TWM530312U - 流體處理設備 - Google Patents

Description

流體處理設備

本新型是有關於一種處理設備，特別是指一種流體處理設備。

隨著人口增加及產業發達，水汙染的情況也日益嚴重。尤其，淡水不僅是人類所必須仰賴的生存資源，但卻又是經常被人類活動所污染的水體。而且，要將被汙染的淡水恢復成潔淨的狀態，其處理過程通常得需要耗費相當的時間及成本。

所以，目前的水處理過程是先經由淨水廠進行淨水程序，以去除水中大部分的雜質及細菌，並且通過管線輸送至用戶端，而各用戶再依照自身的需求對自來水進行處理。不過，自來水中所殘餘的雜質仍會含有鈣、鎂等金屬離子，以及藻類、真菌等生物。這些物質會讓輸水管道及用水設備在使用一段時間後，而在其內部形成水垢及黏膜，不僅會降低輸水管道及用水設備的熱傳遞效率與使用年限，同時也會讓使用者對由其所輸送而來的水產生衛生安全的疑慮。

因此，本新型之目的，即在提供一種能有效去除及防止水垢產生，同時抑制細菌及藻類生長的流體處理設備。

於是，本新型流體處理設備包含一脈衝式處理單元，及一電漿態處理單元。

該脈衝式處理單元包括一流體管、至少一強力磁鐵，及一激磁裝置。該流體管係沿一軸線延伸且圍繞該軸線以界定一流道，並具有連通該流道的一流體入口及一流體出口。該強力磁鐵係設置於該流道內，且其磁極排列方向與該軸線方向實質上平行。該激磁裝置具有一環繞該軸線且繞設於該流體管的線圈，及一用以輸出一激磁信號給該線圈的脈波控制模組。該激磁信號係具時變頻率及時變振幅的信號。

該電漿態處理單元包括一與該流體管相連通的處理容器，及一用以產生複數帶電粒子及複數中性粒子並將其導入該處理容器內的電漿產生裝置。

本新型之功效在於：透過該脈波控制模組產生的該激磁信號調變該線圈的磁場，讓該強力磁鐵能在該激磁裝置的磁場作用下產生對應的震動，以物理性破壞或降低細菌與病毒的活性，而得到更乾淨、衛生的流體。另外，藉由該等帶電粒子及該等中性粒子對該處理容器中的流體所產生的強氧化物質，能進一步地確保細菌、病毒，以及藻類、真菌等微生物死亡，以達到徹底滅菌、消毒，及抑制微生物生長的功效。

參閱圖1與圖2，本新型流體處理設備的一實施例包含一脈衝式處理單元100，及一電漿態處理單元200。

該脈衝式處理單元100包括一流體管110、複數置架120、複數強力磁鐵130、一激磁裝置140，及一金屬殼體150。其中，該流體管110係沿一軸線L延伸，且圍繞該軸線L以界定一流道300，並包括連通該流道300的一流體入口111及一流體出口112。並且，該流體管110的材質建議是採用硬聚氯乙烯（Unplasticized Polyvinyl Chloride，UPVC），但不以此為限，只要是不導磁的材料皆可。這是因為硬聚氯乙烯係具有耐腐蝕性和較佳的柔軟性等優點，而且，它也不導電，因而不與酸、鹼，或鹽類溶液發生化學反應，所以不需要外防腐塗層和內襯。另外，柔軟性佳的優點，使得其在水壓荷載的作用下，能對應地形變屈張，以降低沖壓破裂的機率。此外，該流道300的截面直徑建議為2.5英吋，這係對於流體流速、磁化程度，及該激磁裝置140的效率所獲得的綜合考量結果，但不以此為限，也可依循使用的實際需求進行調整。另外，該流體入口111與該流體出口112係位於該流體管110兩端，而彼此呈相反方向，但不以此為限，而是能配合使用需求來調整設置。

要說明的是，每一置架120包括一與該流體管110連接的架本體121，及複數沿該軸線L方向貫穿該架本體121的貫孔122。該等強力磁鐵130係可各別地插置於其中幾個貫孔122。並且，每一強力磁鐵130與其所插置的貫孔122之間並非是固定的連結關係，使得該等強力磁鐵130能沿該軸線L方向往返地滑移於該貫孔122。如此，該等強力磁鐵130在該激磁裝置140的磁場作用下，便能沿該軸線L方向震動。在本實施例中，該等置架120的數目為兩個，但不以此為限，也能為一個或三個以上，其主要的功用是讓每一強力磁鐵130的兩端能各別地插置於該等置架120的貫孔122，使得該等強力磁鐵130的磁極排列方向盡量地與該軸線L平行，同時也能提高該等強力磁鐵130在受到該流道300內流體衝擊時的穩定性。此外，每一置架120會有至少一不插設該等強力磁鐵130而是作為流體通道的貫孔122（即圖2中位於該軸線L上之貫孔122）。另外，該等強力磁鐵130的數目為兩個，但不以此為限，也能為一個，或三個以上。並且，每一強力磁鐵130皆具有大於1特斯拉（Tesla）的磁通量密度。值得一提的是，對於多個強力磁鐵130而言，彼此磁極之間的吸引或排斥力量極大，而需要妥善地調配該等強力磁鐵130的位置。

另一方面，該激磁裝置140包括一環繞該軸線L，且繞設於該流體管110的線圈141，及一脈波控制模組142。其中，該脈波控制模組142具有一脈波產生器143，及一變壓器144。該脈波產生器143電連接於該變壓器144的一次側，該變壓器144的二次側則是電連接於該線圈141。該脈波產生器143即能將一交流電信號，透過信號控制調變，而輸出一相關於該調變結果的脈波信號，使該變壓器144透過電磁互感，而輸出一相關於該脈波信號且具時變頻率（Time-variant Frequency）及時變振幅（Time-variant Amplitude）的激磁信號。在本實施例中，該脈波信號的頻率係介於70赫茲至40千赫茲之間，且在該交流電信號的方均根電壓為220伏特時，其方均根電流約只需0.08安培，所以僅消耗不到20瓦特的功率。要說明的是，由於該流道300的截面直徑愈小，單位長度的導線所能形成的線圈141匝數愈多，而能在單位電量中產生愈強的磁場，但也會因單位時間內受到磁化的水量變少，而導致流體磁化的效率降低。因此，透過新型創作人的實驗所獲得的結果，來權衡出本實施例的規格配置，即能在用電量與磁化效率之間取得較佳的平衡。

藉此，透過該等強力磁鐵130與該激磁裝置140所產生的強力磁場作用，能夠讓水中礦物質的物理結構發生變化，例如鈣、鎂等結垢物的針狀結晶改變為粒狀結晶體，使其相互黏附與聚積的特性受到了破壞，從而降低聚結硬垢的機率。同時，對於水分子來說，原來締結成鏈狀的大分子，也會因為磁場作用斷裂成單個小分子，使得水分子偶極距發生偏轉而增大，連帶地讓其與鹽類正負離子之間的吸引力增大，故能漸進分解已形成水垢之鹽類，從而使輸水管道及用水設備的管壁上原有的舊垢逐漸地開裂、疏鬆，進而剝落，達到清潔管道的效果。

另外，根據習知文獻資料，目前的磁化裝置還是以固定頻率，或是透過高頻率（4千赫茲至250千赫茲）調變的電信號來產生加強磁化水能量的電磁場，而且主要著眼於對於磁化水能量的提升。但是，本新型所使用的頻率帶寬係由低頻至高頻，且為隨機變換頻率，目的在於讓該等強力磁鐵130在該激磁裝置140的磁場作用下產生對應的震動，以形成對流體擠壓的脈衝式波動，而能物理性地破壞或降低細菌與病毒的活性，從而得到更乾淨、衛生的流體。進一步來說，由於該等強力磁鐵130與該激磁裝置140之間的交互作用，不僅能讓細菌與病毒的細胞膜不斷地受到高強度的脈衝態電場及磁場交變震盪以生成衝擊波，同時也讓水中的介質產生大量的等離子體。若是該衝擊波超過了細菌與病毒的細胞膜所能承受的上限即會變得脆弱，甚至死亡。此外，生物的細胞膜係由膜上的電荷來決定其通透性和強度，而該等強力磁鐵130與該激磁裝置140所產生的電場和磁場，使得細胞膜內外電位差增大，造成細胞膜的通透性增加，同時降低細胞膜的強度。如此一來，在衝擊波及細胞膜弱化的雙重作用下，細菌與病毒將更容易被消滅，從而達到殺菌的效果。

另一方面，該金屬殼體150係包覆於該線圈141外側，用以屏蔽該等強力磁鐵130與該激磁裝置140所產生磁場。但是，對於某些設置情況，如將本新型裝設於地底，或是安裝於本身就具有金屬外殼的設備中，也能夠不須額外設置該金屬殼體150。

該電漿態處理單元200包括一與該流體管110相連通的處理容器210，及一用以產生複數帶電粒子及複數中性粒子並將其導入該處理容器210內的電漿產生裝置220。其中，該電漿產生裝置220具有一充滿氣體的反應腔221，及一用以在該反應腔221內產生一電場的電源模組222。該電場能對該反應腔221中的氣體分子進行解離，以形成該等帶電粒子及該等中性粒子。其中，熟知技藝者會了解該電源模組222如何在該反應腔221內產生該電場，以及該電場係如何地解離該反應腔221內的氣體分子。所以，在此並不贅述相關於該電漿產生裝置220的元件組成與作用原理。但要說明的是，該反應腔221將該等帶電粒子導入該處理容器210的裝置有如文氏管、氣液混合泵、曝氣盤、曝氣管，或曝氣石等設備，以進行氣液吸引、混合、溶解，在將處理後的溶液導入該處理容器210。

如此一來，該等帶電粒子將能對流入該處理容器210中的水分子進行撞擊，而產生如過氫化氧（H ₂O ₂）、臭氧（O ₃），或是氫氧根（OH ^-）等強氧化物質。使得經由該脈衝式處理單元100的滅菌預處理過程後仍頑強地存活下來的細菌及病毒，或是如藻類、真菌等微生物，將會在該處理容器210中，與該等強氧化物質進行氧化作用，讓其內部的蛋白質、脂肪，及核酸等物質快速氧化，而促使其死亡，以達到徹底滅菌、消毒，及抑制微生物生長的功效。

經由上述說明，歸納本新型流體處理設備具有之功效及優點如下：

一、藉由該等強力磁鐵130與該激磁裝置140的磁場進行交互作用，不僅讓該流道300內的流體能感應到足夠強大的磁場，達到極佳的磁化效果，並配合實驗所獲得的磁化結果，以配置出該流道300的較佳規格，而讓該流體磁化的效率最佳化，同時也有效地去除及防止水垢產生。

二、透過該脈波產生器143產生的該脈波信號調變該線圈141的磁場，讓該等強力磁鐵130能在該激磁裝置140的磁場作用下產生對應的震動，以物理性破壞或降低細菌與病毒的活性，而得到更乾淨、衛生的流體。

三、藉由該電漿產生裝置220在該處理容器210中所產生的強氧化物質，能進一步地確保細菌、病毒，以及藻類、真菌等微生物死亡，以達到徹底滅菌、消毒，及抑制微生物生長的功效。

綜上所述，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧脈衝式處理單元
110‧‧‧流體管
111‧‧‧流體入口
112‧‧‧流體出口
120‧‧‧置架
121‧‧‧架本體
122‧‧‧貫孔
130‧‧‧強力磁鐵
140‧‧‧激磁裝置
141‧‧‧線圈
142‧‧‧脈波控制模組
143‧‧‧脈波產生器
144‧‧‧變壓器
150‧‧‧金屬殼體
200‧‧‧電漿態處理單元
210‧‧‧處理容器
220‧‧‧電漿產生裝置
221‧‧‧反應腔
222‧‧‧電源模組
300‧‧‧流道
L‧‧‧軸線

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型流體處理設備的一實施例的一示意圖；及 圖2是該實施例中的一脈衝式處理單元的一不完整的剖視圖。

100‧‧‧脈衝式處理單元

110‧‧‧流體管

140‧‧‧激磁裝置

141‧‧‧…線圈

142‧‧‧脈波控制模組

143‧‧‧脈波產生器

144‧‧‧變壓器

150‧‧‧金屬殼體

200‧‧‧電漿態處理單元

210‧‧‧處理容器

220‧‧‧電漿產生裝置

221‧‧‧反應腔

222‧‧‧電源模組

L‧‧‧軸線

Claims (7)

1. 一種流體處理設備，包含： 一脈衝式處理單元，包括一流體管、至少一強力磁鐵，及一激磁裝置，該流體管係沿一軸線延伸且圍繞該軸線以界定一流道，並具有連通該流道的一流體入口及一流體出口，該強力磁鐵係設置於該流道內，且其磁極排列方向與該軸線方向實質上平行，該激磁裝置具有一環繞該軸線且繞設於該流體管的線圈，及一用以輸出一激磁信號給該線圈的脈波控制模組，該激磁信號係具時變頻率及時變振幅的信號；及 一電漿態處理單元，包括一與該流體管相連通的處理容器，及一用以產生複數帶電粒子及複數中性粒子並將其導入該處理容器內的電漿產生裝置。
2. 如請求項1所述的流體處理設備，其中，該脈波控制模組包括一脈波產生器，及一變壓器，該脈波產生器電連接於該變壓器的一次側，該變壓器的二次側電連接於該線圈，該脈波產生器係將一交流電信號，透過信號控制調變，而輸出一相關於該調變結果的脈波信號，該變壓器透過電磁互感，而輸出相關於該脈波信號的該激磁信號。
3. 如請求項2所述的流體處理設備，其中，該脈波信號的頻率係介於70赫茲至40千赫茲之間。
4. 如請求項1所述的流體處理設備，其中，該強力磁鐵具有大於1特斯拉的磁通量密度。
5. 如請求項1所述的流體處理設備，其中，該脈衝式處理單元還包括一金屬殼體，該金屬殼體係包覆於該線圈外側，用以屏蔽該強力磁鐵與該激磁裝置所產生磁場。
6. 如請求項1所述的流體處理設備，其中，該脈衝式處理單元還包括至少一設置於該流道內的置架，該強力磁鐵係可沿該軸線方向往返滑移地插置於該置架，並與該激磁裝置產生的磁場相互作用，而沿該軸線方向震動。
7. 如請求項1所述的流體處理設備，其中，該電漿產生裝置具有一充滿氣體的反應腔，及一用以在該反應腔內產生一電場的電源模組，該電場能對該反應腔中的氣體分子進行解離，以形成該等帶電粒子及該等中性粒子。