用于將水臭氧化的裝置及其臭氧水供應系統的制作方法

本實用新型涉及臭氧水制備技術，特別是涉及一種用于將水臭氧化的裝置及其臭氧水供應系統。

背景技術：

在越來越注重健康養身的年代，舉凡吃的食物、使用的餐具、及穿的衣物等的洗凈皆逐漸受到重視，一般來說，經凈化處理后的自來水殘留有許多對人體有害的物質，其雖不會直接對人體造成影響，但仍可能會經由清洗餐具或新鮮水果與蔬菜等食材的程序而間接對人體造成影響，故對于餐具和食材的清洗更不容輕忽。

為了健康衛生因素著想，人們常在清洗餐具和食材時添加兼具殺菌與洗凈功能的化學藥劑，而高濃度化學藥劑不僅會破壞環境，且殘留的化學藥劑還容易對人體產生不良影響。臭氧水由于殺菌力強、無化學殘留且兼具環保特性，現已逐漸成為家庭中各式高層次洗滌所使用的洗滌水。

如中國臺灣專利公告第TW I312045號專利案公開一種結合臭氧產生器的水龍頭結構，其中臭氧產生器經由氣液混合出水頭與水龍頭相互連接，當水流流出時，由臭氧產生器所制造的臭氧氣體可于氣液混合出水頭中混入水流中，同時形成臭氧水排出。然而，上述結合臭氧產生器的水龍頭結構在長期使用下存在以下缺點：1.臭氧與水無法有效混合；2.氣液混合出水頭容易因管線積水而發生故障；3.氣液混合出水頭內部容易存積水垢。

另外，電解臭氧公司(EOI)開發出一種用于產生和輸送臭氧水的裝置，其主要包括具有電解單元的筒及筒座，且筒經由筒座以連接到輸水管上；此裝置于使用時，自輸水管進入的源水會先流經筒座至電解單元中進行反應，而所形成的臭氧水會再經筒座流回到輸水管，供后續使用。然而，上述用于產生和輸送臭氧水的裝置仍存在以下缺點：首先，具有電解單元的筒須通過額外的連接構件始能連接到輸水管上，再者，現有的用于產生和輸送臭氧水的裝置其流量都小于每分鐘3公升，并不適合在水龍頭下直接用來清洗物品，產品實用性也隨之降低；另外，電解單元中采用柵狀電極，隨著柵狀電極間距漸縮，一般加工的機臺或車床將無法加工到位；此外，柵狀電極結構的中空開孔于加工過程中會造成很大的材料浪費。

技術實現要素：

本實用新型從避免浪費電極材料的角度出發，主要目的在于提供一種可節省材料成本、縮短組裝時間并同時提高臭氧水生成效率的用于將水臭氧化的裝置，并且流道的結構設計可將出水量提升至大于每分鐘3公升以上，以符合正常水龍頭的出水量而達到清洗的最佳效果。

為達上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種用于將水臭氧化的裝置，適于裝設在一輸水管上，用于將水臭氧化的裝置包括一殼體及一臭氧化單元。殼體內部設有一液體流道，液體流道沿著輸水管的管長方向延伸且與輸水管流體連通；臭氧化單元設置于液體流道，其中臭氧化單元包括一第一電極組件、一第二電極組件、及一設置于第一電極組件與第二電極組件之間的質子交換膜，第一電極組件包括一第一集電環及多個間隔排列于第一集電環內側的第一電極元件，第二電極組件包括一第二集電環及多個間隔排列于第二集電環內側的第二電極元件。

在本實用新型的一個實施例中，殼體包括一基座及一封蓋，基座具有一安裝槽，基座的相對兩側分別具有一進水端及一出水端，液體流道由進水端通過安裝槽延伸至出水端，封蓋蓋合于安裝槽上。

在本實用新型的一個實施例中，基座具有一位于安裝槽上方的缺槽，封蓋包括一與缺槽相配合的蓋本體及一由蓋本體延伸成型且與安裝槽頂部相配合的卡合部。

在本實用新型的一個實施例中，臭氧化單元還包括一安裝座及一固定座，安裝座具有一容置空間用以收容第一電極組件、第二電極組件及質子交換膜，固定座與安裝座相結合，并將第一電極組件、第二電極組件及質子交換膜壓制固定在容置空間內。

在本實用新型的一個實施例中，安裝座包括一底壁及沿底壁的相對兩側邊、垂直于底壁設置的兩側壁，固定座包括一座本體及一由座本體延伸成型的抵制部，安裝座的兩側壁與固定座的座本體相互卡合，抵制部延伸至容置空間內，并抵緊于第一集電環或第二集電環上。

在本實用新型的一個實施例中，殼體的基座的另相對兩側分別設有一第一導電結構及一第二導電結構，第一導電結構及第二導電結構由基座外部朝安裝槽的方向延伸至流體通道中，第一集電環包括一第一框部及一由第一框部延伸成型的第一導電端子，第二集電環包括一第二框部及一由第二框部延伸成型的第二導電端子，第一導電端子與第二導電端子的延伸方向相反，第一導電端子接觸到第一導電結構，且第二導電端子接觸到第二導電結構。

在本實用新型的一個實施例中，多個第一電極元件及多個第二電極元件呈長條狀，多個第一電極元件及多個第二電極元件各為硼摻雜金剛石電極。

本實用新型還提供一種臭氧水供應系統，其包括一輸水管，其特征在于，輸水管上裝設有一用于將水臭氧化的裝置，用于將水臭氧化的裝置包括一殼體及一臭氧化單元。其中，殼體內部設有一液體流道，其中液體流道沿著輸水管的管長方向延伸且與輸水管流體連通；臭氧化單元設置于液體流道，其中臭氧化單元包括一第一電極組件、一第二電極組件、及一設置于第一電極組件與第二電極組件之間的質子交換膜，第一電極組件包括一第一集電環及多個間隔排列于第一集電環內側的第一電極元件，第二電極組件包括一第二集電環及多個間隔排列于第二集電環內側的第二電極元件。

在本實用新型的一個實施例中，輸水管上還裝設有一過濾裝置及一流量檢出裝置，過濾裝置及流量檢出裝置間隔地裝設于輸水管上，流量檢出裝置鄰近于用于將水臭氧化的裝置，且流量檢出裝置位于過濾裝置與用于將水臭氧化的裝置之間。

在本實用新型的一個實施例中，還包括一洗滌臺用水龍頭、一電控裝置、一信號傳輸裝置及一狀態顯示界面，輸水管上還裝設有一過濾裝置及一流量檢出裝置，過濾裝置及流量檢出裝置間隔地裝設于輸水管上，流量檢出裝置鄰近于用于將水臭氧化的裝置，且用于將水臭氧化的裝置設置于流量檢出裝置與洗滌臺用水龍頭之間，其中流量檢出裝置耦接電控裝置，且信號傳輸裝置耦接電控裝置以將電控裝置當前資訊以有線或無線的方式傳輸至狀態顯示界面。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型通過“第一電極組件包括第一集電環及多個間隔排列于第一集電環內側的第一電極元件，且第二電極組件包括第二集電環及多個間隔排列于第二集電環內側的第二電極元件”的設計，可以突破一些加工技術上的限制，以避免電極材料的浪費。

本實用新型的其他目的和優點可以從本實用新型所公開的技術特征得到進一步的了解。為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例并配合所附圖式作詳細說明如下。

附圖說明

圖1及圖2分別為本實用新型的用于將水臭氧化的裝置于不同視角下的立體分解圖。

圖3為本實用新型的用于將水臭氧化的裝置的立體組合圖。

圖4及圖5分別為本實用新型的臭氧化單元于不同視角下的立體分解圖。

圖6為本實用新型的臭氧化單元的立體組合圖。

圖7為根據本實用新型的臭氧水供應系統的架構圖。

圖8為本實用新型的臭氧水供應系統的模塊方塊示意圖。

具體實施方式

以下是通過特定的具體實例來說明本實用新型所公開有關“用于將水臭氧化的裝置及其臭氧水供應系統”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容了解本實用新型的優點與效果。本實用新型可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基于不同觀點與應用，在不悖離本實用新型的精神下進行各種修飾與變更。另外，本實用新型的附圖僅為簡單示意說明，并非依實際尺寸的描繪，予以聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本實用新型的相關技術內容，但所公開的內容并非用以限制本實用新型的技術范圍。

由于臭氧是國際公認的環保型殺菌劑，其不會對環境產生二次污，而且將臭氧用于水處理，至少具有以下優點：1.殺菌速度快，效率高；2.除臭、脫色、清濁效果好；3.幫助去除有機物；4.幫助去除鐵、錳及其他無機污染物；5.幫助減少水中殘留物。因此，本實用新型特別提供一種用于將水臭氧化的裝置，其可直接裝設于輸水管路的進水管或出水管上，以供應干凈和安全的用水。

下文中特舉一較佳的實施例，并配合附圖說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容了解本實用新型的優點與功效。本實用新型可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，且本說明書中的各項細節也可基于不同觀點與應用進行各種修飾與變更。

另外，本實用新型的附圖僅為簡單示意說明，并非依實際尺寸的描繪，先予敘明。以下的實施方式將進一步詳細說明本實用新型的相關技術內容，但所公開的內容并非用以限制本實用新型的技術范疇。

請參閱圖1至圖3，圖1及圖2分別為本實用新型一較佳實施例的用于將水臭氧化的裝置于不同視角下的立體分解圖，圖3為本實用新型一較佳實施例的用于將水臭氧化的裝置的立體組合圖。首先要說明的是，裝置100于使用時可以直接和一輸水管(如：進水管或出水管)連結，如此一來，當源水流經裝置100時，由裝置100產生的臭氧便可直接溶于源水中，并利用羥基游離基(OH·)與源水中各種物質或微生物等進行氧化反應，以達到消毒、滅菌、脫色、及除臭等效果。

在本具體實施例中，裝置100包括殼體10及臭氧化單元20，其中殼體10內部設有一液體流道F，且臭氧化單元20設置于液體流道F中，當裝置100與輸水管接設在一起時，液體流道F沿著輸水管(圖未示)的管長方向延伸，且與輸水管流體連通。下面將詳細說明殼體10和臭氧化單元20的具體實施方式以及相互之間的連結關系。

殼體10是由絕緣材料所制成，且具有規格的形狀；雖然圖1至圖3中所示為矩形狀的殼體10，但本實用新型并不限制于此，例如，根據使用時的實際需求，殼體10也可以被設計成是圓筒狀的。從結構上來看，殼體10包括一基座11及一封蓋12，其中基座11具有一供臭氧化單元20設置的安裝槽111，且封蓋12蓋合于安裝槽111上，以對供臭氧化單元20起到保護作用；為方便殼體10與輸水管接設在一起，并使臭氧化單元20將源水臭氧化，基座11的前后兩側分別具有一供源水流入的進水端110a及一供源水流出的出水端110b，進水端110a及出水端110b皆設有內螺紋(未標號)，且基座11的左右兩側設有相對應的電導通孔113，以供外部電源對臭氧化單元20施加電力。值得說明的是，液體流道F即是由進水端110a通過安裝槽111延伸至出水端110b。

更進一步來說，為了方便封蓋12的組裝和拆卸，基座11于安裝槽111的上方設有一缺槽112，封蓋12包括一蓋本體121及一由蓋本體121延伸所形成的卡合部122，其中蓋本體121與缺槽112的形狀大小一致，卡合部122與安裝槽111的頂部具有相互卡合的設計，例如，卡合部122包括一與安裝槽111的開口緊配合的結合凸塊及一圍繞于結合凸塊的環形凸肋(未標號)，且安裝槽111的頂部對應設有一圍繞其開口的環形凹溝(未標號)。請參閱圖4至圖6，圖4及圖5分別為本實用新型的臭氧化單元于不同視角下的立體分解圖，圖6為本實用新型的臭氧化單元的立體組合圖。臭氧化單元20可利用電解方式產生臭氧，其包括第一電極組件21、第二電極組件22及一位于第一和第二電極組件21、22之間的質子交換膜23，其中第一電極組件21包括第一集電環211及多個間隔排列于第一集電環211內側的第一電極元件212，第二電極組件22包括第二集電環221及多個間隔排列于第二集電環221內側的第二電極元件222。本實施例中，第一和第二電極組件21、22與質子交換膜23在組裝時可緊密的接合在一起，第一和第二集電環211、221分別被配置作為電流擴展器，第一電極元件212被配置作為陽極，第二電極元件222則被配置作為陰極。

第一和第二集電環211、221都是由金屬材料所形成。第一電極元件212呈長條狀，第一電極元件212包括金剛石材料，例如，第一電極元件212可以是獨立的金剛石電極(硼摻雜金剛石(boron-doped diamond,BDD))，也可以是包含金剛石材料的復合電極(即由導電基材與形成于導電基材表面的金剛石材料組成的電極)。第二電極元件222呈長條狀，第二電極元件222可以是獨立的金剛石電極，也可以是包含金剛石材料的復合電極(即由導電基材與形成于導電基材表面的金剛石材料組成的電極)。質子交換膜23可以是由多孔性傳導材料(如：聚四氟乙烯)所形成。

更進一步來說，第一集電環211包括第一框部2111及由第一框部2111延伸所形成的第一導電端子2112，第二集電環221包括第二框部2211及由第二框部2211延伸所形成的第二導電端子2212，且第一導電端子2112與第二導電端子2212的延伸方向相反，其中第一和第二導電端子2112、2212可被施加電流，第一和第二框部2111、2211用以分別傳遞電流至第一電極元件212和第二電極元件222。

值得注意的是，從加工性、產品效果等觀點來看，本實用新型的臭氧化單元20借此通過“將多個第一電極元件212間隔排列于第一集電環211的內側，并將多個第二電極元件222間隔排列于第二集電環221的內側”的設計，既克服了傳統柵狀電極中心開孔加工困難度較高的問題與復雜度，也可避免材料浪費，并且可由電極的數量微調所需要的臭氧水濃度以供使用。換句話說，可依據不同需求，通過不同數量的電極而調整臭氧濃度。

請復參閱圖4至圖6，臭氧化單元20在組裝上，是先利用一安裝座24及一固定座25來收容并固定第一和第二電極組件21、22與質子交換膜23，再將整體裝配到殼體10內部。安裝座24具有一容置空間240用以收容第一和第二電極組件21、22與質子交換膜23，安裝座24略呈U狀，其包括一底壁241及沿底壁241的相對兩側邊、垂直于底壁241設置的兩側壁242，且兩側壁242的內緣分別設有至少一限位結構2421(如：限位槽)，以幫助第一集電環211的第一框部2111、第一電極元件212、質子交換膜23、第二電極元件222及第二集電環221的第二框部2211在安裝時定位，并設定第一電極元件212的間距及第二電極元件222的間距。

固定座25用以將第一和第二電極組件21、22與質子交換膜23壓制固定在容置空間240內，固定座25包括一座本體251及一由座本體251延伸所形成的抵制部252，其中座本體251與安裝座24的兩側壁242具有相互配合的結構。借此，當座本體251與兩側壁242相結合后，抵制部252可延伸至容置空間240內，并抵緊于第一集電環211或第二集電環221上。

更進一步來說，臭氧化單元20在安裝到安裝槽111之后，第一集電環211的第一導電端子2112及第二集電環221的第二導電端子2212會分別對應到基座11左右兩側的兩個電導通孔113，而為了從外部對第一和第二集電環211、221施加電流，兩個電導通孔113內分別穿設有第一導電結構114及第二導電結構115(如：導電螺絲)，其中第一和第二導電結構114、115由基座11外部朝安裝槽111的方向延伸至流體通道F中，并分別接觸到第一和第二導電端子2112、2212。

請參閱圖7及圖8，為根據本實用新型的臭氧水供應系統的架構圖。本實用新型用于將水臭氧化的裝置100的結構特征及其所能達成的功效已詳細說明如上，接下來將進一步介紹根據裝置100的一種應用。如圖7所示，裝置100在臭氧水供應系統S中裝設于位在連接水槽(未標示)附近的洗滌臺用水龍頭300的一輸水管400(冷水管)上，如此便可使用臭氧水來清洗新鮮水果與蔬菜等食材，以減少致病的機會。

臭氧水供應系統S實際上還可包括一洗滌臺用水龍頭300、一輸水管400、一過濾裝置500、一流量檢出裝置600、一電控裝置700、一信號傳輸裝置800及一狀態顯示界面900。其中過濾裝置500、及流量檢出裝置600間隔地裝設于輸水管400上，流量檢出裝置600鄰近于用于將水臭氧化的裝置100，過濾裝置500鄰近于流量檢出裝置600，且用于將水臭氧化的裝置100設置于流量檢出裝置600與洗滌臺用水龍頭300之間。值得說明的是，過濾裝置500可包括一不織布濾心或離子交換樹脂濾心，本實用新型不以此為限。

換句話說，裝置100可用于在水流通過時將其臭氧化，而臭氧化的源水可經由洗滌臺用水龍頭300流出以供使用，流量檢出裝置600可用于量測流通過過濾裝置500的水量，并借此監控濾心的使用壽命。

進一步來說，請復參閱圖8所示，臭氧水供應系統S還可包括一信號傳輸裝置800及一狀態顯示界面900，電控裝置700可耦接于裝置100，且流量檢出裝置600可耦接電控裝置700。借此，電控裝置700可控制裝置100的啟動或關閉，且可監控流量檢出裝置600的使用壽命。再者，信號傳輸裝置800還可耦接于電控裝置700，以將電控裝置700當前資訊以有線或無線的方式傳輸至狀態顯示界面900。

值得說明的是，狀態顯示界面900可以為一指示燈界面(圖中未標號)，或者是一螢幕顯示界面(圖中未示出)，以指示或顯示目前濾心的使用壽命，或是裝置100的啟動狀態。另外，狀態顯示界面900也可以具有操作功能，以開啟或關閉裝置100。再者，若是信號傳輸裝置800與狀態顯示界面900以無線方式進行連接時，狀態顯示界面900中可通過一電力提供模塊(例如電池，圖中未示出)而提供能源，而狀態顯示界面900上還可以進一步顯示目前的電池壽命。

如上所述，圖7及圖8僅公開本實用新型的一種應用，但是本領域技術人員應理解，裝置100可用于任合臭氧水相關的系統或設備。例如，裝置100可裝設于自來水處理系統的輸水管路，使水中三氯甲烷生成量減少90％；或者，裝置100可裝設于游泳池的輸水管路，且所產生的臭氧水可有效殺滅水中細菌等微生物，使泳者不必擔心游泳過程中被傳染上疾病。

綜上所述，相較于目前市面上常用產生臭氧的方式，本實用新型用于將水臭氧化的裝置至少具有下列優點：

首先，本實用新型所提供用于將水臭氧化的裝置借此通過“殼體內部設有一液體流道，且液體流道沿著進水管或出水管的管長方向延伸，同時與進水管或出水管流體連通”的設計，不需要額外的連接構件便可將裝置的液體流道直接和進水管或出水管連結，在節省組裝時間的同時還可提高臭氧化效率。

其次，所述裝置借此通過“第一電極組件包括第一集電環及多個間隔排列于第一集電環內側的第一電極元件，第二電極組件包括第二集電環及多個間隔排列于第二集電環內側的第二電極元件，且第一和第二電極元件呈長條狀”的設計，克服了習用柵狀電極制造加工上的限制，并避免電極材料的浪費。

再者，所述裝置的應用范圍非常管范，包括任何臭氧水相關的系統或設備的輸水管路。

本實用新型實已符合新型專利的要件，依法提出申請。但是以上所公開的，僅為本實用新型較佳實施例而已，自不能以此限定本案的權利范圍，因此依本案申請范圍所做的均等變化或修飾，仍屬本案所涵蓋的范圍。