專(zhuān)利名稱(chēng)：鹽水氯化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鹽水氯化器。本發(fā)明的主要用途是用于調(diào)節(jié)游泳池中的水，然而，在需要用氧化劑來(lái)調(diào)節(jié)鹽水水體以殺死細(xì)菌和藻類(lèi)的情況下，其他用途也是可能的，例如溫泉池、噴泉和蒸發(fā)冷卻式空調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
這里，對(duì)于作為現(xiàn)有技術(shù)的專(zhuān)利文獻(xiàn)或其他文件的引用，并非承認(rèn)這些文獻(xiàn)或文件在任何權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日之時(shí)在澳大利亞是已知的或其包含的信息是公知常識(shí)的一 部分。本發(fā)明所涉及的類(lèi)型的鹽水氯化器包括用以電解水中的氯化物鹽以在電解槽的陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣的電解槽。氯氣與水中的氫氧化物(即，氫氧化鈉NaOH)起反應(yīng)(同時(shí)在陰極產(chǎn)生氫氣)，以形成作為主要?dú)⒕鷦┑拇温人猁}離子(主要來(lái)自次氯酸鈉-NaOCl)。這種電解氯化器的一個(gè)問(wèn)題是，水垢(主要是鈣鹽)沉積并堆積于陰極上，從而降低電解槽產(chǎn)生氯氣的效率。此問(wèn)題已經(jīng)通過(guò)定期清洗電解槽得以解決，通過(guò)將電解槽手動(dòng)地從氯化系統(tǒng)移除并在酸中浸泡/擦洗電極，或通過(guò)包括用于將一定劑量的清洗酸噴入電解槽的裝置的系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)地進(jìn)行，所述清洗酸在泵出和泵入鹽水水體之前留在電解槽中預(yù)定的時(shí)間。除了其他問(wèn)題之外，手動(dòng)和自動(dòng)清洗方法都需要用戶(hù)處理對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)通常不可接受的酸。另一種減少水垢堆積的問(wèn)題的方法是定期顛倒電極的極性。然而，這需要更復(fù)雜且由此更昂貴的控制電路，并且必須在所有電極上設(shè)置涂層。該方法還趨向于縮短電極的使用壽命。美國(guó)專(zhuān)利US 3，432，420 (Pei-Tai Pan)、US 3, 822, 017 (ff. Rast)和 US4, 668, 369 (A. S. King)公開(kāi)了在電解槽內(nèi)使用機(jī)械地驅(qū)動(dòng)的刮刀以從陰極去除沉積物。然而，申請(qǐng)人當(dāng)時(shí)并不知道市場(chǎng)上的任何像這樣的裝置，并認(rèn)為這些美國(guó)專(zhuān)利例示的裝置在操作上或由于高制造成本的原因而尚未實(shí)施。本發(fā)明以減少上述現(xiàn)有清洗方法的缺點(diǎn)的方式來(lái)解決水垢堆積在陰極上的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種鹽水氯化器(例如用于游泳池)，包括包含陽(yáng)極和陰極的電解槽；以及能夠相對(duì)于陰極移動(dòng)以從陰極的表面去除電解產(chǎn)物的沉積物的刮刀，其中刮刀包括被定位和構(gòu)造為抵靠陰極的表面自偏置的刮擦部。因此，本發(fā)明提供了一種對(duì)于從陰極去除水垢的問(wèn)題的機(jī)械解決方案。即，從陰極的表面物理地刮去水垢。優(yōu)選地,刮刀的刮擦部由彈性材料形成并具有彎曲結(jié)構(gòu),并且將刮刀相對(duì)于陰極表面保持在一位置，使得刮擦部由于其彎曲而與該表面彈性地接觸。陰極可以是板電極，并且優(yōu)選地，刮刀包括兩個(gè)相對(duì)的側(cè)邊，其中，刮擦部呈橫跨陰極表面在這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)邊之間延伸的肋部的形式。這種彈性且彎曲的肋部是有效的板簧。肋部的寬度可以從所述兩個(gè)相対的側(cè)邊中的一個(gè)側(cè)邊向其中心増加，然后寬度從其中心向所述兩個(gè)相対的側(cè)邊中的另ー個(gè)側(cè)邊減小，使得每個(gè)肋部沿著肋部的長(zhǎng)度以基本上相等的壓カ彈性地接觸陰極表面。鹽水氯化器優(yōu)選地包括兩個(gè)刮刀，每個(gè)刮刀用于從陰極的相對(duì)兩表面中的相應(yīng)表面去除電解產(chǎn)物的沉積物。每個(gè)刮刀包括如上所述定位和構(gòu)造的刮擦部。優(yōu)選地，每個(gè)刮 刀由鈦制成，鈦是ー種具有足夠彈性和延展性的金屬，用于使肋部適應(yīng)陰極表面并以足夠的力與其接觸以刮去水垢。這種金屬還對(duì)存在于電解槽內(nèi)的腐蝕環(huán)境具有很高的抗性?；蛘撸蔚犊捎闪愆`種適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，例如浸潰有玻璃纖維的塑料以提供増加的表面摩擦，從而有助于去除水垢。在鹽水氯化器的陰極為板電極的實(shí)施方式中，刮刀可以具有與陰極基本上相同范圍的邊緣輪廓。而且，將刮刀構(gòu)造為使刮刀遮蔽陰極表面的“陰影”最小化。這通過(guò)使刮刀與陰極和陽(yáng)極板的主表面成直角而最小化刮刀的輪廓來(lái)實(shí)現(xiàn)。刮刀遮蔽陰極的面積不會(huì)產(chǎn)生氯氣，因此，通過(guò)使刮刀遮蔽陰極表面的陰影最小化，使氯氣的產(chǎn)生最大化。因此，該刮刀或每個(gè)刮刀優(yōu)選地具有如上所述的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(即，具有相対的側(cè)邊的結(jié)構(gòu)，刮擦部(肋部)在該相對(duì)的側(cè)邊之間延伸)，使得相鄰陰極表面的陰影最小化。優(yōu)選地，提供可由塑料材料制成的框架，其用于相對(duì)于陰極安裝并定位刮刀。這種其中安裝有刮刀的框架，允許陰極板位于刮刀之間并由弾性肋保持在刮刀之間。即，該框架提供了一種用于安裝刮刀的裝置，使刮刀的刮擦部這樣定位使得其由于其結(jié)構(gòu)(即，彎曲肋)而抵靠相鄰的陰極表面自偏置(由于肋部的弾性和彎曲)。鹽水氯化器中的用于相對(duì)地移動(dòng)刮刀和陰極的機(jī)構(gòu)使得，優(yōu)選地刮刀和陰極能夠相對(duì)地相反移動(dòng)，并且更優(yōu)選地，這種機(jī)構(gòu)可操作以使刮刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)。然而，本發(fā)明g在包含移動(dòng)陰極而不是移動(dòng)刮刀的裝置或移動(dòng)二者的裝置。用于相對(duì)地移動(dòng)刮刀和陰極的機(jī)構(gòu)可包括任何適當(dāng)?shù)难b置，機(jī)械的或電動(dòng)的或ニ者兼有的，例如可以是螺線管或可包括螺線管。優(yōu)選地，提供可操作以使刮刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的螺線管。用于鹽水氯化器的殼體優(yōu)選地限定第一腔室和第二腔室。在此實(shí)施方式中，第一腔室提供電解槽，第二腔室包含螺線管，該螺線管是用于使刮刀或陰極往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)的部件。螺線管的可移動(dòng)磁芯位于第一腔室內(nèi)，并例如經(jīng)由上述框架附接至刮刀或附接至陰扱。供應(yīng)至螺線管的電流可用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，以將磁芯移入螺線管內(nèi)，從而使刮刀或陰極往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了使刮刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)(或是陰扱-如果選擇性地使陰極往復(fù)運(yùn)動(dòng))，螺線管可包括兩個(gè)軸向布置的電磁線圈，將每個(gè)線圈的可移動(dòng)磁芯設(shè)置為附接至刮刀(或陰極)。通過(guò)交替地激活電磁線圈，使磁力作用在一個(gè)磁芯或另ー個(gè)磁芯上，并將其吸入其相關(guān)的線圈中以使刮刀(或陰極)往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；蛘?，可提供單個(gè)電磁線圈以將可移動(dòng)磁芯吸入其中，并可提供用于在可移動(dòng)磁芯移入螺線管后排斥可移動(dòng)磁芯的裝置。這種用于排斥磁芯的裝置可以是永磁體或復(fù)位彈簧。在包括其中限定有兩個(gè)腔室的殼體的實(shí)施方式中，在第二腔室中包含用于電解槽的控制電路?？刂齐娐房砂ㄓ糜诟袦y(cè)通過(guò)電解槽的鹽水流的流量傳感器。當(dāng)沒(méi)有鹽水流過(guò)電解槽時(shí)或如果流速不超過(guò)預(yù)定最小值時(shí)，該流量傳感器可用來(lái)切斷電解槽的電力。因此，例如與在通向電解槽的管道的外面設(shè)置流量傳感器相反，本發(fā)明的此實(shí)施方式將流量傳感器放在殼體內(nèi)，以感測(cè)電解槽中的流體/無(wú)流體狀態(tài)。因此，流量傳感器恰好位于可能出現(xiàn)安全問(wèn)題的位置處，例如，如果通過(guò)電解槽的液流中止但是繼續(xù)對(duì)電解槽的電極供應(yīng)電カ的話(huà)，可能產(chǎn)生氣體并且該氣體包含在電解槽中，如果使電解槽隔離，例如如果其入口閥和出口閥關(guān)閉的話(huà)，那么壓カ可能増加到足以導(dǎo)致爆炸。通過(guò)本發(fā)明的此實(shí)施方式，當(dāng)通過(guò)電解槽的液流中止時(shí)，這由流量傳感器感測(cè)到，該流量傳感器經(jīng)由控制電路切斷供應(yīng)至電解槽的電極的電力。將流量傳感器放置在氯化器內(nèi)避免了與和位于外部的管道關(guān)聯(lián)的流量傳感器相關(guān)的危險(xiǎn)，該危險(xiǎn)是液流仍出現(xiàn)在管道內(nèi)，但是可能不通過(guò)電解槽(例如，如果流量傳感器和電解槽之間的管道破裂)?；蛘?，如上所述，如果流速降至預(yù)定最小值之下，那么可切斷電解槽的電力。
此外，提供主要包括電解槽及其控制電路的鹽水氯化器作為單個(gè)緊湊型単元(即，具有單個(gè)殼體)。這提供了制造優(yōu)點(diǎn)，并且因此提供了比許多現(xiàn)有技術(shù)裝置更便宜的解決方案，在該現(xiàn)有技術(shù)裝置中，將控制電路和電解槽設(shè)置為単獨(dú)的単元。在此實(shí)施方式中，殼體優(yōu)選地包括分割殼體以提供兩個(gè)腔室的壁構(gòu)件，壁構(gòu)件包括與壁構(gòu)件的構(gòu)成流量傳感器的操作部分的厚度相比可以變薄的區(qū)域。流量傳感器可包括加熱器(例如電阻加熱器)和兩個(gè)間隔開(kāi)的溫度響應(yīng)元件(例如熱敏電阻)，其中，加熱器用于將熱量經(jīng)由所述壁構(gòu)件的所述區(qū)域傳遞至鹽水，并且溫度響應(yīng)元件用于檢測(cè)將加熱器附近的第一傳感器(溫度響應(yīng)元件中的ー個(gè))保持在與第二參考傳感器(兩個(gè)溫度響應(yīng)元件中的另ー個(gè))相比更高的溫度所需的電力差，第二參考傳感器與加熱器間隔開(kāi)，用于檢測(cè)鹽水流的存在或不存在。由于流量傳感器直接針對(duì)經(jīng)由所述壁構(gòu)件的所述區(qū)域通過(guò)電解槽的實(shí)際鹽水流而提供了對(duì)于非流動(dòng)狀態(tài)的感測(cè)，并且因此在出現(xiàn)破壞性的壓カ增加之前切斷電解槽的電カ供應(yīng)，流量傳感器提高了安全程度?？赡茏儽〉臉?gòu)成流量傳感器的操作部分的壁構(gòu)件的區(qū)域必須足夠堅(jiān)固，以承受電解槽內(nèi)的壓力。根據(jù)這ー要求，使該區(qū)域的厚度減到最小(即，使其變薄)，使通過(guò)其的熱量傳遞盡可能快地發(fā)生，以將溫度響應(yīng)元件感測(cè)到的溫度延遲減到最小。此區(qū)域由于其將熱量從加熱器傳遞至鹽水中并從鹽水傳遞至溫度響應(yīng)元件的功能而成為流量傳感器的操作部分。對(duì)流量傳感器使用可以變薄的壁構(gòu)件的區(qū)域提供了兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。第一，用于壁構(gòu)件的適當(dāng)?shù)木酆衔锉戎T如金屬的替代壁構(gòu)件材料更耐腐蝕，第二，在控制腔室和氯化腔室之間不可能存在泄露路徑，從而增加単元的可靠性。優(yōu)選地，參考溫度響應(yīng)元件還用于電解槽內(nèi)的溫度檢測(cè)，并且，控制電路的元件提供溫度測(cè)量。這種溫度檢測(cè)和測(cè)量元件可用來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)電解槽的電カ供應(yīng)，并由此根據(jù)檢測(cè)到的溫度來(lái)調(diào)節(jié)氯氣的產(chǎn)生，例如，過(guò)高或過(guò)低溫度下的氯氣產(chǎn)生會(huì)損壞電解槽-因此，如果檢測(cè)到的溫度處于可能的損壞值，過(guò)高或過(guò)低，那么溫度檢測(cè)用來(lái)停止或減少氯氣的產(chǎn)生。還可在這些極限之間使用溫度檢測(cè)，以改變電解槽的輸出功率，從而優(yōu)化氯氣的產(chǎn)生并使電解槽的使用壽命最大化。還可測(cè)量電解槽內(nèi)的導(dǎo)電率(如下面更充分地描述的)，并且，溫度測(cè)量結(jié)果可用來(lái)“校正”導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果。即，電解槽內(nèi)的溫度會(huì)影響導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果(用于估計(jì)鹽濃度)，因此，相對(duì)于固定的參考溫度來(lái)決定導(dǎo)電率值。因此，實(shí)際測(cè)量的溫度用來(lái)調(diào)節(jié)實(shí)際測(cè)量的導(dǎo)電率(根據(jù)預(yù)定的算法)，以得出校正的導(dǎo)電率值，其是相對(duì)于固定的參考溫度的值。因此，優(yōu)選地，電解槽的控制電路在功能上允許或包括用于測(cè)量陽(yáng)極之間的導(dǎo)電率以產(chǎn)生基準(zhǔn)導(dǎo)電率讀數(shù)的元件。根據(jù)與基準(zhǔn)導(dǎo)電率讀數(shù)相比的氯化陰極和陽(yáng)極之間的導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果，當(dāng)導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果從基準(zhǔn)導(dǎo)電率讀數(shù)改變預(yù)定閾值時(shí)，可以對(duì)要清洗的陰極操作刮刀?；蛘?，可根據(jù)基于時(shí)間的進(jìn)度表啟動(dòng)刮刀。為了更好地理解本發(fā)明并說(shuō)明其如何執(zhí)行，現(xiàn)在將參考附圖僅通過(guò)非限制性實(shí)例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。


圖I示意性地示出了用于家用游泳池的簡(jiǎn)單的氯化器裝置；
圖2示意性地示出了用于圖I裝置的氯化器的控制器的基本功能；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氯化器的分解立體圖；圖4是裝配好的圖3的氯化器的縱向橫截面圖；圖5是圖3的氯化器的部件的立體圖，其是具有刮刀和陰極板的框架；圖6是圖5的部件的分解立體圖；圖7是沿著圖6的剖面線VII-VII剖開(kāi)的刮刀的橫截面；圖8和圖9是圖3的氯化器的殼體的壁構(gòu)件的相対的側(cè)邊的立體圖，圖8還示出了附接至壁構(gòu)件的散熱器；圖10是圖8和圖9的壁構(gòu)件的橫截面；圖11和圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的另ー鹽水氯化器的縱向橫截面，其中，圖11示出了刮刀的非操作位置，圖12示出了刮刀的操作位置。
具體實(shí)施例方式參考圖1，用于家用游泳池的氯化器裝置18包括循環(huán)泵20，其用于經(jīng)由吸水管道24通過(guò)過(guò)濾器26從池子抽出池水22，池水22從過(guò)濾器26通過(guò)管道28到達(dá)氯化器30的電解槽34的入口 90，并經(jīng)由回水管道32從電解槽34的出口 92返回至池子。氯化器30 (其是本發(fā)明的主題的ー個(gè)實(shí)施方式)包括位于同一殼體內(nèi)的電解槽34和位于附近的控制器36(即，控制電路)的緊湊型結(jié)構(gòu)?？刂齐娐?6 (見(jiàn)圖2)接收輸入電カ供應(yīng)42 (例如240伏的交流電)，并至少提供以下基本功能對(duì)循環(huán)泵20提供電カ供應(yīng)44、對(duì)電解槽34的電極提供直流電電カ供應(yīng)46，以及操作電解槽的清洗功能的電カ供應(yīng)48 (將在下面描述)。對(duì)控制電路36的控制輸入至少包括來(lái)自流量傳感器的鹽水流或無(wú)液流信號(hào)50，該流量傳感器在結(jié)構(gòu)上是控制電路36和電解槽34的一部分(如將在下面描述的)；來(lái)自溫度傳感器的溫度信號(hào)52,該溫度傳感器在結(jié)構(gòu)上也是控制電路36和電解槽34的一部分(也如將在下面描述的)；來(lái)自電解槽34內(nèi)的pH探針的信號(hào)54以及來(lái)自也位于電解槽34內(nèi)的ORP (氧化還原探針)的信號(hào)56。ORP探針測(cè)量水中可能存在的任何氧化劑(例如氯氣)的氧化還原電勢(shì)。其給出氯氣水平的大致估計(jì)。還對(duì)電解槽(當(dāng)其未被操作來(lái)產(chǎn)生氯氣時(shí))的陽(yáng)極和陰極電極之間的導(dǎo)電率測(cè)量，如信號(hào)58所表示的。導(dǎo)電率可能由于許多因素而改變，包括鹽度、水溫和電極上的水垢堆積物。當(dāng)不參與氯化過(guò)程時(shí)，還在設(shè)定的間隔測(cè)量?jī)蓚€(gè)陽(yáng)極電極之間的導(dǎo)電率，以提供基準(zhǔn)導(dǎo)電率讀數(shù)。如果在將基準(zhǔn)導(dǎo)電率和氯化電極導(dǎo)電率進(jìn)行比較時(shí)陽(yáng)極和陰極之間的減小的導(dǎo)電率(如上所述按照溫度變化進(jìn)行校正的)很明顯，那么就認(rèn)為水垢堆積干擾了電極(陽(yáng)極到陰極)導(dǎo)電率，并啟動(dòng)電解槽34的清洗功能(如下所述)。在氯化器裝置18的操作中，控制電路36操作循環(huán)泵20以通過(guò)電解槽34抽出鹽水，其中，用施加至電解槽34的陽(yáng)極和陰極的電流46使鹽水電解。池水22的鹽濃度應(yīng)至少是3500ppm(0. 35% )0如果其減小一點(diǎn)，那么會(huì)縮短氯化器30的使用壽命，并且將無(wú)法 產(chǎn)生足夠的氯氣來(lái)有效地清潔池水22。氯化器30的ー個(gè)安全特征是，當(dāng)接收到無(wú)液流信號(hào)50吋，如果循環(huán)泵20仍在エ作則其可能是處于故障狀態(tài)，切斷對(duì)電極的電カ供應(yīng)46，并且，在持續(xù)感測(cè)到無(wú)液流狀態(tài)的同時(shí)防止電カ供應(yīng)。根據(jù)裝置18的不同(例如是否存在用于氯化器30的旁路-未示出)，無(wú)液流信號(hào)50還可用來(lái)切斷循環(huán)泵20的電カ44。或者，如果流速降至預(yù)定最小值之下，那么可切斷電カ44?？刂齐娐?6響應(yīng)于溫度傳感器信號(hào)52，以通過(guò)調(diào)節(jié)供應(yīng)至電極的電力46來(lái)優(yōu)化氯氣的產(chǎn)生。與電解槽34吸引的電流的量相關(guān)的氯氣產(chǎn)生取決于鹽水的溫度及其鹽濃度(溫度的下降會(huì)減小所吸引的電流，鹽濃度越低，電流需求越高)。如上所述，進(jìn)行溫度和導(dǎo)電率測(cè)量，以控制電解槽34的操作。參考圖3和圖4，氯化器30包括殼體80，其由大體圓柱形的主體82和端帽86組成。主體82具有大體平坦的側(cè)面，該側(cè)面具有肋83并且在其上固定有蓋板85。平坦且有肋的側(cè)面83將使電解槽34的內(nèi)部容積減到最小，并為其提供足夠的強(qiáng)度以承受將產(chǎn)生的高內(nèi)部壓力。用殼體80的端帽86旁邊的本體82的端部處的圓形壁構(gòu)件88分割殼體80的內(nèi)部容積，以限定兩個(gè)腔室，其中一個(gè)腔室35用于電解槽34，其中另一個(gè)腔室37 (由端帽86和壁構(gòu)件88限定)用于控制電路36。使壁構(gòu)件88螺紋連接地附接至主體82，而且使端帽86也螺紋連接地附接至壁構(gòu)件88。用87表示用于固定主體82、壁構(gòu)件88和端帽86的組件的鎖緊螺母。本體82包括入口 90和出ロ 92，用于使鹽水流通過(guò)電解槽34。電解槽34的電極包括呈矩形板形式的中心陰極94和兩個(gè)同樣是矩形板的陽(yáng)極98，所述中心陰極94具有從上部角延伸出以與陰極電連接的突出部96，陽(yáng)極98具有從其下部角延伸出以與陽(yáng)極電連接的突出部100。刮刀102位于陰極94和陽(yáng)極98的各個(gè)表面之間。兩個(gè)刮刀102具有矩形輪廓,并基本上是與陰極94在相同的范圍延伸。陰極94和兩個(gè)刮刀102都由鈦制成并假設(shè)它們是接觸的，水垢將堆積在刮刀102的暴露表面上和陰極94的表面上。因此，將刮刀102構(gòu)造為使其覆蓋的陰極94的表面的面積最小。因此，每個(gè)刮刀102具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得刮刀對(duì)相鄰的陰極表面的覆蓋面積減到最小。參考圖6和圖7，每個(gè)刮刀102包括相対的側(cè)邊104，刮擦部(其是肋部106)在其之間通常垂直于側(cè)邊104延伸。如在圖7中最佳地看到的，每個(gè)肋部106沿著其長(zhǎng)度基本上具有均勻的厚度，并在其長(zhǎng)度的范圍內(nèi)彎曲(在圖7中，朝著右手側(cè)彎曲)。此外，在圖4，圖5和圖6中最佳地看到，每個(gè)肋部106的寬度從一條側(cè)邊104向其中心平穩(wěn)地增加，然后其寬度到另ー側(cè)邊104減小。附圖標(biāo)記108表示每個(gè)肋部106的最大寬度的大體中心的區(qū)域。刮刀102由鈦制成，并且，該金屬的弾性與肋部106的結(jié)構(gòu)(S卩，其彎曲)一起確保，當(dāng)將刮刀102安裝在電解槽34中時(shí)，肋部106將抵靠相鄰的陰極表面自偏置。每個(gè)肋部是在其長(zhǎng)度的范圍內(nèi)具有彎曲的板簧，例如其確保肋部106最大程度地沿著肋部的長(zhǎng)度抵靠在其相鄰的陰極表面上。而且，每個(gè)肋部106從一條側(cè)邊104朝著其中心108的増加的寬度然后其寬度到另ー側(cè)邊104減小將確保，每個(gè)肋部106在每個(gè)肋部106的長(zhǎng)度范圍內(nèi)以基本上相等的壓カ彈性地接觸相鄰的陰極94的表面。這將確保，可有效地刮擦陰極94的整個(gè)表面?？梢圆捎闷渌训睦卟磕Ｊ健９蔚恫牧匣蛘呖梢允墙⒂胁ＡЮw維的塑料，提供増加的表面摩擦以幫助去除水垢?，F(xiàn)在參考圖5和圖6，將刮刀102定位在框架110內(nèi)，框架110具有基本上為矩形的結(jié)構(gòu)以將刮刀102和陰極94容納于其中。矩形框架110可由塑料制成。框架110包括附接至用于相對(duì)地移動(dòng)刮刀102和陰極94的裝置的柄部112。圖5示出了安裝兩個(gè)刮刀102的框架110的組件，陰極板94夾在彎曲的彈性肋 106之間。用于相對(duì)于陰極94移動(dòng)框架110和刮刀102組件的裝置包括由磁性材料制成的兩個(gè)磁芯114,該磁芯例如由鋼制成并位于柄部112內(nèi)。磁芯114與兩個(gè)電磁線圈116操作地關(guān)聯(lián)(如下所述)。將殼體80的壁構(gòu)件88 (也見(jiàn)圖8至圖10)的形狀構(gòu)造為提供圓柱形延伸部120，其具有伸入第二腔室37內(nèi)并通向電解槽34的腔室35的封閉端。電磁線圈116位于圓柱形延伸部120上，并將框架110的柄部112和磁芯114以及刮刀102組件容納在圓柱形延伸部120中。因此，電磁線圈116位于第二腔室37中，并且，用于螺線管的可移動(dòng)磁芯114位于腔室35內(nèi)。供應(yīng)至ー個(gè)電磁線圈116的電流將一個(gè)磁芯114吸引至該線圈的中心內(nèi)，并且，供應(yīng)至另ー線圈116的電流將另ー磁芯114吸引至該線圈的中心內(nèi)。因此，線圈116和磁芯114相對(duì)于彼此適當(dāng)?shù)馗糸_(kāi)，使得，通過(guò)交替地激活線圈116，導(dǎo)致框架110和刮刀102組件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而在陰極94的表面上移動(dòng)肋部106?；蛘撸瑘A柱形延伸部120可在其內(nèi)部包含用于在具有一個(gè)可移動(dòng)磁芯114的柄部112移入ー個(gè)電磁線圈116之后排斥該柄部的裝置。例如，此裝置可以是壓縮彈簧或永磁體(未示出)。電解槽34的腔室35包含兩個(gè)嵌板124 (見(jiàn)圖3)，每個(gè)嵌板安裝一個(gè)陽(yáng)極98。每個(gè)嵌板124包括伸出部126，該伸出部與陽(yáng)極98中的互補(bǔ)凹槽(未示出)配合，以將陽(yáng)極98定位并支撐在殼體80的電解槽34內(nèi)的適當(dāng)位置處。伸出部126可以是插ロ型連接部件，用于裝配在陽(yáng)極98中的互補(bǔ)凹槽內(nèi)。另外，每個(gè)嵌板124限定凹部132，使得嵌板124與主殼體82—起，限定了用于從入口 90通過(guò)電解槽34到達(dá)出ロ 92的“更簡(jiǎn)單的”鹽水流22的通道，該液流在陽(yáng)極98和陰極94上以及它們之間通過(guò)。當(dāng)然，鹽水滲透到腔室35內(nèi)的其他地方。刮刀102上的肋部106的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)促進(jìn)鹽水22在每個(gè)電極上的湍流，并允許陰極94和陽(yáng)極98之間的離子交換。如所知道的，例如用釕的電沉積層涂布陽(yáng)極。還將凹槽132的形狀構(gòu)造為，使得，在氯化器30不工作時(shí)可能累積在其上部區(qū)域中的任何氣泡，在接通泵20且電解槽工作時(shí)將被鹽水22的加壓入流所沖走。
壁構(gòu)件88包括用于容納陰極94的突出部96和陽(yáng)極98的突出部100，因此(參考圖9)，兩個(gè)下部結(jié)構(gòu)138容納陽(yáng)極98的突出部100，上部結(jié)構(gòu)140容納陰極94的突出部96。將連接器(未示出)插入結(jié)構(gòu)138，140內(nèi)，以與突出部96，100電連接，并由此與陽(yáng)極98和陰極94電連接。將連接器適當(dāng)?shù)孛芊獾匮b配在結(jié)構(gòu)138，140中，以防止從其泄漏鹽水22。除了防止鹽水22漏入控制電路腔室37中以外，蓋子134 (見(jiàn)圖3和圖10)位于結(jié)構(gòu)138和140的上方并對(duì)壁構(gòu)件88密封。圖9示出了用于蓋子134的密封件136。蓋子134包括密封壓蓋142，其用于使陰極突出部96和陽(yáng)極突出部100的連接器的電纜通過(guò)。假設(shè)控制電路腔室37完全封閉，重要的是，防止鹽水22漏入其中。通過(guò)小孔(未示出)使由蓋子134和壁構(gòu)件88 ( S卩，其包含結(jié)構(gòu)138，140以及與突出部96和100電連接的部件)限定的腔室通向大氣，以避免在其中積聚任 何壓力。壁構(gòu)件88還安裝散熱器144，為此目的，其包括限定凹槽146 (見(jiàn)圖10)的齒狀截面，凹槽146朝著腔室35并且鹽水22在其上流過(guò)，其中，齒狀截面還限定凹槽148，凹槽148朝著控制電路腔室37并且其容納散熱器144的翅片150。散熱器144是具有底座149和直立部分151的L形鋁板，翅片150從底座149延伸出。第二腔室37包括控制電路36，其包括安裝于散熱器144的直立部分151上的印刷電路板(PCB) 152。將控制電路36的大多數(shù)發(fā)熱元件154 (包括三端雙向可控硅元件和其他發(fā)熱元件)安裝在散熱器144的底座149上。因此，經(jīng)由散熱器144的翅片150和凹槽146上方最近的鹽水流去除通過(guò)操作控制電路36而在腔室37內(nèi)產(chǎn)生的熱量。當(dāng)控制電路腔室37完全封閉時(shí)(這確保從控制電路排除昆蟲(chóng)或其他垃圾)，重要的是，去除所產(chǎn)生的熱量以防止控制元件的過(guò)熱并由此可以防止其過(guò)早地產(chǎn)生故障。壁構(gòu)件88還包括盲孔156(見(jiàn)圖9和圖10)，其朝著腔室37?？?56的閉合端158(見(jiàn)圖8至圖10)是變薄的區(qū)域，其構(gòu)成控制電路36的流量傳感器的操作部分。暴露于鹽水22的液流的該變薄的區(qū)域158已在其上安裝加熱器(例如，電阻加熱器160-見(jiàn)圖10)和至少兩個(gè)溫度響應(yīng)元件(例如，熱敏電阻162，164)，其中ー個(gè)熱敏電阻162靠近加熱器160，另ー個(gè)熱敏電阻164是參考溫度測(cè)量元件并與加熱器160間隔開(kāi)。加熱器160用于將熱量經(jīng)由變薄的區(qū)域158傳遞至鹽水22中，并且通過(guò)確定間隔開(kāi)的或參考溫度響應(yīng)元件164達(dá)到其和加熱器160附近的溫度響應(yīng)元件162之間的預(yù)定溫差的時(shí)間，來(lái)檢測(cè)通過(guò)電解槽34的鹽水流的存在或不存在?；蛘?，將加熱器160附近的傳感器162保持在與參考傳感器164相比更高的溫度(例如TC)所需的電力，提供了對(duì)于液流的測(cè)量，即，當(dāng)存在液流時(shí)，需要更多的電カ來(lái)保持:TC的溫差。當(dāng)感測(cè)到無(wú)液流狀態(tài)時(shí)(或低于閾值的低液流)，控制電路36用來(lái)在電解槽34內(nèi)出現(xiàn)破壞性的壓カ積聚之前，來(lái)切斷電極94，98的電力。間隔開(kāi)的(參考)溫度響應(yīng)元件164還用來(lái)對(duì)控制電路36測(cè)量鹽水22的溫度，以調(diào)節(jié)供應(yīng)至電解槽的電力，并由此調(diào)節(jié)取決于檢測(cè)到的溫度和導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果的氯氣的產(chǎn)生(如上所述)。如前所述，在設(shè)定的間隔，當(dāng)電解槽34未參與氯化過(guò)程時(shí)，測(cè)量?jī)蓚€(gè)陽(yáng)極電極98之間的導(dǎo)電率，這提供了基準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果，接著，與氯化器30的陽(yáng)極98和陰極94之間的導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，用來(lái)啟動(dòng)氯化器30的清洗功能。陽(yáng)極98之間的導(dǎo)電率可用作參考或基準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果，因?yàn)殁}(水垢)不會(huì)堆積在陽(yáng)極表面上。如果在此比較中導(dǎo)電率的減小是明顯的，例如，如果陽(yáng)極98和陰極94之間的導(dǎo)電率處于或低于兩個(gè)陽(yáng)極98之間的基準(zhǔn)導(dǎo)電率的預(yù)定閾值，則認(rèn)為，鈣(即，水垢)干擾了電極導(dǎo)電率，并啟動(dòng)刮刀102達(dá)到設(shè)定數(shù)量的循環(huán)。保持確保良好導(dǎo)電率所必須的頻繁地重復(fù)測(cè)量和清洗循環(huán)。此方法將螺線管116、刮刀102和陰極94上的磨損減到最小在導(dǎo)電率測(cè)量方面，作為對(duì)于刮刀102的基本操作的一種替代方式，可按照預(yù)定進(jìn)度表對(duì)刮刀進(jìn)行操作。例如，可在氯化器30的每小時(shí)的連續(xù)或累積操作后，對(duì)其操作達(dá)設(shè)定數(shù)量的循環(huán)。而且，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可按照進(jìn)度表和導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果的組合來(lái)操作刮刀102。圖4示出了圓柱形延伸部120內(nèi)的框架110的柄部112和刮刀102組件的靜止(非工作)位置，S卩，將柄部112最大程度地插入圓柱形延伸部120內(nèi)。ー個(gè)電磁線圈116的激勵(lì)將柄部112驅(qū)動(dòng)到圓柱形延伸部120的外部，然后，另ー電磁線圈116的激勵(lì)將柄部112吸引回到圓柱形延伸部120中。因此，使刮刀102往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得其刮擦部(即，肋部106)橫跨陰極94的表面進(jìn)行刮擦，從而去除所沉積的水垢。此實(shí)施方式的ー個(gè)可能的問(wèn)題是，鹽水22內(nèi)的沉積物質(zhì)會(huì)存留在圓柱形延伸部120內(nèi)，并朝著延伸部120的閉合端堆積至限制柄部112的完整移動(dòng)范圍的程度。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)柄部112的形狀，可避免此問(wèn)題，特別地，以這樣的方式遮蔽開(kāi)ロ周?chē)膮^(qū)域以防鹽水流在操作螺線管114/116的過(guò)程中，提供將被抽入圓柱形延伸部120中的相對(duì)靜止的無(wú)沉積物的鹽水體積。圖11和圖12在剖視圖中示出了本發(fā)明的另ー實(shí)施方式，其與之前描述的實(shí)施方式基本上相同，但是其示出了一種用于使刮刀102往復(fù)運(yùn)動(dòng)的替代機(jī)構(gòu)。在此實(shí)施方式中與第一實(shí)施方式中的那些相似的部件給予相同的附圖標(biāo)記。以下描述主要涉及用于使刮刀102往復(fù)運(yùn)動(dòng)的不同機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在參考圖11和圖12，用于相對(duì)地移動(dòng)刮刀102 (使其刮擦部106接觸陰極94的表面)的機(jī)構(gòu)包括復(fù)位或壓縮彈簧180，將其布置為與附接至容納刮刀102的矩形框架110的隔膜182配合。響應(yīng)于第一腔室35中的壓カ變化而激活被容納為與電解槽腔室35分離的復(fù)位彈簧180，第一腔室35限定電解槽34，其在其內(nèi)部經(jīng)由隔膜182連接。S卩，當(dāng)?shù)谝磺皇?5 (即電解槽)內(nèi)的內(nèi)部壓カ高吋，壓縮復(fù)位彈簧180 (見(jiàn)圖12)，從而導(dǎo)致刮刀102朝著第二或控制電路腔室37移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝磺皇?5內(nèi)的內(nèi)部壓カ低時(shí)，使得復(fù)位彈簧180能夠伸展至松弛狀態(tài)(見(jiàn)圖11)，從而導(dǎo)致刮刀102遠(yuǎn)離第二腔室37。當(dāng)接通泵20時(shí)，第一腔室35內(nèi)的壓カ增加，導(dǎo)致高壓狀態(tài)。在關(guān)掉泵20時(shí)，壓カ減小，導(dǎo)致低壓狀態(tài)。根據(jù)此布置，導(dǎo)致每當(dāng)接通泵20時(shí)刮刀102相對(duì)于陰極94移動(dòng)，以對(duì)陰極94進(jìn)行刮擦?？傊?，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1，參考圖I至圖10的第一實(shí)施方式，公開(kāi)了ー種鹽水氯化器30，其包括包含陽(yáng)極98和陰極94的電解槽34，以及可相對(duì)于陰極94移動(dòng)(例如經(jīng)由框架110、柄部112、磁芯114和線圈116)以從陰極表面去除電解產(chǎn)物的沉積物的刮刀102，其中，刮刀102包括刮擦部(例如肋部106)，將其定位(例如通過(guò)在框架110中安裝刮刀102)并構(gòu)造(例如肋部106的彎曲)為抵靠陰極94的表面自偏置。容易對(duì)這里描述的發(fā)明進(jìn)行改變、修改和/或除了那些特別描述的以外的増加，如對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。將理解，本發(fā)明包括落在附帯的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有這種改變、修改和/或増加。
在本說(shuō)明書(shū)(包括權(quán)利要求書(shū))中使用的術(shù)語(yǔ)“包括(comprise) ”、“包含(comprises) ”、“包括在(comprised) ”或“包括(comprising) ”的地方,將把其解釋為表示存在所提到的所述特征、整體、步驟或部件，但是不排除存在一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、部件或其組合。
權(quán)利要求
1.一種鹽水氯化器，包括包含陽(yáng)極和陰極的電解槽；以及刮刀，該刮刀能夠相對(duì)于所述陰極移動(dòng)以從陰極表面去除電解產(chǎn)物的沉積物，其中，所述刮刀包括被定位和構(gòu)造為抵靠所述陰極表面自偏置的刮擦部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽水氯化器，其中，所述刮擦部由彈性材料形成并具有彎曲結(jié)構(gòu)，其中，所述刮刀相對(duì)于所述陰極表面被保持在一位置處，使得所述刮擦部由于其彎曲而與該陰極表面彈性地接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鹽水氯化器，其中，所述陰極是板電極，并且所述刮刀包括兩個(gè)相對(duì)的側(cè)邊，其中，所述刮擦部呈橫跨所述陰極表面在這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)邊之間延伸的肋部的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鹽水氯化器，其中，所述肋部的寬度從所述兩個(gè)相對(duì)的側(cè)邊中的一個(gè)側(cè)邊向該肋部的中心增加，然后從該肋部的中心向所述兩個(gè)相對(duì)的側(cè)邊中的另一個(gè)側(cè)邊減小，使得每個(gè)肋部沿著所述肋部的長(zhǎng)度以基本上相等的壓力彈性地接觸所述陰極表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項(xiàng)所述的鹽水氯化器，所述鹽水氯化器包括兩個(gè)刮刀，各個(gè)刮刀用于從所述陰極的相對(duì)兩表面中的相應(yīng)表面去除電解產(chǎn)物的沉積物，其中，每個(gè)刮刀包括被定位和構(gòu)造為抵靠相鄰的陰極表面自偏置的刮擦部。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中的任一項(xiàng)所述的鹽水氯化器，其中，所述刮刀或每個(gè)刮刀由鈦制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的任一項(xiàng)所述的鹽水氯化器，所述鹽水氯化器包括用于相對(duì)于所述陰極安裝并定位一個(gè)或多個(gè)所述刮刀的框架。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中的任一項(xiàng)所述的鹽水氯化器，所述鹽水氯化器包括用于相對(duì)地移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)刮刀和所述陰極的機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鹽水氯化器，其中，用于相對(duì)地移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)刮刀和所述陰極的所述機(jī)構(gòu)使所述一個(gè)或多個(gè)刮刀和所述陰極相對(duì)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鹽水氯化器，其中，用于使所述一個(gè)或多個(gè)刮刀和所述陰極相對(duì)地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的所述機(jī)構(gòu)包括螺線管。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任一項(xiàng)所述的鹽水氯化器，其中，所述機(jī)構(gòu)使所述一個(gè)或多個(gè)刮刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的鹽水氯化器，所述鹽水氯化器包括限定第一腔室和第二腔室的殼體，其中，所述第一腔室提供所述電解槽，并且所述第二腔室包含電磁線圈，該電磁線圈是所述機(jī)構(gòu)的一個(gè)部件，其中，用于所述電磁線圈的可移動(dòng)磁芯位于所述第一腔室內(nèi)并附接至所述一個(gè)或多個(gè)刮刀，其中，施加至所述電磁線圈的電流通過(guò)磁力影響所述可移動(dòng)磁芯，以相對(duì)于所述陰極移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)刮刀。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鹽水氯化器，所述鹽水氯化器包括兩個(gè)軸向的電磁線圈和兩個(gè)可移動(dòng)磁芯，其中，通過(guò)交替地激活所述電磁線圈使所述一個(gè)或多個(gè)刮刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鹽水氯化器，其中，用于相對(duì)地移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)刮刀和所述陰極的所述機(jī)構(gòu)包括操作成使所述一個(gè)或多個(gè)刮刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓縮彈簧。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鹽水氯化器，其中，所述壓縮彈簧響應(yīng)于所述電解槽內(nèi)的壓力變化而在第一松弛狀態(tài)和第二壓縮狀態(tài)之間移動(dòng)，所述壓力變化由泵送和不泵送鹽水經(jīng)過(guò)所述氯化器而引起。
16.根據(jù)權(quán)利要求I至15中的任一項(xiàng)所述的鹽水氯化器，所述鹽水氯化器包括限定第一腔室和第二腔室的殼體，其中，所述第一腔室提供所述電解槽，并且在所述第二腔室中包含有用于所述電解槽的控制電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鹽水氯化器，其中，所述控制電路包括用于感測(cè)通過(guò)所述電解槽的鹽水流的流量傳感器，并且所述流量傳感器操作成在沒(méi)有鹽水流或只有少量鹽水流流過(guò)所述電解槽時(shí)切斷所述電解槽的電力，并且，其中所述殼體包括分割所述殼體以提供所述兩個(gè)腔室的壁構(gòu)件，并且所述壁構(gòu)件包括構(gòu)成所述流量傳感器的操作部分的區(qū)域。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的鹽水氯化器，其中，所述流量傳感器包括加熱器和間隔開(kāi)的兩個(gè)溫度響應(yīng)元件，其中，所述加熱器用于將熱量經(jīng)由所述壁構(gòu)件的所述區(qū)域傳遞至鹽水，所述溫度響應(yīng)元件檢測(cè)將所述加熱器附近的第一傳感器保持在與離開(kāi)所述加熱器的第二參考傳感器相比更高的溫度所需的電力差。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鹽水氯化器，其中，一個(gè)溫度響應(yīng)元件與所述控制電路的溫度測(cè)量元件可操作地關(guān)聯(lián)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中的任一項(xiàng)所述的鹽水氯化器，其中，所述控制電路包括用于測(cè)量所述電解槽中的兩個(gè)陽(yáng)極之間的導(dǎo)電率以產(chǎn)生基準(zhǔn)導(dǎo)電率讀數(shù)的元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鹽水氯化器，其中，所述控制電路能夠根據(jù)將所述陰極和一個(gè)陽(yáng)極之間的導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果與所述基準(zhǔn)導(dǎo)電率讀數(shù)進(jìn)行對(duì)比，在導(dǎo)電率測(cè)量結(jié)果從所述基準(zhǔn)導(dǎo)電率讀數(shù)變化預(yù)定閾值時(shí)，操作用于要清洗的陰極的一個(gè)或多個(gè)刮刀。
22.根據(jù)從屬于權(quán)利要求8時(shí)的權(quán)利要求16所述的鹽水氯化器，其中，所述控制電路根據(jù)基于時(shí)間的進(jìn)度表，操作用于相對(duì)地移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)刮刀的所述機(jī)構(gòu)，以移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)刮刀。
全文摘要
一種用于游泳池的鹽水氯化器(30)，該鹽水氯化器包括具有兩個(gè)陽(yáng)極(98)和一個(gè)陰極(94)的電解槽。兩個(gè)刮刀(102)相對(duì)于陰極(94)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以從陰極(94)去除水垢沉積物，每個(gè)刮刀(102)由鈦制成并包括與陰極的相對(duì)的表面接觸的肋部(106)形式的刮擦部。將刮刀(102)安裝在框架(110)中，并彎曲其刮擦肋(106)，使得肋部(106)抵靠陰極表面自偏置。用于使刮刀(102)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)電磁線圈(116)，其作用于框架(110)的柄部(112)中的磁芯(114)上。將用于電解槽的控制電路包含在殼體(86)中，殼體(86)附接至用于電解槽的殼體(82)?？刂齐娐钒ㄓ糜诟袦y(cè)流過(guò)電解槽的鹽水流的流量傳感器。
文檔編號(hào)C02F1/461GK102630255SQ201080046674
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者M·A·蘭斯, R·B·戴維森 申請(qǐng)人:戴維水設(shè)備有限公司