TWI769566B - 微氣泡產生控制裝置 - Google Patents

Abstract

一種微氣泡產生控制裝置，包含一使一水源的水流進入一輸水管路的抽水單元、一使外界空氣進入該輸水管路的進氣單元、一能控制該抽水單元間歇性運轉的控制單元，及一微氣泡產生單元。該微氣泡產生單元安裝於該輸水管路的出水端，使水流通過後產生微氣泡。該控制單元使該抽水單元間歇性運作，可以有效降低噪音，而該進氣單元引導外界空氣進入該輸水管路內，能增加水流的空氣含量，更易形成微氣泡。

Description

微氣泡產生控制裝置

本發明是關於一種，特別是指一種微氣泡產生控制裝置。

微細氣泡產生裝置已逐漸地被使用於例如衛浴設備或洗滌設備上，其目的在於提供更好的清潔效果或按摩功效，由於微細氣泡產生裝置之優劣會直接影響其使用壽命及氣泡的品質，因此微細氣泡產生裝置內部的元件結構，及各元件間的組合關係對於微細氣泡產生裝置品質有相當大的影響。

現有微氣泡產生裝置欲進行液體及氣體混合之動作，是利用外接的空氣幫浦來進行混合及產生微氣泡之動作，而液體由回水管路導入，氣體部分通常採取主動式供氣方式輔助氣體導入，其構造是在微氣泡產生裝置上設有一空氣幫浦，利用空氣幫浦將氣體打入，使微氣泡產生裝置內之幫浦將氣液混合，進而使排出之液體中產生微細氣泡。

然而，如何使得液體與氣體能有較佳的混合比例，以產生更為細緻以及緻密的微氣泡，同時避免各種幫浦持續運作而發出惱人噪音，為一亟需改善的問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以明顯降低運作噪音的微氣泡產生控制裝置。

本發明微氣泡產生控制裝置，包含一使一水源的水流進入一輸水管路的抽水單元、一使外界空氣進入該輸水管路的進氣單元、一能控制該抽水單元間歇性運轉的控制單元，及一微氣泡產生單元。該微氣泡產生單元安裝於該輸水管路的出水端，使水流通過後產生微氣泡。

本發明的另一技術手段，是在於該進氣單元包括一設置於該輸水管路上的文氏管。

本發明的另一技術手段，是在於該進氣單元還包括一對該輸水管路輸入空氣的氣壓機，且該氣壓機是位於該抽水單元的下游位置。

本發明的另一技術手段，是在於該控制單元包括一設置於該輸水管路內的壓力偵測模組，及一能接受該壓力偵測模組之偵測資訊的調控模組，該調控模組能控制該抽水單元與該氣壓機的作動，使該輸水管路內的壓力維持於設定的範圍中。

本發明的另一技術手段，是在於該調控模組是控制該抽水單元與該氣壓機間歇性且交替作動，該抽水單元與該氣壓機的作動時間比例是介於5:1至10:1的範圍內。

本發明的另一技術手段，是在於該控制單元還包括一與該調控模組電連接的無線傳輸模組，及一與該無線傳輸模組通訊連接的手動調整模組，該手動調整模組是安裝於一行動設備中，而能與該無線傳輸模組傳輸資訊，以取得該壓力偵測模組之偵測資訊並操控該控制模組。

本發明的另一技術手段，是在於該微氣泡產生單元包括一設置於該輸水管路的出水端的套筒、至少一設置於該套筒內的第一網片、一設置於該套筒內的加壓片，及一設置於該套筒末端的端蓋，該套筒包括一前接合區、一由該前接合區一體延伸的後接合區、一軸向貫穿該前接合區的流道、一由該後接合區圍繞且與該流道連通的容置空間，及一徑向貫穿該前接合區且與該流道連通的氣道，該第一網片是垂直於水流方向而疊置於該容置空間內，且該第一網片形成有複數切割痕，該加壓片是設置於該第一網片的前側，並具有複數間隔設置而供水流通過的貫穿孔。

本發明的另一技術手段，是在於該微氣泡產生單元還包括至少一疊置於該容置空間內且位於該第一網片與該端蓋之間的第二網片。

本發明的另一技術手段，是在於該微氣泡產生單元還包括一可拆離地結合於該前接合區的轉接頭。

本發明的另一技術手段，是在於微氣泡產生控制裝置還包含一逆止單元，該逆止單元包括一設置於該輸水管路的逆止閥，及一設置於該水源與該逆止閥之間的低壓開關。

本發明之功效在於，該控制單元使該抽水單元間歇性運作，可以有效降低噪音，而該進氣單元引導外界空氣進入該輸水管路內，能增加水流的空氣含量，更易形成微氣泡。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號作表示。

參閱圖1，為本發明微氣泡產生控制裝置之第一較佳實施例，包含一使一水源10的水流進入一輸水管路11的抽水單元2、一使外界空氣進入該輸水管路11的進氣單元3、一能控制該抽水單元2間歇性運轉的控制單元4、一逆止單元5，及一微氣泡產生單元6。該微氣泡產生單元6安裝於該輸水管路11的出水端，使水流通過後產生微氣泡。其中，該水源10可以是一水塔，而該輸水管路11能將該水源10之水流輸送至建築物，再由該輸水管路11的末端輸出。於本較佳實施例中，該抽水單元2是一水泵，該進氣單元3包括一設置於該輸水管路11上的文氏管31。該文氏管31具有一連通外界的通孔311，使水流在通過該文氏管31時，空氣可以經由該通孔311進入而與水流混合，增加水流內的氣體含量。文氏管31的結構為本領域中具有通常知識者所能理解，不再贅述。

該控制單元4包括一設置於該輸水管路11內的壓力偵測模組41，及一能接受該壓力偵測模組41之偵測資訊的調控模組42。其中，該壓力偵測模組41是一水壓計，用來偵測該輸水管路11內的液體壓力(一般稱為管壓)，由於水壓計的安裝方式為本領域之通常知識，亦非本發明之重點，不再贅述細節。該調控模組42能控制該抽水單元2的作動，使該輸水管路11內的壓力維持於設定的範圍內。更詳細地說，該調控模組42是依據該壓力偵測模組41之偵測資訊來控制該抽水單元2間歇性作動，例如：使該抽水單元2以抽水、停止、抽水、停止的方式間歇性作動，或者是抽水五至十秒後停止，再重複抽水五至十秒後停止的間歇性作動方式，但不以此為限。

該逆止單元5包括一設置於該輸水管路11且鄰近該水源10的逆止閥51，及一設置於該水源10與該逆止閥51之間的低壓開關52。該低壓開關52是一種無水斷電開關，當水源10壓力低於設定值或是停水時，會使該控制單元4自動切斷電源使整機停止運轉，避免該抽水單元2空轉。該逆止閥51則能避免水流逆流至該水源10。該微氣泡產生單元6是設置該輸水管路11的末端出口，例如水龍頭111(見圖2)上。

當上述各單元設置完成後，可先於該控制單元4之調控模組42中設定輸出之水壓，一般來說，2公斤以下之管壓稱為低壓，2公斤～2.5公斤之管壓稱為中壓， 2.5公斤～3公斤之管壓稱為高壓，操作人員可依據該輸水管路11之特性進行管壓參數的設定。一般來說，屋齡較久的建築物，內部設置的輸水管路11較為老舊，須將管壓設定較低；而以特殊金屬材質之輸水管路11可以將管壓設定較高。當該調控模組42接收到該壓力偵測模組41偵測到的管壓低於設定值時，則會驅動該抽水單元2進行間歇性運作，待管壓回到設定值範圍內時，該抽水單元2停止運作，以穩定該輸水管路11中之液體壓力於設定之管壓範圍。該輸水管路11中的水流最後會經由該微氣泡產生器流出，而形成具有細緻綿密氣泡的乳白色水流。

參閱圖3，該微氣泡產生單元6包括一套筒61、一第一網片62、一加壓片63、一第二網片64、複數墊圈65，及一端蓋66。參閱圖3及圖4，該套筒61包括一前接合區611、一由該前接合區611一體延伸的後接合區612、一軸向貫穿該前接合區611的流道613、一由該後接合區612圍繞且與該流道613連通的容置空間614，及一徑向貫穿該前接合區611且與該流道613連通的氣道615。

其中，如圖3所示，該第一網片62形成有複數切割痕621，且每一切割痕621是由該第一網片62的周緣往中心點的方向徑向延伸。要說明的是，該第一網片62上的切割痕621數量，可以是兩道、四道、八道，甚至更多。於實際實施時，所述第一網片62的數量也可以是複數，且切割痕621數量可以是相同，也可以不同。另外，該第一網片62與該第二網片64是以不銹鋼網裁切而成。該加壓片63同樣是以不銹鋼薄片裁切，再以沖壓方式形成複數間隔的貫穿孔631。

如圖4所示，該流道613具有一小孔徑段613a、一連接該小孔徑段613a的中孔徑段613b、及一連接該中孔徑段613b的大孔徑段613c。該大孔徑段613c的孔徑是朝遠離該中孔徑段613b的方向漸增，且該大孔徑段613c的最大直徑是該中孔徑段613b之最大直徑的至少兩倍，該氣道615是連通外界與該中孔徑段613b。

於本較佳實施例中，該加壓片63、該第一網片62、該第二網片64，及所述墊圈65是垂直於水流方向而依序疊置於該容置空間614內，最後將該端蓋66結合於該後接合區612的末端進行封擋，避免前述各元件由該容置空間614脫落。要特別說明的是，上述元件的疊置關係僅為本較佳實施例的其中一種態樣，能視實際使用狀況進行元件數量以及疊置順序的調整，不以此為限。

該前接合區611形成有外螺紋，該後接合區612形成有內螺紋，該端蓋667形成有外螺紋，以與該後接合區612螺合。所述加壓片63、第一網片62、第二網片64、及墊圈65依照前述說明的方式疊置於該容置空間614後，再將該端蓋66螺合於該套筒61的後接合區612，即完成組裝動作。該端蓋66具有一呈中空環狀的蓋體661，及一設置於該蓋體661上能供水流通過的濾片662。該蓋體661朝向該套筒61的一側形成有一凹陷部663用以容置該濾片662，以使該濾片662與該蓋體661共平面。該蓋體661的另一側形成有位置對稱的兩個操作孔664（顯示於圖2），因此，在進行該蓋體661的鎖合或拆卸時，可以利用工具插置於該二操作孔664內，提升組裝的便利性。該蓋體661是環狀設計，能使各元件不會由該容置空間614掉出，但不會阻擋水流。

實際使用時，該套筒61是直接利用該前接合區611來鎖接於該輸水管路11的末端出口，例如水龍頭111上，當水流進入該流道613時，並且會依序經由該小孔徑段613a、該中孔徑段613b，及該大孔徑段613c，再進入該容置空間614，最後經由該端蓋66的該濾片662後流出。當水流由該小孔徑段613a進入該中孔徑段613b時，因空間變大而壓力變小，相對於外部形成負壓，空氣就會從該氣道615被不斷吸入該中孔徑段613b，因此可以伴隨著水流而形成氣泡，再經由該大孔徑段613c進入該容置空間614。

水流進入該容置空間614後，會先通過該加壓片63，於本較佳實施例中，該加壓片63具有四個孔徑為0.1mm的貫穿孔631，當水流要通過該加壓片63時只能經由所述貫穿孔631流過，在水流路徑大幅縮小的情況下，水流的壓力會增大而達到加壓的效果。其中，該加壓片63的貫穿孔631數量，及其孔徑大小可以因應不同的設置環境與條件進行變化，不以本實施例所揭露者為限。

水流通過該加壓片63後，再流經該第一網片62，由於該第一網片62為緻密網狀結構，因此水流通過時將會產生大量微氣泡。同時，所述第一網片62上形成有切割痕621，能使水流易於通過。水流接著再通過該第二網片64，該第二網片64同樣為緻密網狀結構，讓水流通過時能產生大量微氣泡。

另外要特別說明的是，該流道613之該大孔徑段613c的最大直徑是該中孔徑段613b之最大直徑的至少兩倍，因此當水流進入該大孔徑段613c時，因空間變大而壓力變小，同樣能使更多的空氣經由該氣道615進入該流道613，增加水流內的氣體含量。依申請人實驗實作結果，在適當壓力下，增加進氣並有效切割氣泡，可使輸出的水流呈現乳白色並長達數分鐘之久，氣泡不會馬上消失，與一般流水觸感不同，具有較佳的洗淨力。

另外，由於水龍頭111或者是其他欲安裝之出水管路的型態可能不同而具有外螺紋，因此如圖5所示，該微氣泡產生器還包含一可拆離地結合於該套筒61的轉接頭68，能利用該轉接頭68將該套筒61結合於欲安裝的出水管路上。

由以上說明可知，為本發明微氣泡產生控制裝置具有以下功效：

一、該控制單元4使該抽水單元2間歇性運作，可以避免該抽水單元2長時間全力運轉所發出的噪音，而有效達到降噪功效。

二、該進氣單元3引導外界空氣進入該輸水管路11內，再配合該微氣泡產生器的結構設計，大幅增加水流內的空氣含量，並以該第一網片62與該第二網片64對水流進行切割，形成具有細緻綿密氣泡的乳白色水流。當水流中有更多的微氣泡，在進行洗滌時可以增加接觸面積，提升洗淨效率。

參閱圖6，為本發明微氣泡產生控制裝置之第二較佳實施例，大致與該第一較佳實施例相同，不同處在於，該進氣單元3還包括一對該輸水管路11輸入空氣的氣壓機32，且該氣壓機32是位於該抽水單元2的下游位置。另外，該控制單元4還包括一與該調控模組42電連接的無線傳輸模組43，及一與該無線傳輸模組43通訊連接的手動調整模組44。

該調控模組42能控制該抽水單元2與該氣壓機32的作動，使該輸水管路11內的壓力維持於設定的範圍中。該調控模組42是控制該抽水單元2與該氣壓機32間歇性且交替作動，該抽水單元2與該氣壓機32的作動時間比例是介於5:1至10:1的範圍內，例如：該抽水單元2運作九秒後停止再由該氣壓機32運作一秒。而該氣壓機32作動時，是將氣體打入該輸水管路11內，而控制水流內的氣體含量。另外，逆止閥321的設置，可以防止該輸水管路11內的水流逆流至該氣壓機32內。

要特別說明的是，該手動調整模組44是安裝於一行動設備中，而呈現如圖7所示的操作畫面，該行動設備能與該無線傳輸模組43傳輸資訊，以取得該壓力偵測模組41的偵測資訊，而該手動調整模組44也能經由該無線傳輸模組43將傳送控制訊息，以手動控制該抽水單元2與該氣壓機32的作動。使用者的行動設備可以利用無線網路以及密碼設定的方式，與該無線傳輸模組43形成通訊連接。

本發明之調控模組42，其主要運作頻率範圍：1~10Hz，運作週期：125ms~1s，該抽水單元2、氣壓機32運作頻率範圍：20~30Hz，運作週期：33ms~50ms，水壓限制範圍：1500~4900g。由於使用無線通訊傳輸資訊為習知技術之應用，不再贅述細節，於實際實施時，該行動設備可為智慧型手機或是其他具有連接網路功能之裝置，不以圖式所揭露者為限。圖7為該手動調整模組44的操作畫面示意，點選參數讀取的按鈕，可以更新並了解目前該抽水單元2(水泵)與該氣壓機32(氣泵)的運作情形，同時能以手動滑移的方式進行各項數據的調整，同時也可以按下水壓數據按鈕得知目前水管中的壓力數值。調整完成後點選上傳參數的按鈕，就能透過該無線傳輸模組43傳送指令至該調控模組42，由該調控模組42進行該抽水單元2與該氣壓機32的運作控制。

在其他的實施例中，該手動調整模組44也可以是直接設置於該調控模組42上的實體旋鈕，讓操作者可直接以轉動旋鈕的方式來調整該抽水單元2與該氣壓機32的運作狀態，若是該控制單元4損壞或有問題時，能以旋鈕進行調整。

傳統的作法欲使液體及氣體有效混合時，必須依靠水泵及氣泵同時運作才能加壓加氣，但此時水泵及氣泵的馬達負載較大，相對噪音也較大，本案是控制該抽水單元2及該氣壓機32採交替間歇性運作，水泵及氣泵馬達並非全力運作所以負載較小，可有效抑制噪音。

由以上的說明可知，該第二較佳實施例除了可以達成該第一較佳實施例之功效外，還具有手動調整的功能，能以手動控制的方式介入該抽水單元2與該氣壓機32之運作。

綜上所述，本發明微氣泡產生控制裝置，利用該控制單元4使該抽水單元2間歇性運作，可以避免該抽水單元2長時間全力運轉所發出的噪音，而有效達到降噪功效，而該進氣單元3引導外界空氣進入該輸水管路11內，再配合該微氣泡產生器的結構設計，大幅增加水流內的空氣含量，並以該第一網片62與該第二網片64對水流進行切割，形成具有細緻綿密氣泡的乳白色水流。

本發明之微氣泡產生控制裝置適合家戶使用，運作時沒有惱人噪音，且水流中具有豐富的微氣泡，在進行洗滌時可以增加接觸面積，提升洗淨效率，不論是用作物品、食物的清洗、身體淋浴或是泡澡沐浴，都具有良好的清潔效果或按摩功效，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10             水源 11             輸水管路 111           水龍頭 2               抽水單元 3               進氣單元 31             文氏管 311           通孔 32             氣壓機 321           逆止閥 4               控制單元 41             壓力偵測模組 42             調控模組 43             無線傳輸模組 44             手動調整模組 5               逆止單元 51             逆止閥 52             低壓開關 6               微氣泡產生單元 61             套筒 611           前接合區 612           後接合區 613           流道 613a         小孔徑段 613b         中孔徑段 613c          大孔徑段 614           容置空間 615           氣道 62             第一網片 621           切割痕 63             加壓片 631           貫穿孔 64             第二網片 65             墊圈 66             端蓋 661           蓋體 662           濾片 663           凹陷部 664           操作孔 68             轉接頭

圖1是一系統架構圖，為本發明微氣泡產生控制裝置之第一較佳實施例； 圖2是一立體圖，說明該第一較佳實施例中，一微氣泡產生單元設置於輸水管路末端； 圖3是一立體分解圖，說明該微氣泡產生單元的組成元件； 圖4是一剖示圖，說明該微氣泡產生單元之一套筒的內部結構； 圖5是一立體圖，說明該套筒配合一轉接頭使用的態樣； 圖6是一系統架構圖，為本發明微氣泡產生控制裝置之第二較佳實施例；及 圖7是一示意圖，說明一手動調整模組的操作示意畫面。

10             水源 11             輸水管路 2               抽水單元 3               進氣單元 31             文氏管 311           通孔 4               控制單元 41             壓力偵測模組 42             調控模組 5               逆止單元 51             逆止閥 52             低壓開關 6               微氣泡產生單元

Claims (10)

1. 一種微氣泡產生控制裝置，包含：一抽水單元，使一水源的水流進入一輸水管路；一進氣單元，使外界空氣進入該輸水管路；一控制單元，能控制該抽水單元間歇性運轉，以避免該抽水單元長時間全力運轉所發出的噪音；及一微氣泡產生單元，安裝於該輸水管路的出水端，使水流通過後產生微氣泡。
2. 如請求項1所述的微氣泡產生控制裝置，其中，該進氣單元包括一設置於該輸水管路上的文氏管。
3. 如請求項2所述的微氣泡產生控制裝置，其中，該進氣單元還包括一對該輸水管路輸入空氣的氣壓機，且該氣壓機是位於該抽水單元的下游位置。
4. 如請求項3所述的微氣泡產生控制裝置，其中，該控制單元包括一設置於該輸水管路內的壓力偵測模組，及一能接受該壓力偵測模組之偵測資訊的調控模組，該調控模組能控制該抽水單元與該氣壓機的作動，使該輸水管路內的壓力維持於設定的範圍中。
5. 如請求項4所述的微氣泡產生控制裝置，其中，該調控模組是控制該抽水單元與該氣壓機間歇性且交替作動，該抽水單元與該氣壓機的作動時間比例是介於5：1至10：1的範圍內。
6. 如請求項4所述的微氣泡產生控制裝置，其中，該控制單元還包括一與該調控模組電連接的無線傳輸模組，及一與該無線傳輸模組通訊連接的手動調整模組，該手動調整模組是安裝於一行動設備中，而能與該無線傳輸模組傳輸資訊，以取得該壓力偵測模組之偵測資訊並操控該控制模組。
7. 如請求項1所述的微氣泡產生控制裝置，其中，該微氣泡產生單元包括一設置於該輸水管路的出水端的套筒、至少一設置於該套筒內的第一網片、一設置於該套筒內的加壓片，及一設置於該套筒末端的端蓋，該套筒包括一前接合區、一由該前接合區一體延伸的後接合區、一軸向貫穿該前接合區的流道、一由該後接合區圍繞且與該流道連通的容置空間，及一徑向貫穿該前接合區且與該流道連通的氣道，該第一網片是垂直於水流方向而疊置於該容置空間內，且該第一網片形成有複數切割痕，該加壓片是設置於該第一網片的前側，並具有複數間隔設置而供水流通過的貫穿孔。
8. 如請求項7所述的微氣泡產生控制裝置，其中，該微氣泡產生單元還包括至少一疊置於該容置空間內且位於該第一網片與該端蓋之間的第二網片。
9. 如請求項7所述的微氣泡產生控制裝置，其中，該微氣泡產生單元還包括一可拆離地結合於該前接合區的轉接頭。
10. 如請求項1所述的微氣泡產生控制裝置，還包含一逆止單元，該逆止單元包括一設置於該輸水管路的逆止閥，及一設置於該水源與該逆止閥之間的低壓開關。

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