关100下限时，磁性水流开关100闭合，UVC-LED发光二极管灯珠240的电路闭合，开始消毒；当水流停止，开关断开，UVC-LED发光二极管灯珠240的电路断开，消毒随之停止；水流通过磁性水流开关100后进入微型水流发电机300，微型水流发电机可将末端水的势能转化为电能，为UVC-LED灯珠240提供电能，达到利用清洁可再生能源发电的目标。

Claims (10)

1.一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，包括磁性水流开关和深紫外消毒腔体，所述深紫外消毒腔体包括进水口、UVC光源和出水口，其中进水口与出水口设置在深紫外消毒腔体的两端，UVC光源设置在深紫外消毒腔体内壁上；磁性水流开关与深紫外消毒腔体的进水口连接，磁性水流开关控制UVC光源的电路。

2.根据权利要求1所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，所述磁性水流开关的开启流量为1-1.5L/min。

3.根据权利要求1所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，所述UVC光源为UVC-LED发光二极管灯珠和玻璃灯罩，玻璃灯罩设置在UVC-LED灯珠上。

4.根据权利要求3所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，所述玻璃灯罩选用球面玻璃灯罩。

5.根据权利要求4所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，所述深紫外消毒腔体为内外套筒的双层结构，靠近出水口一端的内壁上设有出水孔，内壁与外壁之间形成通道，水流经出水孔进入内壁与外壁之间形成的通道流至出水口。

6.根据权利要求5所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，所述内壁装配PTFE材料。

7.根据权利要求6所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，所述UVC-LED灯珠安装在出水口一端的端部。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，在磁性水流开关与深紫外消毒器腔体之间还安装有微型水流发电机，微型水流发电机与磁性水流开关和深紫外消毒器腔体的进水口连接。

9.根据权利要求8所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，所述微型水流发电机的输出电压为5V，并为UVC电源电路提供电能。

10.根据权利要求9所述的一种UVC水控过流式消毒器，其特征在于，所述消毒器还设置有蓄电池，蓄电池与微型水流发电机相连，将部分电能存贮在蓄电池中。

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