DE3523026A1 - Vorrichtung zum entkeimen einer fluessigkeit - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
elektrochemischen Entkeimen einer insbesondere aus Wasser
bestehenden Flüssigkeit mittels einer von der zu entkeimenden
Flüssigkeit durchströmten anodischen Oxidationskammer.
Eine solche Vorrichtung ist durch die DE-OS 23 11 504 und
durch den Aufsatz von Kirmaier und Schöberl "Die anodische
Oxidation als neues Praxisverfahren zur Wasserdesinfektion"
in Sonderdruck aus GIT Fachzeitschrift für das Laboratorium,
24 (1980), 443-456 bekannt.
Aus der genannten DE-OS 23 11 504 ist es bekannt, daß die
beim Entkeimen entstehenden Gase unerwünscht sind und daß
zur Vermeidung der Bildung der unerwünschten Gase die Kathode
der anodischen Oxidationskammer mit einem Diaphragma aus
porösem keramischem Material umgeben wird, wobei die Füllung
des Diaphragmas mit konzentrierter Alkalichloridlösung er
folgt. Dieser zusätzliche Einbau stellt
eine kompakte Umhüllung der Kathode dar, die beim Betrieb
der anodischen Oxidationskammer einen erhöhten Energie- bzw.
Strombedarf, einen verhältnismäßig großen Zeitaufwand und
nach verhältnismäßig kurzer Zeit einen Austausch erforderlich
macht und daher aufwendig ist.
Die Erfindung, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst
in Ausräumung der vorgenannten Nachteile die Aufgabe, eine
Entkeimungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der bei Anwendung in einer zahnärztlichen Praxis eine
durch die beim Entkeimen entstehenden Gase hervorgerufene
Störung bzw. Beeinträchtigung des zahnärztlichen Arbeits
ablaufs, insbesondere im Kühlmittelsystem eines zahnärztlichen
Gerätes, ohne den Aufwand von den Betrieb der anodischen
Oxidationskammer hinsichtlich Energiebedarf etc. beein
trächtigenden Mitteln vermieden ist.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesent
lichen darin zu sehen, daß das Eintreten von Gasen in die
Wasserverbraucher, insbesondere in das Kühlmittelsystem des
zahnärztlichen Gerätes vermieden ist und daß die beim Ent
keimen entstehenden unerwünschten Gase im Rekombinator gemäß
dem Aufsatz von Ledjeff und Winsel "Katalytischer Wasserstoff-/
Sauerstoff-Rekombinator mit Selbstbegrenzung" zu Flüssigkeit
bzw. zu Wasser rekombiniert und somit unschädlich gemacht
werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den
Unteransprüchen angegeben und nachstehend erläutert.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung bei
spielsweise dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der Entkeimungsvorrichtung,
Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungs
form,
Fig. 3 eine anodische Oxidationskammer der Entkei
mungsvorrichtung nach Fig. 1 und 2 im Schnitt,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 ein Abscheidungsgefäß der Entkeimungsvorrichtung
nach Fig. 1 und 2 im Schnitt und
Fig. 6 einen Rekombinator der Entkeimungsvorrichtung nach
Fig. 1 im Schnitt.
Die dargestellte Vorrichtung dient zum Entkeimen von insbe
sondere Wasser mittels einer von der zu entkeimenden Flüs
sigkeit durchströmten reaktorartigen anodischen Oxidations
kammer 1. Die Oxidationskammer 1 weist einen tangentialen
unteren Einlauf 25 und einen oberen Auslauf 26 (Fig. 4)
auf. Die anodische Oxidationskammer 1 besteht gemäß Fig.
3 aus einer mantelförmigen Außenelektrode 27 und einer
zur Außenelektrode 27 konzentrischen Innenelektrode 28,
wobei zwischen den beiden genannten Elektroden ein den
Einlauf 25 und den Auslauf 26 besitzender Ringraum 29
verbleibt. Hierdurch wird eine schraubenlinienförmige
turbulente Strömung der zu entkeimenden Flüssigkeit er
zeugt, wodurch die bei der beim Durchgang der zu entkei
menden Flüssigkeit erfolgenden Gasentwicklung entstehenden
und an den Wänden der Oxidationskammer 1 evtl. anhaftenden
Gasblasen abgeführt werden.
Es ist auch möglich, durch eine Rührvorrichtung od.dgl.
z.B. im Bereich des Einlaufs 25 angeordnete, feststehende
oder bewegliche, beispielsweise drehbare Rührschaufeln
die schraubenlinienförmige bzw. turbulente Strömung zu
erzeugen bzw. zu verstärken. Der Ringraum 29 ist durch
einen Deckelteil 30 und einen Bodenteil 31, beide aus
Isoliermaterial, verschlossen. Die zu den Elektroden 27,
28 führenden Stromanschlüsse sind mit 43 und 44 bezeich
net. Der elektrische Stromzuführungs- bzw. Betriebsmodus
hängt von dem für die anodische Oxidationskammer 1 gewähl
ten Material, z.B. Edelstahl, ab. Im dargestellten Fall
wird Gleichstrom bzw. gepulster oder getackteter Gleich
strom oder Gleichstrom mit kurzzeitigem Stromstoß zugeführt.
Für eine gleichmäßige Entkeimungsleistung ist eine volumen
stromproportionale Regelung des Gleichstromes vorteilhaft.
Wenn z.B. Edelstahl als Material gewählt wird, kann mit
geringem Materialabtrag ein Umpolen der Elektroden 27, 28
ermöglicht werden, wodurch ein beim Durchgang der zu ent
keimenden Flüssigkeit durch die Oxidationskammer 1 durch
pH-Wert-Verschiebung in Kathodennähe entstehendes Verkalken
der Oxidationskammer 1 verhindert bzw. vermindert werden
kann.
Die anodische Oxidationskammer 1 und im wesentlichen auch
die nachstehend erläuterten Teile sind in einem durch eine
gestrichelte Linie angedeuteten zahnärztlichen Gerät 2 ange
ordnet, welches Wasserverbraucher z.B. in Form eines Spei
fontänensystems 8, eines Spritzhandstückes 22, eines Kühl
mittelsystems 10 und eines Zahnsteinentfernungsgerätes 24
aufweist. Das zahnärztliche Gerät 2 kann auch in Form eines
aus der die Entkeimung auf anderem Wege, nämlich mit Hilfe
einer chemischen Entkeimungsflüssigkeit betreffenden DE-OS
30 28 550 bekannten Anschlußkastens ausgebildet sein.
Die entkeimte gashaltige Flüssigkeit verläßt die anodische
Oxidationskammer 1 über den oberen Auslauf 26 und gelangt
über eine Verbindungsleitung 18 in ein Abscheidungsgefäß 3,
das einen oberen Auslaß 4 für gasreiche Flüssigkeit und einen
unteren Auslaß 5 für gasarme bzw. gasfreie Flüssigkeit auf
weist, wobei der obere Auslaß 4 über eine Leitung 19 zu
einem die beim Durchgang durch die anodische Oxidations
kammer entstandenen Gase rekombinierenden Rekombinator 6
führt, von dem aus eine Abführleitung 7 zu einem Speifon
tänensystem 8 oder zum Abfluß 9 des zahnärztlichen Gerätes
2 führt, und wobei der untere Auslaß 5 über eine Leitung 20
zum Kühlmittelsystem 10 des zahnärztlichen Gerätes 2 führt.
Gemäß Fig. 5 weist das Abscheidungsgefäß 3 einen an die
Verbindungsleitung 18 angeschlossenen oberen Eingangsstut
zen 32 für die entkeimte gashaltige Flüssigkeit auf. Unter
halb des unteren Auslasses 5 besitzt das Abscheidungsgefäß
3 eine trichterartige Kalksammelzone 11 für gegebenenfalls
trotz der erwähnten Maßnahmen in der Oxidationskammer 1
anfallenden Kalk. An seiner tiefsten Stelle ist die Kalk
sammelzone 11 mit einem durch einen Deckel 33 verschließ
baren Kalkauslaß-Stutzen 34 versehen.
Gemäß den Fig. 1, 2 und 6 ist dem Rekombinator 6 ein Aus
gasungsbehälter 12 zugeordnet. Dabei ist der Rekombinator
6 praktisch als deckelartiger oberer Abschluß des Ausga
sungsbehälters 12 ausgebildet.
Gemäß Fig. 6 besitzt der Ausgasungsbehälter 12 einen an die
vom Abscheidungsgefäß 3 kommende Leitung 19 angeschlossenen
Eingang 35 und einen mit der zum Speifontänensystem 8
bzw. zum Abschluß 9 führenden Abführleitung 7 verbundenen
Ausgang 36. Im Innern des Ausgasungsbehälters 12 ist eine
quer zur Durchströmungsrichtung angeordnete, vorzugsweise
sichelförmige Trennwand 37 angeordnet, die jeweils mit
Abstand vom Boden 38 des Ausgasungsbehälters bzw. vom
Rekombinator 6 endet. In der Nähe ihres oberen Endes -
etwa in der Höhe der oberen Begrenzung des Ausgangs 36 -
besitzt die Trennwand 37 eine Überströmöffnung 39. Der
Flüssigkeitsspiegel im Ausgasungsbehälter 12 ist mit 40
bezeichnet. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 40 ist
infolge des tiefer als der Spiegel 40 liegenden Ausganges
36 ein Gassammelraum 41 für das durch die Trennwand 37
abgeschiedene unerwünschte Gas gebildet.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 6 ist der Aus
gasungsbehälter 12 als druckloser Boiler bzw. Durchlaufer
hitzer 13 zur Erwärmung der zum Speifontänensystem 8
strömenden Flüssigkeit ausgebildet und mittels der Abführ
leitung 7 mit dem Speifontänensystem 8 verbunden. Hierzu
ist eine z.B. als Folienheizung ausgebildete Widerstands
heizung 42 dem Ausgasungsbehälter 12 zugeordnet, die Tempe
raturen von z.B. 50°C erreicht. Bei der Ausführungsform nach
Fig. 2, bei der die Abführleitung 7 direkt zum Abfluß 9
führt, ist der Ausgasungsbehälter 12 unbeheizt. Die bei der
im Rekombinator 6 erfolgenden Umwandlung der beim Entkei
mungsvorgang in der anodischen Oxidationskammer 1 entstan
denen unerwünschten Gase, z.B. Knallgas, in Wasser übrig
bleibenden Gase, die mit dem zu entkeimenden Wasser über
den Einlauf 25 in die Oxidationskammer 1 gelangen, müssen
über die Abführleitung 7 z.B. zum Abfluß 9 abgeführt werden.
Für den Fall, daß an irgendeiner Stelle der Entkeimungs
vorrichtung unerwünschtes Gas austreten sollte, ist als
weitere Sicherheitsmaßnahme zur Umwandlung dieses Leckgases
an einer möglichst hochgelegenen Stelle innerhalb des Ge
rätes 2 gemäß Fig. 1 ein zusätzlicher Rekombinator 14
zur Umwandlung auch dieses Gases in Wasser vorgesehen.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, sind zwischen dem un
teren Auslaß 5 des Abscheidungsgefäßes 3 und dem Kühlmit
telsystem 10 zur nacheinander erfolgenden Durchströmung
mit gasarmer Flüssigkeit in der Leitung 20 eine Rücksaug
pumpe 16 und ein Durchlauferhitzer 17 angeordnet. Die
Rücksaugpumpe 16 ist dabei verstärkt ausgeführt.
Vom unteren Auslaß 5 bzw. von der zur Rücksaugpumpe 16
führenden Leitung 20 ist eine zu einem Spritzhandstück 22
führende Abzweigleitung 21 abgezweigt.
Ferner ist an die Rücksaugpumpe 16 eine zu einem Zahnstein
entfernungsgerät 24 führende Leitung 23 angeschlossen.
Gemäß den Fig. 1 und 2 besitzt die Leitung 19 ein beim In
betriebsetzen eines Verbrauchers des Speifontänensystems
8, z.B. einer Speifontäne, einer Mundglasfülleitung od.dgl.
den Flüssigkeitsdurchtritt durch die Leitung 19 freigeben
des und gleichzeitig den Zulauf der zu entkeimenden Flüs
sigkeit zu der anodischen Oxidationskammer 1 freigebendes
Absperrventil 25, das durch ein Magnetventil, zweckmäßig
ein Magnetdruckventil, gebildet ist.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum elektrochemischen Entkeimen
einer insbesondere aus Wasser bestehenden Flüssigkeit
mittels einer von der zu entkeimenden Flüssigkeit durch
strömten anodischen Oxidationskammer (1),
dadurch gekennzeichnet, daß die anodische Oxidationskammer
(1) in einem zahnärztlichen Gerät (2) angeordnet und über
eine Verbindungsleitung (18) mit einem von der entkeimten
gashaltigen Flüssigkeit durchströmten Abscheidungsgefäß
(3) verbunden ist, das einen oberen Auslaß (4) für gas
reiche Flüssigkeit und einen unteren Auslaß (5) für gas
arme Flüssigkeit aufweist, wobei der obere Auslaß (4)
über eine Leitung (19) zu einem die beim Durchgang durch
die anodische Oxidationskammer entstandenen Gase rekombi
nierenden Rekombinator (6) führt, von dem aus eine Abführ
leitung (7) zu einem Speifontänensystem (8) oder zum
Abfluß (9) des zahnärztlichen Gerätes (2) führt, und wobei
der untere Auslaß (5) über eine Leitung (20) zum Kühl
mittelsystem (10) des zahnärztlichen Gerätes (2) führt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Abscheidungsgefäß (3) unterhalb des unteren Aus
lasses (5) eine Kalksammelzone (11) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß dem Rekombinator (6) ein Ausgasungsbehälter (12)
zugeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausgasungsbehälter (12) als Durch
lauferhitzer (13) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb des zahnärztlichen Gerätes
(2) ein zusätzlicher Rekombinator (14) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem unteren Auslaß (5) des
Abscheidungsgefäßes (3) und dem Kühlmittelsystem (10)
zur nacheinander erfolgenden Durchströmung mit gasarmer
Flüssigkeit in der Leitung (20) eine Rücksaugpumpe (16)
und ein Durchlauferhitzer (17) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß vom unteren Auslaß (5) des Abscheidungsgefäßes (3)
eine zu einem Spritzhandstück (22) führende Abzweigleitung
(21) abgezweigt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß an die Rücksaugpumpe (16) eine zu einem Zahnstein
entfernungsgerät (24) führende Leitung (23) angeschlossen
ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Leitung (19) ein beim Einschalten
eines Verbrauchers des Speifontänensystems (8) den Flüssig
keitsdurchtritt durch die Leitung (19) freigebendes und
gleichzeitig den Zulauf der zu entkeimenden Flüssigkeit
zu der anodischen Oxidationskammer (1) freigebendes
Absperrventil (25) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrventil (25) ein Magnetventil ist.
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