CZ2010537A3 - Zarízení pro likvidaci mikroorganismu v tekutinách - Google Patents
Zarízení pro likvidaci mikroorganismu v tekutinách Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2010537A3 CZ2010537A3 CZ20100537A CZ2010537A CZ2010537A3 CZ 2010537 A3 CZ2010537 A3 CZ 2010537A3 CZ 20100537 A CZ20100537 A CZ 20100537A CZ 2010537 A CZ2010537 A CZ 2010537A CZ 2010537 A3 CZ2010537 A3 CZ 2010537A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cavitation
- chamber
- microorganisms
- inlet
- outlet
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 241000186361 Actinobacteria <class> Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000002289 effect on microbe Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021056 liquid food Nutrition 0.000 description 1
- 230000005426 magnetic field effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000033458 reproduction Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
- A61L2202/10—Apparatus features
- A61L2202/12—Apparatus for isolating biocidal substances from the environment
- A61L2202/122—Chambers for sterilisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
- C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/481—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets
- C02F1/482—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets located on the outer wall of the treatment device, i.e. not in contact with the liquid to be treated, e.g. detachable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/484—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using electromagnets
- C02F1/485—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using electromagnets located on the outer wall of the treatment device, i.e. not in contact with the liquid to be treated, e.g. detachable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/007—Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/32—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the food or foodstuff industry, e.g. brewery waste waters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/008—Mobile apparatus and plants, e.g. mounted on a vehicle
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/04—Disinfection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Zarízení pro likvidaci mikroorganismu v tekutinách, obsahující vzájemne sériove propojené vtokovou cást (1), cerpadlo (2), minimálne jednu kavitacní trubici (3) a výtokovou cást (5), jehož podstata spocívá v tom, že kavitacní trubice (3) je tvorena vzájemne na sebe navazujícími nátokovou komorou (31), alespon jednou pracovní komorou (33) a výtokovou komorou (35), kde prechod mezi nátokovou komorou (31) a pracovní komorou (33) je pomocí konfuzoru (32) a prechod mezi pracovní komorou (33) a výtokovou komorou (35) pomocí difuzoru (34), pricemž kavitacní trubice (3) je rešena tak, že výsledný prutokový soucinitel (K.sub.V.n.) kapaliny mezi vstupním prurezem (311) nátokové komory (31) a výstupním prurezem (351) výtokové komory (35) vypoctený ze vztahu K.sub.v.n. = 36000 Q je menší alespon o 15 % vuci prutokovému souciniteli (K.sub.V.n.) kapaliny v bezkavitacním režimu a hodnota vrchlového úhlu (.alfa.) sten difuzoru (34) odpovídá vztahu .alfa. .>=. 7.degree..
Description
Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách nechemickou cestou, zejména pro čištění vody v nádržích, a to jak ve velkoplošných přírodních či umělých nádržích, tak v bazénech nebo ve velkokapacitních nádržích pro průmyslové využití, například v potravinářském průmyslu.
Dosavadní stav techniky
V současné době dochází k stále vyššímu stupni znečišťování vodních ploch mikroorganismy. Omezování rozvoje těchto mikroorganismů je realizováno ve většině případů chemickou cestou, a to pomocí biocidů. Tyto biocidy jsou buď širokospektrální, založené na organických antibiotikách, nebo na toxických kovech stříbra, mědi, bromu, nebo na oxidačním potenciálu chloru, bromu, peroxosloučenin či ozonu. Chemické prostředky se vyvíjí tak, aby nezanechávaly rezidua toxická pro člověka nebo vodní/a půdní organismy, ale jejich vývoj je finančně náročný a praxe ukazuje, že mikroorganismy jsou schopny získat k biocidúm rezistenci.
Z tohoto pohledu mají fyzikální metody omezování rozvoje mikroorganismů podstatnou výhodu v tom, že poškodí buňky mikroorganismů, čímž znemožní jejich fyziologické funkce, růst a rozmnožování. Hlavní výhodou použití fýzikálních metod je, že na ně zatím nebyla nikdy pozorována rezistence, která v principu ani není možná. ^Z fyzikálních metod jsou pro omezení rozvoje mikroorganismů využívány principy elektroporace a elektromagnetických vln, ultrazvuku, mikrovlnného záření, infračervených vln, gamazáření nebo ultrafialového záření. Čištění vody v nádržích pomocí působení elektromagnetického pole je popsáno například ve spise CZ 14307 U1. Ve spise WO
9714jB55 je popsáno zařízení, v němž je působeno elektrickým a magnetickým polem na proudící kapalinu, kde zdroj napájení je přizpůsobitelný proměnné délce, průměru fa impedanci cívky. Tento systém se používá k odstraňování minerálních usazenin, tj. ke změkčování vody. Jeho nevýhodou je malý rozsah čisticích schopností, které jsou závislé na velikosti zařízení. Dalšími příklady použití působení magnetického pole na proud ? v kapaliny jsou zařízení popsaná ve spisech WO 0^26637 nebo CZ 13729 U1.
Λ Λ
-2Zařízeni pracující na principu působení magnetického pole na vodní proud je předmětem řešení dle spisu WO 950S007, kde je využito pole vznikající ve specifickém pyramidovém prostoru. Jeho nevýhodou je závislost účinnosti na fyzikálních a chemických vlastnostech vody a omezená rychlost průtoku čištěné vody. Zařízení dle spisu DE [747 pak využívá specificky usměrněných magnetických a elektrických kruhovém průtočném válci, jímž protéká voda, na kterou se přímo působí pomocí soustavy cívek. Je zřejmé, že toto zařízení je pouze předstupeň skutečného čistícího modulu, ve kterém dochází k oddělování nečistot. Jedná se tedy o nekomplexní technické řešení š omezeným použitím.
Složitě uzpůsobenými elektrickými a magnetickými poli působí na vodu rovněž zařízení dle spisu US i26, které je však technicky komplikované, a tím výrobně náročné, přičemž jeho konstrukce vyžaduje pevné usazení a stabilitu. Jeho další nevýhodou je větší hydrodynamický odpor bránící průtoku vody, a s tím související usazování nečistot na dně nádoby. Zařízení tedy částečně odděluje nečistoty pocházející ze sedimentace, ale pomíjí látky flokulující do vrchní části nádoby, odkud jsou tyto vyplavovány s upravenou vodou.
K fýzikálním metodám omezování rozvoje mikroorganismů v současné době rovněž patří i kavitace nebo její extrémní forma, tzv. superkavitace. Pň kavitaci dochází ke vzniku
C/7'2005-592 A1 a CZ 2005-746 A1. Tato zařízení využívají principu kavitace v kombinaci(s ejektorem, kterým je zajištěno dávkování přídavných korekčních přípravků do oblasti vzniku kavitačních bublin. Dle spisu CZ 300592 je známo zařízení založené na ejektorovém efektu, kde kavitační trysky jsou umístěny na člunu či jiném plavidle. Nevýhoda zmíněných řešení spočívá v tom, že přisávání dalšího média, například korekčních přípravků, do oblasti kavitace má za následek nižší účinnost čistícího procesu.
Dle spisů DE 102007063062, EP (975^130 a JP 2008055369 jsou známá zařízení, ve kterých je vznik kavitace podmíněn rotačním pohybem mechanických částí, například disků, nebo lokálními víry vznikajícími ve složitě tvarovaných komorách. Další příklady konstrukcí kavitačních trysek jsou popsány například ve spisech TW 255796 a JP./ '/ 2002165549. Nevýhodou těchto řešení je absence využití ultrazvukové modulace;v závislosti na průtoku kapaliny kavitační tryskou.
-3Konečně je známé řešení zařízení odstraňující sedimenty z kapaliny, které je popsáno ve spise JP 2004049938. Zařízení nepracuje s ultrazvukovou modulací 4 nemůže v něm tak vzniknout superkavitace. Ve spisech JP 2002126729, JP 2002126730, JP 2003126849 a JP 2003126850 jsou popsána řešení využívající kavitační trysky (k likvidaci mikroorganismů v různých prostředích. V těchto spisech nejsou podrobné komentovány konstrukce kavitačních trysek a nevýhoda jejich provedení spočívá v tom, že zařízení nejsou koncipována jako mobilní. Konstrukce kavitační trysky je v neposlední řadě známa ze spisu JP 2004057936, kde kavitační zóna vzniká v oblasti prostého lokálního zúžení průřezu trysky. Nevýhodou tohoto řešení je krátká kavitační zóna trysky^ její malá účinnost. Neuvažuje se zde ani o ultrazvukové modulaci a ani o superkavitaci. Využití jevu superkavitace v kavitační trysce je popsáno ve spise US 2008029462, kde je kavitace dosaženo složitě tvarovanou komorou trysky opatřenou žebry, kterými je zajištěna rotace kapaliny v této trysce. Nevýhoda popsaného zařízení spočívá ve velmi krátké oblasti superkavitace a ve vysoké tvarové složitosti vnitřních prostor kavitační trysky.
Snahou předkládaného řešení je navrhnout takové zařízení, které by odstraňovalo nedostatky známých zařízení, využívalo všech výhod superkavitace elektromagnetického pole a zároveň by umožňovalo efektivně likvidovat nežádoucí mikroorganismy v tekutinách, zejména ve vodách nádrží či jiných objektů, a to bez nepříznivého ovlivnění prostředí v okolí vodních ploch z ekologického hlediska. Rovněž je snahou umožnit využití zařízení v potravinářském průmyslu k zamezení růstu nežádoucích mikroorganismů v tekutinách, například v mléce, moštech a jiných tekutých nápojích či potravinách, kde není vhodné používat chemickou sterilaci nebo termickou cestu.
Podstata vynálezu
Stanoveného cíle je do značné míry dosaženo vynálezem, kterým je zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách, obsahující vzájemně sériově propojené vtokovou část, čerpadlo, minimálně jednu kavitační trubici a výtokovou část, jehož podstata spočívá v tom, že kavitační trubice je tvořena vzájemně na sebe navazujícími nátokovou komorou, alespoň jednou pracovní komorou a výtokovou komorou, kde přechod mezi nátokovou komorou a pracovní komorou je pomocí konfuzoru a přechod mezi pracovní komorou/a
-4výtokovou komorou pomocí difuzoru, přičemž kavitační trubice je řešena tak, že výsledný průtokový součinitel (Kv) kapaliny mezi vstupním průřezem nátokové komory a výstupním průřezem výtokové komory vypočtený ze vztahu
K, = 36000 0---!--V Pa - Pb je menší alespoň o 15j% vůči průtokovému součiniteli (Kv) kapalíny v bezkavitačním režimu a hodnota vrchlového úhlu (a) stěn difuzoru (34) odpovídá vztahu a >7°.
Ve výhodném provedení zařízeni jsou tvary průřezů konstrukčních prvků kavitační trubice kruhové nebo čtvercové nebo obdélníkové či mnohoúhelníkové, přičemž v jedné kavitační trubici mohou být průřezy vzájemně kombinovány. Rovněž je výhodné, když kavitační trubice obsahují více pracovních komor řazených v sérii a když průřezy pracovních komor, stejně tak jako parametry navazujících konfuzorů a difuzorů nejsou shodné. Konečně je výhodné, když zařízení obsahuje dvě a více kavitačních trubic zapojených na spojovací potrubí paralelně nebo když kavitační trubice obsahuje vložku zařazenou do nátokové komory a opatřenou tvarovanými žebry.
obrázků na >fieejeftýcW výkresech
Konkrétní příklady provedení vynálezu jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde obr.^l je základní blokové konstrukční schéma zařízení, obr.^2 je detailní boční pohled na kavitační trubici ze zařízení z obr.jl, obr.í3 je boční pohled na možné provedení sériově řazených kavitačních trubic, obr.j4 je boční pohled na možné provedení paralelně řazených kavitačních trubic, obr.Sa je boční pohled na alternativní provedení kavitační trubice opatřené vložkou, obr.Sb je příčný řez vložkou kavitační trubice z obr. 5a, obr.6 je boční pohled na alternativní provedení kavitační trubice doplněné o magnet, obr.ýa je půdorysný pohled na plavidlo opatřené zařízením pro likvidaci mikroorganismů, /
obr.7b je bokorysný pohled na plavidlo z obr. 7a.
-5Výkresy, které znázorňují vynález, a následně popsané příklady konkrétních provedení, v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách sestává v základním provedení znázorněném na obr.^l ze vzájemně sériově propojených vtokové části 1, čerpadla 2, kavitační trubice 3, filtru 4 a výtokové části 5, kde tyto konstrukční členy mohou dle typu zařízení propojeny přímo anebo pomocí spojovacích potrubí 6. Kavitační trubice 3 je tvořena vzájemně na sebe navazujícími válcovou nátokovou komorou 31, konfuzorem 32 ve tvaru komolého kužele, válcovou pracovní komorou 33, difuzorem 34 ve tvaru komolého kužele a válcovou výtokovou komorou 33, jak je patrné z obn£.
Kavitační trubice 3 je konstruována tak, aby výsledný průtokový součinitel K^_ kapaliny mezi vstupním průřezem 311 nátokové komory 31 a výstupním průřezem 351 výtokové komory 35, tedy mezi body & a B na obr#, vypočtený ze vztahu
Kv * 36000 Q
kde - Q je průtok (m3.s'1)
- pA je tlak kapaliny v bodě Δ (kPa)
- p8 je tlak kapaliny v bodě B (kPa)
- P je hustota kapaliny (kg.m-3) fe menší alespoň o 15j% vůči průtokovému součiniteli Kv kapaliny v bezkavitačním režimu, přičemž hodnota vrchlového úhlu g stěn difuzoru 34 odpovídá vztahu a >T.
Čistící proces u zařízení v základním provedení probíhá tak, že vtoková část 1_ zařízení, například sací hubice, se ponoří do neznázornéné nádrže, odkud je čerpadlem 2 kapalina vháněna do kavitační trubice 3, u níž je nátoková komora 31 navržena tak, aby/v , ní neklesl tlak pod hodnotu tlaku nasycených par. Z nátokové komory 31 je kapalina vedena do konfuzoru 32, kde dochází k podstatnému zvýšení její rychlosti a současně/k poklesu tlaku, a to pod tlak nasycených par. V tomto okamžiku se začínají v konfuzoru 32
-6objevovat první kavitační bublinky, které postupují vysokou rychlostí pracovní komorou 33 do difuzoru 34. V difuzoru 34 dojde v důsledku odtržení mezní vrstvy k dalšímu snížení tlaku a podstatnému rozšíření kavitační zóny, která vyplní v podstatě celý prostor difuzoru 34. V tomto prostoru dochází ke vzniku kavitačního mraku ke vzniku tzv. superkavitace, která způsobí kolaps kavitačních bublin na ultrazvukové frekvenci řádově 20 kHz, pokud je splněna podmínka pro hodnotu průtokového součinitele Kv kapaliny a podmínka pro odtržení mezní vrstvy, tedy kdy vrcholový úhel g stěn difuzoru 34 má hodnotu a ž 7°./V důsledku prudkých stavových změn kapaliny jsou v pracovní komoře 33 a v difuzoru 34 vytvořeny podmínky pro dezintegraci buněčných stěn a organel mikroorganismů, což neumožní jejich další přežití. Ve filtru 4 jsou pak zachytávány mrtvé mikroorganismy výtokové části 5 zařízení proudí vyčištěná kapalina. Při hodnotách poklesu průtokového součinitele Ky méně než o 15j% oproti hodnotám v bezkavitačnímu režimu nedochází^ odtrženi mezní vrstvy, nedosáhne se ultrazvukové modulace a kolaps kavitačních bublin nastane na výrazně nižších frekvencích a ampluitudách zrychlení, což má za následek značné snížení účinnosti celého zařízení.
Popsaná konstrukce není jediným možným provedením zařízení podle vynálezu, ale bez vlivu na jeho podstatu mohou být tvary průřezů prvků 31, 32, 33, 34, 35 kavitační trubice 3 v podstatě libovolné, například kruhové, čtvercové, obdélníkové či mnohoúhelníkové. V jedné kavitační trubici 3 mohou být rovněž vzájemně kombinovány kruhové a obdélníkové průřezy za podmínek zachování minimálních hydraulických ztrát £ podmínek vzniku superkavitace na ultrazvukové frekvenci a odtrženi mezní vrstvy. Pro zajištění vyšších účinků likvidace mikroorganismů mohou být vytvářeny kavitační trubice 3 s více pracovními komorami 33 řazenými v sérii, přičemž průřezy těchto pracovních komor 33, stejně tak parametry navazujících konfuzorů 32 a difuzoru 34 nemusí být shodné, jak v
je znázorněno na obr.3. Do zařízení je rovněž možno zařadit více kavitačních trubic 3, A r'/ zapojených na spojovací potrubí 3 paralelně, jak je naznačeno na obr.j4, přičemž počet takto spojených kavitačních trubic 3 není limitován.
Účinek kavitace v zařízení je možno ještě zesílit vložkou 36 zařazenou do nátokové komory 31 a opatřenou tvarovanými žebry éý/. převádějícími axiální pohyb kapaliny na >/v částečně rotační, jak je patrné z obr.5a)f a obr.Sby. U tohoto provedení dojde k poklesu \i tlaku pod tlak nasycených par při nižší střední rychlosti kapaliny než u základních provedení kavitačních trubic 3, samozřejmě pak při zachování podmínek vzniku
-7superkavitace na ultrazvukové frekvenci a odtržení mezní vrstvy.
Intenzitu účinku kavitace na mikroorganismy je možno zesílit současným využitím magnetickým prstence^ tvořeným buď permanentním magnetem t nebo elektromagnetem, umístěným^nad výtokovou komorou 35 kavitační trubice 3, jak je znázorněno na obr.^5. Zde je využito faktu, že kapalina proudící kavitační trubicí 3 je nositelem elektrického náboje, tedy vodičem pohybujícím se v magnetickém poli. Velikost elektromagnetické indukce je ovlivněna rychlostí pohybu kapaliny a při kolapsu kavitačních bublin na frekvenci 20 kHz dojde ke skokové změně této indukce a nárůstu elektromotorického napětí v kavitační zóně, které zesiluje negativní vliv na mikroorganismy.
Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách může být s výhodou využito i pro čistění vody na velkoplošných nádržích. V tomto případě je zařízení umístěno na plavidle 8, jak je znázorněno na obr. 7a/ a 7b£ Vtokové části 1 ve formě sacích trubic jsou zaústěny těsně po hladinou vody a pomocí čerpadla 2 je nasávána směs mikroorganismů, například sinic, a tato je pomocí spojovacích potrubí £ ve formě hadic vedena do neznázoměných kavitačních trubic 3, v nichž jsou mikroorganismy likvidovány, a z nich do výtokových částí 5. Směs vytékající z výtokových částí 5 pak působí reaktivním účinkem na plavidlo 8 a uvádí jej do pohybu. Pomocí natáčení vtokových částí 1 a výtokových částí 5 lze pak korigovat rychlost pohybu plavidla 3.
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách dle předkládaného vynálezu je využitelné především pro kontrolu rozvoje bakterií, sinic, řas, mikromycét, aktinomycétřa rovněž zooplanktonu v otevřených nádržích nebo přírodních plochách. Také není vyloučeno jeho použití k čištění bazénů, úpravě pitné vody nebo v potravinářském průmyslu k zamezení růstu nežádoucích mikroorganismů v moštech, mléce a v dalších tekutých nápojích či tekutých potravinách, kde není vhodné použít sterilaci chemickou nebo termickou cestou.
Claims (6)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách, obsahující vzájemně sériově propojené vtokovou část (1), čerpadlo (2), minimálně jednu kavitační trubici (3) a výtokovou část (5), vyznačující se tím, že kavitační trubice (3) je tvořena vzájemně na sebe navazujícími nátokovou komorou (31), alespoň jednou pracovní komorou (33) a výtokovou komorou (35), kde přechod mezi nátokovou komorou (31) a pracovní komorou (33) je pomocí konfuzoru (32) a přechod mezi pracovní komorou (33) a výtokovou komorou (35) pomocí difuzoru (34), přičemž kavitační trubice (3) je řešena tak, že výsledný průtokový součinitel (Kv) kapaliny mezi vstupním průřezem (311) nátokové komory (31) a výstupním průřezem (351) výtokové komory (35) vypočtený ze vztahu = 36000 Q je menší alespoň o 1f^/o vůči průtokovému součiniteli (Kv) kapalíny v bezkavitačním režimu a hodnota vrchlového úhlu (a) stěn difuzoru (34) odpovídá vztahu
- 2. Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvary průřezů konstrukčních prvků (31, 32, 33, 34, 35) kavitační trubice (3) jsou kruhové nebo čtvercové nebo obdélníkové či mnohoúhelníkové, přičemž v jedné kavitační trubici (3) mohou být průřezy vzájemně kombinovány.
- 3. Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že kavitační trubice (3) obsahují více pracovních komor (33) řazených v sérii.
- 4. Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách podle nároku 3, vyznačující se tím, že průřezy pracovních komor (33), stejně tak jako parametry navazujících konfuzorů (32) a difuzorů (34) nejsou shodné.
- 5. Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje dvě a více kavitačních trubic (3) zapojených na spojovací potrubí (6) paralelně.
- 6. Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že kavitační trubice (3) obsahuje vložku (36) zařazenou do nátokové komory (31) a opatřenou tvarovanými žebry (653).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100537A CZ2010537A3 (cs) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Zarízení pro likvidaci mikroorganismu v tekutinách |
| PCT/CZ2011/000067 WO2012003815A2 (en) | 2010-07-07 | 2011-06-30 | Device for killing microorganisms in liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100537A CZ2010537A3 (cs) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Zarízení pro likvidaci mikroorganismu v tekutinách |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ303197B6 CZ303197B6 (cs) | 2012-05-23 |
| CZ2010537A3 true CZ2010537A3 (cs) | 2012-05-23 |
Family
ID=44801937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20100537A CZ2010537A3 (cs) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Zarízení pro likvidaci mikroorganismu v tekutinách |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2010537A3 (cs) |
| WO (1) | WO2012003815A2 (cs) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304301B6 (cs) | 2012-09-19 | 2014-02-19 | Vysoké Učení Technické V Brně | Způsob přípravy magneticky vodivých prášků s využitím kavitace a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| EP3085670B1 (en) * | 2015-04-21 | 2019-12-04 | Treelium SA | Hydrodynamic cavitation water treatment device with ultrasonic pressure waves generation |
| EP3208242B1 (en) * | 2016-02-18 | 2020-05-06 | Treelium SA | Ultrasound method for disinfecting water |
| FI127076B (en) * | 2016-04-14 | 2017-10-31 | Nofa Oy | A cavitation arrangement for removing harmful material from the fluid |
| US10781113B2 (en) * | 2017-10-27 | 2020-09-22 | Cavitation Technologies, Inc. | System and method for purification of drinking water, ethanol and alcohol beverages of impurities |
| US10876084B2 (en) * | 2017-10-27 | 2020-12-29 | Cavitation Technologies, Inc. | Method and device for producing of high quality alcoholic beverages |
| US10876085B2 (en) | 2017-10-27 | 2020-12-29 | Cavitation Technologies, Inc. | System and method for purification of drinking water, ethanol and alcohol beverages of impurities |
| PL3659977T3 (pl) * | 2018-11-27 | 2022-04-25 | Steinhardt Gmbh | Urządzenie do uzdatniania cieczy za pomocą kawitacji hydromechanicznej i podciśnienia |
| EP3659978A1 (de) * | 2018-11-27 | 2020-06-03 | Steinhardt GmbH | Einrichtung zum behandeln von flüssigkeiten mittels hydromechanischer kavitation und unterdruck |
| US10934180B1 (en) | 2020-03-31 | 2021-03-02 | KD Enterprises LLC | Hydrodynamic cavitation device |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4238326A (en) | 1979-09-21 | 1980-12-09 | Wolf Bernard A | Fluid processor apparatus and method |
| EP0715606A1 (de) | 1993-08-25 | 1996-06-12 | Bossert, Gerdi | Vorrichtung zur behandlung einer flüssigkeit, insbesondere von wasser, mit einem magnetfeld |
| US5725778A (en) | 1995-10-17 | 1998-03-10 | Electronic Descaling 2000, Inc. | Current driver for electronic descaling |
| GB9701797D0 (en) * | 1997-01-29 | 1997-03-19 | Univ Coventry | Cavitation inducer |
| DE19704747A1 (de) | 1997-02-08 | 1998-08-13 | Heinz Dieter Dorka | Anlage und Verfahren zur Wasseraufbereitung |
| CZ296073B6 (cs) * | 1998-07-29 | 2006-01-11 | Zpusob a zarízení k aplikaci korekcních prípravku, zvláste prípravku pro omezení bujení sinic na vodních plochách | |
| JP2000167545A (ja) * | 1998-12-08 | 2000-06-20 | Babcock Hitachi Kk | 水域浄化装置およびその方法 |
| US6200486B1 (en) | 1999-04-02 | 2001-03-13 | Dynaflow, Inc. | Fluid jet cavitation method and system for efficient decontamination of liquids |
| CZ20003247A3 (cs) | 2000-09-06 | 2002-06-12 | Aqua-Z, S. R. O. | Způsob zpracování proudu vody a zařízení na jeho realizaci |
| CZ13729U1 (cs) | 2000-09-06 | 2003-10-06 | Aqua-Z, S. R. O. | Zařízení pro zpracování proudu vody |
| JP2002165549A (ja) | 2000-09-21 | 2002-06-11 | Karasawa Fine Ltd | 群落状生命体の駆除方法 |
| JP2002126729A (ja) | 2000-10-19 | 2002-05-08 | Kurita Water Ind Ltd | 内分泌系攪乱性物質含有水の処理装置及び処理方法 |
| JP2002126730A (ja) | 2000-10-19 | 2002-05-08 | Kurita Water Ind Ltd | 排水処理装置及び処理方法 |
| CZ300592B6 (cs) | 2001-01-03 | 2009-06-24 | Injektážní zarízení pro aplikaci korekcních prípravku | |
| JP2002233895A (ja) | 2001-02-09 | 2002-08-20 | Paratekku Kk | 下水汚泥の脱臭方法 |
| JP3849766B2 (ja) | 2001-10-26 | 2006-11-22 | 栗田工業株式会社 | 有機物含有水の処理装置及び処理方法 |
| JP3849765B2 (ja) | 2001-10-26 | 2006-11-22 | 栗田工業株式会社 | 有機物含有水の処理装置及び処理方法 |
| DE10214689A1 (de) * | 2002-04-03 | 2003-10-23 | Bionik Gmbh Innovative Technik | Verfahren und Vorrichtung zum Zerstören zellularer Strukturen in Suspensionen von Mikroorganismen |
| JP2004049938A (ja) | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Babcock Hitachi Kk | 汚泥処理装置と方法 |
| JP2004057936A (ja) | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Babcock Hitachi Kk | 水質浄化装置ならびにそれに用いるキャビテーションリアクター用ノズル |
| JP2005131613A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Toshiba Corp | 水処理装置および水処理方法 |
| CZ14307U1 (cs) | 2004-04-01 | 2004-05-03 | Aqua-Z, S. R. O. | Zařízení pro čištění vody v nádržích pomocí působení elektromagnetického pole |
| CZ2005454A3 (cs) | 2005-07-13 | 2007-02-14 | Kovár@Josef | Zarízení k aplikaci korekcních prípravku, zvlásteprípravku pro omezení bujení silnic na vodních plochách |
| CZ304719B6 (cs) | 2005-09-16 | 2014-09-10 | Josef Kovář | Injektážní zařízení pro aplikaci korekčních přípravků |
| US7833421B2 (en) * | 2005-10-25 | 2010-11-16 | Elmar Huymann | Degermination through cavitation |
| JP2008055369A (ja) | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | 微生物殺滅装置 |
| DE102007063062A1 (de) | 2007-03-27 | 2008-10-23 | Porow Gmbh | Verfahren zum Entkeimen des Ballastwassers von Schiffen |
| EP1975130A3 (de) * | 2007-03-27 | 2011-03-30 | JOWA GERMANY GmbH | Verfahren zum Entkeimen des Ballatswassers von Schiffen |
| US20090090675A1 (en) * | 2007-05-07 | 2009-04-09 | Ruben Garcia Marroche | Process to remove salt or bacteria by ultrasound |
| CZ21713U1 (cs) * | 2010-07-07 | 2011-02-07 | Vysoké ucení technické v Brne | Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách |
-
2010
- 2010-07-07 CZ CZ20100537A patent/CZ2010537A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-06-30 WO PCT/CZ2011/000067 patent/WO2012003815A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012003815A3 (en) | 2012-04-05 |
| CZ303197B6 (cs) | 2012-05-23 |
| WO2012003815A2 (en) | 2012-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2010537A3 (cs) | Zarízení pro likvidaci mikroorganismu v tekutinách | |
| US11873239B2 (en) | Nano bubble and hydroxyl radical generator (NBHRG) and processing system to decontaminate water without chemicals using NBHRG | |
| AU2010309105B2 (en) | Micro-bubble generator and micro-bubble generation device | |
| CN101553434B (zh) | 液体处理方法和装置 | |
| CN101781053B (zh) | 在舰船压载水管道输送中杀灭藻类和细菌的方法及装置 | |
| KR101191146B1 (ko) | 마이크로 버블을 이용한 플라즈마 방전 반응식 선박 평형수 살균 처리장치 | |
| CN102015544A (zh) | 电液和剪切空化径向逆流液体处理器 | |
| CN101208272A (zh) | 压舱水处理装置 | |
| JP2017154098A (ja) | 浮遊藻類収集装置及び浮遊藻類処理システム | |
| CN101935127A (zh) | 船舶压载水综合处理系统 | |
| KR101702345B1 (ko) | 초고속 조류 제거 장치 및 방법 | |
| KR101624118B1 (ko) | 다단형(多段型)구조를 갖는 수역정화장치 | |
| JP4370342B2 (ja) | 水中微細物等の処理装置 | |
| CN201857322U (zh) | 船舶压载水综合处理系统 | |
| CN113562805B (zh) | 一种基于旋转振荡空腔叶轮的水力空化处理装置 | |
| CN113562807B (zh) | 一种基于对撞冲击的旋转振荡空化装置 | |
| KR101980335B1 (ko) | 수질개선을 위한 전층순환 분사장치 | |
| CZ21713U1 (cs) | Zařízení pro likvidaci mikroorganismů v tekutinách | |
| JP4538404B2 (ja) | 水域浄化装置、水性汚染生物回収船及び水性汚染生物の処理方法 | |
| JP3170235U (ja) | 船舶バラスト水浄化処理システム | |
| KR101344812B1 (ko) | 초음파 세정장치 및 이를 이용한 수처리 장치 | |
| KR101702346B1 (ko) | 이동식 부유물 제거 장치 및 방법 | |
| JP2008036555A (ja) | キャビテーション殺菌装置 | |
| KR101493962B1 (ko) | 오존 및 초음파를 이용한 수처리장치 | |
| CN113526683B (zh) | 蓝藻防除装置和铜管灭藻装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20180707 |