AT512217B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren von Wasser mit Gas - Google Patents

Abstract

Zum Imprägnieren von Wasser mit Gas wird Wasser und mindestens ein Gas saugseitig in eine Kreiselpumpe (4) eingespeist, wobei das Gas in einem vorbestimmten Volumenverhältnis von Wasser zu Gas zudosiert wird. Durch Bewegungen in der Kreiselpumpe (4) wird durch gleichmäßiges Vermischen des Wassers mit dem Gas ein Wasser-Gas-Gemisch gebildet, wobei das Gas im Wasser gelöst ist. In einer Leitung wird durch eine Schlitzdüse (7) ein Vordruck konstant gehalten, wobei sich die Leitung von einem Ausgleichsbehälter (6) zu der Schlitzdüse (7) erstreckt. Durch die Schlitzdüse (7) wird das Wasser mit dem darin gelösten Gas zerstäubt und es bilden sich Gasbläschen. Das Wasser mit dem gelösten Gas wird beim Einleiten in eine mit Wasser gefüllte Badevorrichtung (10) entspannt.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Imprägnierung von Wasser mitGas.

[0002] Kohlensäurebäder (im Folgenden C02-Bäder) dienen der Linderung von verschiedenenBeschwerden, beispielsweise Durchblutungsstörungen, chronischen Wunden oder Bluthoch¬ruck. Durch wiederholte Anwendungen von C02-Bädern lässt sich die durchblutungsförderndeund entlastende Wirkung der Kohlensäure auf das Herz-Kreislauf-System und die Organe eineZeit lang stabilisieren.

[0003] Bei herkömmlichen C02-Bädern wird dem Badewasser C02 beigemischt. Dabei wirdwarmes Wasser des Bades mit kaltem Wasser, das Kohlensäure enthält, angereichert. In derRegel wird dabei eine Konzentration von 500-1400 Milligramm C02 pro Liter Wasser zugesetzt,um eine therapeutische Wirkung zu erzielen. Die Kohlensäure wird in Form von Gasbläschenfreigesetzt, die sich auf der Haut des Patienten festsetzen. Ist die Menge an Kohlensäure frei¬gesetzt, können keine weitern Gasbläschen erzeugt werden.

[0004] Die JP 2009011446 A, offenbart einen Generator in einem Kreislaufbetrieb zum Mischenvon Kohlendioxid und Wasser, wobei Kohlendioxid nicht zusammen mit Wasser in eine Kolben¬pumpe eingespeist wird. In einem Ausgleichsbehälter wird das von einem Wasserbehälter unddas aus einem Gastank stammende Kohlendioxid gemischt und über eine Wasserleitung ineinen Tank geleitet. Um im Tank eine gewünschte Gaskonzentration zu erreichen, wird durcheine Ansaugleitung Wasser aus dem Tank entzogen und wiederum mit Gas in einer Kolben¬pumpe versetzt.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zurImprägnierung von Wasser mit Gas bereitzustellen, wobei die Imprägnierung unbegrenzt in derZeitlänge ist und die Gasbläschen eine Größe von wenigen pm aufweisen können, um dadurchlangsam im Wasser einer Badevorrichtung aufzusteigen und bei einer in der Badevorrichtungbefindlichen Person einen Film auf der Haut zu bilden.

[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtunggemäß Anspruch 6 gelöst.

[0007] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchenangeben.

[0008] Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Imprägnierung vonWasser mit Gas bereitgestellt, wobei eine Kreiselpumpe, welche hohe Wasser-Gas-Gemischefördern kann, mit Wasser gespeist wird, welches insbesondere temperiert sein kann. Saugseitigwird eine Gasleitung angeschlossen, in welche verschiedenen Gase oder Gasgemische, insbe¬sondere C02, N2 oder 02 zudosiert werden können.

[0009] Durch Kreisbewegungen innerhalb der Pumpenvorrichtung kann das Gemisch aus Gasund Wasser gleichmäßig verteilt werden. Durch Bewegungen von Schaufelrädern einer Kreisel¬pumpe können Gasblasen in Gasbläschen zerstäubt werden. Dadurch kann die Oberfläche derGasblasen erhöht werden. Durch eine Druckerhöhung innerhalb der Pumpenvorrichtung kön¬nen große Volumina an Gas in geringer Zeit im Wasser gelöst werden. Vorzugsweise kann einDruck von größer 3 bar verwendet werden.

[0010] Die in Wasser gelösten Gase sind unsichtbar gelöst, bis eine Entspannung des Wassersstattfindet. Eine Entspannung des Wasser- Gas-Gemisches findet beim Einströmen des Gemi¬sches in die Badevorrichtung, beispielsweise eine Badewanne, statt. Hierzu wird eine Schlitz-Düse verwendet, durch welche das gespannte Wasser-Gas-Gemisch direkt unter Wasser in dasWasser der Badevorrichtung eingedüst werden kann.

[0011] Eine definierte Schlitzweite und eine Durchflussmenge der Schlitz-Düse, wobei Schlitz¬weite und Durchflussmenge abhängig von der Größe der Badevorrichtung ist, kann ein Vor¬druck in einer Leitung bis zum Ausströmen des Wasser-Gas-Gemisches konstant gehalten werden, so dass keine vorzeitige Ausgasung durch Druckverlust stattfinden kann. Beim Durch¬strömen des mit Gas angereicherten Wassers durch die Schlitzdüse erfolgt eine Zerstäubungund eine gleichmäßige Verteilung der Gasblasen im Wasser-Gas-Gemisch.

[0012] Bei der Einleitung des Wasser-Gas-Gemisches in das Wasser der Badevorrichtung kanndas mit Gas angereicherte Wasser entspannen und die Gasblasen oder Gasperlen werdenfreigesetzt.

[0013] Durch das Verfahren und die Vorrichtung zur Imprägnierung von Wasser ist es möglich,dauerhaft Gas in ein Kreislaufsystem einzubringen, um eine Entgasung durch Gewinnung vonGasblasen von einer Größe im pm-Bereich in Wasser dauerhaft zu erzeugen und somit einenlang anhaltenden Film von Gasbläschen auf der Haut einer Person, welche sich in der Badevor¬richtung befindet, zu erzeugen.

[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezug¬nahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

[0015] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Dotierung von Wasser mit Gas gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, [0016] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung mit einer frequenzgesteuerten Pumpvorrichtung.

[0017] Fig. 1 zeigt eine Vorgehensweise eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Dotierungvon Wasser mit Gasen gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei es sich beidem Gas um C02, N2, 02 oder um ein Gemisch verschiedener Gase handeln kann. Die Vorrich¬tung zur Einspeisung von Gas wird mittels eines Schaltmittels 3, beispielsweise ein Druckschal¬ter, am Ausgang einer Kreiselpumpe 4, gesteuert.

[0018] Die Kreiselpumpe 4, die Wasser-Gas-Gemische fördern kann, wird mit temperiertemWasser, vorzugsweise Wasser mit einer Temperatur von 30°C-40°C, gespeist. Saugseitig wirdeine Gasleitung angeschlossen, durch welche Gase in vorbestimmten Volumen- bzw. Massen¬verhältnissen von Wasser zu Gas zudosiert werden können.

[0019] Das Verfahren und die Vorrichtung wird mit einem Ausgleichsbehälter 6 betrieben. Dabeiwird, sobald ein Druck am Ausgang der Kreiselpumpe 4 ein eingestelltes Minimum unterschrei¬tet, die Kreiselpumpe 4 aktiviert, und der Druck im Ausgleichsbehälter 6 wird wieder erhöht.Gleichzeitig werden Ventilmittel 5, beispielsweise Magnetventile, welche eine Zufuhr des Gasesregeln, eingeschaltet, und das Gas wird mit der zuvor an einem Durchflussregler 2 eingestelltenDurchflussrate von der Kreiselpumpe 4 zudosiert.

[0020] In der Kreiselpumpe 4 wird das Gas-Wasser-Gemisch durch schnelle Kreisbewegungender Schaufelräder homogenisiert, indem die Gasblasen durch die schnelle Bewegung derSchaufelräder der Kreiselpumpe in kleinste Gasbläschen zerstäubt werden. Dadurch kann dieOberfläche der Gasblasen erhöht werden und durch Erhöhung des Druckes innerhalb der Krei¬selpumpe 4 können große Volumina an Gas in kurzer Zeit im Wasser gelöst werden. Insbeson¬dere wird ein Druck größer oder gleich drei bar bevorzugt in der Kreiselpumpe 4 eingestellt.

[0021] Ein Eindringen von Wasser in die Gasleitungen wird durch eingebaute Rückschlagventi¬le 1 verhindert.

[0022] Nach Erreichen eines eingestellten Druckmaximums am Ausgang der Kreiselpumpe 4werden die Kreiselpumpe 4 und die Ventilmittel 5 wieder von einer (nicht gezeigten) Steuerungdeaktiviert.

[0023] Vom Ausgleichsbehälter 6 aus wird das mit Gas versetzte Wasser über eine Leitung zueiner Schlitzdüse 7, geführt. Durch die Schlitzdüse 7 wird das hochgespannte Wasser, d.h.hohe Konzentration von Gas im Wasser, direkt unter Wasser in das Wasser der Badevorrich¬tung 10, beispielsweise eine Badewanne, eingedüst. Durch eine definierte Schlitzweite odereinen definierten Bohrungsdurchmesser und eine definierte Durchflussrate durch die Schlitzdü¬se 7, wobei die Düsenweite und die Durchflussrate von der Größe der Badevorrichtung 10 abhängig gewählt sind, kann somit der Druck in der Leitung bis zum Ausströmen konstantgehalten werden, so dass keine vorzeitige Ausgasung durch Druckverlust stattfinden kann.Durch die schlagartige Entspannung des Gas-Wasser-Gemischs erst beim Einströmen in dasWasser der Badevorrichtung 10 entstehen gleichmäßig verteilte Gasbläschen mit einemDurchmesser von wenigen pm.

[0024] Nach dem Einleiten des Wasser-Gas-Gemisches, d.h. des dotierten Wassers, in dasWasser der Badeeinrichtung 10 erfolgt eine Entspannung des Wassers und die Gasbläschen impm-Bereich werden freigesetzt. Durch die kleine Größe der Gasbläschen ist die Auftriebsge¬schwindigkeit reduziert, und die Gasbläschen können sich auf der gesamten Oberfläche einerPerson, welche sich in der Badevorrichtung 10 befindet, anlagern. Durch die Möglichkeit einerandauernden Zufuhr von dotiertem Wasser in die Badevorrichtung 10 ist ein Aufenthalt einerPerson in der Badevorrichtung aus technischen Gründen nicht zeitlich beschränkt.

[0025] Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Dotierung von Wasser mit Gasen, wie in Fig.1 darge¬stellt ist mit einer frequenzgesteuerten Kreiselpumpe 4. Die Vorrichtung wird wie in Fig. 1 ge¬zeigt mittels eines Schaltmittels 3, beispielsweise ein Druckschalter, am Ausgang der Kreisel¬pumpe 4 gesteuert.

[0026] Sobald der Druck am Ausgang der Kreiselpumpe 4 ein eingestelltes Minimum unter¬schreitet, wird die Kreiselpumpe 4 aktiviert und der Druck im Ausgleichsbehälter 6 wird wiedererhöht. Gleichzeitig werden Ventilmittel 5, die die Gaszufuhr regeln, eingeschaltet und das Gaswird mit der vorher am Durchflussregler 2, 2' eingestellten Durchflussrate vor der Kreiselpumpe4 zudosiert. Um ein Eindringen von Wasser in die Gasleitungen zu verhindern, sind zusätzlichautomatische Rückschlagventile 1 eingebaut.

[0027] Vor Erreichen eines eingestellten Druckmaximums kann die Leistung der Kreiselpumpe4 durch Veränderung einer Frequenz des Motors der Kreiselpumpe 4 auf die einzustellendeDurchflussrate reduziert werden. Bei einem richtig eingestellten Vordruck kann die Kreiselpum¬pe 4 am Ansaugteil Unterdrück hersteilen mit dem man zusätzlich zum medizinisch wirksamenGas (z.B. Kohlendioxid) noch Luft durch die Schlitzdüse 7 in die Badevorrichtung 10 zudosierenkann.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Rückschlagventil 2 Durchflussregler 3 Druckschalter 4 Kreiselpumpe 5 Magnetventil 6 Ausgleichsbehälter 7 Schlitzdüse 8 Gasbehälter 9 Wasserzulauf 10 Badevorrichtung

Claims (13)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Imprägnierung von Wasser mit Gas, gekennzeichnet durch die Schritte: - Einspeisen von Wasser und mindestens einem Gas saugseitig in eine Kreiselpumpe (4),wobei das mindestens eine Gas in einem vorbestimmten Volumenverhältnis von Wasserzu Gas zudosiert wird; - gleichmäßige Vermischung des Wassers und des Gases durch Bewegungen in derKreiselpumpe (4), um ein Wasser-Gas-Gemisch zu bilden, wobei das Gas im Wassergelöst ist; - Konstanthalten eines Vordrucks in einer Leitung durch eine Schlitzdüse (7), wobei sichdie Leitung von einem Ausgleichsbehälter (6) zu der Schlitzdüse (7) erstreckt; - Zerstäuben des Wassers mit dem darin gelösten Gas und Bildung von Gasbläschendurch die Schlitzdüse (7); - Entspannung des Wassers mit dem gelösten Gas beim Einleiten in eine mit Wasser ge¬füllte Badevorrichtung (10).
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestenseinen eingespeisten Gas um C02, N2, 02 oder ein Gasgemisch handelt.
3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdas eingespeiste Wasser eine Temperatur zwischen 30^ und 40°C aufweist.
4. 4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gas¬bläschen mit einer Größe von bis zu 10 pm erzeugt werden.
5. 5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieEntspannung des Wasser mit dem darin gelösten Gas in einer Badewanne oder in einemBadebecken stattfindet.
6. 6. Vorrichtung zur Imprägnierung von Wasser mit Gas, gekennzeichnet durch - eine Kreiselpumpe (4), in welche Wasser und mindestens ein Gas saugseitig gespeistwird, wobei das mindestens eine Gas in einem vorbestimmten Volumenverhältnis vonWasser zu Gas zudosiert wird; - einen Durchflussregler (2), welcher mit einer bestimmten Durchflussrate das Gas in derPumpenvorrichtung (4) dosiert; - eine Schlitzdüse (7) zum Einleiten des mit dem Gas vermischten Wassers in eine mitWasser befüllte Badevorrichtung (10), um dabei das Gas in Gasbläschen zu zerstäuben;und - eine Steuerung, welche durch die Schlitzdüse (7) einen Vordruck in einer Leitung, wel¬che sich von einem Ausgleichsbehälter (6) zur Schlitzdüse (7) erstreckt, bis zum Aus¬strömen des mit Gas gelösten Wassers konstant hält.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestensein Schaltmittel (3), welches die Vorrichtung am Ausgang der Kreiselpumpe (4) steuert,und mindestens ein Ventilmittel (5), welches mit einem Gasbehälter (8) verbunden ist undeine Zufuhr des Gases regelt, umfasst.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zurEinleitung des mit dem Gas vermischten Wassers an einer Unterseite der Badevorrichtungausgestaltet ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehenist, welche beim Unterschreiten eines eingestellten Druckminimums am Ausgang der Krei¬selpumpe (4) die Kreiselpumpe (4) aktiviert, und einen Druck in dem Ausgleichsbehälter (6), welcher mit der frequenzgesteuerten Kreiselpumpe (4) und der Düse (7) verbunden ist,erhöht und das mindestens eine Ventilmittel (5), welches mit einem Gasbehälter (8) ver¬bunden ist, einschaltet.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Krei¬selpumpe eine frequenzgesteuerte Kreiselpumpe zur Einstellung der Wasser- und Gas-Durchflussrate umfasst.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eineSteuerung vorgesehen ist, welche beim Erreichen eines eingestellten Druckmaximums dieKreiselpumpe (4) und mindestens eines der Ventilmittel (5) abschaltet.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieBadevorrichtung (10) eine Badewanne ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sichbei dem Gas, welches in einem Reservoir gelagert und durch eine Zuleitung bereitgestelltist, um C02, N2 oder 02 oder ein Gasgemisch handelt. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen