流體動力臭氧產生器及其相關應用的附件的製作方法
2023-11-02 21:35:27 3
專利名稱：流體動力臭氧產生器及其相關應用的附件的製作方法
技術領域：
本發明有關於一種利用流體動力的臭氧產生器及其相關應用的附件。
由於臭氧不會有殘存及用量過度的問題，在殺菌及高級氧化等處理上早已取代傳統所使用的氯氣及雙氧水。然而高濃度的臭氧極易發生爆炸，另外，除非在極低溫及特殊處理下，否則臭氧會在一小時內分解，因此，臭氧在應用上必須現場產制。使用臭氧時除了需要臭氧產生系統外，同時必須配備氣體進氣系統、冷卻系統。當臭氧應用在水處理時，必須另外配備臭氧溶解於水中的混合系統，然而一般此類混合系統的混合效率不佳且有餘氣外漏等造成使用上的問題。一般常用的文氏管(Venturi Tube)是結合兩不同管徑的流管，其吸氣點位在兩管相交接處，屬點狀式的吸氣範圍，故吸氣範圍小，吸氣效率不佳。另一方面，由於需要這些附加配件，而且臭氧製造成本非常昂貴，故而使臭氧無法為小規模的居民日常生活中所普遍使用。
本發明是利用流體動力的作用而設計成一種創新的進氣系統，與一般採用文氏管方式比較，其吸氣效率可大幅提升，並可將臭氧產生、冷卻和溶氣等功結合成一體而成為一種流體動力臭氧產生器，不僅簡化一般臭氧產生器的操作，同時大幅降低臭氧使用成本，使臭氧能被廣泛地應用。
本發明的目的是提供一種流體動力臭氧產生器及其相關應用的附件，不但產生臭氧的效果佳、效率高，且具有操作簡化、體積小、安裝容易等優點，適合普通居民日常生活使用。
本發明的技術方案在於提供一種流體動力臭氧產生器，其特徵在於包括一飛水流管；一氣冷式臭氧產生管，其安裝在該飛水流管的第二圓錐管內部，且其封口端朝向該間隙；及一液壓溶氣裝置，其入口管路與該飛水流管的水出口流體連通；該飛水流管，包括一外管，其一端具有至少一水入口並形成為一上遊端，另一端具有至少一水出口並相對於上遊端而形成為一下遊端；一內管，配置在該外管中的上、下遊端之間，該內管包含一第一圓錐管及一第二圓錐管，該內管配合外管共同形成一具有喉部的漸縮一漸擴的圓環狀流體通路，該第一圓錐管及一第二圓錐管是在喉部附近相鄰接並且二者間維持一間隙以形成一圓環狀的吸氣通道，該圓環狀吸氣通道的徑向外側端位於喉部附近，而其徑向內側端則經由一流動路徑而與一外界氣體源相連通；一容許在內管的流體單向經由該吸氣通道進入該外管的逆止閥，設在該吸氣通道附近，並位於該吸氣通道連通至外界氣體源的流動路徑上；該氣冷式臭氧產生管，包括一石英管，具有一封口端及一開放端；一不鏽鋼刷，電氣連接於電源以作為電極，配置在該石英管內；及一氣流管迴路，配置於該石英管內，使石英管外的氣體由石英管的開放端經由該氣流管迴路在石英管內流向石英管的封口端，再轉折回流出石英管的開放端；該液壓溶氣裝置，包括一密封容器，具有頂端及底端，該頂端完全封閉，底端則具有兩開口；一入口管路，經由該密閉容器底端其中一開口進入該容器內，且伸進該容器內有一相當長度；一出口管路，由該容器底端另一開口延伸出該容器外。
所述的流體動力臭氧產生器，其特徵在於該飛水流管的第一圓錐管具有一圓錐頭及一底部，該圓錐頭朝向外管的水入口，該飛水流管的第二圓錐管沿其縱軸方向由上遊端向下遊端延伸且其外徑逐漸縮小，當沿該縱軸至某一長度後，其外徑即保持固定。
本發明還提供一種飛水流管，其特徵在於包括一外管，其一端具有至少一水入口並形成為一上遊端，另一端具有至少一水出口並相對於上遊端而形成為一下遊端；一內管，配置在該外管中的上、下遊端之間，該內管包含一第一圓錐管及一第二圓錐管，該內管配合外管共同形成一具有喉部的漸縮一漸擴的圓環狀流體通路，該第一圓錐管及一第二圓錐管是在喉部附近相鄰接並且二者間維持一間隙以形成一圓環狀的吸氣通道，該圓環狀吸氣通道的徑向外側端位於喉部附近，而其徑向內側端則經由一流動路徑而與一外界氣體源相連通；一容許在內管的流體單向經由該吸氣通道進入該外管的逆止閥，設在該吸氣通道附近，並位於該吸氣通道連通至外界氣體源的流動路徑上。
所述的飛水流管，其特徵在於該第一圓錐管具有一圓錐頭及一底部，該圓錐頭朝向外管的水入口，該第二圓錐管沿其縱軸方向由上遊端向下遊端延伸且其外徑逐漸縮小，當沿該縱軸至某一長度後，其外徑即保持固定。
本發明還提供一種氣冷式臭氧產生管，其特徵在於包括一石英管，具有一封口端及一開放端；一不鏽鋼刷，電氣連接於電源以作為電極，配置在該石英管內；及一氣流管迴路，配置於該石英管內，使石英管外的氣體由石英管的開放端經由該氣流管迴路在石英管內流向石英管的平封端，再轉折回流出石英管的開放端。
本發明還提供一種液壓溶氣裝置，其特徵在於包括一密封容器，具有頂端及底端，該頂端為完全封閉，底端則具有兩開口；
一入口管路，經由該密閉容器底端其中一開口進入該容器內，且伸進該容器內有一相當長度；一出口管路，由該容器底端另一開口延伸出該容器外。
本發明是關於一種包含飛水流管、氣冷式臭氧產生管及液壓溶氣裝置等三種組件的流體動力臭氧產生器；其中，飛水流管是利用流體動力，即利用水流流經不同斜度面造成流速差所產生的壓力差原理而設計，而具有吸氣、進氣及溶氣的功能，其吸氣效率高，不佔體積。該氣冷式臭氧產生管利用氣體導管導入氣體(空氣或氧氣)，造成氣體流動迴路，再利用不鏽鋼刷在管內放電，其產生臭氧的效率佳，且氣體流動迴路能帶走管內因放電所產生的熱量，達到適當的冷卻效果。該液壓溶氣裝置裝設在上述飛水流管的水出口，利用外加的水泵將溶氣裝置內混於水中的氣體(臭氧)加壓，使氣體充份溶於水中，不致以氣泡的形式從水中逸出，增加溶氣效率，同時提升實用的效果。
利用由該飛水流管、氣冷式臭氧產生管及液壓溶氣裝置等三種組件組合而成的流體動力臭氧產生器，不但效果佳、效率高，且具有操作簡化、體積小、安裝容易等優點，適合普通居民日常生活使用，如飲用、洗滌蔬果等方面的用途。
圖式的簡單說明
圖1是本發明較佳實施例的飛水流管內部構造示意圖；圖2是本發明較佳實施例的氣冷式臭氧產生管裝設在飛水流管內部的示意圖；圖3A為包含液壓溶氣裝置的流體動力臭氧產生器直接式聯結法示意圖；圖3B為包含液壓溶氣裝置的流體動力臭氧產生器跨接式聯結法示意圖。
本發明將結合附圖所示的較佳實施例作進一步說明如下如圖1所示，飛水流管10主要包含一外管12及一內管(未標號)。其中該外管12大致上為一中空圓筒形，一端為水入口122，另一端設有至少一水出口124。該內管是由第一圓錐管14及第二圓錐管16組合而成。第一圓錐管14具有一圓錐頭及一底部，其中該錐頭是位於上遊端，亦即是朝向外管12的水入口122；第二圓錐管16是一外徑由上遊端向下遊端漸細的圓錐管，並形成有一粗大端與一細小端。第一圓錐管14的圓錐底部與第二圓錐管16的粗大端相鄰接，其間保持一微小間隙以形成為一吸氣通道G。該第一圓錐管14及第二圓錐管16配合外管12而共同形成一漸縮一漸擴圓環狀流體通路，並在該漸縮流體通道及漸擴流體通道之間形成為一喉部。該第一圓錐管14的圓錐底部及第二圓錐管16粗大端即在該喉部附近相鄰接並形成吸氣通道G。
當水流由入水口122進入飛水流管10後，在P1和P3點之間的流速差，使得在P2點(即喉部)產生壓力差，而能吸引氣體從P4點(氣體源)進入，並經P5點(通氣孔)通過第一圓錐管14及第二圓錐管16之間的間隙所形成的吸氣通道G而由P2進入水流中與水混合。該吸氣通道G連通至外界氣體源的路徑上設有一逆止閥18，使得在外管12與內管之間流動的流體無法經由該間隙進入第二圓錐管16內部。
在飛水流管10中，由於形成該吸氣通道G的間隙存在於該圓錐管14，16的周圍，當水流通過時，氣體由圓錐管14、16相鄰接處的周圍被吸出而被水流帶走。一般常用的文氏管(Venturi Tube)是結合兩不同管徑的流管，其吸氣點位在兩管相交接處，屬點狀式的吸氣範圍。相較之下，本發明吸氣範圍的截面積為環狀式，其較傳統利用文氏管的效果為佳，吸氣效果可顯著提升。根據測試結果顯示，在使用相同功率的馬達時，本發明的吸氣率為文氏管的四倍。
圖1左側顯示的逆止閥18是配合第一圓錐管14及第二圓錐管16而配置。該逆止閥18主要由彈簧184(最好是不鏽鋼製)與鐵弗龍球182所構成。該第二圓錐管16與第一圓錐管14相鄰的端部，形成一錐形凹口，貫穿的通氣孔P5即形成於該錐形凹口的錐端。彈簧184的推力使鑽弗龍球182封住該錐形凹口的通氣孔P5，能防止水經通氣孔P5逆流進入第二圓錐管16內。當飛水流管10內的水流速高於某種程度時，其在P2點所造成的真空抽吸力即足以抵抗彈簧184的推力，而使氣體可經由通氣孔P5將鐵弗龍球182推離錐形凹口，再經吸氣通道G而在P2點進入水中。
如圖2所示為一氣冷式臭氧產生管30安裝於飛水流管10的內管的構造示意圖。該氣冷式臭氧產生管30主要包含石英管302、不鏽鋼刷304及氣體導管308；其中，石英管302供作為介電質，其一端為平封端，內有不鏽鋼刷304供用為電極。高壓電由外部經由電極棒306傳導至不鏽鋼刷304，在飛水流管10內壁與石英管302之間造成微放電現象，並產生臭氧。當水流通過飛水流管10內側時，產生臭氧所需的空氣或純氧由外部氣體源P4被吸入，如圖2所示，經氣體導管308輸送到石英管302的封口端，帶走石英管302內部的熱量，再回流經石英管302外部的微放電區以產生臭氧，然後由通氣孔P5通過逆止閥18再通過第一圓錐管14與第二圓錐管16之間的吸氣通道G而與水流混合，水流亦能將微放電區所產生的熱加以冷卻。
如圖3A及圖3B所示液壓溶氣裝置20的功用是為增加水中的溶氣量，進而減少水中產生逸出氣泡。該裝置主要包括一容器202，一水/氣入口管204，及一水出口管206。該容器202為一密閉容器，其一端為封閉，另一端具有兩開口，其中的一開口容許通入一水/氣入口管204，另一開口容許通入一水出口管206。
由飛水流管10排出的溶有臭氧氣體的水流經由水/氣入口管204被引入容器202中，其中尚未溶解於水中的氣體向上浮升逸出水面而在容器202內形成壓力，此壓力值稍小於大氣壓力與泵加壓值的和。因為壓力有助於氣體溶於水，故此裝置可增加水中的溶氣量。另外，此壓力亦有助於將水壓出該容器202。在設計上，當壓力平衡時，水/氣入口管204的出口高過液面，可降低氣體直接經由水出口管206流出的機會。另為了保證安全，可在液壓溶氣裝置20上方裝設一釋壓閥210。該液壓溶氣裝置20可裝設一壓力表208，以便操作時可讀出液壓溶氣裝置20內的壓力值。
飛水流管10與泵40可分別採用直接式或跨接式連接。一般直接式使用在開放非循環用水，適合採用高揚程的進水泵；跨接式多用在循環水系統，適合大流量低揚程的進水需求。不論採用直接式或跨接式，在飛水流管10之前皆裝設有調節閥44及叉形過濾管42各一個。調節閥44是用來根據進水泵40的水壓，調節進入飛入流管10的水流量以得到最合適的抽氣速率。叉形過濾管42內有細濾網，可阻止微粒雜質阻塞飛水流管10。被過濾的微粒雜質則經由叉形過濾管42底端的支管排放到出水端。
以直徑約5cm，長度約30cm的飛水流管10及配備兩馬力的進水馬達實際測試結果顯示，其進氣量為每分鐘六公升。此規格具有體積小的優點，非常適合普通居民使用。
本發明的構造和特徵，經上述詳細說明及例示後，將更為具體，需要欲強調的是，該實施例僅作為例示說明本發明的較佳操作狀態，而非用以局限本發明的保護範圍，其他任何不脫離本發明精神所做的改良或變更，皆應屬本發明保護範圍。
權利要求
1.一種流體動力臭氧產生器，其特徵在於包括一飛水流管；一氣冷式臭氧產生管，其安裝在該飛水流管的第二圓錐管內部，且其封口端朝向該間隙；及一液壓溶氣裝置，其入口管路與該飛水流管的水出口流體連通；該飛水流管，包括一外管，其一端具有至少一水入口並形成為一上遊端，另一端具有至少一水出口並相對於上遊端而形成為一下遊端；一內管，配置在該外管中的上、下遊端之間，該內管包含一第一圓錐管及一第二圓錐管，該內管配合外管共同形成一具有喉部的漸縮一漸擴的圓環狀流體通路，該第一圓錐管及一第二圓錐管是在喉部附近相鄰接並且二者間維持一間隙以形成一圓環狀的吸氣通道，該圓環狀吸氣通道的徑向外側端位於喉部附近，而其徑向內側端則經由一流動路徑而與一外界氣體源相連通；一容許在內管的流體單向經由該吸氣通道進入該外管的逆止閥，設在該吸氣通道附近，並位於該吸氣通道連通至外界氣體源的流動路徑上；該氣冷式臭氧產生管，包括一石英管，具有一封口端及一開放端；一不鏽鋼刷，電氣連接於電源以作為電極，配置在該石英管內；及一氣流管迴路，配置於該石英管內，使石英管外的氣體由石英管的開放端經由該氣流管迴路在石英管內流向石英管的封口端，再轉折回流出石英管的開放端；該液壓溶氣裝置，包括一密封容器，具有頂端及底端，該頂端完全封閉，底端則具有兩開口；一入口管路，經由該密閉容器底端其中一開口進入該容器內，且伸進該容器內有一相當長度；一出口管路，由該容器底端另一開口延伸出該容器外。
2.根據權利要求1所述的流體動力臭氧產生器，其特徵在於該飛水流管的第一圓錐管具有一圓錐頭及一底部，該圓錐頭朝向外管的水入口，該飛水流管的第二圓錐管沿其縱軸方向由上遊端向下遊端延伸且其外徑逐漸縮小，當沿該縱軸至某一長度後，其外徑即保持固定。
3.一種飛水流管，其特徵在於包括一外管，其一端具有至少一水入口並形成為一上遊端，另一端具有至少一水出口並相對於上遊端而形成為一下遊端；一內管，配置在該外管中的上、下遊端之間，該內管包含一第一圓錐管及一第二圓錐管，該內管配合外管共同形成一具有喉部的漸縮一漸擴的圓環狀流體通路，該第一圓錐管及一第二圓錐管是在喉部附近相鄰接並且二者間維持一間隙以形成一圓環狀的吸氣通道，該圓環狀吸氣通道的徑向外側端位於喉部附近，而其徑向內側端則經由一流動路徑而與一外界氣體源相連通；一容許在內管的流體單向經由該吸氣通道進入該外管的逆止閥，設在該吸氣通道附近，並位於該吸氣通道連通至外界氣體源的流動路徑上。
4.根據權利要求3所述的飛水流管，其特徵在於該第一圓錐管具有一圓錐頭及一底部，該圓錐頭朝向外管的水入口，該第二圓錐管沿其縱軸方向由上遊端向下遊端延伸且其外徑逐漸縮小，當沿該縱軸至某一長度後，其外徑即保持固定。
5.一種氣冷式臭氧產生管，其特徵在於包括一石英管，具有一封口端及一開放端；一不鏽鋼刷，電氣連接於電源以作為電極，配置在該石英管內；及一氣流管迴路，配置於該石英管內，使石英管外的氣體由石英管的開放端經由該氣流管迴路在石英管內流向石英管的平封端，再轉折回流出石英管的開放端。
6.一種液壓溶氣裝置，其特徵在於包括一密封容器，具有頂端及底端，該頂端為完全封閉，底端則具有兩開口；一入口管路，經由該密閉容器底端其中一開口進入該容器內，且伸進該容器內有一相當長度；一出口管路，由該容器底端另一開口延伸出該容器外。
全文摘要
一種流體動力臭氧產生器及其相關應用的附件,包括:一飛水流管;一氣冷式臭氧產生管,其安裝在該飛水流管的第二圓錐管內部,且其封口端朝向該間隙;及一液壓溶氣裝置,其入口管路與該飛水流管的水出口流體連通;該飛水流管包括一外管、一內管,該內管包含一第一圓錐管及一第二圓錐管,該內管配合外管共同形成一具有喉部的漸縮－漸擴的圓環狀流體通路。本發明產生臭氧的效率高,且具有操作簡化、體積小等優點。
文檔編號C01B13/11GK1345693SQ00130559
公開日2002年4月24日 申請日期2000年9月29日 優先權日2000年9月29日
發明者劉輝堂 申請人:劉輝堂