DE102012007236A1

DE102012007236A1 - Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung

Info

Publication number: DE102012007236A1
Application number: DE201210007236
Authority: DE
Inventors: Dr. Gebhardt Klaus
Original assignee: NECON GmbH
Current assignee: NECON GmbH
Priority date: 2012-04-07
Filing date: 2012-04-07
Publication date: 2013-10-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät (20) zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung mit zumindest zwei, an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbaren Elektroden (3, 5), zwischen denen (3, 5) ein Wasserstrom durchführbar ist und von denen wenigstens eine Elektrode (3) Metallionen abgibt, welche eine keimtötende oder desinfizierende Wirkung auf im Wasserstrom mitgeführte Organismen ausüben, wobei das Gerät (20) eine Steuereinrichtung hat, welche die Stromquelle an die Elektroden (3, 5) in Abhängigkeit von zumindest einem Mess- oder Stellwert anlegt, den zumindest ein Sensor in Bezug auf den durch das Gerät (20) geführten Wasserstrom ermittelt. Für das erfindungsgemäße Gerät (20) ist kennzeichnend, dass in den Stromkreis zwischen der Stromquelle und den Elektroden (3, 5) ein Stromimpulsgeber zur Erzeugung von Stromimpulsen zwischengeschaltet ist und dass der Stromimpulsgeber mit der Steuereinrichtung in Steuerverbindung steht, welche Steuereinrichtung die Stromimpulse in Abhängigkeit von dem zumindest einen, vom Sensor ermittelten Messwert oder Stellwert verändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung mit zumindest zwei, an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbaren Elektroden, zwischen denen ein Wasserstrom durchführbar ist und von denen wenigstens eine Elektrode Metallionen abgibt, welche eine keimtötende oder desinfizierende Wirkung auf im Wasserstrom mitgeführte Organismen ausüben, wobei das Gerät eine Steuereinrichtung hat, welche die Stromquelle an die Elektroden in Abhängigkeit von zumindest einem Mess- oder Stellwert anlegt, den zumindest ein Sensor in Bezug auf den durch das Gerät geführten Wasserstrom ermittelt.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2008 014 603.8 der Anmelderin ist bereits ein Gerät der eingangs erwähnten Art bekannt. Das Gerät ist dazu bestimmt, Wasser, das mit Keimen und anderen Organismen verunreinigt ist, in einen trinkfähigen Zustand aufzubereiten. Dazu wird bei dem vorbekannten Gerät ein elektrophysikalisches Aufbereitungsverfahren verwendet, bei dem positiv geladene Kupfer-(Cu++) und Silberionen (Ag+) freigesetzt werden, welche die negativ geladenen organischen Zellen, wie Algen, Bakterien, Pilze und Viren zerstören. Das aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2008 014 603.8 vorbekannte Gerät weist dazu zumindest zwei Elektroden auf, an die eine elektrische Stromquelle anlegbar ist und von denen wenigstens eine Elektrode Metallionen abgibt, welche eine keimtötende oder desinfizierende Wirkung auf die im Wasserstrom mitgeführten Organismen ausübt. Damit das vorbekannte batteriebetriebene Gerät erst frei geschaltet und die Stromquelle erst dann an die Elektroden angelegt wird, wenn durch das Gerät Wasser fließt, ist ein als Sonde dienendes Steuerpaddel im Wasserfluss angeordnet, das unter dem Druck des durchströmenden Wassers von einer Ausschaltposition in eine Einschaltstellung bewegt wird. Ein der Einschaltstellung entsprechender Mess- oder Stellwert wird von der als Steuerpaddel ausgebildeten Sonde an eine Steuereinrichtung weitergegeben, die die Stromquelle an die Elektroden in Abhängigkeit von der vom Steuerpaddel ermittelten Schaltposition anlegt.
In manchen Ländern ist gesetzlich vorgeschrieben, bis zu welchen Grenzwerten eine Ionenabgabe erfolgen darf. Diese Grenzwerte dürfen insbesondere im Trinkwasser nicht überschritten werden. Bei dem aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2008 014 603.8 vorbekannten Gerät ist die Ionenabgabe jedoch nicht steuerbar und kann deshalb nicht auf einen festgelegten oder festlegbaren Maximalwert eingeregelt werden.
Es besteht daher die Aufgabe, ein Gerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Ionenabgabe auf einfache Weise an die Menge und/oder die Eigenschaften des durch das Gerät geführten Wassers angepasst werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Gerät der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass in den Stromkreis zwischen der Stromquelle und den Elektroden ein Stromimpulsgeber zur Erzeugung von Stromimpulsen zwischengeschaltet ist, und dass der Stromimpulsgeber mit der Steuereinrichtung in Steuerverbindung steht, welche Steuereinrichtung die Stromimpulse in Abhängigkeit von dem zumindest einen, vom Messsensor ermittelten Messwert verändert.
Das erfindungsgemäße Gerät hat einen Stromimpulsgeber, der zur Erzeugung von Stromimpulsen in den Stromkreis zwischen der Stromquelle und der Elektrode des Geräts zwischengeschaltet ist. Dieser Stromimpulsgeber steht mit einer Steuereinrichtung in Steuerverbindung, welche die Stromquelle an die Elektroden in Abhängigkeit von zumindest einem Messwert- oder Stellwert anlegt, den zumindest ein Sensor in Bezug auf den durch das Gerät geführten Wasserstrom ermittelt. Dabei verändert die Steuereinrichtung die Stromimpulse in Abhängigkeit von dem zumindest einen ermittelten Mess- oder Stellwert. Somit kann die Ionenabgabe gesteuert und entsprechend dem zumindest einen ermittelten Mess- oder Stellwert eingeregelt werden.
Um die Ionenabgabe zu verstärken oder zu reduzieren ist es möglich, die pro Zeiteinheit erfolgenden Stromimpulse zu erhöhen oder zu vermindern. Dazu sieht eine bevorzugte Ausführung gemäß der Erfindung vor, dass die Steuereinrichtung die Stromimpulse in Abhängigkeit von dem zumindest einen, vom Sensor ermittelten Mess- oder Stellwert verändert, derart, dass die Ionenabgabe auf einen festgelegten oder festlegbaren Wert eingeregelt ist oder einen festgelegten oder festlegbaren Maximalwert nicht übersteigt.
Mit dem erfindungsgemäßen Gerät ist es auf einfache Weise möglich, die gesetzlich vorgegebenen Grenzwerte einzuhalten. Dazu sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die Steuereinrichtung den zwischen den Stromimpulsen vorgesehenen Impulsabstand verändert.
Zusätzlich oder stattdessen ist es auch möglich, dass die Steuereinrichtung die Impulslänge der Stromimpulse verändert. Die Ionenabgabe erfolgt nur, wenn während eines Stromimpulses tatsächlich auch der Strom fließt.
Um die Ionenabgabe an die zu behandelnde Wassermenge anpassen zu können, sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass der Sensor die aktuelle Durchflussleistung, das heißt die pro Zeiteinheit durchströmende Wassermenge, des durch das Gerät geführten Wasserstromes ermittelt.
Eine besonders einfache Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass der Messsensor dazu eine vom Wasserstrom antreibbare Turbine hat, deren Drehzahl mit Hilfe einer Drehzahlmesseinrichtung ermittelbar ist. Als Drehzahlmesseinrichtung kann beispielsweise ein Hallsensor verwendet werden.
Die Ionenabgabe erfolgt auch in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit und lässt sich durch eine Spannungsänderung nicht verändern. Zusätzlich oder stattdessen kann es daher vorteilhaft sein, wenn der Sensor die aktuelle Leitfähigkeit des durch das Gerät geführten Wasserstromes ermittelt, damit anschließend die Steuereinrichtung die Stromimpulse in Abhängigkeit von der ermittelten Leitfähigkeit einregeln kann.
Eine besonders einfache Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht dazu vor, dass der Sensor die aktuelle Leitfähigkeit zwischen den Elektroden des Gerätes ermittelt.
Das erfindungsgemäße Gerät zeichnet sich durch einen geringen Stromverbrauch aus. Es kann daher auch vorteilhaft sein, wenn das Gerät ein batterie- oder akkubetriebenes Gerät ist.
Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Nachstehend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben.
Es zeigt:
1 ein Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung in einer teilweise aufgeschnittenen Perspektivdarstellung seiner Bestandteile, wobei das hier dargestellte Gerät batterie- oder akkubetrieben ist, und
2 ein mit 1 vergleichbares Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung, das hier jedoch über das Stromnetz betrieben wird.
In den 1 und 2 sind zwei Ausführungen 20, 30 eines Gerätes dargestellt, das zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung bestimmt ist. Das in den 1 und 2 gezeigte Gerät 20, 30 weist zwei, an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbare Elektroden 3, 5 auf, von denen die äußere rohrförmige Elektrode 5 als Kathode und die in ihrem Rohrinneren angeordnete Elektrode 3 als Anode dient. Das hier dargestellte Gerät 20, 30 kann derart in eine Wasserleitung zwischengeschaltet oder zwischen einem Wasservorrat und zumindest einer Zapfstelle angeordnet werden, dass zwischen den Elektroden 3, 5 ein Wasserstrom durchführbar ist. Dabei dient die Elektrode 5 als eine den Wasserstrom führende Rohrleitung.
Die im Rohrinneren der Elektrode 5 angeordnete und vom Rohr elektrisch getrennte Gegenelektrode 3 umfasst eine stabförmige und vorzugsweise aus einem nicht-elektrisch leitfähigen Material hergestellte Elektrodenaufnahme, auf die zumindest eine und vorzugsweise wenigstens zwei elektrisch leitfähige und zur Abgabe von Metallionen bestimmte Metallhülsen 7 aufgeschoben sind. Während beispielsweise eine in ihrer Längserstreckung größere Metallhülse aus einer Legierung aus Kupfer und Silber hergestellt ist, besteht eine demgegenüber kürzere Metallhülse aus Silber.
Um zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode eine Potentialtrennung vornehmen zu können, sind die rohrförmige Elektrode 5 und die im Rohrinneren der Elektrode 5 geführte Elektrode 3 durch zumindest ein, hier ringförmig ausgestaltetes Distanzstück 6 voneinander getrennt in einem Gerätegehäuse 4 gehalten. Die Elektrode 5 ist im Gerätegehäuse 4 angeordnet. Von einer stirnseitigen Gehäuseöffnung aus kann die Elektrode 3 in das Rohrinnere der rohrförmigen Elektrode 5 eingesetzt werden. Nach dem Einsetzen der Elektrode 3 wird diese stirnseitige Gehäuseöffnung mittels einer Halteschraube 1 flüssigkeitsdicht verschlossen. An dieser Halteschraube 1 ist die stabförmige Elektrodenaufnahme der Elektrode 3 gehalten. Die zur Ionenabgabe bestimmten Metallhülsen 7 werden durch den Distanzring 6 voneinander getrennt und mittels einer die Elektrodenaufnahme umgreifenden Wendel-Druckfeder 2 spielfrei auf der Elektrodenaufnahme gehalten. Das aufzubereitende Wasser wird über einen Gehäuseeinlass 14 in das Gerät 20, 30 geführt und darin durch den zwischen den Elektroden 3, 5 verbleibenden Ringspalt geführt, um auf der der Halteschraube 1 abgewandten Gehäusestirnseite über einen Geräteauslass 9 weitergeleitet zu werden.
Die in den 1 und 2 gezeigten Geräte 20, 30 haben einen Stromimpulsgeber, der zur Erzeugung von Stromimpulsen in den Stromkreis zwischen der Stromquelle und den Elektroden 3 und 5 der Geräte 20, 30 zwischengeschaltet ist. Dieser Stromimpulsgeber steht mit einer Steuereinrichtung in Steuerverbindung, welche die Stromquelle an die Elektroden 3, 5 in Abhängigkeit von zumindest einem Mess- oder Stellwert anlegt, den zumindest ein Sensor in Bezug auf den durch das Gerät 20, 30 geführten Wasserstrom ermittelt. Dabei verändert die Steuereinrichtung die Stromimpulse in Abhängigkeit von dem zumindest einen ermittelten Mess- oder Stellwert. Somit kann die Ionenabgabe gesteuert und entsprechend dem zumindest einen ermittelten Mess- oder Stellwert eingeregelt werden.
Die Steuereinrichtung der Geräte 20, 30 kann eine Pulsweitensteuerung vorsehen, bei der die Steuereinrichtung den zwischen den Stromimpulsen vorgesehenen Impulsabstand verändert. zusätzlich oder stattdessen ist es möglich, dass die Steuereinrichtung die Impulslänge der Stromimpulse verändert.
Damit der Sensor beispielsweise die aktuelle Durchflussleistung des durch das Gerät 20, 30 geführten Wasserstromes ermitteln kann, ist in der Wasserführung des Gerätes 20, 30 eine vom Wasserstrom antreibbare Turbine 8 vorgesehen, deren Drehzahl mit Hilfe einer Drehzahlmesseinrichtung ermittelt wird. Die Drehzahlmesseinrichtung kann beispielsweise ein Hallsensor sein.
Damit die Steuereinrichtung die Stromimpulse auch in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des durch das Gerät 20, 30 geführten Wasserstromes verändern kann, ist ein Sensor vorgesehen, der die aktuelle Leitfähigkeit des Wassers ermittelt. Dieser Sensor kann die aktuelle Leitfähigkeit beispielsweise auch zwischen den Elektroden 3, 5 des Gerätes ermitteln.
Das in 1 gezeigte Gerät 20 wird über eine Batterie oder einen Akku 12 betrieben. Diese Batterie oder dieser Akku 12 ist in ein an der Gehäuseunterseite angeordnetes Batteriefach eingelegt, das mittels eines Batteriefachdeckels 11 verschlossen werden kann. Die Batteriekontakte 13 sind mit der Steuereinrichtung elektrisch verbunden, die sich hinter einem Gehäusedeckel 10 in einem weiteren Gehäusefach befindet.
Die in 2 gezeigte Geräteausführung 30 ist demgegenüber als netzbetriebenes Gerät ausgebildet. Das netzabhängig betriebene Wasserbehandlungsgerät 30 gemäß 2 ist beispielsweise für Zahnarztpraxen vorgesehen, bei denen das zur Zahnbehandlung benötigte Wasser vor der Verwendung entkeimt werden soll. Dabei kann das Gerät 30 beispielsweise auch in einen üblichen, für eine Zahnarztpraxis bestimmten Behandlungsstuhl eingebaut werden. Auch das in 2 gezeigte Gerät 30 weist ein für die Steuereinrichtung bestimmtes Gehäusefach auf, das mittels eines Deckels 8 verschlossen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202008014603 U [0002, 0002, 0003]

Claims

Gerät (20, 30) zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung mit zumindest zwei, an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbaren Elektroden (3, 5), zwischen denen (3, 5) ein Wasserstrom durchführbar ist und von denen wenigstens eine Elektrode (3) Metallionen abgibt, welche eine keimtötende oder desinfizierende Wirkung auf im Wasserstrom mitgeführte Organismen ausüben, wobei das Gerät (20, 30) eine Steuereinrichtung hat, welche die Stromquelle an die Elektroden (3, 5) in Abhängigkeit von zumindest einem Mess- oder Stellwert anlegt, den zumindest ein Sensor in Bezug auf den durch das Gerät (20, 30) geführten Wasserstrom ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass in den Stromkreis zwischen der Stromquelle und den Elektroden (3, 5) ein Stromimpulsgeber zur Erzeugung von Stromimpulsen zwischengeschaltet ist, und dass der Stromimpulsgeber mit der Steuereinrichtung in Steuerverbindung steht, welche Steuereinrichtung die Stromimpulse in Abhängigkeit von dem zumindest einen, vom Mess- oder Stellwert ermittelten Messwert verändert.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Stromimpulse in Abhängigkeit von dem zumindest einen, vom Sensor ermittelten Mess- oder Stellwert verändert, derart, dass die Ionenabgabe auf einen festgelegten oder festlegbaren Wert eingeregelt ist oder einen festgelegten oder festlegbaren Maximalwert nicht übersteigt.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung den zwischen den Stromimpulsen vorgesehenen Impulsabstand verändert.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Impulslänge der Stromimpulse verändert.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor die aktuelle Durchflussleistung des durch das Gerät geführten Wasserstromes ermittelt.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine vom Wasserstrom antreibbare Turbine (8) hat, deren Drehzahl mit Hilfe einer Drehzahlmesseinrichtung ermittelbar ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor die aktuelle Leitfähigkeit des durch das Gerät (20, 30) geführten Wasserstromes ermittelt.
Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor die aktuelle Leitfähigkeit zwischen den Elektroden (3, 5) des Gerätes (20, 30) ermittelt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (20) ein batterie- oder akkubetriebenes Gerät ist.