CH705511A2 - Batteriebetriebene Scheibenwischer-Sprühanlage mit integrierter Elektrolysezelle mit Diamantelektroden zur Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Fahrzeugscheiben. - Google Patents

Abstract

Batteriebetriebene Scheibenwischer-Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter (A) und Sprühdüsen (H) mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe (B) mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung (E) mit Schalthebel und Batterie (F) für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, dermassen aufgebaut gemäss Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, dass mit dem produzierten Elektrolysewasser in einem Sprühvorgang, der durch den Scheibenwischer-Schalter ausgelöste Elektrolyse- und Sprühprozess, Oberflächen von Fahrzeugscheiben und Objekte mit oxidativen und reduzierenden Radikalen und Wassermolekül-Dipolen und mittels der Scheibenwischerblätter (I) aus Viton nicht nur gereinigt, sondern auch desinfiziert werden, wobei 99.9 aller Keime beseitigt werden können.

Description

Stand der Technik

[0001] Bis anhin wurden Frontscheiben von Fahrzeugen mittels einer Scheibenwisch-Sprühanlage mit chemischen Flüssigkeiten und Desinfektionsmitteln oder mit normalem Wasser gereinigt, was zum Teil sehr kostspielig ist und zudem eine enorme Belastung für die Umwelt durch Chemikalien darstellt, und zudem für Fahrzeuge ziemlich korrosiv sind.

[0002] Mit der neuen Erfindung soll aufgezeigt werden, dass mit Hilfe einer neuartigen Batterie betriebenen Scheibenwischer-Sprühanlage und der Verwendung von elektrolysiertem Wasser mittels Oxidativen Radikalen, hergestellt mit Bor dotierten Volldiamant-Elektroden, und dank einer ultraschnellen Superoxidation, Scheibenoberflächen, Materialien und Gegenstände gereinigt, hygienisiert, und desinfiziert werden können, ohne den Einsatz von Umwelt belastenden und toxischen Chemikalien, die in der Herstellung und bezüglich Energie-Foot-Print sehr teuer sind. Zudem sind solche chemischen Produkte zur Reinigung und Desinfektion von Fahrzeugscheiben oftmals toxisch. Auch sind die Kosten und der Aufwand an Verpackungsmaterial für diese chemischen Reinigungs-Flüssigkeiten sehr hoch und belasten die Umwelt beträchtlich.

[0003] Konventionelle Scheibenwischer Reinigungsflüssigkeiten enthalten folgende Chemikalien: Methylisothiazolinon, Benzisothiazolinon, Duftstoffe.

[0004] Dank dem neuen Einsatz von Volldiamant-Elektroden mit einer elektrischen Überspannung, ist es dank dieser Erfindung möglich, direkt aus Wasser mit Zusatz von wenig Elektrolyten-Salzen eine starke Reinigungs-Lösung herzustellen und zudem ein Desinfektionsmittel mit einem mikrobiellen Reduktions-Potential von 6 bis 10 log.

[0005] Wegen der starken Biocid-Wirkung des Elektrolyse-Wassers, das durch die integrierten Voll-Diamant-Elektroden direkt von der Scheibenwischer-Sprühanlage hergestellt wird, können Dank der erhöhten Lösungskraft des Wassers, nicht nur Schmutz auf Scheibenoberflächen leicht entfernt werden ( Reduktion der Wasserstoffketten von 14 Molekülen auf 3 Moleküle per Cluster ergibt eine 4-fache Steigerung der molekularen Dipolwirkungen), sondern auch Schimmel-Pilze, Bakterien, Viren und deren Sporen vollständig durch Kaltoxidation vernichtet werden.

[0006] Nur mit Wasser und elektrischer Energie und mit Zusatz von etwas Kochsalz und Kaliumcarbonat, kann mit der neuen Scheibenwischer-Sprühanlage eine Reinigung und gleichzeitig eine Desinfektion von Fahrzeugscheibenoberflächen und anderen Objekten, ohne den Einsatz von Chemikalien und ohne Rückstände zu bilden, erreicht werden.

[0007] Diese Reinigungs- und Desinfektions-Technik mit dieser neuen Entwicklung der beschriebenen Scheibenwischer-Sprühanlage ist sehr ökonomisch und ökologisch und hat keinen negativen «Footprint» bezüglich der CO2 Bilanz und ist deshalb äusserst nachhaltig.

Technisches Gebiet

[0008] Mit der neuen Erfindung soll aufgezeigt werden, dass mit Hilfe der neuartigen Batterie betriebenen Scheibenwischer-Sprühanlage und der Verwendung von elektrolysiertem, Salze (NaCl, K2CO3) enthaltenedem Wasser mittels Oxidativen Radikalen, hergestellt mit Bor dotierten Diamant-Elektroden, und dank einer ultraschnellen Superoxidation, Scheibenoberflächen von Fahrzeugen gereinigt, und hygienisiert werden können, ohne den teuren Einsatz von Umwelt belastenden und toxischen chemischen Flüssigkeiten und Energie verschwendenden Chemikalien und Verpackungsmaterial.

Einführung

Elektrolytisch hergestelltes, oxidatives Wasser (EOW)

[0009] Elektrolytisch oxidatives Wasser (EOW) oder chemisch aktives Wasser zerstört Mikroorganismen, wie Viren, Bakterien, Pilze, Hefen und Einzeller durch oxidative Radikale nicht chemisch, sondern physikalisch.

[0010] Wegen seines hohen oxidativen Reduktionspotentials (ORP) beschädigt «Aktives Wasser» die Zellwand-Membranen von Pathogenen.

[0011] Der Krankheitserreger ist komprimitiert, was zu einer osmotischen oder hydrogenen Überlastung im Zellinneren führt.

[0012] Die beschädigten Zellmembranen erlauben einen erhöhten Wassertransfer zwischen den Zellmembranen, was zu einer hydrogenen Überflutung der Zellen führt, und diese schneller gefüllt werden, als die Zellen sich des Wassers entledigen können. Diese Tatsache führt zu einem Zerplatzen der Zellen, respektive zum Zelltod durch Druckexplosion in wenigen Sekunden.

[0013] Da es sich um ein physikalisches Zerstörungsprinzip handelt, ergeben sich nachweislich keine Resistenzen bei Pathogenen.

[0014] Prinzip der Elektrolyse (verg. Fig. 1): Beispiel einer Elektrolyse mit einer Zinkiodid-Lösung (Elektrodenmaterial beliebig):

[0015] Verbindet man zwei Metallplättchen (Elektroden) mit jeweils einem Kabel und einer Vorrichtung die Gleichstrom erzeugt z.B. einer Batterie oder einem Gleichrichter- und überführt diese Plättchen in ein Becherglas mit wässriger Lösung (Beliebige Ionen) und legt nun eine Spannung an, so bildet sich an beiden Metallplättchen ein Stoff, dessen Ionen in der Lösung vorhanden sind.

[0016] Die Spannungsquelle bewirkt einen Elektronenmangel in der mit dem Pluspol (Anode) verbundenen Elektrode und einen Elektronenüberschuss in der anderen, mit dem Minuspol (Kathode) verbundenen Elektrode. Die wässrige Lösung zwischen der Kathode und Anode enthält Elektrolyte, das sind positiv oder negativ geladene Ionen. Die positiv geladenen Kathionen in einer Elektrolysezelle wandern durch das Anlegen einer Spannung zur negativ geladenen Kathode (Anziehung entgegen gesetzter Ladungen). An der Kathode nehmen sie ein oder mehrere Elektronen auf und werden dadurch reduziert.

[0017] An der Anode läuft der entgegengesetzte Prozess ab. Dort geben die negativ geladenen Anionen Elektronen ab, das heisst sie werden oxidiert. Die Zahl der durch die Reduktion an der Kathode verbrauchten Elektronen entspricht den von der Anode aufgenommenen Elektronen. Bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung entsteht die gleiche Volumenmenge Wasserstoffgas wie Chlorgas. Bei der Elektrolyse von Wasser entsteht doppelt so viel Wasserstoffgas wie Sauerstoffgas, da die zwei positiv geladenen Protonen eines Wassermoleküls zur Kathode wandern und dort jeweils ein Elektron aufnehmen müssen damit sich Wasserstoff bildet, während das doppelt negativ geladene Sauerstoffanion an der Anode gleich zwei Elektronen abgeben muss, um sich zum Sauerstoffmolekül zu verbinden.

[0018] Die Spannung, die zur Elektrolyse mindestens angelegt werden muss, bezeichnet man als Abscheidungspotential, bei der Elektrolyse von Wasser oder bei wässrigen Salzlösungen spricht man auch von der Zersetzungsspannung. Diese Spannung (oder eine höhere Spannung) muss angelegt werden, damit die Elektrolyse überhaupt abläuft. Für jeden Stoff, für jede Umwandlung von Ionen zu zwei oder mehratomigen Molekülen kann die Zersetzungsspannung, das Abscheidpotential anhand des Redoxpotentials ermittelt werden. Aus dem Redox-Potential erhält man noch viele andere wichtige Hinweise für die Elektrolyse, beispielsweise zur elektrolytischen Zersetzung von Metallelektroden in Säure oder zur Verminderung von Zersetzungsspannung durch Abänderung von pH-Werten.

[0019] Beispielsweise lässt sich durch das Redox-Potential berechnen, dass die Bildung von Sauerstoff an der Anode bei der Elektrolyse von Wasser in basischer Lösung (Zersetzungsspannung: 0,401 V) unter geringerer Spannung abläuft als in saurer (Zersetzungsspannung: 1,23 V) oder neutraler (Zersetzungsspannung: 0,815 V) Lösung, an der Katode hingegen bildet sich leichter Wasserstoff unter sauren Bedingungen, als unter neutralen oder basischen Bedingungen).

[0020] Sind in einer Elektrolytlösung mehrere reduzierbare Kationen vorhanden, so werden nach der Redoxreihe zunächst die Kationen an der Kathode reduziert, die in der Redoxreihe (Spannungsreihe) ein positiveres (schwächer negatives)Potential haben, die also dem 0 Potential der Proton-Wasserstoff Elektrodenspannung möglichst nahe kommen. Bei der Elektrolyse einer wässrigen Kochsalzlösung bildet sich an der Kathode normalerweise Wasserstoff und nicht Natrium. Auch beim Vorliegen von mehreren Anionenarten, die oxidiert werden können, kommen zunächst diejenigen zum Zuge, die in der Redoxreihe möglichst nahe am Spannungsnullpunkt, also ein schwächeres positives Redox-Potential besitzen. Normalerweise entsteht bei der Elektrolyse von wässriger NaCl an der Anode also Sauerstoff und nicht Chlor. Nach Überschreiten der Zersetzungsspannung wächst mit Spannungszunahme proportional auch die Stromstärke. Nach Faraday ist die Gewichtsmenge eines elektrolytisch gebildeten Stoffs proportional zu der geflossenen Strommenge (Stromstärke multipliziert mit der Zeit). Für die Bildung von 1 g Wasserstoff (ca. 11,2 Liter, bei der Bildung eines Wasserstoffmoleküls werden zwei Elektronen benötigt) aus wässriger Lösung wird eine Strommenge von 96485 C (As)=1 Faraday benötigt. Bei einer Stromstärke von 1 A zwischen den Elektroden dauert die Bildung von 11,2 Litern Wasserstoff also 26 Stunden und 48 Minuten.

[0021] Neben dem Redox-Potential ist noch die Überspannung (das Überpotential) von Bedeutung. Auf Grund von kinetischen Hemmungen an Elektroden benötigt man häufig eine deutlich höhere Spannung als sich dies aus der Berechnung der Redox-Potentiale errechnet. Die Überspannungseffekte können je nach Materialbeschaffenheit der Elektroden - auch die Redoxreihe ändern, so dass andere Ionen oxidiert oder reduziert werden als dies nach dem Redox-Potential zu erwarten gewesen wäre. Kurz nach Abschaltung einer Elektrolyse kann man mit einem Amperemeter einen Stromausschlag in die andere Richtung feststellen. In dieser kurzen Phase setzt der umgekehrte Prozess der Elektrolyse, die Bildung einer galvanischen Zelle ein. Hierbei wird nicht Strom für die Umsetzung verbraucht, sondern es wird kurzzeitig Strom erzeugt; dieses Prinzip wird bei Brennstoffzeilen genutzt.

[0022] Wenn man durch eine Elektrolyse eine Trennung einzelner Moleküle oder Bindungen erzwingt, wirkt gleichzeitig ein galvanisches Element, dessen Spannung der Elektrolyse entgegenwirkt. Diese Spannung wird auch als Polarisationsspannung bezeichnet.

Elektroden

[0023] Es gibt nur wenige Anoden-Elektroden, die während der Elektrolyse innert bleiben -also überhaupt nicht in Lösung gehen. Bor dotierter Voll- Diamant ist das neuste Material, das sich während einer Elektrolyse überhaupt nicht auflöst Hemmungserscheinungen an der Anode, die bei der Sauerstoffbildung zu einer Überspannung führen, beobachtet man vor allem bei Voll-Diamantanoden (Überspannung: 3-4 V). Bei diesen entsteht bei der Elektrolyse von wässriger Kochsalzlösung Chlor statt Sauerstoff. An Zink-, Blei-(Überspannung: 0,78 V) und besonders Quecksilberkathoden (0,80 V) zeigen Wasserstoffprotonen eine erhebliche Überspannung und die Bildung von Wasserstoff erfolgt erst bei einer viel höheren Spannung. Die erhebliche Überspannung von Wasserstoff an der Quecksilberkathode, in der das Natrium als Amalgam gebunden wird und daher dem Gleichgewicht entzogen wird, nutzt man zur technischen Herstellung von Natronlauge. Durch die erhebliche Überspannung an dieser Elektrode bei der Wasserstoffbildung ändert sich die Redoxreihe und statt Wasserstoffprotonen wandern nun Natriumkathionen zur Quecksilberkathode.

Elektrolyse von Wasser

[0024] Die Elektrolyse von Wasser besteht aus zwei Teilreaktionen, die an den beiden Elektroden ablaufen. Die Elektroden tauchen in Wasser ein, welches durch die Zugabe von etwas Kochsalz und/oder Kaliumkarbonat K2C03 besser leitend gemacht wird, wobei dann anstatt Sauerstoff Chlor gewonnen wird.

[0025] Positiv geladene Hydronium-Ionen (H30+) wandern im elektrischen Feld zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein Elektron aufnehmen. Dabei entstehen Wasserstoff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch Reduktion entstandenen H-Atom zu einem Wasserstoff-Molekül vereinigen. Übrig bleiben Wasser-Moleküle. 2 H3O<+> + 2 e<-> → H2 + 2 H2O

[0026] Der abgeschiedene, gasförmige steigt an der Kathode auf.

[0027] Zur positiv geladenen Elektrode (Anode) wandern die negativgeladenen Hydroxid-Ionen.

[0028] Jedes Hydroxid-Ion gibt ein Elektron an den Plus-Pol ab, so dass Sauerstoff-Atome entstehen, die sich zu Sauerstoff-Molekülen vereinigen resp. bei NaCl Zugabe zu Chlor-Molekülen.

[0029] Die übrig bleibenden H+-Ionen werden umgehend von Hydroxid-Ionen zu Wasser-Molekülen neutralisiert. 4 OH<->+ O2 + 2 H2O + 4 e<->

[0030] Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als farbloses Gas an der Anode auf. Die Gesamtreaktionsgleichung der Elektrolyse von Wasser lautet: 4 H3O<+> + 4 OH<-> → 2 H2 + O2 + 6 H2O

[0031] Die auf der linken Seite stehenden Hydronium- und Hydroxid-Ionen entstammen der Autoprotolyse des Wassers: 8 H2O → 4 H3O<+> + 4 OH<->

[0032] Man kann die Elektrolysegleichung daher auch folgendermassen schreiben: 8 H2O → 2 H2 + O2+ 6 H2O bzw. nach Kürzen des Wassers: 2 H2O → 2 H2 + O2

Hydroxidion

[0033] Das Hydroxidion ist ein negativ geladenes Ion, das entsteht, wenn Basen mit Wasser reagieren. Seine chemische Formel lautet OH<->.

[0034] Eine allgemeine Base B reagiert nach folgendem Schema mit Wasser: B + H2O ↔ HB<+> +OH<->

[0035] Anhand der Konzentration der Hydroxidionen kann man den pH-Wert der entstandenen Lösung ermitteln. Dazu berechnet man erst den so genannten pOH-Wert. pOH = - log c(OH<->)

[0036] Und daraus den pH-Wert: pH=k-pOH

[0037] Zu jeder Temperatur gibt es jeweils ein k.

[0038] Unter Normbedingungen ist k= -14.

[0039] Hydroxidionen sind auch in reinem Wasser bei 20°C in einer Konzentration von 10<-7> mol 1<-1> enthalten. Das hängt mit der Autoprotolyse des Wassers nach folgender Reaktionsgleichung zusammen: H2O + H2O ↔ H3O<+> + OH<->

Zulassung

[0040] Frühe eigene Versuche und andere Versuchsergebnisse führten zur Einreichung von Bewilligungs-Gesuchen bei der FDA (Food and Drug Administration, USA), welche im Dezember 2002 die Bewilligung für die neue Technologie erteilte und mit dem Status «GRAS» (Generally Regarded as Safe) auszeichnete.

[0041] Elektrolysiertes oxidatives Wasser erhielt FDA (USA Food and Drug Administration), USDA (United Status Department of Agriculture) und EPA (USA Environmental Protection Agency) - Zulassung für allgemeine Applikationen im Nahrungsmittel-Bereich, für die Nahrungsmittel-Oberflächen Desinfektion, für Milch-, Fleisch- und Restaurant- technische Anwendungen.

[0042] Die entsprechenden Seiten der Bewilligungsnummern der FDA und USDA lauten 21 CFR 173,178, 182, 184 & 198.

[0043] Die EPA Bewilligungs- und Publikations-Seite lautet 40 CFR 180.940 und die des National Organic Programms ist 21 CFR 178.1010.

Darstellung der Erfindung

Anlagekomponenten

[0044] Die Batterie betriebene Scheibenwischer-Sprühanlage beinhaltet folgende Technischen Komponenten und Prozessschritte:

Technische Hilfsmittel

[0045] Die Scheibenwischer-Sprühanlage besteht aus folgenden Technischen Komponenten: (gemäss Zeichnung im ANEX 1)

[0046] A Flüssigkeitscontainer mit Einfüllstutzen mit Verschlussdeckel aus einem nicht oxidierenden Material hergestellt. Verbindungsschlauch zu Druckerhöhungspumpe mit integriertem automatischem Rücklauf Verschluss-Ventil.

[0047] B Wasser-Druckerhöhungspump vorzugsweise 12 oder 24 V, mit Verbindungsschlauch zu Elektrolysezelle/n mit Diamant-Elektroden.

[0048] C 2 Elektrische Verbindungskabel plus/minus von der Wasser-Druckerhöhungspumpe zur Elektrischem Verteilerstation und verbunden mit der Scheibenwischer-Schalter-Steuerung des Fahrzeuges.

[0049] D 1 oder mehrere Verbindungsschläuche zu Elektrolysezelle/n

[0050] E 1 oder mehrere Elektrolysezellen mit 2 oder mehreren Diamant-Elektroden, mit je 2 plus/ minus Anschlussmuffen und je pus/minus 2 Elektrischen Kabeln zu elektrischer Verteilerstation mit Sicherungskasten und verbunden mit je einem Schlauch zu den Sprühventilen der Scheibenwischer-Sprühanlage.

[0051] E 1 Elektrische Steuerung der Elektrolyse-Zelle/n

[0052] F Batteriefach mit Batterie (Batterie Fahrzeug seitig bereits vorhanden 12/24 V), mit Plus und Minus Polen verbunden mit 2 plus/minus Elektrokabeln zur Elektrischen Verteilstation des Fahrzeuges.

[0053] G Je 2 Elektrische Verbindungskabel plus/minus zu Elektrolysezelle/n

[0054] H Ein oder mehrere Sprühventile je nach Fahrzeug-Typ zur Benetzung der Scheiben mit Elektrolyse-Wasser.

[0055] I Ein oder mehrere Scheibenwischer mit Wischblättern aus Viton oder einem anderen nicht oxidierenden Material.

[0056] K Elektrische Verteilerstation

Herstellung der bioziden und reinigenden Oxidativen und Reduzierenden Radikale in wässeriger, wahlweise salzhaltiger Lösung mittels Elektrolyse.

[0057] Die Herstellung der reinigenden und bioziden Oxidativen Radikale in wässriger, wahlweise salzhaltiger Lösung, kann direkt in der Scheibenwischer-Sprühanlage durch das neu verwendete Elektrolyseverfahren erfolgen.

[0058] Das neue Verfahren wird implementiert mit der Wasser-Elektrolyse mittels vorzugsweise Voll-Diamant Elektroden. Dabei entsteht ein Cocktail aus Oxidativen und Reduzierenden Radikalen nahe am «Neutralen Bereich» mit einem pH-Wert von 7,4 bis 8.2. An der Anode werden neben OH-Hydroxylgruppen und 03 vor allem freies Chlor (C1-) gebildet, die mit den Hydroxylgruppen zur Bildung von Hypochlorid HOCL und Hypochlorid Säure H2OCL führen, die organisch sehr rasch abgebaut werden. Um die Elektrolyse des Wassers bezüglich Stromverbrauchs günstiger und besser durchführen zu können und um im Winter ein Einfrieren des Wassers zu vermeiden, können dem Wasser wegen der verbesserten Elektrokonduktivität NaCI Salz oder andere wie CaCl, KCl und/oder K2CO3 in Form von Pastillen oder Chips oder Kristallpulver zugemischt werden.

[0059] Bei der Elektrolyse dieser Salzverbindungen zusammen mit den natürlich im Trinkwasser vorkommenden Mineralien entstehen zudem oxidierende Moleküle, wie reduzierendes Peroxyd-Di-Sulfat, Peroxyd-Di-Phosphat und Percarbonat.

[0060] Die NaCI Salzkonzentration beträgt pro Liter Wasser:

[0061] Vorzugsweise 0,5-8 Gramm NaCI (Kochsalz) oder mehr und 1-3 Gramm K2CO3 (Kaliumcarbonat)

ELECTROLYTISCHER PROZESS von Wasser

[0062] Es entstehen die verschiedensten oxidativen Radikale, wenn Wasser (H2O) elektrolysiert wird zum Beispiel: (EO ist das Standart Redox-Potential)*: O2 + H + e- HO2 E0 = - 0.13 V [1] 2H+ + 2e- H2 E0 = 0.00 V [2] HO2 + H+ + e- H2O2 E0 = +1.50 V [3] O3 + 2H+ + 2e- O2 + H2O E0 = +2.07 V [4] OH- + H+ + e- H2O E0 = +2.85 V |5| H2O + e- H+ OH- E0 = - 2.93 V [6] OH+ e- OH- E0 = +2.02 V [7]

ELECTROLYTISCHER PROZESS von Wasser mit Salz NaCl

An der Kathoden-Seite

[0063] Na+ + e- Na 2Na + 2H202Na+ + 20H- + H2

An der Anoden-Seite

[0064] 2C1- - 2e- CI2

[0065] Es muss hier erwähnt werden, dass C12 (Chlorgas) and OH- wie folgt reagieren:

[0066] Cl 2 + 2OH- CI O- + Cl- + H2O oder CI 2 + OH- HCIO + Cl-

Lösung der Aufgabe

[0067] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Patent -Ansprüche definiert.

[0068] Gemäss der Erfindung zeigt die neue Geräte-Technik zur Chemie- und Rückstand freien Reinigung, Hygienisierung, und Geruchsneutralisation von Scheibenoberflächen, Materialien und Gegenständen mittels einer Batterie betriebenen Scheibenwischer-Sprüh-Anlage in Kraftfahrzeugen, unter Verwendung von elektrolysiertem kaltem Wasser und mit Hilfe von Oxidativen und Reduzierenden Radikalen, produziert in einer Elektrolysezelle mit Bor dotierten Diamant-Elektroden, integriert in einer Scheibenwischer-Sprühanlage, die Art und Weise der Biocide, insbesondere der spezifischen Eigenschaften des elektrolysierten, Oxidativen und Reduzierenden Wassers, dessen Herstellung, dessen Salzkonzentrationen und Salzzusammensetzungen, dessen Redox-Potential, respektive dessen Konzentration in freien oxidativen und reduzierenden Radikalen und Gesamtkonzentration der ionischen Radikale, und dessen pH-Wert und Aufwandmenge für einen effizienten reinigenden Spritzvorgang mittels der mit Batterie elektrisch betriebenen Scheibenwischer-Sprühanlage auf.

[0069] Die Erfindung zeigt die technische Ausführung und Anwendung auf, bezüglich der integrierten Komponenten der Elektrolyse-Zelle und der dazwischen geschalteten Druckerhöhungspumpe, zur Herstellung der Oxidativen Radikale im Spraywasser zur Reinigung und Elimination von Keimen auf Fahrzeugscheiben.

[0070] Die Erfindung bildet ein integriertes System, in welchem die technischen Komponenten für die elektrolytische Herstellung von oxidativen und reduzierenden Radikalen im Wasser mittels vorzugsweise Volldiamantelektroden, mit der entsprechenden Sprühapplikations-Technologie der Sprühdüse in der Kombination mit einer Scheibenwisch-Sprühanlage in einem Fahrzeug zur Reinigung und Desinfektion von Scheiben - Oberflächen, integriert sind.

[0071] Dabei liegt der Schwerpunkt der Innovation nicht nur in der technischen Ausführung des Batterie betriebenen Scheibenwisch-Sprühanlage mit einer Elektrolysen Zelle zur Herstellung von Oxidativen und Reduzierenden Radikalen in einer Elektrolysezelle ohne Membrane, sondern auch in der neuen Applikations- Technik der kombinierten Anwendung der Scheibenwisch- Sprühanlages mit einer wässrigen Lösung aus Oxidativen und reduzierenden Radikalen, die dank einer ultraschnellen Superoxidation, nicht nur reinigen sondern auch desinfizieren können und sogar in der Lage sind Biofilme aufzulösen.

[0072] In intensiven Versuchen wurden die Prozess-Techniken in einer Scheibenwisch-Sprühanlage eines Fahrzeuges optimiert, Konzentrationen von Oxidativen und Reduzierenden Radikalen im Wasser spezifiziert und die spezifischen Parameter den Technischen Anforderungen angepasst und auch Behandlungszeiten eruiert, um eine perfekte Reinigung und Desinfektion auf verschiedenartig verschmutzen Fahrzeug-Glas-Scheibenoberflächen zu erreichen.

[0073] Der Erfinder hat in langer Forschung- und Entwicklungsarbeit im Labor und im praktischen Einsatz die technisch neu entwickelte Batterie betriebene Scheibenwisch -Sprüh-Waschanlage für Fahrzeuge getestet und perfektioniert und einen Reinigungsgrad und eine biocide Effizienz von 99.9% erreicht.

[0074] Nach Kenntnisstand des Erfinders ist bis heute keine Batterie betriebene Scheibenwisch-Sprüh-Waschanlage auf dem Gebiet der Reinigung und Desinfektion von Fahrzeugscheiben vorhanden, die mittels elektrolytisch, mit Bor dotierten Volldiamantelektroden hergestelltem Wasser und mit den daraus erzeugten oxidativen und reduzierenden Radikalen als Reinigungsmittel und Biozid gegen Keime, Schimmelpilze, Viren und Bakterien etc. funktioniert.

Ausführung der Erfindung

[0075] Die Erfindung soll am Beispiel eines Batterie betriebenen Scheibenwisch-Sprühwasch-Anlage aufgezeigt werden, bestehend aus den folgenden technischen Komponenten und Teilen: (siehe Zeichnung ANEX 1 )

[0076] A Flüssigkeitscontainer mit Einfüllstutzen mit Verschlussdeckel aus einem nicht oxidierenden Material hergestellt. Verbindungsschlauch zu Druckerhöhungspumpe mit integriertem automatischem Rücklauf Verschluss-Ventil vorzugsweise 12 oder 24 V

[0077] B Wasser-Druckerhöhungspumpe mit Verbindungsschlauch zu Elektrolysezelle/n mit Diamant-Elektroden.

[0078] C 2 Elektrische Verbindungskabel plus/minus von der Wasser-Druckerhöhungspumpe zur Elektrischem Verteilerstation und verbunden mit der Scheibenwischer-Schalter-Steuerung des Fahrzeuges.

[0079] D 1 oder mehrere Verbindungsschläuche zu Elektrolysezelle/n

[0080] E 1 oder mehrere Elektrolysezellen mit 2 oder mehreren Diamant-Elektroden, mit je 2 plus/ minus Anschlussmuffen und je pus/minus 2 Elektrischen Kabeln zu elektrischer Verteilerstation mit Sicherungskasten und verbunden mit je einem Schlauch zu den Sprühventilen der Scheibenwischer-Sprühanlage.

[0081] E 1 Elektrische Steuerung der Elektrolyse-Zelle/n

[0082] F Batteriefach mit Batterie (Batterie Fahrzeug seitig bereits vorhanden 12/24 V), mit Plus und Minus Polen verbunden mit 2 plus/minus Elektrokabeln zur Elektrischen Verteilstation des Fahrzeuges.

[0083] G Je 2 Elektrische Verbindungskabel plus/minus zu Elektrolysezelle/n

[0084] H Ein oder mehrere Sprühventile je nach Fahrzeug-Typ zur Benetzung der Scheiben mit Elektrolyse-Wasser.

[0085] I Ein oder mehrere Scheibenwischer mit Wischblättern aus Viton oder einem anderen nicht oxidierenden Material.

[0086] K Elektrische Verteilerstation

Handhabung der Scheibenwischer-Sprühwaschanlage

[0087] - Als erster Arbeitsschritt wird der Wassertank der Scheibenwischer-Sprühwaschanlage mit sauberem Wasser aufgefüllt.

[0088] -Anschliessend werden 1-2 Salz Tabletten zugefügt, die vorzugsweise 2 gr. NaCl (Kochsalz) und 2gr. KC03 (Kaliumcarbonat) enthalten. Die Tabletten lösen sich sofort auf.

[0089] - Mit dem Scheibenwischer Schalthebel im Fahrzeug wird die Druckerhöhungs-Wasserpumpe der Scheibenwisch- Sprühwaschanlage eingeschaltet und die Pumpe schöpft das Wasser über das Steigrohr, das mit einem Rückfluss-Stopp Ventil ausgerüstet ist, zur Elektrolysezelle, die ebenfalls unter Spannung steht und mit einer Dipol-Umkehrschaltung versehen ist und sich somit selbst reinigt.

[0090] - Das Wasser wird durch die Elektrolyse-Zelle zwischen den Volldiamant-Elektroden Anode und Katode getrieben und wird durch die elektrochemischen und elektrolytischen Prozesse chemisch aufgespaltet, was zur Bildung von oxidativen und reduzierenden Radikalen führt.

[0091] - Durch den entstehenden Druck wird das elektrolysierte Wasser alsdann zu den Spray-Düsen der Scheibenwischer-Anlage transportiert, wo es mit Druck, Tröpfchen weise, auf die Fahrzeugscheiben gesprüht wird.

[0092] - Der Sprühvorgang kann somit beliebig fortgesetzt oder abgebrochen werden!

[0093] - Zu beachten sind, dass der Wasserstand im Wassertank und die Ladung der Batterie regelmässig kontrolliert werden, damit die Scheibenwisch- Sprühwaschanlage immer einwandfrei funktioniert.

[0094] - Der ideale Spray-Abstand zur Scheiben - Oberfläche beträgt ca. 30 cm.

[0095] - Die Scheiben - Oberflächen müssen grosszügig benetzt werden, damit die Scheibenwischerblätter aus Viton einen gründlichen Reinigungsprozess durchführen können.

[0096] Das reduzierende Wasser wirkt wie ein Seifenprodukt und entfernt nicht nur Schmutz und bakterielle Schmutz- und Bio-Filme, sondern desinfiziert ebenfalls durch die Abtötung von 99,9 % aller Mikroorganismen, wie Schimmel-Pilze, Viren, Gramm positive und Gramm negative Bakterien, Hefen, Protozoen durch Superoxidationen etc. in Sekunden.

[0097] Das oxidative Wasser hat eine verlängerte Wirkungszeit, was die Desinfektions-Intensität begünstigt. Die Reinigung ist perfekt und es entstehen keine toxischen Rückstände.

[0098] Dank dem elektrischen Überspannungspotential von Bor dotierten Diamant-Elektroden von 3-4 V ist es möglich, wegen dem entstehenden Elektronen-Überschuss, sowohl saure wie alkalische Ionen in der Lösung zu halten, ohne dass diese miteinander reagieren. Damit ist nicht nur eine Reinigung (alkalisch) sondern auch eine Desinfektion (sauer) mit der gleichen Elektrolysewasser-Lösung möglich und die Lösung bleibt zudem chemisch stabil.

[0099] Das Reinigungs-Verfahren mit dem Batterie betriebenen Scheibenwisch-Sprühwaschanlage und Elektrolyse-Wasser mit oxidativen und reduzierenden Radikalen ist billiger als jedes andere Reinigungs-Verfahren mit Chemie. Der Energieverbrauch beträgt lediglich maximal 500 W/h.

Claims (9)

1. Batterie betriebene Scheibenwischer-Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen, mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von Elektrolyte-Salzen enthaltenen neutralem Elektrolysewasser, zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen.

2. Batterie betriebene Scheibenwischer- Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet gemäss Anspruch 1, dass die Scheibenwischer Sprühwaschanlage im Wesentlichen aus den folgenden Einzelkomponenten besteht: (gemäss Zeichnung im ANEX 1) A Flüssigkeitscontainer mit Einfüllstutzen mit Verschlussdeckel aus einem nicht oxidierenden Material hergestellt. Verbindungsschlauch zu Druckerhöhungspumpe mit integriertem automatischem Rücklauf Verschluss-Ventil. B Wasser-Druckerhöhungspumpe, vorzugsweise 12 oder 24 V, mit Verbindungsschlauch zu Elektrolysezelle/n mit Diamant-Elektroden. C 2 Elektrische Verbindungskabel plus/minus von der Wasser-Druckerhöhungspumpe zur Elektrischem Verteilerstation und verbunden mit der Scheibenwischer-Schalter-Steuerung des Fahrzeuges. D 1 oder mehrere Verbindungsschläuche zu Elektrolysezelle/n E 1 oder mehrere Elektrolysezellen mit 2 oder mehreren Diamant-Elektroden, mit je 2 plus/ minus Anschlussmuffen und je pus/minus 2 Elektrischen Kabeln zu elektrischer Verteilerstation mit Sicherungskasten und verbunden mit je einem Schlauch zu den Sprühventilen der Scheibenwischer-Sprühwaschanlage. E 1 Elektrische Steuerung der Elektrolyse-Zelle/n mit Dipolumkehr zur Selbstreinigung der Elektroden. F Batteriefach mit Batterie (Batterie Fahrzeug seitig bereits vorhanden 12/24 V), mit Plus und Minus Polen verbunden mit 2 plus/minus Elektrokabeln zur Elektrischen Verteilstation des Fahrzeuges. G Je 2 Elektrische Verbindungskabel plus/minus zu Elektrolysezelle/n H Ein oder mehrere Sprühventile je nach Fahrzeug-Typ zur Benetzung der Scheiben mit Elektrolyse-Wasser. I Ein oder mehrere Scheibenwischer mit Wischblättern aus Viton oder einem anderen nicht oxidierenden Material. K Elektrische Verteilerstation

3. Batterie betriebene Scheibenwischer-Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet gemäss Anspruch 1 und 2, dass der Wasserbehälter aus einem nicht oxidierenden Material besteht und über einen mit Deckel verschliessbaren Einfüllstutzen verfügt, und ein Steigrohr mit integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil aus Teflon, das zur Druckerhöhungspumpe führt.

4. Batterie betriebene Scheibenwischer-Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet gemäss Anspruch 1, 2, und 3, dass die Druckerhöhungspumpe aus einem nicht korrosiven Material gebaut ist und zwischen Wassertank und Elektrolysezelle eingebaut ist.

5. Batterie betriebene Scheibenwischer-Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, gemäss Anspruch 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysezelle aus einem nicht oxidierenden Kunststoff gebaut ist und mindestens eine Anode und mindestens eine Katode aus mit Bor oder einem anderen Stoff dotierten Voll-Diamant oder Diamant beschichteten Elektroden besteht.

6. Batterie betriebene Scheibenwischer-Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, gemäss Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhungs-Wasserpumpe und die flexiblen Wasserleitungen und das Steigrohr im Wasserbehälter aus nicht oxidierenden Kunststoff gefertigt sind.

7. Batterie betriebene Scheibenwischer-Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, gemäss Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhungs-Wasserpumpe und die Elektrolysezelle über eine Steuereinheit mit Ein/Aus-Schalter an die Fahrzeug-Batterie 12/24 V angeschlossen sind, die eine Leistung von min 100 W/h (12/24 V und 6 A aufweist.

8. Batterie betriebene Scheibenwischer- Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, gemäss Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüsen, der Scheibenwasch-Anlage über Teflon-Leitungen an die Elektrolysezelle angeschlossen sind.

9. Batterie betriebene Scheibenwischer-Sprühwaschanlage, bestehend aus Wasserbehälter und Sprühdüsen mit integrierter Elektrolysezelle mit Volldiamantelektroden, Druckerhöhungs-Wasserpumpe mit Steigrohr und integriertem Rückfluss-Stopp-Ventil und Leitungen, elektrischer Steuerung mit Schalthebel und Batterie für die Produktion von neutralem Elektrolysewasser zur Reinigung und Desinfektion von Scheibenoberflächen von Fahrzeugen, dermassen aufgebaut gemäss Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 dass mit dem produzierten Elektrolysewasser in einem Sprühvorgang, der durch den Scheibenwischer-Schalter ausgelöste Elektrolyse- und Sprühprozess, Oberflächen von Fahrzeugscheiben und Objekte mit oxidativen und reduzierenden Radikalen und Wassermolekül-Dipolen und mittels der Scheibenwischerblätter aus Viton nicht nur gereinigt sondern auch desinfiziert werden, wobei 99.9 aller Keime beseitigt werden können.