JP2003529442A - 流体処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体処理システム（１０）の全体的動作を制御する制御ユニット（１０２）を内含する流体処理システム（１０）が開示されている。安定器回路（１０３）が電磁放射線放出アセンブリ（１４）と結合されている。好ましい流体処理システム（１０）においては、安定器回路（１０３）は電磁放射線放出アセンブリ（１４）と誘導結合されている。誘導結合型安定器回路（１０３）は、制御ユニット（１０２）からの予め定められた電気信号に応答して、電磁放射線放出アセンブリ（１４）内に位置設定された電磁放射線放出デバイス（６０）を誘導的に付勢する。さらに流体処理システム（１０）は、流体処理システム（１０）内で用いられる電磁放射線放出アセンブリ（１４）及びフィルタアセンブリ（１６）のさまざまな機能的及び動作上の様相を監視するために用いられる無線周波数識別システム（１２４）を内含している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本出願は、１９９９年６月２１日付けで提出された誘導結合型安定器を伴う水
処理システムと題された米国暫定特許出願第６０／１４０,１５９号の３５.Ｕ.
Ｓ.Ｃ §１１９（ｅ）に基づく恩典を請求するものである。本出願は同様に、１
９９９年６月２１日付けで提出されたユースポイント水処理システムという題の
米国暫定特許出願題６０／１４０,０９０号の３５Ｕ.Ｓ.Ｃ.§１１９（ｅ）に基
づく恩典をも請求している。

【０００２】 本出願は、参考として、本出題と同日に提出されたユースポイント水処理シス
テムという題の米国特許出願を包含する。

【０００３】 発明の分野 本発明は一般に、水処理システム，より特定的には水処理システム内の紫外線
ランプへの非接触電力伝達用の誘電結合型安定器に関する。

【０００４】 発明の背景 本発明は、これまでの家庭用又はオフィス用のユースポイント水処理システム
に付随するいくつかの問題に取組んでいる。最初の問題は、内部で紫外線ランプ
アセンブリを利用する従来の水処理システムのエネルギー効率が低い、という点
にある。ランプアセンブリは一般に、紫外線ランプのスイッチが投入されていな
い結果水処理システム内で微生物が増殖することを防ぐため、連続作動状態に放
置される。従来のランプアセンブリのスイッチを投入すると、それは、水処理シ
ステム内の微生物を適切に破壊するのに必要とされる予め定められた強度レベル
の光を出力するのに充分なほどに紫外線ランプ内の気体が励起されるまでに長い
スタートアップ時間を要する。紫外線ランプが充分に励起される前に水処理シス
テムから排出される水は、許容できないほど高いレベルの生きた微生物を含んで
いる可能性がある。連続作動するランプアセンブリは、大量のエネルギーを使用
し、従って効率が悪い。同様に、一晩中といったように連続作動状態にランプア
センブリが放置された場合、水処理システムユニット内に滞留する水は、不快な
ほどに暖かくなる可能性がある。

【０００５】 第２の問題は、水処理システム内のリフレクタアセンブリの設計に関するもの
である。ランプ効率の増強を目的として、微生物が中で照射を受ける水搬送導管
及び紫外線ランプのまわりにリフレクタアセンブリを設置することが可能である
。水搬送導管に当たり損なった紫外線ランプからの入射光は、リフレクタ壁から
反射し戻され、再び水搬送導管に当たる可能性がある。往々にして、これらのリ
フレクタアセンブリは、円形断面をもつ。残念なことに、生成された大量の紫外
線が水搬送導管に達することは決してない。それどころか、大部分の光は紫外線
ランプアセンブリによって再度吸収されている。

【０００６】 第３の問題には、水処理システムに対するランプアセンブリの電気的結合が関
与している。ランプアセンブリが水処理システム内に設置されるか又はそこから
取外される毎に、ランプアセンブリは水処理システムとの関係において機械的及
び電気的に結合及び離脱されなくてはならない。これには往々にして、複雑で高
価な取付け用アセンブリが必要となる。その上、電力が水処理システム内を通過
している間電気接続が水分にさらされることがないようにするべく注意を払わな
くてはならない。

【０００７】 時として水処理システムのサイズを最小限にするために同軸的に整列させたラ
ンプアセンブリ及びフィルタアセンブリが使用される。特定の水処理システム内
のランプアセンブリ及びフィルタアセンブリは、水処理システムから同時に取外
されてもされなくてもよい。これらのアセンブリが同時に取外される場合、それ
らは、水で満たされしかもそれ自体かなりの重量をもつ可能性があるため、往々
にして非常に重い。代替的には、たとえランプアセンブリ及びフィルタアセンブ
リを水処理システムから別々に取り外しできるにせよ、取扱い中にこれらのアセ
ンブリの１つから水がこぼれるという問題がきわめて頻繁に発生する。

【０００８】 ランプアセンブリをもつ水処理システムユニットが直面するもう１つの問題は
、ランプアセンブリを監視するのに複雑な監視システムが必要とされるというこ
とにある。ランプアセンブリが老化するにつれて、ランプアセンブリから出力さ
れる光の強度は一般に減少する。場合によっては、強度は、所望の微生物致死率
をもたらすのに必要なレベルより低く降下する。ランプアセンブリは、臨界最小
強度に達する前に除去されるべきである。従って、水処理システム内の光の強度
を検査するためにモニターシステムが必要となる。これらの監視システムは、標
準的に高価である。これらは往々にして、石英のウィンドウを伴うコストの高い
紫外線センサーを必要とする。

【０００９】 従来の安定器制御回路は、バイポーラトランジスタ及び飽和変圧器を用いてラ
ンプを駆動する。この安定器制御回路は、これらの変圧器の巻線配置及び材料の
磁気特性に関係づけされた周波数で振動する。飽和変圧器発振器を伴う回路は、
方形波のカテゴリに入る出力を生成し、半ブリッジのトランジスタが負荷下でハ
ードスイッチする必要があり、かつ分離したインダクタが放電ランプを通る電流
を制限することを必要とする。

【００１０】 ランプアセンブリ及びフィルタアセンブリを利用する先行技術の水処理システ
ムユニットにおけるこれらの及びその他の欠点は、本発明により扱われている。

【００１１】 発明の要約 本発明は、誘導結合型安定器回路を内含する水処理システムのための電子制御
システムを開示している。水処理システムは、なかんづく上水道からフィルタア
センブリまで水流を導くことによって水をろ過する。フィルタアセンブリは、水
流から望ましくない微粒子を除去する。フィルタアセンブリ中を通過した後、水
は交換可能な紫外線ランプアセンブリへと導かれる。紫外線ランプアセンブリは
、水が紫外線ランプアセンブリ内を流れるにつれて水を高強度の紫外線に対して
露呈させることにより給水中の有機物質を破壊する。紫外線ランプアセンブリは
、動作の開始時から事実上瞬間的な高強度紫外線を提供するが、このことは、ウ
ォームアップ時間を必要とする先行技術の水処理システムに比べた利点を提供す
る。紫外線ランプアセンブリを退出した後、水流は出口アセンブリを通して水処
理システムから外に導かれる。

【００１２】 水処理システムの全体的動作は、紫外線ランプアセンブリ及びフィルタアセン
ブリと電気接続されている制御ユニットによって制御される。好ましい実施形態
においては、制御ユニットは同様に流量センサー、周囲温度センサー回路、周囲
光センサー回路、紫外線センサー回路、電力検出回路、表示装置、音声生成回路
、メモリー記憶デバイス、通信ポート及び無線周波数識別システムとも電気接続
されている。これらのデバイスは、全て、制御ユニットにより監視又は制御され
、一般に以下で記述するように水処理システムに対しさまざまな恩典を提供する
。

【００１３】 流量センサー回路は、紫外線ランプアセンブリが付勢されうるような形で、水
がいつ流れているかを見極めるために、及び水処理システムが処理しつつある水
の量を追跡するために、制御ユニットによって使用される。周囲温度センサー回
路は、水処理システムが凍結温度又はその他の予め定められた温度よりも高い温
度レベルを維持できるような形で、雰囲気の周囲温度を測定する。紫外線センサ
ー回路は、紫外線ランプアセンブリが放出しつつある紫外線の強度に対応する電
気信号を制御ユニットに提供する。これは、これらの測定によって制御ユニット
が放出されつつある紫外線の強度を増減させる調整を行なうことができるように
なるため、重要なことである。

【００１４】 電力検出回路は、壁コンセントといったような従来の外部電源から供給される
水処理システムへの電力の有無を表示する電気信号を制御ユニットに提供する。
表示装置は、制御ユニットにより制御され、水処理システムの状態についての情
報を表示する。音声生成回路は、注意を要する予め定められたシステム状態が水
処理システム内で発生した場合に可聴音を提供するため、制御ユニットにより使
用される。

【００１５】 水処理システムはさらに、制御ユニットと電気接続されたメモリー記憶デバイ
スを内含する。メモリー記憶デバイスは、水処理システム及びその関連コンポー
ネントに関係づけされたさまざまなデータ値を記憶するために用いられる。本発
明の好ましい実施形態においては、メモリー記憶デバイスはＥＥＰＲＯＭ又はそ
の他いずれかの同等の記憶デバイスである。パーソナルコンピュータ又は手持ち
式監視デバイスといったような周辺デバイスと制御ユニットの間の双方向通信の
能力を提供する通信ポートが制御ユニットと接続されている。

【００１６】 無線周波数識別システムは、各々の紫外線ランプアセンブリ内に位置設定され
ている紫外線トランスポンダを内含する。さらに、無線周波数識別システムは、
フィルタアセンブリ内に位置設定されているフィルタトランスポンダを内含する
。紫外線トランスポンダ及びフィルタトランスポンダは、無線周波数を用いて無
線周波数識別システムと通信する。各トランスポンダは、紫外線ランプアセンブ
リ及びフィルタアセンブリに特定的な或る種の情報を収納する。当業者であれば
、接触型の識別システムを無線周波数識別システムの代りに使用できることを認
識できるだろう。

【００１７】 好ましい紫外線ランプアセンブリは、誘導結合型安定器回路によって付勢され
る。好ましい誘導結合型安定器回路は、事実上瞬間的な紫外線ランプ点灯を提供
する高周波で動作する自励振動半ブリッジ切換え設計である。さらに、誘導結合
型安定器回路は、ひとたび共振が達成されると自励振動し、切換え素子としてＭ
ＯＳＦＥＴトランジスタを使用し、紫外線ランプアセンブリの設計を簡略化する
よう空心変圧器結合配置に対応するように設計されている。紫外線ランプアセン
ブリは、誘導結合型安定器回路により作り上げられた空心変圧器結合配置のため
、容易に交換可能である。

【００１８】 好ましい誘導結合型安定器回路は、制御回路、発振器、駆動機構，半ブリッジ
切換え回路，直列共振タンク回路，二次コイル、共振ランプ回路及び紫外線ラン
プを内含する。発振器は、発振器を付勢する制御回路に電気信号を提供すること
により発振器をスタートさせる制御ユニットと電気接続されている。動作中、発
振器は駆動機構に電気信号を提供し、駆動機構は次に半ブリッジ切換え回路を付
勢状態にさせる。半ブリッジ切換え回路は、それ自体紫外線ランプアセンブリ内
の紫外線ランプを誘導的に付勢する直列共振タンク回路を付勢する。

【００１９】 紫外線ランプアセンブリは、誘導結合型安定器回路内に、物理的に二次コイル
、共振ランプ回路及び紫外線ランプを収納している。直列共振タンクがひとたび
付勢されると、紫外線ランプアセンブリは誘導的に付勢された状態となり、かく
して紫外線ランプを点灯する。好ましい実施形態においては、誘導結合型安定器
回路のための共振周波数は約１００ｋHzである。かくして、紫外線ランプアセン
ブリ内の二次コイルは約１００ｋHzでも共振する。前述のように、適切なコンポ
ーネント選択に対処するべく、制御ユニットにより動作共振周波数を上下に調整
することが可能である。さらに、共振周波数は、以下で詳述することになる直列
共振タンク内のコンポーネント選択によっても同様に制御される。

【００２０】 かくして、本発明の好ましい実施形態は、制御ユニット； 電磁放射線放出ア
センブリと誘導結合されている誘導結合型安定器回路を含んで成り、誘導結合型
安定器回路が、制御ユニットからの予め定められた電気信号に応答して電磁放射
線放出アセンブリ内の電磁放射線放出デバイスを誘導的に付勢する流体処理シス
テムを開示している。

【００２１】 本発明のもう１つの実施形態では、流体処理システムの中で電磁放射線を供給
する方法が開示されている。この方法は、制御ユニットで予め定められた電気信
号を生成する段階、誘導結合された安定器回路に予め定められた電気信号を導く
段階、及び制御ユニットからの予め定められた電気信号に応答して誘導結合され
た安定器回路内で電磁放射線放出デバイスを誘導的に付勢する段階、を含んで成
る。

【００２２】 本発明のもう１つの実施形態においては、無線周波数識別システムを伴う流体
処理システムが開示されている。該流体処理システムは、制御ユニット； 及び
該制御ユニットに電気接続された基地局、該基地局と無線通信状態にある電磁放
射線放出デバイスアセンブリの中に位置設定された少なくとも１つの無線周波数
識別トランスポンダを含んで成る。本発明のさらにもう１つの好ましい実施形態
においては、電磁放射線放出アセンブリはフィルタアセンブリと交換されている
。

【００２３】 本発明によって開示されているもう１つの好ましい実施形態は、流体処理シス
テム内で電磁放射線放出アセンブリ情報を監視する方法に関する。該方法は、流
体処理システム内で使用するための電磁放射線放出アセンブリを提供する段階、
電磁放射線放出アセンブリ内に位置設定された電磁放射線放出識別トランスポン
ダを用いて電磁放射線放出アセンブリ情報信号を生成する段階、流体処理システ
ム内に位置設定された基地局に対し電磁放射線放出アセンブリ情報信号を伝送す
る段階、及び制御ユニットに対して前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号を導
く段階、を含んで成る。もう１つの好ましい実施形態においては、電磁放射線放
出アセンブリをフィルタアセンブリで置換することができる。

【００２４】 本発明のこれらの及びその他の利点は、添付図面と合わせて見た本発明の現在
好まれている実施形態についての以下の詳述を考慮した時点で明らかになること
だろう。

【００２５】 本発明の現在好まれている実施形態の詳細な説明 図１を参照すると、本発明は、水を精製するために一般に炭素ベースのフィル
タ及び紫外線を使用する水処理システム１０用の電子制御システムを開示してい
る。本発明を評価するためには、好ましい水処理システム１０の機械的側面の全
般的背景を知ることが重要である。好ましい水処理システム１０は、主ハウジン
グ１２，交換可能な紫外線ランプアセンブリ１４及びフィルタアセンブリ１６を
内含している。紫外線ランプアセンブリ１４及びフィルタアセンブリ１６は主ハ
ウジング１２から取外し可能でかつ交換可能である。主ハウジング１２は、底面
囲い板１８，背面囲い板２０，前面囲い板２２，上面囲い板２４そして内部スリ
ーブ囲い板２６を内含している。表示装置１０６を通して水処理システム１０の
状態について情報を表示できるように、レンズ２８が表示装置１０６を収容して
いる（図３参照）。水処理システム１０を組立てるためには、紫外線ランプアセ
ンブリ１４を主ハウジング１２にしっかりと取付け、その後フィルタアセンブリ
１６を、紫外線ランプアセンブリ１４全体を覆うようにかつ主ハウジング１２に
対して取付ける。

【００２６】 当業者であれば認識することになるように、交換可能な紫外線ランプアセンブ
リ１４を、それが交換不能な形に作ることもできる。さらに、当業者であれば、
交換可能な紫外線ランプアセンブリ１４は、複数の異なるタイプの電磁放射線放
出アセンブリと互換性があってよいということも認識することだろう。かくして
、本発明は、紫外線ランプアセンブリを使用する水処理システムのみを網羅する
ものとみなされるべきではなく、当業者であれば、紫外線ランプアセンブリ１４
の開示が本発明の好ましい実施形態を代表するものであることを認識するはずで
ある。

【００２７】 図２Ａ−Ｃを参照すると、水処理システム１０の主要機械コンポーネントが本
発明に関連する形で、斜視図で示されている。図２Ａに例示されているように、
内部スリーブ囲い板２６は、複数の内部スリーブカバー３０，入口バルブアセン
ブリ３２及び出口カップ３６を伴う出口カップアセンブリ３４を内含している。
入口アセンブリ４０及び出口アセンブリ４２と共に底面囲い板１８を含む底面囲
い板アセンブリ３８がさらに開示されている。電子部品アセンブリ４４は、その
詳細が以下で記述されるように、底面囲い板１８の中にしっかりはめ込まれてい
る。これらのコンポーネントは、水処理システム１０が完全に組立てられた時点
で、底面囲い板１８，背面囲い板２０，前面囲い板２２，上面囲い板２４，内部
スリーブ囲い板２６及びレンズ２８にしっかりと取付けられている。好ましく実
施形態においては、上面囲い板２４の中に磁気ホルダー４６及び磁石４８も同様
に収納されている。

【００２８】 図２Ｂを参照すると、紫外線ランプアセンブリ１４は一般に、ベースサブアセ
ンブリ５０，二次コイル５２，底面サポートサブアセンブリ５４，上面サポート
サブアセンブリ５６，一対の石英スリーブ５８，紫外線ランプ６０，Ｏリング６
２及び一対の連動するエンクロージャリフレクタサブアセンブリ６４を内含する
。一般的に言うと、二次コイル５２，底面サポートサブアセンブリ５４及びエン
クロージャリフレクタサブアセンブリ６４はベースサブアセンブリ５０と連結さ
れている。エンクロージャリフレクタサブアセンブリ６４は、一対の石英管５８
，紫外線ランプ６０及びＯリング６２を収納している。上面サポートアセンブリ
５６は、紫外線ランプアセンブリ１４が完全に組立てられた時点で、エンクロー
ジャリフレクタアセンブリ６４の上面全体にしっかりとはめ込まれる。

【００２９】 図２Ｃに例示されているように、フィルタアセンブリ１６は一般に、ベースア
センブリ，フィルタブロックアセンブリ６８，フィルタハウジング７０及びエラ
ストマフィルタハウジンググリップ７２を内含する。一般的に言うと、フィルタ
ブロックアセンブリ６８は、それ自体フィルタハウジング７０により包囲されて
いるベースアセンブリ６６上にかみ合わさる。フィルタハウジンググリップ７２
は、フィルタハウジング７０の上面上にかみ合わさり、かくしてフィルタハウジ
ング７０を取り外すためのより優れたグリップを提供する。フィルタアセンブリ
１６は、紫外線ランプアセンブリ１４へと導く前に流れをフィルタブロックアセ
ンブリ６８の中に導くことによって、水流をろ過する。

【００３０】 図３を参照すると、本発明は、以上で一般的に記述された水処理システム１０
のための電子制御システム１００を開示している。好ましい実施形態においては
、水処理システム１０は、好ましくはマイクロプロセッサである制御ユニット１
０２によって制御されている。例示されている通り、制御ユニット１０２は、誘
導結合型安定器回路１０３を通して紫外線ランプアセンブリ１４と電気接続され
ている。この制御ユニット１０２は同様に、さらに以下で詳述されているように
、２方向無線通信を通して紫外線ランプアセンブリ１４に電気接続されている。
動作中、制御ユニット１０２は、誘導結合型安定器回路に導かれる予め定められ
た電気信号を生成する能力をもち、これがランプアセンブリ１４を瞬間的に付勢
し、このランプアセンブリはそれ自体、水流を処理する高強度紫外線を提供する
。

【００３１】 好ましい実施形態においては、制御ユニット１０２は同様に、流量センサー回
路１０４，表示装置１０６，周囲光センサー回路１０８，可視光センサー回路１
１０，電力検出回路１１２，周囲温度センサー回路１１４，音声生成回路１１６
，メモリー記憶デバイス１１８，通信ポート１２０，安定器フィードバック回路
１２２，無線周波数識別システム１２４と電気接続されている。図３にさらに例
示するように、紫外線無線周波数識別トランスポンダ１２６が紫外線ランプアセ
ンブリ１４と接続され、フィルタ無線周波数識別トランスポンダ１２８がフィル
タアセンブリ１６と接続されている。紫外線無線周波数識別トランスポンダ１２
６及びフィルタ無線周波数識別トランスポンダ１２８は、以下でさらに詳述する
ように、２方向無線通信を用いて無線周波数識別システム１２４と通信する。

【００３２】 一般的に言うと、流量センサー回路１０４は、水又は流体がいつ流れているか
を見極めるため、そして水処理システム１０により処理されつつある水又は流体
の量を追跡するために制御ユニット１０２によって使用される。表示装置１０６
は、制御ユニット１０２によって駆動され、水処理システム１０の状態について
の情報を表示するために使用される。当該技術分野においては複数の異なるタイ
プの表示装置が知られており、本発明において使用され得る。しかしながら、好
ましい表示装置は、真空蛍光表示装置である。周囲光センサー回路１０８は、周
囲光の量を測定し、今度は制御ユニット１０２に電気信号を提供して、それが表
示装置１０６の強度を相応して調整できるようにする。

【００３３】 可視光センサー回路１１０は、紫外線ランプアセンブリ１４により放出される
光の強度レベルに関連する電気信号を制御ユニット１０２に提供する。これは、
これらの信号により紫外線ランプアセンブリ１４によって放出される電磁放射線
の強度を制御ユニット１０２が増減できるようになるため、重要なことである。
当業者であれば、可視光センサー回路１１０が、本発明において使用できるさま
ざまな電磁放射線放出デバイスから放出される電磁放射線の強度を検知する能力
をもつさまざまな電磁放射線センサー回路と互換性をもち得る、ということを認
識するだろう。

【００３４】 電力検出回路１１２は、制御ユニット１０２に対して、水処理システム１０へ
の電力の有無を表示する電気信号を提供する。電力は、従来の電源コンセントと
いったような外部電源から水処理システム１０に提供される。当業者であれば、
外部電源を監視し、電力損失に応答して対応する電気信号を提供する複数の回路
が存在するということを認識することだろう。

【００３５】 周囲温度センサー回路１１４は、水処理システム１０が温度レベルを凍結温度
又はその他の何らかの予め定められた温度設定値よりも高いく維持することがで
きるような形で、雰囲気の周囲温度を測定する。制御ユニット１０２は、必要と
あらば熱を生成するため、紫外線ランプ６０を付勢することができる。音声生成
回路１１６は、可聴音を生成するべく、制御ユニット１０２によって使用される
。この可聴音は標準的に、水処理システム１０が経験する予め定められたシステ
ム状態の間に起こる。これらの予め定められたシステム状態は、制御ユニット１
０２により認識され、この制御ユニットが次に音声生成回路１１６を活動化させ
て可聴音を作り出す。

【００３６】 前述のように、メモリー記憶デバイス１１８は同様に制御ユニット１０２と電
気接続される。メモリー記憶デバイス１１８は、水処理システム１０及びその関
連コンポーネントに関係するさまざまなデータ値を記憶するために、使用される
。本発明の好ましい実施形態においては、メモリー記憶デバイス１１８はＥＥＰ
ＲＯＭ又はその他のいずれかの同等の記憶デバイスである。当業者であれば、本
発明で使用可能なさまざまなメモリー記憶デバイスが入手可能であることを認識
することだろう。

【００３７】 通信ポート１２０も同様に制御ユニット１０２と電気接続されており、これは
、パーソナルコンピュータ又は手持ち式監視デバイスといったような周辺デバイ
スと制御ユニット１０２の間の双方向通信を行なう能力を水処理システム１０に
提供する。本発明の好ましい実施形態においては、通信ポート１２０は、周辺デ
バイスと通信するためＲＳ−２３２通信プラットフォームを使用する。通信ポー
ト１２０は同様に、その他の好ましい実施形態においてそれらのさまざまな動作
特性を監視し制御するために、紫外線ランプアセンブリ１４及びフィルタアセン
ブリ１６とも接続され得る。しかしながら本発明の好ましい実施形態においては
、無線周波数識別システム１２４は紫外線ランプアセンブリ１４及びフィルタア
センブリ１６についての情報を制御ユニット１０２に報告するために用いられる
。

【００３８】 図３に描かれている好ましい実施形態においては、無線周波数識別システム１
２４は、さまざまな情報を制御ユニット１０２に報告するために、紫外線無線周
波数識別トランスポンダ１２６及びフィルタ無線周波数識別トランスポンダ１２
８からの信号を使用する。動作中、紫外線無線周波数識別トランスポンダ１２６
及びフィルタ無線周波数識別トランスポンダ１２８は無線通信を用いて無線周波
数識別システム１２４と通信する。紫外線ランプアセンブリ１４及びフィルタア
センブリ１６は、その耐用寿命の終りで交換可能なように設計されていることか
ら、各々の紫外線ランプアセンブリ１４及びフィルタアセンブリ１６は、各デバ
イスに特定的な情報を記憶するトランスポンダ１２６，１２８を収納する。当業
者であれば、紫外線無線周波数トランスポンダをその他の電磁放射線放出デバイ
ス又はアセンブリと合わせて使用できることを認識するだろう。無線周波数識別
システム１２４については以下でさらに詳しく説明されている。

【００３９】 図４を参照すると、本発明の現在好まれている実施形態においては、紫外線ラ
ンプアセンブリ１４は、制御ユニット１０２と電気接続されている誘導結合型安
定器回路１０３により付勢される。誘導結合型安定器回路１０３，高周波で動作
し事実上瞬間的な紫外線ランプ点灯を提供する自励振動半ブリッジ切換え設計で
ある。さらに、誘導結合型安定器回路１０３は、ひとたび共振が達成された時点
で自励振動し、ＭＯＳＦＥＴトランジスタを切換え素子として使用し、紫外線ラ
ンプアセンブリ１４の設計を簡略化するよう空心変圧器結合配置に対応するよう
に設計されている。紫外線ランプアセンブリ１４又はその他の電磁放射線放出ア
センブリは、誘導結合型安定器回路１０３により作り上げられた空心変圧器結合
配置のため、容易に交換可能である。当業者であれば、誘導結合型安定器回路１
０３を通常の安定器回路としても機能するように適合させることができるという
ことを認識するだろう。

【００４０】 図４に例示しているように、誘導結合型安定器回路１０３は、制御回路１４２
，発振器１４４，駆動機構１４６，半ブリッジ切換え回路１４８，直列共振タン
ク回路１５０，二次コイル５２（図２参照）、共振ランプ回路１５２及び紫外線
ランプ６０を内含する。発振器１４４は、制御回路１４２に電気信号を提供する
ことにより、発振器１４４を付勢する制御ユニット１０２と電気接続されている
。動作中、発振器１４４は駆動機構１４６に電気信号を提供し、駆動機構は次に
半ブリッジ切換え回路１４８を付勢状態にさせる。半ブリッジ切換え回路１４８
は、それ自体紫外線ランプアセンブリ１４内の紫外線ランプを誘導的に付勢する
直列共振タンク回路１５０を付勢する。

【００４１】 図４にさらに例示されているように、紫外線ランプアセンブリ１４は、二次コ
イル５２，共振ランプ回路１５２及び紫外線ランプ６０を収納しており、一方電
子アセンブリ４４（図２Ａ参照）は、制御回路１４２，発振器１４４，駆動機構
１４６，半ブリッジ切換え回路１４８及び直列共振タンク回路１５０を収納して
いる。前述のように、直列共振タンク回路１５０がひとたび付勢されると、紫外
線ランプアセンブリ１４中の二次コイルは誘導的に付勢された状態となる。好ま
しい実施形態においては、安定器回路１０３のための共振周波数は約１００ｋHz
である。かくして、紫外線ランプアセンブリ１４内の二次コイル５２は約１００
ｋHzでも共振する。前述のように、適切なコンポーネント選択に対処するべく、
制御ユニット１０２により動作共振周波数を上下に調整することが可能である。
さらに、共振周波数は、以下で詳述することになる直列共振タンク回路１５０内
のコンポーネント選択によっても同様に制御されうる。

【００４２】 図５を参照すると、制御回路１４２は、制御ユニット１０２及び発振器１４４
と電気接続されている。制御回路１４２は、複数の抵抗器１５６，１５８，１６
０，１６２，１６４，１６６，複数のコンデンサ１６８，１７０，１７２，ダイ
オード１７４，第１の演算増幅器１７６及び第２の演算増幅器１７８を内含する
。例示されている通り、抵抗器１５６は、第１の直流（「ＤＣ」）電源１８０，
制御ユニット１０２の出力端及び抵抗器１５８と接続されている。抵抗器１５８
はさらに、ダイオード１７４，抵抗器１６０及びコンデンサ１６８と接続されて
いる。第１のＤＣ電源１８０はコンデンサ１６８に接続され、これは同じくダイ
オード１７４と接続されている。ダイオード１７４は、当業者であれば認識する
ように接地接続１８２とさらに接続されている。抵抗器１６０は、演算増幅器１
７６の負の入力端及び演算増幅器１７８の正の入力端と接続されて、制御ユニッ
ト１０２から演算増幅器１７６，１７８までの電流経路を完成させる。

【００４３】 ここで再び図５に描かれている制御回路１４２を参照すると、抵抗器１６２は
、第２のＤＣ電源１８４とそして直列で抵抗器１６４及び１６６と接続されてい
る。抵抗器１６６は、接地接続１８２及びコンデンサ１７０と接続され、このコ
ンデンサ１７０自体は、第１のＤＣ電源１８０及び抵抗器１６４と接続されてい
る。演算増幅器１７６の正の入力端は抵抗器１６２と１６４の間に電気接続され
、これが動作中演算増幅器１７６にＤＣ基準電圧を提供する。演算増幅器１７８
の負の入力端は、抵抗器１６４及び１６６の間に接続され、これが動作中演算増
幅器１７８に対しＤＣ基準電圧を提供する。演算増幅器１７６及び１７８の出力
端は、以下で詳述されるように、発振器１４４に接続されている。

【００４４】 動作中、制御回路１４２は、制御ユニット１０２から電気信号を受信し、今度
は、制御ユニット１０２によって生成された入力電圧が或る一定の電圧ウィンド
ウ内にあるときにのみ切換えを行なうウィンドウ比較器として作用する。制御ユ
ニット１０２からの好まし信号は、以下で記述されるように、そのデューティサ
イクルと共に誘導結合型安定器回路１０３の残りのコンポーネントを通して制御
ユニット１０２が紫外線ランプ６０をオンオフ切換えできるようにするＡＣ（交
流）信号である。制御回路１４２は同様に、誤った引外しを防止し、制御ユニッ
ト１０２が故障した場合に正の制御を可能にする。

【００４５】 図５に例示されているように、第１のＤＣ電源１８０及び第２のＤＣ電源１８
４は、図５に描かれている回路に対して電力を提供する。エレクトロニクス分野
の当業者であれば、ＤＣ電源回路が当該技術分野において周知のものであり、本
発明の範囲外であることを認識することだろう。本発明においては、かかる回路
が存在し、一定の与えられたＡＣ又はＤＣ電源からさまざまなＤＣ電圧値を生成
するように設計され得るという点を指摘することが重要である。本発明の好まし
い実施形態においては、図全体を通して示されているように、＋１４ＶＤＣ及び
＋１９ＶＤＣの信号が使用される。当業者であれば、図５に開示されている回路
が、異なるＤＣ電圧レベルで動作するように設計され得ることそしてこれらの値
を本発明に対する制限としてみなすべきでないことを認識することだろう。

【００４６】 図５に描かれた好ましい実施形態では、制御回路１４２の出力端は、水処理シ
ステム１０が適切に組立てられていない場合に紫外線ランプ６０が付勢状態とな
るのを防ぐため、インタロック回路１９０と接続されている。インタロック回路
１９０は、磁気インタロックセンサ１９２，複数の抵抗器１９３，１９４，１９
６，１９８，２００，２０２，２０４，トランジスタ２０６及びダイオード２０
８を内含している。図１を参照すると、本発明の好まし実施形態においては、磁
気インタロックセンサ１９２は、上面囲い板２４が内部スリーブ囲い板２６上に
しっかりと位置づけされていない場合に、水処理システム１０が紫外線ランプ６
０を付勢しないような形で位置づけされている。しかしながら、当業者であれば
、磁気インタロックセンサ１９２を水処理システム１０のその他の適当な場所に
位置づけることもできるということを認識するだろう。

【００４７】 図５を参照すると、磁気インタロック回路１９０は、以上で記したように水処
理システム１０が適切に組立てられていないことを磁気インタロックセンサ１９
２が検出した場合、トランジスタ２０６を通して制御回路１４２の出力を接地接
続１８２まで導くことによって動作する。当業者が認識するように、水処理シス
テム１０が適切に組立てられていない場合、磁気インタロックセンサ１９２の出
力は、抵抗器１９４，１９６及び１９８を通って流れる電流にトランジスタ２０
６のゲートを付勢させ、かくしてこれが接地接続１８２に制御回路１４２の出力
信号を短絡させる。磁気インタロックセンサ１９２は抵抗器１９３を通して第２
のＤＣ電源１８４によって給電され、同様に接地接続１８２と接続されている。
さらに、磁気インタロックセンサ１９２は、抵抗器２００，２０２及び２０４，
ダイオード２０８，第１のＤＣ電源１８０及び第２のＤＣ電源１８４の組合わせ
を通して、制御ユニット１０２に信号を送る。この信号は同様に、水処理システ
ム１０が適切に組立てられなかった場合それを制御ユニット１０２が見極めでき
るようにもする。この目的で、インタロック回路１９０は、水処理システム１０
が適切に組立てられなかった場合には紫外線ランプ６０が付勢されないように保
証する２つの方法を提供する。

【００４８】 図５を再び参照すると、発振器１４４は、水処理システム１０が水流を処理し
ている間に駆動機構１４６を付勢する電気信号を提供する。発振器１４４は、上
述のように、ひとたび制御回路１４２を通して制御ユニット１０２から電気信号
が送られた時点で直ちに作動し始める。好ましい発振器１４４は、演算増幅器２
１０，線形バイアス抵抗器２１２，バッファ２１４，バッファフィードバック保
護回路２１６及び正帰還回路２１８を含んで成る。演算増幅器２１０は同様に第
２のＤＣ電源１８４及び接地接続１８２と接続され、これが演算増幅器２１０を
付勢する。

【００４９】 図５に例示されているように、好ましいバッファ回路２１４は第１のトランジ
スタ２２０、第２のトランジスタ２２２及び一対の抵抗器２２４、２２６を含む
。演算増幅器２１０の出力端は、トランジスタ２２０，２２２のゲートと接続さ
れ、かくして、トランジスタ２２０，２２２の動作を制御する。第２のＤＣ電源
１８４は、トランジスタ２２０のコレクタとも接続されている抵抗器２２４と接
続されている。トランジスタ２２０のエミッタは、抵抗器２２６，トランジスタ
２２２のエミッタ及び駆動機構１４６の入力端と接続されている。トランジスタ
２２２のコレクタは、接地接続１８２と接続されている。動作中、バッファ回路
２１４は演算増幅器２１０からの出力信号を緩衝し、負荷変化が振動周波数を引
き込むのを防ぐ。さらにバッファ回路２１４は、発振器１４４の急速スタートを
確実にする一助となる誘導結合型安定器回路１０３の有効利得を増大させる。

【００５０】 バッファフィードバック保護回路２１６は、抵抗器２２６によりバッファ回路
２１４の出力端と電気接続されている一対のダイオード２２８，２３０を含んで
成る。図５に例示されているように、第２のＤＣ電源１８４はダイオード２２８
の陰極と接続されている。ダイオード２２８の陽極及びダイオード２２０の陰極
は抵抗器２２６及び線形バイアス抵抗器２１２と接続されている。線形バイアス
抵抗器２１２は、演算増幅器２１０の負の入力端にバイアスフィードバック信号
を提供する。さらに、ダイオード２３０の陽極は、接地接続１８２と接続され、
これがバッファフィードバック保護回路２１６を完成している。バッファフィー
ドバック回路２１６は、水処理システム１０の動作中ドレンからゲートまでのミ
ラー効果フィードバックからバッファ回路２１４を保護する。

【００５１】 図５に例示されているように、正帰還回路２１８は、第１の多巻線変圧器２３
２，複数の抵抗器２３４，２３６，２３８，１対のダイオード２４０，２４２及
びコンデンサ２４４を内含する。変圧器２３２の二次コイルは、図５に例示する
ように、半ブリッジ切換え回路１４８の出力端及び直列共振タンク回路１５０の
入力端と電気接続されている。さらに、多巻線変圧器２３２の各々の二次コイル
からの１つの巻線は変圧器２３２内の反対の二次コイルのもう１つの巻線に接続
されている。

【００５２】 変圧器２３２の第１の一次巻線は、抵抗器２３４，２３６，２３８，ダイオー
ド２４０，２４２及び演算増幅器２１０の正の入力端と電気接続されている。変
圧器２３２の第２の一次巻線は、抵抗器２３８，ダイオード２４２の陰極、ダイ
オード２４０の陽極、及びコンデンサ２４４と接続されている。かくして、抵抗
器２３８及びダイオード２４２，２４４は、図５に例示されているように、変圧
器２３２の第１及び第２の一次巻線と並列に接続されている。コンデンサ２４４
は同様に演算増幅器２１０の負の入力端とも電気接続されている。さらに、抵抗
器２３４は、第２のＤＣ電源１８４と接続され、抵抗器２３６は接地接続１８２
と接続されている。抵抗器２３４，２３６及び２３８は、演算増幅器２１０を電
流過負荷から保護し、ダイオード２４０，２４２は、演算増幅器２１０の入力端
に送られるフィードバック信号をクリップする。

【００５３】 動作中、発振器１４４は、それ自体演算増幅器２１０の負の入力端に電気信号
を送るコンデンサ２４４を充電する制御回路１４２からの信号を受信する。演算
増幅器２１０の出力は駆動機構１４６まで電気的に導かれ、この駆動機構が半ブ
リッジ切換え回路１４８を付勢する。図５に例示されているように、変圧器２３
２は、この電流経路内に接続されており、抵抗器２３４，２３６及び２３８を通
して電気信号を送り戻し、こうして電流が制限され、又場合によっては演算増幅
器２１０の入力端に戻るように電気信号を導く。変圧器２３２により、発振器１
４４は自励振動でき、誘導結合型安定器回路１０３は、制御ユニット１０２が水
処理システム１０を運転停止するか又はインタロック回路１９０のトランジスタ
２０６が発振器１４４への入力を低くプリングするまで、振動している状態にと
どまる。

【００５４】 ここで再度図５を参照すると、発振器１４４の出力端は、好ましい実施形態に
おいては第２の多巻線変圧器２４６の第１の一次巻線を含む駆動機構１４６と電
気接続されている。第２の変圧器２４６は、その位相調整配置によって半ブリッ
ジ切換え回路１４８が交替で駆動されることが保証されかくしてシュートスルー
伝導が回避されることから、好適な駆動機構１４６である。コンデンサ２４８，
２５０の２重配置が、変圧器２４６の第２の一次巻線と電気接続され、かくして
変圧器２４６内のＤＣ電流のオーバーフローを防止している。同じく、コンデン
サ２４６が接地接続１８２と接続され、コンデンサ２５０が同じく第２のＤＣ電
源１８４と接続されている。

【００５５】 変圧器２４６の両方の二次コイル共、半ブリッジ切換え回路１４８と電気接続
され、この半ブリッジ切換え回路は動作中変圧器２４６からエネルギーを受信す
る。同じく図５に例示されている半ブリッジ切換え回路１４８は、変圧器２４６
の両方の二次コイルによって駆動されるＭＯＳＦＥＴトーテムポール半ブリッジ
切換え回路２５２として電気的に配置されている。ＭＯＳＦＥＴトーテムポール
半ブリッジ切換え回路２５２は、従来のバイポーラトランジスタ切換え回路に比
べ利点を提供する第１のＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４と第２のＭＯＳＦＥＴ
トランジスタ２５６を内含する。エネルギーは、複数の抵抗器２５８，２６０，
２６２，２６４を通して駆動機構１４６からＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４，
２５６まで伝達される。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４，２５６は、ゼロ電流
でソフトスイッチするように設計されており、動作中に伝導損のみを示す。ＭＯ
ＳＦＥＴトランジスタ２５４，２５６によって生成される出力は、従来のバイポ
ーラトランジスタにより生成される出力に比べ、より少ない調波をもつ正弦波の
形をしていることがさらに多い。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４，２５６を使
用することにより、動作中に切換えを行なう間にＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５
４，２５６により生成される無線周波数妨害を削減させることによる利点がもた
らされる。

【００５６】 図５に描かれている好ましい半ブリッジ切換え回路１４８においては、変圧器
２４６の第１の二次コイルは抵抗器２５８及び抵抗器２６０に接続されている。
変圧器２４６の第２の二次コイルは、抵抗器２６２及び抵抗器２６４に接続され
ている。抵抗器２６０はＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４のゲートと接続されて
おり、抵抗器２６４は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５６のゲートと接続されて
いる。例示されているように、変圧器２４６の第１の二次コイルと抵抗器２５８
は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４のエミッタと接続されている。変圧器２４
６の第２の二次コイル及び抵抗器２６４はＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５６のゲ
ートと接続されている。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４のコレクタは第２のＤ
Ｃ電源１８４と接続され、ＭＯＳ ＦＥＴトランジスタ２５４のエミッタはＭＯ
ＳＦＥＴトランジスタ２５６のコレクタと接続されている。ＭＯＳＦＥＴトラン
ジスタ２５６のエミッタ及び抵抗器２６２は、接地接続１８２と接続されている
。

【００５７】 駆動機構１４６のさらなる恩典は、多巻線変圧器２４６が、有効な動作にとっ
て必要条件である第２のＤＣ電源１８４を上回るゲート駆動電圧のＭＯＳＦＥＴ
トランジスタ２５４，２５６への印加のための非常に便利な方法である、という
ことにある。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４，２５６は、ＭＯＳＦＥＴトーテ
ムポール半ブリッジ切換え回路２５２を負荷過渡現象から保護するその設計に固
有のダイオードを有することから、さらなる利点を提供する。さらに、負荷変化
により直列共振タンク回路１５０から反射される過剰電圧が、ＭＯＳＦＥＴトラ
ンジスタ２５４，２５６内の固有ダイオードによって供給レールに戻される。

【００５８】 図５を参照すると、半ブリッジ切換え回路１４８は、それ自体、紫外線ランプ
アセンブリ１４の二次コイルを誘導的に付勢する直列共振タンク回路１５０の入
力端と接続される。上述のように、本発明の好ましい実施形態においては、発振
器１４４の正帰還回路２１８は、動作中発振器１４４の演算増幅器２１０に対し
フィードバックを提供するため、半ブリッジ切換え回路１４８の出力端及び直列
共振タンク回路１５０の入力端と接続されている。しかしながら、半ブリッジ切
換え回路１４８の出力端は、図５に例示されているように、変圧器２３２の二次
コイルにより直列共振タンク回路１５０の入力端と接続されている。

【００５９】 図５を参照すると、直列共振タンク回路１５０は、誘導結合器２７０，タンク
コンデンサ対２７１，２７２，ダイオード対２７４，２７６及びコンデンサ２７
８の並列組合せを含んで成る。誘導結合器２７０は、変圧器２３２の二次コイル
とそしてタンクコンデンサ２７１，２７２の間に接続されている。タンクコンデ
ンサ２７１は同様に第２のＤＣ電源１８４とも接続され、タンクコンデンサ２７
２は、接地接続１８２とも接続されている。さらに、タンクコンデンサ２７１及
び第２のＤＣ電源１８４は、ダイオード２７４の陽極と接続されている。ダイオ
ード２７４の陰極及びコンデンサ２７８は共に第２のＤＣ電源１８４と接続され
ている。コンデンサ２７８は、ダイオード２７６の陽極及び接地接続１８２と接
続されている。タンクコンデンサ２７２は同様にダイオード２７６の陰極とも接
続されている。

【００６０】 直列共振タンク回路１５０が、誘導結合型安定器回路１０３のコンポーネント
の組合せの漂遊インダクタンスの全てを見ているということを指摘することが重
要である。これは、直列共振タンク回路１５０によって見られる組合されたイン
ダクタンスであるこの漂遊インダクタンスが電力伝達を、共振外の任意の条件下
での負荷に劇的に制限することになるため、重要なことである。二次コイル５２
及び共振ランプ回路１５２のインダクタンスは同様に、紫外線ランプアセンブリ
の二次コイル５２まで送り出される電力を決定し制限する一助となる反射された
インピーダンス値でもある。一般に、蓄力発振器／変圧器の組合せは、漂遊及び
反射インダクタンスのため、電力伝達リミットをもつ。換言すると、変圧器及び
コンデンサのインダクタンスは、負荷と直列に現われる。

【００６１】 直列共振タンク回路１５０のための動作周波数は、好ましい実施形態において
は０.１μＦのコンデンサであるタンクコンデンサ２７１，２７２の並列キャパ
シタンス値と誘導結合器２７０のインダクタンスによって決定される１００ｋHz
近くに設定される。タンクコンデンサ２７１，２７２は、低い散逸率をもち、ス
タートアップ時点で約１４ampsである高レベルの電流をとり扱うことができる。
この共振周波数は、上下に調整可能であり、適切なコンポーネント選択のためだ
けに選択されたものである。

【００６２】 誘導結合器２７０は、紫外線ランプアセンブリ１４内で二次コイル５２を誘導
的に付勢するのに必要とされる電力を生成するため、１０巻きの電線を内含する
。誘導結合器２７０は、水処理システム１０の出口カップ３６（図２Ａ参照）内
に位置づけされ、約３.５インチの直径で出口カップ３６のまわりに電線が巻き
つけられる。好ましい実施形態においては、１００ｋHzで動作している間に作り
出される高い電流によってひき起こされるフリンジ効果に起因して、性能及び動
作温度の両面で特に効率が良いことから、誘導結合器２７０のためにはリッツ線
が用いられる。以上で記されているように、誘導結合器２７０は、動作中紫外線
ランプアセンブリユニット１４の二次コイル５２を誘導的に付勢する。

【００６３】 図２Ａを参照すると、紫外線ランプアセンブリユニット１４の二次コイル５２
は、水処理システム１０が組立てられた時点で、出口カップ３６及び内部スリー
ブ囲い板２６の中に位置づけされている。好ましい実施形態においては、二次コ
イル５２は、約２インチの直径で二次コイル５２のまわりに巻きつけられた５５
巻きの小さい直径の電線を有している。二次コイル５２を収納するベースサブア
センブリ５０と出口カップ３６の間の結合が、ギャップ及び心ずれを大幅に許容
できるものとなるように設計されているということを指摘しておくことが重要で
ある。実際、ギャップは、結合係数を調整しかくして紫外線ランプ６０の動作点
を調整するために使用される。さらに本発明は、誘導結合型安定器回路１０３の
ため紫外線ランプアセンブリ１４のための特殊な接点を必要としない結合を提供
することによるさらなる利点を提供する。

【００６４】 当業者には直ちに明らかとなるように、上述の誘導結合型安定器回路１０３は
、その他の点灯システム内に容易に内蔵でき、物理的接続を必要とせずにランプ
を駆動することから、先行技術の安定器回路に比べ利点を提供する。これにより
、ひとたび紫外線ランプ１５４がその動作寿命の終りに達した時点で、紫外線ラ
ンプアセンブリ１４を容易に交換することが可能となる。誘導結合型安定器回路
１０３は、複数の異なる型式のランプ又は電球を瞬間的に付勢する能力をもつ。

【００６５】 再び図５を参照すると、安定器フィードバック回路１２２は、直列共振タンク
回路１５０の誘導結合器２７０及び制御ユニット１０２と電気接続されている。
安定器フィードバック回路１２２は、誘導結合型安定器回路１０３が紫外線ラン
プ６０を駆動している間、制御ユニット１０２に対してフィードバックを提供す
る。こうして制御ユニット１０２は、紫外線ランプアセンブリ１４の二次コイル
に対し誘導結合器２７０により提供されているエネルギーを監視することができ
る。こうして、制御ユニット１０２には、紫外線ランプ６０がオンかオフかと同
時にその他の実施形態では紫外線ランプ６０に印加される電流及び電圧の量をも
決定する能力が備わることになる。

【００６６】 図５に記述されているように、安定器フィードバック回路１２２は、演算増幅
器２８０，抵抗器対２８２，２８４，ダイオード対２８６，２８８及びコンデン
サ２９０を内含している。直列共振タンク回路１５０からの信号は、ダイオード
２８６の陽極に導かれる。ダイオード２８６の陰極はコンデンサ２９０及び抵抗
器２８２と接続されている。さらに、抵抗器２８２は、ダイオード２８８の陽極
、抵抗器２８４及び演算増幅器２８０の正の入力端と接続されている。抵抗器２
８４は同様に、演算増幅器２８０の正の入力端及び第１のＤＣ電源１８０とも接
続されている。コンデンサ２９０は又、第１のＤＣ電源１８０とも接続され、一
方ダイオード２８８の陰極は第２のＤＣ電源１８４と接続されている。演算増幅
器２８０の負の入力端は、演算増幅器２８０の出力端と直接接続されている。演
算増幅器２８０の出力端は、制御ユニット１０２と接続され、かくして演算増幅
器から制御ユニット１０２までフィードバック信号を提供する。

【００６７】 図６を参照すると、紫外線ランプアセンブリ１４は、紫外線ランプ６０，共振
ランプ回路１５２及び二次コイル５２を内含する。紫外線ランプ６０は一対の電
球３００，３０２と一対のフィラメント３０４，３０６を含む。電球３００，３
０２は上部接続ブラケット３０８及び下部接続ブラケット３１０と共に保持され
ている。二次コイル５２は、それ自体紫外線ランプ６０のフィラメント３０４，
３０６と接続されている共振ランプ回路１５２と接続されている。共振ランプ回
路１５２は、スタータ回路３１４と電気接続されているコンデンサ３１２を含ん
で成る。

【００６８】 紫外線ランプアセンブリ１４が、本発明の好ましい実施形態において記述され
ているが、前述の通り、当業者であれば、本発明においてその他の電磁放射線放
出アセンブリを使用することも可能であるということを認識するだろう。例えば
、紫外線ランプアセンブリ１４は、水流中の微生物を不活性化するためにパルス
式白色光ランプ又は誘電体バリア放電ランプを使用することができる。当業者で
あれば、本発明で使用可能なさまざまなタイプの電磁放射線放出デバイスを駆動
するために誘導結合型安定器回路１０３を使用することができるということを認
識するだろう。従って本発明は、紫外線ランプ３００を内含する紫外線ランプア
センブリ１４を使用する水処理システムのみを網羅するものとみなされるべきで
はない。

【００６９】 図７に例示されているように、スタータ回路３１４は、ブリッジ整流器回路３
２０，シリコン制御整流器３２２，直列配置のダイオード３２４，３２６，３２
８，３３０，トライアック（２方向３極サイリスタ）３３２，複数のトランジス
タ３３４，３３６，複数の抵抗器３３８，３４０，３４２，３４４，３４６及び
複数のコンデンサ３４８，３５０を含んで成る。当業者であれば認識するように
、トライアック３３２は、ＦＥＴトランジスタ又はシリコン制御整流器といった
ような同等のあらゆるデバイスでありうる。さらに当業者であれば、ブリッジ整
流器回路３２０が、紫外線ランプ６０のフィラメント３０４，３０６と接続され
ている複数のダイオード３５２，３５４，３５６，３５８を含んで成るというこ
とを認識することだろう。

【００７０】 図７を参照すると、ブリッジ整流器回路３２０は、シリコン制御整流器３２２
，抵抗器３３８及び接地接続１８２と接続されている。シリコン制御整流器３２
２は同様に、共に接地コネクタ１８２にも接続されている直列配置のダイオード
３２４，３２６，３３３及びトライアック３３２とも接続されている。抵抗器３
３８は、トライアック３３２，抵抗器３４０及び抵抗器３４２と接続されている
。抵抗器３４０は、トランジスタ３３４のコレクタ、トランジスタ３３６のゲー
ト、コンデンサ３４８及び抵抗器３４４と接続されている。コンデンサ３４８及
び抵抗器３４４はさらに接地接続１８２と接続されている。抵抗器３４２はトラ
ンジスタ３３６のエミッタ及びコンデンサ３５０と接続され、このコンデンサは
接地接続１８２とも接続されている。トライアック３３２はトランジスタ３３４
のエミッタと接続され、トランジスタ３３４のゲートはトランジスタ３３６のコ
レクタ及び抵抗器３４６と接続されている。抵抗器３４６は、スタータ回路３１
４を完成させるべく接地接続１８２と接続されている。

【００７１】 ここで図６に戻ると、動作中、コンデンサ３１２は、直列共振タンク回路１５
０の誘導結合器２７０（図５）を通して紫外線ランプ６０の反射されたインピー
ダンスを変更することにより二次コイル５２から紫外線ランプ６０に供給された
電流を変更し制限する。スタータ回路３１４は、スタートアップ中にフィラメン
ト３０４，３０６を短絡させ、かくして電球３００，３０２の最大予熱をひき起
こすように設計されている。こうして紫外線ランプ６０は、電球３００，３０２
中の水銀の最大限の分散を引き起こしかくして最大強度を発生させ水が紫外線ラ
ンプアセンブリ１４を通過するにつれてこれに最高線量の紫外線を送り出すこと
ができるようになる。換言すると、スタータ回路３１４は、紫外線ランプ６０の
スイッチが即座に最大強度で投入されるように設計されている。電球３００，３
０２内の水銀の配置は最大出力にとって重要である。水銀がプラズマ通路内で凝
縮した場合、水銀は電球３００，３０２全体を通ってより均等に送り出される。
より急速な分散は同様により迅速なピーク強度を可能にし、かくして水流に対し
より急速でより強い線量の紫外線をスタートアップ時に与える能力を提供する。

【００７２】 図２Ｂを参照すると、Ｏリング６２はヒートシンクとして作用し、改善された
瞬間紫外線出力のためにプラズマ通路内で水銀が凝縮できるようにするため、紫
外線ランプ６０のプラズマ通路と石英管対５８の中を流れる水の通路の間に、意
図的に配置される。紫外線ランプ６０が付勢されるにつれて、最高回路電圧電位
は、コンデンサ３１２，フィラメント３０４，３０６及びスタータ回路３１４を
横断して適用される。スタートアップ時点で短絡として作用するスタータ回路３
１４及びフィラメント３０４，３０６の低インピーダンス値のため、電流は、紫
外線ランプ６０の最大予熱のために高いものとなっている。これは、紫外線ラン
プ６０の予熱がスタートアップ時点で一部の初期水銀を分散させる原因となる。
スタータ回路３１４が加熱した時点で、スタータ回路３１４のＲＣ時定数が好ま
しい実施形態ではトライアック３３２である短絡デバイスを解除し、かくしてフ
ィラメント３０４，３０６を横断して最高電圧を提供する。スタータ回路３１４
は、サーミスタが開放後により多くのエネルギーを消費しさほど迅速に開放しな
いことから、サーミスタよりも良いスタートを可能にする。

【００７３】 図８を参照すると、好ましい無線周波数識別システム１２４が、制御ユニット
１０２と電気接続された状態で例示されている。無線周波数識別システム１２４
は、紫外線無線周波数識別トランスポンダ１２６及びフィルタ無線周波数識別ト
ランスポンダ１２８と通信するため基地局を使用する。無線周波数識別システム
１２４は、基地局３６０とトランスポンダ１２６，１２８の間で双方向に伝送さ
れるデータの無接触読取り及び書込みを可能にする。好ましい実施形態において
は、無線周波数識別システム１２４は、ＴＥＭＩＣSemiconductersにより、ＴＲ
５５５１Ａ−ＰＰという型式番号で製造されている。

【００７４】 無線周波数識別システム１２４は、各々の紫外線ランプアセンブリ１４及びフ
ィルタアセンブリ１６に特定的な情報を追跡するために制御ユニット１０２によ
り使用される。前述のように、紫外線ランプアセンブリ１４及びフィルタアセン
ブリ１６は両方共、容易に交換可能であるように設計されている。紫外線無線周
波数識別トランスポンダ１２６及びフィルタ無線周波数トランスポンダは紫外線
ランプアセンブリ１４又はフィルタアセンブリ１６の中に位置設定されているこ
とから、これらのデバイスは決して分離されることはなく、そのため制御ユニッ
ト１０２は、基地局３６０を通してトランスポンダ１２６，１２８へ及びそれか
ら情報を読取り及び書込みすることができる。

【００７５】 ここで再び図８を参照すると、紫外線無線周波数識別トランスポンダ１２６は
、トランスポンダアンテナ３６２及び読取り／書込みＩＤＩＣ（ｅ５５５１）チ
ップ３６４を内含する。読取り／書込みＩＤＩＣ（ｅ５５５１）チップはさらに
、記憶場所内に各々のそれぞれの紫外線ランプアセンブリ１４についての関連情
報を物理的に記憶するＥＥＰＲＯＭデバイス１６６を内含している。現在好まし
い実施形態においては、該情報は、紫外線ランプ通し番号、紫外線ランプスター
トリミット、紫外線ランプオンタイムリミット、紫外線ランプインストールタイ
ムリミット、紫外線ランプサイクルオンタイム、サイクルモード低温度、最小紫
外線ランプオンタイム、紫外線ランプハイモードタイム及び紫外線ランプ予熱タ
イムから成る。さらに、紫外線無線周波数識別トランスポンダ１２６内のＥＥＰ
ＲＯＭデバイス３６６は、制御ユニット１０２が、紫外線ランプインストールタ
イム、紫外線ランプ電源オンタイム、紫外線ランプスタート及び合計紫外線ラン
プコールドスタートを追跡できるようにする。

【００７６】 紫外線ランプ通し番号は、各々の紫外線ランプアセンブリ１４に固有のもので
あり、どの紫外線ランプアセンブリ１４が水処理システム１０内に設置されたか
を水処理システム１０の制御ユニット１０２が追跡できるようにする。紫外線ラ
ンプスタートリミットは、紫外線ランプの最大許容スタート数に関係し、紫外線
ランプオンタイムリミットは、紫外線ランプ６０のための最大許容設置時間に関
係する。紫外線ランプインストールタイムリミットは、紫外線ランプアセンブリ
１４のための最大許容設置時間に関係し、紫外線ランプサイクルオンタイムリミ
ットは、紫外線ランプ６０が低温モードで付勢される必要のある最小時間量に関
する。サイクルモード低温度情報は、水処理システム１０がそこまで低温モード
に切換える温度値に関し、最小紫外線ランプオンタイムは、紫外線ランプ６０が
付勢状態にとどまらなくてはならない最小時間量に関係する。紫外線ランプハイ
モードタイム情報は、紫外線ランプ６０がハイモードで動作する時間量に関連し
、紫外線ランプ予熱タイムは、紫外線ランプ６０が予熱される必要のある時間量
に関係する。

【００７７】 前述のように、紫外線無線周波数識別トランスポンダ１２６内のＥＥＰＲＯＭ
デバイス３６６は同様に、紫外線ランプインストールタイムを追跡する能力をも
有している。この情報は、現行の紫外線ランプ６０が水処理システム１０内に巻
込まれてきた時間数を追跡する。好ましい実施形態においては、紫外線ランプ６
０が水処理システム１０内に１分間差込まれる毎に、合計に１分が加算される。
ＥＥＰＲＯＭデバイス３６６は同様に、紫外線ランプ電源オンタイム及び合計紫
外線ランプ電源オンタイムも追跡する。紫外線ランプ電源オンタイム及び合計紫
外線ランプ電源オンタイムは、新しい紫外線ランプアセンブリ１４を設置する必
要があるか否かを制御ユニット１０２が決定できるように紫外線ランプ６０がオ
ン状態であった時間量を追跡する。紫外線ランプスタート記憶場所は、紫外線ラ
ンプ６０がスタートさせられてきた回数を記憶し、こうして制御ユニット１０２
は、紫外線ランプ６０の寿命の終りを見極めるのにこの情報を使用できるように
なっている。合計紫外線ランプコールドスタート記憶場所は、温度が予め定めら
れた閾値により低いことを周囲温度センサー１１４が指示した時点で紫外線ラン
プ６０がスタートさせられてきた回数を追跡する。

【００７８】 ここで再び図８を参照すると、フィルタ無線周波数識別トランスポンダ１２８
は、トランスポンダアンテナ３６８と読取り／書込みＩＤＩＣ（ｅ５５５１）チ
ップ３７０を内含する。読取り／書込みＩＤＩＣ（ｅ５５５１）チップ３７０は
さらに、記憶場所内の各々のそれぞれのフィルタアセンブリ１６についての関連
情報を物理的に記憶する。この好ましい実施形態においては、関連情報は、フィ
ルタアセンブリ通し番号、フィルタアセンブリ容量リミット、フィルタアセンブ
リインストールタイム及び閉塞フィルタアセンブリ閾値百分率から成る。

【００７９】 フィルタアセンブリ通し番号は、水処理システム１０内にどのフィルタアセン
ブリ１６が設置されたかを制御ユニット１０２が監視できるように異なるフィル
タアセンブリ１６の一意的識別のために用いられる。フィルタアセンブリ容量リ
ミットは、フィルタアセンブリがその耐用寿命の終りに達するまでにろ過するよ
うに設計されている水の量と関係する。フィルタアセンブリインストールタイム
リミットは、予め定められた許容可能な湿潤時間に基づきフィルタアセンブリ１
６の残りの寿命を計算するために制御ユニット１０２によって使用される。閉塞
フィルタアセンブリ閾値百分率は、交換が必要となる前のフィルタアセンブリ１
６にとっての最大許容流量減少百分率を含む。これは、制御ユニット１０２によ
り閉塞フィルタアセンブリ１６エラーが開始されるまでフィルタアセンブリ１６
の劣化百分率を維持する。

【００８０】 無線周波数識別システム１２４は、図８に例示されているように電気接続され
ている基地局３６０，コイル３８０，複数のダイオード３８２，３８４，３８６
，３８８，３９０，３９２，３９４，複数の抵抗器３９６，３９８，４００，４
０２，４０４，４０６，４０８，４１０，４１２，４１４，４１６，４１８，４
２０及び複数のコンデンサ４２２，４２４，４２６，４２８，４３０，４３２，
４３４，４３６を内含する。当業者であれば、前述のコンポーネントの接続が当
業者にとっては周知のものであることを認識することだろう。無線周波数識別シ
ステム１２４は、前述のようにＴＥＭＩＣ Semiconductors によって製造される
ＴＫ５５５１Ａ−ＰＰについて記述された仕様を用いて、水処理システム１０内
に設置されてきた。本発明においては、基地局３６０が、紫外線無線周波数識別
トランスポンダ１２６及びフィルタ無線周波数識別トランスポンダ１２８との双
方向通信のためにコイル３８０を使用するということを指摘しておくことが重要
である。

【００８１】 制御ユニット１０２は、それが基地局３６０と通信できるような形で基地局３
６０と電気接続されている。かくして、制御ユニット１０２は、コイル３８０を
使用することにより、紫外線無線周波数識別トランスポンダ１２６及びフィルタ
無線周波数識別トランスポンダ１２８へ及びそこから情報を読取り書込むことが
できる。無線周波数識別システム１２４は、図８に例示されているように第１の
ＤＣ電源１８０及び第２のＤＣ電源１８４と接続され、これにより無線周波数識
別システム１２４に動作中機能するためのエネルギーが提供される。

【００８２】 当業者であれば、接触型の識別システムといったようなその他の識別システム
を本発明と共に使用できるということを認識することだろう。しかしながら、本
発明のこの好ましい実施形態は、それが提供する固有の恩典のため無線周波数識
別システム１２４を使用している。

【００８３】 図９を参照すると、流量センサー回路１０４は、水処理システム１０内を水が
流れていることを示す電気信号を制御ユニット１０２に提供するため、制御ユニ
ット１０２と接続されている。流量センサー回路１０４は、流量センサー４４０
，複数のコンデンサ４４２，４４４及び抵抗器４４６を内含する。流量センサー
はAllegroにより型式番号３１３４で製造されている。コンデンサ４４２は、流
量センサー４４０，第１のＤＣ電源１８０及び第２のＤＣ電源１８４と接続され
ている。流量センサー４４０は、制御ユニット１０２と接続される前に抵抗器４
４６及びコンデンサ４４４の並列組合せと接続されている。抵抗器４４６及びコ
ンデンサ４４４は同じく、第２のＤＣ電源１８４に接続されている。動作中、流
量センサー４４０は制御ユニット１０２に対し、水処理システム１０内に水が流
れていることを指示する電気信号を送り出し、かくして制御ユニット１０２に紫
外線ランプ６０を瞬間的に付勢させる。当業者であれば、開示されている流量セ
ンサー回路１０４に対するいくつかの変形形態が存在すること、及び開示された
流量センサー回路１０４が単なる一例として提供されており、本発明を制限する
ものとみなされるべきではないことを認識するだろう。

【００８４】 図１０を参照すると、周囲光センサー回路１０８は、例示されている通り電気
接続されている感光性ダイオード４５０，演算増幅器４５２，複数の抵抗器４５
４，４５６，４５８，４６０，ダイオード４６２及びコンデンサ４６４を含んで
成る。本発明の目的では、感光性ダイオード４５０が演算増幅器４５２の負の入
力端に電気信号を提供し、それが今度は制御ユニット１０２のための信号を条件
づけするということを指摘するだけで充分である。周囲光センサー回路１０８は
、第１のＤＣ電源１８０及び第２のＤＣ電源１８４.１０から電力供給を受けて
いる。当業者であれば、周囲光センサー回路１０８の設計についてはいくつかの
変形形態が存在することそして現在開示されている好ましい実施形態が本発明を
制限するものとしてみなされるべきではないことを認識することだろう。

【００８５】 図１１を参照すると、前述したとおり、可視光センサー回路１１０は、動作中
紫外線ランプ６０の強度に対応する電気信号を制御ユニット１０２に提供するべ
く制御ユニット１０２に接続されている。好ましい実施形態においては、可視光
センサー回路１１０は、図１１に示されているように電気接続された感光性抵抗
器４７０，演算増幅器４７２，ダイオード４７４，複数の抵抗器４７６，４７８
，４８０，４８２，４８４，４８６及びコンデンサ４８８を含んで成る。さらに
、可視光センサー回路１１０は、第１のＤＣ電源１８０及び第２のＤＣ電源１８
４による電力供給を受けている。当業者であれば、可視光センサー回路１１０が
感光性抵抗器４７０により生成された電気信号をとり、制御ユニット１０２に導
く前にそれを演算増幅器４７２で増幅するということを認識するだろう。さらに
、当業者は、可視光センサー回路１１０の設計は変更可能であること、そして開
示された紫外線センサー回路１１０は例示を目的としたものにすぎず本発明を制
限するものとみなされるべきでないということを認識するだろう。

【００８６】 図１２を参照すると、前述のように、好ましい周囲温度センサー回路１１４は
、周囲温度の対応する変化と共に変化する電気信号を制御ユニット１０２に提供
するべく制御ユニット１０２と接続されている。周囲温度センサー回路１１４は
、図１２に例示されているように電気接続されているサーミスタ４９０，演算増
幅器４９２，複数の抵抗器４９４，４９６，４９８及びコンデンサ５００を含ん
で成る。動作中、サーミスタ４９０を横断する電圧降下は、周囲温度が変化する
につれて変化し、かくして、演算増幅器４９２の出力端から制御ユニット１０２
まで送られる電気信号を増大又は減少させる。当業者であれば、周囲温度センサ
ー回路１１４の設計は変動できることを認識することだろう。図１２に例示され
た好ましい周囲温度センサー回路１１４は一例にすぎず、本発明を制限するもの
としてみなされるべきものではない。

【００８７】 図１３を参照すると、以上で記述されているように、好ましい音声生成回路１
１６は、予め定められたシステム状態に応答して可聴音を生成するため制御ユニ
ット１０２と接続されている。好ましい音声生成回路１１６は、図１３に記され
ているように電気接続されている圧電素子５１０，複数のトランジスタ５１２，
５１４，５１６，複数の抵抗器５１８，５２０，５２２，５２４，５２６，５２
８，５３０，５３２，５３４，複数のコンデンサ５３６，５３８，及びダイオー
ド５４０を含んで成る。当業者には直ちに明らかになるように、制御ユニット１
０２は、圧電素子５１０を付勢し、かくして圧電素子５１０に振動を通して可聴
信号音を生成させることができる。当業者であれば、可聴信号音を生成できるい
くかつのデバイス及び回路が存在することを認識するだろう。ここで開示されて
いる音声生成回路１１６は、一例にすぎず、本発明を制限するものとみなされる
べきではない。

【００８８】 図１４を参照すると、以上で記述したように、通信ポート１２０は、制御ユニ
ット１０２と接続されている。通信ポート１２０は、パーソナルコンピュータ又
は手持ち式デバイスといったような周辺デバイス（図示せず）と双方向に通信す
るために制御ユニット１０２によって使用される。好ましい実施形態においては
、通信ポート１２０は、図１４に例示されているように電気接続されている複数
のツェナーダイオード５５０，５５２，５５４及び複数の抵抗器５５６，５５８
，５６０，５６２，５６２＜５６４の間違い？＞，５６６，５６８，５７０を含
んで成る。第１のＤＣ電源１８０及び第２のＤＣ電源１８４が電力を通信ポート
１２０に提供する。通信ポート１２０は、当該技術分野において周知のとおり、
ＲＳ−２３２通信規格を使用するように設計されている。通信ポート１２０と周
辺デバイスを接続できるようにポートコネクタ５７２が具備されている。当業者
であれば、異なるタイプの通信ポートを使用することができ、それらが本発明の
範囲外であるということを認識するだろう。そのため、本書で開示されている好
ましい通信ポート１２０は一例にすぎず、本発明を制限するものとみなされるべ
きではない。

【００８９】 本発明はその現在最も良く知られている動作モード及び実施形態にて記述され
てきたが、本発明のその他のモード及び実施形態も当業者には明白となると思わ
れ、考慮対象となっている。さらに、本発明の好ましい実施形態は水処理システ
ム１０に向けられているが、当業者であれば、本発明をいくつかの異なるタイプ
の流体処理システムの中に容易に組込むことができる、ということを認識するこ
とであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 その上面囲い板が取り外された状態の水処理システムの主ハウジング及びベー
スユニットから取り出されたフィルタアセンブリ及び紫外線ランプアセンブリの
斜視図である。

【図２】 Ａ〜Ｃは、水処理システムの主要コンポーネントの分解立体斜視図である。

【図３】 水処理システムの主要回路及びアセンブリのブロック図を表わしている。

【図４】 誘導結合型安定器回路のブロック図を表わす。

【図５】 誘導結合型安定器回路，安定器フィードバック回路及びインタロック回路の一
部分の電気回路結線図である。

【図６】 二次コイル、共振ランプ回路及び紫外線ランプアセンブリの紫外線ランプを描
いている。

【図７】 スタータ回路の電気回路結線図である。

【図８】 水処理システム内で使用される無線周波数識別システムの電気回路結線図を例
示する。

【図９】 流量センサー回路の電気回路結線図である。

【図１０】 周囲光センサー回路の電気回路結線図である。

【図１１】 紫外線センサー回路の電気回路結線図である。

【図１２】 周囲温度センサー回路の電気回路結線図である。

【図１３】 可聴音生成回路の電気回路結線図である。

【図１４】 通信ポートの電気回路結線図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年４月１６日（２００２．４．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９／５９２，１９４ (32)優先日 平成12年６月12日(2000．6．12) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／５９６，４１６ (32)優先日 平成12年６月12日(2000．6．12) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 クエンネン，ロイ ダブリュ． アメリカ合衆国，ミシガン 49316，カレ ドニア，サミット ヒル コート 7086 (72)発明者 デネン，デニス ジェイ． アメリカ合衆国，オハイオ 43081，ウエ スタービル，オーク ブラフ コート 1167 (72)発明者 ロートツェンヘイザー，テリー エル． アメリカ合衆国，ミシガン 49417，グラ ンド ヘブン，ロビンズ ロード 1700 (72)発明者 マークハム，ロナルド シー． 東京都渋谷区富ヶ谷２−26−16 イナキア パートメント＃302 (72)発明者 モレマ，スコット エー． アメリカ合衆国，ミシガン 49505，グラ ンド ラピッズ，ウースター ドライブ ノース イースト 1054 Ｆターム(参考） 4D037 AA02 AB03 BA18 BB01 BB02 CA02 4G075 AA15 AA37 AA61 BA10 BB05 CA33 DA02 DA03

Claims (93)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体処理システム１０の中で電磁放射線を供給する方法にお
   いて： − 制御ユニット１０２で予め定められた電気信号を生成する段階； − 誘導結合された安定器回路１０３に前記予め定められた電気信号を導く段階
   ；及び − 前記制御ユニット１０２からの前記予め定められた電気信号に応答して前記
   誘導結合された安定器回路１０３内で電磁放射線放出デバイス６０を誘導的に付
   勢する段階、 を含んで成る方法。
2. 【請求項２】 前記電磁気放出デバイス６０が紫外線ランプである、請求項
   １に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記電磁気放出デバイス６０がパルス式白光ランプである、
   請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記電磁気放出デバイス６０が誘電体バリア放電ランプであ
   る、請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記誘導結合型安定器回路１０３が制御回路１４２，発振器
   １４４，駆動機構１４６，半ブリッジ切換え回路１４８，直列共振タンク回路１
   ５０，二次コイル５２，共振ランプ回路１５２及び前記電磁放射線放出デバイス
   ６０を内含する、請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記直列共振タンク回路１５０が前記二次コイルに誘導結合
   されている、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 負荷変化が前記発振器１４４の振動周波数を引き込むのを防
   止するバッファ回路が前記発振器１４４に内含されている、請求項５に記載の方
   法。
8. 【請求項８】 前記駆動機構１４６が多巻線変圧器２４６を含んで成る、請
   求項５に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記半ブリッジ切換え回路１４８がＭＯＳＦＥＴトーテムポ
   ール半ブリッジ切換え回路２５２を含んで成る、請求項５に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記直列共振タンク回路１５０が誘導結合器２７０，一対
    のタンクコンデンサ２７１，２７２，一対のダイオード２７４，２７６及びコン
    デンサ２７８を含んで成る、請求項５に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記共振ランプ回路１５２がコンデンサ３１２及びスター
    タ回路３１４を含んで成る請求項５に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記誘導結合型安定器回路１０３及び前記制御ユニット１
    ０２と電気的に接続されている安定器フィードバック回路１２２を用いて前記制
    御ユニット１０２に対しフィードバック信号を導く段階をさらに含んで成る、請
    求項１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記制御ユニット１０２を用いて前記フィードバック信号
    に基づき前記電磁放射線放出デバイス６０の強度を調整する段階をさらに含んで
    成る、請求項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 流量センサー回路１０４からの信号に応答して前記制御ユ
    ニット１０２を用いて前記予め定められた電気信号を生成する段階をさらに含ん
    で成る、請求項１に記載の方法。
15. 【請求項１５】 − 制御ユニット１０２； − 電磁放射線放出アセンブリ１４と誘導結合されている誘導結合型安定器回路
    １０３； を含んで成り、 前記誘導結合型安定器回路１０３が、前記制御ユニット１０２からの予め定め
    られた電気信号に応答して前記電磁放射線放出アセンブリ１４内の電磁放射線放
    出デバイス６０を誘導的に付勢する、流体処理システム１０。
16. 【請求項１６】 前記電磁放射線放出アセンブリ１４が交換可能である、請
    求項１５に記載の流体処理システム１０。
17. 【請求項１７】 前記電磁放射線放出デバイス６０が紫外線ランプである、
    請求項１５に記載の流体処理システム１０。
18. 【請求項１８】 前記電磁放射線放出デバイス６０がパルス式白光ランプで
    ある、請求項１５に記載の流体処理システム１０。
19. 【請求項１９】 前記電磁放射線放出デバイス６０が誘電体バリア放電ラン
    プである、請求項１５に記載の流体処理システム１０。
20. 【請求項２０】 前記誘導結合型安定器回路１０３が制御回路１４２，発振
    器１４４，駆動機構１４６，半ブリッジ切換え回路１４８，直列共振タンク回路
    １５０，二次コイル５２，共振ランプ回路１５２及び前記電磁放射線放出デバイ
    ス６０を内含する、請求項１５に記載の流体処理システム１０。
21. 【請求項２１】 前記直列共振タンク回路１５０が前記電磁放射線放出デバ
    イス６０を付勢するために前記二次コイルに誘導結合されている、請求項２０に
    記載の流体処理システム１０。
22. 【請求項２２】 負荷変化が前記発振器１４４の振動周波数を引き込むのを
    防止するバッファ回路が前記発振器１４４に内含されている、請求項２０に記載
    の流体処理システム１０。
23. 【請求項２３】 前記駆動機構１４６が多巻線変圧器２４６を含んで成る、
    請求項２０に記載の流体処理システム１０。
24. 【請求項２４】 前記半ブリッジ切換え回路１４８がＭＯＳＦＥＴトーテム
    ポール半ブリッジ切換え回路２５２を含んで成る、請求項２０に記載の流体処理
    システム１０。
25. 【請求項２５】 前記直列共振タンク回路１５０が誘導結合器２７０，一対
    のタンクコンデンサ２７１，２７２，一対のダイオード２７４，２７６及びコン
    デンサ２７８を含んで成る、請求項２０に記載の流体処理システム１０。
26. 【請求項２６】 前記共振ランプ回路１５２がコンデンサ３１２及びスター
    タ回路３１４を含んで成る請求項２０に記載の流体処理システム１０。
27. 【請求項２７】 前記制御ユニット１０２と電気接続された流量センサー回
    路１０４をさらに含んで成り、該流量センサー回路１０４は、前記制御ユニット
    １０２に前記誘導結合型安定器回路１０３を付勢させるために用いられる、請求
    項１５に記載の流体処理システム１０。
28. 【請求項２８】 前記制御ユニット１０２と電気接続された表示装置１０６
    をさらに含んで成る、請求項１５に記載の流体処理システム１０。
29. 【請求項２９】 前記制御ユニット１０２と電気接続された電磁放射線セン
    サー回路１１０をさらに含んで成る、請求項１５に記載の流体処理システム１０
    。
30. 【請求項３０】 前記電磁放射線センサー回路１１０が可視光センサーであ
    る、請求項２９に記載の流体処理システム１０。
31. 【請求項３１】 前記制御ユニット１０２と電気接続された周囲温度センサ
    ー回路１１４をさらに含んで成る、請求項１５に記載の流体処理システム１０。
32. 【請求項３２】 動作中に前記制御ユニット１０２に対しフィードバックを
    提供するため、前記誘導結合型安定器回路１０３及び前記制御ユニット１０２と
    電気接続された安定器フィードバック回路１２２をさらに含んで成る、請求項１
    ５に記載の流体処理システム１０。
33. 【請求項３３】 − 制御回路１４２； − 前記制御回路１４２と電気接続され、前記制御回路１４４からの予め定めら
    れた電気信号に応答して活動化される発振器１４４； − 前記発振器１４４と電気接続され、前記発振器１４４からの出力により制御
    される、駆動機構１４６； − 前記駆動機構１４６と電気接続され、前記駆動機構１４６の出力によって制
    御される半ブリッジ切換え回路１４８； − 前記半ブリッジ切換え回路１４８と電気接続された直列共振タンク回路１５
    ０； − 前記直列共振タンク回路１５０と結合され、この直列共振タンク回路１５０
    により誘導的に付勢される、二次コイル５２； − 前記二次コイル５２と電気接続された共振ランプ回路１５２； 及び − 前記共振ランプ回路１５２と電気接続された電磁放射線放出デバイス６０を
    含んで成る安定器回路１０３。
34. 【請求項３４】 前記電磁放射線放出デバイス６０がランプである、請求項
    ３３に記載の安定器回路１０３。
35. 【請求項３５】 前記電磁放射線放出デバイス６０が紫外線ランプである、
    請求項３３に記載の安定器回路１０３。
36. 【請求項３６】 前記電磁放射線放出デバイス６０がパルス式白光ランプで
    ある、請求項３３に記載の安定器回路１０３。
37. 【請求項３７】 前記電磁放射線放出デバイス６０が誘電体バリア放電ラン
    プである、請求項３３に記載の安定器回路１０３。
38. 【請求項３８】 前記直列共振タンク回路１５０が前記電磁放射線放出デバ
    イス６０を付勢するため前記二次コイル５２と誘導結合されている、請求項３３
    に記載の安定器回路１０３。
39. 【請求項３９】 負荷変化が前記発振器１４４の振動周波数を引き込むのを
    防止するバッファ回路が前記発振器１４４に内含されている、請求項３３に記載
    の安定器回路１０３。
40. 【請求項４０】 前記駆動機構１４６が多巻線変圧器２４６を含んで成る、
    請求項３３に記載の安定器回路１０３。
41. 【請求項４１】 前記半ブリッジ切換え回路１４８がＭＯＳＦＥＴトーテム
    ポール半ブリッジ切換え回路２５２を含んで成る、請求項３３に記載の安定器回
    路１０３。
42. 【請求項４２】 前記直列共振タンク回路１５０が誘導結合器２７０，一対
    のタンクコンデンサ２７１，２７２，一対のダイオード２７４，２７６及びコン
    デンサ３１４を含んで成る、請求項３３に記載の安定器回路１０３。
43. 【請求項４３】 前記共振ランプ回路１５２がコンデンサ３１２及びスター
    タ回路３１４を含んで成る請求項３３に記載の安定器回路１０３。
44. 【請求項４４】 前記二次コイル５２が前記直列共振タンク回路１５０と誘
    導結合されている、請求項３３に記載の安定器回路。
45. 【請求項４５】 − 制御ユニット１０２； − 前記制御ユニット１０２に電気接続された基地局３６０；及び − 前記基地局３６０と無線通信状態にある電磁放射線放出アセンブリ１４の中
    に位置設定された少なくとも１つの無線周波数識別トランスポンダ１２６、 を含んで成る、無線周波数識別システム１２４を伴う流体処理システム１０。
46. 【請求項４６】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が応答機アンテ
    ナ３６２及び読取り／書込みチップ３６４を内含する、請求項４５に記載の流体
    処理システム１０。
47. 【請求項４７】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため電磁放射線放出デバイスの通し番号を前記基地局
    ３６０に対して伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体処理システム１０
    。
48. 【請求項４８】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対して電磁放射線放出デバイ
    ススタートリミットを伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体処理システ
    ム１０。
49. 【請求項４９】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対して電磁放射線放出デバイ
    スオンタイムリミットを伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体処理シス
    テム１０。
50. 【請求項５０】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対して電磁放射線放出デバイ
    スインストールタイムリミットを伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体
    処理システム１０。
51. 【請求項５１】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対して電磁放射線放出デバイ
    スサイクルオンタイムを伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体処理シス
    テム１０。
52. 【請求項５２】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対してサイクルモード低温度
    を伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体処理システム１０。
53. 【請求項５３】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対して最小電磁放射線放出デ
    バイスオンタイムを伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体処理システム
    １０。
54. 【請求項５４】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対して電磁放射線放出デバイ
    スハイモードタイムを伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体処理システ
    ム１０。
55. 【請求項５５】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対して電磁放射線放出デバイ
    ス予熱タイムを伝送する能力をもつ、請求項４５に記載の流体処理システム１０
    。
56. 【請求項５６】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６は、前記制御ユ
    ニット１０２が電磁放射線放出デバイス６０のインストールタイムを追跡できる
    ようにする、請求項４５に記載の流体処理システム１０。
57. 【請求項５７】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６は、前記制御ユ
    ニット１０２が電磁放射線放出デバイス６０の電源オンタイムを追跡できるよう
    にする、請求項４５に記載の流体処理システム１０。
58. 【請求項５８】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６は、前記制御ユ
    ニット１０２が電磁放射線放出デバイス６０のスタートを追跡できるようにする
    、請求項４５に記載の流体処理システム１０。
59. 【請求項５９】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６は、前記制御ユ
    ニット１０２が電磁放射線放出デバイス６０のコールドスタートを追跡できるよ
    うにする、請求項４５に記載の流体処理システム１０。
60. 【請求項６０】 − 制御ユニット１０２； − 前記制御ユニット１０２に電気接続された基地局３６０；及び − 前記基地局３６０と無線通信状態にあるフィルタアセンブリ１６の中に位置
    設定された少なくとも１つの無線周波数識別トランスポンダ１２６、 を含んで成る、無線周波数識別システム１２４を伴う流体処理システム１０。
61. 【請求項６１】 前記フィルタアセンブリ１６が交換可能である、請求項６
    ０に記載の液体処理システム１０。
62. 【請求項６２】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２８が応答機アンテ
    ナ３６８及び読取り／書込みチップ３７０を内含する、請求項６０に記載の流体
    処理システム１０。
63. 【請求項６３】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２８が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のためフィルタユニットの通し番号を前記基地局３６０
    に対して伝送する能力をもつ、請求項６０に記載の流体処理システム１０。
64. 【請求項６４】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２８が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対してフィルタアセンブリ容
    量リミットを伝送する能力をもつ、請求項６０に記載の流体処理システム１０。
65. 【請求項６５】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２８が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対してフィルタアセンブリイ
    ンストールタイムリミットを伝送する能力をもつ、請求項６０に記載の流体処理
    システム１０。
66. 【請求項６６】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２８が、前記制御ユ
    ニット１０２による使用のため前記基地局３６０に対して閉塞フィルタ閾値百分
    率を伝送する能力をもつ、請求項６０に記載の流体処理システム１０。
67. 【請求項６７】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２８は、前記制御ユ
    ニット１０２がフィルタアセンブリ１６のインストールタイムを追跡できるよう
    にする、請求項６０に記載の流体処理システム１０。
68. 【請求項６８】 流体処理システム内で電磁放射線放出アセンブリ情報を監
    視する方法において、 − 前記流体処理システム１０内で使用するための電磁放射線放出アセンブリ１
    ４を提供する段階、 − 前記流体処理システム１４内に位置設定された電磁放射線放出識別トランス
    ポンダ１２６を用いて電磁放射線放出アセンブリ情報信号を生成する段階、 − 前記流体処理システム１０内に位置設定された基地局３６０に対し前記電磁
    放射線放出アセンブリ情報信号を伝送する段階、 及び − 制御ユニット１０２に対して前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号を導く
    段階、 を含んで成る方法。
69. 【請求項６９】 前記電磁放射線放出アセンブリ１４が交換可能である、請
    求項６８に記載の方法。
70. 【請求項７０】 前記電磁放射線放出アセンブリ１４が紫外線ランプを内含
    する、請求項６８に記載の方法。
71. 【請求項７１】 前記電磁放射線放出アセンブリ１４がパルス式白色光ラン
    プを内含する、請求項６８に記載の方法。
72. 【請求項７２】 前記電磁放射線放出デバイスが誘電体バリア放電ランプで
    ある、請求項６８に記載の方法。
73. 【請求項７３】 前記電磁放射線放出無線周波数識別トランスポンダ１２６
    が、応答機アンテナ３６２及び読取り／書込みチップ３６４を内含する、請求項
    ６８に記載の方法。
74. 【請求項７４】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が、電磁放射線放
    出アセンブリ１４通し番号を含んでいる、請求項６８に記載の方法。
75. 【請求項７５】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が、電磁放射線放
    出アセンブリ１４スタートリミットを含んでいる、請求項６８に記載の方法。
76. 【請求項７６】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が、電磁放射線放
    出アセンブリ１４オンタイムリミットを含んでいる、請求項６８に記載の方法。
77. 【請求項７７】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が、電磁放射線放
    出アセンブリ１４インストールタイムリミットを含んでいる、請求項６８に記載
    の方法。
78. 【請求項７８】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が、電磁放射線放
    出アセンブリ１４サイクルオンタイムを含んでいる、請求項６８に記載の方法。
79. 【請求項７９】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が、サイクルモー
    ド低温度を含んでいる、請求項６８に記載の方法。
80. 【請求項８０】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が最小電磁放射線
    放出アセンブリ１４オンタイムを含んでいる、請求項６８に記載の方法。
81. 【請求項８１】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が電磁放射線放出
    アセンブリ１４ハイモードタイムを含んでいる請求項６８に記載の方法。
82. 【請求項８２】 前記電磁放射線放出アセンブリ情報信号が電磁放射線放出
    アセンブリ１４予熱タイムを含んでいる、請求項６８に記載の方法。
83. 【請求項８３】 前記電磁放射線放出無線周波数識別トランスポンダ１２６
    は、前記制御ユニット１０２が電磁放射線放出アセンブリ１４インストールタイ
    ムを追跡できるようにする、請求項６８に記載の方法。
84. 【請求項８４】 前記電磁放射線放出無線周波数識別トランスポンダ１２６
    は、前記制御ユニット１０２が電磁放射線放出アセンブリの電源オンタイムを追
    跡できるようにする、請求項６８に記載の方法。
85. 【請求項８５】 前記無線周波数識別トランスポンダは、前記制御ユニット
    １０２が電磁放射線放出アセンブリ１４スタートを追跡できるようにする、請求
    項６８に記載の方法。
86. 【請求項８６】 前記無線周波数識別トランスポンダ１２６は、前記制御ユ
    ニット１０２が電磁放射線放出アセンブリ１４コールドスタートを追跡できるよ
    うにする、請求項６８に記載の方法。
87. 【請求項８７】 流体処理システム１０内でフィルタアセンブリ情報を監視
    する方法において： − 前記流体処理システム１０内で使用するためのフィルタアセンブリ１６を提
    供する段階； − 前記フィルタアセンブリ１６内に位置設定されたフィルタアセンブリ無線周
    波数識別トランスポンダ３６８を用いてフィルタアセンブリ情報信号を生成する
    段階； − 前記流体処理システム１０内に位置設定された基地局３６０に対し前記フィ
    ルタアセンブリ情報信号を伝送する段階；及び − 前記フィルタアセンブリ情報信号を制御ユニット１０２に導く段階、 を含んで成る方法。
88. 【請求項８８】 前記フィルタアセンブリ１６が交換可能である、請求項８
    ７に記載の方法。
89. 【請求項８９】 前記フィルタアセンブリ情報信号がフィルタユニット通し
    番号を含んでいる、請求項８７に記載の方法。
90. 【請求項９０】 前記フィルタアセンブリ情報信号が、フィルタアセンブリ
    １６容量リミットを含んでいる、請求項８７に記載の方法。
91. 【請求項９１】 前記フィルタアセンブリ情報信号がフィルタアセンブリ１
    ６インストールタイムリミットを含んでいる、請求項８７に記載の方法。
92. 【請求項９２】 前記フィルタアセンブリ情報信号が閉塞フィルタ閾値百分
    率を含んでいる、請求項８７に記載の方法。
93. 【請求項９３】 前記フィルタアセンブリ無線周波数識別トランスポンダ３
    ６８は、前記制御ユニット１０２がフィルタアセンブリインストールタイムを追
    跡できるようにする、請求項８７に記載の方法。