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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Erzeugung von Ozon, Sauerstoff, Wasserstoff und/oder anderen
Wasserelektrolyseprodukten mit einer mit Wasser beaufschlagbaren
Elektrolysezelle, wobei das Wasser in einer mit der Elektrolysezelle
kommunizierenden Versorgungsleitung zu- und abgeführt wird.
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Im Sinne der Erfindung wird unter
Wasser, welches der Elektrolysezelle zugeführt wird, insbesondere vollentsalztes
Wasser, Reinwasser oder Reinstwasser in entsprechender Qualität verstanden, welches
z. B. in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, Elektronik- und Halbleiterindustrie
sowie Medizintechnik eingesetzt wird.
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Vorrichtungen der eingangs genannten
Art, bei denen mittels einer Elektrolysezelle in Wasser vorzugsweise
Ozon und/oder Sauerstoff erzeugt wird, sind vielfältig bekannt,
wozu nur beispielhaft auf die
DE 196 06 606 A1 /
US 5,779,865 verwiesen wird. Derartige
Vorrichtungen werden beispielsweise dazu verwendet, das zugeführte Wasser
mit Ozon zu impfen, um das Wasser beispielsweise für Anwendungen
in der Medizintechnik, wie Hämodialyse
etc. nutzbar zu machen. Hierbei werden beispielsweise Durchflußraten von
1 bis 3 m
3/h an Wasser mit dem in der Elektrolysezelle
in an sich bekannter Weise erzeugten Ozon geimpft.
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Beim Betrieb derartiger Elektrolysezellen
ist jedoch eine regelmäßige Wartung
notwendig, die bei den bisherigen Vorrichtungen stets eine aufwendige Demontage
der Elektrolysezelle von der Versorgungsleitung für das Wasser
notwendig machte und sodann auch der weitere Fluß von Wasser durch die Versorgungsleitung
während
der Dauer der Wartungsarbeiten unterbrochen werden mußte.
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Aus der
DE 196 33 342 A1 ist bereits
eine Vorrichtung zur Entkeimung von wasserführenden Anlagen wie einer Zirkulationsleitung
bekannt geworden, bei der eine Elektrolysezelle zur Erzeugung von Ozon,
Sauerstoff, Wasserstoff und/oder anderen Wasserelektrolyseprodukten
parallel zur Zirkulationsleitung in einer Bypassleitung angeordnet
ist und wobei zwischen dem Zufluß und dem Abfluß der Bypassleitung
in der Zirkulationsleitung ein Absperrorgan vorgesehen ist und in
der Bypassleitung im Bereich des Zuflusses und im Bereich des Abflusses
jeweils ein weiteres Absperrorgan angeordnet ist. Die Versorgungsleitung
und die Bypassleitung werden hierbei durch eigene voneinander getrennte
Absperrorgane freigegeben oder verschlossen.
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Auch bei der Anordnung zur Einspeisung
von Ozon in eine Hauptringleitung über eine Bypassleitung gemäß
DE 296 22 519 U1 werden
die Hauptringleitung und die Bypassleitung durch eigene, getrennte
Ventile freigegeben oder verschlossen.
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Die Erfindung hat sich von daher
die Aufgabe gestellt, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend
weiterzubilden, daß eine
Wartung der Elektrolysezelle ohne großen Montageaufwand durchführbar ist
und darüber
hinaus der Fluß von
Wasser durch die Versorgungsleitung ungehindert aufrechterhalten werden
kann.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß zu
der Versorgungsleitung eine Bypassleitung ausgebildet ist und die
Elektrolysezelle über
die Bypassleitung an die Versorgungsleitung anschließbar ist
und mit Wasser aus der Versorgungsleitung beaufschlagbar ist und ein
die Versorgungsleitung und die Bypassleitung erfassendes Ventil
vorgesehen ist und mittels des Ventils die Versorgungsleitung und
die Bypassleitung freigebbar und/oder verschließbar sind.
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Erfindungsgemäß wird somit die Elektrolysezelle
mit Wasser gespeist, welches aus der Versorgungsleitung über die
Bypassleitung abgezweigt wird und nach der Erzeugung von Ozon und/oder
Sauerstoff im Wasser dem Hauptstrom in der Versorgungsleitung wieder
zugeführt
wird, so daß die
gewünschte Impfung
(Anreicherung) des Wassers mit der entsprechenden Ozonmenge ermöglicht wird.
Falls eine Wartung oder Unterbrechung des Betriebs der Elektrolysezelle
erforderlich wird, ist es lediglich notwendig, die Bypassleitung
zu unterbrechen, wobei ein ungehinderter weiterer Fluß des Wassers
durch die Versorgungsleitung aufrechterhalten werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Ventil als Kegelhahn
mit einem Gehäuse
und einem um seine Längsachse
drehbaren Hahnküken
ausgebildet ist und das Hahnküken
die Versorgungsleitung und die Bypassleitung durchdringt und in
Abhängigkeit
von der Drehposition des Hahnkükens
unterschiedliche Schaltstellungen für die Freigabe oder den Verschluß der Versorgungsleitung
und/oder der Bypassleitung aufweist.
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Als Kegelhahn ausgebildete Ventile
sind bekannt. Erfindungsgemäß wird nur
ein einziges Ventil mit geringem baulichen Aufwand und geringem Platzbedarf
eingesetzt, wobei durch die gleichzeitige Einwirkung des Hahnkükens auf
die Versorgungsleitung und die Bypassleitung durch Betätigung des
einzigen Ventils unterschiedliche Schaltstellungen, die für die erfindungsgemäße Vorrichtung
vorteilhaft sind, erzielt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß das
Gehäuse
einen Durchströmkanal für die Versorgungsleitung
und Bypasskanäle
für die Bypassleitung
sowie eine die Versorgungsleitung und die Bypassleitung durchsetzende
Ausnehmung aufweist, welche das Hahnküken aufnimmt, und das Hahnküken eine
Durchgangsbohrung und hiervon beabstandet Kanäle aufweist, und die Durchgangsbohrung
und die Kanäle
sich quer zur Längsachse des
Hahnkükens
erstrecken, und in Abhängigkeit
von der Drehposition des Hahnkükens
die Durchgangsbohrung des Hahnkükens
mit dem Durchströmkanal des
Gehäuses
in Verbindung bringbar ist und die Kanäle des Hahnkükens mit
den Bypasskanälen
des Gehäuses
in Verbindung bringbar sind.
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Erfindungsgemäß ist eine erste Schaltstellung
des Ventils ermöglicht,
bei der die Versorgungsleitung und die Bypassleitung freigegeben
sind, dies entspricht einer Betriebsstellung, bei der der Elektrolysezelle über die
Bypassleitung Wasser zugeführt und
durch die dort ablaufenden Prozesse Ozon und/oder Sauerstoff erzeugt
wird, welches nachfolgend in den Hauptstrom von Wasser, welcher über die
Versorgungsleitung geführt
wird, eingebracht wird. Bei der erfindungsgemäßen zweiten Schaltstellung
des Ventils sind sowohl die Versorgungsleitung als auch die Bypassleitung
verschlossen, was z. B. zum Absperren der Versorgungsleitung genutzt
werden kann. In einer erfindungsgemäßen dritten Schaltstellung
des Ventils ist lediglich die Versorgungsleitung freigegeben, während die
Bypassleitung verschlossen ist, so daß die Montage und Wartung der Elektrolysezelle
ermöglicht
ist, ohne daß der
ungehinderte Strom von Wasser durch die Versorgungsleitung unterbrochen
werden müßte.
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Das Ventil kann auf vielfältige Art
und Weise betätigt
werden, wobei eine Handbetätigung
mit einem Handgriff als vorteilhaft angesehen wird. Gleichwohl kann
auch eine automatisierte Betätigung
des Ventils mittels entsprechender Drehantriebe vorgesehen werden.
Gemäß einem
Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß das Hahnküken an seinem oberen Ende über das
Gehäuse
vorsteht und mit einem Handgriff für die manuelle Betätigung ausgerüstet ist.
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Für
den Fall, daß das
Ventil handbetätigt wird,
kann der Handgriff in den unterschiedlichen Schaltstellungen des
Ventils mittels eines geeigneten Rastmechanismus verrastet werden,
so daß die Schaltstellungen
stets präzise
aufgefunden werden können.
Beispielsweise können
die einzelnen Schaltstellungen des Ventils durch eine jeweils um
90° erfolgende
Drehung des Hahnkükens
um seine Längsachse
und des darauf einwirkenden Handgriffes des Ventils aufgesucht werden,
wobei diese 90°-Schritte durch
die Rasterung exakt eingehalten werden können, was nachfolgend noch
näher erläutert wird.
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Ferner können Mikroschalter zum Erfassen der
Schaltstellung des Ventils vorgesehen sein, die die Schaltstellung
an eine Steuerungseinrichtung der Elektrolysezelle weitergeben können.
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In Weiterbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß das
Hahnküken
an seinem mit dem Griff ausgerüsteten
Ende gegenüberliegenden
unteren Ende einen Anschlußflansch
für die
Befestigung der Elektrolysezelle aufweist.
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In einer bevorzugten Ausbildung des
Ventils ist vorgesehen, daß das
Hahnküken
an seinem unteren Ende eine offene Ausnehmung aufweist, die als Reservoirraum
für das
Wasser dient und die Kanäle des
Hahnkükens
in den Reservoirraum münden
und der Reservoirraum einen Teilabschnitt der Bypassleitung innerhalb
des Hahnkükens
bildet.
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Die Elektrolysezelle wird somit einfach
an dem Hahnküken
des Ventils befestigt und der zum Anschlußflansch hin offene Reservoirraum
wird mit Wasser aus der Bypassleitung gespeist und der Reservoirraum
des Hahnkükens
kommuniziert mit der Elektrolysezelle. Dieser Reservoirraum dient
somit der Zuführung
des Wassers zur Elektrolysezelle, um die gewünschte Erzeugung von Ozon und/oder
Sauerstoff darin zu bewirken, wobei durch den Reservoirraum stets
eine ausreichende Menge an Wasser an der Elektrolysezelle vorgehalten
werden kann.
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Der Reservoirraum bildet bevorzugt
einen Teilabschnitt der Bypassleitung, d. h. er wird von dem durch
die Bypassleitung geführten
Wasser durchströmt.
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Hierzu wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Bypassleitung
innerhalb des Gehäuses
mit einem ersten von dem Durchströmkanal im Bereich des zulaufenden
Wassers abzweigenden Bypasskanal, der bis zu der das Hahnküken aufnehmenden Ausnehmung
durchgeht, und einem zweiten von dem Durchströmkanal im Bereich des ablaufenden
Wassers abzweigenden Bypasskanal, der ebenfalls bis zu der das Hahnküken aufnehmenden
Ausnehmung reicht, ausgebildet ist und das Hahnküken ausgehend von seinem Umfang
mit dem Kanal für
den Zulauf des Wassers in den Reservoirraum und mit dem Kanal für den Ablauf
des Wassers aus dem Reservoirraum bis zum Umfang des Hahnkükens ausgebildet
ist und je nach Schaltstellung des Ventils entsprechend der Drehposition
des Hahnkükens
um seine Längsachse
die Bypasskanäle
des Gehäuses
mit den Kanälen
des Hahnkükens
kommunizieren, wodurch die Bypassleitung ausgebildet wird.
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In bevorzugter Ausführung ist
vorgesehen, daß der
dem Ablauf des Wassers aus dem Reservoirraum dienerfde Kanal an
der obersten Stelle des Reservoirraumes abgeht und der für den Zulauf
des Wassers in den Reservoirraum ausgebildete Kanal im mittleren
Bereich des Reservoirraumes in denselben eintritt.
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Die Bypassleitung ist bevorzugt ebenso
wie die Versorgungsleitung innerhalb des Gehäuses des Ventils ausgebildet.
Die Bypassleitung umfaßt
einen Abschnitt für
den Zulauf des Wassers in Richtung Elektrolysezelle und einen Abschnitt
für den
Ablauf des mit Ozon und/oder Sauerstoff angereicherten Wassers aus
der Elektrolysezelle, die mit jeweils unterschiedlichen Umfangsbereichen
des Hahnkükens je
nach dessen Stellung kommunizieren. Das Hahnküken seinerseits weist entsprechend
einen Kanal für den
Zulauf des Wassers zur Elektrolysezelle und zur Kommunikation mit
einem Abschnitt der Bypassleitung in dem Gehäuse und einen weiteren KanaI
für den
Ablauf des von der Elektrolysezelle kommenden Wassers und zur Kommunikation
mit dem weiteren Bypasskanal in dem Gehäuse auf, sowie einen die beiden
Kanäle
des Hahnkükens
verbindenden, in dem Hahnküken
ausgebildeten Reservoirraum. Der Reservoirraum des Hahnkükens kommuniziert
direkt mit der Elektrolysezelle und das Wasser aus dem Reservoirraum
beaufschlagt unmittelbar die Anode der Elektrolysezelle.
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Die Elektrolysezelle kann einen an
sich bekannten Aufbau aufweisen, wie er beispielsweise in der
DE 196 06 606 A1 beschrieben
ist. Bevorzugt ist erfindungsgemäß ein mehrteiliger
Aufbau der Elektrolysezelle mit einer zwischen einer Anode und einer Kathode
angeordneten Feststoffelektrolytmembran, wobei die Anode mit dem
in den Reservoirraum des Hahnkükens
des Ventils geleiteten Wasser in Kontakt ist.
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In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist des weiteren vorgesehen, daß von
der Bypassleitung, die von der Elektrolysezelle zur Versorgungsleitung
für das
ablaufende Wasser zurückführt, eine
Abzweigleitung abgeht, die aus dem Gehäuse herausgeführt ist.
Durch diese Abzweigleitung kann mit Ozon und/oder Sauerstoff angereichertes Wasser
abgezweigt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung in weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
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1a die
Vorderansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon, Sauerstoff
und/oder Wasserstoff mit Ventil und Elektrolysezelle,
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1b die
Rückansicht
der Vorrichtung gemäß 1a,
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1c die
Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1a,
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2 den
Querschnitt CC durch die Vorrichtung gemäß den 1a bis 1c in
der Betriebsstellung mit geöffneter
Versorgungsleitung und geöffneter durchgängiger Bypassleitung,
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3 den
Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß 2, jedoch mit um 90° um die Längsachse gedrehtem Hahnküken, wobei
die Versorgungsleitung und die Bypassleitung unterbrochen, d. h.
geschlossen sind,
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4 den
Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß 2, jedoch mit um 180° um die Längsachse gedrehtem Hahnküken, wobei
die Versorgungsleitung geöffnet
ist und die Bypassleitung unterbrochen, d. h. geschlossen ist.
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In den 1a bis 1c ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Erzeugung von Ozon, Sauerstoff, Wasserstoff und/oder anderen Wasserelektrolyseprodukten
dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt ein Ventil 1, das
in einem Gehäuse 3 untergebracht
ist, das Gehäuse
3 wiederum ist in einer Halterung 33 befestigt. An dem
oberen aus dem Gehäuse 3 herausragenden
Ende des Ventils 1 ist ein Handgriff 10 angebracht,
mit dem das Ventil 1 um seine Längsachse M2 verdrehbar ist,
um verschiedene Schaltstellungen zu erreichen. Die Versorgungsleitung
ist mit ihrem Zulauf Z an das Gehäuse 3 angeschlossen
und wird über
den Ablauf A von dem Gehäuse 3 abgeführt. Das
Ventil 1 ragt an der Unterseite aus dem Gehäuse 3 mit
einem Anschlußflansch 110 heraus,
an dem die Elektrolysezelle 2, befestigt ist. Das Wasser
wird über
die Versorgungsleitung V in Pfeilrichtung P1 zugeführt und
gelangt durch das Gehäuse 3,
das Ventil 1 zur Elektrolysezelle 2 und von hier
zum Ablauf A und wird in Pfeilrichtung P2 abgeführt.
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In der 2 ist
die Vorrichtung in dem vertikalen Schnitt CC gemäß 1c in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Die Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse 3;
welches entlang einer horizontal verlaufenden Längsachse M1 den Durchströmkanal 30 für das Wasser aufweist,
der Durchströmkanal 30 bildet
einen Teil der Versorgungsleitung V. An den Durchströmkanal 30 schließt sich
auf einer Seite die Zulaufleitung Z und auf der gegenüberliegenden
Seite die Ablaufleitung A an. Durchströmkanal 30, Zulaufleitung
Z und Ablaufleitung A bilden die Versorgungsleitung V, durch welche
das Wasser in Richtung der Pfeile P1 zugeführt und in Richtung des Pfeiles
P2 abgeführt wird.
Die Versorgungsleitung ist beispielsweise als Ringleitung ausgebildet
und führt
zu den mit Ozon und/oder Sauerstoff angereichertem Wasser zu versorgenden
Geräten.
Die Vorrichtung umfaßt
des weiteren das Ventil 1, das als Kegelhahn mit einem Hahnküken 11 ausgebildet
ist, und das Hahnküken 11 ist
in der das Gehäuse 3 senkrecht
zu der Längsachse
M1 des Durchströmkanals 30 ausgebildeten durchgehenden
Ausnehmung 39 des Gehäuses 3 angeordnet.
Das Gehäuse 3 bildet
zugleich den Hahnkörper
für das
als Kegelhahn ausgebildete Ventil 1. Die Längsachse
M2 des Hahnkükens 11 erstreckt
sich senkrecht zu der Längsachse
M1 des Durchströmkanals 30 in
dem Gehäuse 3.
Das Hahnküken 11 ragt
mit seinem oberen Ende über
das Gehäuse 3 vor
und ragt ebenfalls mit seinem unteren Ende aus der Ausnehmung 39 des
Gehäuses 3 vor, wobei
am unteren Ende des Hahnkükens 11 ein
vorstehender Anschlußflansch 110 ausgebildet
ist.
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Des weiteren ist das Hahnküken 11 mit
einer Durchgangsbohrung 17 ausgebildet, die etwa im mittleren
Bereich angeordnet ist und sich quer zur Längsachse M2 des Hahnkükens 11 erstreckt
und achsparallel mit dem Durchströmkanal 30 des Gehäuses 3 verläuft. Die
Mittelachse M3 der Durchgangsbohrung 17 liegt deshalb in
der Ebene der Mittelachse M1 des Durchströmkanals 30 des Gehäuses 3.
Das Hahnküken 11 ist
des weiteren an seinem oberen aus dem Gehäuse 3 ragenden Ende
mit einem Hebel oder Handgriff 10 ausgestattet. Mit dem Handgriff 10 kann
das Hahnküken 11 um
seine Längsachse
M2 in dem Gehäuse 3 gedreht
werden. Das dem Handgriff 10 gegenüberliegende Ende des Hahnkükens 11 weist
an seinem stirnseitigen Ende den vorstehenden Anschlußflansch 110 auf.
Ausgehend von dem stirnseitigen Ende mit Anschlußflansch 110 ist eine
Ausnehmung 18 in dem Hahnküken 11 ausgebildet
nach Art eines Trichters, die als Reservoirraum 18 für das Wasser
dient. Von der Ausnehmung 18 gehen Kanäle 180, 181 ab,
die in einer Schnittebene betrachtet an einander gegenüberliegenden
Seiten der Ausnehmung 18 ausgebildet sind. Die Kanäle 180, 181 verlaufen
im wesentlichen quer zur Längsachse
M2 des Hahnkükens 11 und
sind bis zum Außenumfang
des Hahnkükens
durchgeführt. Der
eine Kanal 181, der als Ablaufkanal für das Ablaufen des mit Ozon
und/oder Sauerstoff angereicherten Wassers aus dem Reservoir in
die Versorgungsleitung dient, geht von dem tiefsten Bereich der Ausnehmung 18 ab,
d. h. dem höchsten
Punkt, während
der andere Kanal 180, der dem Zulauf des Wassers aus der
Versorgungsleitung in das Reservoir dient, ist etwa in einem mittleren
Bereich der Ausnehmung 18 ausgebildet. Die Kanäle 180 und 181 sind
in dem Hahnküken
im Bereich zwischen der Durchgangsbohrung 17 und dem Anschlußflansch 110 ausgebildet.
Das Hahnküken
ist gegenüber
der Ausnehmung 39 des Gehäuses mittels Dichtringen 37 abgedichtet.
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An dem Anschlußflansch 110 des Hahnkükens 11 ist
die Elektrolysezelle 2 befestigt, beispielsweise angeschraubt.
Die Elektrolysezelle 2 zur Erzeugung von Ozon und/oder
Sauerstoff im Wasser weist einen an sich bekannten mehrteiligen
Aufbau auf und umfaßt
als wesentliche Bauteile einen Anodenträger 20 zur Halterung
einer Anode 21 sowie einen Jochkörper 24 zur Halterung
einer Kathode 23, die gegeneinander verschraubt sind. Der
Anodenträger 20 ist
plattenförmig
und im mittleren Bereich mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 26 ausgebildet. Zwischen
Anode 21 und Kathode 23 ist eine Feststoffelektrolytmembran 22 angeordnet,
die die gewünschte
Erzeugung von Ozon und/oder Sauerstoff im Wasser bewirkt, wenn die
Elektrolysezelle 2 mit einer elektrischen Spannungsquelle
verbunden wird. Der Jochkörper 24 ist
nach außen
mit einer Kathodenabdeckung 28 versehen. Durch die Kathodenabdeckung 28 führen die
Bohrungen 27a und 27b, über die die Spannungsquelle
für die
Elektrolysezelle 2, die nicht dargestellt ist, mit jeweils
einer entsprechenden Zuleitung an den Anodenträger 20 bzw. den Jochkörper 24 für die Kathode 23 angebracht
werden kann. Man erkennt ferner eine Anschlußverschraubung 25, über welche
bei der Elektrolyse in der Elektrolysezelle 2 z. B. entstehender
Wasserstoff abgeführt
werden kann. Die Elektrolysezelle 2 ist mit dem Anodenträger 20 an
dem Anschlußflansch 110 des Hahnkükens 11 angeschraubt.
Die Feststoffelektrolytmembran 22 kommuniziert über die
Anode 21 und die Durchbrechungen 26 in dem Anodenträger 20 mit dem
Reservoirraum 28 des Hahnkükens 11 bzw. dem in
dem Reservoirraum 18 befindlichen Wasser. Die Elektrolysezelle
wird somit mit Wasser aus dem Reservoirraum 18 beaufschlagt.
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Für
die Zuführung
des in dem Gehäuse 3 in Pfeilrichtung
P1 ankommenden Wassers zu der Elektrolysezelle 2 ist innerhalb
des Gehäuses 3 eine
Bypassleitung zu dem die Versorgungsleitung bildenden Durchströmkanal 30 für das Wasser
ausgebildet. Die Bypassleitung umfaßt einen von dem Durchströmkanal 30 des
Gehäuses 3 an
die Zulaufleitung Z angrenzend abgezweigten Bypasskanal 31,
der bis zu der Ausnehmung 39 in dem Gehäuse 3, in welcher das
Hahnküken 11 sitzt,
geführt
ist, und einen weiteren von dem Durchströmkanal 30 nahe der
Ablaufleitung A abgezweigten Bypasskanal 32, der ebenfalls zu
der das Hahnküken 11 aufnehmenden
Ausnehmung 39 des Gehäuses 3 geführt ist.
Der für
den Ablauf des Wassers ausgebildete Bypasskanal 32 ist
in Flußrichtung
P1 des Wassers durch die Versorgungsleitung nach dem Hahnküken 11 und
der für den
Zulauf des Wassers ausgebildete Bypasskanal 31 ist in Flußrichtung
P1 des Wassers durch die Versorgungsleitung vor dem Hahnküken 11 ausgebildet.
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In der in der 2 dargestellten Stellung des Ventils
ist die Bypassleitung durchgängig,
d. h. geöffnet.
Die Bypassleitung wird hierbei von dem Bypasskanal 31 ausgehend
von dem Durchströmkanal 30, dem
Kanal 180 des Hahnkükens,
dem Reservoirraum 18 des Hahnkükens, dem aus dem obersten
Bereich des Hahnkükens
abzweigenden Kanal 181 und dem hiermit kommunizierenden
Bypasskanal 32, der wieder in den Durchströmkanal 30 mündet, gebildet.
Die Einmündungen
der Bypasskanäle 31 und 32 in
die Ausnehmung 39, in welcher das Hahnküken 11 sitzt, sind
so angeordnet, daß sie
mit den Eintritten und Austritten der Kanäle 180 bzw. 181 des
Hahnkükens,
die zum Reservoirraum 18 führen, kommunizieren können, wie
in der 2 ersichtlich. Das
aus der Versorgungsleitung und dem Durchströmkanal 30 abgezweigte
Wasser fließt
nun in Pfeilrichtung P1' durch
die Bypassleitung und gelangt in den Reservoirraum 18,
von wo es in Kontakt mit der angeschlossenen Elektrolysezelle 2 kommt.
Der hierbei entstehende Ozon und/oder Sauerstoff steigt durch das
Wasser des Reservoirs 18 an die oberste Stelle und wird
nun zusammen mit Wasser wieder durch den Kanal 181 und
den Bypasskanal 32 in Pfeilrichtung P2' in den Durchströmkanal 30 und die Versorgungsleitung
eingeführt
und kann nun in Pfeilrichtung P2 zu den gewünschten Geräten geleitet werden.
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Zur Aufrechterhaltung des Flusses
in Richtung P1, P2 in der Versorgungsleitung V ist eine hier nicht
dargestellte, der Versorgungsleitung zugeordnete Pumpe vorgesehen.
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Das in der Versorgungsleitung V in
Pfeilrichtung P1 dem Gehäuse 3 zugeführte Wasser
wird durch Abzweigung aus der Versorgungsleitung über die Bypassleitung
der Elektrolysezelle 2 zugeführt und nach Anreicherung mit
Ozon und/oder Sauerstoff wieder zurück in die Versorgungsleitung
im Kreislauf weitergeführt.
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Die Bypassleitung wird also von dem
Bypasskanal 31 in dem Gehäuse 3, dem Zulaufkanal 180 des
Hahnkükens,
dem Reservoirraum 18, dem Ablaufkanal 180 des
Hahnkükens
und dem Bypasskanal 32 in dem Gehäuse zum Durchströmkanal 30 gebildet.
Wasser wird somit aus der Versorgungsleitung über den Bypasskanal 31 abgezweigt
und nach Impfung mit Ozon und/oder Sauerstoff über den Bypasskanal 32 dem
Durchströmkanal 30 und
der Versorgungsleitung V wieder zugeführt.
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In der 1 und 2 ist die Schaltstellung des
Ventils und Hahnkükens 11 dargestellt,
bei der mit der Vorrichtung fortlaufend Wasser mit in der Elektrolysezelle 2 erzeugtem
Ozon und/oder Sauerstoff angereichert wird. Dies ist die normale
Operation bei geöffnetem
Ventil, die als erste Schaltstellung bezeichnet wird.
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Zur Unterbrechung der Bypassleitung 31, 180, 18, 181, 32 oder
Unterbrechung des Durchströmkanals 30 muß die Stellung
es Hahnkükens 11 in
dem Gehäuse 3 durch
Verdrehen des Hahnkükens um
seine Längsachse
M2 geändert
werden. Zur Veränderung
der Schaltstellungen ist das Hahnküken 11 um seine Längsachse
M2 drehbar im Gehäuse 3 gelagert. Über das
obere aus dem Gehäuse 3 ragende Ende
des Hahnkükens 11 ist
daher eine erste untere Nockenscheibe 15 und hierauf eine
zweite obere Nockenscheibe 14 gelegt und gegen den Druck
einer darüber
angeordneten Druckfeder 12 mit einer Hutmutter 13 gegen
das Gehäuse 3 verschraubt.
Damit ist das Hahnküken 11 um
seine Längsachse
M2 drehbar befestigt. Für
die manuelle Betätigung
des Hahnkükens
ist ein Handgriff 10 vorgesehen, der über Schrauben 150 mit
der oberen und unteren Nockenscheibe 14, 15 fest
verbunden ist.
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Wird nun der Handgriff 10 gemäß der Position
von 2 um 90° gedreht
und damit das Hahnküken 11 ebenfalls
um 90° um
seine Längsachse
M2 gedreht, erhält
man die Betriebsposition gemäß 3. 3 zeigt das Ventil 1 in geschlossener
Stellung, d. h. der Durchströmkanal 30 ist
unterbrochen, des weiteren ist auch die Bypassleitung unterbrochen,
d. h. die Kanäle 180 und 181 kommunizieren nicht
mehr mit den Bypasskanälen 31, 32 des
Gehäuses 3.
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Wird der Handgriff 10 gemäß 2 um 180° gedreht und damit ebenfalls
das Hahnküken 11 um 180° um seine
Längsachse
M2 gedreht, erhält
man die dritte Schaltstellung und Position gemäß 4. 4 zeigt
das Ventil in geöffneter
Position, d. h. der Durchströmkanal 30 ist
offen und das Wasser kann durch die Versorgungsleitung V durch das
Gehäuse 3 und
das Ventil hindurchfließen
in Pfeilrichtung P1, P2. Jedoch ist die Bypassleitung unterbrochen,
d. h. es kann kein Wasser über
die Bypassleitung 31 abgezweigt werden, da die Bypassleitung
im Bereich des Hahnkükens 11 unterbrochen
und verschlossen ist.
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Bei geöffnetem Ventil ist die Durchgangsbohrung 17 des
Hahnkükens 11 so
ausgerichtet, daß sie mit
ihrer Längsachse
M2 mit der Längsachse
M1 des Durchströmkanals 30 fluchtet
und ein Durchströmen des
Wassers durch den Durchströmkanal 30 der
Versorgungsleitung V gemäß Pfeilen
P1 und P2 ermöglicht
ist.
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In dieser dritten Schaltstellung
gemäß 4 ist jedoch die Bypassleitung
unterbrochen, da der Zulaufkanal 180 und der Ablaufkanal 181 des
Hahnkükens 11 nicht
mehr mit dem Bypasskanal 31 bzw. dem Bypasskanal 32 kommunizieren.
Die über
den Reservoirraum 18 geführte Bypassleitung ist gemäß 4 unterbrochen und folglich
wird die Elektrolysezelle 2 nicht weiter mit Wasser beaufschlagt.
In dieser Schaltstellung gemäß 4 ist damit ein nach wie vor
ungehinderter Durchfluß des
Wassers durch den Durchströmkanal 30 der
Versorgungsleitung ermöglicht,
jedoch ist die Elektrolysezelle 2 gegenüber der Beaufschlagung mit
Wasser über
die Bypassleitung abgedichtet, so daß beispielsweise Wartungsarbeiten
an der Elektrolysezelle 2 durchgeführt werden können, ohne
daß es
zu einem Austritt von Wasser aus der Versorgungsleitung kommt.
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In der 3 ist
eine zwischen den Schaltstellungen gemäß 2 und 4 liegende
zweite Schaltstellung dargestellt, bei der das Hahnküken 11 um
jeweils 90° (nach
rechts oder links) gegenüber den
Schaltstellungen gemäß 2 und 4 gedreht ist. In dieser dargestellten
Schaltstellung ist nicht nur die Bypassleitung zwischen dem Bypasskanal 31 und
dem Bypasskanal 32 unterbrochen, sondern auch die Durchgangsbohrung 17 des
Hahnkükens 11,
welche dem Durchströmkanal 30 der
Versorgungsleitung zugeordnet ist, erstreckt sich quer zur Längsachse
M1 derselben, so daß kein
Durchtreten von Wasser durch den Durchströmkanal 30 der Versorgungsleitung
ermöglicht
ist. In dieser in der 3 dargestellten
Schaltstellung ist demnach sowohl der Durchfluß von Wasser durch den Durchströmkanal 30 der
Versorgungsleitung als auch durch die Bypassleitung unterbrochen,
so daß die
gesamte Vorrichtung außer
Funktion gesetzt ist.
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Die vorangehend erläuterten
unterschiedlichen Schaltstellungen, die allesamt durch jeweils 90°-Drehungen
des Hahnkükens 11 um
seine Längsachse
M2 aufeinanderfolgend erreichbar sind, werden zusätzlich durch
einen Rastmechanismus kenntlich gemacht, so daß der Handgriff 10 zur
Betätigung des
Hahnkükens 11 in
jeder der gezeigten Schaltstellungen einrastet. Zu diesem Zweck
ist die untere Nockenscheibe 15 mit insgesamt vier auf
einer gemeinsamen Kreislinie liegenden und jeweils 90°-Winkel einschließenden Bohrungen 155 versehen,
in die mit Federn 16a belastete Rastkugeln 16 beim
Erreichen einer gewünschten
Schaltstellung einrasten. Die federbelasteten Rastkugeln 16 sind
hierzu oberseitig in das Gehäuse 3 in
entsprechende Sacklochbohrungen 16b eingebracht. Zusätzlich können auch
hier nicht näher
dargestellte Schalteinrichtungen vorgesehen sein, z. B. Mikroschalter,
die die jeweils aktivierte Schaltstellung des Ventils 1 erfassen
und an eine Steuerung der Elektrolysezelle 2 weitermelden können, so
daß beispielsweise
in Abhängigkeit
von der Schaltstellung des Ventils 1 die Elektrolysezelle 2 mit
elektrischer Spannung beaufschlagt werden kann oder nicht.
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Des weiteren ist eine Abzweigleitung 4 vorgesehen,
siehe Figuren, die von dem Bypasskanal 32 abgeht. In dem
Bypasskanal 32 wird das mit Ozon und/oder Sauerstoff angereicherte
Wasser wieder der Versorgungsleitung zugeführt. Somit ist es möglich, an
dieser Stelle mit Ozon und/oder Sauerstoff angereichertes Wasser
aus dem Bypasskanal 32 abzuzweigen und einer andere Verwendung
als der Versorgungsleitung V zuzuleiten.
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Die Abzweigleitung 4 führt von
dem Bypasskanal 32 durch das Gehäuse 3 und endet in
einem Anschluß 40,
siehe 1 b, für eine nicht
dargestellte Leitung mit einer kleinen Abzweigpumpe. Von dem Anschluß 40 wird
das über
die Abzweigleitung 4 abgeführte Wasser mit Ozon und/oder
Sauerstoff, beispielsweise einem Puffertank oder einem Sterilisationsgerät zugeführt. Auch
wenn die Versorgungsleitung V abgestellt wird, ist es möglich, mit
Ozon und/oder Sauerstoff angereichertes Wasser aus der Abzweigleitung 4 mittels
einer Abzweigpumpe zu entnehmen.
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Die gesamte Vorrichtung ist mittels
einer am Gehäuse 3 angeschraubten
rahmenartigen Halterung 33 z. B. auf einer Unterlage oder
einer Wand in der gewünschten
Einbaulage universell befestigbar.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
insbesondere vollentsalztes Wasser, Reinwasser bzw. Reinstwasser
oder auch andere Wasserqualitäten
je nach Art der eingesetzten Elektrolysezelle z. B. für Anwendungen
in der kosmetischen, pharmazeutischen, Elektronik- oder Halbleiterindustrie
sowie der Medizintechnik behandelt werden. Auch sind Anwendungen
für Prozesswasser,
Trinkwasser, Brauchwasser und Abwasser denkbar.