TWI306086B - - Google Patents

Description

1306086 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

本發明係有關於一種淨水殺菌裝置，尤指一種藉由殺菌水 槽、流量計及燈管驅動器之組合設計，以接收流量計之水流量訊 號，而用流量大小或壓力差作為控制信號，以供調整紫外光燈管 之發光強度，達到線性輸出，進而節省耗能與電費，使具有高功 因、低成本及完善之殺菌效果，而適用於居家、辦公大樓、學校 機關...等或其他類似之裝置者。 【先前技術】 按，習式之淨水殺菌裝置主要係於一殺菌水槽中設置一紫外 光燈管，而藉由一直開啟之紫外光燈管，進而執行殺菌之動作， 然而其雖具有殺菌之效果，但因紫外光燈管係保持全載開啟之狀 態，故將耗費極多之電能與電費。 另有一種淨水殺菌裝置，其係一種用於水處理系統紫外線燈 泡的電子驅動器，其包含一流通開關，前述的驅動器包含：一升 壓變壓器，其包括—次側及一二次側；一振盪器，其控制此電 源供應至所提及的變壓器的一次側；以及一相對應於流通開關而 反應的振盪器控制方法，用以控制頻率，使前述的振盪器處於運 轉狀態，前述的振盪控制方法在水不流動時，驅動所提及的振盪 器於一第一頻率，而當水流動時於一第二頻率。然而其雖同樣具 有殺菌之效果，但因僅限於水停時與水流動時之兩段式控制，故 於水流動時紫外光燈管係仍保持全載開啟之狀態，而未能依水量 1306086 之變化控制紫外光燈管之發光強度作線性調控，使得仍有耗費極 多之電能與電費之情事，故於實際使用上仍不符合使用者之所需。 【發明内容】

因此，本發明之主要目的係在於提供一種淨水殺菌裝置，藉 由接收流量計之水流量訊號，而用流量大小或壓力差作為控制信 號，以供調整紫外光燈管之發光強度，達到線性輸出，進而節省 耗能與電費，使具有高功因、低成本及完善之殺菌效果，增加其 實用性及便利性。 本發明之另一目的在於提供一種淨水殺菌裝置，藉由該殺菌 水槽上所設置之光感測元件係透過光感測電路及電路I c内建的 類比轉數位（A/D)電路，而將光源訊號傳至單晶片，以依檢 測之光源自動校正紫外光燈管之光量強度，進而判斷出紫外光燈 管的工作迴路出現故障，而令紫外光燈管故障或電路燒毀等警示 會啟動，或於一定時間内光量的控制無法達到額定的誤差範圍， 則代表紫外光燈管雖未損壞但卻已老化，進而更換紫外光燈管， 以達到殺菌效果與用水的安全，增加整體使用之實用性及安全性。 為達上述之目的，本發明係一種淨水殺菌裝置，包括有一殺 菌水槽、一流量計及一燈管驅動器。該殺菌水槽内係設有一紫外 光燈管，該殺菌水槽一側端係設有一進水口，而殺菌水槽另一側 端係設有一出水口；該流量計係設置於該殺菌水槽之進水口前 段，以提供水流量訊號；該燈管驅動器係與流量計連接，該燈管 6

1306086 驅動器内係配設有一可程式化之單晶片，以接收流量計之水流量 訊號’而用流量大小或壓力差作為控制信號’以供調整紫外光燈 管之發光強度，達到線性輸出；藉此，以節省耗能與電費，使具 有高功因、低成本及完善之殺菌效果者。 【實施方式】 請參閱第1〜4圖所示，本發明係為一種淨水殺菌裝置，該 淨水殺菌裝置包括有： 一殺菌水槽1 〇，該殺菌水槽1 〇内係設有一紫外光燈管1 1，該殺菌水槽1 〇 —側端係設有一進水口 i i，而殺菌水槽 1 0另一側端係設有一出水口丄〇 2 ;而該殺菌水槽i 〇内係設 有一石英管1 2，以供紫外光燈管1 1設置於内者。 一流量計2 0 ’該流量計2 〇係設置於該殺菌水槽1 〇之進 水口 1 0 1前段，以提供水流量訊號，該流量計2 〇係由一管路 主體2 1及一板面設有二顆壓力感測器5 〇的蓋板6 〇共同組 成，其中，該管路主體21的内部構成文氏管結構，具有設成收 縮管路的流體入口部23、及設成擴散管路的流體出口部24， 且該管路主體2 1的管徑外側上凸設有一座台22，該座台22 的台面並設有二個分開的凹槽2 2 a、2 2 b，和每個凹槽的底 面各6又有一通孔2 5、2 6，分別與該管路主體2丄的收縮管路 和擴散管路相通；該蓋板6 〇係蓋合在該管路主體2 1的座台2 2上面，並構成該座台2 2的封蓋，而且設置在該蓋板6 〇上的 7 1306086 每顆壓力感測器5 0被石夕膠完全密封，並分別位於所對應的管路 主體21的通孔25、26的上方；該流量計2〇所提供之水流 量訊號係轉換成線性之電壓信號，再透過電路〗c内建的類比轉 數位（A/D )電路1 6，而將信號傳至單晶片3丄，以調整紫 外光燈管11之操作功率者。 一燈管驅動器30，該燈管驅動器係與流量計2〇連 接，該燈管驅動器30内係配設有一可程式化之單晶片3丄，以 接收流量汁2 0之水流量訊號，該單晶片3 1内係設有一脈衝寬 度調變器3 1 1，而用流量大小或壓力差作為脈衝寬度調變器3 1 1之控制信说，以供調整紫外光燈管1 1之發光強度，達到線 性輸出者。而該燈管驅動器3 〇内主要係設有一諧振驅動電路3 2、一功因橋正電路3 3及一單晶片控制電路3 4，以供驅動控 制者。 其中，該殺菌水槽1 0上係可設置一光感測元件丄3 (可採 用光敏電阻），該光感測元件1 3係透過光感測電路1 4及電路I C内建的類比轉數位（A/D )電路1 5，而將光源訊號傳至單 晶片3 1，以依檢測之光源自動校正紫外光燈管丄i之光量強度 者。 藉以上各元件以構成一種淨水殺菌裝置；請參閱第1〜4 . 圖’本發明之特點係在於該淨水殺菌裝置，係可藉由殺菌水槽1 〇、流量計2 0及燈管驅動器3 0之組合設計，而於啟動時先執 8 1306086 行紫外光燈管1 1暫態啟動程序，以保護紫外光燈管1 1之壽 命’避免啟動時因啟動電流過大，而導致紫外光燈管1 1產生黑

化’而對管路中流量的大小，送出匹配的切換頻率，進而改變紫 外光燈管1 1的功率，當該電壓信號為0V時，驅動電路所送出 的切換頻率將維持住紫外光燈管1 1半載之操作功率，而電壓信 號為大於〇 V時，驅動電路所送出的切換頻率將由紫外光燈管1 1半載之操作功率依比例增加功率，直到電壓信號線性增加至一 特定電壓值時，驅動電路所送出的切換頻率將達到紫外光燈管1 1最大之操作功率者。其中，該燈管驅動器3 〇係與流量計2 〇 連接，該燈管驅動器3 〇内係配設有一可程式化之單晶片3 1， 以接收流量計2 0之水流量訊號，該單晶片3 1内係設有一脈衝 寬度調變器3 1 1 ’而用流量大小或壓力差作為脈衝寬度調變器 3 1 1之控制信號，以供調整紫外光燈管1 1之發光強度，達到 線性輸出者。另，藉由該殺菌水槽1 〇上所設置之光感測元件丄 3係透過光感測電路14及電路IC内建的類比轉數位（A/D) 電路1 5，而將光源訊號傳至單晶片3 1，以依檢測之光源自動 校正紫外光燈管1 1之光量強度，而若偵測到無光量的信號，即 代表紫外光燈管1 1的工作迴路出現故障，則紫外光燈管1 1故 障或電路燒毁等警示會啟動，若於一定時間内光量的控制無法達 到額定的誤差範圍，則代表紫外光燈管1 1雖未損壞但卻已老 化，若不更換紫外光燈管1 1，則將影響到殺菌效果與用水的安 9

1306086 ο 又，該燈管驅動器30内所係設置之諧振驅動電路3 2係由 線性化的方式定義紫外光燈管丄i的等效電阻值，使可代入不同 諧振網目，以進行調光模式的分析，其中該諧振網目係可採串聯 諧振串並聯負載架構者；而該功因矯正電路3 3係採用昇壓式 (Boost)的架構搭配控制I c而成；該單晶片控制電路3 4在I C内部所規劃的控制流程如下：開始啟動時，控制器先以變頻控 制的方式啟動紫外光燈管1 1，以減少紫外光燈管丄丄兩端瞬間 的突波電流產生，保護紫外光燈管1 1的壽命；在啟動完畢後， 則依目前的流量信號大小來推論紫外光燈管丄丄的操作功率（Pd uv )’並檢測目前光量下的實際功率（Pquv)，其中流量與光量均 採用比例的方式來換算成功率值，並開始判斷P M v是否為零的狀 態（即無光源）’如果是即代表紫外光燈管i丄未成功啟動或是工 作中的紫外光燈管1 1已損壞，此時則啟動警示電路與關閉半橋 的輸出；若PQUV大於零時（即有光源），則進一步比較是否不等 於Pduv值，如不等於時，依比較的正負結果，來決定提昇或降低 半橋電路的操作頻率，使得紫外光燈管1 1的實際功率（Pquv ) 能到達流量的推論值（p duv );若當中出現光衰現象時，也會經 由此回授控制的方式，來補足衰減的光源，最終達到P〇uv等於p “ V，而結束流程動作者。 請參第1圖所示，使用時，可於流量計2 〇之前依序連接配 1306086 設水質過濾器7 0及一給水馬達8 0，以便進水藉由給水馬達8 0送入，並經水質過濾器7 0做過濾處理。 藉由上述設計，使得本發明之節能操作模式於無水流時可將紫 外光燈管的消耗功率降低，而於使用水量增加及變化時，則可自 動調控適當的紫外光燈管輸出功率，以節省耗能與電費，具有高 功因、低成本及完善之殺菌效果，增加其實用性、便利性及安全 性。

惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來 限定本發明之實施範圍，舉凡依本發明申請專利範圍及發明說明 書内容所作之簡單的等效變化與修飾，均應包括於本發明之申請 專利範圍内。

11 1306086 【圖式簡單說明】 第1圖’係本發明之控制架構示意圖。 第2圖’係本發明之電路架構示意圖。 第3圖，係本發明流量計之立體外觀圖。 第4圖’係本發明流量計之剖面示意圖。

【主要元件符號說明】 1 0、殺菌水槽 1 0 2、出水口 1 2、石英管 1 4、光感測電路 1 6、類比轉數位電路 2 0、流量計 2 2、座台 2 2 b、凹槽 2 4、流體出》部 2 6、通孔 3 0、燈管驅動器 31 1、脈衝寬度調變器 3 3、功因矯正電路 5 0、壓力感測器 7 0、水質過濾器 1 0 1、進水口 1 1、紫外光燈管 1 3、光感測元件 1 5、類比轉數位電路 2 1、管路主體 2 2 a、凹槽 2 3、流體入口部 £ 5、通孔 3 1、單晶片 3 2、諧振驅動電路 3 4、單晶片控制電路 6 0、蓋板 8 0、給水馬達 12

Claims (1)

1306086

十、申請專利範圍： 1、一種淨水殺菌裝置，包括有： 一殺菌水槽，該殺菌水槽内係設有一紫外光燈管，該殺菌 水槽一侧端係設有一進水口，而殺菌水槽另一侧端係設有一出 水口；

一流量計，該流量計係設置於該殺菌水槽之進水口前段， 以提供水流量訊號；以及 一燈管驅動器，該燈管驅動器係與流量計連接，該燈管驅 動器内係配設有一可程式化之單晶片，以接收流量計之水流量 訊號，進而作為控制信號，以供調整紫外光燈管之發光強度， 達到線性輸出者。 2、一種淨水殺菌裝置，包括有： 一殺菌水槽，該殺菌水槽内係設有一紫外光燈管，該殺菌 水槽一侧端係設有一進水口，而殺菌水槽另一侧端係設有一出 水口； 一流量計，該流量計係設置於該殺菌水槽之進水口前段， 以提供水流量訊號，該流量計係由一管路主體及一板面設有二 顆壓力感測器的蓋板共同組成，其中，該管路主體的内部構成 文氏管結構，具有設成收縮管路的流體入口部、及設成擴散管 路的流體出口部，且該管路主體的管徑外側上凸設有一座台， 該座台的台面並設有二個分開的凹槽，和每個凹槽的底面各設 13 1306086 有一通孔，分別與該管路主體的收縮管路和擴散管路相通；該 蓋板係蓋合在該管路主體的座台上面，並構成該座台的封蓋， 而且設置在該蓋板上的每顆壓力感測器被矽膠完全密封，並分 別位於所對應的管路主體的通孔的上方；以及

一燈管驅動器，該燈管驅動器係與流量計連接，該燈管驅 動器内係配設有一可程式化之單晶片，以接收流量計之水流量 訊號，進而作為控制信號，以供調整紫外光燈管之發光強度， 達到線性輸出者。 3、 如申請專利範圍第1或2項所述之淨水殺菌裝置，其中，該 殺菌水槽内係設有一石英管，以供紫外光燈管設置於内者。 4、 如申請專利範圍第1或2項所述之淨水殺菌裝置，其中，該 單晶片内係設有一脈衝寬度調變器，而用流量大小作為脈衝 寬度調變器之控制信號，以供調整紫外光燈管之發光強度， 達到線性輸出者。 5、 如申請專利範圍第1或2項所述之淨水殺菌裝置，其中，該 單晶片内係設有一脈衝寬度調變器，而用壓力差作為脈衝寬 度調變器之控制信號，以供調整紫外光燈管之發光強度，達 到線性輸出者。 6、 如申請專利範圍第1或2項所述之淨水殺菌裝置，其中，該 殺菌水槽上係設有一光感測元件，該光感測元件係透過光感 測電路及電路I C内建的類比轉數位（A/D)電路，而將 14 1306086 光源訊號傳至單晶片，以依檢測之光源自動校正紫外光燈管 之光量強度者。 7、 如申請專利範圍第1或2項所述之淨水殺菌裝置，其中，該 流量計所提供之水流量訊號係轉換成線性之電壓信號，再透 過電路I C内建的類比轉數位（A/D )電路，而將信號傳 至單晶片，以調整紫外光燈管之操作功率者。

8、 如申請專利範圍第1或2項所述之淨水殺菌裝置，其中，該 燈管驅動器内主要係設有一諧振驅動電路、一功因矯正電路 及一單晶片控制電路，以供驅動控制者。

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