本發(fā)明涉及水體凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水動(dòng)力自發(fā)電紫外線與臭氧凈水裝置。

背景技術(shù)：

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在一定濃度下可迅速殺滅空氣中的細(xì)菌。臭氧的殺菌力要比氯快600倍，比紫外線快3000倍，臭氧被認(rèn)為是當(dāng)今消毒、除污染最理想的一種手段。在食物凈化、飲用水凈化、消毒滅菌、空氣凈化、果蔬保鮮、防霉、洗浴、美容、保健、養(yǎng)魚、澆花、除臭等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用，而臭氧一般易于分解無法儲(chǔ)存，需現(xiàn)場制取現(xiàn)場使用，所以凡是能用到臭氧的場所均需使用臭氧發(fā)生器。隨著技術(shù)的發(fā)展，臭氧發(fā)生器越來越多元化，小型臭氧發(fā)生器得到了廣泛的運(yùn)用，如在家用空氣凈化器、凈水器等家用電器中的運(yùn)用，取得了良好的效果。

微型渦輪發(fā)電機(jī)通過自來水管道內(nèi)的水流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生電力輸出，能夠滿足小型的臭氧發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)要求，將兩者結(jié)合在一起能夠用于產(chǎn)生臭氧水。基于上述思路，中國專利200420067731.X公開了一種自發(fā)電式臭氧殺菌凈水器，在凈水器內(nèi)安裝有臭氧發(fā)生器、微型發(fā)電機(jī)、自來水推動(dòng)的旋轉(zhuǎn)葉輪以及電器裝置，開啟自來水閥門；自來水在射流孔的作用下產(chǎn)生高壓水流，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)微型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓，供臭氧發(fā)生器工作，產(chǎn)生的臭氧氣體與自來水混合，生成臭氧水。利用臭氧水可以用于消毒殺菌。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中，由于臭氧雖然在消毒殺菌領(lǐng)域具有良好的效果，但長期接觸臭氧，對人體會(huì)造成較大的危害，而且臭氧雖然溶于水，但在現(xiàn)有的水動(dòng)力臭氧發(fā)生裝置中，一般僅有20-30％的臭氧溶于水，其余的大部分均排到空氣之中，在室內(nèi)較為封閉的空間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)臭氧的積累；特別在秋冬氣溫較低，臭氧不容易因?yàn)闇囟榷l(fā)生分解，因此現(xiàn)有的水動(dòng)力臭氧發(fā)生裝置在長期使用過程中存在一定的危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種水動(dòng)力自發(fā)電紫外線與臭氧凈水裝置，能夠產(chǎn)生自動(dòng)產(chǎn)生臭氧水以及將臭氧水中的臭氧除去而獲得純凈的富氧水。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種水動(dòng)力自發(fā)電紫外線與臭氧凈水裝置，包括微型渦輪發(fā)電機(jī)、臭氧發(fā)生器以及254nm紫外燈，微型渦輪發(fā)電機(jī)與一蓄電池連接，微型渦輪發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)主體、葉輪腔以及設(shè)于葉輪腔內(nèi)的葉輪；發(fā)電機(jī)主體與葉輪連接，葉輪腔的出水端通過供水管道與出水口連接，所述254nm紫外燈設(shè)置在葉輪腔的出水端后的供水管道內(nèi)，所述蓄電池通過一控制開關(guān)與所述臭氧發(fā)生器和所述254nm紫外燈分別連接，臭氧發(fā)生器的臭氧輸出端設(shè)置在葉輪腔的進(jìn)水端之前的供水管道內(nèi)。

使用時(shí)，供水管道內(nèi)的水流從葉輪腔的進(jìn)水端向出水端方向流動(dòng)，水流驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)主體發(fā)電，將產(chǎn)生的電能存在到蓄電池中，蓄電池與臭氧發(fā)生器和254nm紫外燈連接，驅(qū)動(dòng)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，臭氧從臭氧輸出端進(jìn)入到葉輪腔的進(jìn)水端之前的供水管道內(nèi)，隨著水流一起通過葉輪腔，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)也使得臭氧氣體和水流充分混合，此時(shí)葉輪達(dá)到了一個(gè)混合泵的效果，從而提升了臭氧水中臭氧的含量；254nm紫外燈照射進(jìn)過葉輪腔內(nèi)臭氧與水體混合后的臭氧水，其中的臭氧在紫外光的作用下，分成為氧氣和氧原子，獲得純凈的富氧水。另外，通過控制開關(guān)來控制輸送到臭氧發(fā)生器和254nm紫外燈上的電源通斷，可以實(shí)現(xiàn)臭氧水、富氧水、普通水三種工作狀態(tài)的切換，在這三種供水方式下，微型渦輪發(fā)電機(jī)始終保持工作，保證了蓄電池內(nèi)有充足的電量。

特別說明的是，紫外線既可以用于產(chǎn)生臭氧也可以用于消除臭氧，這取決于紫外線的波長。一般情況下，空氣中的氧氣分子在吸收了185nm波長的紫外光后也會(huì)產(chǎn)生臭氧和原子氧。臭氧對254nm波長的紫外光同樣具有強(qiáng)烈的吸收作用，臭氧又分解為原子氧和氧氣。

進(jìn)一步的，所述葉輪腔的進(jìn)水端設(shè)置有拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)，所述臭氧發(fā)生器的臭氧輸出端設(shè)置在供水管道內(nèi)，位于拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)的前端，臭氧氣體進(jìn)入供水管道后，與水流一起通過拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)后噴射到葉輪上。

進(jìn)一步的，拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)包括壓縮端、擴(kuò)張段以及噴射孔，水流從壓縮端進(jìn)入噴射孔，再從噴射孔進(jìn)入擴(kuò)張段，擴(kuò)張段為錐體結(jié)構(gòu)，壓縮端為半橢圓體結(jié)構(gòu)，噴射孔正對葉輪。采用拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)有利于水流的流動(dòng)，而避免由于管道內(nèi)的水壓過低造成水流力不足的問題。

拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)是一個(gè)收縮—擴(kuò)張型噴管，通過此噴管能夠使具有一定壓力及速度較低的氣體、液體產(chǎn)生較高的速度。其基本結(jié)構(gòu)為兩邊開口大，中間為噴射孔，該噴射孔的尺寸較兩邊的開口尺寸要小，拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)包括壓縮端、擴(kuò)張段以及噴射孔，當(dāng)水流從壓縮端進(jìn)入流經(jīng)噴射孔后進(jìn)入擴(kuò)張段，經(jīng)過這樣的結(jié)構(gòu)后，其流速會(huì)極大的加快，使具有很大的沖擊力。

進(jìn)一步的，供水管道上設(shè)置有一角閥，角閥與臭氧輸出端之間的供水管道上設(shè)置有滾筒式的過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)傾斜插入供水管道內(nèi)，過濾網(wǎng)的后端設(shè)置有可拆卸的封堵帽。通過過濾網(wǎng)的設(shè)置，將水流中的雜質(zhì)過濾掉，防止雜質(zhì)卡住微型渦輪發(fā)電機(jī)的葉輪，造成該微型渦輪發(fā)電機(jī)不能正常工作的情況發(fā)生；另外，本發(fā)明中過濾網(wǎng)的后端設(shè)置有可拆裝的封堵帽，可以清理過濾網(wǎng)內(nèi)的雜質(zhì)，同時(shí)當(dāng)該過濾網(wǎng)發(fā)生損壞時(shí)也可以更換該過濾網(wǎng)。

進(jìn)一步的，葉輪腔的進(jìn)水端位于葉輪腔的下端，葉輪腔的出水端設(shè)置在葉輪腔的上端，進(jìn)水端和出水端均與葉輪的葉片相對應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述臭氧發(fā)生器的進(jìn)氣端上設(shè)置有空氣干燥裝置，所述空氣干燥裝置內(nèi)的干燥室設(shè)置有空氣干燥劑，所述干燥室與所述進(jìn)氣端連通?？諝馐紫冗M(jìn)入干燥室，經(jīng)過干燥的空氣在進(jìn)入到臭氧發(fā)生器內(nèi)，用于產(chǎn)生臭氧氣體。因?yàn)槌粞醢l(fā)生器設(shè)置在供水管道附近，工作環(huán)境比較潮濕，空氣中的水分大，容易使得臭氧發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生冷凝水，從而影響臭氧的生成效果。

進(jìn)一步的，所述出水口設(shè)置有集氣結(jié)構(gòu)，所述集氣結(jié)構(gòu)套設(shè)在所述出水口上，所述集氣結(jié)構(gòu)的側(cè)面設(shè)置有微型氣泵，所述微型氣泵與一導(dǎo)氣管連接，所述導(dǎo)氣管延伸到室外。集氣結(jié)構(gòu)是內(nèi)部通過筋板構(gòu)成的空腔結(jié)構(gòu)，微型氣泵的進(jìn)氣口與空腔結(jié)構(gòu)連通，微型氣泵通過所述集氣結(jié)構(gòu)收集出水口溢出的臭氧氣體，并通過導(dǎo)氣管輸送到室外。

臭氧氣體雖然溶于水，但臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧氣體不可能全部溶于水，那些沒有溶于水的臭氧氣體隨著水流從出水口排出，并且在出水口處溢出到空氣中，為了避免在室內(nèi)形成臭氧積累，利用微型氣泵將溢出的臭氧氣體抽取到室外，能夠取得良好的效果。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)氣管與一臭氧去除裝置連接，所述臭氧去除裝置內(nèi)具有亞鐵離子溶液，所述導(dǎo)氣管延伸到所述亞鐵離子溶液內(nèi)，所述臭氧去除裝置上設(shè)置有排氣孔。使用時(shí)，出水口溢出的臭氧氣體被導(dǎo)氣管輸送到臭氧去除裝置的亞鐵離子溶液內(nèi)，臭氧氣體與亞鐵離子溶液中的亞鐵離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，亞鐵離子氧化為鐵離子，臭氧被還原為氧氣，通過排氣孔進(jìn)入空氣中。

進(jìn)一步的，微型渦輪發(fā)電機(jī)、臭氧發(fā)生器以及蓄電池集成設(shè)置在于同一保護(hù)殼內(nèi)。

采用上述技術(shù)方案，由于同時(shí)設(shè)置了臭氧發(fā)生器和254nm紫外燈，并且通過通過控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)了臭氧發(fā)生器和254nm紫外燈的開啟與關(guān)閉，使得該凈水裝置可以實(shí)現(xiàn)臭氧水、富氧水、普通水三種工作狀態(tài)的切換。另外，通過空氣干燥裝置能夠避免環(huán)境潮濕對臭氧發(fā)生器工作效率的影響；集氣結(jié)構(gòu)以及臭氧去除裝置的設(shè)置，使得該凈水裝置能夠有效地消除臭氧積累帶來的潛在危害，而且通過把臭氧轉(zhuǎn)換為氧氣，提升了室內(nèi)空氣質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一種水動(dòng)力自發(fā)電紫外線與臭氧凈水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的葉輪與拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的第二種水動(dòng)力自發(fā)電紫外線與臭氧凈水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的臭氧去除裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖中，1-管道，2-微型渦輪發(fā)電機(jī)，3-臭氧發(fā)生器，31-臭氧輸出端，4-蓄電池，5-控制開關(guān)，6-保護(hù)殼，7-空氣干燥裝置，8-角閥，9-過濾網(wǎng)，10-封堵帽，11-拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)，12-出水口，21-葉輪腔，22-葉輪，111-噴射孔，112-擴(kuò)張段，113-壓縮端，13-集氣結(jié)構(gòu)，14-微型氣泵，15-導(dǎo)氣管，16-臭氧去除裝置，161-排氣孔，162-亞鐵離子溶液，17-254nm紫外燈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對于這些實(shí)施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖1所示，一種水動(dòng)力自發(fā)電紫外線與臭氧凈水裝置，包括微型渦輪發(fā)電機(jī)2、臭氧發(fā)生器3以及254nm紫外燈17，微型渦輪發(fā)電機(jī)2與一蓄電池4連接，微型渦輪發(fā)電機(jī)2包括發(fā)電機(jī)主體、葉輪腔21以及設(shè)于葉輪腔21內(nèi)的葉輪22；發(fā)電機(jī)主體與葉輪22連接，葉輪腔21的出水端通過供水管道1與出水口12連接，所述254nm紫外燈17設(shè)置在葉輪腔21的出水端后的供水管道1內(nèi)，所述蓄電池4通過一控制開關(guān)5與所述臭氧發(fā)生器3和所述254nm紫外燈17分別連接，臭氧發(fā)生器3的臭氧輸出端31設(shè)置在葉輪腔21的進(jìn)水端之前的供水管道1內(nèi)。

使用時(shí)，供水管道1內(nèi)的水流從葉輪腔21的進(jìn)水端向出水端方向流動(dòng)，水流驅(qū)動(dòng)葉輪22旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)主體發(fā)電，將產(chǎn)生的電能存在到蓄電池4中，蓄電池4與臭氧發(fā)生器3和254nm紫外燈17連接，驅(qū)動(dòng)臭氧發(fā)生器3產(chǎn)生臭氧，臭氧從臭氧輸出端31進(jìn)入到葉輪腔的進(jìn)水端之前的供水管道1內(nèi)，隨著水流一起通過葉輪腔21，葉輪22轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)也使得臭氧氣體和水流充分混合，此時(shí)葉輪22達(dá)到了一個(gè)混合泵的效果，從而提升了臭氧水中臭氧的含量；254nm紫外燈17照射進(jìn)過葉輪腔21內(nèi)臭氧與水體混合后的臭氧水，其中的臭氧在紫外光的作用下，分成為氧氣和氧原子，獲得純凈的富氧水。另外，通過控制開關(guān)5來控制輸送到臭氧發(fā)生器3和254nm紫外燈17上的電源通斷，可以實(shí)現(xiàn)臭氧水、富氧水、普通水三種工作狀態(tài)的切換，在這三種供水方式下，微型渦輪發(fā)電機(jī)2始終保持工作，保證了蓄電池4內(nèi)有充足的電量。

如圖1、2所示，所述葉輪腔21的進(jìn)水端設(shè)置有拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)11，所述臭氧發(fā)生器3的臭氧輸出端31設(shè)置在供水管道1內(nèi)，位于拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)11的前端，臭氧氣體進(jìn)入供水管道1后，與水流一起通過拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)11后噴射到葉輪22上。

其中，拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)11包括壓縮端113、擴(kuò)張段112以及噴射孔111，水流從壓縮端113進(jìn)入噴射孔111，再從噴射孔111進(jìn)入擴(kuò)張段112，擴(kuò)張段112為錐體結(jié)構(gòu)，壓縮端113為半橢圓體結(jié)構(gòu)，噴射孔111正對葉輪22。采用拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)11有利于水流的流動(dòng)，而避免由于供水管道內(nèi)的水壓過低造成水流力不足的問題。

拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)11是一個(gè)收縮—擴(kuò)張型噴管，通過此噴管能夠使具有一定壓力及速度較低的氣體、液體產(chǎn)生較高的速度。其基本結(jié)構(gòu)為兩邊開口大，中間為噴射孔111，該噴射孔111的尺寸較兩邊的開口尺寸要小，拉瓦爾噴射結(jié)構(gòu)111包括壓縮端113、擴(kuò)張段112以及噴射孔111，當(dāng)水流從壓縮端113進(jìn)入流經(jīng)噴射孔111后進(jìn)入擴(kuò)張段112，經(jīng)過這樣的結(jié)構(gòu)后，其流速會(huì)極大的加快，使具有很大的沖擊力。

如圖1所示，供水管道1上設(shè)置有一角閥8，角閥8與臭氧輸出端31之間的供水管道1上設(shè)置有滾筒式的過濾網(wǎng)9，過濾網(wǎng)9傾斜插入供水管道1內(nèi)，過濾網(wǎng)9的后端設(shè)置有可拆卸的封堵帽10。通過過濾網(wǎng)9的設(shè)置，將水流中的雜質(zhì)過濾掉，防止雜質(zhì)卡住微型渦輪發(fā)電機(jī)2的葉輪22，造成該微型渦輪發(fā)電機(jī)22不能正常工作的情況發(fā)生；另外，本發(fā)明中過濾網(wǎng)9的后端設(shè)置有可拆裝的封堵帽10，可以清理過濾網(wǎng)內(nèi)的雜質(zhì)，同時(shí)當(dāng)該過濾網(wǎng)發(fā)生損壞時(shí)也可以更換該過濾網(wǎng)。

如圖2所示，葉輪腔21的進(jìn)水端位于葉輪腔21的下端，葉輪腔21的出水端設(shè)置在葉輪腔21的上端，進(jìn)水端和出水端均與葉輪22的葉片相對應(yīng)。

如圖1所示，所述臭氧發(fā)生器3的進(jìn)氣端上設(shè)置有空氣干燥裝置7，所述空氣干燥裝置7內(nèi)的干燥室設(shè)置有空氣干燥劑，所述干燥室與所述進(jìn)氣端連通?？諝馐紫冗M(jìn)入干燥室，經(jīng)過干燥的空氣在進(jìn)入到臭氧發(fā)生器3內(nèi)，用于產(chǎn)生臭氧氣體。因?yàn)槌粞醢l(fā)生器3設(shè)置在供水管道1附近，工作環(huán)境比較潮濕，空氣中的水分大，容易使得臭氧發(fā)生器3內(nèi)部產(chǎn)生冷凝水，從而影響臭氧的生成效果。

如圖3所示，所述出水口12設(shè)置有集氣結(jié)構(gòu)13，所述集氣結(jié)構(gòu)13套設(shè)在所述出水口12上，所述集氣結(jié)構(gòu)13的側(cè)面設(shè)置有微型氣泵14，所述微型氣泵14與一導(dǎo)氣管15連接，所述導(dǎo)氣管15延伸到室外。微型氣泵14可以與蓄電池4連接或者采用其他電源供電。集氣結(jié)構(gòu)13是內(nèi)部通過筋板構(gòu)成的空腔結(jié)構(gòu)，微型氣泵14的進(jìn)氣口與空腔結(jié)構(gòu)連通，微型氣泵14通過所述集氣結(jié)構(gòu)13收集出水口12溢出的臭氧氣體，并通過導(dǎo)氣管15輸送到室外。

臭氧氣體雖然溶于水，但臭氧發(fā)生器3產(chǎn)生的臭氧氣體不可能全部溶于水，那些沒有溶于水的臭氧氣體隨著水流從出水口12排出，并且在出水口12處溢出到空氣中，為了避免在室內(nèi)形成臭氧積累，利用微型氣泵14將溢出的臭氧氣體抽取到室外，能夠取得良好的效果。

如圖4所示，所述導(dǎo)氣管15與一臭氧去除裝置16連接，所述臭氧去除裝置16內(nèi)具有亞鐵離子溶液162，所述導(dǎo)氣管15延伸到所述亞鐵離子溶液162內(nèi)，所述臭氧去除裝置16上設(shè)置有排氣孔161。使用時(shí)，出水口12溢出的臭氧氣體被導(dǎo)氣管15輸送到臭氧去除裝置16的亞鐵離子溶液162內(nèi)，臭氧氣體與亞鐵離子溶液162中的亞鐵離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，亞鐵離子氧化為鐵離子，臭氧被還原為氧氣，通過排氣孔161進(jìn)入空氣中。

其中，微型渦輪發(fā)電機(jī)2、臭氧發(fā)生器3以及蓄電池4集成設(shè)置在于同一保護(hù)殼6內(nèi)。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理和精神的情況下，對這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。