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QUERBEZUG ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der provisorischen US-Anmeldung Nummer 61/937 948, die am 10. Februar 2014 eingereicht wurde, und der provisorischen US-Anmeldung Nummer 62/076 052, die am 10. Februar 2014 eingereicht wurde, deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme eingebracht wird.
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FELD
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Ozon-Reinigungssystem zur Reduktion und zur Entfernung von Bakterien von einer Vielzahl von Objekten. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Betreiben eines Ozon-Reinigungssystems.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung von Hintergrundinformation, und die Kommentare und Beispiele, die in diesem Abschnitt gegeben werden, sind nicht notwendigerweise Stand der Technik für die vorliegende Offenbarung.
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Sportausrüstungen wie beispielsweise Hockey- und Fußballausrüstungen entwickeln bei wiederholtem Gebrauch leicht Gerüche, Schimmel und Mehltau was häufig mit Haushaltswaschmaschinen und Trocknern schwierig zu reinigen ist. Dementsprechend gibt es eine wachsende Besorgnis hinsichtlich der Fähigkeit, Sportausrüstungen angemessen zu reinigen, da die Verbreitung von Bakterien von solchen Sportausrüstungen zu Nutzern häufig zu ernsten Gesundheitsproblemen führen kann. Als solche wurde eine Vielzahl von kommerziellen Ozon-Reinigungssystemen insbesondere entwickelt, um die Sportausrüstungen mit Ozon zu reinigen. Zusätzlich wurden andere kommerzielle Ozon-Reinigungssysteme entwickelt, um Bakterien aus großen Räumen innerhalb eines Gebäudes zu entfernen sowie von anderen persönlichen Gegenständen wie Kleidung.
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Während kommerzielle Ozon-Reinigungssysteme der oben genannten Art für ihren beabsichtigten Zwecke zufriedenstellend arbeiten, sind derartige Ozon-Reinigungssysteme für den Kauf und den wiederholten Betrieb sehr teuer. Als solche sind diese Ozon-Reinigungssysteme nur für kommerzielle Betreiber praktikabel, und sie sind somit nicht einfach für die Öffentlichkeit für den persönlichen Gebrauch zugänglich. Selbst für den Fall, dass ein Ozon-Reinigungssystem für die Öffentlichkeit zugänglich ist, ist es noch erforderlich, dass Konsumenten einen kommerziellen Betreiber aufsuchen, um ihre Sportausrüstung und andere persönliche Gegenstände mit dem Ozon-Reinigungssystem des Betreibers für eine hohe einmalige Gebühr zu behandeln und zu reinigen.
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Somit besteht ein erkennbarer Bedarf, weitere Verbesserungen an Ozon-Reinigungssystemen in dem Bemühen vorzunehmen, ihre Größe und Erschwinglichkeit zu reduzieren und somit weiteren Zugriff für den durchschnittlichen Konsumenten zu schaffen, um ihre persönlichen Gegenstände in einem Ozon-Reinigungssystem zu reinigen. Aus diesem Grund besteht ein bestimmter Bedarf zur Entwicklung eines Ozon-Reinigungssystems, das einfach und leicht innerhalb eines Heims oder einer kleineren kommerziellen Umgebung wie einem Krankenhaus, einer Arztpraxis oder einer Zahnarztpraxis positioniert werden kann und das auch eine praktikablere und ökonomisch wiederholte Nutzung innerhalb dieser Umgebungen schafft. Ein derartiges Ozon-Reinigungssystem wäre vorteilhaft, da es Möglichkeit der Reinigung von anderen persönlichen Gegenständen neben der Sportausrüstung mit Ozon wie Haushaltsartikeln, medizinischen Artikeln und zahnmedizinischen Artikeln ermöglichen würde und somit einem durchschnittlichen Konsumenten eine hygienischere Lebensführung ermöglicht.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung, und es ist nicht beabsichtigt, als eine verständliche und erschöpfende Offenbarung aller bedachten Aspekte, Vorteile, Merkmale und Strukturen interpretiert zu werden.
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Es ist ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Ozon-Reinigungssystem zu schaffen, das zur Reduktion und Eliminierung von Bakterien von einer Vielzahl von Gegenständen betriebsfähig ist.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Ozon-Reinigungssystems zu schaffen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Ozon-Reinigungssystem mit einer Ozon-Neutralisierungseinheit und mit einem geheizten Rückführungskreis auszustatten.
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Diese und andere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden durch ein Ozon-Reinigungssystem zum Reinigen einer Vielzahl von Gegenständen mit Ozon geschaffen, mit: einem Schrank mit einer Anzahl von Platten, von denen sich jede von einem Unterteil zu einem Oberteil erstreckt, um gemeinsam einen Reinigungsraum des Schranks zu definieren, einem Deckel, der schwenkbar entlang des Oberteils des Schranks angebracht ist und von einer geöffneten Position in eine geschlossene Position bewegbar ist, um den Reinigungsraum einzuschließen, wobei der Deckel eine Schließeranordnung aufweist, die in einer verriegelten Beziehung mit einer Verriegelungsanordnung des Schranks in der geschlossenen Position angeordnet ist, einem Ozongenerator, der in Kommunikation mit dem Reinigungsraum steht und ausgebildet ist, um Ozon zu erzeugen und darin einzubringen, wenn der Deckel in der geschlossenen Position zum Reinigen von Gegenständen angeordnet ist, die in dem Reinigungsraum angeordnet sind, und einer manuellen Notfall-Löseplatte, die an der Unterseite des Deckels angeordnet ist und mit der Verriegelungsanordnung verbunden ist, um es einem innerhalb des Reinigungsraums eingeschlossenen Nutzer zu ermöglichen, manuell die manuelle Löseplatte aufzuschieben und aus dem Schrank zu gelangen.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Ozon-Reinigungssystem eine Steuerung, die in elektrischer Verbindung mit mindestens einer Ozonzelle steht, die ausgebildet ist, um einen Strom der mindestens einen Ozonzelle zu überwachen und eine optimale Betriebsfrequenz des Ozongenerators unter Verwendung des überwachten Stroms zu bestimmen. Ein Ozonsensor ist in elektrischer Verbindung mit der Steuerung angeordnet und steht in elektrischer Verbindung mit dem Reinigungsraum, um einen Konzentrationspegel von Ozon in dem Reinigungsraum des Schranks zu erfassen. Eine visuelle Anzeige ist in elektrischer Verbindung mit der Steuerung angeordnet und ist ausgebildet, um eine betriebsmäßige Rückkopplung des Ozon-Reinigungssystems an einen Nutzer zu schaffen und um es dem Nutzer zu ermöglichen, mit dem Ozon-Reinigungssystem zusammenzuwirken.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Ozon-Reinigungssystem eine Ozon-Neutralisierungseinheit mit einem Einlassrohr, das innerhalb des Reinigungsraums angeordnet ist und Einlassöffnungen aufweist, und ein Auslassrohr, das innerhalb des Reinigungsraum angeordnet ist und eine Auslassöffnung aufweist. Eine Heizungs-/Gebläseanordnung ist in Fluid-Flussverbindung mit den Einlass- und Auslassrohren angeordnet, wobei die Heizungs-/Gebläseanordnung betreibbar ist, um Ozon aus dem Reinigungsraum durch die Einlassöffnungen abzuziehen, das Ozon zu heizen und das aufgeheizte Ozon in den Reinigungsraum durch die Auslassöffnungen zurückzuführen, wodurch ein rezyklierendes Wärmeübertragungssystem zur Beschleunigung der Rate der Ozonneutralisierung geschaffen wird.
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ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen sind nur für erläuternde Zwecke von ausgewählten Ausführungsbeispielen und nicht aller möglichen Umsetzungen und sind nicht beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
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1 ist eine Perspektivdarstellung eines Ozon-Reinigungssystems, das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist,
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2 ist eine perspektivische Darstellung des Ozon-Reinigungssystems, wobei der Deckel in einer geöffneten Position angeordnet ist, um eine manuelle Notfall-Löseplatte zu erläutern,
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3 ist eine perspektivische Explosiondarstellung des Deckels in der geöffneten Position, um die manuelle Notfall-Löseplatte klarer darzustellen, sowie eine Schließeranordnung und eine Verriegelungsanordnung des Ozon-Reinigungssystems,
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4 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Teils der 3 und zeigt die Komponenten der Schließeranordnung deutlicher,
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5 ist eine vergrößerte Perspektivedarstellung eines Teils der 3 und zeigt die Verriegelungsanordnung deutlicher,
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6 ist ein Blockdiagramm eines Ozongenerators, der in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Ozon-Reinigungssystems aufgebaut ist,
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7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des Ozon-Reinigungssystems zeigt,
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8 ist eine Vorderansicht eines Ozon-Reinigungssystems, das in Übereinstimmung mit einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist und das eine Ozon-Neutralisierungseinheit mit einem geheizten Rückführungskreis umfasst,
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9 ist eine Perspektivdarstellung des Ozon-Reinigungssystems der 8, wobei der Deckel entfernt ist, zur klareren Darstellung des Ortes eines internen Ozonsensors, und
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10 ist eine andere Perspektivdarstellung des Ozon-Reinigungssystems, das in 8 dargestellt ist, wobei der Deckel entfernt ist, um den Ort eines externen Ozonsensors klarer darzustellen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsbeispiele eines Ozon-Reinigungssystems, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, werden nun vollständiger beschrieben. Jedes dieser Ausführungsbeispiele ist so geschaffen, dass seine Offenbarung umfassend ist und vollständig den Umfang der erfinderischen Konzepte, Merkmale und Vorteile für Fachleute vermittelt. Aus diesem Grund sind viele bestimmte Details wie Beispiele bestimmter Komponenten, Vorrichtungen und Mechanismen, die dem Ozon-Reinigungssystem zugeordnet sind, angegeben, um ein vollständiges Verständnis jedes der Ausführungsbeispiele, die der vorliegenden Offenbarung zugeordnet sind, zu schaffen. Für die Durchschnittsfachleute ist es jedoch offensichtlich, dass nicht alle spezifischen Details, die hier beschrieben sind, eingesetzt werden müssen und dass Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Formen umgesetzt werden können und sie somit nicht zur Beschränkung der Offenbarung anzusehen und zu interpretieren sind.
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1 ist eine Perspektivdarstellung eines Ozon-Reinigungssystems 10 und zeigt einen Schrank 12 mit einer Vorderplatte 14, einer Rückplatte 16 und einem Paar von Seitenplatten 18, die sich jeweils von einem Unterteil 20 an einen offenen Oberteil 22 des Schranks 12 erstrecken. Obwohl das Ozon-Reinigungssystem 10 im Folgenden in Verbindung mit einem Schrank beschrieben wird, können die hier beschriebenen Merkmale und Verfahren des Ozon-Reinigungssystems 10 in jede andere Struktur oder ein Haushaltsgerät wie einer Waschmaschine, einem Trockner oder einer Spülmaschine eingebracht werden. Wie am besten in 2 dargestellt ist, definiert jede der Platten 14, 16, 18 einen inneren Reinigungsraum 24 zur Aufnahme einer Vielzahl von persönlichen Gegenständen, die mit Ozon zu reinigen und zu desodorieren sind, beispielsweise medizinische Vorrichtungen, zahnmedizinische Vorrichtungen, Kosmetika und verschiedene Haushaltsgegenstände wie eine Zahnbürsten, ein Kamm, Spielzeuge, Kleidung, Küchenutensilien oder alle anderen persönlichen Gegenstände, die in den Reinigungsraum 24 passen. Ein Deckel 26 ist schwenkbar mit dem Schrank 12 entlang des Oberteils 22 des Schranks 12 verbunden und ist von einer offenen Position, wie in 2 dargestellt ist, in eine geschlossene Position bewegbar, wie in 1 dargestellt ist. In einem Ausführungsbeispiel ist der Deckel 26 mit dem Schrank 12 unter Einsatz eines Scharniers 28 verbunden, das sich entlang des Oberteils 22 des Schranks 12 angrenzend an die Rückplatte 16 erstreckt. Jede andere Art der Verbindung des Deckels 26 mit dem Schrank 12 kann jedoch ohne Abweichung von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden. Wie ebenfalls in der 2 dargestellt ist, kann der Deckel 26 und/oder der Oberteil 22 des Schranks 12 Dichtungskomponenten wie beispielsweise Silikondichtungen 30 oder Silikon-Abdichtungen aufweisen, um den Deckel mit dem Schrank 12 hermetisch abzudichten, wenn der Deckel 26 in der geschlossenen Position angeordnet ist. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da sie alle Herstellungsfehler, die in dem Schrank 12 oder dem Deckel 26 vorhanden sind, aufnimmt.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Schrank 12 und der Deckel 26 jeweils aus Ozon-beständigen Kunststoffen wie Polycarbonat, hochdichten Polyethylen-Materialien oder dergleichen aufgebaut. Die Verwendung von Ozon-beständigen Kunststoffen ist vorteilhaft, da sie die Gesamtkosten des Ozon-Reinigungssystems 10 vermindert, während sie wirksam ist, um Ozon, das sich innerhalb des Reinigungsraums 24 befindet, von der Freigabe an einen Nutzer isoliert, der sich außerhalb des Ozon-Reinigungssystems 10 befindet. Des weiteren kann jede der Platten 14, 16, 18, 20 oder Teile von jeder der Platten 14, 16, 18, 20 aus einem transparenten Material gefertigt sein, um eine visuelle Bestätigung und Überwachung der persönlichen Gegenstände, die innerhalb des Reinigungsraums 24 des Schranks 12 angeordnet sind, zu ermöglichen.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, umfasst der Deckel eine Schließeranordnung 32, die an einer Unterseite des Deckels 26 angeordnet ist, und der Schrank 12 umfasst eine Verriegelungsanordnung 34, die an einer Innenseite der Vorderplatte 14 und innerhalb des Reinigungsraums 24 angeordnet ist. Wie vorstehend erläutert wurde, ist der Deckel 26 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position schwenkbar, um einen Zugriff zu ermöglichen und die persönlichen Gegenstände innerhalb des Reinigungsraums 24 einzuschließen. Wenn der Deckel in seiner geschlossenen Position angeordnet ist, ist die Schließeranordnung 32 in verriegelnder Beziehung mit der Verriegelungsanordnung 34 angeordnet, um den Deckel 26 zu verriegeln und ein Öffnen des Deckels ohne manuellen Eingriff zu verhindern. Der Deckel kann auch einen manuellen Riegelknopf 38 aufweisen, um es einem Nutzer zu ermöglichen, die Schließeranordnung 32 von der Verriegelungsanordnung 34 zu lösen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Schließeranordnung 32 und/oder die Verriegelungsanordnung 34 auch eine elektronische Sperre aufweisen, um das Öffnen des Schranks 12 selbst bei Vorhandensein eines manuellen Eingriff zu verhindern, sobald ein Ozon-Reinigungszyklus des Ozon-Reinigungssystems 10 begonnen wurde. Die elektronische Sperre ist vorteilhaft, da sie verhindern kann, dass ein Bediener/Nutzer unsicheren Ozonpegeln ausgesetzt wird und kann auch eine Voraussetzung für jeden Ozon-Reinigungszyklus sein, d. h. der Ozon-Reinigungszyklus wird nicht beginnen, bis die elektronische Sperre aktiviert ist. In einem Ausführungsbeispiel kann das Ozon-Reinigungssystem 10 auch einen Grenzschalter aufweisen, der entweder in die Schließeranordnung 32 oder die Verriegelungsanordnung 34 eingebaut ist, um ein Signal zu geben, das anzeigt, dass der Deckel 26 geschlossen ist und der Ozon-Reinigungsvorgang beginnen kann. Wie unten im weiteren Detail beschrieben wird, kann ein Ozon-Reinigungsvorgang in dem Ozon-Reinigungssystem 10 nicht beginnen, bis der Deckel 26 verriegelt ist und ein Öffnen des Deckels verhindert wird, bis ein gesamter Reinigungszyklus beendet ist. In einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel umfasst das Ozon-Reinigungssystem 10 auch ein Anzeigemerkmal, um anzuzeigen, dass der Deckel 26 in der geöffneten Position ist.
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Wie in 4 dargestellt ist umfasst die Schließeranordnung 32 eine Aktivierungslasche 40, einen Schließerarm 42 und ein Kabel 44. Wie in der 5 dargestellt ist, umfasst die Verriegelungsanordnung 34 einen Riegelhebel 46. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Verriegelungsanordnung 34 eine Leistungs-Löse-Verriegelung. Mit weiterem Bezug auf die 2 und 3 kann das Ozon-Reinigungssystem 10 auch eine manuelle Notfall-Löseplatte 48 aufweisen, die an einer Unterseite des Deckels 26 angeordnet ist. Die manuelle Notfall-Löseplatte 48 ist mit entweder der Schließeranordnung 32 oder der Verriegelungsanordnung 34 verbunden und ausgebildet, um die Schließeranordnung 32 von der Verriegelungsanordnung 34 zu lösen und jede elektronische Sperre dazwischen für den Fall zu überlaufen, dass jemand innerhalb des Reinigungsraums 24 des Schranks 12 eingeschlossen ist. In einem Ausführungsbeispiel kann die Notfall-Löseplatte 48 mit einer Anordnung verbunden sein, die ähnlich ist zu der „Überfahr-Haubenverriegelung” der US-Patentanmeldung Nummer 13/981 201, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingebracht wird. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die manuelle Notfall-Löseplatte mit einer angetriebenen Sperr-/Löse-Verriegelung verbunden sein, die in der Lage ist, die elektronische Sperre zu überlaufen. Eine derartige angetriebene Sperr-/Löse-Verriegelung kann verwendet werden, falls das Ozon-Reinigungssystem 10 keinen manuellen Löseknopf 38 aufweist, der an einer Außenseite des Schranks 12 angeordnet ist, oder der manuelle Löseknopf 38 so ausgestaltet war, dass er nicht in der Lage war, die elektronische Sperre zu überlaufen. Ein Beispiel einer angetriebenen Sperr/Löse-Verriegelung ist in der provisorischen US-Patentanmeldung 61/930 699 offenbart, die den Titel „Tür-Verriegelungsanordnung für Kraftfahrzeuge” trägt, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingebracht wird.
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Die manuelle Notfall-Löseplatte 48 arbeitet so, dass, falls jemand innerhalb des Reinigungsraums 24 eingeschlossen ist, der eingeschlossene Insasse einfach die manuelle Notfall-Löseplatte 48 nach oben schieben kann und wobei die manuelle Notfall-Löseplatte 48 automatisch die Verriegelungsanordnung 34 von der Schließeranordnung 32 löst, um es dem eingeschlossenen Insassen zu ermöglichen, zu entkommen. Wenn beispielsweise der eingeschlossene Insasse die manuelle Notfall-Löseplatte 48 nach oben schiebt, wird die manuelle Notfall-Löseplatte 48 das Kabel, das mit dem Schließerhebel 42 verbunden ist, ziehen, was bewirkt, dass sich der Schließerhebel 42 dreht. Die Aktivierungslasche 40, die mit dem Schließerhebel 42 verbunden ist, folgt auch dieser Drehung des Schließerhebels 42. Die Aktivierungslasche 40 wird dann an dem Schließerhebel 46 der Verriegelungsanordnung 34 schieben, um die Schließeranordnung 32 davon zu lösen. Da der Reinigungsraum 24 des Schranks 12 wahrscheinlich dunkel ist, wenn der Deckel 26 in der verschlossenen und verriegelten Position ist, ist die manuelle Notfall-Löseplatte 48 ausgebildet, um etwa 90% der Unterseite des Deckels 26 abzudecken, so dass, falls ein Insasse innen eingesperrt wurde, sie nur den Deckel 96 nach oben schieben müssen, um die Sperre zu lösen.
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Wie am besten in 2 dargestellt ist, umfasst das Ozon-Reinigungssystem 10 einen Ozongenerator 50, der in Verbindung mit dem Reinigungsraum 24 des Schranks 12 angeordnet ist und in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel an der Innenseite der Vorderwand 14 des Schranks 12 angebracht ist. Der Ozongenerator 50 kann jedoch auch an jeder der Wände 14, 16, 18 ohne Abweichung vom Umfang der vorliegenden Offenbarung angebracht sein. Wie am besten in der 6 dargestellt ist, umfasst der Ozongenerator mindestens eine Ozonzelle 52, wie zum Beispiel eine Corona-Entladungszelle oder eine Ultraviolettzelle, wobei die Zahl der Ozonzellen 52 von den Ozon-Konzentrationspegeln abhängt, die innerhalb des Reinigungsraums 24 erforderlich sind. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Ozonzelle 52 (oder die Zellen) so ausgebildet, um zumindest Ozon-Konzentrationspegel von bis zu 100 ppm mit einem Ziel von 50 ppm innerhalb des Reinigungsraums 24 zu erzeugen. Wie am besten in der 2 dargestellt ist, umfasst der Ozongenerator eine Lüftung 54, die in Verbindung mit der Ozonzelle 52 (oder Zellen) ist, um zu ermöglichen, dass das in der Ozonzelle 52 (oder Zellen) erzeugte Ozon in den Reinigungsraum 24 gelangen kann. Zusätzlich ist ein Gebläse (nicht extra dargestellt) zwischen der Ozonzelle 52 (bzw. Zellen) und der Lüftung 54 angeordnet, um das Ozon innerhalb des Reinigungsraums 42 sowie der Ozonzelle 52 (bzw. Zellen) zu zirkulieren.
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Wie am besten in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst das Ozon-Reinigungssystem 10 auch eine Steuerung 56, die an einer Außenfläche des Schranks 12 angeordnet ist und in elektrischer Verbindung mit dem Ozongenerator 50 steht. Falls der Ozongenerator 50 an der Innenseite der Vorderwand 14 angeordnet ist, wie in 2 dargestellt ist, ist die Steuerung 56 vorzugsweise nahe angrenzend an den Ozongenerator 50 an einer Außenseite der Vorderplatte 14 angeordnet. Die Montage der Steuerung 56 an einer Außenseite des Schranks 12 ist vorteilhaft, da sie die Steuerung 56 und ihre zugehörige Elektronik von dem in den Reinigungsraum 24 durch den Ozongenerator 50 eingebrachten Ozon isoliert und somit schützt. In einem Ausführungsbeispiel können der elektronische Sperrmechanismus und der Gebläsemotor ebenfalls von dem Ozon, das innerhalb des Reinigungsraums 24 erzeugt wird, isoliert und somit geschützt werden.
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Wie am besten in den 1 und 3 dargestellt ist, umfasst das Ozon-Reinigungssystem 10 eine visuelle Anzeige 58 in elektrischer Verbindung mit der Steuerung, um eine betriebsmäßige Rückkopplung an einen Benutzer zu liefern und es dem Benutzer zu erlauben, mit dem Ozon-Reinigungssystem 10 zusammenzuwirken. Beispielsweise kann die visuelle Anzeige 58 ein Leuchten verursachen, um einen Beginn eines Ozon-Reinigungszyklus anzuzeigen, eine Anzeige einer verbleibenden Zeit in dem Ozon-Reinigungszyklus liefern, eine Anzeige einer Ozonkonzentration während des Ozon-Reinigungszyklus liefern sowie eine Anzeige eines Endes des Ozon-Reinigungszyklus liefern. Als solche kann die visuelle Anzeige 58 dazu verwendet werden, einem Benutzer den Status des Ozon-Reinigungszyklus anzuzeigen. In einem Ausführungsbeispiel kann die visuelle Anzeige 58 auch einen Berührungsschirm aufweisen, um es einem Benutzer zu ermöglichen, einen Ozon-Reinigungszyklus des Ozon-Reinigungssystems 10 zu initiieren.
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Wie in der 6 dargestellt ist kann das Ozon-Reinigungssystem 10 auch einen Ozonsensor 60 aufweisen, der in elektrischer Verbindung mit der Steuerung 56 und in Verbindung mit dem Reinigungsraum 24 steht, um einen Anteil oder einen Konzentrationspegel des Ozons innerhalb des Reinigungsraums 24 zu erfassen. Diese Rückkopplung von dem Ozonsensor 60 kann dann in der Steuerung 56 verwendet werden, um den Betrag der Ozonproduktion durch den Ozongenerator 50 zu regulieren. Beispielsweise könnte der Ozonsensor 60 eingesetzt werden, um automatisch die Ozonproduktion durch den Ozongenerator 50 zum Zweck der Aufrechterhaltung einer bestimmten Ozonkonzentration innerhalb des Reinigungsraums 24 zu erhöhen oder zu vermindern. Ein geeigneter Ozonsensor könnte ein MQ131-Ozonsensor von Winsen Sensor sein, andere Ozonsensoren können jedoch ohne Abweichung vom Umfang der Offenbarung eingesetzt werden. Des weiteren könnte der Ozonsensor 60 verwendet werden, um zu bestimmen, wann die elektronische Sperre gelöst werden kann, um zu ermöglichen, dass der Deckel 26 des Ozon-Reinigungssystems 10 geöffnet wird. Beispielsweise könnte der Ozonsensor 60 dazu verwendet werden, zu erfassen, wenn ein Ozon-Konzentrationspegel von 0 ppm in dem Reinigungsraum 24 nach der Beendigung des Ozon-Reinigungszyklus vorhanden ist, und dazu verwendet werden, um den Deckel 26 verriegelt zu halten, bis das Ozon in dem Reinigungsraum 24 nicht mehr vorhanden ist. Somit stellt die elektronisch gesteuerte Sperrfunktionen, die durch den Ozonsensor 60 geregelt wird, sicher, dass alles Ozon, das in dem Reinigungsraum 24 verbleibt, zu Sauerstoff zurückgewandelt wird, bevor der Deckel 26 durch den Benutzer geöffnet werden kann.
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Die 6 ist ein Beispiel eines Blockdiagramms des Ozongenerators 50 der vorliegenden Offenbarung, der zwei Ozonzellen 52, 52' umfasst. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann das vorliegende Ozon-Reinigungssystem jedoch nur eine einzelne Ozonzelle aufweisen, wobei die doppelten Teile für die zweite Ozonzelle aus dem Blockdiagramm des vorliegenden Ozongenerators weggelassen würden. Wie in der 6 dargestellt ist, kann jedoch für den Fall, dass zwei Ozonzellen 52, 52' eingesetzt werden, jede der Ozonzellen 52 und 52' unabhängig voneinander gesteuert werden. Hinsichtlich der Ähnlichkeit zwischen der Steuerschaltung für jede der Ozonzellen 52, 52' werden apostrophierte Zahlen in den Zeichnungen verwendet, um die Komponenten der zweiten Ozonzelle 52' zu kennzeichnen, die den Komponenten der ersten Ozonzelle 52, die im folgenden beschrieben wird, gemeinsam oder ähnlich sind.
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Mit weiterem Bezug auf 6 umfasst der Ozongenerator 50 eine Spannungsversorgung 62, die elektrisch mit einem ersten Stromsensor-Verstärker 64 verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel ist die Spannungsversorgung 62 eine 12 V-Spannungsversorgung, und der erste Stromsensor-Verstärker 64 überwacht den Strom, um sicherzustellen, dass Komponenten innerhalb des Ozongenerators 50 nicht zu viel Strom ziehen, um eine Beschädigung der Spannungsversorgung 60 zu vermeiden. Wie in der 6 dargestellt ist, ist der erste Stromsensor-Verstärker 62 elektrisch mit einem ersten Hochspannungs(HV)-Verstärker 66 verbunden, der elektrisch mit einem ersten Hochspannungs(HV)-Transformator 68 verbunden ist. In einem ersten Ausführungsbeispiel liefert der erste HV-Verstärker 66 eine Spannung für FETs, und der erste HV-Transformator 68 steigert die Spannung für den Ozongenerator 50 von 12 Volt auf 6000 Volt. Der erste HV-Transformator 68 ist elektrisch mit der ersten Ozonzelle 52 verbunden, die zur Erzeugung von Ozon innerhalb des Reinigungsraums 24 verwendet wird, vorzugsweise durch einen Corona-Entladungseffekt. Die erste Ozonzelle 52 ist dann elektrisch mit einem zweiten Stromsensor-Verstärker 70 verbunden, der den durch die Ozonzelle 52 verwendeten Strom misst. Der zweite Stromsensor-Verstärker 70 ist elektrisch mit der Steuerung 56 verbunden und liefert den Strom, der durch die erste Ozonzelle 52 verwendet wird, an einen 10-Bit-Analog-Digital-Wandler, der innerhalb der Steuerung 56 angeordnet ist.
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Wie ferner in 6 dargestellt ist, ist die Steuerung 56 elektrisch mit dem ersten HV-Verstärker 66 verbunden und hat ein Pulsweiten-Modulations(PWM)-Hardwaremodul zur Steuerung der Betriebsfrequenz des Ozongenerators 50. Wie unten in größerem Detail beschrieben werden wird, überwacht die Steuerung 56 den Strom der ersten Ozonzelle 52 zum Bestimmen/Suchen der optimalen Betriebsfrequenz des Ozongenerators 50. Wie aus der Gesamtheit der vorliegenden Offenbarung zu verstehen ist, steuert die Steuerung 56 auch die Ozonreinigungs- und -Neutralisationszyklen, steuert den elektronischen Sperrvorgang, erfasst die Ozon-Konzentrationspegel innerhalb des Reinigungsraums 24, führt eine Selbstabstimmung der Ozonzellen 52, 52' durch und detektiert die Position des Deckels 26. Obwohl es nicht ausdrücklich dargestellt ist, kann ein Superkondensator in den Schaltungen des Ozongenerator-Blockdiagramms vorgesehen sein, um eine zeitweilige Speichersicherung für den Fall eines Stromausfalls für den Ozongenerator 50 zu schaffen.
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7 ist ein Flussdiagramm, das verschiedene Schritte oder Vorgänge zeigt, die einem beispielhaften Verfahren 99 zum Betrieb des Ozon-Reinigungssystems 10 zugeordnet sind. Wie in 7 dargestellt ist, umfasst das Verfahren 99 die Schritte oder Vorgänge, die durch einen Block 100 zum Einstellen allgemeiner Zeiten und Port-Richtungen, einen Block 102 zum Einstellen von Analog-Digital-Eingängen und einen Block 104 zum Einstellen von Pulsweiten-Modulation (PWM) für LF-Zonen-Signalerzeugung dargestellt sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden diese Schritte vor der Auslieferung des Ozon-Reinigungssystems 10 an einen Abnehmer durchgeführt. Sobald das Ozon-Reinigungssystem 10 innerhalb eines Heims, einer Arztpraxis, einer Zahnarztpraxis oder dergleichen installiert ist, geht das Verfahren 99 zu einem Block 106, der den Schritt des Wartens auf eine Benutzereingabe an dem Ozon-Reinigungssystem 10 angibt, beispielsweise das Drücken eines kapazitiven Sensorknopfs oder das Drücken eines visuellen Indikators auf der visuellen Anzeige 58. Sobald das Ozon-Reinigungssystem bestimmt, wie durch einen Bestimmungsblock 108 angegeben ist, dass der Benutzer einen Funktionsknopf gedrückt hat, geht das Verfahren 99 weiter zu einem Block 110, bei dem die Steuerung den (bzw. die) Ozon-Signalverstärker 70 einschaltet, und dann zu einem Block 112, bei dem die Steuerung 56 einen Strom überwacht, der an die Ozonzelle(n) 52 geliefert wird. Wie in 6 angegeben ist, wird der optimale Betriebsstrom durch die Ozonzelle(n) 52 und die Stromversorgung der Karte bestimmt.
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Da die Ozonzellen 52, 52' unterschiedliche charakteristische Impedanzen haben können, umfasst das vorliegende Verfahren Verfahrensschritte, um die spezifischen charakteristischen Impedanzen der Ozonzellen 52, 52' an den jeweiligen Hochspannungsverstärker 66, 66' anzupassen. Mit anderen Worten umfasst das vorliegende Verfahren Schritte, um den Ozon-Optimierungsprozess elektronisch selbst einzustellen. Dementsprechend geht das Verfahren weiter zu einem Bestimmungsblock 114, bei dem die Steuerung 56 bestimmt, ob die Frequenz bei einer optimalen Einstellung ist, und falls sie es nicht ist, geht es weiter zu einem Block 116, bei dem die Steuerung 56 die Ozon-Signalfrequenz wie erforderlich erhöht oder vermindert.
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Das Verfahren bestimmt die optimale Betriebsfrequenz durch Überwachung des Stroms, wobei zu berücksichtigen ist, dass der Betriebsstrom unterhalb des maximalen Ausgabestroms der Stromversorgung zu halten ist. Da im Einzelnen die Impedanztoleranz der Ozonzellen um bis zu 10% variiert, steigert Steuerung 56 graduell die Frequenz von etwa 14 kHz auf 16 kHz. Während dies geschieht, überwacht der Analog-Digital-Wandler den Strom. Bei der Resonanzfrequenz fällt der Strom ab, und somit ist es dieser Abfall, den die Steuerung 56 überwacht. Die Steuerung zeichnet diesen Abfall auf und stellt die Betriebsfrequenz der Ozonzelle 52 auf die nun bekannte Resonanzfrequenz ein.
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Sobald diese Einstellung der optimalen Frequenz durch die Steuerung 56 durchgeführt wurde, geht das Verfahren weiter zu einem Schritt 118, bei dem der von dem Benutzer ausgewählte Reinigungszyklus ausgeführt wird, um mit der Produktion von Ozon innerhalb des Reinigungsraums 24 unter Verwendung des Ozongeneratore 50 zu beginnen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Benutzer entweder einen „Oberflächenreinigungs”-Zyklus oder einen „Tiefenreinigungs”-Zyklus mittels der visuellen Anzeige 58 auswählen, wobei jeder dieser Zyklen basierend auf der Zykluszeit und/oder der angestrebten Ozonkonzentration innerhalb des Reinigungsraums 24 variiert. Wenn das Ozon produziert wird und in den Reinigungsraum 24 eingebracht wird, wirkt das Ozon zur Zerstörung verschiedener Arten von Bakterien, die auf den persönlichen Gegenständen, die innerhalb des Schranks 12 angeordnet sind, vorhanden sein können. Nach der Auswahl geht das Verfahren zu einem Bestimmungsblock 120, bei dem die Steuerung 120 bestimmt, ob der ausgewählte Ozon-Reinigungszyklus beendet ist, beispielsweise durch Bestimmung, ob die erforderliche Zeit für den ausgewählten Ozon-Reinigungszyklus abgelaufen ist.
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Falls der Reinigungszyklus fertig ist, geht die Steuerung 56, wie durch einen Block 122 dargestellt ist, zur Initialisierung und Ausführung eines Neutralisationszyklus, um zu ermöglichen, dass das Ozon, das in dem Schrank 12 vorhanden ist, sich zu Sauerstoff zurückwandelt. In einem Ausführungsbeispiel des Ozon-Reinigungssystems 10 kann der Neutralisationszyklus einfach darin bestehen, zu erlauben, dass der Schrank 12 für eine vorgegebene Zeitspanne geschlossen und verriegelt verbleibt, um zu ermöglichen, dass alles Ozon sich natürlich zu Sauerstoff zurückwandelt. Wie oben erwähnt ist, kann ferner der Neutralisationszyklus auch fortgesetzt werden, bis der Ozonsensor 60 0 ppm Ozon innerhalb des Schranks 12 erfasst.
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Das Verfahren 99 geht anschließend zu einem Bestimmungsblock 124, bei dem die Steuerung 56 feststellt, ob der Ozon-Neutralisierungsprozess beendet ist oder nicht. Sobald der Neutralisierungszyklus beendet ist, beispielsweise durch die Feststellung, ob die erforderliche Zeit abgelaufen ist oder der Ozonsensor 60 0 ppm Ozon innerhalb des Schranks 12 angibt, kann der Deckel 26 freigegeben und geöffnet werden, um die hygienisch gemachten und gereinigten Gegenstände zu entnehmen.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel des Ozon-Reinigungssystems 10 könnte auch ein Katalysator in den Reinigungsraum 24 eingebracht werden, um das Ozon zu neutralisieren und den Neutralisationszyklus zu beschleunigen. In jedem Fall ist der Benutzer nur dann in der Lage, den Deckel 26 zu entriegeln und die persönlichen Gegenstände aus dem Schrank 12 zu entnehmen, sobald der Neutralisationszyklus beendet ist. Das Ozon-Reinigungssystem 10 geht dann weiter, um auf eine weitere Benutzereingabe von dem Benutzer zu warten, um einen folgenden Reinigungszyklus zu beginnen.
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Bezugnehmend auf 8 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des Ozon-Reinigungssystems 200 dargestellt. Allgemein ist das Ozon-Reinigungssystem 200 im wesentlichen hinsichtlich der Struktur und der Funktion ähnlich zu dem Ozon-Reinigungssystem 10 mit der Ausnahme, dass eine Neutralisierungseinheit 202 integriert ist, um den Neutralisationszyklus zu beschleunigen und die Zeit zu reduzieren, die erforderlich ist, damit das Ozon sich zurück zu Sauerstoff wandelt. Wegen der Ähnlichkeit der meisten Komponenten sind die Komponenten des Ozon-Reinigungssystems 200, die ähnlich zu denen des Ozon-Reinigungssystems 10 sind, durch gemeinsame Bezugsziffern bezeichnet.
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Die Neutralisierungseinheit 202 umfasst ein Einlassrohr 204, ein Auslassrohr 206 ein Einlass-Koppelrohr 208, ein Auslass-Koppelrohr 210 und eine Heizung/Gebläseanordnung 212. Das Einlassrohr 204 ist innerhalb des Reinigungsraums 24 gegen eine Innenfläche einer der Seitenplatten 18 in einer im Allgemeinen vertikalen Orientierung angeordnet. Das Einlassrohr 204 hat ein oberes Ende, das durch eine Einlasskappe 214 verschlossen ist, ein unteres Ende, das mit einem Einlass-Verbindungsrohr 216 installiert ist, und einer Anzahl von Einlassöffnungen 218. Das Einlass-Verbindungsrohr 216 hat ein erstes Ende, das sich durch die Bodenplatte 20 des Schranks 12 erstreckt und dagegen abgedichtet ist und das ausgebildet ist, um das untere Ende des Einlassrohrs 204 darin aufzunehmen und zu halten. Wie dargestellt erstreckt sich ein zweites Ende des Einlass-Verbindungsrohrs 216 von der Bodenplatte 20 nach außen, um extern zu dem Reinigungsraum 24 angeordnet zu sein. Ähnlich ist das Auslassrohr 206 innerhalb des Reinigungsraums 24 gegen eine Innenfläche der anderen Seitenplatte 18 in einer allgemeinen vertikalen Orientierung angeordnet. Das Auslassrohr 206 hat ein oberes Ende, das durch eine Auslasskappe 22 verschlossen ist, ein unteres Ende, das innerhalb eines Auslass-Verbindungsrohrs 222 installiert ist, und eine Anzahl von Auslassöffnungen 224. Das Auslass-Verbindungsrohr 222 hat ein erstes Ende, das sich durch die Bodenplatte 20 des Schranks 12 erstreckt und dagegen abgedichtet ist und ausgebildet ist, um das untere Ende des Auslassrohrs 206 darin aufzunehmen und zu halten. Ein zweites Ende des Auslass-Verbindungsrohrs 222 erstreckt sich von der Bodenplatte 20 nach außen, um extern zu dem Reinigungsraum 24 angeordnet zu sein.
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Die Heizung/Gebläseanordnung 212 ist unterhalb der Bodenplatte 20 des Schranks 12 installiert dargestellt und definiert einen Einlass 230 und einen Auslass 232. Das Einlass-Kopplungsrohr 208 ist zwischen dem zweiten Ende des Einlass-Verbindungsrohrs 216 und dem Einlass 230 der Heizung/Gebläseanordnung 212 verbunden. In ähnlicher Weise ist das Auslass-Kopplungsrohr 210 zwischen dem zweiten Ende des Auslass-Verbindungsrohrs 222 und dem Auslass 232 der Heizung/Gebläseanordnung 212 verbunden. Die schematisch dargestellte Heizung/Gebläseanordnung 212 umfasst eine Gebläseeinheit (B) 234 und eine Heizeinheit (H) 236. Ozon innerhalb der inneren Kammer 24 wird in die Heizung/Gebläseanordnung 212 bei Aktivierung der Gebläseeinheit 234 über einen Einlass-Flussweg, der die Einlassöffnungen 218, das Einlassrohr 204, das Einlass-Verbindungsrohr 216 und das Einlass-Kopplungsrohr 208 umfasst, abgezogen. Während es nicht darauf beschränkt ist, kann die Gebläseeinheit 234 einen Elektromotor und eine Gebläseanordnung umfassen, die durch die Steuerung 56 gesteuert wird. Es ist zu bedenken, dass die Flusscharakteristik der Gebläseeinheit 234 variabel während des Ozon-Neutralisierungsprozesses gesteuert werden kann.
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Das durch die Gebläseeinheit 234 in die Heizung/Gebläseanordnung 212 gezogene Ozon strömt anschließend durch die Heizeinheit 236, in der seine Temperatur erhöht wird, um den Ozon-Neutralisierungsprozess zu beschleunigen. Während ist nicht darauf beschränkt ist, kann die Heizeinheit 236 eine elektrische Heizspule aufweisen, die durch die Steuerung 56 gesteuert wird. Als solche arbeitet die Heizeinheit 236 als Wärmetauschervorrichtung, die ausgebildet ist, um Wärme an das Ozon, das durch die Heizung/Gebläseanordnung 212 strömt, zu übertragen. Das aufgeheizte Ozon wird aus dem Auslass 232 der Heizung/Gebläseanordnung 212 abgegeben und zu der Kammer 24 über einen Auslass-Flussweg zurückgeführt, der das Auslass-Kopplungsrohr 210, das Auslass-Verbindungsrohr 222, das Auslassrohr 206 und die Auslassöffnungen 224 umfasst. Es ist zu berücksichtigen, dass die Temperatur der Ozon/Luft-Mischung, die durch die Heizung/Gebläseanordnung 212 strömt, von der Umgebung bis etwa 58°C erhöht werden kann. Dieses Rückführungssystem beschleunigt des Weiteren nicht nur die Ozon-Rückwandlung basierend auf der erhöhten Temperatur sondern auch aufgrund der erhöhten Flusscharakteristik in der, um und durch die Kammer 24. Ein Pfeil 240 bezeichnet die Einlass-Strömungsrichtung, während ein Pfeil 242 die Auslass-Strömungsrichtung mit Bezug auf die Heizung/Gebläseanordnung 212 bezeichnet.
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In Übereinstimmung mit beispielhaften Zykluszeiten für den Neutralisationszyklus ist zu überlegen, dass die Heizung/Gebläseanordnung 212 etwa 22 Minuten anschließend an die Beendigung des Ozon-Erzeugungsprozesses für den „Oberflächenreinigungs”-Zyklus läuft und für etwa 40 für den „Tiefenreinigungs”-Zyklus.
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Die 9 und 10 zeigen das Ozon-Reinigungssystem 200 mit entferntem Deckel 26 für zusätzliche Klarheit, um den Ort eines internen Ozonsensors 60A und eines externen Ozonsensors 60B zu zeigen. Insbesondere ist der dargestellte Ozonsensor 60A dem Ozongenerator 50 zugeordnet, während der dargestellte externe Ozonsensor 60B der Steuerung 56 zugeordnet ist. Um Raum für die Neutralisierungseinheit 202 zu schaffen, ist der in den 8–10 dargestellte Schrank 12 auf Vorderbeinen 250 und Hinterbeinen 252 montiert. Erweiterungsvorrichtungen wie beispielsweise Streben 254 sind ebenfalls dargestellt, um einen Teil des Deckels 26 mit dem Schrank 12 zu verbinden, um einen Ausgleich gegen das Gewicht des Deckels 26 zu schaffen.
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Fachleute werden erkennen, dass die Gebläseeinheit 234 der Heizung/Gebläseanordnung 212, die der Neutralisierungseinheit 202 zugeordnet ist, jede geeignete Vorrichtung umfassen kann, die in der Lage ist, einen Luftstromkreis zwischen dem Einlassrohr 204 und dem Auslassrohr 206 aufzubauen. In ähnlicher Weise berücksichtigt diese Offenbarung jede geeignete Wärmetauschervorrichtung zur Verwendung als Heizeinheit 236, die in der Lage ist, Wärme an durchströmende Luft/durchströmendes Ozon zu übertragen. Während das Steuern durch die Steuerung 56 angegeben wurde, kann eine separate Steuereinheit für die Heizung/Gebläseanordnung 212 verwendet werden, falls dies gewünscht ist oder für andere Aufbauten anwendbar ist.
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Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurde zu Zwecken der Darstellung und Beschreibung vorgenommen. Sie ist nicht als erschöpfend oder zur Beschränkung der Offenbarung beabsichtigt. Individuelle Elemente oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind im allgemeinen nicht auf dieses spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt sondern sind, wenn anwendbar, austauschbar und können in einem ausgewählten Ausführungsbeispiel verwendet werden, selbst wenn dies nicht spezifisch dargestellt oder beschrieben ist. Dieselben können auch auf verschiedenen Weisen variiert werden. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung anzusehen, und alle derartigen Modifikationen sollen in dem Umfang der Offenbarung eingeschlossen sein.
