DE19961049A1

DE19961049A1 - Water sterilization system recirculating contents of vessel loosing heat, e.g. whirlpool bath, heats water to temperature killing harmful microbes

Info

Publication number: DE19961049A1
Application number: DE1999161049
Authority: DE
Inventors: Karsten Laing; Nikolaus Laing
Original assignee: Individual
Current assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-21

Abstract

Circulating water is heated to a temperature at which harmful microbes are killed. Preferred features: The water flow is heated by an element (11) at the end of a counter flow heat exchanger (13, 14). The heated water flow transfers most of its heat to water entering. The pump remains switched off until sterilization temperature is reached in a vessel. Thereafter it is switched on until the content of this vessel is driven out, and it is then switched off. It is not switched on again, until the temperature in the vessel falls below a given level. A timer determines the interval. This shortens the interval in accordance with the heat demand of the vessel. The hollow vessel is a capsule surrounded by a ring clamped between two covers. The cover includes spiral grooves into which heat transfer strips project. The strips are made of organic material. One ends close to a heating element (11); the other reaches to it. The cover is held together by a rod (9) through the center. The heating element is eccentric to the ring. Ends of the strips near the periphery project into axi-parallel slots (5, 6). The counter flow heat exchanger is controlled by a float valve in the collection vessel and a valve opening only when the thermostat indicates achievement of sterilization temperature.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sterilisation eines Wasserstromes. Die Vorrichtung enthält eine elektrische Pumpe und ein Rohr, welches die Pumpe mit der Wasserquelle, z. B. einem Badebehälter verbindet und mit einen Hohlkörper, dessen Flüssigkeitsinhalt durch eine Widerstandsheizung oder auch durch Verbrennung beheizbar ist.The invention relates to a device and a method for sterilizing a Water flow. The device contains an electric pump and a pipe, which the pump with the water source, e.g. B. connects a bath container and with a hollow body, the liquid content through a resistance heater or is also heated by combustion.

Derartige Installationen sind für Whirlpool-Bäder weit verbreitet. Ein gemeinsamer Nachteil ist die rapide Vermehrung von Mikroben, vor allem von Legionellen auf Grund der hohen Betriebstemperatur, bei der deren Vermehrungsrate den höchsten Wert annimmt.Such installations are widely used for whirlpool baths. A common one The disadvantage is the rapid multiplication of microbes, especially legionella Because of the high operating temperature at which their rate of increase is the highest Assumes value.

Die Erfindung sieht zur Abhilfe die in Anspruch 1 beschriebenen Maßnahmen vor. Ein zweites Einsatzgebiet ist die Sterilisation von Trinkwasser durch die in Anspruch 2 beschriebenen Maßnahmen.As a remedy, the invention provides for the measures described in claim 1. A second area of application is the sterilization of drinking water by the claim 2 measures described.

Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden.The invention will be described with reference to figures.

Fig. 1 und 2 zeigen den Hohlkörper mit Wärmeübertrager für eine stetig fördernde Ausführungsform, Fig. 1 and 2 show the hollow body with heat exchanger for a continuous promotional embodiment,

Fig. 3 zeigt das Schaltbild für eine Badsteritisation, Fig. 3 shows the circuit diagram for a Badsteritisation,

Fig. 4 zeigt das Schaltbild einer Trinkwassersterilisations-Vorrichtung, Fig. 4 shows the diagram of a water sterilization apparatus,

Fig. 5 zeigt schematisiert eine pulsierende Ausführungsform. FIG. 5 shows schematically a pulsating embodiment.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 enthält einen mit der Pumpe in Reihe geschalteten Wärmeübertrager mit beheiztem Hohlkörper, dessen Gehäuse aus einem Ring 1 und zwei Deckeln 2 besteht. Zwischen spiralig verlaufenden Rillen 3 in den Deckeln sind zwei Streifen 4 und 5, vorzugsweise aus einem Plastikwerkstoff eingelegt, deren Enden in achsparallelen Schlitzen 5, 6, 7 und 8 geführt sind. Eine Schraube 9 preßt die Deckel 2 gegen den Ring 1 unter Zwischenlage von Gummiringen 10. Im Hohlkörperbereich nahe dem Zentrum ist eine Heizpatrone 11 angeordnet, die eine Aufheizung des nach innen geförderten Wasserstromes auf die jeweilige Sterilisationstemperatur bewirkt. Der erhitzte Wasserstrom gelangt dann in den nach außen führenden Kanal 12, 14 und überträgt die Wärme auf den nach innen führenden Kanal 13. Hierdurch sinkt der Wärmebedarf auf einen Wert, der zur Temperaturanhebung des durchgeleiteten Wasserstromes um wenige K, z. B. 3K erforderlich ist. Die Heizpatrone 11 wird ausgeschaltet, sobald im Badebehälter die Solltemperatur erreicht ist. Wenn die Anzahl der abgetöteten Mikroben größer ist als die im gleichen Zeitraum nachwachsenden, führt diese Sterilisationsmethode schließlich zu einem keimfreien Bad.The apparatus according to FIGS. 1 and 2 includes a connected to the pump in-line heat exchanger with heated hollow body, the housing consists of a ring 1 and two covers 2. Between spirally extending grooves 3 in the covers are two strips 4 and 5 , preferably made of a plastic material, the ends of which are guided in axially parallel slots 5 , 6 , 7 and 8 . A screw 9 presses the cover 2 against the ring 1 with the interposition of rubber rings 10 . A heating cartridge 11 is arranged in the hollow body region near the center, which causes the water flow conveyed inwards to be heated to the respective sterilization temperature. The heated water flow then reaches the channel 12 , 14 leading to the outside and transfers the heat to the channel 13 leading to the inside. As a result, the heat requirement drops to a value which increases the temperature of the water flow passed by a few K, for. B. 3K is required. The heating cartridge 11 is switched off as soon as the desired temperature is reached in the bath tank. If the number of microbes killed is greater than the number that grows back in the same period, this sterilization method ultimately leads to a sterile bath.

Anders liegen die Verhältnisse bei der Trinkwassersterilisation. Der eingespeiste Wasserstrom soll dort absolut keimfrei werden. Außerdem ist bei Trinkwasser die Aufwärmung des Wasserstromes nicht erwünscht, sie soll deshalb so klein wie nur möglich gehalten werden. Eine Ausführungsform für Trinkwassersterilisation erfordert deshalb eine sehr große Fläche der Wärmeübertragerwand 15 wodurch die Steigung der Spirale sehr klein wird. Außerdem muß die Abdichtung zwischen benachbarten Kanälen 13 und 14 in den Rillen 3 vollkommen sein, was bei der Badsterilisation nicht unbedingt erforderlich ist.The situation is different for drinking water sterilization. The water flow that is fed in should be absolutely germ-free there. In addition, warming up the water flow is not desirable for drinking water, so it should be kept as small as possible. An embodiment for drinking water sterilization therefore requires a very large area of the heat exchanger wall 15, as a result of which the pitch of the spiral becomes very small. In addition, the seal between adjacent channels 13 and 14 in the grooves 3 must be complete, which is not absolutely necessary in the bath sterilization.

Fig. 3 zeigt die Installation für ein Bad 30, das unter Zwischenschaltung eines Filters 31 mit der Umwälzpumpe 32 kommuniziert. Diese Umwälzpumpe 32 fördert Wasser durch den Hohlkörper 33, wo es durch das Heizelement 34 auf eine mikrobentötende Temperatur erwärmt wird. Danach aber gibt es diese Wärme bis auf einen kleinen Anteil wieder an den eintretenden Förderstrom ab, so daß der umgewälzte Wasserstrom nur eine zur Aufrechterhaltung der Badtemperatur ausreichende Temperaturerhöhung aufweist. Ein Thermostatschalter 35 unterbricht den Kreislauf, sobald die Solltemperatur des Badwassers 30 erreicht ist. Fig. 3 shows the installation for a bath 30 that communicates with the interposition of a filter 31 with the circulation pump 32nd This circulation pump 32 conveys water through the hollow body 33 , where it is heated to a micro-killing temperature by the heating element 34 . Thereafter, however, this heat is released again, except for a small proportion of the incoming flow, so that the circulated water flow has only a sufficient temperature increase to maintain the bath temperature. A thermostat switch 35 interrupts the circuit as soon as the target temperature of the bath water 30 is reached.

Fig. 4 zeigt die Installation einer Trinkwassersterilisations-Vorrichtung. Über ein in einem Vorratstank 40 befindliches Schwimmerventil 41 gelangt Leitungswasser in den Hohlkörper 43 und wird, nachdem es Wärme vom bereits sterilisierten Wasserstrom übernommen hat, vom Heizelement 44 auf die Sterilisationstemperatur erhitzt. Danach gelangt das sterilisierte, fast auf die Eintrittstemperatur abgekühlte Wasser in den Tank 45, von wo aus die Wasserinstallation gespeist wird. Das Schwimmerventil 41 schließt den Zustrom, sobald der Behälter 45 gefüllt ist. Das Ventil 47 öffnet erst, wenn die Sterilisationstemperatur im Bereich des Heizelementes 11 überschritten ist. Fig. 4 shows the installation of a drinking water sterilization device. Tap water enters the hollow body 43 via a float valve 41 located in a storage tank 40 and is heated to the sterilization temperature by the heating element 44 after it has taken over heat from the already sterilized water flow. The sterilized water, which has almost cooled to the inlet temperature, then enters the tank 45 , from where the water installation is fed. The float valve 41 closes the inflow as soon as the container 45 is filled. The valve 47 only opens when the sterilization temperature in the area of the heating element 11 is exceeded.

Fig. 5 zeigt die Prinzipskizze der erfindungsgemäßen pulsierenden Vorrichtung. Die Umwälzpumpe 51 saugt über das Rohr 52 den aufzuheizenden Wasserstrom aus dem unteren Bereich des Badebehälters 53, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Filters 54 und fördert das Wasser in ein Hohlgefäß 55, das mit einer Austrittsdüse 56 verbunden ist. Die Austrittsdüse 56 bewirkt zusammen mit der Beimischvorrichtung 57 eine Vermischung mit dem nicht aufgeheizten Badwasser 50. Im Hohlgefäß 55 ist eine Widerstandsheizung 58 angeordnet. Das Hohlgefäß 55 ist von einer Isolierschicht 59 umgeben. Ein Schaltgerät 60, welches die Umwälz pumpe 51 periodisch ein- und ausschaltet, fördert innerhalb jeder Periode so lange, bis eine Menge, die dem Hohlvolumen des Hohlgefäßes 55 entspricht, in das Hohlgefäß 55 gelangt ist. Danach bleibt die Umwälzpumpe 51 so lange ausge schaltet, bis der Wasserinhalt des Hohlgefäßes 55 auf eine Temperatur erhitzt ist, die ausreicht, um pathogene Mikroben abzutöten. Danach schaltet der Timer 60 die Widerstandsheizung 58 ein und die Pumpe 51 schiebt den Inhalt des Hohlgefäßes 55 in den Badebehälter 53. Danach schaltet die Pumpe 51 wieder ab. Nach einer Zeitspanne, die um so kürzer ist, je größer der aktuelle Wärmebedarf des Wassers 50 im Badebehälter 53, beginnt der Zyklus von neuem. Auch diese Vorrichtung ist nur sinnvoll, wenn die Zahl der täglich getöteten Mikroben größer ist als die tägliche Vermehrung. Fig. 5 shows the schematic diagram of the pulsating device according to the invention. The circulation pump 51 sucks through the pipe 52 to be heated water flow from the lower region of the bath container 53, preferably with the interposition of a filter 54 and delivers the water into a hollow vessel 55, which is connected to an outlet nozzle 56th The outlet nozzle 56 , together with the admixing device 57, causes mixing with the non-heated bath water 50 . A resistance heater 58 is arranged in the hollow vessel 55 . The hollow vessel 55 is surrounded by an insulating layer 59 . 51 periodically switched to a switching device 60 which pump the circulation and off promotes within each period so long as it is passes into the hollow vessel 55 to an amount which corresponds to the void volume of the hollow vessel 55th Thereafter, the circulation pump 51 remains switched off until the water content of the hollow vessel 55 is heated to a temperature which is sufficient to kill pathogenic microbes. Thereafter, the timer 60 switches on the resistance heater 58 and the pump 51 pushes the contents of the hollow vessel 55 into the bath tank 53 . Then the pump 51 switches off again. After a period of time that is shorter, the greater the current heat requirement of the water 50 in the bath container 53 , the cycle begins again. This device also only makes sense if the number of microbes killed daily is greater than the daily multiplication.

Claims

1. Installation for the sterilization of the contents of a heat-emitting container with an attached circuit with a circulation pump, which is connected in series with a heating element, characterized in that the circulating water is heated up to a temperature at which harmful microbes are killed.

2. Installation for the sterilization of drinking water, characterized in that the water flow through a heating element ( 11 ), which is arranged at the end of a countercurrent heat exchanger ( 2 , 13 , 14 , 15 ), is heated to a temperature at which harmful microbes be killed and that the correspondingly heated water flow transfers the majority of its heat to the incoming water flow.

3. Installation according to claim 1 with a heat-emitting container ( 53 ), characterized in that the pump ( 51 ) remains switched off until the sterilization temperature in the hollow vessel ( 55 ) is reached and is then switched on for at least until the content of this hollow vessel ( 55 ) is driven out.

4. Installation according to claim 3, characterized in that the pump ( 51 ) is switched off after expelling the hot water from the hollow vessel ( 55 ) and only switched on again when the temperature in the container ( 53 ) drops below a predetermined value.

5. Installation according to claim 4, characterized in that the pause interval is determined by a timer ( 60 ) which shortens the pause interval the more, the greater the heat requirement of the container ( 53 ).

6. Installation according to claims 1 and 2, characterized in that the hollow vessel ( 33 , 43 ) consists of a capsule which is surrounded by a ring ( 1 ) which is clamped between two lids ( 2 ).

7. Installation according to claim 6, characterized in that the covers ( 2 ) have spirally extending grooves ( 3 ) into which heat-transmitting strips ( 15 ) protrude.

8. Installation according to claim 7, characterized in that the strips ( 3 ) consist of organic material.

9. Installation according to claim 7, characterized in that one of these strips ends near a heating element ( 11 ), while the other extends up to the heating element.

10. Installation according to claims 6 and 9, characterized in that the cover ( 2 ) are held together via a rod ( 9 ) leading through the center.

11. Installation according to claim 10, characterized in that the heating element ( 11 ) is arranged eccentrically to the ring ( 1 ).

12. Installation according to claims 6 and 7, characterized in that the peripheral ends of the strips ( 15 ) protrude into axially parallel slots ( 5 and 6 ).

13. Installation according to claim 2, characterized in that the counterflow heat exchanger ( 43 ) via a float valve ( 41 ), which is located in the collecting vessel ( 45 ) and via a valve ( 47 ), which only opens when the thermostat ( 46 ) indicates that the sterilization temperature has been reached.