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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wasserbehandlung im allgemeinen
und besonders eine Vorrichtung zur Vernichtung und Beseitigung von
gegebenenfalls pathogenen Mikroorganismen, die darin enthalten sein
könnten.
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Bekannt
ist bereits beispielsweise aus dem Dokument EP-A-0 766 647 eine
Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten, welche organische
Stoffe und/oder Mikroorganismen enthalten, welche eine Fläche aufweist, über die
man die Flüssigkeit
fließen läßt und welche
einen Halbleiterfilm trägt,
der so bestrahlt wird, daß eine
photochemische Reaktion eintritt. An das Halbleitermaterial wird
eine Spannung angelegt, um dafür
zu sorgen, daß die
von der Reaktion freigesetzten Elektronen vom Halbleiter abtransportiert
werden. Eine solche Vorrichtung verwendet einen Halbleiterfilm,
der thermisch oder mit Hilfe eines Aerogels gebildet ist. Diese
Vorrichtung wird verwendet, um organische Lösungen zu zersetzen oder die
Mikroorganismen aus Wasser zu entfernen, um beispielsweise Abwässer zu
reinigen, welche organische Reste oder Verbindungen enthalten, und
um daraus die pathogenen Bakterien zu entfernen.
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In
diese bekannten Vorrichtungen ist abgesehen von ihren verhältnismäßig hohen
Kosten die Reinigungs- oder Behandlungswirkung begrenzt auf eine
aktive Zone, was zur Folge hat, daß man die Entwicklung der Mikroorganismen
stromabwärts
von der Behandlungszone nicht kontrollieren kann und auch nicht
eine dauernde Lieferung von Wasser garantieren kann, das von jedem
möglicherweise
pathogenen Mikroorganismus gereinigt ist.
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Bekannt
ist auch aus Dokument DE-A-197 45 200 ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Zerstörung
pathogener Mittel in Wasserversorgungsvorrichtungen. Dieses Dokument
beschreibt weder die Struktur der Wärmeaustauschvorrichtung noch
die Erhitzungsstruktur.
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Bekannt
ist auch aus dem Dokument FR 321 031 eine Sterilisiervorrichtung
eines sehr alten Typs. Ebensowenig wie das vorangehende Dokument
beschreibt dieses Dokument weder die Struktur des Erhitzers noch
die Struktur der Zapfstellenvorrichtung.
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Schließlich ist
aus dem Dokument EP-A-0 598 652 eine Vorrichtung zur Herstellung
von sterilem heißem
oder kaltem Wasser aus Leitungswasser bekannt. Das Dokument beschreibt weder
die Struktur der Wärmeaustauschvorrichtung
noch die Struktur des Erhitzers und auch nicht die Struktur der
Zapfstellenvorrichtung.
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Die
vorliegende Erfindung steht im Zusammenhang mit diesem technischen
Gebiet und hat zum Ziel eine Wasserbehandlungsvorrichtung, welche
eine Reinigung dieses Wassers kontinuierlich in der Weise ermöglicht,
daß man
dauernd und kontinuierlich reines Wasser zapfen kann, wobei gewährleistet
ist, daß dieses
Wasser den erforderlichen Grad von Reinheit aufweist und wobei diese
Vorrichtung einen einfachen Aufbau haben soll, um die Kosten zu verringern,
und selbst von einem gering qualifizierten Personal leicht zu benutzen
sein soll.
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Zu
diesem Zweck schlägt
die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Wasserbehandlung
vor, die in Kombination zwischen einer Einlaßvorrichtung und einer Auslaßvorrichtung
einen Wärmetauscher, einen
Erhitzer und eine Zapfstellenvorrichtung aufweist, wobei das Wasser
nacheinander in den Wärmetauscher,
wo sich seine Temperatur erhöht,
in den Erhitzer, wo sich seine Temperatur noch weiter erhöht, in den
Wärmetauscher,
wo sich seine Temperatur abkühlt
und in die Zapfstellenvorrichtung fließt.
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Erfindungsgemäß weist
der Wärmetauscher mindestens
einen Behälter
auf, in dem mindestens eine schlangenförmige Rohrleitung angeordnet
ist, wobei das aus der Einlaßvorrichtung
kommende Wasser im Behälter
strömt,
das vom Erhitzer kommende Wasser in der Rohrleitung strömt und der
Erhitzer mindestens einen Körper
aufweist, in dem mindestens eine Leitung für die Zirkulation des zu behandelnden
Wassers und mindestens eine Bohrung zur Aufnahme mindestens einer
Heizpatrone ausgebildet ist.
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Gemäß weiteren
Merkmalen der Erfindung:
- – weist sie außerdem eine
Vorrichtung zur Regulierung der Temperatur des von der Zapfstellenvorrichtung
gelieferten Fluids auf,
- – weist
die Vorrichtung zur Temperaturregulierung des von der Zapfstellenvorrichtung
gelieferten Fluids eine Berührungsfläche auf,
welche in Form einer Wand ohne Anschluß, ohne Verbindung, ohne Schweißnaht oder
ein anderes mechanisches Teil im Inneren der Vorrichtung ausgebildet ist,
- – weist
die Zapfstellenvorrichtung einen Körper auf, der von einer Leitung
durchquert wird, wobei ein elektrischer Widerstand im Körper in
der Nähe der
Leitung installiert ist und ein Wärmeisolationssystem rings um
den Körper
angeordnet ist,
- – kann
die Zapfstellenvorrichtung getrennt verwendet werden und kann mindestens
eine zusätzliche
Leitung zur Verteilung eines zweiten Fluids aufweisen,
- – ist
das zweite Fluid von einer anderen Art,
- – ist
das zweite Fluid Wasser mit einer vorbestimmten Temperatur, die
unabhängig
von der Temperatur des Wassers am Ausgang der Wärmetauschvorrichtung ist,
- – ist
das zweite Fluid entmineralisiertes Wasser,
- – weist
die Wärmetauschvorrichtung
mindestens einen Behälter
auf, in dem spezielle Wärmetauschflächen angeordnet
sind, deren Art und Anordnung dem Wasser am Auslaß der Wärmetauschvorrichtung
vorbestimmte Eigenschaften verleiht,
- – sind
die speziellen Wärmetauschvorrichtungen Platten,
- – bringt
der Erhitzer die Temperatur des Wassers auf einen Wert über der
Siedetemperatur und
- – sind
Sicherheitsvorrichtungen vorgesehen, um einen automatischen Selbstdekontaminierungsschritt
bei der Inbetriebnahme des Wasserbehandlungsgeräts oder jedesmal, wenn das
Gerät nach
einem längeren
Stillstand von vorbestimmter Dauer wieder in Betrieb genommen wird,
auszulösen.
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Weitere
Ziele, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden verdeutlicht
durch die folgende Beschreibung, die nur als Beispiel und mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen gegeben wird, worin:
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1 zeigt
eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Prinzips der erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsvorrichtung;
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer gemäß der Erfindung realisierten
Wasserbehandlungsvorrichtung, die das Prinzip der 1 anwendet;
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht, teilweise aufgeschnitten, eines Wärmetauschers,
der ein Teil der in 2 gezeigten Wasserbehandlungsvorrichtung
bildet;
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht, teilweise aufgeschnitten, eines Erhitzers,
der ein Teil der in 2 dargestellten Wasserbehandlungsvorrichtung
bildet; und
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5 zeigt
einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Zapfstellenvorrichtung,
die ein Teil der in 2 gezeigten Wasserbehandlungsvorrichtung
bildet.
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In 1 ist
ein Prinzipschema der Wasserbehandlungsvorrichtung und in 2 eine
perspektivische Ansicht dieser Wasserbehandlungsvorrichtung gezeigt,
die dazu bestimmt ist, kontinuierlich alle Mikroorganismen und Bakterien,
die gegebenenfalls pathogen sind, welche vorhanden sein können, zu beseitigen.
Eine solche Vorrichtung weist einen Eingang oder Wassereinlaß 10 auf,
der beispielsweise zum Anschluß an
eine Leitung des Netzes zur Wasserverteilung unter Druck eines Gebäudes bestimmt ist
und beispielsweise aus einem Ab sperrhahn besteht. Das so in die
Vorrichtung eingeleitete Wasser gelangt anschließend in einen Wärmetauscher
E, wo es eine erste Temperaturerhöhung erfährt. Dieses so vorgewärmte Wasser
gelangt anschließend
in einen Erhitzer S, wo seine Temperatur auf mehr als 100°C erhöht wird.
Am Ausgang des Erhitzers S strömt
das Wasser wieder in den Wärmetauscher
E, wo es einen Teil einer Wärme
an das stromaufwärts
vom Erhitzer eintretende Wasser abgibt. Das so wieder abgekühlte Wasser
kann anschließend
mittels einer Zapfstellenvorrichtung P gebraucht werden, die gegebenenfalls
mit einem Abgabehahn versehen ist, wobei das von der Zapfstellenvorrichtung
austretende Wasser frei von jedem Mikroorganismus oder jedem pathogenen
Bakterium ist, wie man aus dem folgenden ersieht.
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Genauer
gesagt, wird das zu behandelnde Wasser, nachdem es gegebenenfalls
durch den Absperrhahn 10 geströmt ist, in den Wärmetauscher
geleitet, der genauer in 3 dargestellt ist, wo es eine erste
Temperaturerhöhung
erfährt.
Wie 3 zeigt, besteht der Wärmetauscher E aus einem Behälter 12,
der beispielsweise zylindrisch ist, in dem eine schlangenförmige Leitung 14 angeordnet
ist. Als Variante kann man vorsehen, daß mehrere Rohrschlangen im
Behälter 12 angeordnet
und koaxial aufgerollt sind. Das in die Behandlungsvorrichtung eintretende Wasser
gelangt durch eine Leitung 16 in den Behälter 12 und
tritt durch eine Leitung 18 daraus aus, nachdem es rings
um die Schlange oder Schlangen 14 geströmt ist. In der Schlange oder
den Schlangen 14 strömt
das Wasser, das vom Erhitzer S kommt, so daß die Temperatur des Wassers
sich von seinem Eintritt durch die Leitung 16 bis zu seinem
Austritt durch die Leitung 18 erhöht.
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Die
Ausgangsleitung 18 des Wärmetauschers E ist mit dem
Einlaß des
Erhitzers S verbunden, der mit weiteren Einzelheiten in 4 dargestellt
ist. Der Erhitzer S besteht aus einem Körper 20, in dem Leitungen 22 für die Zirkulation
des zu behandelnden Wassers gebildet sind, und in dem auch Bohrungen 24 gebildet
sind, die zur Aufnahme von Heizpatronen 26, beispielsweise
elektrischen Widerständen,
bestimmt sind. Im Erhitzer S wird das Wasser auf eine Temperatur
zwischen 90°C
und 120°C und
vorzugsweise über
100°C, d.h. über die
Siedetemperatur bei Umgebungsdruck, gebracht, so daß es einem
Wärmeschock
unterliegt, der alle Mikroorganismen, Keime, Bakterien oder Mikroben
beseitigt, die darin enthalten sein könnten.
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Das
so behandelte Wasser verläßt den Erhitzer
S durch eine Leitung 28, um in den Wärmetauscher E zurückzukehren
und zirkuliert in dessen Schlange oder Schlangen 14. Wie
weiter oben gezeigt, ist die Außenwand
der Schlange oder Schlangen 14 in Berührung mit dem in die Vorrichtung
eintretenden und daher eine niedrigere Temperatur aufweisenden Wasser.
Das behandelte Wasser wird so durch das zu behandelnde Wasser abgekühlt und
tritt aus dem Wärmetauscher
E durch eine Leitung 30 aus, die zur Zapfstellenvorrichtung
P führt,
die genauer in 5 gezeigt ist.
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Die
Zapfstellenvorrichtung P besteht aus einem Körper 32 aus Metall,
der beispielsweise zylindrisch ist, einen Träger 34 aufweist und
von einer Leitung 36 durchquert wird, von der eine der Öffnungen zur
Atmosphäre
offen ist, um das Zapfen vornehmen zu können. Ein elektrischer Widerstand 38 ist
im Körper 32 in
der Nähe
der Leitung 36 installiert. Ein Wärmeisolationssystem 40 ist
im Körper 32 angeordnet, und
eine Schutzhülse 42 ist
in der unmittelbaren Nähe
des nach außen
offenen Endes der Leitung 36 angeordnet, um jede Berührung mit
dem Ende der Leitung 36 zu vermeiden. Ein (nicht gezeigter)
Zweighahn kann vorteilhafterweise an der Leitung 30 stromabwärts vom
Wärmetauscher
E und stromaufwärts
von der Zapfstellenvorrichtung P angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise
bildet der elektrische Widerstand 38 ein Teil der Vorrichtung
zur Regulierung der Temperatur des von der Zapfstellenvorrichtung
P abgegebenen Fluids. Eine solche Vorrichtung kann eine Kontaktfläche mit
dem behandelten Fluid aufweisen, die in Form einer ohne Anschluß, ohne
Verbindung, ohne Schweißnaht
oder anderes mechanisches Teil im Inneren der Vorrichtung ausgebildet
ist.
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Aus
der vorangehenden Beschreibung wird deutlich, wie die vorliegende
Erfindung benutzt werden kann. Wenn bei geöffnetem Absperrhahn 10 ein Benutzer
Wasser frei von Mikroorganismen erhalten will, öffnet er den stromaufwärts von
der Zapfstellenvorrichtung P angeordneten Abgabehahn. Wasser kann
so in die beschriebene Wasserbehandlungsvorrichtung eintreten. Dieses
Wasser durchströmt
nacheinander den Wärmetauscher
E, wo es eine erste Temperaturerhöhung bis auf etwa 50°C erfährt, den Erhitzer
S, wo es einen Wärrrieschock
zwischen 90°C
und 120°C
erfährt,
dann von neuem den Wärmetauscher
E, wo es auf eine Temperatur bis auf etwa 50°C abgekühlt wird und schließlich die
Zapfstellenvorrichtung P, von wo es von allen Mikroorganismen befreit
vom Benutzer abgenommen werden kann.
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Nachdem
er sich so an behandeltem Wasser bedient hat, schließt der Benutzer
wieder den Abgabehahn. Das Wasser strömt daher nicht mehr in der Wasserbehandlungsvorrichtung.
Das im Erhitzer S enthaltene Wasser wird jedoch bei einer Temperatur (zwischen
90°C und
120°C) gehalten,
um jede Vermehrung von Keimen oder Mikroorganismen zu vermeiden.
Indem das im Erhitzer S enthaltene Wasser auf Temperatur gehalten
wird, kann man außerdem jede
Wartezeit bei einem gewünschten
späteren
Zapfen von behandeltem Wasser vermeiden. Ebenso wird das in der
Zapfstellenvorrichtung P enthaltene Wasser wegen des Wärmeisolationssystems 40 und dem
Heizwiderstand 38 bei einer Temperatur von etwa 90°C gehalten,
um jedes Eindringen von Mikroorganismen oder Keimen von außen her
oder jede Vermehrung dieser infizierenden Mittel an allen mit Wasser
möglicherweise
in Berührung
kommenden Flächen
der Vorrichtung zu vermeiden.
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Die
erfindungsgemäße Wasserbehandlungsvorrichtung
kann vorteilhafterweise mit Sicherheitsvorrichtungen versehen sein,
die bei verschiedenen Gelegenheiten in Aktion treten. Ein automatischer
Selbstdekontaminierungsschritt kann vorgesehen sein bei der Inbetriebnahme
des erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsgeräts oder
bei jeder erneuten Inbetriebnahme nach einem längeren Stillstand von einer
bestimmten vorbestimmten Dauer. Ein solcher Schritt kann beispielsweise
darin bestehen, daß die
Vorrichtung eingeschaltet wird, um eine Temperaturschwelle typischerweise
in der Größenordnung
von 120°C
zu erreichen, eine dynamische Situation mit sehr geringem Durchsatz
während
etwa 12 Minuten eingestellt wird, um zu erreichen, daß die Gesamtheit
der mit dem Wasser in Berührung
kommenden Leitungen auf eine Mindesttemperatur von 120°C gebracht
wird, wonach die Benutzung der Wasserbehandlungsvorrichtung zugelassen
wird.
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Im
Fall einer elektrischen Fehlfunktion können die Sicherheitsvorrrichtungen
die Wasserbehandlungsvorrichtung sperren und deren Benutzung verhindern,
wobei die Wiederinbetriebnahme erst nach einer Feststellung der
Ursache der Fehlfunktion und nach einer Reparatur der Vorrichtung
erfolgen kann. Im Fall einer hydraulischen Fehlfunktion, beispielsweise
einem Leck in einer der Leitungen, welche die Vorrichtung bilden,
können
die Sicherheitsvorrichtungen, die beispielsweise aus Druckfühlern mit
positiver Sicherheit bestehen, in der gleichen Weise die Wasserbehandlungsvorrichtung
sperren und die Benutzung verhindern, da das Wasser, das unter solchen
Bedingungen geliefert würde,
möglicherweise
nicht mehr frei von Mikroorganismen oder pathogenen Keimen wäre.
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Es
wurde somit eine Wasserbehandlungsvorrichtung realisiert, die eine
kontinuierliche Wasserreinigung ermöglicht, so daß man dauernd
behandeltes Wasser zapfen kann und dabei die Gewährleistung hat, daß dieses
Wasser den erforderlichen Reinheitsgrad aufweist. Diese Vorrichtung
ist besonders einfach aufgebaut, so daß sie nur geringe Kosten erfordert,
und sie kann leicht und selbst von einem wenig qualifizierten Personal
betrieben werden. Sie bildet auch eine Wärmevorrichtung zur Bekämpfung jeder
mikrobiologischen Kontaminierung innen und außen an der Auslaßöffnung für das behandelte Wasser.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform begrenzt
sondern umfaßt
zahlreiche Modifikationen, die für
den Fachmann naheliegend sind. So kann man beispielsweise vorsehen,
daß die
Zapfstellenvorrichtung mehrere Leitungen und Abgabeöffnungen
aufweist, um eine Abgabe von Wasser, unabhängig voneinander, an jeder
der Abgabeöffnungen
zu ermöglichen,
wobei die Qualitäten
des Wassers an diesen verschiedenen Abgabeöffnungen verschieden sein können durch
Verwendung von Heizwiderständen
mit verschiedenen Leistungen. Ebenso kann der Abgabehahn stromaufwärts von
der Zapfstellenvorrichtung aus einem Ventil bestehen, das nach dem
Prinzip alles oder nichts arbeitet, wobei die Betätigung dieses
Ventils oder dieses Zapfhahns von Hand, mit dem Fuß oder durch
eine Photozelle gesteuert sein kann. Schließlich können der Wärmetauscher und der Erhitzer
ein, zwei oder mehrere Module umfassen entsprechend der Temperatur,
die für das
Wasser an ihrem Auslaß gewünscht ist.