DE2609846C2 - Trinkwasser-Reinigungsgerät - Google Patents

Description

Bisher bekannte Trinkwasser-Reinigungsgeräte basieren auf dem Prinzip der mechanischen Filterung in Verbindung beispielsweise mit dem Absorptionsvermögen der Aktivkohle.

Durch die schweizerische Patentschrift 3 93 204 ist auch ein Trinkwasser-Reinigungsgerät auf der Basis der anodischen Oxydation bekannt, bei welchem die Reinigungszelle vom Wasser von unten nach oben durchströmt wird, wobei sowohl die Einlaßöffnungen als auch die Auslaßöffnungen entweder unten oder oben am Gerät angeordnet sind. Dabei benötigt das Gerät eine Zellenspannung bis zu 100 Volt und ist — auch wegen der äußeren Abmessungen — für den stationären Betrieb vorgesehen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Trinkwasser-Reinigungsgerät zu erstellen, welches sowohl in der Lage ist, unerwünschte Keime abzutöten, als auch durch seine Außenabmessungen geeignet ist, sowohl auf einer Reise als auch im Haushalt Verwendung zu finden. Weiterhin soll das Gerät unproblematisch in der Handhabung und in der Wartung sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorbehälter von seinem unteren Ende über eine Verbindungsöffnung, einen durch Elektroden gebildeten Ringraum, eine in der Höhe einer den Vorbehälter eben abschließenden Führungsbüchse befindliche Überlauföffnung, einem Sammelraum und einem Auslaßrohr und einer Auslaßöffnung verbunden ist und daß ferner eine die Funktionsfähigkeit des Gerätes anzeigende Kontrollampe vorgesehen ist.

Vom Stand der Technik, der CH-PS 3 93 204, unterscheidet sich der Anmeldegegenstand durch die Ausbildung des Ringraumes, durch welchen eine Heberwirkung im Zusammenwirken mit der Verbindungsöffnung, der Überlauföffnung am oberen Ende des Ringraumes und dem Sammelraum erzielt wird. Durch diese Heberwirkung wird eine ip sehr geringen Grenzen konstante Durchflußgeschwir.digkeit durch den Ringraum erreicht, was eine nahezu konstante Kontaktzeit und dadurch konstante Wasserentkeimung bewirkt Da im Stand der Technik einmal die Durchflußzeit des zu behandelnden Wassers vom Druck im Zulaufrohr und

ίο vom Gegendruck im Stutzen abhängig ist und zum anderenmal durch den Weg eines Teiles des Wassers über die Lappen in keiner Weise eine konstante Fließgeschwindigkeit in der Aufbereilungszone erzielt werden kann, kann der Effekt der beanspruchten Vorrichtung nicht erreicht werden. Auch wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Trinkwasser-Reinigungsgerätes gegenüber dem Stand der Technik ein homogenes elektrisches Feld erzeugt, was das Material, die Entkeimungswirkung und die Betriebssicherheit günstig beeinflußt Wesentlich ist ferner, daß durch die Heberwirkung beim Außerbetriebsetzen des Gerätes nahezu kein Wasser im Ringraum verbleibt und dadurch auch bei eventuellem Nichtausschalten des Gerätes kein Strom fließen kann. Ein weiterer Vorteil ist die indirekte Funktionskontrolle durch die Kontrollampe, da diese mehrere Überwachungsfunktionen übernimmt. Durch die Kontrollampe werden

1. der Zustand der Batterien kontrolliert,

2. ein möglicher Kurzschluß der Elektroden angezeigt, der durch Metallteile oder durch Belagbildung entstehen kann, und

3. ist durch die Leuchtstärke der Kontrollampe bei der großen Batteriekapazität die Entkeimungswirkung in erster Näherung indirekt überprüfbar.

Diese Effekte sind durch den Stand der Technik nicht nahegelegt.

Auch aus dem weiterhin bekannten Stand der Technik, nämlich der deutschen Offenlegungsschrift 23 50 682 und der US-Patentschrift 37 55 114, ist die Heberwirkung in Verbindung mit der Kontrollampe weder ersichtlich noch nahegelegt.

Erfindungsgemäß ist die Wassei eintrittsöffnung in die Reinigungszelle unterhalb der Austrittsöffnung angeordnet, so daß das Gerät nach dem Heberprinzip

⁴S arbeitet. Dieses bringt folgende Vorteile mit sich:

— Es ist gewährleistet, daß auch bei sehr geringen Trinkwassermengen pro Zeiteinheii eine einwandfreie Reinigung erzielt wird, da sich die Reinigungszelle erst entsprechend ihrem Volumen füllen muß, bevor ein Auslauf erzielt wird.

— Durch das Heberprinzip wird erreicht, daß die keimtötende Wirkung dieser anodischen Oxydation unter immer gleichbleibenden elektrolytischen Verhältnissen abläuft, da die Reinigungszelle bei jedem neuen Reinigungsvorgang zuerst gefüllt werden muß.

Es ist vorteilhaft, die Anode der Reinigungszelle aus Silber herzustellen. Damit wird die bakterizide Wirkung der Silberionen zusätzlich zur Wirkung der anodischen Oxydation zur Trinkwasserreinigung herangezogen.

Es ist jedoch auch möglich, anstelle der Silberanode sowohl Anode als auch Kathode aus biologisch neutralem Material herzustellen. Dabei ist es sehr vorteilhaft, zwischen diesen beiden Polen mehrere, von diesen elektrisch isoliert angeordnete, zusätzliche Elektrodenplatten unterzubringen. Damit wird die wirksame Elektrodenfläche vergrößert und die Durchflußmenge bei etwa gleicher elektrischer Energie kann

vergrößert werden.

Weiterhin ist die Reinigungszelle über an ihrem oberen Ende vorgesehene, als Überlauf dienende Oberlauföffnungen mit einem sie abschließenden Sammelraum verbunden. Dieser Sammelraum ist konzentrisch um die Reinigungszelle angeordnet und nimmt daher wenig Platz in Anspruch.

Es ist vorgesehen, daß die Rückstaueinrichtung vorzugsweise an der Verbindungsöffnung des Vorbehälters angeordnet ist Die Rückstaueinrichtung selbst ist dabei vorzugsweise von einer Drosselblende gebildet

Insbesondere für die Herstellung und die Montage hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die vorgenannten Behälter alle nach oben offene, zylindrische Hohlkörper darstellen.

Es ist besonders raumsparend und im Hinblick auf die Entkeimung wirkungsvoll, wenn die zusätzlichen Elektrodenplatten ebenfalls als zylindrische Hohlkörper ausgebildet sind und koaxial zueinander und zu Anode und Kathode angeordnet sind.

Gemäß der Erfindung weist der Vorbehälter an seinem oberen Ende eine flanschartige Erweiterung auf, welche die Reinigungszelle und den Sammelraum nach außen hin verschließt. Damit dient der Vorbehälter gleichzeitig dem Verschluß der Reinigungszelle und des Sammelraums.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es vorteilhaft ein, daß der Vorbehälter mit einem Filter ausgestattet ist. Damit ist insbesondere bei stark verschmutztem Wasser eine mechanische Vorreinigung möglich.

Zur Erleichterung der Bedienung ist de·· Behälter mit einem Einfülltrichter versehen. Insbesondere für ein Reisegerät ergibt sich dabei durch die Ausbildung des Einfülltrichters als Faltkörper die Möglichkeit, diesen bei Nichtgebrauch des Gerätes im Vorbehälter unterzubringen.

Bei einem batteriegetriebenen Trinkwasser-Reinigungsgerät ist es vorteilhaft, daß der zur Aufnahme der Batterien dienende Batteriekasten im Bodenteil des Gerätes angeordnet ist oder der Sammelraum der. Batteriekasten mit einem Auslaßrohr durchsetzt. Damit sind die einzelnen Batterien um dieses Auslaßrohr herum angeordnet und das gesamte Gerät bekommt eine kompakte, längliche und zylindrische Form.

Ein batteriegetriebenes Trinkwasser-Reinigungsgerät, welches mehr der Benutzung im Haushalt dient, ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, daß das Bodenteil des Gerätes als Sammelraum des gereinigten Trinkwassers bzw. als Aufnahmeraum für einen Sammelbehälter jO ausgebildet ist und der zur Aufnahme der Batterien dienende Batteriekasten von einem die Reinigungszelle koaxial umgebenden Ringraum gebildet ist. Damit ist zwar bewußt eine Vergrößerung des Gerätes im Durchmesser in Kauf genommen worden, jedoch kann der in axialer Richtung gewonnene Raum gleichzeitig zum Sammeln des gereinigten Trinkwassers benutzt werden.

Durch Ausbildung des Gerätegeh?.uses und der einzelnen, integrierenden Behälter aus Kunststoff sowie durch Beschichtung der entsprechenden Wände zur Erstellung von Anode und Kathode ist eine besonders preiswerte Ausführung des Gerätes möglich, wobei gleichzeitig eine einfache Reinigung sowohl vom Material, her als auch durch die leichte Zerlegbarkeit (-5 gewährleistet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Figuren beispielsweise dargestellten Ausführungsformen naher erläutert Es zeigt im einzelnen

F i g. 1 den Schnitt durch ein Reisegerät;

F i g. 2 die Ansicht mit einem Teilschnitt des Gerätes gem. F i g. 1;

F i g. 3 ein Haushaltsgerät;

F i g. 4 das Prinzipschaltbild für beide Geräte.

Die F i g. 1 und 2 zeigen im Schnitt und in der Ansicht ein Trinkwasser-Reinigungsgerät insbesondere zur Verwendung als Reisege.-ät im Schnitt gem. F i g. 1 ist der faltbare Einfülltrichter 13 ausgefahren und in der Ansicht gem. F i g. 2 ist der Einfülltrichter eingefahren und das Gerät mit einem Deckel 34 verschlossen. Das Gerätegehäuse 1 umgibt die Reinigungszelle in Form des Behälters 4 und bestimmt die äußere Gestalt und den äußeren Durchmesser des Gerätes. In das Gerätegehäuse 1 ist von oben der Vorbehälter 2 eingeschoben und gegenüber diesem an einem Zentrieransatz 3 geführt Zwischen dem Gerätegehäuse 1 und dem Vorbehälter 2 ist koaxial der Behälter 4 angeordnet, welcher durch einen Zenirierbund 5 des Vorbehälters 2 geführt ist. Zwischen dem Behälter 4 und dem Gerätegehäuse 1 ist ein Sammelraum 38 angeordnet Am unteren Ende des Gerätegehäuses 1 ist ein Gerätegehäuseanöatz 6 angeordnet, an dem der Batteriekasten 7 drehbar geführt ist Der Batteriekasten 7 ist weiterhin am Auslaßrohr 8 geführt, welches einteilig mit dem Gerätegehäuse 1 ausgeführt ist. In axialer Richtung ist der Batteriekasten 7 durch die Abschlußmutter 9 gehalten. Der Behälter 4 ist an seiner Innenwandung beispielsweise durch Beschichtung als Anode 17 ausgeführt und der Vorbehälter 2 ist an seiner Außenwandung als Kathode 18 ausgeführt. Kathode und Anode begrenzen den Ringraum 42. Zwischen dem Behälter 4 und dem Gerätegehäuse 1 ist der Sammelraum 38 frei gelassen. Der im Boden des Behälters 4 angeordnete Führungsbolzen 10 hält den Behälter 4 und den Vorbehälter 2 zusammen, durch die Bolzenmutter 11. Im dargestellten ausgefahrenen Zustand des Einfülltrichters 13 hält die Spiralfeder 12 den Einfülltrichter, der zwischen Führungsbüchse 14 und Anpreßplatte 15 eingeklemmt ist, in seiner ausgefahrenen Stellung durch Anliegen am Sicherungsring 16. In der Führungsbüchse 14 bzw. der Anpreßplatte 15 sind eine oder mehrere Durchlauföffnungen 30 angeordnet, welche den Einlauf des zu reinigenden Trinkwassers vom Einfülltrichter 13 her in den Innenraum des Vorbehälters 2 gewährleisten. Der Vorbehälter 2 wiederum weist in seinem Bodenteil eine Verbindungsöffnung 31 auf, welche den Durchtritt des zu reinigenden Wassers in den Ringraum 42 ermöglicht. Das Trinkwasser steigt im Ringraum 42 von unten her nach oben hoch und verläßt den Ringraum 42 über Überlauföffnungen 32 an dessen oberem Ende. Dabei ist die Verbindungsöffnung 31 als Drosselblende ausgebildet und bildet so die Rückstaueinrichtung. Im Sammelraum 38 gelangt das gereinigte Wasser mit Hilfe der Schwerkraft nach unten und verläßt über das Auslaßrohr 8 das Gerät. Zur Erzeugung eines Stromflusses zwischen Anode und Kathode bei gefülltem Ringraum 42 sind beide mit den entsprechenden Polen der Batterien 23 verbunden. Die Anode 17 erhält mittels Kontaktblech 19 und Steckverbindung 20 über die Kontaktplatte 21 eine elektrische Verbindung zum Pluskontaktstift 22 der parallel- oder hintereinandergeschalteten Batterien 23 im Batteriekasten 7. Die Kathode 18 hat eine elektrische Verbindung zur Minuskontaktfläche der Batterien 23 über die Steckverbindung 24 und die Kontaktplatte 25. Die Verbindung

für die Zusammenschaltung der Batterien 23 am Boden des Batteriekastens 7 erfolgt über das Bodenkontaktblech 26, das mit seinen Plan- und Nockenflächen an der Unterseite der Batterien 23 anliegt. Der Batteriekasten 7 läßt sich innerhalb von zwei Grenzstellungen, bei 5 denen der Anschlagstift 27 gem. F i g. 2 jeweils an einer Aussparung des Gerätegehäuses 1 anschlägt, verdrehen und schließt bzw. öffnet damit den Stromkreis zwischen dem Pluskontaktstift 22 der Batterien 23 und der Kontaktplatte 21. Das Andrücken der Batterien 23 an to die Kontaktflächen erfolgt mit Hilfe der Druckfeder 28. Die Kontrollampe 29 (F i g. 2) ist in den Batteriestromkreis geschaltet und in einer Aussparung des Batteriekastens 7 untergebracht.

Die Funktion des Trinkwasser-Reinigungsgerätes gemäß den F i g. i und 2 ist folgende:

Das Gerätegehäuse 1 wird auf den vorgesehenen, aber nicht dargestellten Auffangbehälter für das gereinigte Wasser aufgesetzt und der Deckel 34 (F i g. 2) abgenommen. Dabei fährt der Einfülltrichter 13 durch die Kraft der Spiralfeder 12 nach außen und nimmt seine Betriebsstellung ein. Je nach Verschmutzung des aufzubereitenden Wassers ist es nun möglich, in den Einfülltrichter 13 den Papier- oder Textilfilter einzulegen. Durch Verdrehen des Batteriekastens 7 wird Spannung an Kathode und Anode angelegt. Damit leuchtet die Kontrollampe 29 (F i g. 2) auf. Das in den Einfülltrichter 13 eingefüllte Wasser gelangt über die Durchlauföffnungen 30 in den Innenraum des Vorbehälters 2 und durch die als Rückstaueinrichtung ausgebildete Verbindungsöffnung 31 steigt es mit einer begrenzten Geschwindigkeit im Ringraum 42 nach oben, bis es über die Überlauföffnungen 32 und den Sammelraum 38 das Gerät durch das Auslaßrohr 8 und die Auslaßöffnung 33 wieder verläßt. Durch diesen nach dem Heberprinzip erfolgenden Durchfluß in Verbindung mit der Rückstaueinrichtung in der Form entsprechend gewählter Verbindungsöffnung 31 im Boden des Vorbehälters 2 ist sichergestellt, daß sowohl geringe Wassermengen und nur spärlich nachfließende Wassermengen den Ringraum 42 erst füllen müssen und dadurch der Wirkung der anodischen Oxydation ausgesetzt sind als auch ein Überangebot an zu reinigendem Wasser die vorgeschriebene Zeit im Ringraum 42 verweilt. Durch das Überlaufprinzip wird also verhindert, daß einzelne Wassertropfen den Ringraum im freien Fall durchfallen und ungereinigt das Gerät verlassen, und durch die Rückstaueinrichtung ist bei großen Wassermengen dafür gesorgt, daß die Durchlaufgeschwindigkeit bzw. Kontaktzeit eine einwandfreie Entkeimung zuläßt

Es ist üblich, als Material für Anode und Kathode Stahl zu verwenden. Eine Verbesserung der Entkeimung kann auch dadurch erzielt werden, daß die Anode aus Silber besteht Die bei der anodischen Oxydation in Lösung gehenden Silberionen unterstützen die Entkeimungswirkung. Eine andere Möglichkeit, zu einer Verbesserung der Entkeimung, ohne auf Silber zurückgreifen zu müssen, ist dadurch gegeben, daß in den Raum zwischen Kathode und Anode zusätzliche Elektrodenplatten eingebracht werden, welche elektrisch von Kathode und Anode völlig isoliert sind. Es bietet sich hierbei an, diese Elektrodenplatten als konzentrische Ringe anzuordnen, um so mit einem geringen Platzbedarf auszukommen. Während der Elektrolyse laden sich die Innen- und Außenwände entgegengesetzt auf und erzielen somit eine Keimabtötung. Auf diese einfache Weise — ohne Vergrößerung des Energieaufwandes — kann die aktive Oberfläche in der Reinigungszelle wesentlich vergrößert werden und entweder eine bessere Entkeimung erzielt oder ein größerer Durchfluß erreicht werden.

F i g. 3 zeigt den Schnitt durch ein Trinkwasser-Reinigungsgerät für den Gebrauch im Haushalt. Es unterscheidet sich in seiner Wirkungsweise nicht von dem Gerät gemäß den Fig.l und 2, sondern weist lediglich einen für den speziellen Anwendungsbereich geänderten Aufbau auf. Sämtliche Teile des Trinkwasser-Reinigungsgerätes sind von einem Außengehäuse 35 umgeben. Das Außengehäuse 35 ist mit einem Standfuß 37 ausgestattet. Die vorzugsweise nahezu zylindrische Form des Außengehäuses 35 beinhaltet in ihrem oberen Bereich einen Einfülltrichter 13', in ihrem mittleren Bereich die Reinigungszelle 40 mit dem Batteriekasten und in ihrem unteren Bereich einen herausnehmbaren Sammelbehälter 39. Zwischen der Reinigungszelle 40 und dem Raum für den Sammelbehälter 39 ist ein Zwischenboden eingefügt, auf welchem die Reinigungszelle 40 aufsitzt. Die Reinigungszelle 40 besteht u. a. aus dem Behälter 4' sowie dem konzentrisch darin angeordneten Vorbehälter 2'. Die Reinigungszelle 40 wird außerdem nach außen durch eine Wand abgeschlossen, die für die Aufnahme der Batterien 23 ausgebildet ist. Alle diese Behälter sind koaxial zueinander angeordnet und ermöglichen durch radiale Abständen voneinander einen Sammelraum 38 und einen Ringraum 42. Die Innenwandung des Behälters 4' ist zum Zwecke der Bildung der Anode 17 beschichtet und die Außenwandung des Vorbehälters 2' ist durch ihre Beschichtung zur Kathode 18 ausgebildet Die Anordnung der Batterien 23 um die Reinigungszelle 40 herum ist für den vorliegenden Verwendungszweck günstiger, da der Außendurchmesser des Außengehäuses 35 von vornherein ausreichend groß gewählt werden konnte. Einmal sind die durchzusetzenden Wassermengen größer und zum anderen soll die Standsicherheit des Gerätes nicht beeinträchtigt sein. Die Reinigungszelle 40 weist an ihrer unteren Begrenzung einen Ansatz 36 auf, welcher in eine entsprechende öffnung in der Zwischenwand einrastet. Gleichzeitig weist dieser Ansatz 36 die Auslaßöffnung 33' auf. Im Außengehäuse 35 sind weiterhin die Kontrollampe 29 sowie der Schalter 41 angeordnet. Das Außengehäuse 35 kann mit einem Deckel 34' verschlossen werden. Das in den Einfülltrichter 13' eingefüllte Wasser fließt über die Durchlauföffnung 30 in den Innenraum des Vorbehälters 2' und von da über die als Rückstaueinrichtung ausgebildete Verbindungsöffnung 31 in den Ringraum 42. Dort steigt es nach oben und verläßt den Ringraum 42 durch Überlauföffnungen 32, welche in den Sammelraum 38 münden. Der Sammelraum 38 wiederum steht über die Auslaßöffnung 33' mit dem Sammelbehälter 39 in Verbindung. Die wasserreinigende Wirkung dieses Trinkwasser-Reinigungsgerätes entspricht derjenigen der Fig.l und 2. Auch hier wird durch das Heberprinzip sichergestellt, daß auch bei geringem Wasserzulauf der Ringraum 42 immer zuerst gefüllt wird. Durch die Rückstaueinrichtung in Form der Verbindungsöffnung 31 ist außerdem gewährleistet, daß bei einem zu großen Wasserangebot die Durchflußgeschwindigkeit durch den Ringraum 42 einen Höchstwert nicht übersteigen kann. Durch den geringen Strombedarf eines solchen Gerätes ist es auch bei Anwendung im Haushalt vertretbar, mit Batteriestrom zu arbeiten.

In F i g. 4 ist das Prinzipschaltbild für die vorgenannten Wasserreinigungsgeräte wiedergegeben. Mehrere Batterien 23 sind so zusammengeschaltet, daß die

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gewünschte Spannung in Verbindung mit einer ge- 29 angeordnet, welche die Funktionsfähigkeit des

wünschten Kapazität erzielt wird. Eine der beiden vom Gerätes anzeigt. Es ist ohne weiteres möglich, das

Batteriesatz zum Behälter 4 bzw. zur Reinigungszelle 40 vorstehend beschriebene Trinkwasser-Reinigungsgerät

führenden Leitungen kann zum Ein- oder Ausschalten mit anderen Wasserbehandlungsverfahren wie bei-

des Gerätes mit Hilfe eines Schalters 41 unterbrochen > spielsweise Vorfilterung, Entkalkung, Entgiftung zu

werden. Parallel zu den beiden Leitungen, welche zur kombinieren.
Anode 17 und Kathode 18 führen, ist eine Kontrollampe

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Trinkwasser-Reinigungsgerät für Reise und/ oder Haushalt, umfassend ein Gerätegehäuse mit einem Vorbehälter und einer elektrolytischen Reinigungszelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbehäler (2) von seinem unteren Ende über eine Verbindungsöffnung (31), einen durch Elektroden (17,18), gebildeten Ringraum (42), eine in der Höhe einer den Vorbehälter (2) eben abschließenden Führungsbüchse (14) befindliche Überlauföffnung (32), einen Sammelraum (38) mit einem Auslaßrohr (8) und einer Auslaßöifnung (33) verbunden ist und daß ferner eine die Funktionsfähigkeit des Gerätes anzeigende Kontrollampe (29) vorgesehen ist

2. Trinkwasser-Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung (31) durch eine Drosselblende gebildet ist

3. Trinkwasser-Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Batteriekasten (7) im Bodenteil um das Auslaßrohr (8) oder an der Reinigungszelle (40) um den Sammelraum (28) angeordnet ist.

4. Trinkwasser-Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Gerätegehäuse (1), die einzelnen integrierten Behälter (2,4; 2', 4') aus Kunststoff bestehen und Anode (17) und Kathode (18) durch entsprechende Beschichtung der in Frage kommenden Wände gebildet sind.