DE19619022C2 - Wassertankanordnung - Google Patents

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 15000 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 aufgenommen. Insbesondere bei einer fehlerhaften Dosierung kann dies akut bzw. mittel- oder langfristig zu Gesundheitsschäden führen. Die Notwendigkeit des ständigen Zudosierens 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.

Die DE 93 13 991 U1 zeigt eine Vorrichtung zum Desinfizieren und Entkeimen von Wasser mit einer ultraviolettes Licht aussendenden Lampe. Hierbei ist die Lampe in einem Behälter oder Boiler angeordnet. Sie ist von einem Zylinder umgeben, der unten geschlossen ist. Mit diesem Ende steht das Rohr auf einem Fußteil auf. Das obere Ende des Zylinders ist offen und in einem Kopfteil abgedichtet gehalten. Kopf und Fußteil sind durch Abstandshalter verbunden, wobei in einem Abstandshalter ein Sensor angeordnet ist, der überprüfen soll, ob die Lampe das UV-Licht mit der nötigen Intensität abgibt. Wen nicht, beispielsweise wenn die Lampe defekt ist oder das Rohr trübe geworden ist, soll ein Alarmsignal erzeugt werden.

Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, Wasser, das sich in einem Boiler, beispielsweise bei 50°C, befindet, keimfrei oder zumindest keimarm zu halten.

Allerdings besteht bei eine derartigen Vorrichtung immer die Gefahr, daß Totbereiche entstehen, die nicht oder nicht ausreichend mit dem UV-Licht beaufschlagt werden. Aus diesem Grund ist daher ausdrücklich angegeben, daß die Abstandshalter so dünn wie möglich ausgeführt sein müssen, damit nur ein kleinstmöglicher Strahlungsbereich der UV-Lampe durch die Abstandsstäbe abgeschaltet wird.

Die DE 38 40 276 A1 zeigt eine Einrichtung zum Behandeln von Trinkwasser, bei der ein mechanisch wirkender Filter, beispielsweise mit Aktivkohle oder einem Ionenaustauscher, mit einer Kammer in Reihe geschaltet ist, in der ein UV- Strahler angeordnet ist. Die letzte Kammer bildet eine Art Zwitteranordnung. Sie weist einerseits einen gewissen Tankcharakter auf, d. h. sie bevorratet eine gewisse Wassermenge. Andererseits wird durch ein Ventil dafür gesorgt, daß nur so viel Wasser entnommen werden kann, wie vom UV-Strahler entkeimt werden kann. Dementsprechend könnte man die zweite Kammer auch als Durchlaufentkeimung betrachten.

Mit dieser Anordnung ist nur eine begrenzte Flüssigkeitsentnahme möglich. Das Gerät ist auch nicht für eine Wassertankanordnung vorgesehen, sondern zum Einsatz in einem normalen Leitungssystem bestimmt, und zwar dort als Zapfstelle. Nach diesseitiger Auffassung wird eine derartige Anordnung aber keine mit der Erfindung vergleichbare Wasserqualität liefern können, weil bekanntlich jeder mechanisch arbeitende Filter über kurz oder lang verkeimt. Der UV-Strahler muß zusätzlich die im Filter heranwachsenden Keime, die durch das durchfließende Wasser dann mitgenommen werden, entkeimen können, wozu eine Durchlauf-Entkeimung normalerweise nicht ausreicht. Die Entnahmeintervalle müßten dann vergrößert werden.

Die US 4,762,613 A zeigt ein weiteres Gerät zum Reinigen von Wasser, das zwei Kammern aufweist. Die eine Kammer ist als Vorratskammer ausgebildet. Von ihr getrennt ist eine Zweite Kammer vorgesehen, in der ein UV-Strahler so angeordnet ist, daß er mit der Wand der Kammer einen Strömungskanal bildet, durch den Flüssigkeit fließen muß, wenn sie von der ersten Kammer zum Ausguß gelangen will. Damit handelt es sich um einen typischen Durchlaufentkeimer. Da das Gerät als transportables Handgerät ausgebildet sein soll, sind die hiermit verwendbaren Wassermengen gering, so daß eine Durchlaufentkeimung möglicherweise ausreicht. Die Maßnahme, hier eine Grundentkeimung permanent vorzusehen und das ausfließende Wasser noch einmal einer Spezialbehandlung zu unterziehen, ist hier in Kombination nicht ersichtlich.

Die DE GM 72 06 884 zeigt ein Gerät zum Entkeimen von Wasser, inbesondere Schwimmbeckenwasser. Hier sind in einem Kessel zwei UV-Strahler angeordnet.

Die Kombination von Basisentkeimung und Durchlaufentkeimung mit dem gleichen UV-Strahler läßt sich hieraus nicht entnehmen.

Die DE 94 15 698 U1 zeigt eine Vorrichtung zur Entkeimung von Trinkwasser, die nach dem Prinzip einer Durchlaufentkeimung funktioniert. Hierzu ist ein UV- Strahler in einem Rohr montiert, das wiederum in einem Koffer angeordnet ist, so daß man das Gerät auch auf Reisen verwenden kann. Das Rohr seinerseits ist mit einem Zuflußanschluß und einem Abflußanschluß verbunden. Wenn Wasser verbraucht werden soll, wird es durch das Rohr am UV-Strahler vorbeigeführt.

Bei gering belastetem Wasser ist es möglich, daß die Anordnung zufriedenstellend funktioniert. Dann ist aber eine Entkeimung in vielen Fällen gar nicht notwendig. Bei höher belastetem Wasser wird es schwierig sein, eine wirksame Entkeimung durchzuführen, weil hier, im Gegensatz zur Erfindung, keine Grundentkeimung mit der gleichen UV-Strahlungsquelle vorgesehen ist.

Die DE 39 24 350 A1 zeigt einen Schaltkreis für ein UV-Wasserentkeimungsgerät, das grundsätzlich ebenfalls wie ein Durchlaufentkeimer wirkt. Ein UV-Strahler wird dann in Betrieb genommen, wenn Wasser durch ein Rohr fließt. Die UV- Strahlung wird jedoch noch weiter abgegeben, auch wenn kein Wasser mehr ausfließt. Hierbei möchte man das im Ausflußrohr noch anstehende Wasser vor­ entkeimen. Hintergrund hierfür ist die Tatsache, daß dieses Wasser unmittelbar nach dem Öffnen eines Absperrventils ausfließen würde, ohne entkeimt worden zu sein. Es handelt sich hierbei aber nur um relativ geringe Wassermengen, also nicht um eine Wassertankanordnung.

Die DE 44 24 256 A1 zeigt einen Trinkwasserfilter, bei dem ein Vorratsgefäß oberhalb von einem mechanisch wirkenden Filter angeordnet ist, durch den das Wasser fließen muß, um in ein Sammelgefäß zu gelangen. In das Sammelgefäß strahlt seinerseits wieder eine von einer UV-Lampe erzeugte Strahlung. Wenn das Wasser aus dem Sammelgefäß entnommen werden soll, wird der Filter und das Vorratsgefäß abgenommen.

Auch hier liegt wieder das Problem vor, das im Zusammenhang mit der DE-38 40 276 A1 dargelegt worden ist. Bei dem Filter besteht die Gefahr, daß er verkeimt, so daß die UV-Lampe nach einer gewissen Zeit wahrscheinlich damit ausgelastet ist, die Keimbelastung im Wasser zu vermindern, die durch den Filter verursacht wird. Eine Durchlaufentkeimung beim Ausfließen des Wassers ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand eine ausreichende Entkeimung in Wassertankanordnungen zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die UV-Strahlenerzeugungseinrichtung 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 Tankanordnungen, 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 Teilvolumna 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.

Der Strahlenaustritt ist im Bereich der Entnahmeöffnung angeordnet, wobei ein Ausflußpfad an dem Strahlenaustritt vorbei verläuft. Dadurch 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 der Ausflußpfad durch ein Abflußrohr gebildet, 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 anderem 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- Kleinspannung. 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 4 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 (13)

1. Wassertankanordnung mit einem Tankraum, der eine Entnahmeöffnung aufweist, und mit einer Keimbehandlungseinrichtung, die eine UV- Strahlungserzeugungseinrichtung mit einem Strahlenaustritt für UV- Strahlen, der im Tankraum angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenaustritt im Bereich der Entnahmeöffnung (6) am Tankboden angeordnet ist, wobei ein Ausflußpfad (24), der durch ein Abflußrohr (23) gebildet ist, das zumindest teilweise aus einem UV- strahlendurchlässigen Material, das die Abgabe von UV-Strahlen in das Innere des Tankraumes ermöglicht, besteht und den Strahlenaustritt umgibt, an dem Strahlenaustritt vorbei verläuft.

2. Tankanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die UV- Strahlungserzeugungseinrichtung einen UV-Strahler (11) aufweist, der von einem Tauchrohr (12) aus UV-strahlendurchlässigem Werkstoff, insbesondere Quarzglas, besteht und im Tankraum (3) angeordnet ist.

3. Tankanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung (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-Strahlungserzeugungseinrichtung (10) eine elektronische Vorschaltanordnung aufweist, die die Speisespannung mit einer Frequenz von mehr als 10 kHz, insbesondere 30 kHz, erzeugt.

5. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Stahlungserzeugungseinrichtung (10) an allen von außen erreichbaren Teilen einer elektrischen Spannung von maximal 42 V ausgesetzt ist.

6. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung (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-Strahlungserzeugungseinrichtung (10) eine Steuereinrichtung (18) mit einem Zeitgeber aufweist, der in fest eingestellten oder einstellbaren zeitlichen Abständen den Strahlenaustritt ihr fest eingestellte oder einstellbare Einschaltzeiten aktiviert.

8. Tankanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlichen Abstände und die Einschaltzeiten jeweils von konstanter Dauer sind.

9. Tankanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlichen Abstände ein vorbestimmtes Höchstmaß und die Einschaltzeiten ein vorbestimmtes Mindestmaß aufweisen und der Zeitgeber die zeitlichen Abstände und/oder die Einschaltzeiten verbrauchsabhängig 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-Strahlungs­ erzeugungseinrichtung vor dem oder beim Öffnen der Verschlußeinrichtung (8) unterbricht.

11. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungserzeugungseinrichtung (10) einen Feuchtigkeitssensor (22) aufweist, der unterhalb eines vorbestimmten Feuchtigkeitswerts in der Umgebung des Strahlenaustritts die UV- Strahlungserzeugungseinrichtung (10) deaktiviert.

12. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung (10) als wasserdicht gekapselte Einheit ausgebildet ist, die mit einem sauerstofffreien Gas, insbesondere Stickstoff, gefüllt ist.

13. Tankanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das die UV-Strahlungserzeugungseinrichtung (10) mit einem Sonnekollektor (20) zur Spannungsversorgung verbunden ist.