CZ20041029A3 - Zařízení pro antibakteriální zpracování, zejména dekontaminování a/nebo sterilizování vody - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro antibakteriální zpracování, zejména dekontaminování a/nebo sterilizování vody, jakož i pro usmrcování mikroorganismů ve vodě, které je vytvořeno pro spolupráci s nádobou vytvořenou pro pojmutí množství vody upraveného pro zpracování, a které obsahuje uspořádání elektrod upravené pro napájení tohoto množství 'vody v nádobě, které je spojitelné se zařízením na vytváření elektrických signálů a jím ovladatelné.

Dosavadní stav techniky

Taková zařízení, zejména pro úpravu vody dekontaminací, popřípadě sterilizací, jsou z dosavadního stavu techniky všeobecně známá, přičemž existují jednak řešení na bázi filtrace s mechanickým ovládáním a jednak jako řešení, která spočívají na cíleném přivádění elektrických impulsů, popřípadě signálů, do kontaminované vody, aby se dosáhlo požadovaného zpracovávacího, popřípadě čisticího, účinku.

Například ze spisu WO 01/55035 A2 přihlašovatele je známé zařízení výše uvedeného druhu, které je v důsledku účinného přivádění signálů do čištěné vody, jakož i vlastní přenosnosti tohoto systému, vhodné pro nanejvýš flexibilní využití a manipulaci i v odlehlých oblastech.

Při praktickém použití tohoto známého zařízení však došlo ke vzniku požadavku na ještě další flexibilitu použití, zejména i na základě možného použití popsaného principu dekontaminace ve výměnných nádobách obsahujících kontaminovanou vodu. K tomu přistupuje i skutečnost, že výroba zařízení známého ze spisu WO 01/55035 A2 je nákladná, a proto je pro velkosériovou výrobu (která je kvůli schopnosti dosahování velkých výkonů tohoto systému velmi žádoucí) s příslušně sníženými náklady a prodejními cenami vhodná pouze omezeně.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu proto je vytvořit zařízení výše uvedeného druhu pro antibakteriální zpracování vody s ohledem na univerzální použitelnost, i v souvislosti s různými výměnnými se nádobami na vodu, jakož i na vylepšení vyrobitelnosti, která bude účinnější a potenciálně vhodnější pro velkosériovou výrobu.

Uvedený úkol splňuje zařízení pro antibakteriální zpracování, zejména dekontaminování a/nebo sterilizování vody, jakož i pro usmrcování mikroorganismů ve vodě, které je vytvořeno pro spolupráci s nádobou vytvořenou pro pojmutí množství vody upraveného pro zpracování, a které obsahuje uspořádání elektrod upravené pro napájení tohoto množství vody v nádobě, které je spojitelné se zařízením na vytváření elektrických signálů a jím ovladatelné, podle vynálezu, jehož podstatou je, že zařízení obsahuje těleso ve tvaru kotouče, které je s výhodou v nádobě upraveno oddělitelně nebo vyjmutelně, a na alespoň jedné ploché vnější straně tělesa obsahuje uspořádání elektrod a uvnitř tělesa zařízení na vytváření elektrických signálů.

Další výhodná provedení vynálezu jsou popsána ve vedlejších nárocích.

Podle výhodného provedení vynálezu se pomocí plochého tělesa ve tvaru kotouče nejprve vyrobí modulové řešení uskutečňující základní myšlenku známou již ze spisu WO 01/55035, přičemž těleso ve tvaru kotouče podle vynálezu jednak umožňuje (vyměnitelné) použití pro různé nádoby a jednak, prostřednictvím výrobně technických vlastností popsaných u dalších provedení, je velmi vhodné pro prakticky téměř automatizovanou velkosériovou výrobu.

Podle vynálezu totiž těleso ve tvaru kotouče umožňuje s výhodou jednak nanejvýš účinným způsobem poskytování účinné plochy pro uspořádání elektrod na ploché vnější straně tělesa, přičemž současně vnitřek tělesa poskytuje úložný prostor potřebný pro zařízení na vytváření elektrických signálů, popřípadě pro příslušnou elektroniku.

Přitom podle vynálezu je těleso ve tvaru kotouče jako součást, respektive (dnový) modul nádoby na (pitnou) vodu vytvořenou ve tvaru poháru, džbánu nebo podobně, dále s výhodou vytvořeno vyjímatelně, přičemž potom je plochou vnější stranou s na ní vytvořeným uspořádáním elektrod současně vytvořeno dno této nádoby. Alternativně je podle výhodného provedení vynálezu těleso ve tvaru kotouče prostřednictvím přidržovacího zařízení, upraveného podle dalšího výhodného provedení vynálezu, ponořeno do nádoby za účelem fixace tak, že množství vody s výhodou oplachuje obě ploché vnější strany tělesa (popřípadě vždy s elektrodami uspořádání elektrod), takže na této dráze je možno dosáhnout optimalizace mezi účinnou vnější plochou tělesa potřebnou pro umístění elektrod a co nejmenším tělesem pro předložený vynález.

• · · ·

V rámci tohoto dalšího provedení je navíc dále výhodné vytvořit přidržovací zařízení (ve formě tyče) tak, aby toto přidržovací zařízení současně mohlo přivádět potřebné napájecí napětí, popřípadě řídicí signály, do zařízení na vytváření elektrických signálů. Potom je tím možno s výhodou zjednodušit montáž, zejména když je možno použít beztak již na nádobě upravené otvory pro přidržovací zařízení nebo potom by pro upevnění mohl postačit pouze jediný otvor. Zvlášť výhodné dále je vytvořit přidržovací zařízení tak, aby bylo možno nastavit hloubku přidržování a vniknutí tělesa do nádoby a tím i množství vody.

Podle dalšího provedení vynálezu je z výrobně technického hlediska zvlášť výhodné vytvořit uspořádání elektrod pomocí materiálu obsahujícího platinu (v rámci vynálezu jsou však vhodné i jiné materiály pro elektrody), přičemž se ukázaly výhodnými jinak známé výrobní technologie, například nanesení vzoru elektrod sítotiskem nebo podobně. Z výrobně technického hlediska je dále výhodné navrstvit uspořádání elektrod na kotouč opatřený keramickým materiálem (popřípadě sestávající z keramického materiálu), přičemž jako nosiče jsou vhodné zejména i pokovené a potom keramickou vrstvou opatřené kotouče. Typická šířka elektrod leží v rozsahu mezi 0,2 mm a 5 mm, přičemž tloušťka by se potom řídila vždy podle zvolené výrobní technologie, například sítotisku. Pojem „ve tvaru pásu“ v rámci vynálezu přitom implikuje nejen pouze podlouhlý, popřípadě lineární tvar elektrod, nýbrž obsahuje zejména i elektrody zahnuté do tvaru oblouku nebo do tvaru spirály.

Do rámce předloženého vynálezu dále patří další provedení, podle něhož je uspořádání elektrod vytvořeno prostřednictvím přídavných elektrod pro odchlorování zpracovávaného (popřípadě již zpracovaného) množství vody. Při praktickém provozu totiž napájení uspořádání elektrod proudem pro dekontaminaci vede k tomu, že

z vody obsahující chlor se tento chlor uvolňuje, což zase zhoršuje kvalitu vody. Je-li však podle dalšího výhodného provedení vynálezu upravena elektroda pro odchlorování obsahující zejména hořčík, zinek nebo vápník nebo jejich slitiny, a například způsobem uvedeným ve vedlejších nárocích je vhodně ovládána, je možno s výhodou dosáhnout toho, že nastává odchlorování a chlor ve vodě se místo toho nahradí ionty spíše prospěšnými pro člověka, jako jsou ionty hořčíku, zinku nebo vápníku. Výhodný vedlejší účinek, kterého se tímto dalším provedením vynálezu dosáhne, potom spočívá v záměrném obohacení zpracovávané vody těmito prvky.

Zatímco upravení elektrody pro odchlorování přídavně k uspořádání elektrody (které je upraveno pro dekontaminaci) je výhodnou formou uskutečnění vynálezu, patří do rozsahu vynálezu uskutečnit uspořádání elektrod podle vynálezu i elektrodou pro odchlorování, přičemž potom zařízení pro vytváření elektrických signálů podle vynálezu vytváří signály vhodné pro odchlorování. U tohoto provedení vynálezu by nedošlo k žádné jiné dekontaminaci s výjimkou odchlorování.

Do rámce předloženého vynálezu dále patří opatřit nádobu dalšími agregáty umožňujícími další přídavné zpracovávací operace vody. Za prvé se podle vynálezu jedná o vhodné topné, popřípadě chladicí prostředky uspořádané uvnitř nádoby tak, aby bylo možno provádět přídavné řízené ovlivňování teploty zpracovávané, popřípadě zpracované vody.

Za druhé patří do rámce předloženého vynálezu podle jeho dalšího provedení upravit zejména v oblasti výtoku z nádoby nebo, na způsob sáčku (analogicky k myšlence porcovaného čaje v sáčcích), filtrační jednotku, která působí mechanicky a zejména jako filtr na jedno použití. S výhodou sestává taková filtrační jednotka (na jedno ···· • '· použití) z definované matrice z porézního materiálu (vhodný je zde rounový materiál nebo pěnový materiál), na němž je upraven absorpční materiál (vhodné je aktivní uhlí, zeolit nebo podobně), popřípadě i iontoměničový materiál (například purolit pro eliminování dusičnanů). Zde jsou možné různé varianty, a to vždy podle účelu čištění, například zkrápění filtru na jedno použití hořčíkem, obalení materiálem na zachycování částic nebo podobně.

Ve výsledku se předloženým vynálezem řeší překvapivě jednoduchým, elegantním a jednoduše proveditelným způsobem úkol, který je základem vynálezu, totiž vytvoření univerzálně použitelného, snadno vyměnitelného, účinného a z výrobně technického hlediska příznivě vyrobitelného zařízení, pomocí něhož je velmi univerzálním způsobem umožněno antibakteriální zpracování vody.

To znamená, že oblasti použití předloženého vynálezu jsou téměř neomezené. Vedle použití vynálezu v rámci nádob na pitnou vodu, popřípadě nádob na srovnatelnou kapalinu, se proto nabízí použití vynálezu například v souvislosti s cisternou na pitnou vodu (například u obytných automobilů, karavanů, člunů atd.), pro nádrž na užitkovou vodu (vodu na sprchování a koupání) nebo pro libovolná průmyslová zařízení (zde byl předložený vynález s úspěchem testován například u zařízení na výrobu ledu nebo sodové vody, u klimatizačních zařízení, v souvislosti s laserovými chladicími zařízeními, kde v popředí stál boj proti řasám, v souvislosti s odstraňováním zárodků z vody na koupalištích nebo se sterilizací nástrojů). Zařízení na vytváření signálů se vždy potom nastaví na vhodné parametry pro čištění a, právě při použití u standardizovaných nádrží, průměr tělesa ve tvaru kotouče podle vynálezu se vhodně přizpůsobí čisticímu otvoru příslušné nádoby.

Přehled obrázků na výkresech • · ·

Další výhody, znaky a podrobnosti vynálezu vyplývají z následujícího popisu výhodných příkladných provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje podélný řez uzavřenou konvicí na vodu jako nádobou s tělesem ve tvaru kotouče podle prvního výhodného provedení vynálezu, vloženým uvolnitelné do dna nádoby, obr. 2 variantu provedení z obr. 1 s alternativní nádobou ve formě otevřeného džbánu a s tělesem ve tvaru kotouče upraveným ve dnu a určeným pro umístění uspořádání elektrod a obr. 3 druhé provedení předloženého vynálezu s tělesem ve tvaru kotouče zavěšeným v nádobě na přidržovacím zařízení.

Příklady provedení vynálezu

Jak vyplývá z obr. 1, sestává konev 10, jako nádoba pro umístění množství vody, z horní části 12 a spodní části 14, které jsou jinak známým způsobem navzájem spolu spojitelné.

Mezi částmi 12 a 14 je sevřeně a uvolnitelné přidržováno válcové ploché těleso 16 (ve tvaru kotouče), které je na své volní rovné vnější ploše 22 opatřeno uspořádáním 24 elektrod, které jsou vytvořeny ve tvaru pásů z platinového materiálu. U znázorněného příkladného provedení tvoří vnější plocha 22 s uspořádáním 24 elektrod dno vnitřního prostoru 20 nádoby.

Ve středu tělesa 16 je upravena elektronika (neznázorněno) pro zařízení na vytváření elektrických signálů přiřazené uspořádání 24 elektrod, přičemž toto zařízení způsobem známým ze spisu WO 01/55035 A2 (tento spis jako náležející k vynálezu se uvádí jako součást předložené přihlášky) vytváří elektrické řídicí signály pro ovládání uspořádání 24 elektrod v antibakteriálním, popřípadě dekontaminačním provozu.

Na své spodní straně je válcové těleso 16 otevřeno do otvoru 26, přičemž tento otvor 26 je tvořen nástavcem 28 ve tvaru prstencové příruby s vnitřním závitem.

Zvlášť výhodným způsobem je těleso 16, které má obvykle průměr asi 100 mm při své efektivní výšce asi 20 mm a je vyrobeno z vhodně deformovatelného plastu, opatřeno v oblasti povrchu 22 vrstvou keramického materiálu, na kterou je potom umístěno uspořádání 24 elektrod z platinového materiálu, například jinak známým sítotiskem.

Na obr. 2 je znázorněna pouze další varianta tělesa oproti uspořádání na obr. 1, přičemž uskutečnění a provedení tělesa 16 ve tvaru kotouče, které provádí antibakteriální zpracování, je ekvivalentní.

Další forma uskutečnění jako druhé příkladné provedení je znázorněna na obr. 3. Zde je těleso 16 přidržovacím zařízením 30 ve tvaru dutého válce, které je vnějším závitem v záběru s nástavcem 28. tělesa 16, a které je na druhé straně pomocí vnějších závitových částí 32 a dvěma maticemi 34 přidržováno ve víku 36 nádoby 38, přidržováno zavěšeně tak, aby schematicky naznačené množství vody v nádobě 38 mohlo oplachovat obě ploché strany.

Zatímco přídavné provedení znázorněné na obr. 3 má analogicky k příkladnému provedení podle obr. 1, 2 uspořádání 24 elektrod pouze na jedné vnější ploše 22, je u provedení podle obr. 3 zejména možné, a vynálezem rovněž zahrnuto, opatřit uspořádáním elektrod i další vnější plochy, zejména protilehlou vnější plochu 40 na straně ···* nástavce 28, přičemž zde může popřípadě docházet v okrajové oblasti k dekontaminaci.

Přidržovací zařízení 30 dále prostřednictvím vnitřního tvaru jako dutý válec nabízí jednoduchým způsobem možnost napájet elektroniku umístěnou uvnitř tělesa 38 napájecím napětím a/nebo externími řídicími signály.

Předložený vynález není omezen na popsaná příkladná provedení nebo výrobní možnosti pro realizaci. Nejen že se možný materiál pro uspořádání elektrod, jakož i jeho tvar, zvolí vhodně podle oblasti použití, nýbrž je rovněž možné v oblasti uspořádání elektrod nebo na jiných vhodných plochách tělesa 16, 38, které jsou v kontaktu s vodou, upravit další plochy pro elektrody, zejména pro (separátní) odchlorování, obohacení vody prospěšnými ionty, jako hořčíku, zinku, vápníku nebo podobně.

Rovněž znázorněné těleso ve tvaru kotouče není omezeno na válcový tvar. Spíše se nabízí a do rozsahu vynálezu náleží, zejména v závislosti na použité nádobě, upravit u použité nádoby i jiné obvodové obrysy, například pravoúhlé. Navíc je možno, což na obrázcích není znázorněno, opatřit nádobu mnoha dalšími agregáty a funkčními jednotkami, připojenými filtračními jednotkami, topnými nebo chladicími prvky nebo podobně.

Ve výsledku umožňuje předložený vynález překvapivě jednoduchým a flexibilním způsobem vytvořit zařízení pro dekontaminaci vody, které nejen že je jednoduše a flexibilně použitelné a vyměnitelné, při optimalizaci potřebného prostoru a účinných ploch pro přívod elektrických signálů do čištěné vody, nýbrž předložený vynález nabízí, jak například vyplývá z obrázků, četné účinné potenciály pro vylepšenou, a tudíž účinnější, vyrobitelnost.

• · 4 4

4 4 4 · 4 4 4

4 4 44444

4·· 4 4 444

444 44 444 444» 44 ·

Claims (17)

1. Zařízení pro antibakteriální zpracování, zejména dekontaminování a/nebo sterilizování vody, jakož i pro usmrcování mikroorganismů ve vodě, které je vytvořeno pro spolupráci s nádobou (10) vytvořenou pro pojmutí množství (20) vody upraveného pro zpracování, a které obsahuje uspořádání (24) elektrod upravené pro napájení tohoto množství vody v nádobě, které je spojitelné se zařízením na vytváření elektrických signálů a jím ovladatelné, vyznačující se tím, že zařízení obsahuje těleso (16) ve tvaru kotouče, které je s výhodou v nádobě upraveno oddělitelně nebo vyjmutelně, a na alespoň jedné ploché vnější straně (22) tělesa obsahuje uspořádání (24) elektrod a uvnitř tělesa zařízení na vytváření elektrických signálů.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nádoba je vytvořena jako nádoba (10) na kapalinu ve tvaru poháru nebo konve a těleso (16) je upraveno na straně dna nádoby na kapalinu tak, že plocha vnější strany (22) tvoří dno účinné pro množství vody.

3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že tělesu je přiřazeno přidržovací zařízení (30) pro uvolnitelné upevnění tělesa (16) v nádobě, které je vytvořeno tak, že při naplněné nádobě mají obě navzájem protilehlé ploché vnější strany (22, 40) tělesa kontakt s množstvím vody.

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že přidržovací zařízení (30) je vytvořeno ve tvaru tyče a pro vůči vodě chráněné přivádění napájecího napětí nebo řídicích signálů z externí jednotky do zařízení na vytváření signálů.

.. - j₀₂__g • · ··

5. Zařízení podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že přidržovací zařízení (30) je vytvořeno výškově přestavitelně pro změnu polohy ponoření tělesa do množství vody.

6. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že uspořádání (24) elektrod obsahuje materiál, který je zvolen ze skupiny sestávající z nerezavějící slitiny oceli nebo ze slitiny Fe-Si, slitiny Mg-Zn-Ca, zlata, stříbra, paladia, platiny, titanu, uhlíku, grafitu, polovodičového materiálu, vodivého plastu nebo skleněného materiálu a s výhodou obsahuje platinu, přičemž dále šířka, popřípadě tloušťka elektrod uspořádání elektrod s výhodou ve tvaru pásů je mezi 0,2 mm a 5 mm.

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že uspořádání elektrod je vytvořeno podélně-lineárně, ve tvaru oblouku nebo spirály, ploché nebo svislé nebo jako větší počet čepů.

8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že uspořádání elektrod je vytvořeno na ploché straně elementu ve tvaru kotouče obsahujícího plast, teflon, sklo, oxid hliníku nebo keramický materiál, zejména vrstvu keramického materiálu, přičemž s výhodou plochá strana protilehlá k jedné straně je vytvořena pro upevnění součástí elektroniky zařízení na vytváření elektrických signálů.

9. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že zařízení na vytváření elektrických signálů je provozovatelné s nízkým napětím a je vytvořeno pro vytváření elektrického střídavého signálu mezi elektrodami uspořádání elektrod s maximální amplitudou > 50 V a frekvencí signálů v rozsahu mezi 1 a 500 kHz, zejména 5 a 50 kHz, přičemž zařízení na vytváření signálů obsahuje nastavovací prostředky, které jsou vytvořeny pro automatickou změnu maximální amplitudy, amplitudového zdvihu a/nebo poměru

7X <^ew- /(Uý

4444

4 4

4 4 • 4 4

4 4 4 4

4 4 44444

4 4 4 signál/přestávka střídavého signálu, v závislosti na vodivosti množství vody, přičemž jsou s výhodou upraveny prostředky pro zkratování elektrod v průběhu přestávky elektrického střídavého signálu.

10. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že uspořádání elektrod přídavně obsahuje elektrodu způsobující odchlorování množství vody a/nebo elektrodu pro obohacení ionty Mg, Zn, Ca nebo Ag, nebo uspořádání elektrod je vytvořeno jako elektroda pro odchlorování.

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že elektroda pro odchlorování obsahuje slitinu obsahující Mg, Zn nebo Ca, nebo slitinu obsahující Fe, Zn, Fe-Cr-Ni.

12. Zařízení podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se tím, že v tělese jsou upraveny a vytvořeny ovládací prostředky pro elektrodu pro odchlorování jako anodu jako jednotku zařízení na vytváření elektrických signálů pro vytváření napětí mezi 2 V a 24 V, zejména 12 V, a proudu mezi 5 a 100 mA, zejména 20 mA, tak, že s výhodou v pravidelných odstupech před nebo po přivedení jednoho signálu z uspořádání elektrod zařízení na vytváření signálů, nebo nezávisle na něm, provedou odchlorovací provoz v množství vody v nádobě.

13. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že těleso (16) ve tvaru kotouče má kruhový nebo pravoúhlý tvar vztaženo k ploché vnější straně s průměrem v rozsahu mezi 35 mm a 150 mm, zejména 70 mm až 100 mm při uspořádání elektrod upraveném pouze na jedné ploché vnější straně a 40 mm až 60 mm při uspořádání elektrod upraveném na obou plochých vnějších stranách.

fefefefe

TV⁷ Ď/QVf -//023 • · · · * · • fe · · · · · • fe fefefefe • ♦ fefe fefe fefe fe • · «fefe fe·· fefefefe fefe ·

14. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že obsahuje mechanicky působící filtrační jednotku uspořádanou před vstupem do nádoby a/nebo přiřazenou výstupu z nádoby.

15. Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že filtrační jednotka je vytvořena jako filtr na jedno použití, obsahuje definovanou matrici z porézního materiálu, zejména z rouna nebo pěnového materiálu, a na matrici jsou umístěny absorpční prostředky, zejména aktivní uhlí nebo zeolit, a/nebo iontoměničové prostředky, kyselina vinná nebo kyselina citrónová.

16. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že nádobě jsou přiřazeny topné a/nebo chladicí prostředky pro cílenou změnu teploty vody množství vody.

17. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že těleso ve tvaru kotouče je vytvořeno pro použití v cisterně na pitnou vodu nebo s ní, v nádrži na užitkovou vodu nebo v zařízení obsahujícím nádobu na vodu pro průmyslové použití.