(57)【要約】流体処理システム（１０）全体の的動作を制御する制御ユニット（１０２）を含む流体処理システム（１０）が開示されている。バラスト回路（１０３）が電磁放射線発出アセンブリ（１４）と誘導性結合されている。誘導性結合されたバラスト回路（１０３）は、制御ユニット（１０２）からの予め定めた電気信号に応答して、電磁放射線発出アセンブリ（１４）内に設置されている電磁放射線発出デバイス（６０）を誘導付勢する。さらに、流体処理システム（１０）は、その中で用いられる電磁放射線発出アセンブリ（１４）およびフィルタアセンブリ（１６）の種々の機能上および動作上の側面を監視するために使用される無線周波識別システム（１２４）を含む。
2005530603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波識別システムを備える流体処理システムにおいて、
流体処理システムハウジング内に位置づけされた制御ユニットと、
前記流体処理システムハウジング内に位置づけされた交換可能な電磁放射線発出アセンブリと、
前記流体処理システムハウジング内に設置され、コイルおよび前記制御ユニットに対し電気的に接続された基地局であって、前記コイルが、この基地局からの予め定めた制御信号のセットに応答して無線信号を送受信する能力を有する、基地局と、
前記基地局と無線通信する、前記電磁放射線発出アセンブリ内に位置づけされた無線周波識別トランスポンダと、
を含んでなるシステム。
【請求項２】
前記無線周波識別トランスポンダが、応答アンテナおよび読取り／書込みチップを含む請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項３】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して電磁放射線発出デバイスの製造番号を伝送する能力を有する請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項４】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して電磁放射線発出デバイスの始動限界を伝送する能力を有する請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項５】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して電磁放射線発出デバイスのオンタイム限界を伝送する能力を有する請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項６】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して電磁放射線発出デバイスの設置時間を伝送する能力を有する請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項７】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して電磁放射線発出デバイスのサイクルオンタイムを伝送する能力をもつ請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項８】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対してサイクルモード低温を伝送する能力を有する請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項９】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して最小電磁放射線発出デバイスオンタイムを伝送する能力を有する請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項１０】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して電磁放射線発出デバイスのハイモード時間を伝送する能力を有する請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項１１】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して電磁放射線発出デバイスの予熱時間を伝送する能力を有する請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項１２】
前記制御ユニットが電磁放射線発出デバイスの設置時間を追跡することを、前記無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項１３】
前記制御ユニットが電磁放射線発出デバイスの駆動時間を追跡することを、前記無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項１４】
前記制御ユニットが電磁放射線発出デバイスのスタートを追跡することを、前記無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項１５】
前記制御ユニットが電磁放射線発出デバイスのコールドスタートを追跡することを、前記無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項１に記載の流体処理システム。
【請求項１６】
無線周波識別システムを備える流体処理システムにおいて、
流体処理システムハウジング内に位置づけされた制御ユニットと、
前記流体処理システムハウジング内に位置づけされた交換可能なフィルタアセンブリと、
前記流体処理システムハウジング内に設置され、コイルおよび前記制御ユニットに対して電気的に接続された基地局であって、前記コイルが、この基地局からの予め定めた制御信号のセットに応答して無線信号を送受信する能力を有する、基地局と、
前記基地局と無線通信する、前記フィルタアセンブリ内に位置づけされた無線周波識別トランスポンダと、
を含んでなるシステム。
【請求項１７】
前記無線周波識別トランスポンダが、応答アンテナおよび読取り／書込みチップを含む請求項１６に記載の流体処理システム。
【請求項１８】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対してフィルタユニットの製造番号を伝送する能力を有する請求項１６に記載の流体処理システム。
【請求項１９】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対してフィルタアセンブリの体積限界を伝送する能力を有する請求項１６に記載の流体処理システム。
【請求項２０】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対してフィルタアセンブリの設置時間限界を伝送する能力を有する請求項１６に記載の流体処理システム。
【請求項２１】
前記無線周波識別トランスポンダが、前記制御ユニットによる使用に供するため、前記基地局に対して閉塞フィルタ閾値パーセントを伝送する能力を有する請求項１６に記載の流体処理システム。
【請求項２２】
前記制御ユニットがフィルタアセンブリの設置時間を追跡することを、前記無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項１６に記載の流体処理システム。
【請求項２３】
流体処理システム内で電磁放射線発出アセンブリの情報を監視する方法において、
前記流体処理システム内で使用するための交換可能な電磁放射線発出アセンブリを設ける段階と、
前記交換可能な電磁放射線発出アセンブリ内に設置された電磁放射線発出識別トランスポンダを用いて、電磁放射線発出アセンブリ情報信号を生成する段階と、
前記流体処理システム内の基地局に接続されたコイルに対して、前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号を伝送する段階と、
制御ユニットに対して、前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号を送る段階と、
を含んでなる方法。
【請求項２４】
前記電磁放射線発出アセンブリが、紫外線ランプを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記電磁放射線発出アセンブリが、パルス駆動白色光ランプを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記電磁放射線発出デバイスが、誘電性障壁放電ランプである請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記電磁放射線発出無線周波識別トランスポンダが、応答アンテナおよび読取り／書込みチップを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、電磁放射線発出デバイスの製造番号を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、電磁放射線発出アセンブリの始動限界を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、電磁放射線発出オンタイム限界を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、電磁放射線発出アセンブリの設置時間限界を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、電磁放射線発出アセンブリのサイクルオンタイムを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、サイクルモード低温を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、最低電磁放射線発出アセンブリオンタイムを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３５】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、電磁放射線発出アセンブリハイモード時間を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３６】
前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号が、電磁放射線発出アセンブリ予熱時間を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項３７】
前記制御ユニットが電磁放射線発出アセンブリの設置時間を追跡することを、前記電磁放射線発出無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項２３に記載の方法。
【請求項３８】
前記制御ユニットが電磁放射線発出アセンブリの駆動時間を追跡することを、前記電磁放射線発出無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項２３に記載の方法。
【請求項３９】
前記制御ユニットが電磁放射線発出アセンブリのスタートを追跡することを、前記無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項２３に記載の方法。
【請求項４０】
前記制御ユニットが電磁放射線発出アセンブリのコールドスタートを追跡することを、前記無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項２３に記載の方法。
【請求項４１】
流体処理システム内でフィルタアセンブリの情報を監視する方法において、
前記流体処理システム内で使用する交換可能なフィルタアセンブリを設ける段階と、
前記交換可能なフィルタアセンブリ内に設置されたフィルタアセンブリ無線周波識別トランスポンダによってフィルタアセンブリの情報信号を生成する段階と、
前記流体処理システム内の基地局に接続されたコイルに対して、前記フィルタアセンブリ情報信号を伝送する段階と、
制御ユニットに対して、前記フィルタアセンブリ情報信号を送る段階と、
を含んでなる方法。
【請求項４２】
前記フィルタアセンブリ情報信号が、フィルタユニットの製造番号を含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記フィルタアセンブリ情報信号が、フィルタアセンブリの体積限界を含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記フィルタアセンブリ情報信号が、フィルタアセンブリの設置時間限界を含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記フィルタアセンブリ情報信号が、閉塞フィルタ閾値パーセントを含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
前記制御ユニットが、フィルタアセンブリの設置時間を追跡することを、前記フィルタアセンブリ無線周波識別トランスポンダが可能にする請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
無線周波識別システムを備える流体処理システムにおいて、
流体処理システムハウジング内に位置づけされた制御ユニットと、
前記流体処理システムハウジング内に位置づけされた交換可能な電磁放射線発生アセンブリと、
前記流体処理システムハウジング内に設置され、前記制御ユニットに対し電気的に接続された基地局であって、前記制御ユニットからの予め定めた制御信号のセットに応答して、無線信号を送受信する能力を有する基地局と、
前記基地局と無線通信する、前記電磁放射線発出アセンブリ内に位置づけされた無線周波識別トランスポンダと、
を含んでなるシステム。
【請求項４８】
無線周波識別システムを備える流体処理システムにおいて、
流体処理システムハウジング内に位置づけされた制御ユニットと、
前記流体処理システムハウジング内に位置づけされた交換可能なフィルタアセンブリと、
前記流体処理システムハウジング内に位置づけされ、前記制御ユニットに対して電気的に接続された基地局であって、前記制御ユニットからの予め定めた制御信号のセットに応答して無線信号を送受信する能力を有する基地局と、
前記基地局と無線通信する、前記フィルタアセンブリ内に位置づけされた無線周波識別トランスポンダと、
を含んでなるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、水処理システム、より特定的には、水処理システム用の無線周波識別システムに関する。なお本出願は、２００２年６月１８日付け出願の「流体処理システム用の無線周波識別システム」という名称の米国特許出願番号第１０／１７５，０９５号の利益を請求するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、これまでの家庭用または事務所用のユースポイント水処理システムに付随する複数の問題に対処するものである。１つの問題は、内部に紫外線ランプを伴うランプアセンブリを利用する従来の水処理システムがエネルギー効率の悪いものであるという点にある。ランプアセンブリは一般に、紫外線ランプが点灯されていないことの結果として、水処理システム内に微生物が繁殖するのを防止するため、連続的に作動している状態に置かれている。従来のランプアセンブリが点灯された場合、水処理システム内の微生物の適切な破壊を確保するのに必要とされる予め定められた強度レベルの光を出力するのに充分な形で紫外線ランプが励起されるまでに、多大な量の起動時間が必要となる。紫外線ランプが充分に励起される前に水処理システムから放出される水は、受け入れ難いほどに高いレベルの生きた微生物を含んでいる可能性がある。連続的に作動するランプアセンブリは著しい量のエネルギーを使用し、従って効率が悪い。また、例えば一晩中といったように連続的にランプアセンブリが作動状態に置かれていた場合、水処理システムの内部に滞留している水は不快なほど温かくなり得る。
【０００３】
もう１つの問題には、水処理システムに対するランプアセンブリの電気的結合（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が関与している。ランプアセンブリが水処理システム内に設置されるかまたはそこから取り外される毎に、ランプアセンブリを水処理システムから機械的および電気的に結合および切り離しする必要がある。これには往々にして複雑で高価な取付けアセンブリを必要とする。さらに、電力が水処理システム内に通電されている間、電気接続が湿気に露呈されるのを予防するために注意を払わなくてはならない。
【０００４】
水処理システムのサイズを最小限にするためには、同軸状に心合せされたランプアセンブリおよびフィルタアセンブリが時として使用される。特定の水処理システム内のランプアセンブリおよびフィルタアセンブリは、水処理システムから同時に取出されてもよいし、そうでなくてもよい。アセンブリが同時に取出される場合、それには水が満たされている可能性がありかつそれ自体実質的な重量を有し得ることから、往々にして非常に重いものである。代替的には、たとえランプアセンブリとフィルタアセンブリを水処理システムから別々に取出すことができるとしても、取扱い中にこれらのアセンブリの１つから水がこぼれるという問題が発生することが非常に多い。
【０００５】
ランプアセンブリをもつ水処理システムユニットが直面する別の問題点は、ランプアセンブリを監視するために複雑な監視システムが必要とされる、ということにある。ランプアセンブリが老朽化するにつれて、ランプアセンブリからの光出力の強度は、一般に減少する。場合によっては、所望の微生物殺生率をもたらすのに必要なレベル以下にまで強度が低下する。ランプアセンブリは、臨界最小強度に達する前に取出されるべきである。従って、水処理システム内部の光強度についてチェックするために、モニタシステムが必要である。これらのモニタシステムは一般的に高価である。これらのシステムは往々にして、石英の窓を伴う高価な紫外線センサを必要とする。
【０００６】
従来のバラスト制御回路は、ランプを駆動するために、バイポーラトランジスタおよび飽和トランスを利用している。該バラスト制御回路は、材料の磁気特性およびトランスの巻線配置に関連づけられた周波数で発振する。飽和トランス発振器を伴う回路は、方形波に属する波形の出力を生成し、負荷の下でハードスイッチすべくハーフブリッジのトランジスタを必要とし、放電ランプに通電される電流を制限するために別のインダクタを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ランプアセンブリおよびフィルタアセンブリを利用するこれまでの水処理システムにおけるこれらのおよびその他の欠点が、本発明により解消される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、誘導性結合形バラスト回路を含む水処理システムのための電子制御システムを開示する。水処理システムは、とりわけ、上水道からフィルタアセンブリまで水の流れを導くことにより水をろ過する。フィルタアセンブリは、水流から望ましくない微粒子を除去する。フィルタアセンブリを通過した後、水は交換可能な紫外線ランプアセンブリまで導かれる。
【０００９】
紫外線ランプアセンブリは、水が紫外線ランプアセンブリを通って流れながら高強度紫外線光に水を晒すことによって、上水道中の有機物質を破壊する。紫外線ランプアセンブリは、動作の最初に事実上瞬間的な高強度紫外線光を出力し、これが、ウォーミングアップ時間を必要とする従来技術の水処理システムに比べた場合の利点を提供する。紫外線ランプアセンブリから出た後、水流は、出口アセンブリを通して水処理システムから外に導かれる。
【００１０】
水処理システム全体の動作は、紫外線ランプアセンブリおよびフィルタアセンブリに電気的に接続された制御ユニットによって制御される。好ましい実施形態においては、制御ユニットはまた、流量センサ、周囲温度センサ回路、周囲光センサ回路、紫外線センサ回路、電力検出回路、表示装置、可聴音発生回路、メモリ記憶デバイス、通信ポートおよび無線周波識別システムとも電気的に接続されている。これらのデバイスは全て制御ユニットにより監視または制御され、以下で概して記されているように、水処理システムに対するさまざまな利点を提供する。
【００１１】
水処理システムはさらに、制御ユニットと電気的に接続されているメモリ記憶デバイスを含む。メモリ記憶デバイスは、水処理システムおよびその関連部品に関係するさまざまなデータ値を記憶するために使用される。本発明の好ましい実施形態においては、メモリ記憶デバイスは、ＥＥＰＲＯＭまたはその他のいずれかの同等の記憶デバイスである。通信ポートが制御ユニットと接続されており、これはパソコンまたは手のひらサイズの監視デバイスといったような周辺デバイスと制御ユニットとの間の双方向通信の機能を果たす。
【００１２】
無線周波識別システムは、各紫外線ランプアセンブリ内に設置されている紫外線光トランスポンダを含む。さらに、無線周波識別システムは、フィルタアセンブリ内に設置されたフィルタトランスポンダを含む。紫外線光トランスポンダおよびフィルタトランスポンダは、無線周波を用いて、無線周波識別システムと通信する。各トランスポンダは、紫外線ランプアセンブリとフィルタアセンブリとに特定なある種の情報を保持している。当業者であれば、無線周波識別システムの代わりに接触型の識別システムを使用できるということを認識することだろう。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態においては、無線周波識別システムを備える流体処理システムが開示されている。該流体処理システムは、制御ユニットと、該制御ユニットに電気的に接続された基地局と、該基地局と無線通信する電磁放射線発出デバイスアセンブリの中に設置された少なくとも１つの無線周波識別トランスポンと、を含んでなる。本発明のさらに別の好ましい実施形態においては、電磁放射線発出アセンブリがフィルタアセンブリで置換されている。
【００１４】
本発明により開示されているもう１つの好ましい方法は、流体処理システム内で電磁放射線発出アセンブリの情報を監視する方法に関する。該方法は、流体処理システム内で使用するための電磁放射線発出アセンブリを構築する段階と、電磁放射線発出アセンブリ内に設置された電磁放射線発出識別トランスポンダを用いて電磁放射線発出アセンブリ情報信号を生成する段階と、前記流体処理システム内にある基地局に対して電磁放射線発出アセンブリ情報信号を送信する段階と、前記制御ユニットへ前記電磁放射線発出アセンブリ情報信号を導く段階と、を含んでなる。別の好ましい実施形態においては、電磁放射線発出アセンブリをフィルタアセンブリで置換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のこれらのおよびその他の特徴は、本発明の好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を添付図面と合わせて考慮することによって明らかになる。
【００１６】
図１を参照すると、本発明は、水を浄化するために一般にカーボンベースのフィルタと紫外線光を使用する水処理システム１０のための電気制御システムを開示する。本発明を評価するためには、好ましい水処理システム１０の機械的側面の一般的背景を知ることが重要である。好ましい水処理システム１０は、主要ハウジング１２と、交換可能な紫外線ランプアセンブリ１４と、フィルタアセンブリ１６と、を含む。紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６は、主要ハウジング１２から取出し可能であり、かつ交換可能である。主要ハウジング１２は、底面覆い１８、後面覆い２０、前面覆い２２、上面覆い２４および内部スリーブ覆い２６を含む。レンズ２８は、表示装置１０６を介して水処理システム１０の状態についての情報が表示されるように、該表示装置１０６（図３参照）を収容している。水処理システム１０を組立てるためには、主要ハウジング１２に対し紫外線ランプアセンブリ１４をしっかりと取付け、その後、紫外線ランプアセンブリ１４の周囲全体にかつ主要ハウジング１２に対してフィルタアセンブリ１６を取付ける。
【００１７】
当業者であれば認識する通り、この交換可能な紫外線ランプアセンブリ１４は、紫外線ランプアセンブリ１４が交換不能なように製作することも可能である。さらに、当業者であれば、交換可能な紫外線ランプアセンブリ１４をいくつかの異なるタイプの電磁放射線発出アセンブリと相互交換することもできるということも認識するであろう。かくして、本発明は、紫外線ランプアセンブリを用いる水処理システムのみを網羅するものとしてみなされるべきではなく、当業者であれば、紫外線ランプアセンブリ１４の開示が本発明の好ましい実施形態を表わしているということを認識すべきである。
【００１８】
図２Ａ〜２Ｃを参照すると、本発明に関連する水処理システム１０の主要な機械的部品が、斜視図で示されている。図２Ａに例示されているように、内部スリーブ覆い２６は、複数の内部スリーブカバー３０と、入口バルブアセンブリ３２と、出口カップ３６を備えた出口カップアセンブリ３４と、を含む。入口アセンブリ４０および出口アセンブリ４２と共に底面覆い１８を含む底面覆いアセンブリ３８がさらに開示されている。電子部品アセンブリ４４が底面覆い１８内にしっかりとはめ込まれており、その詳細については以下で詳述する。これらの部品は、水処理システム１０が完全に組立てられたときに、底面覆い１８、後面覆い２０、前面覆い２２、上面覆い２４、内部スリーブ覆い２６およびレンズ２８にしっかりと組付けられる。好ましい実施形態では、上面覆い２４内には磁石ホルダー４６および磁石４８もまた収容される。
【００１９】
図２Ｂを参照すると、紫外線ランプアセンブリ１４は一般に、ベースサブアセンブリ５０と、２次コイル５２と、底面支持サブアセンブリ５４と、上面支持アセンブリ５６と、石英スリーブ対５８と、紫外線ランプ６０と、Ｏリング６２と、一対の連動するエンクロージャリフレクタサブアセンブリ６４と、を含む。一般的に言うと、２次コイル５２、底面支持サブアセンブリ５４およびエンクロージャリフレクタサブアセンブリ６４は、ベースサブアセンブリ５０と連結されている。エンクロージャリフレクタサブアセンブリ６４は、石英管対５８、紫外線ランプ６０およびＯリング６２を収容している。上面支持アセンブリ５６は、紫外線ランプアセンブリ１４が完全に組立てられたときに、エンクロージャリフレクタアセンブリ６４の上面全体にしっかりとはめ込まれる。
【００２０】
図２Ｃに例示されているように、フィルタアセンブリ１６は、一般にベースアセンブリ６６と、フィルタブロックアセンブリ６８と、フィルタハウジング７０と、エラストマフィルタハウジンググリップ７２と、を含む。一般的に言うと、フィルタブロックアセンブリ６８は、ベースアセンブリ６６全体にはめ込まれ、このベースアセンブリ６６はそれ自体フィルタハウジング７０に封入されている。フィルタハウジンググリップ７２は、フィルタハウジング７０の上面全体にはめ込まれ、かくして、フィルタハウジング７０を取出すためのより優れた把持を提供する。フィルタアセンブリ１６は、紫外線ランプアセンブリ１４に水流が導かれる前にフィルタブロックアセンブリ６８を通すことによって、この水流をろ過する。
【００２１】
図３を参照すると、本発明は、上記で全体的に記述した水処理システム１０のための電子制御システム１００を開示している。好ましい実施形態においては、水処理システム１０は、好ましくはマイクロプロセッサである制御ユニット１０２によって制御されている。例示されるように、制御ユニット１０２は、誘導性結合形バラスト回路１０３を通して紫外線ランプアセンブリ１４と電気的に接続されている。この制御ユニット１０２はまた、以下でさらに詳細に記述するように、双方向無線通信を通して紫外線ランプアセンブリ１４に電気的に接続されている。動作中、制御ユニット１０２は予め定められた電気信号を生成可能でありこの電気信号は、誘導性結合形バラスト回路に導かれ、このバラスト回路はランプアセンブリ１４を瞬間的に付勢し、このアセンブリ１４は水流を処理する高強度紫外線光を出力する。
【００２２】
好ましい実施形態においては、制御ユニット１０２はまた、流量センサ回路１０４、表示装置１０６、周囲光センサ回路１０８、可視光センサ回路１１０、電力検出回路１１２、周囲温度センサ回路１１４、可聴音発生回路１１６、メモリ記憶デバイス１１８、通信ポート１２０、バラストフィードバック回路１２２、および無線周波識別システム１２４とも電気的に接続されている。図３にさらに例示されているように、紫外線無線周波識別トランスポンダ１２６が紫外線ランプアセンブリ１４と接続されており、フィルタ無線周波識別トランスポンダ１２８がフィルタアセンブリ１６と接続されている。紫外線無線周波識別トランスポンダ１２６およびフィルタ無線周波識別トランスポンダ１２８は、以下でさらに詳述するように双方向無線通信を用いて、無線周波識別システム１２４と通信する。
【００２３】
一般的に言うと、流量センサ回路１０４は、水または流体が流れているときを見極め、水処理システム１０により処理されている水または流体の体積を追跡するために、制御ユニット１０２により使用される。表示装置１０６は、制御ユニット１０２によって駆動され、水処理システム１０の状態についての情報を表示するために使用される。いくつかの異なるタイプの表示装置が当該技術分野において公知であり、本発明で使用可能である。ただし、好ましい表示装置は螢光表示管である。周囲光センサ回路１０８は、周囲光の量を測定して制御ユニット１０２に電気信号を出力し、それに応じて表示装置１０６の強度を調整できるようにする。
【００２４】
可視光センサ回路１１０は、紫外線ランプアセンブリ１４が発出している光の強度レベルに関する電気信号を、制御ユニット１０２に出力する。このことは、その電気信号により、制御ユニット１０２が紫外線ランプアセンブリ１４により発出されている電磁放射線の強度を増減させることが可能になるという点で、重要である。当業者であれば、可視光センサ回路１１０が、本発明において使用できるさまざまな電磁放射線発出デバイスから発出された電磁放射線強度を検知する能力をもつさまざまな電磁放射線センサ回路と互換可能であるということを認識することだろう。
【００２５】
電力検出回路１１２は、水処理システム１０への電力の有無を表わす電気信号を、制御ユニット１０２に出力する。電力は、従来のコンセントといったような外部電源から、水処理システム１０に供給される。当業者であれば、外部電源を監視し、電力損失に応答して対応する電気信号を提供するようないくつかの回路が存在することを認識するだろう。
【００２６】
周囲温度センサ回路１１４は大気の周囲温度を測定して、水処理システム１０が温度レベルを凍結温度よりあるいはその他の温度設定値より高く維持できるようにする。制御ユニット１０２は、必要であれば熱を生成すべく紫外線ランプ６０を付勢することができる。可聴音発生回路１１６は、可聴音を生成すべく制御ユニットにより使用される。可聴音は典型的には、水処理システム１０が体験する予め定められたシステム状態となったときに、発生する。これらの予め定められたシステム状態は、制御ユニット１０２により認識されて、可聴音発生回路１１６を駆動し、可聴音を作り出す。
【００２７】
前述した通り、メモリ記憶デバイス１１８もまた、制御ユニット１０２と電気的に接続されている。メモリ記憶デバイス１１８は、水処理システム１０および当該システムの構成要素に関係するさまざまなデータ値を記憶するために使用される。本発明の好ましい実施形態においては、メモリ記憶デバイス１１８はＥＥＰＲＯＭまたはその他の等価な記憶デバイスである。当業者であれば、本発明で使用可能なさまざまなメモリ記憶デバイスを利用できるということを認識することだろう。
【００２８】
通信ポート１２０もまた制御ユニット１０２と電気的に接続されており、これは、パソコンまたは手のひらサイズの監視デバイスといったような周辺デバイスと制御ユニット１０２との間で双方向通信を行う能力を、水処理システム１０に提供する。本発明の好ましい実施形態においては、通信ポート１２０は、周辺デバイスと通信するためにＲＳ−２３２通信プラットフォームを使用する。通信ポート１２０はまた、その他の好ましい実施形態において紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６の種々の動作特性を監視および制御するために、これらのデバイスとも接続され得る。しかしながら、本発明の好ましい実施形態においては、紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６についての情報を制御ユニット１０２に報告するために、無線周波識別システム１２４が使用される。
【００２９】
図３に示す好ましい実施形態においては、無線周波識別システム１２４は、制御ユニット１０２に対し種々の情報を報告するために、紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６およびフィルタ無線周波識別トランスポンダ１２８からの信号を使用する。動作中、紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６およびフィルタ無線周波識別トランスポンダ１２８は、無線通信を用いて無線周波識別システム１２４と通信する。紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６は、その耐用年数の終りにおいて交換可能であるように設計されていることから、各紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６は、これらに特定の情報をそれぞれ記憶するトランスポンダ１２６、１２８を収容している。当業者であれば、紫外線光無線周波トランスポンダをその他の電磁放射線発出デバイスまたはアセンブリと併用することができるということを認識するだろう。無線周波識別システム１２４については以下で詳述する。
【００３０】
図４を参照すると、本発明の好ましい実施形態において、紫外線ランプアセンブリ１４は、制御ユニット１０２と電気的に接続された誘導性結合のバラスト回路１０３によって、付勢される。誘導性結合形バラスト回路１０３は、事実上瞬間的に紫外線ランプを照明させる高周波動作の自己発振ハーフブリッジスイッチとして設計される。さらに、誘導性結合形バラスト回路１０３は、一旦共振すると、自己発振し、スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴトランジスタを使用しており、そして空芯トランス結合構成を収容するように設計されているので、紫外線ランプアセンブリ１４の設計を簡素化できる。紫外線ランプアセンブリ１４またはその他の電磁放射線発出アセンブリは、誘導性結合形バラスト回路１０３によって形成された空芯トランス結合構成のため、容易に交換可能である。当業者であれば誘導性結合形バラスト回路１０３は、通常のバラスト回路としても機能するようにできるということを認識するだろう。
【００３１】
図４に例示されているように、誘導性結合形バラスト回路１０３は、制御回路１４２、発振器１４４、駆動部１４６、ハーフブリッジスイッチ回路１４８、直列共振タンク回路１５０、二次コイル５２（図２参照）、共振ランプ回路１５２および紫外線ランプ６０を含む。発振器１４４は、制御ユニット１０２と電気的に接続されており、当該制御ユニット１０２が、制御回路１４２に電気信号を出力することによって、発振器１４４を付勢する。動作中、発振器１４４は、駆動部１４６に対し電気信号を出力し、この駆動部１４６は次にハーフブリッジスイッチ回路１４８を付勢する。ハーフブリッジスイッチ回路１４８は直列共振タンク回路１５０を付勢し、この回路１５０は次に紫外線ランプアセンブリ１４内の紫外線ランプ６０を誘導的に付勢する。
【００３２】
図４にさらに例示されているように、紫外線ランプアセンブリ１４は、２次コイル５２、共振ランプ回路１５２および紫外線ランプ６０を収容し、一方、電子部品アセンブリ４４（図２Ａ参照）は、制御回路１４２、発振器１４４、、駆動部１４６、ハーフブリッジスイッチ回路１４８および直列共振タンク回路１５０を収容している。前述のように、直列共振タンク回路１５０が一旦付勢されると、紫外線ランプアセンブリ１４内の２次コイル５２は、誘導的に付勢された状態となる。好ましい実施形態において、バラスト回路１０３としての共振周波数は約１００ｋＨｚである。従って、紫外線ランプアセンブリ１４内の２次コイル５２もまた約１００ｋＨｚで共振する。前述のように、動作中の共振周波数は、適切な部品選択に対処すべく制御ユニット１０２により、上下に調整可能である。さらに、共振周波数はまた、以下でより詳細に記述するように、直列共振タンク回路１５０内での部品選択によっても制御することができる。
【００３３】
図５を参照すると、制御回路１４２は、制御ユニット１０２および発振器１４４と電気的に接続されている。制御回路１４２は、複数の抵抗１５６、１５８、１６０、１６２、１６４、１６６、複数のコンデンサ１６８、１７０、１７２、ダイオード１７４、第１の演算増幅器１７６および第２の演算増幅器１７８を含む。例示されている通り、抵抗１５６は、第１の直流電流（「ＤＣ」）電源１８０、制御ユニット１０２の出力端および抵抗１５８と接続されている。抵抗１５８はさらに、ダイオード１７４、抵抗１６０およびコンデンサ１６８と接続されている。第１のＤＣ電源１８０はコンデンサ１６８に接続され、コンデンサ１６８は同じくダイオード１７４に接続されている。ダイオード１７４はさらに、当業者であれば認識するように、アース１８２と接続されている。抵抗１６０は、演算増幅器１７６の反転入力端および演算増幅器１７８の非反転入力端と接続されて、制御ユニット１０２から演算増幅器１７６、１７８までの電流経路を形成する。
【００３４】
再度図５に記載の制御回路１４２を参照すると、抵抗１６２は、第２のＤＣ電源１８４と接続され、そして抵抗１６４および１６６と直列接続されている。抵抗１６６はアース１８２およびコンデンサ１７０と接続され、このコンデンサは次に、第１のＤＣ電源１８０および抵抗１６４と接続されている。演算増幅器１７６の非反転入力端は、抵抗１６２と１６４との間に電気的に接続されており、これが、動作中演算増幅器１７６に対してＤＣ基準電圧を提供する。演算増幅器１７８の反転入力端は、抵抗器１６４と１６６との間に電気的に接続されており、これが、動作中演算増幅器１７８に対しＤＣ基準電圧を提供する。以下で詳述するように、演算増幅器１７６および１７８の出力端は、発振器１４４と接続されている。
【００３５】
動作中、制御回路１４２は制御ユニット１０２から電気信号を受信すると、制御ユニット１０２によって生成された入力電圧がある一定の電圧窓内にある場合にのみ切換えるウインドウ比較器として作用する。制御ユニット１０２からの好ましい信号は、デューティサイクルと共に、以下で記述する通り誘導性結合形バラスト回路１０３の残りの部品を通して制御ユニット１０２が紫外線ランプ６０をオンおよびオフに切換えることができるようにするＡＣ信号である。制御回路１４２はまた、制御ユニット１０２が故障した場合に、誤ったトリガを防ぎ、正常制御を可能にする。
【００３６】
図５に例示されている通り、第１のＤＣ電源１８０および第２のＤＣ電源１８４は、図５に示す回路に対し電力を供給する。電子分野の当業者であれば、ＤＣ電源回路が当該技術分野において周知であり、本発明の範囲内であるということを認識するだろう。本発明では、かかる回路が存在し、与えられたＡＣまたはＤＣ電源から種々のＤＣ電圧値を生成するように設計され得るということに留意することが重要である。発明の好ましい実施形態においては、図全体にわたり示されているように、＋１４ＶＤＣおよび＋１９ＶＤＣの信号が使用される。当業者であれば、図５に開示された回路が異なるＤＣ電圧レベルで動作するように設計され得たこと、そしてこれらの値は本発明に対する制限とみなされるべきでないことを認識することだろう。
【００３７】
図５に描かれている好ましい実施形態においては、制御回路１４２の出力端は、水処理システム１０が適切に組立てられなかった場合に紫外線ランプ６０が付勢状態となるのを防ぐため、インターロック回路１９０と接続されている。インターロック回路１９０は、磁気インターロックセンサ１９２、複数の抵抗１９３、１９４、１９６、１９８、２００、２０２、２０４、トランジスタ２０６およびダイオード２０８を含む。図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態においては、磁気インターロックセンサ１９２は、上面覆い２４が内部スリーブ覆い２６上にしっかりと位置づけされていない場合に、水処理システム１０が紫外線ランプ６０を付勢しなくなるように位置づけされている。しかしながら、当業者であれば、磁気インターロックセンサ１９２を水処理システム１０のその他の適切な場所に置くこともできるということを認識することだろう。
【００３８】
図５を参照すると、磁気インターロック回路１９０は、上述のように水処理システム１０が適切に組立てられていないことを磁気インターロックセンサ１９２が検出した場合に、トランジスタ２０６を介して制御回路１４２の出力をアース１８２に落とす。当業者であれば認識するように、水処理システム１０が適切に組立てられていない場合、磁気インターロックセンサ１９２の出力は、抵抗１９４、１９６および１９８を通って流れる電流によりトランジスタ２０６のゲートを付勢させ、かくして、これがアース１８２に対し制御回路１４２の出力信号を短絡させることになる。磁気インターロックセンサ１９２には抵抗１９３を通して第２のＤＣ電源１８４より電力供給され、またアース１８２と接続されている。さらに、磁気インターロックセンサ１９２は、抵抗２００、２０２および２０４、ダイオード２０８、第１のＤＣ電源１８０および第２のＤＣ電源１８４の組合せを通して、制御ユニット１０２に信号を送信する。この信号はまた、水処理システム１０が適切に組立てられていない場合に制御ユニット１０２がそれを見極めることができるようにする。この目的で、インターロック回路１９０は、水処理システム１０が適切に組立てられていない場合に紫外線ランプ６０が付勢されないようにする２つの方法を提供する。
【００３９】
ここで再び図５を参照すると、発振器１４４は、水処理システム１０が水流を処理している間、駆動部１４６を付勢する電気信号を出力する。発振器１４４は、上述のように電気信号が一旦制御ユニット１０２から制御回路１４２を通って送信されると、直ちに動作し始める。好ましい発振器１４４は、演算増幅器２１０、線形バイアス抵抗２１２、バッファ回路２１４、バッファフィードバック保護回路２１６およびポジティブフィードバック回路２１８を含んでなる。動作中、演算増幅器２１０は、制御回路１４２、線形バイアス抵抗２１２およびポジティブフィードバック回路２１８から入力信号を受信する。演算増幅器２１０はまた、第２のＤＣ電源１８４およびアース１８２と接続されており、これが演算増幅器２１０を付勢する。
【００４０】
図５に例示されているように、好ましいバッファ回路２１４は、第１のトランジスタ２２０、第２のトランジスタ２２２および一対の抵抗２２４、２２６を含んでなる。演算増幅器２１０の出力端は、トランジスタ２２０、２２２のゲートと接続され、かくして、トランジスタ２２０、２２２の動作を制御する。第２のＤＣ電源１８４は、またトランジスタ２２０のコレクタとも接続された抵抗２２４と接続されている。トランジスタ２２０のエミッタは、抵抗２２６、トランジスタ２２２のエミッタおよび駆動部１４６の入力端と接続されている。トランジスタ２２２のコレクタは、アース１８２と接続されている。動作中、バッファ回路２１４は演算増幅器２１０からの出力信号を緩衝し、負荷変動が発振周波数を変化させるのを防いでいる。さらに、バッファ回路２１４は、誘導性結合形バラスト回路１０３の有効利得を増大させ、これが発振器１４４の急速始動の確保を助ける。
【００４１】
バッファフィードバック保護回路２１６は、抵抗２２６によってバッファ回路２１４の出力端と電気的に接続されている一対のダイオード２２８、２３０を含んでいる。図５に例示されているように、第２のＤＣ電源１８４はダイオード２２８のカソードと接続されている。ダイオード２２８のアノードおよびダイオード２３０のカソードは、抵抗２２６および線形バイアス抵抗２１２と接続されている。線形バイアス抵抗２１２は、演算増幅器２１０の反転入力端に対してバイアスフィードバック信号を提供する。さらに、ダイオード２３０のアノードは、アース１８２と接続されており、これがバッファフィードバック保護回路２１６を完成させている。バッファフィードバック回路２１６は、水処理システム１０の動作中、ドレインからゲートへのミラー効果フィードバックからバッファ回路２１４を保護する。
【００４２】
図５に例示されているように、ポジティブフィードバック回路２１８は、第１の多重巻線トランス２３２、複数の抵抗２３４、２３６、２３８、一対のダイオード２４０、２４２およびコンデンサ２４４を含む。トランス２３２の２次側は、図５に例示されているように、ハーフブリッジスイッチ回路１４８の出力側および直列共振タンク回路１５０の入力端と電気的に接続されている。さらに、多重巻線トランス２３２の各２次コイルから一方の巻線は、トランス２３２内の反対側の２次コイルの他方の巻線に接続されている。
【００４３】
トランス２３２の第１の一次巻線は、抵抗２３４、２３６、２３８、ダイオード２４０、２４２および演算増幅器２１０の非反転入力端と電気的に接続されている。トランス２３２の第２の一次巻線は、抵抗２３８、ダイオード２４２のカソード、ダイオード２４０のアノードおよびコンデンサ２４４と接続されている。かくして、抵抗器２３８およびダイオード２４２、２４０は、図５に例示されている通り、トランス２３２の第１および第２の一次巻線と並列に接続されている。コンデンサ２４４はまた、演算増幅器２１０の反転入力端とも電気的に接続されている。さらに、抵抗２３４は、第２のＤＣ電源１８４と接続され、抵抗２３６は、アース１８２と接続されている。抵抗２３４、２３６および２３８は、過電流から演算増幅器２１０を保護し、ダイオード２４０、２４２は、演算増幅器２１０の入力端に送信されるフィードバック信号をクリップする。
【００４４】
動作中、発振器１４４は、演算増幅器２１０の反転入力端に電気信号を送信するコンデンサ２４４を充電する制御回路１４２からの信号を受信する。演算増幅器２１０の出力は、駆動部１４６に送られ、この駆動部がハーフブリッジスイッチ回路１４８を付勢する。図５で例示された通り、トランス２３２はこの電流通路内に接続されており、電気信号を抵抗２３４、２３６および２３８を通して返送し、これが電流を制限しかつ場合によっては電気信号を演算増幅器２１０の入力端に戻るように導く。トランス２３２は、発振器１４４が自己発振できるようにし、誘導性結合形バラスト回路１０３は、制御ユニット１０２が水処理システム１０を停止するかまたはインターロック回路１９０のトランジスタ２０６が発振器１４４への入力を降下させるまで、発振状態にとどまる。
【００４５】
再び図５を参照すると、発振器１４４の出力端は、駆動部１４６と電気的に接続され、この駆動部１４６には、好ましい実施形態においては第２の多重巻線トランス２４６の第１の一次巻線が含まれている。トランス２４６の整相構成（ｐｈａｓｉｎｇ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）によりハーフブリッジスイッチ回路１４８が確実に交互に駆動されることになり、こうしてシュートスルー（ｓｈｏｏｔ−ｔｈｒｏｕｇｈ）導通が回避されることから、第２のトランス２４６は好ましい駆動部１４６である。コンデンサ２４８、２５０の２重配置が、トランス２４６の第２の一次巻線と電気的に接続されており、かくしてトランス２４６内のＤＣ電流のオーバーフローを防いでいる。コンデンサ２４８はまたアース１８２と接続され、コンデンサ２５０もまた、第２のＤＣ電源１８４と接続されている。
【００４６】
トランス２４６の２次コイルは両方共、ハーフブリッジスイッチ回路と電気的に接続されており、このスイッチ回路１４８が動作中にトランス２４６からエネルギーを受ける。同じく図５に例示されているハーフブリッジスイッチ回路１４８は、トランス２４６の両方の２次コイルによって駆動されるＭＯＳＦＥＴトーテムポールハーフブリッジスイッチ回路２５２として配置されている。ＭＯＳＦＥＴトーテムポールハーフブリッジスイッチ回路２５２は、第１のＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４および第２のＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５６を含み、これらのトランジスタは従来のバイポーラトランジスタスイッチ回路に比べて利点を有している。エネルギーは、複数の抵抗２５８、２６０、２６２、２６４を通して駆動部１４６からＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４、２５６まで伝達される。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４、２５６は、ゼロ電流でソフトスイッチするように設計されており、動作中において導通損失のみを生じさせる。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４、２５６によって生成された出力は、従来のバイポーラトランジスタによって生成されるものよりも少ない調波（ｈａｒｍｏｎｉｃｓ）を有する、正弦波の形態をとることがさらに多い。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４、２５６を使用することはまた、動作中のスイッチングの間にＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４、２５６により生成される無線周波妨害を削減するという利点をももたらす。
【００４７】
図５に示す好ましいハーフブリッジスイッチ回路１４８においては、トランス２４６の第１の２次コイルは抵抗２５８および抵抗２６０と接続されている。トランス２４６の第２の２次コイルは、抵抗２６２および抵抗２６４と接続されている。抵抗２６０は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４のゲートと接続され、抵抗２６４は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５６のゲートと接続されている。例示した通り、トランス２４６の第１の２次コイルおよび抵抗２５８は、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４のエミッタと接続されている。トランス２４６の第２の２次コイルは、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５６のゲートと接続されている。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４のコレクタは、第２のＤＣ電源１８４と接続され、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４のエミッタはＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５６のコレクタと接続されている。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５６のエミッタおよび抵抗２６２は、アース１８２と接続されている。
【００４８】
駆動部１４６のさらなる利点は、多重巻線トランス２４６の使用が、有効な動作にとって必要な条件である第２のＤＣ電源１８４を超えるゲート駆動電圧をＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４、２５６に印加する非常に便利な方法である、という点にある。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４、２５６は、それらが負荷トランジェントからＭＯＳＦＥＴトーテムポールハーフブリッジスイッチ回路２５２を保護するというその設計において固有なダイオードを有することから、さらなる利点を提供する。さらに、負荷変動により直列共振タンク回路１５０から反射された過電圧が、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５４、２５６内の固有のダイオードによって電源線に戻される。
【００４９】
図５を参照すると、ハーフブリッジスイッチ回路１４８の出力端は、直列共振タンク回路１５０の入力端と接続されており、この回路１５０は、紫外線ランプアセンブリ１４の２次コイル５２を誘導的に付勢する。上述したように、本発明の好ましい実施形態においては、発振器１４４のポジティブフィードバック回路２１８は、ハーフブリッジスイッチ回路１４８の出力端および直列共振タンク回路１５０の入力端と接続されて、動作中、発振器１４４の演算増幅器２１０に対してフィードバックを形成する。ただし、ハーフブリッジスイッチ回路１４８の出力端は、図５に例示されているように、トランス２３２の２次コイルにより直列共振タンク回路１５０の入力端と接続されている。
【００５０】
図５を参照すると、直列共振タンク回路１５０は、誘導性結合器２７０、一対のタンクコンデンサ２７１、２７２の並列回路、一対のダイオード２７４、２７６およびコンデンサ２７８を含んでなる。誘導性結合器２７０は、トランス２３２の２次コイル、およびタンクコンデンサ２７１と２７２の間に接続される。タンクコンデンサ２７１はまた、第２のＤＣ電源１８４と接続され、タンクコンデンサ２７２はまたアース１８２とも接続されている。さらに、タンクコンデンサ２７１および第２のＤＣ電源１８４は、ダイオード２７４のアノードと接続されている。ダイオード２７４のカソードおよびコンデンサ２７８は両方共、第２のＤＣ電源１８４と接続されている。コンデンサ２７８は、ダイオード２７６のアノードおよびアース１８２と接続されている。タンクコンデンサ２７２はまた、ダイオード２７６のカソードとも接続されている。
【００５１】
直列共振タンク回路１５０が、誘導性結合形バラスト回路１０３の各部の組合せによる浮遊インダクタンスの全てを見ているということに留意することが重要である。これは、直列共振タンク回路１５０によって見られる組合わされたインダクタンスである浮遊インダクタンスが、共振外のあらゆる条件下で負荷への電力伝達を大幅に制限することになるため、重要なのである。２次コイル５２および共振ランプ回路１５２のインダクタンスはまた、紫外線ランプアセンブリの２次コイル５２に供給される電力を決定しおよび制限する一助となる反射インピーダンス値でもある。一般に、強引な発振器／トランスの組合せは、浮遊および反射インダクタンスのため、電力伝達限界をもたらす。換言すると、トランスおよびコンデンサのインダクタンスは、負荷と直列に現われる。
【００５２】
直列共振タンク回路１５０の動作周波数は、ほぼ１００ｋＨｚに設定され、これは、誘導性結合器２７０のインダクタンスおよび好ましい実施形態において０．１μＦのコンデンサであるタンクコンデンサ２７１、２７２の並列キャパシタンス値によって決定される。タンクコンデンサ２７１、２７２は、低い散逸率（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ  ｆａｃｔｏｒ）を有しかつ、起動時に約１４アンペアという高電流レベルを取扱うことができなければならない。この共振周波数は上下に調整可能であるが、これは、適切な部品選定のためにのみ選択されてきた。
【００５３】
誘導性結合器２７０は、紫外線ランプアセンブリ１４内で２次コイル５２を誘導的に付勢するのに必要な電力を生成すべく、１０ターンの巻線を含んでいる。誘導性結合器２７０は、水処理システム１０の出口カップ３６（図２Ａ参照）の中に位置づけされており、電線は約８．９ｃｍ（３．５インチ）の直径内で出口カップ３６のまわりに巻きつけられている。好ましい実施形態においては、１００ｋＨｚで動作している間に作り出される高電流によってひき起こされるフリンジ（ｆｒｉｎｇｉｎｇ）効果に起因して性能および動作温度の双方について特に効率が良いことから、誘導性結合器２７０としてはリッツ線が使用される。上述の通り、誘導性結合器２７０は、動作中紫外線ランプアセンブリユニット１４の２次コイル５２を誘導的に付勢する。
【００５４】
図２Ａを参照すると、紫外線ランプアセンブリユニット１４の２次コイル５２は、水処理システム１０が組立てられたときに、出口カップ３６および内部スリーブ覆い２６の中に位置づけされている。好ましい実施形態においては、２次コイル５２は、約５．０ｃｍ（２インチ）の直径内で２次コイル５２のまわりに巻きつけられる小さな直径の電線を５５回巻きしている。２次コイル５２を収納するベースサブアセンブリ５０と出口カップ３６との間の結合が、間隙およびずれを大幅に許容できるように設計されているという点に留意することが重要である。実際、間隙は、結合係数を調整するのに使用され、かくして紫外線ランプ６０の動作点が調整される。さらに、本発明は、誘導性結合形バラスト回路１０３を用いているため、紫外線ランプアセンブリ１４用の特別な接点を必要としない結合を提供し、これによってさらなる利点を提供する。
【００５５】
当業者には容易に明らかとなるように、上述の誘導性結合形バラスト回路１０３は、他の照明システムの中に容易に内蔵でき、物理的接続を必要とすることなくランプを駆動できることから、従来技術のバラスト回路に比べて利点を有する。こうして、紫外線ランプアセンブリ１４は、紫外線ランプ１５４が一旦その運用年数の終りに達すると、直ちに交換可能となる。誘導性結合形バラスト回路１０３は、いくつかの異なる型式のランプまたは電球を瞬間的に付勢する能力をもつ。
【００５６】
ここで再び図５を参照すると、バラストフィードバック回路１２２は、直列共振タンク回路１５０の誘導性結合器２７０および制御ユニット１０２と電気的に接続されている。バラストフィードバック回路１２２は、誘導性結合形バラスト回路１０３が紫外線ランプ６０を駆動している間、制御ユニット１０２に対してフィードバックを形成する。これにより制御ユニット１０２は、紫外線ランプアセンブリ１４の２次コイルに対して誘導性結合器２７０により提供されているエネルギーを監視できるようになる。これは、制御ユニット１０２に対し、紫外線ランプ６０がオンまたはオフのいずれになっているか決定し、またその他の実施形態では紫外線ランプ６０に印加されつつある電流および電圧の量を決定することができるようにする。
【００５７】
図５に示すように、バラストフィードバック回路１２２は、演算増幅器２８０、一対の抵抗２８２、２８４、一対のダイオード２８６、２８８およびコンデンサ２９０を含む。直列共振タンク回路１５０からの信号は、ダイオード２８６のアノードに導かれている。ダイオード２８６のカソードは、コンデンサ２９０および抵抗２８２に接続されている。さらに、抵抗２８２はダイオード２８８のアノード、抵抗２８４および演算増幅器２８０の非反転入力端と接続されている。抵抗２８４はまた、演算増幅器２８０の非反転入力端および第１のＤＣ電源１８０とも接続されている。コンデンサ２９０はまた、第１のＤＣ電源１８０とも接続され、一方、ダイオード２８８のカソードは、第２のＤＣ電源１８４とも接続されている。演算増幅器２８０の反転入力端は、演算増幅器２８０の出力端と直接接続されている。演算増幅器２８０の出力端は制御ユニット１０２と接続され、かくして演算増幅器２８０から制御ユニット１０２へのフィードバック信号を形成する。
【００５８】
図６を参照すると、紫外線ランプアセンブリ１４は、紫外線ランプ６０、共振ランプ回路１５２および２次コイル５２を含む。紫外線ランプ６０は一対の電球３００、３０２および一対のフィラメント３０４、３０６を含んでなる。電球３００、３０２は、上部接続ブラケット３０８および下部接続ブラケット３１０で合わせて保持される。２次コイル５２は、共振ランプ回路１５２と接続されており、この回路１５２は紫外線ランプ６０のフィラメント３０４、３０６と接続されている。共振ランプ回路１５２は、スタータ回路３１４と電気的に接続されたコンデンサ３１２を、含んでいる。
【００５９】
本発明の好ましい実施形態においては、紫外線ランプアセンブリ１４が記述されているが、前述の通り、当業者であれば、本発明で他の電磁放射線発出アセンブリを使用することもできるということを認識するだろう。例えば、紫外線ランプアセンブリ１４は、水流中の微生物を不活性化するために、パルス駆動白色光ランプまたは誘電性障壁放電ランプ（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｌａｍｐ）を使用することもできる。当業者であれば、本発明の中で使用され得る種々のタイプの電磁放射線発出デバイスを駆動するために、誘導性結合形バラスト回路１０３を使用できるということを認識することだろう。かくして、本発明は、紫外線ランプ３００を含む紫外線ランプアセンブリ１４のみを使用する水処理システムだけを網羅するものとみなされるべきではない。
【００６０】
図７で例示されているように、スタータ回路３１４は、ブリッジ整流回路３２０、シリコン制御整流器３２２、ダイオード３２４、３２６、３２８、３３０の直列接続、トライアック３３２、複数のトランジスタ３３４、３３６、複数の抵抗３３８、３４０、３４２、３４４、３４６および複数のコンデンサ３４８、３５０を含んでなる。当業者であれば認識する通り、トライアック３３２は、ＦＥＴトランジスタまたはシリコン制御整流器といったような等価なデバイスであってもよい。さらに、当業者であれば、ブリッジ整流回路３２０が、紫外線ランプ６０のフィラメント３０４、３０６と接続されている複数のダイオード３５２、３５４、３５６、３５８を含むことを認識するだろう。
【００６１】
図７を参照すると、ブリッジ整流回路３２０は、シリコン制御整流器３２２、抵抗３３８およびアース１８２と接続されている。シリコン制御整流器３２２はまた、ダイオード３２４、３２６、３２８、３３０の直列接続およびトライアック３３２とも接続され、これらは両方共、アース１８２とも接続されている。抵抗３３８は、トライアック３３２、抵抗３４０および抵抗３４２と接続されている。抵抗３４０は、トランジスタ３３４のコレクタ、トランジスタ３３６のゲート、コンデンサ３４８および抵抗３４４と接続されている。コンデンサ３４８および抵抗３４４はさらにアース１８２と接続されている。抵抗３４２はトランジスタ３３６のエミッタおよびコンデンサ３５０と接続されていて、コンデンサ３５０もまたアース１８２と接続されている。トライアック３３２は、トランジスタ３３４のエミッタと接続されており、トランジスタ３３４のゲートは、トランジスタ３３６のコレクタおよび抵抗３４６と接続されている。抵抗３４６は、スタータ回路３１４を完成すべく、アース１８２と接続される。
【００６２】
再び図６を参照すると、動作中、コンデンサ３１２は、直列共振タンク回路１５０の誘導性結合器２７０（図５参照）を通して紫外線ランプ６０の反射インピーダンスを変更することにより、２次コイル５２から紫外線ランプ６０に供給される電流を変更しおよび制限する。スタータ回路３１４は、起動時にフィラメント３０４、３０６を短絡させ、かくして電球３００、３０２に最大の予熱をひき起こすように設計されている。こうして、紫外線ランプ６０は電球３００、３０２中の水銀の最大の分散を発生させ、かくして最大の強度をひき起こし、紫外線ランプアセンブリ１４を通過するときに、水に対して最高の線量の紫外線光を与えることができる。換言すると、スタータ回路３１４は、紫外線ランプ６０が瞬間的に最大強度で点灯するように設計されている。最大の出力を得るためには、電球３００、３０２中の水銀の配置が重要である。水銀がプラズマ通路内で凝縮すると、水銀は、電球３００、３０２全体にわたりさらに均一に分散される。分散がより急速になると、ピーク強度はより早くなり、かくして、水流に対し起動時のより速くより強い紫外線光線量を付与することになる。
【００６３】
図２Ｂを参照すると、Ｏリング６２は、ヒートシンクとして作用し、瞬間的な紫外線光出力を改善すべくプラズマ通路内で水銀が凝縮できるようにするため、紫外線ランプ６０のプラズマ通路と石英管対５８の中を流れる水路との間に該Ｏリング６２が意図的に配置されている。紫外線ランプ６０が付勢されると、コンデンサ３１２、フィラメント３０４、３０６およびスタータ回路３１４に、全回路電圧電位が印加される。起動時に短絡作用をするスタータ回路３１４およびフィラメント３０４、３０６のインピーダンス値が低いから、紫外線ランプ６０の最大予熱のために電流は高いものとなる。こうして、紫外線ランプ６０の予熱は、起動時に幾分かの初期水銀を分散させることになる。スタータ回路３１４が温まると、スタータ回路３１４のＲＣ時定数により、好ましい実施形態においてトライアック３３２である短絡デバイスを解除し、それにより、フィラメント３０４，３０６に全電圧を印加する。開放後にサーミスタがより多くのエネルギーを消費し、さほど迅速に開放しないことから、スタータ回路３１４はこのサーミスタよりも優れた始動を可能にする。
【００６４】
図８を参照すると、制御ユニット１０２と電気的に接続された状態で好ましい無線周波識別システム１２４が例示されている。無線周波識別システム１２４は、紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６およびフィルタ無線周波識別トランスポンダ１２８と通信するために基地局を使用する。無線周波識別システム１２４は、基地局３６０とトランスポンダ１２６、１２８との間で双方向で伝送されるデータの非接触読取りおよび書込みを可能にする。好ましい実施形態においては、無線周波識別システム１２４は、ＴＥＭＩＣ  ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓによりＴＲ５５５１Ａ−ＰＰという型式番号で製造されている。
【００６５】
無線周波識別システム１２４は、各紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６に特定の情報を追跡するために制御ユニット１０２によって使用される。前述の通り、紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６は両方共容易に交換可能であるように設計されている。紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６およびフィルタ無線周波トランスポンダ１２８は、紫外線ランプアセンブリ１４またはフィルタアセンブリ１６内に設置されていることから、これらのデバイスは決して分離されず、こうして制御ユニット１０２は基地局３６０を通して、トランスポンダ１２６、１２８へおよびトランスポンダ１２６、１２８から、情報を読取りおよび書込むことができる。
【００６６】
再び図８を参照すると、紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６は、トランスポンダアンテナ３６２および読取り／書込みＩＤＩＣ（登録商標）（ｅ５５５１）チップ３６４を含む。読取り／書込みＩＤＩＣ（登録商標）（ｅ５５５１）チップはさらにＥＥＰＲＯＭデバイス３６６を含み、このデバイス３６６は記憶位置に各紫外線ランプアセンブリ１４についての関連情報を物理的に記憶する。現在好ましい実施形態においては、情報は、紫外線ランプ製造番号（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｓｅｒｉａｌ  ｎｕｍｂｅｒ）、紫外線ランプ始動限界（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｓｔａｒｔ  ｌｉｍｉｔ）、紫外線ランプオンタイム限界（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｏｎ−ｔｉｍｅ  ｌｉｍｉｔ）、紫外線ランプ設置時間限界（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｉｎｓｔａｌｌ  ｔｉｍｅ  ｌｉｍｉｔ）、紫外線ランプサイクルオンタイム（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｃｙｃｌｅ  ｏｎ−ｔｉｍｅ）、サイクルモード低温（ｃｙｃｌｅ  ｍｏｄｅ  ｌｏｗ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、最低紫外線ランプオンタイム（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｏｎ−ｔｉｍｅ）、紫外線ランプハイモード時間（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｈｉｇｈ−ｍｏｄｅ  ｔｉｍｅ）および紫外線ランプ予熱時間（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｐｒｅｈｅａｔ  ｔｉｍｅ）を含む。さらに、紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６内のＥＥＰＲＯＭデバイス３６６は、紫外線ランプ設置時間（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｉｎｓｔａｌｌ  ｔｉｍｅ）、紫外線ランプ駆動時間（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｐｏｗｅｒｅｄ  ｔｉｍｅ）、紫外線ランプスタート（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｓｔａｒｔｓ）および合計紫外線ランプコールドスタート（ｔｏｔａｌ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌａｍｐ  ｃｏｌｄ  ｓｔａｒｔｓ）を、制御ユニット１０２が追跡できるようにする。
【００６７】
紫外線ランプ製造番号は、各紫外線ランプアセンブリ１４に固有の番号であり、水処理システム１０内にどの紫外線ランプアセンブリ１４が設置されたかを、水処理システム１０の制御ユニット１０２が追跡できるようにする。紫外線ランプ始動限界は、紫外線ランプの最大始動許容回数に関するものであり、紫外線ランプオンタイム限界は、紫外線ランプ６０についての最大許容設置時間に関するものである。紫外線ランプ設置時間限界は、紫外線ランプアセンブリ１４についての最大許容可能設置時間に関し、紫外線ランプサイクルオンタイムは、紫外線ランプ６０が低温モードで付勢される必要のある最低時間量に関する。サイクルモード低温情報は、水処理システム１０が低温モードに切換わる温度値に関し、最低紫外線ランプオンタイムは、紫外線ランプ６０が付勢状態にとどまらなくてはならない最低時間量に関する。紫外線ランプハイモード時間情報は、紫外線ランプ６０がハイモードで動作する時間量に関し、紫外線ランプ予熱時間は、紫外線ランプ６０が予熱される必要のある時間量に関するものである。
【００６８】
前述した通り、紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６内のＥＥＰＲＯＭデバイス３６６はまた、紫外線ランプ設置時間を追跡する能力をも有する。この情報は、現行の紫外線ランプ６０が水処理システム１０内に差込まれた時間値を追跡する。好ましい実施形態においては、紫外線ランプ６０が水処理システム１０内に差込まれる分毎に、合計時間に対し１分が加えられる。ＥＥＰＲＯＭデバイス３６６はまた、紫外線ランプ駆動時間および合計紫外線ランプ駆動時間をも追跡する。紫外線ランプ電源投入時間および合計紫外線ランプ駆動時間は、新しい紫外線ランプアセンブリ１４の設置が必要であるか否かを制御ユニット１０２が判断できるように紫外線ランプ６０がオンであった時間量を追跡する。紫外線ランプスタート記憶位置は、紫外線ランプ６０が始動（スタート）した回数を記憶し、制御ユニット１０２がこの情報を用いて紫外線ランプ６０の寿命の終りを判断できるようにする。合計紫外線ランプコールドスタート記憶位置は、周囲温度が予め定められた閾値より低いことを周囲温度センサ１１４が表示したときに紫外線ランプ６０が始動（スタート）した回数を追跡する。
【００６９】
再び図８を参照すると、フィルタ無線周波識別トランスポンダ１２８は、トランスポンダアンテナ３６８および読取り／書込みＩＤＩＣ（登録商標）（ｅ５５５１）チップ３７０を含む。読取り／書込みＩＤＩＣ（登録商標）（ｅ５５５１）チップ３７０はさらに、記憶位置において各フィルタアセンブリ１６についての関連情報を物理的に記憶するＥＥＰＲＯＭデバイス３７２を含む。当該好ましい実施形態においては、関連情報は、フィルタアセンブリ製造番号（ｆｉｌｔｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｓｅｒｉａｌ  ｎｕｍｂｅｒ）、フィルタアセンブリ体積限界（ｆｉｌｔｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｖｏｌｕｍｅ  ｌｉｍｉｔ）、フィルタアセンブリ設置時間限界（ｆｉｌｔｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｉｎｓｔａｌｌ  ｔｉｍｅ  ｌｉｍｉｔ）、および閉塞フィルタアセンブリ閾値パーセント（ｐｌｕｇｇｅｄ  ｆｉｌｔｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｐｅｒｃｅｎｔ）からなる。
【００７０】
フィルタアセンブリ製造番号は、水処理システム１０内にどのフィルタアセンブリ１６が設置されたかを制御ユニット１０２が監視できるように、異なるフィルタアセンブリ１６を一意的に識別するために用いられる。フィルタアセンブリ体積限界は、フィルタアセンブリがその有効寿命の終りに達する前にろ過するように設計された水の体積に関連する。フィルタアセンブリ設置時間限界は、予め定められた許容可能な湿潤時間に基づいてフィルタアセンブリ１６の残りの寿命を計算するために制御ユニット１０２によって使用される。閉塞フィルタアセンブリ閾値パーセントは、交換が必要となる前のフィルタアセンブリ１６についての最大許容流量減少パーセントを含む。これにより、閉塞したフィルタアセンブリ１６の誤差が制御ユニット１０２により開始される前のフィルタアセンブリ１６の劣化パーセントが、維持される。
【００７１】
無線周波識別システム１２４は、図８に例示される通りに電気的に接続されている、基地局３６０、コイル３８０、複数のダイオード３８２、３８４、３８６、３８８、３９０、３９２、３９４、複数の抵抗３９６、３９８、４００、４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、４１４、４１６、４１８、４２０および複数のコンデンサ４２２、４２４、４２６、４２８、４３０、４３２、４３４、４３６を含む。当業者であれば、上述の部品の接続が当業者にとって周知であることを認識するだろう。無線周波識別システム１２４は、前述の通りＴＥＭＩＣ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ製のＴＫ５５５１Ａ−ＰＰ用に作成された仕様書を用いて、水処理システム１０内に設置された。本発明の目的から見て、基地局３６０が、紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６およびフィルタ無線周波識別トランスポンダ１２８との双方向通信のために、コイル３８０を用いることに留意することが重要である。
【００７２】
制御ユニット１０２は、制御ユニット１０２が基地局３６０と通信できるように、基地局３６０と電気的に接続される。かくして、制御ユニット１０２は、コイル３８０を用いることにより基地局３６０を介して紫外線光無線周波識別トランスポンダ１２６およびフィルタ無線周波識別トランスポンダ１２８におよびそこから、情報を読取りかつ書込む能力をもつ。無線周波識別システム１２４は、動作中に機能するためのエネルギーをこの無線周波識別システム１２４に供給する、図８に例示されたとおりの第２のＤＣ電源１８４および第１のＤＣ電源１８０と接続されている。
【００７３】
好ましい実施形態においては、紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６に関する寿命メッセージが、水処理システム１０の表示装置１０６上に表示される。これにより、水処理システム１０のユーザは、紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６の両方の状況について可視的な通知を受け取ることができる。無線周波識別システム１２４の主たる用途の１つは、紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６内の将来の設計変更に対する製品の相容性（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を与えそして余裕をもたせることにある。
【００７４】
無線周波識別システム１２４は、制御ユニット１０２が紫外線ランプアセンブリ１４およびアセンブリ１６とのインタフェース方法を知ることができるようにする。制御ユニット１０２は、紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６の寿命を監視するばかりでなく、交換される紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６内のデータを用いて、このデータを計算する。無線周波識別システム１２４はまた、制御ユニット１０２が将来のシステムにおいて変化するかもしれない特定のパラメータに合わせて調整できるようにする付加的な情報を取込む。水処理システム１０が紫外線ランプアセンブリ１４の予熱時間、ＵＶセンサの閾値およびフィルタアセンブリ１６の栓流体積（ｐｌｕｇ  ｆｌｏｗ  ｖｏｌｕｍｅ）を提供した場合、無線周波識別システム１２４は、制御ユニット１０２がこれらのパラメータの最新の変更を取込みそれに応じて実行することができるようにする。
【００７５】
制御ユニット１０２は、紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６からこのデータを取込み、次の交換品が水処理システム１０内に設置されるまでこのデータを記憶する。こうして、取込まれたデータは、ランプのバッチ（ｂａｔｃｈ）またはタイプに特定のものとなる。フィルタアセンブリ１６は閉塞データを有し、制御ユニット１０２がこのデータを取込み、いつフィルタアセンブリ１６が閉塞し始めるかを知ることができるようにする。これもまた、水処理システム１０のフィルタ圧力と流量の制御に特定なものである。
【００７６】
制御ユニット１０２はまた、ユーザデータを交換紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６に転送して、ユーザの習慣をデバイスに知らせる。制御ユニット１０２は、後日収集するために各紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ内にユーザ習慣情報を記憶することができる。各ユニットが独立して駆動されることを要求するためのウェークアップシーケンスと共に、紫外線ランプアセンブリ１４およびフィルタアセンブリ１６へおよびこれらからパスワード情報をも転送するために、無線周波識別システム１２４を使用することもできる。
【００７７】
当業者であれば、接触型識別システムといったような他の識別システムを本発明で使用できるということを認識することだろう。しかしながら、本発明の好ましい実施形態は、無線周波識別システム１２４が提供する固有の利点のために、当該システムを使用する。
【００７８】
図９を参照すると、流量センサ回路１０４は、水処理システム１０を通して水が流れていることを表わす制御ユニット１０２への電気信号を出力すべく、制御ユニット１０２と接続されている。流量センサ回路１０４は、流量センサ４４０、複数のコンデンサ４４２、４４４および抵抗４４６を含む。流量センサは、型式番号３１３４としてＡｌｌｅｇｒｏ社により製造されている。コンデンサ４４２は、流量センサ４４０、第１のＤＣ電源１８０および第２のＤＣ電源１８４と接続されている。流量センサ４４０の出力端は、制御ユニット１０２と接続される前に、抵抗４４６およびコンデンサ４４４の並列回路と接続されている。抵抗４４６およびコンデンサ４４４はまた、第２のＤＣ電源１８４とも接続されている。動作中、流量センサ４４０は、電気信号を制御ユニット１０２に送り、これにより水が水処理システム１０内を流れていることが示され、かくして制御ユニット１０２に瞬間的に紫外線ランプ６０を付勢させることになる。当業者であれば、開示された流量センサ回路１０４に対するいくつかの変形形態が存在すること、および開示された流量センサ回路１０４は単なる一例として提供されるものであり本発明を制限するものとしてみなされるべきものではないということを認識するだろう。
【００７９】
図１０を参照すると、周囲光センサ回路１０８は、例示の通りに電気的に接続された感光性ダイオード４５０、演算増幅器４５２、複数の抵抗４５４、４５６、４５８、４６０、ダイオード４６２およびコンデンサ４６４を含んでなる。本発明の目的からすると、感光性ダイオード４５０が、演算増幅器４５２の反転入力端に電気信号を提供して、制御ユニット１０２への信号を条件づけする、ということを指摘するだけで充分である。周囲光センサ回路１０８は、第１のＤＣ電源１８０および第２のＤＣ電源１８４により給電される。当業者であれば、周囲光センサ回路１０８の設計にはいくつかの変形形態が存在すること、そしてここで開示された好ましい実施形態が本発明に対する制限としてみなされるべきでないことを認識するであろう。
【００８０】
図１１を参照すると、前述のように、紫外線光センサ回路１１０は、動作中の紫外線ランプ６０の強度に対応する電気信号を制御ユニット１０２に対して出力すべく、制御ユニット１０２と接続されている。好ましい実施形態においては、紫外線光センサ回路１１０は、図１１に記されている通りに電気的に接続された感光性抵抗４７０、演算増幅器４７２、ダイオード４７４、複数の抵抗４７６、４７８、４８０、４８２、４８４、４８６およびコンデンサ４８８からなる。さらに、紫外線光センサ回路１１０は、第１のＤＣ電源１８０および第２のＤＣ電源１８４によって給電されている。当業者であれば、紫外線光センサ回路１１０が、感光性抵抗４７０によって生成された電気信号を得て、演算増幅器４７２でそれを増幅してから制御ユニット１０２へと導くということを認識するだろう。さらに、当業者であれば、紫外線光センサ回路１１０の設計が変更しうるものであること、および開示された紫外線光センサ回路１１０が単なる一例にすぎず、本発明を制限するものとしてみなされるべきではないことを認識するだろう。
【００８１】
図１２を参照すると、前述したとおり、好ましい周囲温度センサ回路１１４は、周囲温度の変化と共に対応して変化する電気信号を制御ユニット１０２に提供するために制御ユニット１０２と接続されている。周囲温度センサ回路１１４は、図１２に例示される通りに電気的に接続されているサーミスタ４９０、演算増幅器４９２、複数の抵抗４９４、４９６、４９８およびコンデンサ５００からなる。動作中、サーミスタ４９０間の電圧降下は、周囲温度が変化すると変化し、かくして、制御ユニット１０２に対し演算増幅器４９２の出力端から送信された電気信号を増加または減少させる。当業者であれば、周囲温度センサ回路１１４の設計が変更可能なものであることを認識するだろう。図１２に例示されている好ましい周囲温度センサ回路１１４は単なる一例にすぎず、本発明を制限するものとしてみなされるべきものではない。
【００８２】
図１３を参照すると、前述の通り、好ましい可聴音発生回路１１６は、予め定められたシステム状態に応答して可聴音を生成するため、制御ユニット１０２と接続されている。好ましい可聴音発生回路１１６は、図１３に描かれている通りに電気的に接続されている圧電素子５１０、複数のトランジスタ５１２、５１４、５１６、複数の抵抗５１８、５２０、５２２、５２４、５２６、５２８、５３０、５３２、５３４、複数のコンデンサ５３６、５３８、およびダイオード５４０からなる。当業者には容易に明らかであるように、制御ユニット１０２は圧電素子５１０を付勢する能力をもち、かくして圧電素子５１０の振動によって可聴音を生成させる。当業者であれば、可聴音を生成できるいくつかのデバイスおよび回路が存在することを認識することだろう。ここで開示されている可聴音発生回路１１６は単なる例にすぎず、さらに、本発明を制限するものとしてみなされるべきものでない。
【００８３】
図１４を参照すると、前述のように、通信ポート１２０は、制御ユニット１０２と接続されている。通信ポート１２０は、パソコンまたは手のひらサイズのデバイスといったような周辺デバイス（図示せず）と双方向に通信すべく、制御ユニット１０２によって使用される。好ましい実施形態においては、通信ポート１２０は、図１４で例示される通りに電気的に接続されている複数のツェナーダイオード５５０、５５２、５５４および複数の抵抗５５６、５５８、５６０、５６２、５６４、５６６、５６８、５７０を含む。第１のＤＣ電源１８０および第２のＤＣ電源１８４は、通信ポート１２０に電力を供給する。通信ポート１２０は、当該技術分野において既知の通り、ＲＳ−２３２通信規格を使用するように設計されている。周辺デバイスを通信ポート１２０と接続できるように、ポートコネクタ５７２が提供されている。当業者であれば、異なるタイプの通信ポートを使用でき、それが本発明の範囲内であることを認識するだろう。この目的で、本明細書に開示されている好ましい通信ポート１２０は単なる一例にすぎず、本発明を制限するものとしてみなされるべきものではない。
【００８４】
本発明は、その現在最も良く知られている動作モードおよび実施形態において記述されてきたが、発明のその他の態様および実施形態も当業者には明白となると思われ、それらも考慮されている。さらに、本発明の好ましい実施形態は水処理システム１０に向けられているが、当業者であれば、本発明を複数の異なるタイプの流体処理システムの中に容易に内蔵できるということを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】上面の覆いが取り外され、フィルタアセンブリおよび紫外線ランプアセンブリがベースユニットから取り外された状態の、水処理システムの主要ハウジングの斜視図である。
【図２Ａ】水処理システムの主要部品の展開斜視図である。
【図２Ｂ】水処理システムの主要部品の展開斜視図である。
【図２Ｃ】水処理システムの主要部品の展開斜視図である。
【図３】水処理システムの主要な回路およびアセンブリのブロック図である。
【図４】誘導性結合形バラスト回路のブロック図である。
【図５】誘導性結合形バラスト回路、バラストフィードバック回路およびインターロック回路の一部分の電気回路図である。
【図６】紫外線ランプアセンブリの二次コイル、共振ランプ回路および紫外線ランプを示す図である。
【図７】スタータ回路の電気回路図である。
【図８】水処理システム内で用いられる無線周波識別システムの電気回路図である。
【図９】流量センサ回路の電気回路図である。
【図１０】周囲光センサ回路の電気回路図である。
【図１１】紫外線センサ回路の電気回路図である。
【図１２】周囲温度センサの電気回路図である。
【図１３】可聴音発生回路の電気回路図である。
【図１４】通信ポートの電気回路図である。
【図１】
2005530603.tif 000003
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月27日(2005.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
図１１を参照すると、前述のように、可視光センサ回路１１０は、動作中の紫外線ランプ６０の強度に対応する電気信号を制御ユニット１０２に対して出力すべく、制御ユニット１０２と接続されている。好ましい実施形態においては、可視光センサ回路１１０は、図１１に記されている通りに電気的に接続された感光性抵抗４７０、演算増幅器４７２、ダイオード４７４、複数の抵抗４７６、４７８、４８０、４８２、４８４、４８６およびコンデンサ４８８からなる。さらに、可視光センサ回路１１０は、第１のＤＣ電源１８０および第２のＤＣ電源１８４によって給電されている。当業者であれば、可視光センサ回路１１０が、感光性抵抗４７０によって生成された電気信号を得て、演算増幅器４７２でそれを増幅してから制御ユニット１０２へと導くということを認識するだろう。さらに、当業者であれば、可視光センサ回路１１０の設計が変更しうるものであること、および開示された紫外線光センサ回路が単なる一例にすぎず、本発明を制限するものとしてみなされるべきではないことを認識するだろう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2005530603.tif 000017
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2005530603.tif 000018
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2005530603.tif 000019
【国際調査報告】
2005530603.tif 000020