TWM483084U - 具前授控制之殺菌水產製裝置 - Google Patents

Description

具前授控制之殺菌水產製裝置

本創作係關於一種具前授控制之殺菌水產製裝置，尤指一種適用於電解製備方式之殺菌水產製裝置。

電解殺菌水的生成泛指利用電極通電，針對含有鹽類之電解質水溶液於裝置中進行電解作用所得之產物。其中在陽極產生高自由氯之產物，內容物包括了氯氣、次氯酸分子、次氯酸根離子、鹽酸等具有微生物活性抑制能力等。各種物質在水中分佈比率隨酸鹼度pH值而改變。而陰極則是產鹼性產物，內容則包括了氫氣、氫氧化鈉等元素。

然而，以往殺菌水系統控制餘氯(殺菌濃度，另稱自由氯)的技術，多半使用餘氯偵測器，其利用白金或黃金作為電極，施以循環電壓，感測水溶液中的餘氯濃度，但是量測元件造價昂貴，一套穩定輸出餘氯的系統，連同感測、控制與輸出造價花費不菲。

此外，傳統電解殺菌水的生成裝置不曾將電流前饋控制方式及穩水壓之結構單元結合在以鹽水為電解液之電解系統架構中，其中，本創作之電流訊號控制方式，更可將 化學量(自由氯濃度)轉化為物理量(電流)來偵測，不但增加量測範圍，也大大降低了成本。

創作人緣因於此，本於積極創作之精神，亟思一種可以解決上述問題之具前授控制之殺菌水產製裝置，幾經研究實驗終至完成本創作。

本創作之主要目的係在提供一種具前授控制之殺菌水產製裝置，俾能提供有別於傳統餘氯偵測之電流量測方式，透過電流訊號的控制與量測，以提高系統的穩定性及可調性，並大幅降低成本。

為達成上述目的，本創作之具前授控制之殺菌水產製裝置包括有一電解槽、一穩水壓單元、一清水輸入端、一鹽水桶、一鹽水泵浦、一清水泵浦、一直流電源、以及一控制單元。

上述電解槽包括有一清水進水端、一鹽水進水端及一電解槽出水端，其槽體以電解之方式透過氧化還原反應來製備殺菌水。上述穩水壓單元具有一穩水壓單元進水端及一穩水壓單元出水端，內部包括一上限水位開關及一下限水位開關，用來偵測液面高低，以提供穩定水壓輸出。

其中，在電解溶液供給方面，包括有清水輸入端及鹽水桶，鹽水桶包括有一與清水輸入端連通之鹽水桶進水 端及一鹽水桶出水端。藉此，分別提供清水及鹽水之電解溶液輸入。

此外，鹽水泵浦包括有一與鹽水桶出水端連通之鹽水泵浦入口及一與鹽水進水端連通之鹽水泵浦出口；清水泵浦包括有一與穩水壓單元出水端連通之清水泵浦入口及一與清水進水端連通之清水泵浦出口。藉此，將清水輸入端以管路連接穩水壓單元及鹽水桶，並分別利用清水泵浦及鹽水泵浦提供電解溶液之輸入動能。

再者，在電路控制架構方面，直流電源係電連接電解槽，而控制單元包括有一電流比例儀器、一類比數位轉換器、及一控制器，並電連接電解槽、鹽水泵浦及清水泵浦，藉由接收電解槽電解溶液之電流前饋訊號，以達到前授控制的效果。

上述控制單元係比較由使用者所設定之一餘氯目標值及經該電流比例儀器所量測該電解槽之電流值，並透過類比數位轉換器轉換為數位電壓訊號後，由控制器控制鹽水泵浦之輸出頻率及清水泵浦之輸出頻率，俾能透過控制二泵浦的輸出頻率來調配鹽水及清水占電解槽內溶液之百分比，進而得到所需之餘氯濃度。

上述電解槽、直流電源、以及控制單元可設置於一殼體內，例如可存在於同一個機器設備中，作為一整體性之獨立運作電解裝置。

本創作之具前授控制之殺菌水產製裝置，可更包括一降溫單元，其連結於電解液的流通管路中，例如可具有一與清水輸入端連通之降溫單元進水端及一與穩水壓單元進水端連通之降溫單元出水端，但不僅限裝設於此處。藉此，得以讓電解溶液處於一恆溫狀態，避免因清水輸入端之溫度變化而造成極板溶解速度加快，而減損使用壽命。此外，本殺菌水產製裝置可更包括一與電解槽出水端連通之殺菌水儲存桶，用以存放經電解反應完成後之殺菌水，意即存放具有次氯酸、次氯酸根等殺菌物質之電解水溶液。

上述直流電源之電壓值可為1~50伏特；控制單元之餘氯控制範圍可為1~10000ppm，意即本案可藉由設定直流電源大小及餘氯控制範圍來控制所需濃度之殺菌水溶液。

上述電流比例儀器可為電流電壓轉換器；上述控制器可為可程式邏輯控制器(Programmable logic controllers,PLC)或單晶片等控制單元。藉此，可將量測到的電流值轉換成微電壓，並判讀經轉換過後的數位電壓訊號後，以前授控制清水及鹽水泵浦的輸出頻率。

其中，清水及鹽水泵浦之輸出頻率可為一可變值。因此，本創作所採用之泵浦皆可調整其頻率輸出，意即可改變清水及鹽水進入電解槽的流速比例。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本創作的申請專利範圍。而有關本創作的其 他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

1‧‧‧殺菌水產製裝置

2‧‧‧殼體

21‧‧‧電解槽

211‧‧‧鹽水進水端

212‧‧‧清水進水端

213‧‧‧電解槽出水端

22‧‧‧直流電源

23‧‧‧控制單元

231‧‧‧電流比例儀器

232‧‧‧類比數位轉換器

233‧‧‧控制器

3‧‧‧穩水壓單元

31‧‧‧穩水壓單元進水端

32‧‧‧穩水壓單元出水端

33‧‧‧上限水位開關

34‧‧‧下限水位開關

4‧‧‧清水輸入端

41‧‧‧軟水單元

5‧‧‧鹽水桶

51‧‧‧鹽水桶進水端

52‧‧‧鹽水桶出水端

6‧‧‧鹽水泵浦

61‧‧‧鹽水泵浦入口

62‧‧‧鹽水泵浦出口

7‧‧‧清水泵浦

71‧‧‧清水泵浦入口

72‧‧‧清水泵浦出口

8‧‧‧降溫單元

81‧‧‧降溫單元進水端

82‧‧‧降溫單元出水端

9‧‧‧殺菌水儲存桶

圖1係本創作一較佳實施例之整體架構圖。

圖2係本創作一較佳實施例之管線結構流程圖。

圖3係本創作一較佳實施例之穩水壓單元示意圖。

圖4係本創作一較佳實施例之電路控制架構流程圖。

請參閱圖1，係為本創作一較佳實施例之整體架構圖。圖中出示一種具前授控制之殺菌水產製裝置1，包括有一殼體2、一穩水壓單元3、一清水輸入端4、一軟水單元41、一鹽水桶5、一鹽水泵浦6、一清水泵浦7、一降溫單元8以及一殺菌水儲存桶9。其中，在本實施例中上述殼體2內部包含一電解槽21、一直流電源22、以及一控制單元23，其中，圖中之箭頭方向即為溶液之流動方向。

請同時參閱圖2，係為本創作一較佳實施例之管線結構流程圖。從整體的流程架構來看，清水由清水輸入端4進入後，會先經過軟水單元41的過濾處理，再分流進入兩部分，其一由鹽水桶進水端51進入鹽水桶5，並於桶內加入氯化鈉調製為一鹽水，接著從一鹽水桶出水端52進入鹽水泵浦6。

上述鹽水泵浦6透過一鹽水泵浦入口61與鹽水 桶出水端52作連接，使得鹽水經鹽水泵浦6加壓並調整輸出頻率後，由鹽水泵浦出口62進入電解槽21。

另一方面，上述清水輸入端4經由軟水單元41連通降溫單元8，係為一冰機或市售之冷卻裝置，得以讓電解溶液處於一恆溫狀態，避免因清水輸入端之溫度變化而造成極板溶解速度加快，減損使用壽命。降溫單元8具有一與軟水單元41連通之降溫單元進水端81及一與穩水壓單元進水端31連通之降溫單元出水端82，因此，清水經由降溫處理過後，係由降溫單元出水端82進入穩水壓單元3。

接著，請一併參閱圖3，係為本創作一較佳實施例之穩水壓單元示意圖。穩水壓單元3具有一穩水壓單元進水端31及一穩水壓單元出水端32，內部包括一上限水位開關33及一下限水位開關34，用以偵測液面過高或過低，使儲水裝置之水量始終保持在一定的容量，達到穩壓穩流之效果，清水經過降溫處理並從降溫單元出水端82流出後，進入上述穩水壓單元調整水壓及流量，再經由穩水壓單元出水端32連通清水泵浦入口71而進入清水泵浦7，此時再經清水泵浦7加壓並調整輸出頻率後，由清水泵浦出口72進入電解槽21。上述鹽水泵浦6及清水泵浦7之輸出頻率皆為一可變值，意即可改變清水及鹽水進入電解槽的流速比例。

再著，鹽水經由鹽水進水端211進入電解槽21，清水經由清水進水端212進入電解槽，使鹽水及清水於電解槽21內混合成電解水溶液進行電解反應，並利用陽極氧化、陰極還原之作用，而獲得次氯酸、次氯酸根等殺菌目標產物。 反應產物經收集過後，將會由電解槽出水端213進入殺菌水儲存桶9，其用以存放經電解反應完成後之殺菌水。圖1至圖3主要說明了水路管線的系統架構及連接關係，而其控制方式將如下繼續說明。

請參閱圖4，係為本創作一較佳實施例之電路控制架構流程圖，請一併配合圖1之架構圖。在電路控制架構方面，控制單元23，包括有一電流比例儀器231、一類比數位轉換器232、及一控制器233，直流電源22係電連接電解槽21，而控制單元23電連接電解槽21、鹽水泵浦6及清水泵浦7。

其中，控制單元23係由使用者設定一餘氯目標值，其偵測範圍係為1~10000ppm，並先以給定一初始電流的方式開始進行電解反應。在電解的過程中，電流比例儀器231，在本實施例中係為一種電流電壓轉換器，會持續偵測電解槽內之電流值作為前授控制的依據，並同時將電流轉換成微電壓以擴大其量測範圍，接著將電壓類比訊號經由類比數位轉換器232轉換成數位訊號，主要因為後段之控制器233僅能判讀數位訊號才能做出回應動作，而控制器233係為一種可程式邏輯控制器(Programmable logic controllers,PLC)，主要是利用積體電路替代機械設備達成程序控制功能。最後，控制器233可前授控制鹽水泵浦6之輸出頻率及清水泵浦7之輸出頻率，使其達到使用者所期待之自由氯濃度，以此方式反覆調整鹽水泵浦6及清水泵浦7，直到濃度趨於目標之自由氯濃度為止。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧殺菌水產製裝置

2‧‧‧殼體

21‧‧‧電解槽

211‧‧‧鹽水進水端

212‧‧‧清水進水端

213‧‧‧電解槽出水端

22‧‧‧直流電源

23‧‧‧控制單元

3‧‧‧穩水壓單元

31‧‧‧穩水壓單元進水端

32‧‧‧穩水壓單元出水端

33‧‧‧上限水位開關

34‧‧‧下限水位開關

4‧‧‧清水輸入端

41‧‧‧軟水單元

5‧‧‧鹽水桶

51‧‧‧鹽水桶進水端

52‧‧‧鹽水桶出水端

6‧‧‧鹽水泵浦

61‧‧‧鹽水泵浦入口

62‧‧‧鹽水泵浦出口

7‧‧‧清水泵浦

71‧‧‧清水泵浦入口

72‧‧‧清水泵浦出口

8‧‧‧降溫單元

81‧‧‧降溫單元進水端

82‧‧‧降溫單元出水端

9‧‧‧殺菌水儲存桶

Claims (10)

1. 一種具前授控制之殺菌水產製裝置，包括有：一電解槽，包括有一清水進水端、一鹽水進水端及一電解槽出水端；一穩水壓單元，具有一穩水壓單元進水端及一穩水壓單元出水端，內部包括一上限水位開關及一下限水位開關，用來偵測液面高低，以提供穩定水壓輸出；一清水輸入端；一鹽水桶，包括有一與該清水輸入端連通之鹽水桶進水端及一鹽水桶出水端；一鹽水泵浦，包括有一與該鹽水桶出水端連通之鹽水泵浦入口及一與該鹽水進水端連通之鹽水泵浦出口；一清水泵浦，包括有一與該穩水壓單元出水端連通之清水泵浦入口及一與該清水進水端連通之清水泵浦出口；一直流電源，係電連接該電解槽；以及一控制單元，包括有一電流比例儀器、一類比數位轉換器、及一控制器，該控制單元電連接該電解槽、該鹽水泵浦及該清水泵浦；其中，該控制單元係比較由使用者所設定之一餘氯目標值及經該電流比例儀器所量測該電解槽之電流值，並透過類比數位轉換器轉換為數位電壓訊號後，由該控制器控制下列群組其一：該鹽水泵浦之輸出頻率及該清水泵浦之輸出頻率。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，該電解槽、該直流電源、以及該控制單元係設置於一殼體內。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，更包括一降溫單元，其具有一與該清水輸入端連通之降溫單元進水端及一與該穩水壓單元進水端連通之降溫單元出水端。
4. 申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，更包括一與電解槽出水端連通之殺菌水儲存桶。
5. 申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，該直流電源之電壓值係為1~50伏特。
6. 申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，該控制單元之餘氯控制範圍係為1~10000ppm。
7. 申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，該電流比例儀器係為電流電壓轉換器。
8. 申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，該控制器係為可程式邏輯控制器。
9. 申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，該清水泵浦之輸出頻率係為一可變值。
10. 申請專利範圍第1項所述之具前授控制之殺菌水產製裝置，其中，該鹽水泵浦之輸出頻率係為一可變值。