DE19619022A1 - Wassertankanordnung - Google Patents
WassertankanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wassertankanordnung mit
einem Tankraum, der eine Entnahmeöffnung aufweist, und
mit einer Keimbehandlungseinrichtung, die eine
UV-Strahlungserzeugungseinrichtung aufweist.
Sauberes Trinkwasser ist eines der Elementarbedürfnisse
des Menschen. In den meisten entwickelten Ländern wird
daher Trinkwasser aus öffentlichen Versorgungssystemen
mit einer hohen Qualität, insbesondere im Hinblick auf
die Sauberkeit und Keimarmut, bereitgestellt. Diese
Versorgungssysteme beinhalten neben einem Verteilungs
netz auch Wasserwerke, in denen das Trinkwasser, das
aus Quellen, Grundwasser oder Oberflächenwässern gewon
nen wird, aufbereitet wird. Zur Aufbereitung ist es
bekannt, UV-Bestrahlung des Wassers zu verwenden. Das
Wasser wird hier im Durchlaufverfahren durch Strah
lungserzeuger geleitet, so daß sichergestellt ist, daß
das gesamte entnommene Wasser bestrahlt ist. Das Be
strahlen des Wassers mit UV-Licht (ultraviolettes
Licht) führt zu einer Zerstörung der DNA von vielen
infektiösen Mikroorganismen, so daß diese absterben
bzw. sich aufgrund einer beschädigten Erbinformation
nicht weiter vermehren können. Dieses Durchlaufentkei
men setzt eine kontinuierliche Wasserentnahme voraus,
wie sie in öffentlichen Netzen gegeben ist. In diesem
Fall kann man auch einen erheblichen Aufwand für die
Verringerung der Keimzahl betreiben. Die Verringerung
der Keimzahl wird im folgenden als "Entkeimung" be
zeichnet, auch wenn nach der Behandlung noch Keime im
Wasser verbleiben.
Auch in entwickelten Ländern, beispielsweise in der
Bundesrepublik Deutschland, wird zunehmend Wasser ver
braucht, das nicht mehr den relativ strengen, zum
Schutz der Gesundheit erlassenen Vorschriften genügt,
beispielsweise der Trinkwasserverordnung. Diese Fälle
treten insbesondere bei mobilen Tanks auf, wie sie in
Wohnmobilen, Wohnanhängern, Eisenbahnwagen oder Booten
zu finden sind. Auch Wochenendhäuser, die nicht an die
öffentliche Wasserversorgung angeschlossen sind, weil
sie zu abgelegen stehen, bilden einen derartigen Pro
blemfall. Sehr viel schwerwiegender ist das Problem
aber bei stationären Tanks, die in Entwicklungsländern
oder auch in südlichen Ländern zur Zwischenspeicherung
von Wasser an Häusern installiert sind. Dort befinden
sich nämlich Tanks, die gelegentlich mit Wasser befüllt
werden. Auch wenn dieses Wasser beim Befüllen noch den
notwendigen Hygieneanforderungen im Hinblick auf die
Keimzahl entsprochen hat, ist dieser Zustand schon nach
wenigen Tagen nicht mehr gegeben. Insbesondere bei er
höhten Außentemperaturen, wie sie beispielsweise im
Sommer auftreten, vermehren sich die Keime im Wasser,
deren Vorhandensein niemals vollständig zu unterdrücken
ist, mit einer relativ hohen Vermehrungsrate. So kann
beispielsweise die Keimzahl von 100 Keimen/ml, wie sie
nach der Trinkwasserverordnung noch zugelassen ist, auf
15 000 Keime/ml innerhalb von drei Tagen ansteigen,
wenn keine Gegenmaßnahmen getroffen werden. Ein ähnli
ches Problem stellt sich beispielsweise bei Regenwas
serzisternen oder -tanks.
Zur Bekämpfung dieses Keimwachstums werden vielfach
Chemikalien eingesetzt. Diese Chemikalien werden jedoch
später zusammen mit dem Wasser vom Menschen aufgenom
men. Insbesondere bei einer fehlerhaften Dosierung kann
dies akut bzw. mittel- oder langfristig zu Gesundheits
schäden führen. Die Notwendigkeit des ständigen Zudo
sierens von Chemikalien verteuert die Wasserversorgung.
Auch das Erhitzen des Wassers reicht vielfach nicht
aus. Zum einen wird nicht jede Charge des entnommenen
Wassers erhitzt. Zum anderen erfolgt diese Erhitzung
vielfach nicht über die notwendige Zeit. Sobald das
Wasser zu kochen beginnt, wird die Erhitzung in der
Regel abgebrochen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem
Aufwand eine ausreichende Entkeimung in Wassertankan
ordnungen zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die UV-Strahlen
erzeugungseinrichtung einen Strahlenaustritt für
UV-Strahlen aufweist, der im Tankraum angeordnet ist.
Der Strahlenaustritt gibt UV-Strahlen in den Tankraum
ab. Damit ist es möglich, den Tankraum selbst mit
UV-Strahlen zu behandeln, so daß dort befindliche Keime
zerstört oder am Wachstum gehindert werden. Es wird
also möglich, die Keimzahl niedrig zu halten oder sogar
zu verringern.
Am Strahlenaustritt austretende UV-Strahlen können sich
in dem Tankraum ungehindert ausbreiten. Die Tankanord
nungen, um die es hier geht, haben ein relativ kleines
Volumen, das in der Regel weit unterhalb von 1000 l
bleibt, beispielsweise bei 30 bis 100 l in Caravans
oder Wohnmobilen oder ca. 500 l auf Booten. Damit ist
die Weglänge, die die UV-Strahlen zurücklegen müssen,
begrenzt, und man kann auf diese Weise sicherstellen,
daß nahezu alle Teilvolumina des Tankraums mit der nöti
gen Intensität bestrahlt werden. Diese Ausbildung hat
den Vorteil, daß nicht nur das gerade entnommene Wasser
entkeimt wird. Bei einem derartigen Vorgehen ist es nur
mit einem relativ großen Aufwand möglich, die Entkei
mungsleistung der UV-Strahlungserzeugungseinrichtung an
die tatsächliche Keimbelastung anzupassen. Wenn das
Wasser länger in dem Tankraum gestanden hat, können
bereits so hohe Keimbelastungen auftreten sein, daß die
UV-Entkeimung im Durchlaufverfahren nicht mehr aus
reicht. Durch die dargestellte Anordnung wird es nun
mehr aber möglich, laufend dafür zu sorgen, daß die
Keimbelastung niedrig bleibt, insbesondere unter den
Werten, die durch die gesetzlichen Vorschriften vorge
geben sind. Dieses Kleinhalten der Keimzahl hat den
positiven Nebeneffekt, daß sich die Ausbildung eines
"Schmierfilms" aus Bakterien an der Wand des Tankraums
verlangsamt oder gar nicht erst ergibt. Damit wird auch
der Wartungsaufwand für die Tankanordnung klein gehal
ten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die UV-Strah
lungserzeugungseinrichtung einen UV-Strahler auf, der
von einem Tauchrohr aus UV-strahlendurchlässigem Werk
stoff, insbesondere aus Quarzglas, besteht und im Tank
raum angeordnet ist. Grundsätzlich ist es zwar unerheb
lich, wo die UV-Strahlen erzeugt werden, solange man
sicherstellt, daß sie in das Innere des Tankraums ge
langen und sich dort ausbreiten können. Wenn man jedoch
einen UV-Strahler direkt inmitten des Tankraums anord
net, besteht nicht die Gefahr, daß sich die Intensität
der UV-Strahlen durch Leitungsverluste oder andere Ef
fekte abschwächt. Zwar ist dann der UV-Strahler von
Wasser umgeben. Dies ist jedoch unkritisch, weil er
durch das Tauchrohr geschützt ist, das das Wasser vom
UV-Strahler abhält, gleichzeitig jedoch den Austritt
der UV-Strahlen gestattet. Ein bekannter Werkstoff
hierfür ist beispielsweise Quarzglas.
Vorzugsweise weist die UV-Strahlenerzeugungseinrichtung
eine Hauptstrahlenemission mit einer Wellenlänge im
Bereich von 250 bis 255 nm auf. Eine derartige Strah
lenemission ergibt sich beispielsweise bei der Verwen
dung von Quecksilber-Niederdruckstrahlern, die ein
Emissionsspektrum hauptsächlich bei einer Wellenlänge
von 253,7 nm aufweisen. Das Absorptionsspektrum von
vielen Mikroorganismen und deren DNA liegt im gleichen
Bereich, so daß man bei der Verwendung dieser Haupt
strahlenemission eine hervorragende Abtötung oder Ver
mehrungsreduktion dieser Mikroorganismen erreichen
kann.
Vorzugsweise weist die UV-Strahlenerzeugungseinrichtung
eine elektronische Vorschaltanordnung auf, die eine
Speisespannung mit einer Frequenz von mehr als 10 kHz,
insbesondere 30 kHz oder mehr, erzeugt. Die Verwendung
bei relativ kleinen Tanks impliziert in den meisten
Fällen eine gewünschte Mobilität dieser Tanks, bei
spielsweise in Wohnmobilen, Caravans, Booten oder Ei
senbahnwaggons. Bei all diesen Anwendungen muß aber die
zum Entkeimen verwendete Energie in irgendeiner gespei
cherten Form mitgeführt oder vor Ort erzeugt werden.
Das gleiche gilt bei Wassertanks in südlichen Ländern,
wo die Energiegewinnung über Solar- oder Sonnenkollek
toren photovoltaisch erfolgt. Aus diesem Grund ist es
erwünscht, den für die Entkeimung notwendigen Energie
aufwand so klein wie möglich zu halten. Wenn man nun
die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung mit einer rela
tiv hohen Frequenz betreibt, läßt sich bei gleichem
Energieeinsatz die UV-Strahlenausbeute steigern, wie
Messungen ergeben haben. Dies wird darauf zurück
geführt, daß bei derartig hohen Frequenzen das zur
UV-Strahlenerzeugung durch Gasentladung notwendige Plasma
erhalten bleibt, also nicht bei jeder elektrischen
Schwingung erneut aufgebaut werden muß. Darüber hinaus
steigert man bei diesen Frequenzen die Lebensdauer der
UV-Strahlungserzeugungseinrichtung.
Vorzugsweise ist die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung
an allen von außen erreichbaren Teilen einer elektri
schen Spannung von maximal 42 V ausgesetzt. Dies ist
eine sogenannte Schutz-Kleinspannung. Die von außen
erreichbaren Teile liegen nicht frei, sondern sind iso
liert, aber nicht von einem Gehäuse oder anderen
Schutzmaßnahmen abgedichtet. Auch wenn bei einer Be
schädigung der Isolierung spannungsführende Teile bei
dieser Ausgestaltung vom Benutzer berührt werden,
scheidet eine Gefährdung aus. Eine Wasserberührung der
artig spannungsführender Teile kann zwar zu einer Be
schädigung der Einrichtung führen. Sie führt aber nicht
zu einer Gefährdung von Benutzern.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung mit einer Ver
sorgungsspannung im Bereich von 12 V betreibbar ist.
Damit wird sie in der überwiegenden Zahl von Fahrzeugen
verwendbar, deren Bordnetz in der Regel auf 12 V ausge
legt ist, oder für Photovoltaik-Anlagen, die nur eine
entsprechend niedrige Ausgangsspannung erzeugen. Natür
lich kann die Spannung, wie es in derartigen Bordnetzen
üblich ist, auch über 12 V hinaus ansteigen. Im Betrieb
erreichen die Spannungen in Bordnetzen von Kraftfahr
zeugen durchaus 14 bis 15 V. Dies ist aber für die
UV-Strahlungserzeugungseinrichtung unschädlich.
Vorzugsweise weist die UV-Strahlungserzeugungseinrich
tung eine Steuereinrichtung mit einem Zeitgeber auf,
der in vorbestimmten oder vorbestimmbaren zeitlichen
Abständen den Strahlenaustritt für vorbestimmte oder
vorstimmbare Einschaltzeiten aktiviert. Es ist bei ei
ner derartigen Tankanordnung nicht notwendig, daß der
Inhalt des Tankraums permanent den UV-Strahlen ausge
setzt ist. Wie oben erläutert, führen die UV-Strahlen
zu einer Abtötung der Keime oder zu einer Hemmung deren
Vermehrung. Es reicht daher aus, wenn man in bestimmten
zeitlichen Abständen die UV-Strahlen im Innern des
Tankraums wirken läßt. In diesen Einschaltzeiten wird
ein bestimmter Anteil der Keime abgetötet oder so be
handelt, daß eine weitere Vermehrung nicht mehr oder
nur schwer möglich ist. Wenn dann in nachfolgenden
Zeiträumen das UV-Licht nicht mehr wirkt, wird sich
zwar bei den verbliebenen Keimen eine gewisse erneute
Vermehrung einstellen. Es dauert jedoch einige Zeit,
bis wiederum ein kritischer Schwellenwert erreicht ist.
Wenn die zeitlichen Abstände, die zwischen einzelnen
Einschaltzeiten liegen, kürzer sind als die kritischen
Vermehrungszeiten, wird auch bei dieser Betriebsweise
eine Keimarmut des Wassers im Tankraum sichergestellt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
die zeitlichen Abstände und die Einschaltzeiten jeweils
von konstanter Dauer sind. Dies ermöglicht einen rela
tiv einfachen Aufbau der Steuereinrichtung. Der Zeitge
ber kann dann auf konstante Zeiten eingestellt oder
programmiert sein.
In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
die zeitlichen Abstände ein vorbestimmtes Höchstmaß und
die Einschaltzeiten ein vorbestimmtes Mindestmaß auf
weisen und der Zeitgeber die zeitlichen Abstände
und/oder die Einschaltzeiten verbrauchsabhängig verän
dert. Durch die Höchst- bzw. Mindestmaße ist eine ge
wisse Sicherheit vorgegeben. Eine Verbesserung der Ent
keimung wird allerdings dadurch erreicht, daß die Steu
ereinrichtung mit Hilfe des Zeitgebers den Betrieb so
steuert, daß bei höherem Verbrauch eine verbesserte
Entkeimung, d. h. kürzere Abstände und/oder längere Ein
schaltzeiten eingestellt werden. Dies ist insbesondere
dann von Vorteil, wenn bei dem in den Tankraum frisch
zugeführten Wasser mit einer höheren Keimbelastung zu
rechnen ist.
Vorzugsweise ist der Tankraum mit einer Verschlußein
richtung verschließbar und weist einen Deaktivierungs
schalter auf, der den Betrieb der UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung vor oder beim Öffnen der Verschlußein
richtung unterbricht. UV-Strahlen, insbesondere
UV-C-Strahlung mit der für die Entkeimung bevorzugten Wel
lenlänge von 253,7 nm ist für den Menschen nicht unge
fährlich. Insbesondere können Augenschäden bei direkter
längerer Einwirkung entstehen. Wenn man dafür sorgt,
daß der Tankraum mit einer Verschlußeinrichtung, bei
spielsweise einem Deckel, verschlossen ist, kann ver
hindert werden, daß der Benutzer von den UV-Strahlen
erreicht wird. Wenn man zusätzliche Vorkehrungen
trifft, um die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung beim
Öffnen des Deckels außer Betrieb zu setzen, kann ein
Höchstmaß an Sicherheit erreicht werden. Sobald der
Deckel geöffnet wird, wird die Erzeugung des UV-Lichtes
unterbrochen, und der Benutzer kann ohne Gefährdung in
den Tankraum hineingreifen oder hineinblicken. Neben
der verschließbaren Öffnung, die hauptsächlich zu War
tungszwecken dient, kann natürlich die Entnahmeöffnung
vorgesehen sein, durch die man in der Regel aber ohne
hin nicht in das Innere des Tankraums blicken kann.
Auch kann zusätzlich noch eine Befüllungsöffnung vor
gesehen sein. Wenn diese Befüllungsöffnung entsprechend
ausgekleidet ist, um Reflexionen von UV-Licht zu ver
hindern, und darüber hinaus einen Verlauf nimmt, der
nicht geradlinig ausgebildet ist, kann auch durch diese
Befüllungsöffnung ein Austreten von UV-Licht verhindert
werden.
Vorzugsweise weist die UV-Strahlungserzeugungseinrich
tung einen Feuchtigkeitssensor auf, der unterhalb eines
vorbestimmten Feuchtigkeitswerts in der Umgebung des
Strahlenaustritts die UV-Strahlungserzeugungseinrich
tung deaktiviert. In diesem Fall wird der Austritt von
UV-Strahlen beispielsweise nur so lange gestattet, wie
der Strahlenaustritt unter Wasser ist. Sobald er aus
dem Wasser herausgenommen wird, beispielsweise bei War
tungsarbeiten durch den Benutzer, oder der Wasserspie
gel zu stark absinkt, wenn der Tank geleert wird, wird
die Erzeugung des UV-Lichts unterbrochen, so daß auch
hier keine Gefährdung auftreten kann.
Bevorzugterweise ist der Strahlenaustritt im Bereich
der Entnahmeöffnung angeordnet, wobei ein Ausflußpfad
an dem Strahlenaustritt vorbei verläuft. In diesem Fall
wird nicht nur der Inhalt des Tankraums in den Ein
schaltzeiten bestrahlt. Man setzt zusätzlich einen
Durchfluß-Bestrahler ein, der bei der Entnahme des Was
sers aus dem Tankraum zusätzlich auf das ausfließende
Wasser wirken und dieses Wasser entkeimen kann. Da man
zuvor durch die Bestrahlung des Tankraums dafür gesorgt
hat, daß die Keimbelastung des Wassers im Tankraum re
lativ niedrig ist, reicht eine derartige Bestrahlung
aus, um die Keimbelastung in dem abfließenden Wasser
weiter zu reduzieren. Man kann nämlich davon ausgehen,
daß nach der zuvor erfolgten Bestrahlung des Inhalts
des Tankraums die Keimbelastung relativ niedrig ist, so
daß der Durchlauf-Bestrahler seine Aufgabe bewältigen
kann.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Ausflußpfad
durch ein Abflußrohr gebildet ist, das zumindest teil
weise aus einem UV-strahlendurchlässigen Material be
steht und den Strahlenaustritt umgibt. Hierdurch wird
auf einfache Weise ein Ausflußpfad für das ausfließende
Wasser erzwungen, der an dem Strahlenaustritt vorbei
verläuft. Andererseits erlaubt man aber den Strahlen
aus dem Strahlenaustritt, in das Innere des Tankraums
auszustrahlen, um die dort befindlichen Keime abzutöten
oder an der Vermehrung zu hindern. Dies wird dadurch
möglich, daß das Abflußrohr zumindest teilweise aus
einem UV-strahlendurchlässigen Material besteht, so daß
durch dieses Abflußrohr die Ausbreitung der UV-Strahlen
nicht behindert wird. Da die Entnahmeöffnung bei einem
Tank in der Regel an der tiefsten Position angeordnet
ist, wird durch diese Ausgestaltung gleichzeitig dafür
gesorgt, daß auch der Strahlenaustritt immer an der
tiefsten Stelle angeordnet ist. Diese Ausgestaltung ist
auch dann von Vorteil, wenn der Ausflußpfad auf andere
Weise angeordnet wird. Wenn nämlich der Strahlenaus
tritt am Boden des Tankraums angeordnet ist, ist auto
matisch dafür gesorgt, daß der Strahlenaustritt die
meiste Zeit von Wasser bedeckt ist, so daß die
UV-Strahlung im Wasser wirken kann, ohne durch Ober
flächenreflexionen an der Wirkung gehindert zu werden.
Vorzugsweise ist die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung
als wasserdicht gekapselte Einheit ausgebildet, die mit
einem sauerstofffreien Gas, insbesondere Stickstoff,
gefüllt ist. Insbesondere bei Verwendung von UV-Strah
lern hat diese Ausbildung Vorteile. Diese Strahler müs
sen vor einem direkten Kontakt mit dem umgebenden Was
ser geschützt werden. Dies erfolgt zum einen durch das
Tauchrohr, das den Strahler umgibt. Dieses Tauchrohr
umgibt nicht nur den Strahler, sondern bildet zusammen
mit weiteren Teilen ein geschlossenes Gehäuse für eine
Halterung, elektrische Zuführungen und ein Kopfteil,
wobei dieses Gehäuse wasserdicht ist, so daß alle Teile
vor der Wasserberührung geschützt sind. Um die Bildung
von Ozon durch kurzwelliges UV-Licht in diesem Gehäuse
wie auch die vorzeitige Alterung der Strahler durch
eingetragene Feuchtigkeit und/oder Staub zu vermeiden,
ist es mit einem sauerstofffreien Gas gefüllt, wobei
sich Stickstoff aufgrund seiner guten Verfügbarkeit und
seiner Preisgünstigkeit bewährt hat.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die
UV-Strahlungserzeugungseinrichtung mit einem Sonnenkol
lektor zur Spannungsversorgung verbunden. Ein derarti
ger Sonnenkollektor setzt Sonnenlicht unmittelbar oder
indirekt in elektrische Energie um. Da eine derartige
Entkeimung insbesondere in südlichen Ländern mit einer
höheren Außentemperatur von Vorteil ist, kann man die
dort zu erwartende größere Sonnenscheindauer gleichzei
tig ausnutzen, um die Spannungsversorgung für die Ent
keimung sicherzustellen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug
ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich
nung beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Wassertank
anordnung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausflußpfa
des.
Eine Wassertankanordnung 1 weist einen Tank 2 mit einem
Tankraum 3 auf, der mit Trinkwasser 4 gefüllt werden
kann. Zum Befüllen ist ein Füllstutzen 5 vorgesehen,
der die Wand des Tankraums 3 durchsetzt. Für die Was
serentnahme ist eine Entnahmeöffnung 6 vorgesehen, die
in einen Stutzen 7 an der Außenseite des Tanks 2 über
geht. Dort kann eine Entnahmeleitung angeschlossen wer
den.
Der Tankraum 3 ist mit Hilfe eines Deckels 8 verschlos
sen. Solange der Deckel 8 geschlossen ist, ist auch ein
elektrischer Schalter 9 geschlossen, dessen Funktion
später erläutert werden wird.
Im Innern des Tanks, also im Tankraum 3, und bei ge
fülltem Tank innerhalb des Trinkwassers 4 ist eine
UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10 angeordnet, die ei
nen UV-Strahler 11 aufweist, der von einem Tauchrohr 12
aus Quarzglas oder einem anderen für UV-Strahlen durch
lässigen Werkstoff gegeben ist. Der UV-Strahler 11 ist
auf nicht näher dargestellte Weise in dem Tauchrohr 12
abgestützt, beispielsweise ist er - genau wie das
Tauchrohr 12 - in zwei Endflanschen 13, 14 gehalten,
mit denen die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10 auf
dem Boden 15 des Tankraums 3 aufliegt. Auf diese Weise
kann UV-Strahlung vom Strahler 11 das Trinkwasser 4 im
Tankraum 3 vollständig erreichen, und zwar auch das
Wasser, das auf dem Boden 15 steht.
Das Tauchrohr 12 bildet damit sozusagen den Strahlen
austritt aus der UV-Strahlungserzeugungseinrichtung.
Dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit,
UV-Strahlen in den Tankraum 3 hineinzubringen. Reflexions- oder
Lichtleiteranordnungen sind ebenfalls denkbar.
Das Tauchrohr 12 umschließt den Strahler 11 wasserdicht
zusammen mit den Endflanschen 13, 14. Ein verbleibender
Hohlraum 16 zwischen dem UV-Strahler 11 und dem Tauch
rohr 12 bzw. den Endflanschen 13, 14 ist mit Stickstoff
oder einem anderen sauerstofffreien und vor
zugsweise inerten Gas gefüllt, so daß weder Ozon ent
stehen kann noch irgendwelche Oxidationsprozesse ablau
fen, die zu einer Herabsetzung der Lebensdauer der
UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10 führen könnten.
Der UV-Strahler 11 erzeugt UV-Licht mit einer Haupt
strahlenemission von einer Wellenlänge im Bereich von
250 bis 255 nm. Wenn er als Niederdruck-Quecksilber
dampfstrahler ausgebildet ist, was zu bevorzugen ist,
strahlt er hauptsächlich bei einer Wellenlänge von
253,7 nm. Diese Wellenlänge kommt der Hauptabsorptions
linie der DNAs von Mikroorganismen sehr nahe, so daß
hier ein sehr guter Wirkungsgrad erreicht wird.
Die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10 ist über
elektrische Leitungen 17 mit einer Steuereinrichtung 18
verbunden. Diese weist eine elektronische Vorschaltan
ordnung auf, die über die Leitungen 17 eine Speisespan
nung mit einer Frequenz von mehr als 10 kHz, insbeson
dere 30 kHz oder mehr, an die UV-Strahlungserzeugungs
einrichtung 10 weiterleiten. Bei der Verwendung derar
tig hoher Frequenzen nimmt man an, daß das Plasma, das
sich bei der Gasentladung zwischen gegenüberliegenden
Elektroden des UV-Strahlers 11 aufbaut, nicht wieder
vollständig zusammenbricht, bevor die nächste Gasentla
dung erfolgt. Auf diese Weise läßt sich zum einen ein
energiesparender Betrieb erreichen und zum anderen die
Lebensdauer des UV-Strahlers 11 erhöhen. Die Spannun
gen, die über die Leitungen 17 übertragen werden, blei
ben unterhalb von 42 V, d. h. im Bereich einer Schutz-Klein
spannung. Es reicht aus, wenn sie im Bereich von
12 V liegen.
In diesem Bereich liegt nämlich aus die Versorgungs
spannung der Steuereinrichtung 18, die beispielsweise
über eine Fahrzeugbatterie 19 oder über einen Sonnen
kollektor 20 bereitgestellt werden kann. Letzteres emp
fiehlt sich insbesondere dann, wenn die Wassertankan
ordnung 1 in südlichen Ländern mit einer hohen Sonnen
scheindauer Verwendung finden soll.
Es versteht sich von selbst, daß die UV-Strahlungser
zeugungseinrichtung 10 mit ihren Versorgungsleitungen
17 wasserdicht ausgeführt ist. Sämtliche Materialien
sind darüber hinaus lebensmittelecht, so daß eine Ge
fährdung des Verbrauchers auch dann ausgeschlossen ist,
wenn sich Teile von der UV-Strahlungserzeugungseinrich
tung 10 oder den Leitungen 17 lösen sollten. Da nur
eine relativ kleine Spannung an allen Teilen anliegt,
kann auch eine Beschädigung der Isolierung nicht zu
einer Gefährdung des Benutzers führen. Allenfalls kann
eine Beschädigung der Elektrik oder der Elektronik auf
treten.
Die Steuereinrichtung 18 weist in nicht näher darge
stellter Weise einen Zeitgeber auf, der die UV-Strah
lungserzeugungseinrichtung 10 in vorbestimmten oder
vorbestimmbaren zeitlichen Abständen aktiviert, und
zwar für vorbestimmte oder vorbestimmbare Einschaltzei
ten. Hierbei kann man in einer groben Näherung davon
ausgehen, daß konstante Abstände und konstante Ein
schaltzeiten dann ausreichen, wenn das Volumen des
Tankraums auf etwa 100 l begrenzt ist. In diesem Fall
reicht es beispielsweise aus, die UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung 10 in 24 Stunden viermal für etwa 15
Minuten einzuschalten. Wenn größere Tankinhalte verwen
det werden, kann man auch eine variable Einschaltung
der UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10 anwenden.
Gegebenenfalls kann man die UV-Strahlung sogar bedarfs
abhängig steuern, und zwar in Abhängigkeit vom zuflie
ßenden Wasser.
Als Sicherheitseinrichtungen sind zum einen der Schal
ter 9 vorhanden, der den Betrieb der UV-Strahlungser
zeugungseinrichtung 10 sofort unterbricht, wenn der
Deckel 8 geöffnet wird. In diesem Fall ist eine Gefähr
dung des Benutzers durch UV-Strahlen ausgeschlossen.
Bevor sich ein geradliniger Weg aus dem Tankraum 3 nach
außen öffnet, ist die UV-Strahlungserzeugungseinrich
tung 10 abgeschaltet, so daß sie kein UV-Licht mehr
erzeugt. Hierzu kann man ergänzend noch eine Schürze 21
am Deckel 8 vorsehen, die einen Spalt erst dann frei
gibt, wenn der Schalter 9 sicher geöffnet worden ist.
Zusätzlich kann man noch einen Feuchtigkeitssensor 22
vorsehen, der über die Steuereinrichtung 18 die
UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10 ebenfalls abgeschal
tet, und zwar dann, wenn der Spiegel des Trinkwassers 4
abgesunken ist, so daß er die UV-Strahlungserzeugungs
einrichtung 10 nicht mehr bedeckt.
Fig. 2 zeigt die nähere Ausgestaltung einer derartigen
UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10, wobei gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen
worden sind.
Das Tauchrohr 12 ist umgeben von einem Abflußrohr 23,
das mit Hilfe der Endflansche 13, 14 im Abstand zum
Tauchrohr 12 gehalten wird. Die Endflansche 13, 14 ha
ben nicht näher dargestellte Unterbrechungen, so daß
sich ein Ringraum 24 um das Tauchrohr 12 ergibt, durch
den das Wasser fließen muß, bevor es über einen Ausfluß
25 zur Entnahmeöffnung 6 gelangen kann. Hierbei ist der
Endflansch 14 an seiner äußeren Stirnseite geschlossen,
so daß der einzige Weg für das Wasser zum Ausfluß 25
durch den Ringraum 24 verläuft.
In dem Ringraum 24 ist ein Durchflußschalter 26 vorge
sehen, der in nicht näher dargestellter Wiese die Steu
ereinrichtung 18 darüber informiert, wann ein Durchfluß
durch den Ringraum 24 erfolgt. Sobald dieser Durchfluß
festgestellt wird, wird der UV-Strahler 11 angeschal
tet, so daß eine zusätzliche Bestrahlung des ausflie
ßenden Trinkwassers 4 erfolgt.
Die Wassertankanordnung arbeitet nun folgendermaßen:
Sobald Trinkwasser 4 in den Tankraum 3 eingefüllt wird, kann die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10 in Be trieb gesetzt werden. Hierbei erzeugt der UV-Strahler 11 in vorbestimmten zeitlichen Abständen für jeweils vorbestimmte Einschaltzeiten UV-Licht oder -Strahlung mit einer bevorzugten Wellenlänge von 253,7 nm. Hier durch werden Keime, die sich im Trinkwasser 5 befinden, abgetötet oder ihre DNA so gestört, daß eine weitere Vermehrung nicht mehr möglich ist, beispielsweise weil die relevante Erbinformation gestört ist. Damit wird die Keimbelastung im Trinkwasser 4 verringert oder zu mindest die Zunahme der Keimbelastung verhindert. Das Trinkwasser 4 kann damit auch längere Zeit in dem Tank raum 2 verbleiben, ohne daß es zu einer gefährlichen Zunahme der Keimzahl kommen kann.
Sobald Trinkwasser 4 in den Tankraum 3 eingefüllt wird, kann die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung 10 in Be trieb gesetzt werden. Hierbei erzeugt der UV-Strahler 11 in vorbestimmten zeitlichen Abständen für jeweils vorbestimmte Einschaltzeiten UV-Licht oder -Strahlung mit einer bevorzugten Wellenlänge von 253,7 nm. Hier durch werden Keime, die sich im Trinkwasser 5 befinden, abgetötet oder ihre DNA so gestört, daß eine weitere Vermehrung nicht mehr möglich ist, beispielsweise weil die relevante Erbinformation gestört ist. Damit wird die Keimbelastung im Trinkwasser 4 verringert oder zu mindest die Zunahme der Keimbelastung verhindert. Das Trinkwasser 4 kann damit auch längere Zeit in dem Tank raum 2 verbleiben, ohne daß es zu einer gefährlichen Zunahme der Keimzahl kommen kann.
Sobald Trinkwasser 4 aus dem Tank entnommen wird,
fließt es durch den Ringraum 24 am UV-Strahler 11 vor
bei. In diesem Fall wird der UV-Strahler 11 zusätzlich
in Betrieb genommen, um das ausfließende Trinkwasser 4
ebenfalls zu bestrahlen. Damit kann noch einmal die
Keimbelastung herabgesetzt werden.
Claims (15)
1. Wassertankanordnung mit einem Tankraum, der eine
Entnahmeöffnung aufweist, und mit einer Keimbehand
lungseinrichtung, die eine UV-Strahlungserzeugungs
einrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung (10) einen
Strahlenaustritt (12) für UV-Strahlen aufweist, der
im Tankraum (3) angeordnet ist.
2. Tankanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung
einen UV-Strahler (11) aufweist, der von einem
Tauchrohr (12) aus UV-strahlendurchlässigem Werk
stoff, insbesondere Quarzglas, besteht und im Tank
raum (3) angeordnet ist.
3. Tankanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeugungsein
richtung (10) eine Hauptstrahlenemission mit einer
Wellenlänge im Bereich von 250 bis 255 nm aufweist.
4. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung (10) eine elektronische Vorschalt
anordnung aufweist, die eine Speisespannung mit
einer Frequenz von mehr als 10 kHz, insbesondere 30
kHz oder mehr, erzeugt.
5. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung (10) an allen von außen erreich
baren Teilen einer elektrischen Spannung von maxi
mal 42 V ausgesetzt ist.
6. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung (10) mit einer Versorgungsspannung
im Bereich von 12 V betreibbar ist.
7. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung (10) eine Steuereinrichtung (18)
mit einem Zeitgeber aufweist, der in vorbestimmten
oder vorbestimmbaren zeitlichen Abständen dem
Strahlenaustritt für vorbestimmte oder vorstimmbare
Einschaltzeiten aktiviert.
8. Tankanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die zeitlichen Abstände und die Einschalt
zeiten jeweils von konstanter Dauer sind.
9. Tankanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die zeitlichen Abstände ein vorbestimmtes
Höchstmaß und die Einschaltzeiten ein vorbestimmtes
Mindestmaß aufweisen und der Zeitgeber die zeitli
chen Abstände und/oder die Einschaltzeiten ver
brauchsabhängig verändert.
10. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Tankraum (3) mit
einer Verschlußeinrichtung (8) verschließbar ist
und einen Deaktivierungsschalter aufweist, der den
Betrieb der UV-Strahlungserzeugungseinrichtung vor
dem oder beim Öffnen der Verschlußeinrichtung (8)
unterbricht.
11. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung (10) einen Feuchtigkeitssensor
(22) aufweist, der unterhalb eines vorbestimmten
Feuchtigkeitswerts in der Umgebung des Strahlenaus
tritts die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung (10)
deaktiviert.
12. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenaustritt im
Bereich der Entnahmeöffnung (6) angeordnet ist,
wobei ein Ausflußpfad (24) an dem Strahlenaustritt
vorbei verläuft.
13. Tankanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ausflußpfad (24) durch ein Ab
flußrohr (23) gebildet ist, das zumindest teilweise
aus einem UV-strahlendurchlässigen Material besteht
und den Strahlenaustritt umgibt.
14. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung (10) als wasserdicht gekapselte
Einheit ausgebildet ist, die mit einem sauerstoff
freien Gas, insbesondere Stickstoff, gefüllt ist.
15. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeu
gungseinrichtung (10) mit einem Sonnenkollektor
(20) zur Spannungsversorgung verbunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19619022A DE19619022C2 (de) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Wassertankanordnung |
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