CH702514A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Wasser. - Google Patents

Abstract

Um eine Kalkablagerung in einem hydraulischen System zu mindern, wird direkt im Wasser eine elektromagnetische Welle erzeugt. Hiermit wird ein Signal an wenigstens einer Kontaktstelle (6, 7) in das hydraulische System eingespiesen. Vorzugsweise weist das hydraulische System wenigstens einen elektrisch isolierten Bereich auf, wobei die elektromagnetische Welle in diesem Bereich erzeugt wird. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Getränkeautomaten oder Sanitärinstallationen.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Wasser in einem hydraulischen System um eine Kalkablagerung in diesem zu vermindern, wobei ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Behandeln von Wasser, welche Mittel zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes aufweist.

[0002] Die Ablagerung von Kalk im hydraulischen System, beispielsweise von Getränkeautomaten, ist bekanntlich unerwünscht, da solche Ablagerungen die Funktion des Gerätes beeinträchtigen können und in der Regel aufwändige Reinigungs- und Revisionsarbeiten erforderlich sind.

STAND DER TECHNIK

[0003] Im Stand der Technik gibt es bereits zahlreiche Vorschläge, wie solche Ablagerungen durch eine Behandlung des Wassers vermindert werden können. Bekannt ist beispielsweise die Behandlung des Wassers mit einem magnetischen Feld, wie dies in der WO 2009/022 365 beschrieben ist. Das Magnetfeld wird hier mit einem magnetischen Feldgenerator erzeugt, der wenigstens einen Permanentmagneten enthält. Damit soll die Kalkablagerung in einem Getränkeautomaten vermindert werden. Weiter ist die Behandlung von Wasser mit einem elektromagnetischen Feld bekannt, wie dies in der US 5 667 677 offenbart ist. Das elektromagnetische Feld wird mit einer Spule und einem Ferritkern erzeugt, die an der Aussenseite der Leitung an dieser angebracht sind. Eine ähnliche Anordnung zeigt die US 4 865 747. Bei der in dieser Schrift beschriebenen Vorrichtung ist in einer Leitung ein Ferritkern und ausserhalb der Leitung eine Spule angeordnet. Die genannten Vorrichtungen sind vergleichsweise aufwendig deshalb beispielsweise für Getränkeautomaten nicht ohne weiteres geeignet.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die eine einfachere und dennoch wirksame Behandlung von Wasser zur Minderung einer Kalkablagerung ermöglicht. Die Erfindung soll sich insbesondere für die Anwendung in Geräten, beispielsweise Getränkeautomaten oder Sanitärinstallationen eignen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0005] Die Aufgabe ist gemäss Anspruch 1 gelöst. Die elektromagnetische Welle wird beim erfindungsgemässen Verfahren an wenigstens einer Kontaktstelle direkt im Wasser erzeugt. Dadurch wird das Wasser direkter und wirksamer behandelt als bei den bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen, bei denen das elektromagnetische Feld ausserhalb der Leitung erzeugt wird. Die Erfindung ermöglicht insbesondere eine wesentlich definiertere Behandlung des Wassers. Insbesondere ist dies dann gewährleistet, wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ein Signal an wenigstens zwei Kontaktstellen in die Leitung hineingespiesen wird. Das Wasser kann dann besonders gezielt in einem bestimmten Bereich des hydraulischen Systems eines Gerätes behandelt werden. Eine der beiden Kontaktstellen ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung mit der Erde identisch oder liegt auf Erdpotential. Eine der beiden Kontaktstellen kann auch gemäss einer Variante auf einer gemeinsamen Masse liegen. Zudem kann das Signal über eine gemeinsame Rückführung eingespiesen werden. Die elektromagnetische Welle beeinflusst die Kristallisation von Kalk im Wasser derart, dass eine Ablagerung weitgehend vermieden wird.

[0006] Eine besonders wirksame und gezielte Behandlung des Wassers ist dann möglich, wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung das hydraulische System wenigstens einen elektrisch isolierten Bereich aufweist und die elektromagnetische Welle in diesem Bereich erzeugt wird. Dies hat den besonderen Vorteil, dass dieser Bereich mit einer Abschirmung, beispielsweise einem Geflecht aus leitendem Material abgeschirmt werden kann. Dieser Bereich ist insbesondere ein Abschnitt einer Leitung. Die Leitung kann auch ein Tank oder sonst ein Behälter sein, der einen Durchfluss von Wasser ermöglicht. Ein solcher Tank oder Behälter gilt im Sinn der vorliegenden Anmeldung ebenfalls als Leitung. Der genannte isolierte Bereich kann beispielsweise ein Schlauch aus Kunststoff sein. Denkbar ist auch ein Rohr mit einer inneren elektrisch isolierenden Schicht.

[0007] Wenigstens eine Kontaktstelle kann durch einen Verbinder, beispielsweise eine Muffe gebildet werden, welche zwei Leitungsabschnitte verbindet. Beispielsweise können zwei solche Verbinder bzw. Muffen vorgesehen sein, die jeweils einen elektrisch leitenden Rohrabschnitt mit einem elektrisch nicht leitenden Rohrabschnitt oder einem Schlauch verbinden. Die Kontaktstellen sind dann jeweils mit einem Signalgeber verbunden. Dieser Signalgeber kann separat angeordnet oder in einer bestehenden Elektronik integriert sein. Ein solches Signal wird beispielsweise in eine Leitung induziert, welche zwischen einer Pumpe und einem Heizelement oder einem Miniboiler angeordnet ist. Eine weitere Kontaktstelle kann zwischen diesem Heizelement oder Miniboiler und einem Ventil angeordnet sein. Zudem ist beispielsweise auch eine Kontaktstelle zwischen einem Ventil und einem Getränkeauslass möglich. Schliesslich kann die elektromagnetische Welle im innern eines Wassertankes oder eines anderen Behälters erzeugt werden. Hierbei können gemäss einer Weiterbildung der Erfindung am Tank zwei Kontaktstellen im Abstand zu einander angebracht sein. Als Energiequelle zur Erzeugung der elektromagnetischen Welle eignet sich beispielsweise eine Batterie mit einer Spannung von beispielsweise 24 Volt. Denkbar ist eine Ausführung mit mehr als drei Kontaktstellen.

[0008] Weitere vorteilhafte Merkmale geben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, den nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0009] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutern.

[0010] Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung, <tb>Fig. 2<sep>schematisch eine Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss einer Variante, <tb>Fig. 3<sep>schematisch eine Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss einer weiteren Variante, <tb>Fig. 4<sep>schematisch eine Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss einer weiteren Variante, <tb>Fig. 5<sep>schematische eine Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss einer weiteren Variante, <tb>Fig. 6<sep>schematisch ein Längsschnitt durch eine Leitungsabschnitt mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Kontaktstellen und <tb>Fig. 7<sep>ein Längsschnitt durch einen Leitungsabschnitt aus einem elektrisch nicht leitenden Material, einer Kontaktstelle und zwei mit der Erde verbundenen Komponenten.

BESCHREIBUNG BEVOZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0011] Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung la, die ein Getränkeautomat zum Herstellen beispielsweise von Kaffee, Tee oder anderen Heissgetränken ist. Sie besitzt ein an sich bekanntes hydraulisches System mit einer Leitung 2, einem Wassertank 3, einem Durchflusssensor und einer Pumpe 5. Mit der Pumpe 5 kann Wasser aus dem Wassertank 3 einem Boiler 8 oder einem geeigneten Heizelement zugeführt werden. Das Heizelement kann beispielsweise ein Durchflusserhitzer oder dergleichen sein. Damit kann Wasser auf eine gewünschte Temperatur erhitzt werden. Zwischen der Pumpe und dem Boiler 8 bzw. dem Heizelement sind in der Leitung 2 ein erster elektrischer Kontakt 6 und ein zweiter elektrischer Kontakt 7 angeordnet.

[0012] Ein Leitungsabschnitt mit diesen Kontakten 6 und 7 ist in der Fig. 6 im Längsschnitt dargestellt. In diesem Leitungsabschnitt wird Wasser in einem Innenraum 26 in Richtung des Pfeils 27 gefördert. Der erste Kontakt 6 ist an einem ersten Verbinder 22 angeordnet, der aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise Messing oder dergleichen hergestellt ist. Der Kontakt 6 ist mit einem Signalgeber 13 verbunden. Der zweite Kontakt 7 ist an einem zweiten Verbinder 23 angeordnet, der ebenfalls aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist. Die beiden Verbinder 22 und 23 können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Sie verbinden jeweils ein elektrisch nicht leitendes Leitungsrohr 20 mit einem elektrisch nichtleitenden Leitungsrohr 19 bzw. 21. Das Leitungsrohr 20 kann ein Kunststoffschlauch oder ein Rohr mit einer hier nicht gezeigten Kunststoffbeschichtung auf der Innenseite sein. Solche innen beschichtete Rohre sind allgemein bekannt.

[0013] Mit dem Signalgeber 13 wird an den Kontakten 6 und 7 ein Signal in das hydraulische System eingespiesen, welches zwischen den beiden Verbindern 22 und 23 eine elektromagnetische Welle erzeugt, die sich im Innenraum 26 bzw. in dem darin befindlichen Wasser in Längsrichtung der Leitung 2 erstreckt. Die dazu erforderliche Energie wird beispielsweise durch eine hier nicht gezeigte Batterie mit einer Spannung von beispielsweise 24 Volt abgegeben. Das in Richtung des Pfeiles 27 in der Leitung 2 durchfliessende Wasser wird durch diese elektromagnetische Welle insbesondere im Bereich des Leitungsrohres 20 behandelt. Diese Behandlung bewirkt, dass im Wasser Kalk stromabwärts zumindest weniger abgelagert wird als ohne diese Behandlung. Der Kalk kann ausser Kalziumcarbonat auch Magnesiumcarbonat oder auch andere Bestandteile enthalten. Eine verminderte Ablagerung ist insbesondere im Bereich des Boilers 8 wirksam, in dem das Wasser erwärmt wird. Entsprechend lagert sich auch weniger Kalk in Ventilen 9 und einer nachfolgenden Brüheinheit 10 ab. Die Brüheinheit 10 kann auch sonst eine Vorrichtung zur Getränkezubereitung sein. Das Getränk wird schliesslich durch einen Auslass 28 abgegeben. Das Getränk ist beispielsweise Kaffee, Tee oder ein anderes Heissgetränk. Das Wasser kann auch eine wässrige Lösung sein.

[0014] Bei der in Fig. 7 gezeigten Leitungsanordnung 2 ́ ist der Signalgeber 13 mit einem Kontaktkörper 29 verbunden, welcher den ersten Kontakt 6 bildet. Der Kontaktkörper 29 ist in einem elektrisch nichtleitenden Leitungsrohr 20 ́ angeordnet. Am Kontaktkörper 29 wird zur Erzeugung der genannten elektromagnetischen Welle ein Signal erzeugt. Im Abstand zum Kontaktkörper 29 sind zwei Komponenten 24 und 25 angeordnet, die ebenfalls am Leitungsrohr 20 ́ angeordnet sind und die jeweils über einen ersten Leiter 11 bzw. einen zweiten Leiter 12 geerdet sind. Auch in diesem Fall wird im inneren der Leitung 2 ́ bzw. in dem darin fliessenden Wasser eine elektromagnetische Welle induziert, die in den Längsrichtungen der Leitung 2 ́ verläuft.

[0015] Bei der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemässen Vorrichtung 1b ist die Variante gemäss Fig. 7 realisiert. Die Komponente 24 befindet sich in oder an der Pumpe 5, während die zweite Komponente 25 sich an oder im Boiler 8 befindet. Der Kontakt 6 ist somit hier zwischen der Pumpe 5 und den Boiler 8 angeordnet. Der Signalgeber 13 ́ ist wie ersichtlich ebenfalls mit der Erde verbunden.

[0016] Die Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1c, bei welcher der erste Kontakt 6 ́ in einer Pumpe 5 ́ und der zweite Kontakt 7 ́ in einen Boiler 8 ́ integriert sind. Diese Kontakte 6 ́ und 7 ́ sind über Signalleitungen 14 ́ bzw. 15 ́ mit dem Signalgeber 13 verbunden. Die Pumpe 5 ́ und der Boiler 8 ́ sind mit einem elektrisch nicht leitenden Leitungsrohr 20 ́ verbunden, in welchem die induzierte elektromagnetische Welle zur Behandlung des Wassers verläuft. Das Leitungsrohr 20 ́ kann auch hier ein Kunststoffschlauch oder ein innen beschichtetes Rohr oder dergleichen sein. Die Pumpe 5 ́ und der Boiler 8 ́ sind nicht auf der gleichen Masse bzw. Erde und auch nicht über Eingangs- bzw. Ausgangsleitung.

[0017] Der Vorrichtung 1d gemäss Fig. 4ist ein Signalgeber 13 ́ ́ mit einem ersten Kontakt 6 ́ ́, einem zweiten Kontakt 7 ́ ́ sowie einem dritten Kontakt 17 ́ ́ verbunden. In die Leitung 2 werden somit an drei Kontakten 6 ́ ́, 7 ́ ́ und 17 ́ ́ Signale zur Erzeugung einer elektromagnetischen Welle erzeugt. Die Kontakte können auch hier wie in Fig. 7 gezeigt, ausgebildet sein. Die Leitungsabschnitte zwischen den Kontakten 6 ́ ́, 7 ́ ́ und 17 ́ ́ sind ebenfalls elektrische nicht leitend. Die elektromagnetische Welle wird somit gezielt vor dem Boiler 8, vor den Ventilen 9 und vor der Brüheinheit 10 erzeugt. Der Miniboiler 8, die Ventile 9 und die Brüheinheit 10 sind hier somit von einer Verkalkung weitgehend geschützt. Wie ersichtlich, ist die Pumpe 5 über einen Leiter 11 geerdet. Dies gilt ebenfalls für die Ventile 9 und die Brüheinheit 10, welche über den Leiter 18 geerdet sind. Ebenfalls geerdet sind der Boiler 8 über die Leitung 12 sowie der Signalgeber 13 ́ ́.

[0018] Die Vorrichtung le gemäss Fig. 5besitzt einen Signalgeber 13 ́ ́ ́, der über eine erste Signalleitung 14 ́ ́ ́ und eine zweite Signalleitung 15 ́ ́ ́ mit einem ersten Kontakt 6 ́ ́ ́ bzw. einem zweiten Kontakt 7 ́ ́ ́ verbunden ist. Diese Kontakte 6 ́ ́ ́ und 7 ́ ́ ́ dienen dazu, im Wassertank 3 ́ ́ ́ eine elektromagnetische Welle zu induzieren, welche eine Verkalkung des Wassertanks 3 ́ ́ ́ vermindern soll. Der Wassertank 3 ́ ́ ́ kann zur elektrischen Isolation innenseitig mit einer Kunststoffschicht beschichtet sein. Die beiden Kontakte 6 ́ ́ ́ und 7»’ sind wie ersichtlich im Abstand zu einander angeordnet, so dass die induzierte elektromagnetische Welle sich im gesamten Innenraum des Wassertankes 3 ́ ́ ́ ausbreiten kann. Die Kontakte 6 ́ ́ ́ und 7 ́ ́ ́ sind beispielsweise in der Wandung des Wassertankes 3 ́ ́ ́ angeordnet und durchdringen diese. Das Signal wird somit direkt in das Wasser des Wassertankes 3 ́ ́ ́ eingeleitet. Der Kontakt 7 ́ ́ ́ ist unterhalb des üblichen Wasserniveaus angeordnet, sodass dieser Kontakt 7 ́ ́ ́ sich bei gefülltem Tank im Bereich des Wasser befindet.

[0019] Die gezeigten Vorrichtungen la bis le betreffen einen Getränkeautomat. Die Erfindung kann aber auch bei anderen Geräten und Vorrichtungen angewendet werden, bei denen ein Verkalken vermieden werden soll. Ausser Getränkegeräten und Getränkeautomaten ist insbesondere auch eine Anwendung beispielsweise bei Sanitärinstallationen, Armaturen, Wärmetauscher, Reaktoren, Kühlelemente, Umwälzpumpe, Spülkästen und Kühlkreisläufen denkbar. Die erforderliche elektrische Spannung kann mit einer Batterie oder einer anderen geeigneten Energiequelle aufgebracht werden. Die induzierte elektromagnetische Welle besitzt eine Frequenz vorzugsweise im Bereich von 50 bis 500 Kilohertz.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0020] <tb>1a, 1b, 1c, 1d, 1e<sep>Vorrichtung <tb>2.<sep>Leitung <tb>3.<sep>Tank <tb>4.<sep>Durchflusssensor <tb>5.<sep>Pumpe <tb>6.<sep>erster Kontakt <tb>7.<sep>zweiter Kontakt <tb>8.<sep>Boiler <tb>9.<sep>Ventil <tb>10.<sep>Brüheinheit <tb>11.<sep>erster Leiter <tb>12.<sep>zweiter Leiter <tb>13.<sep>Signalgeber <tb>14.<sep>erste Signalleitung <tb>15.<sep>zweite Signalleitung <tb>16.<sep>Signalleitung <tb>17.<sep>dritter Kontakt <tb>18.<sep>dritter Leiter <tb>19.<sep>Leitungsrohr <tb>20.<sep>Leitungsrohr <tb>21.<sep>Leitungsrohr <tb>22.<sep>erster Verbinder <tb>23.<sep>zweiter Verbinder <tb>24.<sep>erste Komponente <tb>25.<sep>zweite Komponente <tb>26.<sep>Innenraum <tb>27.<sep>Pfeil <tb>28.<sep>Auslass <tb>29.<sep>Kontaktkörper

Claims (17)

1. Verfahren zum Behandeln von Wasser in einem hydraulischen System um Kalkablagerungen in diesem zu vermindern, wobei ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektromagnetische Welle an wenigstens einer elektrischen Kontaktstelle (6, 7) im Wasser erzeugt wird.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Welle an wenigstens zwei Kontaktstellen (6, 7) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Kontaktstellen (6, 7) mit der Erde identisch ist oder auf Erdpotential liegt oder auf einer gemeinsamen Masse ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal über eine gemeinsame Rückführung eingespeist wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische System wenigstens einen elektrisch isolierten Bereich (20) aufweist und die elektromagnetische Welle in diesem Bereich (20) erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch isolierte Bereich (20) ein erstes und ein zweites Ende aufweist und dass von diesen Enden jeweils eine Kontaktstelle (22, 23) zum Erzeugen einer elektromagnetischen Welle angeordnet ist.

7. Vorrichtung zum Behandeln von Wasser in einem hydraulischen System um eine Kalkablagerung in diesem zu vermindern, wobei Mittel (13) zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (13) wenigstens eine Kontaktstelle (6, 7) aufweisen, an welcher direkt im Wasser des hydraulischen Systems eine elektromagnetische Welle erzeugbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (13) wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Kontaktstellen (6, 7) aufweist, an denen zum Erzeugen der elektromagnetischen Welle ein Signal einspeisbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Kontaktstellen (6, 7) mit der Erde identisch ist, auf Erdpotential oder auf einer gemeinsamen Masse liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal über eine gemeinsame Rückführung einspeisbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische System wenigstens einen elektrisch isolierten Bereich (20) aufweist und die elektromagnetische Welle in diesem Bereich (20) erzeugbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch isolierte Bereich (20) ein erstes und ein zweites Ende aufweist und dass an diesen Enden jeweils eine Kontaktstelle zum Erzeugen einer elektromagnetischen Welle angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch isolierte Bereich (20) durch einen Schlauch oder ein innenseitig isoliertes Rohr gebildet wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische System einen Tank (3) aufweist und die elektromagnetische Welle in diesem Tank (3) erzeugbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Welle über einen Signalgeber einer Elektronik erzeugbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische System eine Leitung (2) aufweist und dass die elektromagnetische Welle in Längsrichtung der Leitung (2) erzeugbar ist.

17. Gerät mit einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein Getränkeautomat oder eine Sanitärvorrichtung ist.