太陽能漂浮水淨化器的製作方法

2023-04-28 02:18:11

專利名稱：太陽能漂浮水淨化器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及消毒器，特別涉及一種適用於小型遊泳池的水淨化器結構。
背景技術：
人們在使用遊泳池時，越來越注重泳池中池水的衛生狀況，為了提高泳池中水的 水質，通常都要使用到消毒器，市面上常見的消毒器系統一般包括主管路10、次氯酸鈉發生 裝置30和銅離子發生裝置40，如圖12所示，其是使用動力裝置將水泵到主管路10的鹽水 環境中，再藉助次氯酸鈉發生裝置30和銅離子發生裝置40所產生的氯、銅離子對池水進行 消毒，然後再將消毒後的池水泵入遊泳池中，如此循環。通過前面的介紹可以知道，由於現有的消毒器需要配備水泵等動力裝置，造成體 積較大，佔用面積大，且需要較高的動力源，因此比較適用於大型遊泳池，而對於家用的小 型遊泳池而言，則使用成本高，並不實用。為了克服前述缺點，廠家針對小型家用遊泳池開發出一種可漂浮在水面上的淨化 器結構，其包括殼體及裝設在殼體上的太陽能板和銅塊，殼體可漂浮在水面上，而太陽能板 裝設在殼體的頂面，吸收太陽能並轉化為電能，提供銅離子的電解，銅離子與菌體酶的硫氰 基結合而使酶失去活性，有效形成除藻藥劑，抑制藻類的生長，從而對池水進行有效的殺菌 消毒作用。這種淨化器結構由於是直接對池水進行消毒，無需水泵等大型設備，因此僅靠太 陽能板提供的能量即可。然而，此種結構在使用時也有其局限性由於太陽能板將太陽能轉化為電能後，是 即時供給銅離子電解，當日照充足時，太陽能板轉換的電能較多，造成釋放到水中的銅離子 含量過高，同時含量過高的銅離子與水中氫氧根離子反應，生成綠色的氫氧化銅微粒，使得 池水顏色變綠，特別是當使用者遊泳上岸後，氫氧化銅附著在頭髮上，使頭髮著色，影響使 用效果；而當日照不足時，太陽能板無法提供足夠的電解能量，造成池水消毒效果不佳，失 去使用的意義。鑑於前述分析，本設計人針對目前應用於小型遊泳池的淨化器結構進行研究改 進，本案由此產生。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種太陽能漂浮水淨化器，其通過增加充電電池，太 陽能板轉化的電能首先存入充電電池中，再根據需要進行電解，使得銅離子的釋放量可控， 提高使用效果。本實用新型的另一目的，在於提供一種太陽能漂浮水淨化器，其增加設置鈦網，提 高消毒效果。為了達成上述目的，本技術方案的解決方案是一種太陽能漂浮水淨化器，包括殼體及裝設在殼體上的太陽能板和銅塊，還包括 裝設在殼體上的鈦網、電路板和充電電池，太陽能板與充電電池連接，為充電電池充電；充電電池再為電路板提供電源；電路板周期倒極為銅塊和鈦網供電。上述鈦網套設在銅塊的外部。上述殼體上還固定有一裝有氯化鈉顆粒的藥丸固定罩。上述充電電池還連接一 LED。上述LED外還設有一散熱片。採用上述方案後，本實用新型具有以下改進(1)通過增加一充電電池，太陽能板轉化的電能首先存入充電電池中，再由電路板 上的控制裝置控制通電與否，可有效控制銅離子的釋放量，避免天氣狀況對消毒效果的影 響，提高使用效果；(2)增加鈦網，當鈦網通電而銅塊不工作時，使銅塊的兩極短接至鈦網的負極或比 該負極更低的電壓，使得此時銅塊的電勢等於或低於鈦網負極，不能產生銅離子，從而避免 設計之外的銅離子的釋放，銅離子的釋放量精確可控，確保池水的質量；(3)本實用新型更可將鈦網套設在銅塊的外部，這樣實現二者的均勻接觸，使得銅 塊的表面腐蝕均勻。

[0019]圖1是本實用新型的立體分解圖；[0020]圖2是本實用新型的組合俯視圖；[0021]圖3是本實用新型的組合剖視圖；[0022]圖4是本實用新型的使用狀態圖；[0023]圖5是本實用新型的總控制圖；[0024]圖6是圖5中主控部分的放大示意圖；[0025]圖7是銅塊和鈦網均未通電時的電路圖；[0026]圖8是鈦網通電而銅塊未通電時的電路圖；[0027]圖9是鈦網倒極通電而銅塊未通電時的電路圖[0028]圖10是鈦網未通電而銅塊通電時的電路圖；[0029]圖11是鈦網未通電而銅塊倒極通電時的電路圖[0030]圖12是現有消毒器系統的示意圖。
具體實施方式首先參考圖1所示，本實用新型是一種太陽能漂浮水淨化器，其包括殼體、太陽能 板2、LED 3、散熱片4、電路板5、充電電池6、銅塊7和鈦網8，以下分別進行說明。殼體包括上本體11和下本體12，其中，下本體12為盆狀結構，且底部分別向內形 成二凸起，當從下向上看時，具有二容置部121、122，上本體11的形狀類似倒扣的盆狀，與 下本體12相互扣合，形成一封閉的容置腔。太陽能板2固定在上本體11的外表面頂部，便於吸收太陽能，且為了避免漏電，延 長太陽能板2的使用壽命，此實施例中還在太陽能板2的表面嚴密包覆一絕緣板21，參考圖 2所示。太陽能板2與充電電池6連接，在陽光充足時，為充電電池6充電。[0035]電路板5固定在容置腔中，並架設在二容置部121、122的底部，同時將充電電池6 卡置在電路板5與下本體12之間；電路板5上設有MCU及電子開關(如圖6)，MCU連接充 電電池6，並為電子開關及銅塊7、鈦網8供電，同時在電子開關的控制下，改變對銅塊7、鈦 網8的供電極性及電量，由於本技術方案將太陽能板2轉化的電能首先存儲在充電電池6 中，而利用充電電池6直接提供銅、氯離子的電離，這樣使得充電電池6的輸出電壓可控，電 解銅量可調，提高使用效果。銅塊7為純銅或銅鋅合金，鈦網8上具有鉬族氧化物塗層，且鈦網8和銅塊7均具 有數對正極和負極，為了減小體積，鈦網8與銅塊7之間的距離設置為5mm 400mm，最優為 5mm 200mm ；為了簡化結構，在本實施例中，銅塊7設計為柱狀形態，先將銅塊7放置在下 本體12底部的容置部121中，外部套設鈦網8，並在鈦網8的外部套設過濾網罩81，最後使 用固定塞82將銅塊7、鈦網8、過濾網罩81固定在一起。銅塊7和鈦網8的電離可在鹽水中進行，此處既可以另外單獨向遊泳池中放入稀 釋的鹽水溶液，還可以如本實施例中所示，通過將鹽水的主要原料——氯化鈉顆粒放置在 一藥丸固定罩9中，然後使用固定塞82將該藥丸固定罩9固定在下本體12的容置部122 內，如圖3所示，這樣，將淨化器放入水中，藥丸固定罩9中的氯化鈉顆粒遇水自動溶解，為 銅塊7和鈦網8的電離提供鹽水環境，使用非常方便。另外，為了增加淨化器的趣味性，還在殼體的容置腔內設置一 LED 3，其與電路板 5連接，並在電路板5的控制下為其供電；由於LED 3的發熱量較大，還在下本體12上固定 一散熱片4，用以延長LED 3的使用壽命；且為了增強LED 3的發光亮度，還在LED 3的上 方罩設一反光罩31。實際工作時，綜合參考圖6所示，淨化器漂浮在水面上(見圖4)，在白天，太陽能 板2吸收太陽能，為充電電池6充電；夜晚時，設置為22:00前，電路板5控制充電電池6為 LED 3供電，開始照明，形成遊泳池中的點點燈光，增強趣味性，而在22 00過後，開始為銅 塊7、鈦網8供電，對池水消毒，其具體的控制方法是當淨化器釋放銅時，為銅塊7供應恆 定電流，並周期倒極銅塊7的正、負極，同時使鈦網8的正、負極處於懸空狀態；在釋放氯時， 為鈦網8提供電解電壓，周期倒極鈦網8的正、負極，同時將銅塊7的正、負極短接，再與鈦 網8的負極連接，或施加低於鈦網8負極電壓的電壓。此外，在釋放銅時，為了便於控制銅的電解量，可以為銅供應恆定電流，也可提供 鋸齒波或正弦波半波的電流，並計算溶解定量銅塊所對應的電量所需的時間；還可以等間 隔採樣銅塊的電流並計算每一個間隔內的電量絕對值和計算總累計值的電量，從而計算出 溶解定量銅塊對應的電量的所需時間；或者以流過銅塊的電量的絕對值的電容積分形式算 出溶解定量銅塊對應的電量的所需時間。再請參考圖7至圖11所示，MCU 4主要是通過5個繼電器K1、K2、K 3、Κ4、Κ5實 現對電極的供電控制。另外，需要說明的是，為了方便控制，將所有鈦網8的正極均短接於 一點，即圖中的SALT+，而所有鈦網8的負極短接於SALT-，同理，所有銅塊7的正極短接於 ⑶+，所有銅塊7的負極短接於⑶_。繼電器K3為單刀單擲繼電器，其有兩種工作狀態導通(閉合，即ON)和未導通 (斷開，即OFF)，且其常態(OFF)為斷開狀態，一端與電源連接，另一端分別連接繼電器Kl 的常開觸點和繼電器K2的常閉觸點。[0043]其餘繼電器1(1、1(2、1(4、1(5均為單刀雙擲繼電器，且在未導通(即OFF)狀態時，固 定端均與常閉觸點搭接，而在導通(即ON)狀態時，固定端轉而與常開觸點搭接；連接關係 分別為繼電器Kl的固定端連接鈦網8的負極，常閉觸點接地；繼電器K2的固定端連接鈦 網8正極，常開觸點接地；繼電器K4的固定端連接銅塊7負極，常閉觸點接地或比地更低的 電壓(此實施例以接地為例)，常開觸點連接恆流源；繼電器K5的固定端連接銅塊7正極， 常閉觸點與繼電器K4的常閉觸點連接，常開觸點連接恆流源。首先參考圖7所示，其是說明鈦網8和銅塊7均未通電時的電路連接圖(狀態1)， 此時繼電器K 3、繼電器K1、K2、K4、K5均處於of f狀態，此時鈦網8為斷電狀態，而銅塊7的 正負極短接，經由電感Ll連接晶片CMD4115的LX端，配合參考圖12所示，其為晶片CMD4115 的內部連接框圖，此時由於電感Ll和電阻R26上的電流為O，無電流通過電流採樣電路，CS 比較器(Current Sense comparator)輸出高電平，將MOS打開，從而將LX端拉低，使銅塊 7的兩個電極處於接地狀態。再請參考圖8所示(狀態2)，需要對鈦網8通電產生氯時，是由MCU4通過PWM方 式控制繼電器K 3閉合，其餘繼電器保持off狀態不變，此時電解電流由繼電器K 3通過繼 電器K2的常閉觸點進入鈦網8的正極(SALT+)，再由鈦網8的負極(SALT-)經由繼電器Kl 的常閉觸點、電阻R30接地，並利用電阻R 30採集電流信號，用於對鈦網8的電解過程進行 監控，此時鈦網8處於正極電解模式；而繼電器K4、K5由於保持off狀態，而使銅塊7保持 接地狀態，相當於銅塊7的正負極電勢相同，並不受鈦網8通電的影響，因此銅板2不會產 生銅溶解現象，避免銅離子的釋放。再請參考圖9所示(狀態3)，為了保證去除鈦網8的表面水垢，在間隔適當時間 後，MCU 4控制繼電器Kl和K2均變為ON狀態，也即固定端均搭接到常開觸點，此時電解電 流通過繼電器Kl的常開觸點進入到鈦網8的負極(SALT-)，流過鈦網8後再經過鈦網的正 極(SALT+)、繼電器K2的常開觸點、電阻R 30接地，使鈦網8處於倒極電解模式；此時繼電 器K4、K5與圖8中狀態相同，銅塊7不工作，在此不再贅述。如圖10所示(狀態4)，是銅塊7進行正極電解的電路連接圖，此時繼電器K2、繼 電器K3處於off狀態，繼電器Kl處於ON狀態，則鈦網8無電壓，為懸空狀態；繼電器K4處 於OFF狀態，繼電器K5處於ON狀態，K5的固定端搭接到常開觸點，則晶片CMD4115輸出恆 流源經由繼電器K5到達銅塊7的正極(⑶+)，流過銅塊7後、經過銅塊7的負極(⑶-)繼電 器K4的常閉觸點、電感Li、到CMD4115的LX端，具體來說，同時參考圖12所示，當Vin-Visns 115mV時，CS比較器 輸出輸出低電平，MOS關閉，如此反覆，流過電阻R26的平均電流為(85+115)/(2*0. 56)= 179mA，從而為銅塊7提供恆定的電解電流。再請參考圖11所示(狀態5)，為了均衡銅塊7的溶解腐蝕程度，需每隔一段時間， 對加載在銅塊7上的電壓進行倒極，該圖即是說明MCU 4控制繼電器K4處於ON狀態，而繼 電器K5處於OFF狀態，此時CMD4115輸出恆流源通過繼電器K4的常開觸點到銅塊7的負 極(⑶_)，再由銅塊7的正極(⑶+)通過繼電器K5的常閉觸點、電感L1、LX點。另外，前述實施例中的鈦網8還可更換為石墨極板，且藥丸固定罩9中放置溴化 鈉顆粒，當給石墨極板通電時，極板的陽極釋放溴消毒劑，其餘與前述實施例中所述結構相 同，在此不再贅述。
權利要求一種太陽能漂浮水淨化器，包括殼體及裝設在殼體上的太陽能板和銅塊，其特徵在於還包括裝設在殼體上的鈦網、電路板和充電電池，太陽能板與充電電池連接，為充電電池充電；充電電池再為電路板提供電源；電路板周期倒極為銅塊和鈦網供電。
2.如權利要求1所述的太陽能漂浮水淨化器，其特徵在於所述鈦網套設在銅塊的外部。
3.如權利要求1所述的太陽能漂浮水淨化器，其特徵在於所述殼體上還固定有一裝 有氯化鈉顆粒的藥丸固定罩。
4.如權利要求1所述的太陽能漂浮水淨化器，其特徵在於所述充電電池還連接一LED。
5.如權利要求4所述的太陽能漂浮水淨化器，其特徵在於所述LED外還設有一散熱片。
專利摘要本實用新型公開一種太陽能漂浮水淨化器，包括殼體及裝設在殼體上的太陽能板和銅塊，還包括裝設在殼體上的鈦網、電路板和充電電池，太陽能板與充電電池連接，為充電電池充電；充電電池再為電路板提供電源；電路板周期倒極為銅塊和鈦網供電。此種水淨化器通過增加充電電池，太陽能板轉化的電能首先存入充電電池中，再根據需要進行電解，使得銅離子的釋放量可控，提高使用效果。
文檔編號E04H4/12GK201660471SQ201020111320
公開日2010年12月1日 申請日期2010年1月26日 優先權日2010年1月26日
發明者林華鄉 申請人:明達實業(廈門)有限公司