-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung von Flüssigkeiten, insbesondere von in einem Kreislauf geführtem Wasser von Aquarien oder Teichen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Stand der Technik
-
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise bekannt aus den Druckschriften
EP 0 427 432 B1 ,
EP 0 846 663 A2 und
DE 10 2005 046 809 B4 . Das Leuchtmittel strahlt in der Regel UV-C-Licht ab, welches besonders gut für eine Entkeimung geeignet ist. Der Wellenlängenbereich von UV-C-Licht liegt zwischen 200 und 280 nm, wobei sich 253,7 nm gut für die Entkeimung bewährt haben. In diesen Druckschriften wird das Leuchtmittel von einer zylinderförmigen Trennwand umgeben. Die Trennwand ist als einseitig geschlossener Glaskolben ausgebildet, wenn die elektrischen Anschlüsse des länglichen Leuchtmittels an einem Ende des Leuchtmittels angeordnet sind. Es sind aber auch Ausführungsformen bekannt, bei denen das Leuchtmittel an beiden Seiten mit elektrischen Anschlüssen versehen ist und die Trennwand als beidseitig offener Hohlzylinder ausgebildet ist. Die Gehäuse dieser Vorrichtungen bestehen in der Regel aus Kunststoff. Es wurden Probleme mit der Haltbarkeit der Gehäuse beobachtet, da Kunststoffe in der Regel nicht beständig gegenüber UV-C-Strahlung sind.
-
In der Druckschrift
DE 30 13 892 A1 wird vorgeschlagen, ein Außengehäuse aus Kunststoff mit einer reflektierenden Platte auszukleiden. Dies reduziert zwar die Strahlungsbelastung des Kunststoffes, ist aber aufwendig in der Herstellung. Außerdem hat die reflektierende Platte Kontakt mit dem Wasser, welches das Gehäuse durchströmt. Wird die Platte aus Metall gefertigt, so weist diese insbesondere bei der Bestrahlung von Salzwasser keine ausreichende Beständigkeit gegenüber dem zu reinigenden Wasser auf.
-
Ein Gehäuse mit Kopfteil und Fußteil, die in Längsrichtung aufeinander folgen, ist aus der Druckschrift
DE 10 2005 046 809 B4 bekannt.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Gehäuse flexibler zu gestalten und insbesondere die Verwendung von Leuchtmitteln mit unterschiedlicher Länge zu ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Das Gehäuse weist mindestens ein Zwischenteil auf, das zwischen Fußteil und Kopfteil befestigt ist. Auch das Zwischenteil wird vorzugsweise an einem Ende mit dem Fußteil und am anderen Ende mit dem Kopfteil verschraubt. Eine derartige modulare Anordnung des Gehäuses ermöglicht bei identischen Bauteilen die Verwirklichung mehrerer Entkeimungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Leistungsstufen. Leuchtmittel mit einer Leistung von beispielsweise 5 W oder 11 W weisen eine relativ kurze Länge auf und können in ein Gehäuse aufgenommen werden, das nur aus Fußzeile und Kopfteil besteht. Leuchtmittel mit einer Leistung von 18 W oder 36 W weisen eine größere Länge auf. Hier kann ein im Wesentlichen rohrförmiges Zwischenteil zwischen Kopfteil und Fußteil gefügt werden. Das Zwischenteil weist in der Praxis ein Außengewinde an einem Ende und ein Gewinde am anderen Ende auf. Diese Gewinde wirken mit komplementären Gewinden am Kopfteil und am Fußteil zusammen. Es können auch mehrere Zwischenteile miteinander verschraubt werden und zwischen die Kopf- und Fußteile eingefügt werden, wenn die Länge des Leuchtmittels es erfordert.
-
Insbesondere soll das modulare Gehäuse bei einer Vorrichtung zum Einsatz kommen, die bei hoher Effektivität der Entkeimungswirkung und geringen Fertigungskosten eine hohe Lebensdauer aufweist.
-
Dies wird dadurch erreicht, dass in dem Gehäuse ein Glasrohr angeordnet ist, wobei das Glasrohr
- – die Trennwand umgibt,
- – die Außenwand des Nassraums bildet,
- – eine reflektierende Schicht aufweist und
- – an seinen Enden gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sind.
-
Mit anderen Worten steht die Flüssigkeit, welche das Gehäuse durchströmt, nicht mehr in unmittelbarem Kontakt mit der Außenwand des Gehäuses. Stattdessen ist innerhalb des Gehäuses ein Glasrohr angeordnet, welches an beiden stirnseitigen Enden gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist. Glas hat eine sehr hohe chemische Beständigkeit und auch eine Beständigkeit gegen UV-Strahlen. Da das Glasrohr reflektierend ausgebildet ist, erreicht keine UV-Strahlung die Seitenwand des Gehäuses. Die Lebensdauer des Gehäuses wird auf diese Weise erheblich gesteigert.
-
Das Glasrohr durchragt vorzugsweise auch das Zwischenteil des Gehäuses. Lediglich die innere Stirnfläche des Gehäuses ist der Strömung des Wassers und der UV-C-Strahlung noch ausgesetzt. Die verwendeten Doppelrohr-UV-C-Lampen strahlen aber hauptsächlich in radialer Richtung ab, so dass die stirnseitige Strahlung, welche noch auf das Gehäuse trifft, weitgehend unschädlich ist.
-
Das reflektierende Glasrohr kann beispielsweise an seiner Außenseite mit einer reflektierenden Metallschicht bedampft oder auf andere Weise beschichtet sein. Es ist aber auch möglich, das Glasrohr mit einer reflektierenden Schicht zu ummanteln, so das keine UV-C-Strahlung nach außen tritt. Eine Metallfolie oder ein dünnes Metallblech können um das Glasrohr gewickelt und dort fixiert werden.
-
Die reflektierende Eigenschaft des Glasrohrs oder der auf seiner Außenseite aufgebrachten reflektierenden Schicht verhindert nicht nur eine Beeinträchtigung des Kunststoffes aufgrund der UV-C-Strahlen. Durch das Reflektieren der durch den Nassraum hindurchgetretenen UV-C-Strahlen wird auch die Gesamt-Bestrahlungsleistung erhöht, die auf das Wasser einwirkt, welches den von dem reflektierenden Glasrohr umgebenen Nassraum durchfließt.
-
Die Abdichtung gegenüber dem Gehäuse erfolgt vorzugsweise durch Dichtringe aus Gummi. Beide Enden des Glasrohrs können sich über Gummiringe an Dichtflächen des Gehäuses abstützen.
-
Wie erwähnt, kann das Gehäuse aus Kunststoff bestehen.
-
Der Nassraum kann in der Praxis ein länglicher Raum mit im Wesentlichen ringförmigem Querschnitt zwischen dem Glasrohr und der Trennwand sein, dessen maximale radiale Erstreckung zwischen 5 und 25 mm und vorzugsweise bei 10 mm liegt. Vorzugsweise weist der Nassraum eine konstante radiale Erstreckung auf und hat einen kreisringförmigen Querschnitt. Durch die Beschränkung der radialen Erstreckung des Nassraums wird vermieden, dass innerhalb des Nassraums Bereiche entstehen, die einen unzulässig großen Abstand zu dem Leuchtmittel aufweisen und daher nicht ausreichend durch Bestrahlung von UV-C-Strahlen behandelt werden. Bei einem kreisringförmigen Nassraum mit einer radialen Erstreckung von 10 mm lässt sich eine sehr homogene und wirkungsvolle Bestrahlung des durch den Nassraum strömenden Wassers erreichen.
-
Wie bei dem Stand der Technik, kann die Trennwand ein im Inneren des Nassraums angeordneter, einseitig geschlossener Kolben mit zylindrischem Querschnitt sein. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass beide Stromanschlüsse des Leuchtmittels auf der gleichen Seite angeordnet sind, wie dies häufig bei Doppelrohr-UV-C-Lampen der Fall ist. Die Trennwand besteht vorzugsweise auch aus Glas. Sowohl für die Fertigung der Trennwand als auch für die Fertigung des Glasrohrs wird insbesondere ein Quarzglas verwendet, welches für UV-C-Strahlen eine besonders hohe Durchlässigkeit aufweist.
-
In der Praxis kann das vom Glasrohr umgebene Volumen an einem ersten axialen Ende mit einem ersten Schlauchanschluss an einer Seitenwand des Gehäuses verbunden sein. Das vom Glasrohr umgebene Volumen kann an einem zweiten axialen Ende mit einem Schlauchanschluss an einer ersten Stirnwand des Gehäuses verbunden sein. Die Stromzufuhr für das Leuchtmittel kann in dem Gehäuse an dessen Ende angeordnet sein, das der ersten Stirnwand gegenüber liegt. Dadurch, dass das Wasser im Bereich eines Gehäuseendes radial in den Nassraum strömt, kann in der axialen Verlängerung des Nassraums die Stromversorgung für das Leuchtmittel, insbesondere das Vorschaltgerät, angeordnet werden. Das Ausströmen der Flüssigkeit aus dem Nassraum erfolgt im Wesentlichen in axialer Richtung. Die Anordnung eines radialen Schlauchanschlusses und eines axialen Schlauchanschlusses erlaubt eine flexible Verwendung der hier beschriebenen Vorrichtung. Grundsätzlich ist zu bevorzugen, dass die Auslassöffnung, durch welche die Flüssigkeit aus dem Nassraum heraustritt, an der höchsten Stelle des Nassraums liegt. Wenn die Vorrichtung vertikal montiert wird, d.h., wenn sich die Längsachse des Nassraums von unten nach oben in vertikaler Richtung erstreckt, ist der stirnseitige Schlauchanschluss oben anzubringen. Durch diesen kann dann die Ausströmung erfolgen. Wenn dagegen die hier beschriebene Vorrichtung horizontal angeordnet wird, d.h., wenn die Längsachse des Nassraums in horizontaler Richtung verläuft, kann das Gehäuse so gedreht werden, dass der sich radial erstreckende Schlauchanschluss am oberen Ende des Gehäuses liegt und den Auslass für die Flüssigkeit bildet. Die Zuströmung erfolgt dann durch die Stirnseite. Dadurch, dass die Auslassöffnung, aus der die Flüssigkeit aus dem Nassraum austritt, an der höchsten Stelle liegt, werden eventuelle Lufteinschlüsse oder Gasblasen, die in den Nassraum eintreten, mit der Flüssigkeit in Strömungsrichtung nach oben aus dem Nassraum heraus strömen. Es ist nicht zu befürchten, dass sich Gasblasen bilden, die dauerhaft im Nassraum eingeschlossen bleiben.
-
In der Praxis kann die hier beschriebene Vorrichtung folgende Merkmale umfassen:
- – das Gehäuse besteht aus einem Fußteil und einem Kopfteil, welche in axialer Richtung aufeinanderfolgen und miteinander verbunden sind,
- – das Fußteil weist einen ersten Schlauchanschluss und das Kopfteil weist einen zweiten Schlauchanschluss auf,
- – an dem Fußteil ist das Leuchtmittel und die Trennwand befestigt und
- – das Glasrohr erstreckt sich zumindest durch einen Abschnitt des Kopfteils.
-
Diese axiale Aufteilung des Gehäuses erlaubt eine optimale Montage des Gehäuses. An den Fußteil des Gehäuses wird das Leuchtmittel und die das leuchtmittelgebende Trennwand (Glaskolben) befestigt, welche den Trockenraum abgrenzt. Das Glasrohr wird über die Trennwand geschoben und liegt vorzugsweise über einen Gummi-Dichtring mit einem ersten Ende gegen eine radiale Wand des Fußteils an. Anschließend wird das Kopfteil über das Glasrohr geschoben. Sowohl das Kopfteil als auch das Fußteil sind länglich ausgebildet und weisen einen Abschnitt des Aufnahmeraums für das Glasrohr auf. Im Kopfteil ist eine zweite radiale Wand, gegen welche ein zweites Ende des Glasrohrs anliegt. Auch hier ist vorzugsweise ein Gummi-Dichtring zwischen dem Ende des Glasrohrs und der radialen Wand angeordnet. Die Strömungswege, welche von den Schlauchanschlüssen in den Innenraum des Glasrohrs führen, münden innerhalb der Bereiche der radialen Wände, gegen die die Dichtungen anliegen.
-
In der Praxis können die zwei Teile des Gehäuses, d.h. das Kopfteil und das Fußteil durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden werden.
-
In Längsrichtung wird ein Ende des Gehäuses, nämlich das Ende, welches der ersten Stirnwand mit dem Schlauchanschluss gegenüberliegt, von einem Gehäuse für ein Vorschaltgerät des Leuchtmittels verschlossen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt eine dreidimensionale Seitenansicht einer Entkeimungsvorrichtung.
-
2 zeigt eine Explosionszeichnung der Bauelemente der Entkeimungsvorrichtung aus 1 ohne Leuchtmittel.
-
3 zeigt eine Explosionszeichnung der Entkeimungsvorrichtung aus 1 mit Leuchtmittel und Trennwand für den Trockenraum.
-
4 zeigt eine geschnittene Darstellung des Kopfteils des Gehäuses mit darin befindlichem Leuchtmittel.
-
5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer zweiten Ausführungsform der hier beschriebenen Vorrichtung.
-
6 zeigt eine Explosionszeichnung der Bauelemente der Vorrichtung aus 5.
-
Beschreibung der Ausführungsformen
-
Die in der 1 dargestellte Vorrichtung wird handelsüblich als Wasserklärer oder Entkeimungsanlage bezeichnet. Sie wird von einer Flüssigkeit, insbesondere Teichwasser oder Aquarienwasser, durchströmt, wobei die Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses des Wasserklärers an einem Leuchtmittel vorbeiströmt, das UV-C-Strahlen abstrahlt. Die UV-C-Strahlen töten zuverlässig Algenzellen, Bakterien, Pilzsporen und andere Kleinstlebewesen in dem Wasser.
-
Die Vorrichtung aus den 1–4 weist ein Gehäuse 1 aus Kunststoff auf. In der 1 ist das Gehäuse 1 mittels eines Wandhalters 2 und eines kleinen Hügels 3 festgelegt, sodass es an einem geeigneten Ort montiert werden kann.
-
Das Gehäuse 1 besteht aus einem Kopfteil 4 und einem Fußteil 5. Das Kopfteil 4 weist an seinem stirnseitigen Ende ein Außengewinde 6 für einen Schlauchanschluss 7 (3) auf. Der Schlauchanschluss 7 weist drei unterschiedliche Durchmesserstufen auf, damit Schläuche mit unterschiedlichen Durchmessern angeschlossen werden können. Selbstverständlich können alternative Schlauchanschlüsse verwendet werden, die das Anschließen von kleineren oder größeren Schläuchen ermöglichen.
-
Das Fußteil 5 des Gehäuses 1 weist einen sich radial zur Strömungsrichtung und zur Längsrichtung des Gehäuses 1 erstreckenden Stutzen mit einem Außengewinde 8 auf. Auf das Außengewinde 8 kann ein sich radial erstreckender Schlauchanschluss 9 aufgeschraubt werden. Dieser Schlauchanschluss 9 erstreckt sich folglich in radialer Richtung von einer Seitenwand bzw. einem seitlichen Wandabschnitt der zylinderförmigen Wand des Fußteils 5 des Gehäuses 1. Das im Wesentlichen rohrförmige Fußteil 5 des Gehäuses 1 weist an seinem von dem Kopfteil 4 abgewandten Ende einen Verbindungsring 10 auf, der eine Verbindung mit dem Gehäuse des Vorschaltgeräts 11 für das Leuchtmittel 12 ermöglicht. Das Gehäuse des Vorschaltgeräts 11 weist Vorsprünge auf, die mit komplementären Aufnahmen des Verbindungsrings 10 nach Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirken.
-
An dem Gehäuse des Vorschaltgeräts 11 ist das Leuchtmittel 12 sowie die das Leuchtmittel 12 umgebende Trennwand 13 befestigt, welche von einem einseitig geschlossenen Glaskolben 13 gebildet wird. Der Glaskolben 13 weist an seinem offenen Ende eine Dichtmanschette 14 aus Gummi auf, welche flüssigkeitsdicht in eine zylindrische Aufnahme 15 am Gehäuse des Vorschaltgeräts 11 einsteckbar ist. Eine Überwurfmutter 16 fixiert den Glaskolben 13 an einem Außengewinde 17 des Gehäuses des Vorschaltgeräts 11. Ein Abstandhalter 18 aus Kunststoff wird auf das freie Ende des Leuchtmittels 12 gesteckt und positioniert dieses mittig im geschlossenen Ende des Glaskolbens 13. Dichtringe 19, 20 und 21 sorgen dafür, dass die Schraubverbindungen der Schlauchanschlüsse 7, 9 und des Gehäuses des Vorschaltgeräts 11 dicht sind.
-
In 2 ist ferner das Glasrohr 22 zu erkennen, das die äußere Begrenzung des Nassraums bildet. An seiner Außenwand ist eine Schicht aus reflektierendem Material aufgebracht. Es handelt sich im vorliegenden Fall um eine dünne Metallfolie 23. An den zwei stirnseitigen Enden des Glasrohrs 22 sind zwei Dichtringe 24, 25 aus Gummi vorgesehen, welche auf die Enden des Glasrohrs 22 aufgesteckt werden. Die Dichtringe aus Gummi 24, 25 weisen jeweils eine Nut auf, in welche einige Millimeter des Endes des Glasrohrs 22 eingesteckt werden. Diese Nuten fixieren gleichzeitig die Metallfolie 23, welche sich über die gesamte Länge des Glasrohrs 22 erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann die Metallfolie 23 verklebt oder auf sonstige Weise an dem Glasrohr 22 fixiert werden. Es ist auch möglich, eine Metallschicht auf das Glasrohr 22 aufzudampfen. Eine derartig feste Verbindung ist allerdings nicht zwingend erforderlich, weil die Metallfolie 23 oder eine sonstige Metallschicht nicht der Strömung ausgesetzt ist und folglich während des Betriebs der Vorrichtung nicht belastet oder verschlissen wird.
-
Zum Verbinden des Kopfteils 4 mit dem Fußteil 5 des Gehäuses 1 weist das Fußteil 5 ein Außengewinde 26 und das Kopfteil 4 ein Innengewinde 27 auf. Beim Verschrauben des Außengewindes 26 mit dem Innengewinde 27 wird zum einen die sich radial erstreckende Stirnwand 28 des Kopfteils 4 mit dem Schlauchanschluss 7, und zum anderen eine sich um einige Millimeter radial nach innen erstreckende ringförmige Wand in dem Fußteil 5 gegen die Dichtringe 25 und 24 gedrückt. Das Glasrohr wird auf diese Weise in axialer Richtung eingeklemmt. Das Glasrohr 22 ist über die Dichtringe 24, 25 wirksam gegenüber der äußeren Wand des Gehäuses 1 abgedichtet. Der Fluidstrom von dem radialen Schlauchanschluss 9 am Fußteil 5 verläuft an der Überwurfmutter 16, mit der der Glaskolben 13 an dem Außengewinde 17 verschraubt ist vorbei in den Nassraum 29 zwischen Glaskolben 13 und Glasrohr 22. Im Bereich der Stirnwand 28 des Kopfteils tritt der Fluidstrom aus mindestens einer Durchtrittsöffnung in der Stirnwand 28 aus, welche von dem Außengewinde 6 umgeben wird und in den Schlauchanschluss 7 mündet. Bei umgekehrter Strömungsrichtung tritt die Strömung stirnseitig ein und durch den sich radial erstreckenden Schlauchanschluss 9 am Fußteil 5 aus.
-
4 zeigt eine geschnittene Darstellung des Kopfteils 4 des Gehäuses 1. Der Nassraum 30, der von dem Wasser in axialer Richtung durchströmt wird, ist außen dicht durch das Glasrohr 22 begrenzt. An der Innenseite begrenzt die Trennwand 13 (Glaskolben) den Nassraum 30 und grenzt diesen von den Trockenraum 29 ab, in dem das Leuchtmittel 12 angeordnet ist.
-
Es ist zu erkennen, dass der Nassraum 30 einen kreisringförmigen Querschnitt hat und sich zu allen Seiten über eine Strecke von etwa 10 mm in radialer Richtung erstreckt. Durch die geringe Erstreckung des Nassraums 30 in radialer Richtung werden auch die äußeren Bereiche des Nassraums 30 mit hinreichend intensiver UV-Strahlung bestrahlt. Hinzu kommt, dass die reflektierende Schicht 23 UV-Strahlung zurück in Richtung des Leuchtmittels 12 wirft und die Bestrahlungsintensität am Randbereich des Nassraums 30 nahe dem Glasrohr 22 zusätzlich intensiviert. Die hier vorgeschlagene Konstruktion bewirkt folglich, dass über den gesamten Querschnitt des Nassraums 30 eine intensive Bestrahlung und wirkungsvolle Keimabtötung erfolgt.
-
Die 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform der Vorrichtung aus den 1 bis 4. Gleiche Bauelemente sind hier mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied ist die größere Länge des Leuchtmittels 12', des Glaskolbens 13' und des mit Metallfolie 23' ummantelten Glasrohrs 22'. Um diese längeren Bauelemente aufzunehmen, weist das Gehäuse 1' zwei zusätzliche Zwischenteile 31 auf. Die zusätzlichen Zwischenteile 31 haben im Wesentlichen eine rohrförmige Gestalt und weisen an ihren axialen Enden jeweils ein Außengewinde 32 und ein Innengewinde 33 auf. Das Außengewinde 32 des Zwischenteils 31 entspricht dem Außengewinde 26 des Fußteils 5. Das Innengewinde 33 des Zwischenteils 31 entspricht dem Innengewinde 27 des Kopfteils 4. Auf diese Weise kann das Gehäuse 1‘ durch Zwischenfügen mehrerer Zwischenteile 31 verlängert werden, so dass es Leuchtmittel 12‘ mit variabler Länge aufnehmen kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 1'
- Gehäuse
- 2
- Wandhalter
- 3
- Klemmbügel
- 4
- Kopfteil
- 5
- Fußteil
- 6
- Außengewinde
- 7
- Schlauchanschluss
- 8
- Außengewinde
- 9
- Schlauchanschluss
- 10
- Verbindungsring
- 11
- Gehäuse des Vorschaltgeräts
- 12, 12'
- Leuchtmittel
- 13, 13'
- Trennwand, Glaskolben
- 14
- Dichtmanschette
- 15
- zylindrische Aufnahme
- 16
- Überwurfmutter
- 17
- Außengewinde
- 18
- Abstandhalter
- 19
- Dichtring
- 20
- Dichtring
- 21
- Dichtring
- 22, 22'
- Glasrohr
- 23, 23'
- Metallfolie, reflektierende Schicht
- 24
- Dichtring aus Gummi
- 25
- Dichtring aus Gummi
- 26
- Außengewinde
- 27
- Innengewinde
- 28
- Stirnwand
- 29
- Nassraum
- 30
- Trockenraum
- 31
- Zwischenteil
- 32
- Außengewinde
- 33
- Innengewinde
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0427432 B1 [0002]
- EP 0846663 A2 [0002]
- DE 102005046809 B4 [0002, 0004]
- DE 3013892 A1 [0003]
