KR20020022715A

KR20020022715A - 유체처리 시스템

Info

Publication number: KR20020022715A
Application number: KR1020017016379A
Authority: KR
Inventors: 데이빗더블유. 바아만; 로이더블유. 퀘넨; 데니스제이. 데넨; 테리엘. 로첸하이저; 로널드씨. 마크햄; 스캇에이. 몰레마
Original assignee: 킴 에스.미첼; 알티코 인크.
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2002-03-27
Also published as: KR100449842B1; CN1478726A; US7252763B2; KR100449838B1; KR100482867B1; JP2005224801A; US6569319B2; WO2000078681A3; TWI250131B; CN1157338C; US20020011434A1; KR100449841B1; US6491868B2; HK1047573A1; JP3878645B2; JP4358780B2; US20040182761A1; CN1486934A; HK1047573B; JP2005313173A

Abstract

유체처리 시스템(10) 내 전체적 동작을 제어하는 제어 유닛(102)을 포함하는 유체처리 시스템(10)이 공개된다. 안정기 회로(103)가 전자기파 방출 조립체(14)와 연결된다. 선호되는 유체처리 시스템(10)에서, 안정기 회로(103)는 전자기파 방출 조립체(14)와 유도방식으로 연결된다. 유도-연결 안정기 회로(103)는 제어 유닛(102)으로부터의 지정 전기 신호에 따라 전자기파 방출 조립체(14) 내에 위치하는 전자기파 방출 장치(60)를 유도방식으로 여기시킨다. 추가적으로, 유체처리 시스템(10)은 유체처리 시스템(10)에 사용되는 전자기파 방출 조립체(14)와 필터 조립체(16)의 여러 기능 및 동작 특성을 감시하기 위해 사용되는 고주파 식별 시스템(124)을 포함한다.

Description

유체처리 시스템{FLUID TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 이전의 이용장소에 따른 주택/사무실 물처리 시스템과 관련된 여러 문제점을 해결한다. 첫 번째 문제는 자외선 램프를 갖춘 램프 조립체를 이용하는 기존 물처리 시스템이 에너지측면에서 비효율적이라는 점이다. 램프 조립체는 자외선 램프가 켜지지 않은 결과로 물처리 시스템 내에서 미세유기체(microorganisms)가 재생성되는 것을 방지하기 위해 계속적으로 구동되는 상태로 남는다. 기존 램프 조립체가 켜지면, 물처리 시스템 내 미세유기체의 적절한 파괴를 보장하기 위해 필요한 지정 강도 수준의 광을 출력하기 위해 자외선램프 내의 기체가 충분히 여기되기 전에 상당한 양이 시작 시간이 소요된다. 자외선 램프가 충분히 여기되기 전에 물처리 시스템으로부터 방전되는 물은 수용할 수 없을 정도로 많은 살아있는 미세유기체를 운반할 수 있다. 연속적으로 구동되는 램프 조립체는 상당한 양의 에너지를 이용하고, 따라서 비효율적이다. 또한, 램프 조립체를 연속 구동식으로(가령, 밤새도록) 내버려둠에 따라, 물처리 시스템 장치 내에 있는 물이 불편하게 따뜻해질 수 있다.

두 번째 문제점은 물처리 시스템 내 반사기 조립체의 설계에서 발생한다. 램프 효율 증가를 위한 시도에서, 반사기 조립체는 미세유기체가 방출되는 물운반 도관과 자외선 램프 주변에 위치할 수 있다. 물운반 도관에 도달하지 못한 자외선 램프로부터의 입사광은 반사기 벽으로부터 다시 반사되어 물운반 도관에 다시 충돌할 기회를 가진다. 가끔씩 이 반사기 조립체는 원형의 단면을 가진다. 불행하게도, 생성되는 다량의 자외선광이 물운반 도관에 이르지 못한다. 차라리, 상당한 양의 광이 자외선 램프 조립체에 의해 재흡수된다.

세 번째 문제점은 물처리 시스템에 램프 조립체를 전기적으로 연결하는 것이다. 램프 조립체가 물처리 시스템 내에 설치되거나 물처리 시스템으로부터 제거될 때마다 램프 조립체는 물처리 시스템에 대해 전기적/기계적 결합/분리를 이행하여야 한다. 이는 복잡하고 비싼 장착 장비를 필요로한다. 더욱이, 전력이 물처리 시스템을 통과중일 때 전기연결부가 습기에 노출되지 않도록 주의하여야 한다.

동축으로 정렬된 램프 조립체와 필터 조립체가 물처리 시스템의 크기 최소화에 가끔 이용된다. 특정 물처리 시스템 내 램프 조립체와 필터 조립체는 물처리 시스템으로부터 동시에 제거될 수도 있고, 제거되지 않을 수도 있다. 이 조립체들이 동시에 제거될 경우, 이 조립체들이 물로 채워지고 자체적으로 중량이 상당하기 때문에 이 조립체들은 상당히 무거울 것이다. 대안으로, 램프 조립체와 필터 조립체가 물처리 시스템으로부터 따라 제거가능할 경우에도, 이 조립체들 중 하나로부터 조작 중에 물을 쏟는 문제점이 또한 자주 발생한다.

램프 조립체를 가지는 물처리 시스템 유닛에 의해 맞부닥치는 또다른 문제점은 램프 조립체 감시를 위해 복잡한 감시 시스템이 필요하다는 점이다. 램프 조립체가 시간이 지남에 따라, 램프 조립체로부터 출력되는 광의 강도가 점차 저하된다. 종국에는, 바람직한 미세유기체-소멸비율에 영향을 미치기 위해 필요한 수준 이하로 강도가 떨어질 것이다. 램프 조립체는 임계 최소 강도에 도달하기 전에 제거되어야 한다. 따라서, 물처리 시스템 내 광강도를 확인하기 위한 감시기 시스템이 필요하다. 이 감시 시스템은 매우 비싼 것이 일반적이다. 이 시스템들은 쿼츠 윈도로 된 값비싼 자외선 센서를 필요로한다.

기존 안정기 제어 회로는 램프 구동을 위해 포화 변압기와 쌍극성 트랜지스터를 이용한다. 안정기 제어 회로는 이 변압기들의 권선 배열 및 재료의 자기적 성질에 관련된 주파수에서 발진한다. 포화 변압기 발진기를 갖춘 회로는 방형파의 카테고리에 있는 출력을 생성하고, 부하하에서 하드-스위칭을 위한 해프 브리지의 트랜지스터를 필요로하며, 방전 램프를 통하는 전류를 제한하기 위해 분리된 인덕터를 필요로한다.

램프 조립체와 필터 조립체를 이용하는 이전 물처리 시스템 유닛의 앞서 결점 및 그외 다른 결점들이 본 발명에 의해 해결된다.

본 출원은 1999년 6월 21일 출원된 미국특허출원 60/140,159 호, "Water Treatment System with an Inductively Coupled Ballast"와, 동일자 미국특허출원 60/140,090 호, "Point-of-Use Water Treatment System"을 바탕으로 우선권을 주장한다.

본 출원은 본 출원과 동일자로 출원된 미국특허출원, "Point-of-Use Water Treatment System"을 참고로 인용한다.

본 발명은 물처리 시스템에 관한 것이고, 특히, 물처리 시스템에서 자외선 램프에 비접촉식 전력 전달을 위한 유도-연결 안정기에 관한 것이다.

도 1은 기본 유닛으로부터 필터 조립체와 자외선 램프 조립체를 분리하고 상부덮개를 분리시킨 물처리 시스템의 메인 하우징 사시도.

도 2A-C는 물처리 시스템의 주성분의 사시도.

도 3은 물처리 시스템의 주회로 및 조립체의 블록도표.

도 4는 유도-연결 안정기 회로의 블록도표.

도 5는 유도-연결 안정기 회로, 안정기 피드백 회로, 인터락 회로 일부의 회로도.

도 6은 자외선 램프 조립체의 자외선 램프와 공명 램프 회로, 2차 코일의 도면.

도 7은 스타터 회로의 회로도.

도 8은 물처리 시스템에 사용되는 고주파 식별 시스템의 회로도.

도 9는 흐름 센서 유닛의 회로도.

도 10은 주변광 센서 회로의 회로도.

도 11은 자외선광 센서 회로의 회로도.

도 12는 주변온도 센서 회로의 회로도.

도 13은 음향 발생 회로의 회로도.

도 14는 통신 포트의 회로도.

본 발명은 유도-연결 안정기 회로를 포함하는 물처리 시스템용 전자 제어 시스템을 공개한다. 물처리 시스템은 물 공급원으로부터 필터 장치로 물을 보냄으로서 물을 여과한다. 필터 조립체는 물흐름으로부터 불필요한 입자들을 제거한다. 필터 조립체를 통과한 후, 물은 교환가능한 자외선 램프 조립체를 지난다. 자외선 램프 조립체는, 자외선 램프 조립체를 물이 통과함에 따라, 물을 고강도 자외선 광에 노출시킴으로서 물공급에서의 유기질 물질들을 파괴한다. 자외선 램프 조립체는 동작의 시작시점에서 고강도 자외선 광을 제공하고, 이는 시동 시간을 필요로하는 기존 물처리 시스템에 대해 장점을 제공한다. 자외선 램프 조립체를 빠져나간 후, 물흐름은 방출구 조립체를 통해 물처리 시스템으로부터 빠져나온다.

물처리 시스템의 전체적 동작은 자외선 램프 조립체 및 필터 조립체와 전기적으로 연결되는 제어 유닛에 의해 제어된다. 선호되는 실시예에서, 제어 유닛은 흐름 센서, 주변 온도 센서 회로, 주변광 센서 회로, 자외선광 센서 회로, 전력 감지 회로, 디스플레이 장치, 음향 발생 회로, 메모리 기억 장치, 통신 포트, 그리고 고주파 식별 시스템과 또한 전기적으로 연결된다. 이 장치들은 모두 감시되거나 제어 유닛에 의해 제어되고 물처리 시스템의 여러 장점을 제공한다.

흐름 센서 회로는 자외선 램프 조립체가 여기될 수 있도록 물이 흐르는 중일 때를 결정하기 위해, 그리고 물처리 시스템에 의해 처리되고 있는 유량을 기억하기 위해 제어 유닛에 의해 이용된다. 주변 온도 센서 회로는 대기의 주변 온도를 측정하고, 이에 의해, 물처리 시스템이 어는점보다 높은 온도 수준이나 그외 다른 지정 온도를 유지할 수 있다. 자외선광 센서 회로는 자외선 램프 조립체에 의해 방출되는 자외선광의 강도에 상응하는 전기 신호를 제어 유닛에 제공한다. 이는 이 측정들로 인해, 방출되는 자외선 광의 강도을 증가시키거나 감소시킬 수 있는 조절 작용을 제어 유닛이 할 수 있기 때문에 중요하다.

전력 감지 회로는 벽부착형 출구같이 기존 외부 전원으로부터 제공되는 물처리 시스템에 전력 존재여부를 표시하는 전기 신호를 제어 유닛에 제공한다. 디스플레이 장치는 제어 유닛에 의해 제어되고, 물처리 시스템의 상태에 대한 정보를 디스플레이한다. 음향 발생 유닛은 주의집중을 필요로하는 물처리 시스템에서 지정 시스템 상태가 발생하는 경우에 가청 음향을 제공하기 위해 제어 유닛에 의해 이용된다.

물처리 시스템은 제어 유닛과 전기적으로 연결된 메모리 기억 장치를 또한 포함한다. 메모리 기억 장치는 물처리 시스템 및 그 관련 성분에 관한 여러 데이터 값을 저장하기 위해 사용된다. 발명의 선호되는 실시예에서, 제어 유닛에 통신 포트가 연결되고, 이 통신 포트는 개인용컴퓨터나 팜-탑식 감시 장치처럼, 주변 장치와 제어 유닛의 사이에 양방향 통신을 위한 능력을 제공한다.

고주파 식별 시스템은 각각의 자외선 램프 조립체에 위치하는 자외선광 트랜스판더(Transponder)를 포함한다. 추가적으로, 고주파 식별 시스템은 필터 조립체에 위치하는 필터 트랜스판더를 포함한다. 자외선광 트랜스판더와 필터 트랜스판더는 고주파를 이용하여 고주파 식별 시스템과 통신한다. 각각의 트랜스판더는 자외선 램프 조립체와 필터 조립체에 특정한 일부 정보를 포함한다. 고주파 식별 시스템 대신에 접촉식 식별 시스템이 사용될 수도 있다.

선호되는 자외선 램프 조립체는 유도-연결 안정기 회로에 의해 여기된다. 선호되는 유도-연결 안정기 회로는 순간식 자외선 램프 조명을 제공하는 고주파에서 작동하는 자체-발진 해프-브리지 스위칭(self-oscillating half-bridge switching) 설계이다. 추가적으로, 유도-연결 안정기 회로는 공명이 생길 때 자체-발진하고, MOSFET 트랜지스터를 스위칭 요소로 이용하며, 에어-코어 변압기 연결 배열(air-core transformer coupling arrangement)을 수용하도록 설계되고, 이 배열은 자외선 램프 조립체의 설계를 단순화시킨다. 자외선 램프 조립체는 유도-연결 안정기 회로에 의해 생성되는 에어-코어 변압기 연결 배열 때문에 쉽게 대체될 수 있다.

선호되는 유도-연결 안정기 회로는 제어 회로, 발진기, 드라이버, 해프-브리지 스위칭 회로, 직렬 공명 탱크 회로, 제 2 코일, 공명 램프 회로, 자외선 램프를 포함한다. 발진기는 제어 유닛과 전기적으로 연결되어, 발진기를 여기시키는 전기 신호를 제어 회로에 제공함으로서 발진기를 시작하게 한다. 동작 중, 발진기는 전기 신호를 드라이버에 제공하여, 해프-브리지 스위칭 회로를 여기시킨다. 해프-브리지 스위칭 회로는 자외선 램프 조립체에서 자외선 램프를 유도방식으로 여기시키는 직렬 공명 탱크 회로를 여기시킨다.

자외선 램프 조립체는 유도-연결 안정기 회로의 자외선 램프, 공명 램프 회로, 그리고 2차 코일을 물리적으로 내장한다. 직렬 공명 탱크가 여기되면, 자외선 램프 조립체 내의 2차 코일이 유도방식으로 여기되고, 따라서 자외선 램프를 밝힌다. 선호되는 실시예에서, 유도-연결 안정기 회로에 대한 공명 주파수는 약 100kHz이다. 이와 같이, 자외선 램프 조립체 내 2차 코일은 약 100kHz에서 공명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 동작의 공명 주파수는 편리한 성분 선택을 위해 수용할만큼 제어 유닛에 의해 위아래로 조절될 수 있다. 추가적으로, 공명 주파수는 직렬 공명 탱크내 성분 선택에 의해 또한 제어된다(아래에서 설명됨).

이와 같이, 발명의 선호되는 실시예는 전자기파 방출 조립체와 유도-연결되는 유도-연결 안정기 회로인 제어유닛을 포함하는 유체처리 시스템을 공개한다. 이때, 제어 유닛으로부터의 지정 전기 신호에 따라 전자기파 방출 조립체 내 전자기파 방출 장치를 유도-연결 안정기 회로가 유도방식으로 여기시킨다.

발명의 또다른 선호되는 실시예는 유체처리 시스템에서 전자기파를 제공하는 방법을 공개한다. 이 방법은 1) 제어 유닛으로 지정 전기 신호를 발생시키고, 2) 유도-연결 안정기 회로에 지정 전기 신호를 보내며, 3) 제어 회로로부터의 지정 전기 신호에 따라 유도-연결 안정기 회로 내 전자기파 방출 장치를 유도방식으로 여기시키는, 이상의 단계를 포함한다.

발명의 또다른 선호되는 실시예에서, 고주파 식별 시스템을 갖춘 유체처리 시스템이 공개된다. 이 유체처리 시스템은 제어 유닛, 제어 유닛에 전기적으로 연결된 기지국, 그리고 한 개 이상의 고주파 식별 트랜스판더를 포함하고, 사익 고주파 식별 트랜스판더는 기지국과 고주파 통신하는 전자기파 방출 장치 조립체 내에 위치한다. 달리 선호되는 실시예에서, 전자기파 방출 조립체는 필터 조립체로 대체된다.

발명에 의해 공개되는 또다른 선호되는 방법은 유체처리 시스템에서 전자기파 방출 조립체를 감시하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 1) 유체처리 시스템에서 이용을 위한 전자기파 방출 조립체를 제공하고, 2) 전자기파 방출 조립체에 위치하는 전자기파 방출 식별 트랜스판더로 전자기파 방출 조립체 정보 신호를 발생시키며, 3) 유체처리 시스템에 위치하는 기지국까지 전자기파 방출 조립체 정보 신호를 송신하고, 4) 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호를 제어 유닛에 보내는, 이상의 단계를 포함한다. 또다른 선호되는 실시예에서, 전자기파 방출 조립체가 필터 조립체로 대체될 수 있다.

도 1에서, 발명은 물을 정화하기 위해 탄소계 필터와 자외선광을 이용하는 물처리 시스템(10)의 전자 제어 시스템을 공개한다. 본 발명을 올바르게 평가하기 위해, 선호되는 물처리 시스템(10)의 기계적 측면의 배경을 알아보는 것이 중요하다. 선호되는 물처리 시스템(10)은 메인 하우징(12), 교체식 자외선 램프 조립체(14), 필터 조립체(16)로 이루어진다. 자외선 램프 조립체(14)와 필터 조립체(16)는 메인 하우징(12)으로부터 탈착식 및 교체식이다. 메인 하우징(12)은 하부 덮개(18), 후방 덮개(20), 전방 덮개(22), 상부 덮개(24), 내부 슬리브 덮개(26)를 포함한다. 렌즈(28)가 디스플레이 장치(106)를 수용하여, 디스플레이 장치(106)를 통해 물처리 시스템(10)의 상태에 관한 정보를 디스플레이하게 한다. 물처리 시스템(10)을 조립하기 위하여, 자외선 램프 조립체(14)가 메인 하우징(12)에 견고하게 장착되고 그후 필터 조립체(16)가 자외선 램프 조립체(14) 위에, 그리고 메인 하우징(12)에 장착된다.

교체식 자외선 램프 조립체(14)는 비교체식으로 만들어질 수도 있다. 추가적으로, 교체식 자외선 램프 조립체(14)는 여러 다른 종류의 전자기파 방출 조립체와 상호교환될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 자외선 램프 조립체를 이용하는 물처리 시스템만을 커버한다고 간주되어서는 안될 것이고, 자외선 램프 조립체(14)의 공개내용이 본 발명의 선호되는 실시예를 나타낸다고 이해하여야할 것이다.

도 2A-C에서, 물처리 시스템(10)의 주된 기계적 부품이 사시도로 도시된다. 도 2A에 도시되는 바와 같이, 내부 슬리브 덮개(26)는 다수의 내부 슬리브 커버(30), 유입 밸브 조립체(32), 유출 컵(36)을 내장한 유출 컵 어셈블리(34)를 포함한다. 하부 덮개 어셈블리(38)는 유입 어셈블리(40)와 유출 어셈블리(42)와 함께 하부 덮개(18)를 포함한다. 전자 어셈블리(electronics assembly)(44)는 하부 덮개(18) 내에 딱 들어맞으며, 그 상세내용은 아래에서 설명될 것이다. 이 부품들은 물처리 시스템(10)이 완전하게 조립될 때 하부 덮개(18), 후방 덮개(20), 전방 덮개(22), 상부 덮개(24), 내부 슬리브 덮개(26), 렌즈(28)에 견고하게 장착된다. 선호되는 실시예에서 자석 홀더(46)와 자석(48)이 상부 덮개(24)에 또한 내장된다.

도 2B에서, 자외선 램프 조립체(14)는 기본 서브조립체(50), 2차 코일(52), 하부 지지 서브조립체(54), 상부 지지 조립체(56), 한 쌍의 쿼츠 슬리브(58), 자외선 램프(60), O-링(62), 한 쌍의 협동 덮개 반사기 서브조립체(50)를 포함한다. 일반적으로, 2차 코일(52), 하부지지 서브조립체(54), 덮개 반사기 서브조립체(64)는 기본 서브조립체(50)와 연결된다. 덮개 반사기 서브조립체(64)는 한쌍의 쿼츠 튜브(58), 자외선 램프(60), O-링(62)를 덮는다. 상부지지 조립체(56)는 자외선 램프 조립체(14)가 완전히 조립될 때 덮개 반사기 조립체(64)의 상부 위에 견고하게들어맞는다.

도 2C에 도시되는 바와 같이, 필터 조립체(16)는 기본 조립체(66), 필터 블록 조립체(68), 필터 하우징(70), 탄성 필터 하우징 그립(72)을 포함한다. 일반적으로, 필터 블록 조립체(68)는 필터 하우징(70)에 의해 덮히는 기본 조립체(66)에 들어맞는다. 필터 하우징 그립(72)은 필터 하우징(70)의 상부에 들어맞으며, 따라서 필터 하우징(70)의 제거를 위한 더 양호한 그립을 제공한다. 필터 조립체(16)는 자외선 램프 조립체(14)에 전달되기 전에 필터 블록 조립체(68)를 통해 물흐름을 보냄으로서 물흐름을 여과한다.

도 3에서, 본 발명은 앞서 설명한 물처리 시스템(10)을 위한 전자 제어 시스템(100)을 공개한다. 선호되는 실시예에서, 물처리 시스템(10)은 제어 유닛(102)에 의해 제어된다. 제어 유닛(102)으로는 마이크로프로세서가 선호된다. 도시되는 바와 같이, 제어 유닛(102)은 유도-연결 안정기 회로(103)를 통해 자외선 램프 조립체(14)와 전기적으로 연결된다. 이 제어 유닛(102)은 양방향 무선 통신을 통해 자외선 램프 조립체(14)에 또한 전기적으로 연결된다. 동작 중, 제어 유닛(102)은 유도-연결 안정기 회로로 향하는 지정 전기 신호를 발생시킬 수 있고, 이는 물흐름을 처리하는 고강도 자외선광을 제공하는 램프 조립체(14)를 순간적으로 여기시킨다.

선호되는 실시예에서, 제어 유닛(102)은 흐름 센서 회로(104), 디스플레이 장치(106), 주변광 센서 회로(108), 가시광선 센서 회로(110), 전력 감지 회로(112), 주변온도 센서 회로(114), 음향 발생 회로(116), 메모리 기억 장치(118), 통신 포트(120), 안정기 피드백 회로(122), 고주파 식별 시스템(124)과또한 전기적으로 연결된다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126)가 자외선 램프 조립체(14)와 연결되고, 필터 고주파 식별 트랜스판더(128)가 필터 조립체(16)에 연결된다. 자외선 고주파 식별 트랜스판더(126)와 필터 고주파 식별 트랜스판더(128)는 양방향 무선 통신을 이용하여 고주파 식별 시스템(124)과 통신한다.

일반적으로, 물이나 유체가 흐르고 있는 때를 결정하기 위해, 그리고 물처리 시스템(10)에 의해 처리중인 물이나 유체의 유량을 기억하기 위해, 흐름 센서 회로(104)가 제어 유닛(102)에 의해 이용된다. 디스플레이 장치(106)가 제어 유닛(102)에 의해 구동되고 물처리 시스템(10)의 상태에 관한 정보를 디스플레이하는 데 사용된다. 여러 다른 종류의 디스플레이 장치가 공지되어 있고, 본 발명에 사용될 수 있다. 그러나, 선호되는 디스플레이 장치는 진공 형광 디스플레이 장치이다. 주변광 센서 회로(108)는 주변광의 양을 측정하고 제어 유닛(102)에 전기 신호를 제공하여, 이에 따라 디스플레이 장치(106)의 강도를 조절할 수 있다.

가시광선 센서 회로(110)는 자외선 램프 조립체(14)에 의해 방출되는 광의 강도 레벨에 관한 전기 신호를 제어 유닛(102)에 제공한다. 이는 이 신호들로 인해, 자외선 램프 조립체(14)에 의해 방출되는 전자기파의 강도를 제어 유닛(102)이 증가시키거나 감소시킬 수 있기 때문에 중요하다. 가시광선 센서 회로(110)는, 본 발명에 사용될 수 있는 여러 전자기파 방출 장치로부터 방출되는 전자기파의 강도를 감지할 수 있는 여러 전자기파 센서 회로와 교환될 수 있다.

전력 감지 회로(112)는 물처리 시스템(10)에 전력 유무를 표시하는 전기 신호를 제어 유닛(102)에 제공한다. 기존 전력 출구처럼 외부 전원으로부터 물처리 시스템(10)에 전력이 제공된다. 외부 전원을 감시하고 전력 손실에 따라 이에 상응하는 전기 신호를 제공하는 여러 회로가 존재한다.

주변온도 센서 회로(114)는 대기의 주변온도를 측정하여, 물처리 시스템(10)이 어는점 이상의 온도나 지정 온도 설정값 이상의 온도로 유지할 수 있게 한다. 제어 유닛(102)은 필요할 경우 열을 발생시키도록 자외선 램프(60)를 여기시킬 수 있다. 음향 발생 회로(116)는 가청 발음을 발생시키기 위해 제어 유닛(102)에 의해 이용된다. 물처리 시스템(10)에 의해 경험되는 지정 시스템 상태 중 가청 발음이 발생한다. 이 지정 시스템 상태는 가청 발음 생성을 위해 음향 발생 회로(116)를 활성화시키는 제어 유닛(102)에 의해 인지된다.

앞서 설명한 바와 같이, 메모리 기억 장치(118)도 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결된다. 메모리 기억 장치(118)는 물처리 시스템(10) 및 그 관련 부품에 관련된 여러 데이터값을 저장하는 데 사용된다. 발명의 선호되는 실시예에서, 메모리 기억 장치(118)는 EEPROM이나 그외 이와 유사한 기억 장치이다. 본 발명에는 여러 다양한 기억 장치가 사용될 수 있다.

통신 포트(120)도 제어 유닛(102)에 전기적으로 연결되어, 개인용 컴퓨터나 팜-탑형 감시 기기처럼 주변 장치와 제어 유닛(102)간 양방향 통신을 실행할 능력을 물처리 시스템(10)에 제공한다. 발명의 선호되는 실시예에서, 통신 포트(120)는 주변장치와의 통신을 위해 RS-232 통신 플랫폼을 이용한다. 통신 포트(120)는 다른 선호되는 실시예에서 이 장치들의 여러 동작 특성을 감시하고 제어하기 위해 자외선 램프 조립체(14)와 필터 조립체(16)와도 연결될 수 있다. 그러나 발명의 선호되는 실시예에서, 자외선 램프 조립체(14)아 필터 조립체(16)에 관한 정보를 제어 유닛(102)에 보고하기 위해 고주파 식별 시스템(124)이 사용된다.

도 3의 선호되는 실시예에서, 고주파 식별 시스템(124)은 여러 정보를 제어 유닛(102)에 보고하기 위해 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126)와 필터 고주파 식별 트랜스판더(128)로부터의 신호를 이용한다. 동작 중, 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126)와 필터 고주파 식별 트랜스판더(128)는 무선 통신을 이용하여 고주파 식별 시스템(124)과 통신한다. 자외선 램프 조립체(14)와 필터 조립체(16)는 수명이 다할 경우 교체될 수 있게 만들어졌기 때문에, 각각의 자외선 램프 조립체(14)와 필터 조립체(16)는 각 장치에 특정한 정보를 저장하는 트랜스판더(126, 128)를 내장한다. 자외선광 고주파 트랜스판더가 다른 전자기파 방출 장치나 조립체와 연계하여 사용될 수 있다는 것을 당 분야의 통상의 지식을 가진 자는 이해할 것이다. 고주파 식별 시스템(124)은 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.

도 4에 도시되는 발명의 선호되는 실시예에서, 자외선 램프 조립체(14)는 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결되는 유도-연결 안정기 회로(103)에 의해 여기된다. 유도-연결 안정기 회로(103)는 순간 자외선 램프 조명을 제공하는 고주파에서 작동하는, 자체 발진 해프-브리지 스위칭 설계를 가진다. 추가적으로, 유도-연결 안정기 회로(103)는 공명이 생길 때 자체적으로 발진하고, MOSFET 트랜지스터를 스위칭 요소로 이용하며, 에어-코어 변압기 연결 배열을 수용하도록 설계되어, 자외선 램프 조립체(14)의 설계를 단순화시킨다. 자외선 램프 조립체(14)나 그외 다른 전자기파 방출 조립체는 유도-연결 안정기 회로(103)에 의해 생성되는 에어-코어 변압기 연결 배열 때문에 쉽게 대체될 수 있다. 유도-연결 안정기 회로(103)는 정규 안정기 회로로 기능하도록 적응될 수 있다.

도 4에 도시되는 바와 같이, 유도-연결 안정기 회로(103)는 제어 회로(142), 발진기(144), 드라이버(146), 해프-브리지 스위칭 회로(148), 직렬 공명 탱크 회로(150), 2차 코일(52), 공명 램프 회로(152), 자외선 램프(60)를 포함한다. 발진기(144)는 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결되며, 제어 회로(142)에 전기 신호를 제공함으로서 발진기(144)를 여기시킨다. 동작 중, 발진기(144)는 드라이버(146)에 전기 신호를 제공하여 해프-브리지 스위칭 회로(148)를 여기되게 한다. 이 해프-브리지 스위칭 회로(148)는 직렬 공명 탱크 회로(150)를 여기시키고, 자외선 램프 조립체(14)에서 자외선 램프(60)를 유도방식으로 여기시킨다.

도 4에 추가적으로 도시되는 바와 같이, 자외선 램프 조립체(14)는 2차 코일, 공명 램프 회로(152), 자외선 램프(60)를 내장하며, 전자 조립체(44)(도 2A 참조)는 제어 회로(142), 발진기(144), 드라이버(146), 해프-브리지 스위칭 회로(148), 직렬 공명 탱크 회로(150)를 내장한다. 앞서 설명한 바와 같이, 직렬 공명 탱크 회로(150)가 여기되면, 자외선 램프 조립체(14) 내 2차 코일(52)이 유동방식으로 여기된다. 선호되는 실시예에서, 안정기 회로(103)에 대한 공명 주파수는 약 100kHz이다. 이와 같이, 자외선 램프 조립체(14) 내 2차 코일(52)은 100KHz에서 공명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 동작의 공명 주파수는 편리한 부품 선택을 수용하도록 제어 유닛(102)에 의해 위아래로 조절될 수 있다. 추가적으로, 공명 주파수가 직렬 공명 탱크 회로(150) 내 부품 선택에 의해 제어될 수 있으며, 이는 아래에 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도 5에서, 제어 회로(142)는 제어 유닛(102)과 발진기(144)에 전기적으로 연결된다. 제어 회로(142)는 다수의 저항(156, 158, 160, 162, 164, 166), 다수의 커패시터(168, 170, 172), 다이오드(174), 제 1 동작 증폭기(176), 제 2 동작 증폭기(178)를 포함한다. 도시되는 바와 같이, 저항(156)은 제 1 DC 전원(180), 제어 유닛(102)의 출력, 저항(158)에 연결된다. 저항(158)은 또한 다이오드(174), 저항(160), 커패시터(168)에 연결된다. 제 1 DC 전원(180)은 커패시터(168)와 연결되고, 다이오드(174)와 또한 연결된다. 다이오드(174)는 접지 연결부(182)와 또한 연결된다. 저항(160)은 동작 증폭기(176)의 음의 입력과 동작 증폭기(178)의 양의 입력에 연결되어, 제어 유닛(102)으로부터 동작 증폭기(176, 178)까지 전류 경로를 완성한다.

도 5의 제어 회로(142)를 다시 한번 고려할 때, 저항(162)은 제 2 DC 전원(184)과 연결되고, 저항(164) 및 저항(166)과 직렬로 연결된다. 저항(166)은 접지 연결부(182)와 커패시터(170)에 연결되며, 제 1 DC 전원(180)과 저항(164)에 또한 연결된다. 동작 증폭기(176)의 양의 입력은 저항(162, 164) 사이에 전기적으로 연결되고, 동작 중 동작 증폭기(176)에 DC 기준 전압을 제공한다. 동작 증폭기(178)의 음의 입력은 저항(164, 166) 사이에 전기적으로 연결되어 동작 중 동작 증폭기(178)에 DC 기준 전압을 제공한다. 동작 증폭기(176, 178)의 출력은 발진기(144)와 연결되고, 아래에서 상세하게 설명된다.

동작 중, 제어 회로(142)는 제어 유닛(102)으로부터 전기 신호를 수신하고, 제어 유닛(102)에 의해 생성되는 입력 전압이 어떤 전압 윈도 내에 있을 때만 스위칭되는 윈도 비교기로 작용한다. 제어 유닛(102)으로부터의 선호되는 신호는 그 듀티 주기와 함께, 제어 신호로 하여금 유도-연결 안정기 회로(103)의 잔여 부품을 통해 자외선 램프(60)를 온,오프시키게 하는 AC 신호이다. 제어 회로(142)는 제어 유닛(102)이 고장날 경우 잘못된 트리거링을 방지하고 양의 제어를 가능하게 한다.

도 5에 도시되는 바와 같이, 제 1 DC 전원(180)과 제 2 DC 전원(184)은 도 5에 도시되는 회로에 전력을 제공한다. DC 전원 회로에 대한 설명은 당 분야에서 공지의 사실이며 발명의 범위를 벗어난다. 본 발명의 용도를 위해, 이러한 회로들이 존재하고 주어진 AC나 DC 전원으로부터 여러 DC 전압을 생성하도록 설계될 수 있다는 점이 중요하다. 발명의 선호되는 실시예에서, +14V DC와 +19V DC 신호가 사용된다. 도 5에 도시되는 회로가 여러 다른 DC 전압에서 동작하는 것으로 설계될 수 있다.

도 5에 도시되는 선호되는 실시예에서, 제어 회로(142)의 출력은 인터락 회로(190)와 연결되어, 물처리 시스템(10)이 적절하게 조립되지 않을 경우 자외선 램프(60)의 여기를 방지한다. 인터락 회로(190)는 자기 인터락 센서(192), 다수의 저항(193, 194, 196, 198, 200, 202, 204), 트랜지스터(206), 다이오드(208)를 포함한다. 도 1에 도시되는 발명의 선호되는 실시예에서, 상부 덮개(24)가 내부 슬리브 덮개(26)에 견고하게 위치하지 않을 경우 물처리 시스템(10)이 자외선 램프(60)를여기시키지 않도록 자기 인터락 센서(192)가 위치한다. 그러나, 물처리 시스템(10)의 다른 편리한 위치에도 자기 인터락 센서(192)가 놓일 수 있다.

도 5에서, 물처리 시스템(10)이 적절히 조립되지 않았음을 자기 인터락 센서(192)가 감지할 경우 트랜지스터(206)를 통해 제어 회로(142)의 출력을 접지부(182)로 보냄으로서 자기 인터락 회로(190)가 동작한다. 물처리 시스템(10)이 적절하게 조립되지 않을 경우, 자기 인터락 센서(192)의 출력은 저항(194, 196, 198)을 지나는 전류로 하여금 트랜지스터(206)의 게이트를 여기시켜서, 제어 회로(142)의 출력 신호를 접지부(182)로 단락시킨다. 자기 인터락 센서(192)는 제 2 DC 전원(184)에 의해 저항(193)을 통해 전력을 공급받고 접지 연결부(182)와 또한 연결된다. 추가로, 자기 인터락 센서(192)는 저항(200, 202, 204), 다이오드(208), 제 1 DC 전원(180), 제 2 DC 전원(184)의 조합을 통해 제어 유닛(102)에 신호를 송신한다. 이 신호로 인해, 물처리 시스템(10)이 적절하게 조립되지 않았을 때를 제어 유닛(102)이 결정할 수 있다. 이를 위해, 물처리 시스템(10)이 적절하게 조립되지 않았을 경우 자외선 램프(60)이 여기되지 않음을 보장하는 두가지 방법을 인터락 회로(190)가 제공한다.

다시 도 5에서, 물처리 시스템(10)이 물흐름을 처리중일 때 드라이버(146)를 여기시키는 전기 신호를 발진기(144)가 제공한다. 발진기(144)는, 앞서 설명한 바와 같이, 제어 유닛(102)으로부터 제어 회로(142)를 통해 전기 신호가 전달되면 그즉시 바로 동작을 시작한다. 선호되는 발진기(144)는 동작 증폭기(210), 선형 바이어스 저항(212), 버퍼 회로(214), 버퍼 피드백 보호 회로(216), 양의 피드백회로(218)을 포함한다. 동작 중, 동작 증폭기(210)는 제어 회로(142), 선형 바이어스 저항(212), 양의 피드백 회로(218)로부터 입력 신호를 수신한다. 동작 증폭기(210) 역시 제 2 DC 전원(184), 접지 연결부(182)에 연결되어, 동작 증폭기(210)를 여기시킨다.

도 5에 도시되는 바와 같이, 선호되는 버퍼 회로(214)는 제 1 트랜지스터(220), 제 2 트랜지스터(222), 한쌍의 저항(224, 226)을 포함한다. 동작 증폭기(210)의 출력은 트랜지스터(220, 222)의 게이트에 연결되고, 따라서 트랜지스터(220, 222)의 동작을 제어한다. 제 2 DC 전원(184)은 저항(224)에 연결되고 트랜지스터(220)의 컬렉터에 또한 연결된다. 트랜지스터(220)의 이미터는 저항(226), 트랜지스터(222)의 이미터, 드라이버(146)의 출력과 연결된다. 트랜지스터(222)의 컬렉터는 접지 연결부(182)와 연결된다. 동작 중에, 버퍼 회로(214)는 동작 증폭기(210)로부터 출력 신호를 버퍼링하고 부하 변화가 발진 주파수를 당기는 것을 방지한다. 추가로, 버퍼 회로(214)는 유도-연결 안정기 회로(103)의 유효 이득을 증가시키고, 이는 발진기(144)의 즉각적인 시작을 돕는다.

버퍼 피드백 보호 회로(216)는 저항(226)에 의해 버퍼 회로(214)의 출력과 전기적으로 연결되는 한쌍의 다이오드(228, 230)를 포함한다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 제 2 DC 전원(184)이 다이오드(228)의 캐소드와 연결된다. 다이오드(228)의 양극(anode)과 다이오드(220)의 음극(cathode)은 저항(226)과 선형 바이어스 저항(212)에 연결된다. 선형 바이어스 저항(212)은 동작 증폭기(210)의 음의 입력에 바이어스 피드백 신호를 제공한다. 추가적으로, 다이오드(230)의 양극은 접지 연결부(182)와 연결되고, 이는 버퍼 피드백 보호 회로(216)를 완료시킨다. 버퍼 피드백 회로(216)는 물처리 시스템(10)의 동작 중 버퍼 회로(214)가 드레인으로부터 게이트까지 밀러-효과 피드백을 일으키는 것을 방지한다.

도 5에 도시되는 바와 같이, 양의 피드백 회로(218)는 제 1 다권선 변압기(232), 다수의 저항(234, 236, 238), 한쌍의 다이오드(240), 242), 커패시터(244)를 포함한다. 제 2 변압기(232)는 도 5에 도시되는 바와 같이 직렬 공명 탱크 회로(150)의 입력과 해프-브리지 스위칭 회로(148)의 출력에 전기적으로 연결된다. 추가적으로, 다권선 변압기(232)의 각 2차 코일로부터의 한 개의 권선은 변압기(232)의 반대편 2차 코일의 또다른 권선에 연결된다.

변압기(232)의 제 1 주권선은 저항(234, 236, 238), 다이오드(240, 242), 동작 증폭기 양의 입력(210)에 전기적으로 연결된다. 변압기(232)의 제 2 주권선은 저항(238), 다이오드(242)의 음극, 다이오드(240)의 양극, 커패시터(244)에 연결된다. 이와 같이, 저항(238)과 다이오드(242, 244)는 도 5에 도시되는 바와 같이, 변압기(2320의 제 1, 2 주권선에 병렬로 연결된다. 커패시터(244)가 동작 증폭기(210)의 음의 입력에 또한 전기적으로 연결된다. 추가적으로, 저항(234)이 제 2 DC 전원(184)과 연결되고 저항(236)이 접지 연결부(182)와 연결된다. 저항(234, 236, 238)은 전류 과부하로부터 동작 증폭기(210)를 보호하고, 다이오드(240, 242)는 동작 증폭기(210)의 입력에 도달하는 피드백 신호를 클리핑(clipping)한다.

동작 중, 발진기(144)는 커패시터(244)를 충전시키는 제어 회로(142)로부터의 신호를 수신하고, 동작 증폭기(210) 음의 입력에 전기 신호를 보낸다. 동작 증폭기(210)의 출력은 드라이버(146)에 전기적으로 보내지고, 이는 해프-브리지 스위칭 회로(148)를 여기시킨다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 변압기(232)는 본 전류 경로에 연결되고, 저항(234, 236, 238)을 통해 전기 신호를 되보내며, 이는 전류를 제한하고 종국에는, 동작 증폭기(210)의 입력에 전기 신호를 되보낸다. 변압기(232)는 발진기(144)로 하여금 자체 공명하게 하고, 제어 유닛(102)이 물처리 시스템(10)을 꺼버리거나 인터락 회로(190)의 트랜지스터(206)가 발진기(144)로의 입력을 낮게 당길 때까지 유도-연결 안정기 회로(103)는 발진 상태를 유지한다.

도 5에서, 발진기(144) 출력은 드라이버(146)에 전기적으로 연결되고, 선호되는 실시예에서 상기 드라이버(146)는 제 2 다권선 변압기(246)의 제 1 주권선을 포함한다. 제 2 변압기(246)는 선호되는 드라이버(146)이다. 왜냐하면, 해프-브리지 스위칭 회로(148)가 교대로 구동되어 슈트-스루 전도(shoot-through conduction)를 방지하는 것을 변압기(246)의 위상 배열이 보장하기 때문이다. 커패시터(248, 250)의 이중 배열이 변압기(246)의 제 2 주권선에 전기적으로 연결되어, 변압기(246)에서의 DC 전류 오버플로를 방지한다. 커패시터(246)는 접지 연결부(182)에 연결되고 커패시터(250)는 제 2 DC 전원(184)에 연결된다.

변압기(246)의 두 2차 코일은 해프-브리지 스위칭 회로(148)와 전기적으로 연결되며, 동작 중 변압기(246)로부터 에너지를 수신한다. 도 5에 또한 도시되는 해프-브리지 스위칭 회로(148)는 변압기(246)의 두 2차 코일에 의해 구동되는 MOSFET 토템 폴 해프-브리지 스위칭 회로(totem pole half-bridge switchingcircuit)(252)로 전기적으로 배열된다. MOSFET 토템 폴 해프-브리지 스위칭 회로(252)는 기존 쌍극성 트랜지스터 스위칭 회로에 비해 장점을 보이는 제 1 MOSFET 트랜지스터(254)와 제 2 MOSFET 트랜지스터(256)를 포함한다. 에너지는 드라이버(146)로부터 MOSFET 트랜지스터(254, 256)까지 다수의 저항(258, 260, 262, 264)을 통해 전달된다. MOSFET 트랜지스터(254, 256)는 0-전류에서 소프트-스위칭되며 동작 중 전도 손실만을 나타낸다. MOSFET 트랜지스터(254, 256)에 의해 발생된 출력은 기존 쌍극성 트랜지스터에 의해 발생되는 것보다 더 작은 수의 고조파를 가지는 사인파 형태이다. MOSFET 트랜지스터(254, 256)를 이용하는 것은 동작 중 스위칭 시에 MOSFET 트랜지스터(254, 256)에 의해 발생되는 고주파 간섭을 감소시킴으로서 장점을 또한 제공한다.

도 5에 도시되는 선호되는 해프-브리지 스위칭 회로(148)에서, 변압기(246)의 제 1 2차 코일은 저항(258)과 저항(260)에 연결된다. 변압기(246)의 제 2 2차 코일은 저항(262)과 저항(264)에 연결된다. 저항(260)은 MOSFET 트랜지스터(254)의 게이트와 연결되고, 저항(264)은 MOSFET 트랜지스터(256)의 게이트와 연결된다. 도시되는 바와 같이, 변압기(246)의 제 1 2차 코일과 저항(258)은 MOSFET 트랜지스터(256)의 게이트와 연결된다. MOSFET 트랜지스터(254)의 컬렉터는 제 2 DC 전원(184)에 연결되고, MOSFET 트랜지스터(254)의 이미터는 MOSFET 트랜지스터(256)의 컬렉터와 연결된다. MOSFET 트랜지스터(256)의 이미터와 저항(262)은 접지 연결부(182)에 연결된다.

드라이버(146)의 추가적인 장점은, 효과적 동작을 위해 필요한 조건인, 제 2DC 전원(184)을 넘는 게이트 드라이브 전압을 MOSFET 트랜지스터(254, 256)에 공급하기 위해 다권선 변압기(246)가 매우 편리한 방법이라는 것이다. MOSFET 트랜지스터(254, 256)는 MOSFET 토템 폴 해프-브리지 스위칭 회로(252)를 부하 전이(load transients)로부터 보호하기 위해 그 설계상에 내재적으로 다이오드를 가지기 때문에 추가적 장점을 제공한다. 추가적으로, 부하에서의 변화에 의해 직렬 공명 탱크 회로(150)로부터 반사되는 과전압은 부하 변화에 의해, MOSFET 트랜지스터(254, 256) 내 내재적 다이오드에 의해 레일을 공급하도록 되돌아온다.

도 5에서, 해프-브리지 스위칭 회로(148)의 출력은 직렬 공명 탱크 회로(150)와 연결되고, 자외선 램프 조립체(14)의 2차 코일(52)을 유도방식으로 여기시킨다. 앞서 설명한 바와 같이, 발명의 선호되는 실시예에서, 발진기(144)의 양의 피드백 회로(218)는 해프-브리지 스위칭 회로(148)의 출력과 직렬 공명 탱크 회로(150)의 입력에 연결되어 동작 중 발진기(144)의 동작 증폭기(210)로의 피드백을 제공한다. 그러나, 해프-브리지 스위칭 회로(148)의 출력은 도 5에 도시되는 바와 같이 변압기(232)의 2차 코일에 의해 직렬 공명 탱크 회로(150)의 입력과 연결된다.

도 5에서, 직렬 공명 탱크 회로(150)는 유도 커플러(270), 한쌍의 탱크 커패시터(271, 272) 조합, 한쌍의 다이오드(274, 276), 커패시터(278)를 포함한다. 유도 커플러(270)는 변압기(232)의 2차 코일과 연결되고 탱크 커패시터(271, 272) 사이에 연결된다. 탱크 커패시터(271)는 제 2 DC 전원(184)과 또한 연결되고 탱크 커패시터(272)는 접지 연결부(182)와 또한 연결된다. 추가적으로, 탱크커패시터(271)와 제 2 DC 전원(184)은 다이오드(274)의 양극과 연결된다. 다이오드(274)의 음극과 커패시터(278)는 제 2 DC 전원(184)과 모두 연결된다. 커패시터(278)는 다이오드(276)의 음극과 접지 연결부(182)에 연결된다. 탱크 커패시터(272)는 다이오드(276)의 음극과 또한 연결된다.

유도-연결 안정기 회로(103)의 부품 조합의 모든 스트레이 인덕턴스를 직렬 공명 탱크 회로(150)가 볼 수 있다는 점이 중요하다. 이는 직렬 공명 탱크 회로(150)에 의해 나타나는 조합된 인덕턴스인 스트레이 인덕턴스가 공명이 아닌 어떤 조건하에서도 부하에 전력 전송을 크게 제한할 것이기 때문에 중요하다. 2차 코일(52)과 공명 램프 회로(152)의 인덕턴스는 자외선 램프 조립체의 2차 코일(52)에 전달되는 전력의 결정을 돕고 전력을 제한하는, 반영된 임피던스값이다. 일반적으로, 스트레이 및 반영된 인덕턴스 때문에 자연력 발진기/변압기 조합이 전력 전달 제한사항을 가진다. 다시 말해서, 변압기와 커패시터의 인덕턴스가 부하와 직렬로 나타난다.

직렬 공명 탱크 회로(150)에 대한 동작의 주파수는 거의 100KHz로 설정되며, 유도 커플러(270)의 인덕턴스와 탱크 커패시턴스(271, 272)의 병렬 커패시턴스에 의해 결정된다. 선호되는 실시예의 커패시터에서 이 값은 0.1uF이다. 탱크 커패시터(271, 272)는 시작시에 약 14암페아인, 높은 수준의 전류를 조작할 수 있고 낮은 방열 계수(dissipation factor)를 가져야 한다.

이 공명 주파수는 위아래로 조절될 수 있고, 편리한 부품 선택을 위해서만 선택된다.

유도 커플러(270)는 자외선 램프 조립체(14)에서 제 2 코일(52)을 유도방식으로 여기하기 위해 필요한 전력을 발생시키기 위한 10회감김 와이어를 포함한다. 유도 커플러(270)는 물처리 시스템(10)의 유출컵(36)(도 2A 참조)에 위치하고, 와이어는 직경 3.5인치의 유출컵(36) 주변을 감는다. 선호되는 실시예에서, 리츠선(litz wire)이 유도 커플러(270)용으로 사용된다. 왜냐하면, 100kHz에서 동작할 때 생성되는 높은 전류에 의해 유발되는 프린징 효과로 인해 성능 및 동작 온도 면에서 리츠선이 특히 효과적이기 때문이다. 앞서 설명한 바와 같이, 유도 커플러(270)는 동작중 자외선 램프 조립체 유닛(14)의 2차 코일(52)을 유도방식으로 여기시킨다.

도 2A에서, 자외선 램프 조립체 유닛(14)의 2차 코일(52)은 물처리 시스템(10)이 조립될 때 유출컵(36)과 내부 슬리브 덮개(26) 내에 위치한다. 선호되는 실시예에서, 2차 코일(52)은 직경 2인치로 2차 코일(52)을 둘러싸는 작은 55회감김의 와이어를 가진다. 2차 코일(52)을 내장하는 기본 서브조립체(50)와 유출컵(36)간 결합이 간격과 오정렬에 내구적이도록 설계되는 것이 중요하다. 실제로, 간격이 결합 계수 조절에 사용되어, 자외선 램프(60)의 동작점을 조절시킨다. 추가적으로, 본 발명은 유도-연결 안정기 회로(103) 때문에 자외선 램프 조립체(14)에 대한 특별한 접촉을 필요로하지 않는 결합을 제공함으로서 추가적인 장점을 가진다.

앞서 설명한 유도-연결 안정기 회로(103)는 다른 발광 시스템에 통합될 수 있으며 기존 안정기 회로에 대해 장점을 제공한다. 왜냐하면, 물리적 연결없이 램프를 구동하기 때문이다. 이로 인해, 자외선 램프(154)가 수명이 다할 경우 자외선 램프 조립체(14)가 쉽게 교체될 수 있다. 유도-연결 안정기 회로(103)는 여러 다른 종류의 램프나 전구를 순간적으로 여기할 수 있다.

도 5에서, 안정기 피드백 회로(122)는 제어 유닛(102)과 직렬 공명 탱크 회로(150)의 유도 커플러(270)에 전기적으로 연결된다. 안정기 피드백 회로(122)는 유도-연결 안정기 회로(103)가 자외선 램프(60)를 구동중일 때 제어 유닛(102)에 피드백을 제공한다. 이로 인해, 자외선 램프 조립체(14)의 2차 코일(52)에 유도 커플러(270)에 의해 제공되는 에너지를 제어 유닛(102)이 감시할 수 있다. 이는 자외선 램프가 온인지 오프인지를 결정하는 능력과, 또다른 실시예의 경우에는 자외선 램프(60)에 공급되는 전류와 전압의 크기를 결정하는 능력을 제어 유닛(102)에 제공한다.

도 5에서, 안정기 피드백 회로(122)는 동작 증폭기(280), 한쌍의 저항(282, 284), 한쌍의 다이오드(286, 288), 커패시터(290)를 포함한다. 직렬 공명 탱크 회로(150)로부터의 신호는 다이오드(286)의 양극으로 전달된다. 다이오드(286)의 음극은 커패시터(290)와 저항(282)에 연결된다. 추가적으로, 저항(282)은 다이오드(288) 양극, 저항(284), 동작 증폭기(280)의 양의 입력에 연결된다. 저항(284)은 동작 증폭기(280)의 양의 입력과 제 1 DC 전원(180)에 또한 연결된다. 커패시터(290)는 제 1 DC 전원(180)과 또한 연결되고, 다이오드(288) 음극은 제 2 DC 전원(184)에 연결된다. 동작 증폭기(280)의 음의 입력은 동작 증폭기(280)의 출력과 직접 연결된다. 동작 증폭기(280)의 출력은 제어 유닛(102)과 연결되어, 동작증폭기(280)로부터 제어 유닛(102)까지 피드백 신호를 제공한다.

도 6에서, 자외선 램프 조립체(14)는 자외선 램프(60), 공명 램프 회로(152), 2차 코일(52)을 포함한다. 자외선 램프(60)는 한쌍의 전구(300, 302)와 한쌍의 필라멘트(304, 406)를 포함한다. 전구(300, 302)는 상부 연결 브래킷(308)과 하부 연결 브래킷(310)으로 함께 묶인다. 2차 코일(52)은 공명 램프 회로(152)와 연결되며, 자외선 램프(60)의 필라멘트(304, 306)에도 연결된다. 공명 램프 회로(152)는 스타터 회로(314)와 전기적으로 연결된 커패시터(312)를 포함한다.

발명의 선호되는 실시예에서 자외선 램프 조립체(14)가 설명되지만, 앞서 설명한 바와 같이, 다른 전자기파 방출 조립체도 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들어, 물흐름 중 미세유기체를 없애기 위해 펄스형 백새광 램프나 유전 장벽 방전 램프를 사용할 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 여러 종류의 전자기파 방출 장치를 구동시키기 위해 유도-연결 안정기 회로(103)가 사용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 자외선 램프(300)를 포함하는 자외선 램프 조립체(14)를 이용하는 물처리 시스템만을 커버하는 것으로 간주해서는 아니된다.

도 7에 도시되는 바와 같이, 스타터 회로(314)는 브리지 정류기 회로(320), 실리콘-제어 정류기(322), 직렬 배열의 다이오드(324, 326, 328, 330), 트라이액(332), 다수의 트랜지스터(334, 336), 다수의 저항(338, 340, 342, 344, 346), 다수의 커패시터(348, 350)를 포함한다. 트라이액(332)은 FET 트랜지스터나 실리콘-제어 정류기처럼 어떤 동등한 장치일 수 있다. 추가적으로, 브리지 정류기 회로(320)는 자외선 램프(60)의 필라멘트(304, 306)와 연결되는 다수의다이오드(352, 354, 356, 358)를 포함한다.

도 7에서, 브리지 정류기 회로(320)는 실리콘-제어 정류기(322), 저항(338), 접지 연결부(182)와 연결된다. 실리콘-제어 정류기(332)는 직렬 배열의 다이오드(324, 326, 328, 330)와 트라이액(332)에 또한 연결된다. 이 둘다 접지 연결부(182)와 또한 연결된다. 저항(338)은 트라이액(332), 저항(340), 저항(342)과 연결된다. 저항(340)은 트랜지스터(334)의 컬렉터, 트랜지스터(336)의 게이트, 커패시터(348), 저항(344)에 연결된다. 커패시터(348)와 저항(344)은 접지 연결부(182)와 또한 연결된다. 저항(342)은 트랜지스터(336)의 이미터와 커패시터(350)에 연결되고, 접지 연결부(182)와도 연결된다. 트라이액(332)은 트랜지스터(334)의 이미터와 연결되고, 트랜지스터(334)의 게이트는 트랜지스터(336)의 컬렉터와 저항(346)에 연결된다. 저항(346)은 스타터 회로(314)를 완성시키도록 접지 연결부(182)와 연결된다.

도 6에서, 동작 중, 커패시터(312)는 직렬 공명 탱크 회로(150)의 유도 커플러(270)(도 5 참조)를 통해 자외선 램프(60)의 반사 임피던스를 변화시킴으로서 2차 코일(52)로부터 자외선 램프(60)에 공급되는 전류를 변화시키고 제한한다. 스타터 회로(314)는 시동시에 필라멘트(304, 306)를 단락시키도록 설계되어, 전구(300, 302)의 최대 예열을 일으킨다. 이로 인해, 자외선 램프(60)는 전국(300, 302) 내 수은의 최대 분산과 충돌할 수 있고, 그래서 자외선 램프 조립체를 통과할 때 최대 강도를 이끌고 물에 대한 자외선광의 최대분량을 운반한다. 다시 말해서, 스타터 회로(314)는 자외선 램프(60)가 최대 강도에서 순간적으로 켜지도록 설계된다. 전구(300, 302) 내 수은의 위치는 최대 출력을 위해 중요하다. 수은이 플라즈마 ud로 내에 압착될 경우, 수은은 전구(300, 302) 전반에 균일하게 분배도리 것이다. 분산이 빠를수록 피크 강도가 빨라지며, 따라서 시동시에 자외선광의 빠르고 강도큰 분량을 물흐름에 부여하는 능력을 제공한다.

도 2B에서, O-링(62)은 히트씽크(heat sink)로 작용하고, 한 쌍의 쿼츠 튜브(58)를 통해 흐르는 물경로와, 개선된 순간식 자외선광 출력을 위해 플라즈마 경로 내에서 수은을 압착할 수 있는 자외선 램프(60) 플라즈마 경로 사이에 의도적으로 위치한다. 자외선 램프(60)가 여기됨에 따라, 풀-회로 전압 포텐셜이 커패시터(312), 필라멘트(304, 306), 스타터 회로(314) 사이에 공급된다. 시동시에 단락으로 작용하는, 필라멘트(304, 306)와 스타터 회로(314)의 낮은 임피던스값 때문에, 자외선 램프(60)의 최대 예열을 위해 전류가 크다. 이로인해, 자외선 램프(60)의 예열이 일부 초기 수은을 시동시에 분산시킨다. 스타터 회로(314)가 열을 내면, 스타터 회로(314) RC 시간 상수는 선호되는 실시예에서 트라이액(332)인 단락 장치를 릴리스하여, 필라멘트(304, 306) 사이에 풀-전압을 제공한다. 서미스터가 열린 이후 더 많은 에너지를 소모하고 신속하게 열리지도 않기 때문에 스타터 회로(314)가 서미스터보다 더 양호한 스타터 성능을 가진다.

도 8에서, 선호되는 고주파 식별 시스템(124)이 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결되어 도시된다. 고주파 식별 시스템(124)은 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126)와 필터 고주파 식별 트랜스판더(128)와 통신하기 위해 기지국을 이용한다. 고주파 식별 시스템(124)은 비접촉식 데이터 판독 및 기록을 할 수 있고, 이는 기지국(360)과 트랜스판더(126, 128) 사이에서 양방향으로 송신된다. 선호되는 실시예에서, 고주파 식별 시스템(124)은 TEMIC Semiconductors에 의해 제작되는 모델번호 TR5551A-PP이다.

고주파 식별 시스템(124)은 각각의 자외선 램프 조립체(14)와 필터 조립체(16)에 특정한 정보를 기억하기 위해 제어 유닛(102)에 의해 이용된다. 앞서 설명한 바와 같이, 자외선 램프 조립체(14)와 필터 조립체(16)는 교체식으로 설계된다. 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126)와 필터 고주파 트랜스판더(128)가 자외선 램프 조립체(14)나 필터 조립체(16)에 위치하기 때문에, 이 장치들은 절대 분리되지 않으며, 따라서, 트랜스판더(126, 128)로부터 기지국(360)을 통해, 또는 기지국(360)을 통해 트랜스판더(126, 128)까지 정보의 기록 및 판독을 제어 유닛(102)이 행할 수 있다.

도 8에서, 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126)는 트랜스판더 안테나(362)와 판독/기록 IDIC(e5551) 칩(364)을 포함한다. 판독/기록 IDIC(e5551) 칩(364)은 메모리 위치 내 각각의 자외선 램프 조립체(14)에 대해 관련 정보를 물리적으로 저장하는 EEPROM 소자(366)를 포함한다. 현재 선호되는 실시예에서, 자외선 램프 일련 번호, 자외선 램프 시동 한계, 자외선 램프 온-타임 한계, 자외선 램프 설치 시간 한계, 자외선 램프 주기 온-타임, 주기 모드 저온, 최소 자외선 램프 온-타임, 자외선 램프 하이-모드 시간, 자외선 램프 예열 시간으로 정보가 구성된다. 추가적으로, 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126) 내 EEPROM 소자(366)로 인해, 제어 유닛(102)이 자외선 램프 설치 시간, 자외선 램프 전력공급 시간, 자외선 램프 시동 및 총 자외선 램프 냉각 시동을 기억할 수 있다.

자외선 램프 일련 번호는 각 자외선 램프 조립체(14)에 고유한 값이며, 물처리 시스템(10) 내에 자외선 램프 조립체(14)가 설치되었음을 물처리 시스템(10)의 제어 유닛(102)이 기억하게 한다. 자외선 램프 시동 한계는 자외선 램프 시동의 최대 가용 숫자에 관한 것이고, 자외선 램프 온-타임 한계는 자외선 램프(60)에 대해 최대 가용 설치 시간에 관한 것이다. 자외선 램프 설치 시간 한계는 자외선 램프 조립체(14)에 대한 최대 가용 설치 시간에 관한 것이고, 자외선 램프 주기 온-타임은 저온 모드에서 자외선 램프(60)가 여기될 필요가 있는 최소한의 시간에 관한 것이다. 주기 모드 저온 정보는 저온 모드로 물처리 시스템(10)이 스위칭되는 온도값에 관한 것이고, 최소 자외선 램프 온-타임은 자외선 램프(60)가 여기 상태를 유지해야하는 최소한의 시간에 관한 것이다. 자외선 램프 하이-모드 시간 정보는 자외선 램프(60)가 하이 모드에서 동작하는 시간에 관한 것이고, 자외선 램프 예열 시간은 자외선 램프(60)가 예열될 필요가 있는 시간에 관한 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126) 내 EEPROM 소자(366)는 자외선 램프 설치 시간을 기억할 수 있다. 이 정보는 현 자외선 램프(60)가 물처리 시스템(10)에 플러그-인되는 시간을 기억한다. 선호되는 실시예에서, 자외선 램프(60)가 물처리 시스템(10)에 플러그-인되는 매분마다, 전체적으로 1분이 더해진다. EEPROM 소자(366)는 자외선 램프 전력 공급 시간과 자외선 램프 전력 공급 총시간을 또한 기억한다. 자외선 램프 전력 공급 시간과 자외선 램프 전력 공급 총시간은 새 자외선 램프 조립체(14)가 설치될 필요가 있는 지를 제어유닛(102)이 결정할 수 있도록 자외선 램프(60)가 온 상태인 시간을 기억한다. 자외선 램프 시동 메모리 위치는 자외선 램프가 시동된 시간을 저장하여, 제어 유닛(102)이 자외선 램프(60)의 수명 종료를 결정하기 위해 이 정보를 이용할 수 있다. 자외선 램프 총 냉각-시동 메모리 위치는 주변온도가 지정 한계값 아래임을 주변 온도 센서(114)가 표시할 때 자외선 램프(60)가 시동된 시간을 기록한다.

도 8에서, 필터 고주파 식별 트랜스판더(128)는 트랜스판더 안테나(368)와 판독/기록 IDIC(e5551) 칩(370)을 포함한다. 판독/기록 IDIC(e5551) 칩(370)은 메모리 위치에서 각 필터 조립체(16)에 대한 관련 정보를 물리적으로 저장하는 EEPROM 소자(372)를 또한 포함한다. 선호되는 실시예에서, 관련 정보는 필터 조립체 일련번호, 필터 조립체 부피 한계, 필터 조립체 설치 시간 한계, 플러그-필터 조립체 한계 백분율로 구성된다.

필터 조립체 일련번호는 서로 다른 필터 조립체(16)의 독자적 구별을 위해 사용되며, 이로 인해 제어 유닛(102)이 물처리 시스템(10) 내에 어떤 필터 조립체(16)가 설치되었은 지를 감시할 수 있다. 필터 조립체 볼륨 한계는 필터가 수명에 도달하기 전에 필터 조립체가 여과하기로 설계된 유량과 관련된다. 필터 조립체 설치 시간 한계는 지정 가용 습식 시간을 바탕으로 필터 조립체(16)의 잔여 수명을 연산하기 위해 제어 유닛(102)에 의해 이용된다. 플러그-필터 조립체 한계 백분율은 교체 필요성을 느끼기 전에 필터 조립체(16)에 대한 흐름 감소의 최대 가용 백분율을 포함한다. 이는 제어 유닛(102)에 의해 플러그-필터 조립체(16) 오류가 개시되기 전에 필터 조립체(16)의 저하 백분율을 관리한다.

고주파 식별 시스템(124)은 도 8에 도시되는 바와 같이 전기적으로 연결되는, 기지국(360), 코일(380), 다수의 다이오드(382, 384, 386, 388, 390, 392, 394), 다수의 저항(396, 398, 400, 402, 404, 406, 408, 410, 412, 414, 416, 418, 420), 다수의 커패시터(422, 424, 426, 428, 430, 432, 434, 436)를 포함한다. 상기 부품들간의 연결은 당 분야에 공지되어 있다. 고주파 식별 시스템(124)은 TEMIC Semiconductors에서 제작한 TK5551A-PP에 대해 설명한 명세서를 이용하여 물처리 시스템(10)에 설치되었다. 본 발명의 목적을 위해, 기지국(360)이 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126)와 필터 고주파 식별 트랜스판더(128)와 양방향 통신을 하고자 코일을 이용한다는 점이 중요하다.

제어 유닛(102)은 기지국(360)과 전기적으로 연결되어 제어 유닛(102)이 기지국(360)과 통신할 수 있다. 이와 같이, 제어 유닛(102)은 코일(380)을 이용함으로서 기지국(360)을 통해 자외선광 고주파 식별 트랜스판더(126)와 필터 고주파 식별 트랜스판더(128)로부터/에 정보를 판독/기록할 수 있다. 고주파 식별 시스템(124)은 도 8에 도시되는 바와 같이 제 1 DC 전원(180)과 제 2 DC 전원(184)에 연결되어, 동작 중 기능을 위한 에너지를 고주파 시스템(124)에 제공한다.

접촉식 식별 시스템처럼, 다른 식별 시스템이 본 발명과 함께 사용될 수도 있다. 그러나, 발명의 현 선호되는 실시예는 이러한 시스템이 제공하는 내재적 장점 때문에 고주파 식별 시스템(124)을 이용한다.

도 9에서, 흐름 센서 회로(104)가 제어 유닛(102)에 연결되어 물처리 시스템(10)을 통해 물이 흐르고있음을 표시하는 전기 신호를 제어 유닛(102)에 제공한다. 흐름 센서 회로(104)는 흐름 센서(440), 다수의 커패시터(442, 444), 저항(446)을 포함한다. 흐름 센서는 Allegro사의 모델 번호 3134가 사용된다. 커패시터(442)는 흐름 센서(440), 제 1 DC 전원(180), 제 2 DC 전원(184)과 연결된다. 흐름 센서(440)의 출력은 제어 유닛(102)과 연결되기 전에 저항(446)과 커패시터(444)의 병렬 조합과 연결된다. 저항(446)과 커패시터(44)는 제 2 DC 전원(184)과 또한 연결된다. 동작 중, 흐름 센서(440)는 제어 유닛(102)에 전기 신호를 보내며, 상기 전기 신호는 물처리 시스템(10)에 물이 흐르고 있음을 표시하며, 따라서 자외선 램프(60)를 제어 유닛(102)이 순간적으로 여기시키게 한다. 공개되는 흐름 센서 회로(104)에 여러 변화가 가능하며, 공개되는 흐름 센서 회로(104)는 예를 들어 설명한 것이지 발명의 제한사항으로 간주되어서는 안된다.

도 10에서, 주변광 센서 회로(108)는 도시되는 바와 같이 전기적으로 연결되는 감광 다이오드(450), 동작 증폭기(452), 다수의 저항(454, 456, 458, 460), 다이오드(462), 커패시터(464)를 포함한다. 본 발명의 목적을 위해, 감광 다이오드(450)가 동작 증폭기(452)의 음의 입력에 전기 신호를 제공하고, 이 전기 신호는 제어 유닛(102)에 대한 신호의 조건을 설정한다. 주변광 센서 회로(108)는 제 1 DC 전원(180)과 제 2 DC 전원(184)에 의해 전력을 공급받는다. 주변광 센서 회로(108)의 설계에 여러 변화가 가능하며, 현재 공개되는 선호되는 실시예가 본 발명의 제한사항으로 간주되어서는 안된다.

도 11에서, 앞서 설명한 바와 같이, 시가광선 센서 회로(110)가 제어 유닛(102)에 연결되어, 동작 중 자외선 램프(60)의 강도에 상응하는 전기 신호를제어 유닛(102)에 제공한다. 선호되는 실시예에서, 가시광선 센서 회로(110)는 도시되는 바와 같이 전기적으로 연결되는, 감광 저항(470), 동작 증폭기(472), 다이오드(474), 다수의 저항(476, 478, 480, 482, 484, 486), 커패시터(488)를 포함한다. 추가적으로, 가시광선 센서 회로(110)는 제 1 DC 전원(180)과 제 2 DC 전원(184)에 의해 전력을 공급받는다. 가시광선 센서 회로(110)는 감광 저항(470)에 의해 발생되는 전기 신호를 취하여, 제어 유닛(102)에 전달되기 전에 이를 동작 증폭기(472)를 이용하여 증폭한다. 더욱이, 가시광선 센서 회로(110)의 설계는 변할 수 있고, 공개된 자외선광 센서 회로(110)는 한 예일 뿐이며 발명에 대한 제한사항으로 간주되어서는 안된다.

도 12에서, 앞서 설명한 바와 같이, 주변 온도의 상응하는 변화에 따라 변하는 전기 신호를 제어 유닛(102)에 제공하기 위해, 선호되는 주변온도 센서 회로(114)가 제어 유닛(102)에 연결된다. 주변온도 센서 회로(114)는 도 12에 도시되는 바와 같이 전기적으로 연결되는, 서미스터(490), 동작 증폭기(492), 다수의 저항(494, 496, 498), 커패시터(500)를 포함한다. 동작 중에, 서미스터(490)에서의 전압 강하는 주변온도 변화에 따라 변하고, 따라서 동작 증폭기(492) 출력으로부터 제어 유닛(102)까지 전송되는 전기 신호를 증가시키거나 감소시킨다. 주변 온도 센서 회로(114)의 설계가 변할 수 있다는 것은 당 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 도 12에 도시되는, 선호되는 주변온도 센서 회로(114)는 예로 든 것이지 발명의 제약사항이 아니다.

도 13에서, 앞서 설명한 바와 같이, 지정 시스템 상태에 따라 가청 발음을발생시키기 위해 선호되는 음향 발생 회로(116)가 제어 유닛(102)에 연결된다. 선호되는 음향 발생 회로(116)는 도 13에 도시되는 바와 같이 전기적으로 연결되는, 압전 요소(510), 다수의 트랜지스터(512, 514, 516), 다수의 저항(518, 520, 522, 524, 526, 528, 530, 532, 534), 다수의 커패시터(536, 538), 다이오드(540)를 포함한다. 제어 유닛(102)은 압전 요소(510)를 여기시킬 수 있고, 따라서 압전 요소(510)로 하여금 진동을 통해 가청 음성을 발생시키게 한다. 가청 음성을 발생시킬 수 있는 장치와 회로에는 여러 가지가 있다는 것을 당 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 이해할 것이다. 현재 공개되는 음향 발생 회로(116)는 한 예이지 발명의 제한사항이 아니다.

도 14에서, 앞서 설명한 바와 같이, 통신 포트(120)가 제어 유닛(102)과 연결된다. 통신 포트(120)는 개인용 컴퓨터나 팜-탑형 장치처럼 주변 장치와 양방향으로 통신하기 위해 제어 유닛(102)에 의해 사용된다. 선호되는 실시예에서, 통신 포트(120)는 도 14에 도시되는 바와 같이 전기적으로 연결되는, 다수의 제너 다이오드(550, 552, 554), 다수의 저항(556, 558, 560, 562, 564, 566, 568, 570)을 포함한다. 제 1 DC 전원(180)과 제 2 DC 전원(184)은 통신 포트(120)에 전력을 제공한다. 통신 포트(120)는 당 분야에 공지된 바와 같이 RS-232 통신 표준을 이용하도록 설계된다. 주변 장치가 통신 포트(120)와 연결될 수 있도록 포트 커넥터(572)가 제공된다. 여러 다른 종류의 통신 포트가 사용될 수 있으며, 통신 포트 종류 변화에 관한 사항들은 발명의 범위를 벗어난다. 이를 위해, 선호되는 통신 포트(120)는 한 예일 뿐이며 발명의 제한사항으로 간주되어서는 안될 것이다.

Claims

유체처리 시스템(10)에서 전자기파를 제공하는 방법으로서, 상기 방법은,

- 제어 유닛(102)으로 지정 전기 신호를 발생시키고,

- 유도-연결 안정기 회로(inductively coupled ballast circuit)(103)에 상기 지정 전기 신호를 보내며,

- 상기 제어 유닛(102)으로부터의 상기 지정 전기 신호에 따라 상기 유도-연결 안정기 회로(103) 내 전자기파 방출 장치(60)를 유도방식으로 여기(inductively energizing)시키는, 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)는 자외선 램프인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)는 펄스형 백색광 램프인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)는 유전 장벽 방전 램프인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 유도-연결 안정기 회로(103)는 제어 회로(142), 발진기(144), 드라이버(146), 해프-브리지 스위칭 회로(a half-bridge switching circuit)(148), 직렬 공명 탱크 회로(a series resonant tank circuit)(150), 2차 코일(52), 공명 램프 회로(152), 전자기파 방출 장치(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 직렬 공명 탱크 회로(150)는 상기 2차 코일(52)과 유도방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 발진기(144)는 상기 발진기(144)의 발진 주파수를 당기는 것으로부터 부하 변화를 방지하는 버퍼 회로(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 드라이버(146)는 다-권선 변압기(246)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 해프-브리지 스위칭 회로(148)는 MOSFET 토템 폴 해프-브리지 스위칭 회로(MOSFET totem pole half-bridge switching circuit)(252)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 직렬 공명 탱크 회로(150)는 유도 커플러(270), 한쌍의 탱크 커패시터(271, 272), 한쌍의 다이오드(274, 276), 커패시터(278)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 공명 램프 회로(152)는 커패시터(312)와 스타터 회로(314)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 방법은,

- 상기 유도-연결 안정기 회로(103) 및 상기 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결되는 안정기 피드백 회로(122)에서의 피드백 신호를 상기 제어 유닛(102)에 보내는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 방법은,

- 상기 제어 유닛(102)을 이용하여 상기 피드백 신호를 바탕으로 상기 전자기파 방출 장치(60)의 강도를 조절하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 방법은,

- 흐름 센서 회로(104)로부터의 신호에 따라 상기 제어 유닛(102)으로 지정 전기 신호를 발생시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
유체처리 시스템(10)에 있어서,

상기 유체처리 시스템(10)은 제어 유닛(102), 유도-연결 안정기 회로(103)를 포함하고,

상기 유도-연결 안정기 회로(103)는 전자기파 방출 조립체(14)와 유도방식으로 연결되며,

이때, 상기 유도-연결 안정기 회로(103)는 상기 제어 유닛(102)으로부터의 지정 전기 신호에 따라 상기 전자기파 방출 조립체(14) 내 전자기파 방출 장치(60)를 유도방식으로 여기시키는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체(60)가 교체식인 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)가 자외선 램프인 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)는 펄스형 백색광 램프인 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)는 유전 장벽 방전 램프인 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 유도-연결 안정기 회로(103)는 제어 회로(142), 발진기(144), 드라이버(146), 해프-브리지 스위칭 회로(148), 직렬 공명 탱크 회로(150), 2차 코일(52), 공명 램프 회로(152), 전자기파 방출 장치(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 20 항에 있어서, 상기 직렬 공명 탱크 회로(150)는 상기 전자기파 방출 장치(60)를 여기시키기 위해 상기 2차 코일(52)과 유도방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 20 항에 있어서, 상기 발진기(144)는 상기 발진기(144)의 발진 주파수를 당기는 것으로부터 부하 변화를 방지하는 버퍼 회로(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 20 항에 있어서, 상기 드라이버(146)는 다-권선 변압기(246)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 20 항에 있어서, 상기 해프-브리지 스위칭 회로(148)는 MOSFET 토템 폴 해프-브리지 스위칭 회로(252)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 20 항에 있어서, 상기 직렬 공명 탱크 회로(150)는 유도 커플러(270), 한쌍의 탱크 커패시터(271, 272), 한쌍의 다이오드(274, 276), 커패시터(278)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 20 항에 있어서, 상기 공명 램프 회로(152)는 커패시터(312)와 스타터 회로(314)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 유체처리 시스템(10)은 상기 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결되는 흐름 센서 회로(104)를 추가로 포함하고, 상기 흐름 센서 회로(104)는 상기 유도-연결 안정기 회로(103)를 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 여기시키게 하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결되는 디스플레이 장치(106)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결되는 전자기파 센서 회로(110)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 29 항에 있어서, 상기 전자기파 센서 회로(110)가 가시광선 센서인 것을특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 상기 제어 유닛(102)과 전기적으로 연결되는 주변온도 센서 회로(114)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 15 항에 있어서, 동작 중 상기 제어 유닛(102)에 피드백을 제공하기 위해 상기 제어 유닛(102)과 상기 유도-연결 안정기 회로(103)와 전기적으로 연결되는 안정기 피드백 회로(122)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
안정기 회로(103)로서,

상기 안정기 회로는 제어 회로(142), 상기 제어 회로(142)와 전기적으로 연결되는 발진기(144), 상기 발진기(144)와 전기적으로 연결되는 드라이버(146), 상기 드라이버(146)와 전기적으로 연결되는 해프-브리지 스위칭 회로(148), 상기 해프-브리지 스위칭 회로(148)와 전기적으로 연결되는 직렬 공명 탱크 회로(150), 상기 직렬 공명 탱크 회로(150)와 연결되는 2차 코일(52), 상기 2차 코일(52)과 전기적으로 연결되는 공명 램프 회로(152), 상기 공명 램프 회로(152)와 전기적으로 연결되는 전자기파 방출 장치(60)를 포함하고,

상기 발진기(144)는 상기 제어 회로(144)로부터의 지정 전기 신호에 따라 작동되고,

상기 발진기(144)로부터의 출력이 상기 드라이버(146)를 제어하며,

상기 드라이버(146)의 출력이 상기 해프-브리지 스위칭 회로(148)를 제어하고,

상기 직렬 공명 탱크 회로(150)는 상기 2차 코일(52)과 전기적으로 연결되는, 이상의 특징을 가지는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)가 램프인 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)가 자외선 램프인 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)가 펄스형 백색광 램프인 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치(60)가 유전 장벽 방전 램프인 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 직렬 공명 탱크 회로(150)는 상기 전자기파 방출 장치(60)를 여기시키기 위해 상기 2차 코일(52)과 유도방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 발진기(144)는 상기 발진기(144)의 발진 주파수를 당기는 것으로부터 부하 변화를 방지하는 버퍼 회로(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 드라이버(146)는 다-권선 변압기(246)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 해프-브리지 스위칭 회로(148)는 MOSFET 토템 폴 해프-브리지 스위칭 회로(252)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 직렬 공명 탱크 회로(150)는 유도 커플러(270), 한쌍의 탱크 커패시터(271, 272), 한쌍의 다이오드(274, 276), 커패시터(314)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 공명 램프 회로(152)는 커패시터(312)와 스타터 회로(314)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
제 33 항에 있어서, 상기 2차 코일(52)은 상기 직렬 공명 탱크 회로(150)와유도방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안정기 회로(103).
고주파 식별 시스템(124)을 갖춘 유체처리 시스템(10)으로서,

상기 유체처리 시스템(10)은 제어 유닛(102), 상기 제어 유닛(102)에 전기적으로 연결되는 기지국(360), 상기 기지국(360)과 고주파 통신하는 전자기파 방출 조립체(14)에 위치하는 한 개 이상의 고주파 식별 트랜스판더(transponder)(126)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)가 리스판더 안테나(responder antenna)(362)와 판독/기록 칩(364)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 상기 기지국(360)에 전자기파 방출 장치 일련번호를 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 전자기파 방출 장치 시동 한계를 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 전자기파 방출 장치 온-타임 한계를 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 전자기파 방출 장치 설치 시간 한계를 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 전자기파 방출 장치 주기 온-타임을 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 주기 모드 낮은 온도를 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 최소의 전자기파 방출 장치 온-타임을 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 전자기파 방출 장치 하이-모드 시간을 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 전자기파 방출 장치 예열 시간을 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 전자기파 방출 장치(60) 설치 시간을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 전자기파 방출 장치(60) 전력공급 시간을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 전자기파 방출 장치(60) 시동을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 45 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 전자기파 방출 장치(60) 냉각 시동을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
고주파 식별 시스템(124)을 갖춘 유체처리 시스템(10)으로서,

상기 유체처리 시스템(10)은 제어 유닛(102), 상기 제어 유닛(102)에 전기적으로 연결되는 기지국(360), 상기 기지국(360)과 고주파 통신하는 필터 조립체(16)에 위치하는 한 개이상의 고주파 식별 트랜스판더(128)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 60 항에 있어서, 상기 필터 조립체(16)는 교체식인 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 60 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(128)는 리스판더 안테나(368)와 판독/기록 칩(370)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 60 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(128)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 필터 유닛 일련 번호를 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 60 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(128)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 필터 조립체 부피 한계를 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 60 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(128)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 필터 유닛 설치 시간 한계를 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 60 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(128)는 상기 제어 유닛(102)에 의한 이용을 위해 플러그-필터 한계 백분율을 상기 기지국(360)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
제 60 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(128)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 필터 조립체(16) 설치 시간을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 유체처리 시스템(10).
유체처리 시스템에서 전자기파 방출 조립체 정보를 감시하는 방법으로서, 상기 방법은,

- 상기 유체처리 시스템(10)에 사용하기 위한 전자기파 방출 조립체(14)를제공하고,

- 상기 전자기파 방출 조립체(14) 내에 위치하는 전자기파 방출 식별 트랜스판더(126)로 전자기파 방출 조립체 정보 신호를 발생시키며,

- 상기 유체처리 시스템(10)에 위치하는 기지국(360)에 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호를 송신하고,

- 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호를 제어 유닛(102)에 보내는, 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체(14)는 교체식인 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체(14)는 자외선 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체(14)는 펄스형 백색광 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 장치는 유전 장벽 방전 램프인 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 고주파 식별 트랜스판더(126)가 리스판더 안테나(362)와 판독/기록 칩(364)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호가 전자기파 방출 조립체(14) 일련번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호가 전자기파 방출 조립체(14) 시동 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호가 전자기파 방출 조립체(14) 온-타임 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호가 전자기파 방출 조립체(14) 설치 시간 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호가 전자기파 방출 조립체(14) 주기 온-타임을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호가 주기 모드 낮은 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호가 최소한의 전자기파 방출 조립체(14) 온-타임을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호가 전자기파 방출 조립체(14) 하이-모드 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 조립체 정보 신호는 전자기파 방출 조립체(14) 예열 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 전자기파 방출 조립체 설치 시간을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 전자기파 방출 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 전자기파 방출 조립체 전력 공급 시간을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 전자기파 방출 조립체(14) 시동을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 68 항에 있어서, 상기 고주파 식별 트랜스판더(126)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 전자기파 방출 조립체(14) 냉각 시동을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
유체처리 시스템(10)에서 필터 조립체 정보를 감시하는 방법으로서, 상기 방법은,

- 상기 유체처리 시스템(10) 내에서의 이용을 위한 필터 조립체(16)를 제공하고,

- 상기 필터 조립체(16)에 위치하는 필터 조립체 고주파 식별 트랜스판더(368)로 필터 조립체 정보 신호를 발생시키며,

- 상기 유체처리 시스템(10)에 위치하는 기지국(360)에 상기 필터 조립체 정보 신호를 송신하고,

- 상기 필터 조립체 정보 신호를 제어 유닛(102)에 보내는, 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 87 항에 있어서, 상기 필터 조립체(16)는 교체식인 것을 특징으로 하는 방법.
제 87 항에 있어서, 상기 필터 조립체 정보 신호는 필터 유닛 일련번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 87 항에 있어서, 상기 필터 조립체 정보 신호는 필터 조립체(16) 부피 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 87 항에 있어서, 상기 필터 조립체 정보 신호는 필터 조립체(16) 설치 시간 한계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 87 항에 있어서, 상기 필터 조립체 정보 신호는 플러그-필터 한계 백분율을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 87 항에 있어서, 상기 필터 조립체 고주파 식별 트랜스판더(368)는 상기 제어 유닛(102)으로 하여금 필터 조립체 설치 시간을 기억하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.