DE102020203666A1

DE102020203666A1 - Gerät zur Herstellung einer Hände-Desinfektionslösung an oder in einem Wasserhahn

Info

Publication number: DE102020203666A1
Application number: DE102020203666.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-22
Filing date: 2020-03-22
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit, zur Herstellung einer Desinfektionslösung basierend auf Wasser mit oder ohne Zugabe von mindestens einem Salz und oder mindestens einer Säure. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die Elektrolyseeinheit mindestens einen Wasserzugang, einen elektrischen Stromzugang für eine Anode und eine Kathode aufweist und eine Wasserausgang besitzt, welcher maximal zwei Meter, vorzugsweise einen Meter und besonders bevorzugter Weise maximal 50 cm von der Elektrolyseeinheit entfernt ist.

Description

Schmierinfizierung sind Übertragung/-en von Krankheitserregern (Viren, Bakterien und oder Pilze oder deren Sporen), durch die Berührung von Gegenständen oder Lebewesen (Menschen und oder Tiere). Hierbei werden die Krankheitserreger auf Hände und oder andere Körperteile übertragen und können auf diese Weise entweder direkt oder nach weiterer örtlicher Verbringung an andere Körperstellen oder in den Körper ihre Wirkung entfalten. Zur Vermeidung solcher Schmierübertragungen ist es sinnvoll häufiger die Hände zu waschen oder zu desinfizieren. Darüber hinaus ist man gehalten nach der Berührung von potenziellen Gegenständen oder Lebewesen sich nicht in das Gesicht zu fassen oder andre Körperteil, Körperöffnungen oder gar Verletzungen zu berühren.
Das Waschen der Hände Wasser (möglichst warm) und mit Seife kann nicht immer alle Krankheitserreger entfernen oder gar abtöten. Aus diesem Grund werden an kritischen Bereichen, z. B. in der Medizin, Medizintechnik und oder in der Lebensmittelindustrie die Hände vor und nach entsprechenden Tätigkeiten mit Desinfektionsmittel desinfiziert. Eine unerwünschte Nebenwirkung dieser Desinfektion ist, dass sie meist negative Auswirkungen für die Haut aufweist. Aus diesem Grund werden auch häufig Händepflegende Zusatzstoffe mit in die Händedesinfektion beigegeben.
Händedesinfektionsmittel und andere Desinfektionsmittel, z. B. zur Desinfektion von Tieren oder Objekten und Gegenständen müssen separat hergestellt und gemischt werden. Zusätzlich müssen diese meist lange Wege zu ihrem Einsatzort zurücklegen. Dies ist sehr teuer und aufwendig. Gerade in der aktuellen Situation der weltweiten Corona-Pandemie mit dem Erreger Covid-19 wir deutlich, dass die vorhandenen Mengen an Desinfektionsmittel zu gering sind und die logistischen Wege, aufgrund von Sparmaßnahmen der Vergangenheit, den Mangel an ausreichenden Mengen von Desinfektionsmitteln zusätzlich fördern.
Die desinfizierende Wirkung von Desinfektionsmittel basiert auf Zusatzstoffen, welche Wasser beigemischt werden. Diese sind z. B. Ethanol oder Formaldehyd. Es sind viele andere Zusatzstoffe bekannt, welche für die Haut mehr oder weniger schädlich sind.
In der heutigen Corona Pandemie ist das Verlangen vieler Menschen groß, Händedesinfizierungsmittel und oder Desinfektionsmittel für Tiere und Objekte oder Gegenstände in nahezu unbegrenzter Menge zur Verfügung zu haben.
Es ist bekannt, dass mittels einer Elektrolyse von Wasser (H2O) mit und ohne Zugabe von Salzen (z. B. NaCI) antibakterielle, antivirale und fungizide Stoffe hergestellt werden können. Hierbei entsteht z. B. OH-Gruppen, Ozon (O3), Wasserstoffperoxid (H2O2) und oder Sauerstoffradikale. Ein Nachteil besteht in der meist zeitlich stark limitierten Wirkungszeit. So zerfallen H2O2 und Sauerstoffradikale meist relativ schnell. Hieraus resultiert, dass diese zur Desinfektion günstigen wässrigen Lösungen nicht abgefüllt werden. Bis sie nämlich nach der Abfüllung bei dem Anwender ankommen würden, hätten sich die gebildeten Stoffe längst wieder neutralisiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Desinfektionsmittel direkt am Einsatzort zur produzieren, möglichst ausschließlich mit dem Grundstoff Wasser (H20), eventuell mit der Zugabe geringer Mengen eines oder mehrerer Salze (zur Erzeugung einer elektrischen Leitfähigkeit) und oder einer oder mehrerer Säuren. Der Vorteil liegt darin, dass der Rohstoff Wasser über die Wasserleitung, fast in jedem Haushalt, Betrieb, Klinik etc. vorhanden ist. Zusätzlich ist lediglich elektrischer Strom und eventuell geringe Mengen Salz und oder Säure notwendig. Die Nötige Elektrolyse findet in einem Gerät statt, welches unmittelbar vor dem Anwendungsort angeordnet ist. Das Gerät welches die Elektrolyse durchführt, kann ähnlich einem Durchlauferhitzer vor einem Wasserhahn angeordnet sein. Andere Einsatzorte wären Lebensmittel verarbeitende Betriebe, Geräte zur medizinischen Anwendung oder Geräte welche für die Reinigung von Objekten und Gegenständen jeglicher Art eingesetzt werden.
Vorzugsweise findet die Erfindung jedoch ihren Einsatz bei herkömmlichen Wasserhähnen, welche für das Reinigen von Händen oder anderen Körperteilen vorgesehen sind. 1 zeigt die Anordnung eines solchen Gerätes. Das für die Elektrolyse eingesetzte Gerät 1 hat entweder einen Wasseranschluss 2 (nur Kalt-, nur Warm- oder bereits vorgemischtes Wasser) oder einen Kalt- und Warmwasseranschluss 2a & 2b oder einen einzigen Anschluss. Zusätzlich sind ein elektrischer Anschluss 3 (Plus- und Minuspol oder Wechselspannung) und ein Ausgang 4 für das Wasser vorgesehen, welches durch eine Elektrolyse mit Stoffen angereichert ist, welche Krankheitserreger abtöten können. Bei Geräten, welche Salze und oder Säuren benötigen, sind noch die Anschlüsse 5 und 6 für diese vorhanden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass Salze und Säuren über einen kombinierten Anschluss zugegeben werden.
Da die Krankheitserreger abtötenden oder reduzierende Wirkungen nur für einen kurzen Zeitraum vorhanden sind, ist es notwendig das Eintreffen am Verwendungsort zu beschleunigen. Hierfür sollen die Leitungen von dem Ort der Elektrolyse bis zum Ort der Anwendung möglichst kurz sein.
Einige der Stoffe, wie z. B. H2O2 neutralisieren sich schneller mit steigender Temperatur wes Wassers. Die Verwendung von kaltem Wasser würde allerdings die Zugänglichkeit zur Haut und deren Poren verringern, was für die reinigenden und Krankheitserreger abtötenden Wirkungen ungünstig wäre. Die Leitungslänge beträgt maximal zwei Meter, vorzugsweise maximal einen Meter und besonders bevorzugt weniger als 50 cm.
Einige der Krankheitserreger abtötenden Stoffe neutralisieren sich beim Kontakt mit metallischen Gegenständen, da es hier zum Ladungsaustausch kommt. Aus diesem Grund wird für die Leitung ab dem Ort der Elektrolyse bis hin zum Einsatzort eine nicht elektrisch leitfähige Leitung verwendet. Hierfür können Leitungen aus Kunststoff oder mit einer inneren Kunststoffbeschichtung versehenen Metallleitung verwendet werden. Auch muss für diesen Fall der ausgangsseitige Wasserhahn in allen Bereichen, an welchen ein Kontakt mit der, die Krankheitserreger abtötenden Flüssigkeit vorhanden ist keine elektrisch Leitfähigen Bereiche vorhanden sein. Hierfür eignet sich ebenfalls die Verwendung von z. B. Kunststoff oder Kunststoffbeschichtungen.
Die Elektrolyse selbst wird von einem elektrischen Strom gespeist, welcher über eine elektrische Spannung hervorgerufen wird. Vorzugsweise wird ein Gleichstrom hierfür verwendet, es kann allerdings auch ein Wechselstrom und oder ein pulsierender Gleichstrom zum Einsatz kommen. Sollte ein Stromanschluss am Einsatzort vorhanden sein sollte dieser verwendet werden. Häufig ist an den Wasseranschlüssen in den Bauwerken, in welchen das Gerät zum Einsatz kommen würde, keine Stromanschlüsse vorhanden. Für diesen Fall ist es vorteilhaft Strom aus einem oder mehreren Akkus zu verwenden.
Eine bevorzugte Variante ist in 2 dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen Wasserhahn 7, welcher die Elektrolyteinheit 11 direkt in sich beherbergt. Auf der dargestellten Variante ist die Elektrolyseeinheit vor dem/den Ventil/-en 8 zur Wasserregulierung angeordnet. Die Elektrolyseeinheit 11 kann auch hinter dem/den Ventil/-en 8 angeordnet sein.
In einer besonders bevorzugten Variante, welche in 3 dargestellt ist, befindet sich die Elektrolyseeinheit 11 unmittelbar am Ausgang des Wasserhahns. Auf diese Weise kann der Weg und somit die verstrichene Zeit von der Erzeugung der Krankheitserreger abtötenden Stoffe maximal minimiert werden. Für diese Variante ist es zweckmäßig in die Wasserzuleitung von dem/den Ventil/-en aus gesehen die elektrischen Leitungen zu integrieren. Vorzugsweise sind diese Leitungen in der Wandung der Wasserzuleitung integriert. In einer besonders bevorzugten Variante handelt es sich hierbei um koaxial angeordnete Leitungen und die Elektrolyseeinheit kann über eine Aufschraubung oder eine andere mechanische Ankopplung direkt die elektrische Kontaktierung als auch die Flüssigkeitskontaktierung realisieren. In dieser speziellen Variante kann die Einbringung der eventuell notwendigen Salze und oder Säuren vor oder im Wasserhahn stattfinden.
Die Salze und oder die Säuren können über eine Dosiereinheit 9 (3) dem vorbeiströmenden Wasser beigemischt werden. Dies kann auch bei Salzen über eine Salztablette erfolgen, welche sich nur langsam auflöst. Darüber hinaus kann die Salz beisteuernde Einheit auch eine Salzlake beinhalten welche beim vorbeifließen das Wassers geringe Mengen an Salzlake beisteuert. Dies kann auch elektronisch geregelt werden. Hierfür kann z. B. die elektrische Leitfähigkeit hinter der Dosiereinheit gemessen werden, sodass eine Regelung genutzt werden kann.
Die Elektrolyseeinheit 11 besitzt eine Anode und eine Kathode, an welchen das Wasser vorbeiströmt. Durch den Angelegten Strom findet im Wasser ein elektrolytischer Prozess statt, welcher die Krankheitserreger abtötenden Stoffe bildet. Üblicherweise sind die Elektroden (Anode und Kathode) aus einem sich während der Elektrolyse nicht auflösenden Metall. Bei einer weiteren Variante kann allerdings auch die Funktion einer Opferanode genutzt werden, bei welcher durch die Elektrolyse ein Metallsalz erzeugt wird, welches eine Krankheitserreger abtötende Wirkung aufweist.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante ist zumindest die Anode aus Platin oder einem anderen mit Platin beschichteten Metall. Diese Variante ist besonders langlebig, da Platin nicht mit Wasser oder de zur Verwendung geeigneten Salzen und oder Säuren reagiert. Als Salze eignen sich insbesondere Chloride, Iodide, Formiate und oder andere Salze von Carbonsäuren. Als Säuren eignen sich besonders Carbonsäuren.
In einer besonders bevorzugten Variante ist zumindest die Anode aber auch bevorzugt die Kathode als Diamantelektrode gebildet. Bei einer solchen Ausführung entstehen besonders viele Krankheitserreger abtötende Stoffe wir z. B. O3, OH-Gruppen und Sauerstoffradikale. Aus diesem Grund eignet sich eine Diamantelektrode besonders für die Anwendung in Kombination mit einem Wasserhahn.
Auf die beschriebene Weise kann die Anwendung einer Elektrolyseeinheit, auch als Ausführung eine elektrolytischen Ozonsynthese sehr vielen Menschen die Möglichkeit geben, eine Desinfektionslösung in ihrer häuslichen Umgebung herzustellen. Auch in Betrieben oder Krankenhäusern kann eine Desinfektionslösung produziert werden, welche eine unmittelbare Wirkung aufweist, aber nur eine sehr geringe Wirkungsdauer besitzt. Ausreichend dafür ist das Vorhandensein einer Wasserleitung bzw. Wasser, welches mit einem Druck in das Gerät eingebracht werden kann, und eines elektrischen Stroms. In einer weiteren Ausführungsvariante sind zusätzlich Salze (z.B. NaCl) und oder Carbonsäuren notwendig um die Krankheitserreger abtötenden Stoffe zu erzeugen. Ein Kochsalzvorrat wäre in der Lage viele Liter der Krankheitserreger abtötenden Flüssigkeit zu erzeugen.
Die Elektrolyseeinheit beinhaltet die zur Elektrolyse notwendigen Anoden, die Anode und Katode. Zur Steigerung der Effizienz der der Erzeugung der Krankheitserreger abtötenden Substanzen ist es notwendig die beiden Elektroden so nah wie möglich aneinander heranzubringen. Darüber hinaus sollte die Flusslänge an welcher die Elektrolyse stattfindet so lange wie möglich sein. Da die Elektrolyseeinheit allerdings vor, im oder am Ausgang des Wasserhahns angebracht wird, ist diese Räumlich stark eingeschränkt. Derzeit werden häufig auch Membran-Elektroden-Einheiten eingesetzt. Für die geometrisch stark eingeschränkten Platzverhältnisse ist es sinnvoll die Elektroden zueinander in Form einer Spirale anzuordnen. Hierbei würden die Anode und Kathode als Draht oder Blechband nebeneinander aufgewickelt. Diese Spiralform der beiden Elektroden 111 und 1111 kann radial verlaufen (4) und oder wie ein Gewindegang axial verlaufen (5). D.h. dass die Spirale eine Steigung radial (4) und oder axial (5) aufweist. Bei einer radial verlaufenden Spirale kann die Fließrichtung jedoch axial verlaufen oder dem sich bildenden Spiralgang verlaufen. Handelt es sich um einen spiralverlauf welcher axial, als einem Schraubengewinde ähnlich verläuft, ist die Fließrichtung lediglich der Spirale folgend möglich. Neben den beiden Elektroden muss ein Abstandhalter oder eine Membran angebracht sein, welche den Kontakt zwischen den Elektroden vermeidet und zusätzlich die Wasserführung bzw. deren gezielte Fließrichtung vorgibt.
Bezugszeichenliste

1: Gerät zur Elektrolyse
2: Wasseranschluss
2a: Kaltwasseranschluss
2b: Warmwasseranschluss
3: Strom- / Spannungsanschluss
4: Flüssigkeitsausgang
5: Salzeingang
6: Säureeingang
7: Wasserhahn
8: Ventil / Ventile
9: Dosiereinheit für Salze und oder Säuren
11: Elektrolyseeinheit
111: Elektrode 1
1111: Elektrode 2

Claims

Ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit, zur Herstellung einer Desinfektionslösung basierend auf Wasser mit oder ohne Zugabe von mindestens einem Salz und oder mindestens einer Säure, wobei die Elektrolyseeinheit mindestens einen Wasserzugang, einen elektrischen Stromzugang für eine Anode und eine Kathode aufweist und eine Wasserausgang besitz, welcher maximal zwei Meter, vorzugsweise einen Meter und besonders bevorzugter Weise maximal 50 cm von der Elektrolyseeinheit entfernt ist.
Ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit nach Anspruch 1, wobei die Elektrolyseeinheit in einem Wasserhahn untergebracht ist.
Ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit nach Anspruch 1, wobei die Elektrolyseeinheit unmittelbar am Ausfluss des Wasserhahns angebracht ist.
Ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit nach Anspruch 1-3, wobei die Elektroden spiralförmig radial und oder axial zueinander angeordnet sind.
Ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit nach Anspruch 1-4, wobei mindestens eine der Elektroden eine Diamantelektrode ist.
Ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit nach Anspruch 1-5, wobei Eine Dosiereinheit mindestens ein Salz und oder mindestens eine Säure dem Wasser beimischt.
Ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit nach Anspruch 3-6, wobei die elektrische Versorgung der Elektrolyseeinheit koaxial zugeführt wird.
Ein Gerät mit einer Elektrolyseeinheit nach Anspruch 1-7, für die Verwendung mit einem Wasserhahn zur Erzeugung einer wässrigen Krankheitserreger abtötenden Lösung zur Krankheitserregerabtötung oder Reduzierung der Hände oder anderer Körperteile.