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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Wasseraufbereitungssystem und
-verfahren zur Verwendung in einem Nachmischungs-Getränkespender.
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An
einigen Stellen ist Wassersterilität ein Gesundheitsproblem und
beschränkt
die Verwendung von Maschinen zur Herstellung von Getränken an
Ort und Stelle (die im Allgemeinen als "Nachmischungs"-Ausrüstung bezeichnet werden). Wo
Wasser bei einer Getränkeherstellung
zu verwenden ist, ist übermäßige Bicarbonathärte unerwünscht, da
sie den Säuregrad
des Getränks
verringert und den Geschmack beeinflusst. Flüchtige Stoffe im Wasser, wie z.B.
organische Verbindungen und Chlor, können auch einen Einfluss auf
seinen Geschmack aufweisen. Insbesondere haben halogenierte organische Verbindungen
(Trihalogenmethane, die im Allgemeinen als THMs bezeichnet werden)
kürzlich
Anlass zu Verbraucherbesorgnissen und einer regelnden Beschränkung gegeben.
Schwebstoff und Trübheit
verringern die Qualität
von Wasser, sowohl, wenn es alleine konsumiert wird, als auch beim
Mischen zur Herstellung eines Getränks. Schließlich haben an einigen Stellen
Verbraucher auch Besorgnisse hinsichtlich des Schwermetallgehalts
von Wasser gezeigt, und auch dies ist der Gegenstand einer Gesetzgebung
in einigen Ländern
gewesen.
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Gelöste Luft
in Rohwasser, kann, obwohl nicht an sich ein Wasserqualitätsaspekt,
die Wirksamkeit einer Carbonisierung in einer Nachmischungsausrüstung verringern
und eine Abgabe aufgrund von Schaumbildung schwierig machen. Eine Einrichtung
zur Entgasung von Wasser ist für
eine solche Ausrüstung
vorteilhaft. Es wird angemerkt, dass eine Wasserentgasung immer
vor einer Carbonisierung in Flaschenbefüll- und Dosenabfüllanlagen durchgeführt wird.
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Deshalb
ist ein einfaches Verfahren zur hausinternen oder geschäftsinternen
Entfernung von mikrobiologischer Kontamination, Bicarbonathärte, flüchtigen
organischen Verbindungen (VOCs) – insbesondere THMs – sowie
Chlor und Schwermetallen wichtig, um gewissen Verbraucherbesorgnissen
zu entsprechen, die Qualität
von Trinkwasser an einigen Stellen zu erhöhen und den Geschmack von an
Ort und Stelle hergestellten Getränken in gewissen Absatzgebieten
zu verbessern. Zusätzlich
ist eine Entgasung von Wasser für
Nachmischungsabsatzgebiete äußerst wünschenswert
und kann zu verringertem Schaum bei Abgabe und besserer Getränkequalität führen. Jedoch
müssen
Systeme zur Aufbereitung von Wasser an Ort und Stelle den folgenden
Kriterien genügen:
- – Geringe
Kosten der ursprünglichen
Ausrüstung;
- – Hohe
Zuverlässigkeit
bei Abwesenheit von technischer Überwachung
oder Steuerungen;
- – Sämtliche
vorstehend angegebenen Qualitätskriterien
(d.h. Sterilität, Bicarbonathärte, Chlor, THMs/VOCs,
Trübheit,
Schwermetalle und wünschenswerterweise
Entgasung);
- – Einfacher,
bequemer, sicherer Betrieb durch nichtqualifizierte Personen (d.h.
im Geschäft
oder im Haus);
- – Geringe
Kosten von Wartung und Betrieb; und
- – Geringer
Raumeinsatz.
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Im
Augenblick verfügbare
Systeme zur Verwendung im Haus und/oder im Geschäft genügen nicht sämtlichen Qualitäts- oder
anderen Kriterien. Solche Systeme umfassen Kohlefiltriersysteme.
Diese Systeme gehen nur Chlor und VOCs/THMs an, aber organische
Verbindungen werden nur wirksam entfernt, wenn das Filter regelmäßig gewartet
wird. Wenn die Wartung schlecht ist, können solche Vorrichtungen tatsächlich als
biologische Kontaminatoren wirken. Folglich können Kohlefiltriersysteme Probleme
in einem Bereich hervorrufen, während
sie andere Bereiche unangemessen angehen.
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Ein
anderes herkömmliches
System verwendet Umkehrosmose. Ein solches System geht nur Bicarbonathärte, Schwermetalle
und mikrobiologische Kontaminationsmittel an. Umkehrosmosesysteme
erfordern signifikante Wartung. Außerdem werden VOCs/THMs nicht
aufbereitet, und diese können
zusammen mit Chlor tatsächlich
die Umkehrosmosemembran beschädigen
und ihre Wirksamkeit verringern.
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Einfache
Ionenaustauschsysteme sind auch bekannt. Diese Systeme gehen normalerweise
nur Bicarbonathärte
oder, wenn sie komplizierter sind, den Gesamt-Metall- und -Salzgehalt
von Wasser an. Jedoch benötigen
diese Systeme regelmäßige Wartung,
wie z.B, die Regeneration des Ionenaustauschharzes. Wenn eine solche
Wartung nicht durchgeführt
wird, können
diese Systeme tatsächlich
aufbereitetes Wasser von schlechterer Qualität als unaufbereitetes Wasser
erzeugen. Chlor wird nicht aufbereitet und kann die Ionenaustauschharze
in diesen Systemen beschädigen.
Außerdem
werden VOCs/THMs nicht aufbereitet, und mikrobiologische Kontaminationsmittel
werden nicht nur nicht aufbereitet, sondern können aufgrund von mikrobiologischem Wachstum
auf dem Harz tatsächlich
signifikant erhöht
sein.
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Eine
einfache Filtration ist verwendet worden, wo Trübheit ein Wasserqualitätsproblem
ist. Eine solche Filtration geht nur diese Kriterien an, und kann
eine mikrobiologische Kontamination erhöhen, wenn keine regelmäßige Wartung
erfolgt.
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Chemikalien
verwendende Wassersterilisiersysteme sind bekannt. Solche Systeme
gehen nur das mikrobiologische Kontaminationsmittelkriterium an
und benötigen
sorgfältige
Wartung, um zu gewährleisten,
dass Chemikalien nicht in das aufbereitete Wasser gelangen können.
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Keines
von diesen vorstehend erwähnten herkömmlichen
Systemen wird durch den nichtfachmännischen Benutzer leicht gewartet.
Außerdem weisen
sämtliche
von diesen Systemen signifikante Nachteile auf, wenn der Benutzer
keine richtige Wartung durchführen
kann. Obwohl keines von den vorstehend erwähnten Systemen dem ganzen Satz
von erörterten
Qualitätskriterien
genügt,
sind alle außer den
einfachsten und unzuverlässigsten
kostspielig sowohl zu erwerben als auch zu warten.
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Das
US-Patent 4,844,796 an Plester lehrt die Prinzipien einer Wärmeaufbereitung
von Wasser. Dieses System umfasst jedoch Kohle- und Sandfiltration
in einem ersten Patronenabschnitt und eine weitere Filtration und
ein Aktivkohlesieb in einem zweiten Patronenabschnitt. Es ist erwünscht, eine
solche Filtration zu vermeiden und die Wasseraufbereitungsqualitätskriterien
auszudehnen.
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Das
US-Patent 5,858,248 an Plester offenbart eine Vorrichtung zur Aufbereitung
von Wasser, die ein System zur Steuerung der Abgabe von aufbereitetem
Wasser aus der Vorrichtung umfasst, als Reaktion auf die Anwesenheit
von Dampf im Entlüftungsauslass.
Die Anwesenheit von Dampf impliziert, dass die Temperatur des aufbereiteten
Wassers hoch genug ist, um eine hygienisch sichere Abgabe zu gewährleisten.
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Demgemäß ist es
ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren
zur Aufbereitung sämtlicher
genannter Wasserqualitätskriterien
bereitzustellen, (d.h. mikrobiologische Kontamination, Bicarbonathärte, VOCs/THMs,
Chlor, Trübheit
und Schwermetalle).
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bereitzustellen, das einfach, preiswert, kompakt ist, eine geringe
und nicht-fachmännische
Wartung beinhaltet und kein Wassergebrauchsrisiko aufweist, wenn
der Benutzer das System nicht richtig wartet.
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In
dieser Hinsicht ist es ein Ziel der bevorzugten Formen der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem der Benutzer gezwungen
ist, Schritte zu unternehmen, um das System zu warten.
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Ein
weiteres Ziel der bevorzugten Formen der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem die Vorrichtung
heiß bleibt,
bis eine Aufbereitung zu Ende gebracht ist, um dadurch eine mikrobiologische
Rekontaminierung zu vermeiden.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein System zur Aufbereitung von
Wasser bereitgestellt, umfassend:
- ein Gehäuse, das
eine Wasseraufbereitungskammer begrenzt und einen Wassereinlass
zur Aufnahme von unaufbereitetem Wasser und einen Wasserauslass
zur Abgabe von aufbereitetem Wasser aufweist;
- einen Erhitzer zur Erwärmung
des Wassers in ausreichendem Maße,
um gelöste
Verunreinigungen im unaufbereiteten Wasser in feste Niederschläge und Gase
umzuwandeln;
- einen Gasauslass zur Abgabe der Gase aus dem Gehäuse;
- einen Sammler, der im Gehäuse
angeordnet ist, zum Sammeln der aus dem Wasser abgelagerten festen Niederschläge;
- ein Steuersystem, um aufbereitetes Wasser durch den Wasserauslass
als Reaktion darauf freizusetzen, dass die Wassertemperatur im Gehäuse eine
erste ausgewählte
Temperatur erreicht und die Temperatur der durch den Gasauslass
abgegebenen Gase eine zweite ausgewählte Temperatur erreicht;
- eine erste Temperaturmessvorrichtung zum Messen der Wassertemperatur
im Gehäuse;
und
- eine zweite Temperaturmessvorrichtung, die einen Bimetalltemperaturfühler umfasst,
um die Temperatur der aus dem Gehäuse abgegebenen Gase zu messen.
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Spezieller
umfasst dieses Wasseraufbereitungssystem eine erste Temperaturmessvorrichtung zum
Messen der Temperatur von Wasser im Gehäuse und eine zweite Temperaturmessvorrichtung
zum Messen der Temperatur der Gase, die aus dem Gehäuse abgegeben
werden. Die erste und zweite Temperatur werden so gewählt, dass
sie anzeigen, dass aus dem Gehäuse
abzugebendes Wasser in ausreichendem Maße aufbereitet worden ist,
um gelöste Verunreinigungen
im Wasser zu entfernen. Mit anderen Worten, die erste und zweite
Temperatur zeigen an, dass das aufbereitete Wasser trinkbar ist.
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Dieses
System zur Aufbereitung von Wasser umfasst vorzugsweise ein Ventil,
und das Steuersystem öffnet
das Ventil und setzt aufbereitetes Wasser durch den Wasserauslass
frei, wenn die erste und zweite gewählte Temperatur erreicht sind.
Die zweite Temperaturmessvorrichtung ist vorzugsweise so angeordnet,
dass sie die Temperatur von Gasen anzeigt, die aus dem Gehäuse abgegeben
werden. Vorzugsweise kann die zweite Temperaturmessvorrichtung angrenzend
an eine Gasabgabeleitung angeordnet sein, die durch den Gasauslass
abgegebene Gase aufnimmt. Die Temperatur der Gasabgabeleitung zeigt
die Temperatur von aus dem Gehäuse durch
die Gasabgabeleitung abgegebenen Gasen an.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Aufbereitung
von Wasser bereitgestellt, umfassend:
- Einspeisen von unaufbereitetem
Wasser in eine durch ein Gehäuse
begrenzte Wasseraufbereitungskammer durch einen Wassereinlass im
Gehäuse;
- Erwärmen
des in die Wasseraufbereitungskammer eingespeisten unaufbereiteten
Wassers in ausreichendem Maße,
um gelöste
Verunreinigungen im unaufbereiteten Wasser in feste Niederschläge und Gase
umzuwandeln, wobei die Gase durch einen Gasauslass im Gehäuse abgegeben
werden;
- Sammeln der aus dem Wasser auf einem im Gehäuse angeordneten Sammler abgelagerten
festen Niederschläge;
- Messen der Wassertemperatur im Gehäuse mit einer ersten Temperaturmessvorrichtung;
- Messen der Temperatur von aus dem Gehäuse abgegebenen Gasen mit einer
zweiten Temperaturmessvorrichtung, die einen Bimetalltemperaturfühler umfasst;
und
- Abgeben von aufbereitetem Wasser aus dem Gehäuse durch einen Wasserauslass
im Gehäuse
als Reaktion darauf, dass die Wassertemperatur im Gehäuse eine
erste ausgewählte
Temperatur erreicht und die Temperatur der durch den Gasauslass
abgegebenen Gase eine zweite ausgewählte Temperatur erreicht.
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Dieses
Verfahren zur Aufbereitung von Wasser ist nützlich, um zu gewährleisten,
dass von dem Wasseraufbereitungssystem freigesetztes aufbereitetes
Wasser angemessen aufbereitet worden ist und trinkbar ist. Dieses
Verfahren verringert die Wahrscheinlichkeit, dass nichttrinkbares
Wasser durch den Auslass für
aufbereitetes Wasser abgegeben wird.
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In
bevorzugten Formen der Erfindung werden aus dem Wasser ausgeladene
Gase im Gasraum des Gehäuses
gesammelt und aus dem Gehäuse
freigesetzt, und Wasser aus dem Auslass wird in einem Speichertank
aufgenommen. Dieses bevorzugte Verfahren umfasst weiter den Schritt:
Freihalten des im Speichertank gespeicherten Wassers von Kontakt
mit Luft oder anderen Gasen in einem Gasraum des Speichertanks,
indem eine Faltwasserkammer einschließlich einer bewegbaren hermetischen Barriere
bereitgestellt wird, die das Wasser im Speichertank berührt und Änderungen
des Wasservolumens in der Wasserkammer folgen kann.
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Ein
bevorzugtes Verfahren gemäß der Erfindung
umfasst weiter den Schritt: Einführen
von Wasser in ein Gehäuse
oder eine Patrone, wobei das Gehäuse
einen Sammler und ein Filter aufweist. Das Filter weist eine kürzere Nutzlebensdauer
als der Sammler auf. Das Wasser wird durch das Gehäuse bewegt,
wobei das Wasser zuerst durch den Sammler und dann durch das Filter
fließt.
Das Verfahren umfasst weiter den Schritt: Erwärmen des Wassers im Gehäuse, um
eine Bicarbonathärte
im Wasser abzubauen, wodurch Carbonate auf dem Sammler abgelagert
werden. Die Carbonate verringern nach und nach ein richtiges Funktionieren
des Sammlers. Ein Zustand des Filters, der sich als eine Funktion
der Ablagerung der Bicarbonate darauf ändert, was schließlich den
Wasserstrom durch das Filter blockiert, wird überwacht. Der Sammler wird
nur teilweise blockiert, wenn das Filter vollständig verstopft ist, so dass
Wasser durch den Sammler fließen
könnte, aber
der Wasserstrom durch den Sammler wird durch die Verstopfung des
Filters verhindert. Dieses verstopfte Filter signalisiert deshalb
die Notwendigkeit für
eine Wartung des Sammlers.
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In
bevorzugten Formen der Erfindung bilden das Gehäuse, der Sammler und der Erhitzer
eine Wegwerfeinheit, die vom System losgemacht und ersetzt werden
kann.
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In
bevorzugten Formen der Erfindung ist das Feinfilter der Wasseraufbereitung
und des Systems ein Polyesterwollfilter. Das Polyesterwollfilter
ist verhältnismäßig kostengünstig und
bewährt
sich gut.
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In
seinen bevorzugten Formen umfasst das System weiter einen Wasserkühler zur
Aufnahme von aufbereitetem Wasser von dem Gehäusewasserauslass und ein Gebläse zum Blasen
von Luft vorbei am Wasserkühler,
um das aufbereitete Wasser im Wasserkühler zu kühlen. Spezieller umfasst das
System zur Aufbereitung von Wasser vorzugsweise weiter einen Kondensator
zur Aufnahme der Gase, die aus dem Gasauslass abgegeben werden.
Das Gebläse
ist vorzugsweise positioniert, um Luft vorbei am Kondensator zu
blasen, um die Gase im Kondensator zu kühlen. Bei dem entsprechenden
Verfahren wird Luft vorzugsweise vorbei an einem Wasserkühler bei einem
Wasseraufbereitungsverfahren geblasen, um das aufbereitete Wasser
im Wasserkühler
zu kühlen.
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Eine
andere bevorzugte Form der Erfindung stellt ein System zur Aufbereitung
von Wasser bereit, umfassend eine optische Anzeige zur Anzeige eines Zustands
des Systems. Vorzugsweise umfasst die optische Anzeige eine Mehrzahl
von Leuchten, um den Zustand des Systems anzuzeigen, und kann sie eine
Mehrzahl von möglichen
Zuständen
des Systems anzeigen. Die Zustände
umfassen das Niveau von Wasser im Gehäuse, das Niveau von Wasser
im Reservoir, das Niveau einer Niederschlagverstopfung im Feinfilter
des Systems, den Wasserabgabezustand, den Systemkühlzustand
und den Systemenergiezustand.
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Spezieller
zeigt die optische Anzeige dieser Erfindung an, wenn das Wasser
im Gehäuse
unter einem vorbestimmten Niveau ist, wenn das Wasser im Gehäuse über einem
vorbestimmten Niveau ist, wenn das Wasser im Reservoir unter einem
vorbestimmten Niveau ist, wenn das Gehäuse aufbereitetes Wasser abgibt
und wenn das Wasser im Gehäuse unter
einer vorbestimmten Temperatur ist.
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Ein
weiterer Bereich einer Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung
wird aus der ausführlichen
Beschreibung, die nachstehend gegeben wird, ersichtlich.
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung, die
nachstehend gegeben wird, und den begleitenden Zeichnungen, die
nur als Beispiel gegeben werden und folglich für die vorliegende Erfindung
nicht beschränkend
sind, vollständiger
verstanden.
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1 stellt
die grundlegende Vorrichtung dar, die bei dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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2 stellt
eine alternative Anordnung für den
Produktwasserspeichertank der vorliegenden Erfindung dar;
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3 stellt
ein alternatives Steuersystem dar, wobei elektrische Erwärmung verwendet
wird;
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4 stellt
ein alternatives Gasheizsystem der vorliegenden Erfindung dar;
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5 stellt
eine Perspektivansicht im verkleinerten Maßstab einer Patrone dar, die
in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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6 ist
eine Perspektivansicht eines alternativen Wasseraufbereitungssystem,
das gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung hergestellt ist;
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7 ist
eine Darstellung einer optischen Anzeige und Steuersystems des in 6 veranschaulichten
Wasseraufbereitungssystems; und
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8 ist
eine teilweise schematische Darstellung eines anderen alternativen
Wasseraufbereitungssystems, das gemäß einer Ausführungsform dieser
Erfindung hergestellt ist.
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Mit
Bezug in Einzelheit auf die Zeichnungen und mit speziellem Bezug
auf 1 ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Diese Vorrichtung umfasst ein entfernbares/wegwerfbares Gehäuse oder
Patrone 1 mit einer Netzwerkstruktur 2 und einem
Schwimmerventil 3. Das Innere der Patrone 1 bildet
eine Wasseraufbereitungskammer. Die Netzwerkstruktur 2 kann
Metall oder Kunststoff sein. Die Netzwerkstruktur 2 wirkt
als eine Sammlereinrichtung, durch welche Wasser fließt, wie
nachstehend beschrieben wird.
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Optionale
Prallplatten 4 können
in der Netzwerkstruktur 2 in der Patrone 1 vorgesehen
sein. Diese Prallplatten 4 führen das Wasser entlang einem geschlängelten
Pfad von einem Ende der Patrone 1 zu einem anderen, wie
durch die Pfeile angezeigt. Die Prallplatten 4 können entweder
Metall oder Kunststoff sein und gewährleisten gute Verteilung, Vermeidung
von Kurzschließen
und gute Partikelabsetzung.
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In 5 kann
die Toroidform der Patrone 1 gesehen werden. Mit anderen
Worten weist die Patrone 1 eine zylindrische Form mit einem
Längshohlraum 5 auf.
Dieser Hohlraum 5 ist so dargestellt, dass er in der Patrone 1 endet,
aber dieser Hohlraum 5 könnte sich vollständig durch
die Patrone 1 erstrecken.
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Wie 1 darstellt,
wird die Patrone 1 durch einen inneren Erhitzer 6 oder
einen äußeren Heizmantel 6a erwärmt (wie
in gestrichelten Linien angezeigt). Der innere Erhitzer 6 ist
im mittig angeordneten Hohlraum 5 eingesetzt. Während die
Patrone 1 wegwerfbar ist, wirkt der innere Erhitzer 6 oder
der Heizmantel 6a als eine permanente Heizeinrichtung. Die
Patrone 1 ist auf oder in einem von diesen Erhitzern einsetzbar
und ist leicht davon entfernbar. Es wird erwogen, dass nur ein Erhitzer 6 oder 6a verwendet
wird; jedoch können
beide Erhitzer verwendet werden, wenn notwendig. Der äußere Heizmantel 6a kann
die gesamte im Allgemeinen zylindrische Patrone 1 umgeben
oder nur einen Teil dieser Patrone. Natürlich sollten andere Heizanordnungen
für Fachleute
leicht ersichtlich sein.
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Innere
Rohre sind in der Patrone 1 angeordnet. Diese Rohre umfassen
ein Einlassrohr 7, das ankommendes unaufbereitetes Wasser
zur Basis der Patrone 1 leitet. Ein Auslassrohr 8 leitet
das aufbereitete Wasser vom oberen Ende der Patrone 1.
Diese Rohre 7 und 8 können respektive als ein Wassereinlass
und ein Wasserauslass zur Wasseraufbereitungskammer in der Patrone 1 betrachtet
werden.
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Die
Patrone 1 ist in der Vorrichtung durch einen entfernbaren
Kopf 9 angeordnet. Die Patrone 1 kann auf dem
Kopf 9 aufgeschraubt oder durch jegliche andere geeignete
Einrichtung daran angebracht sein. Dieser Kopf 9 und diese
Patrone 1 brauchen bloß so
verbunden zu sein, dass Wasser nicht aus der Patrone 1 herausleckt.
Geeignete Dichtungselemente oder O-Ringe können verwendet werden, um eine
hermetische Abdichtung zwischen dem Kopf 9 und der Patrone 1 zu
gewährleisten,
wenn es so gewünscht
wird.
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Der
Kopf 9 enthält
das Einlass/Auslass-Wasserrohrleitungssystem und eine Entlüftungseinrichtung 10 für die Gase,
wie nachstehend erklärt
wird. Die Entlüftungseinrichtung 10 kann
einfach ein Rohr sein, das sich vom Innern der Patrone 1 erstreckt.
Die Patrone 1 ist von einem isolierenden Mantel 41 leicht entfernbar.
Dieser Mantel 41 kann leicht geöffnet werden, um einen Zugang
zu gewähren,
um die Patrone 1 auszutauschen.
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Der
Kopf 9 ist von der Patrone 1 entfernbar. Der Kopf 9 kann
mit der Patrone 1 aus dem Mantel 41 herausgezogen
werden oder kann alternativ von der Patrone 1 separiert
werden und in diesem Mantel 41 bleiben. Geeignete Kupplungen
(wie z.B. Schnelltrennkupplungen) sind für die Rohre 7, 8 und
die Entlüftungseinrichtung 10 vorgesehen,
so dass diese Elemente mit vorhandener Rohrleitungsstruktur in der
Patrone 1 leicht verbunden oder von ihr losgelöst werden
können.
Alternativ können
diese Rohre 7, 8 und die Entlüftungseinrichtung 10 einfach
in die Patrone 1 eingesetzt werden, wenn der Kopf 9 auf
dem Mantel 41 platziert wird. Ein Fachmann sollte viele unterschiedliche
Anordnungen einsehen, wodurch die Patrone 1 leicht in den
Mantel 41 eingesetzt und von ihm entfernt werden kann.
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Unaufbereitetes
Rohwasser, das durch Bezugszeichen 15 angezeigt ist, tritt
durch das Wassernetz 52 in das System ein. Dieses Wasser
tritt durch ein Ventil 54 und eine mechanische Durchflusssteuerung 16 hindurch.
Das Ventil 54 kann weggelassen werden, und die Steuereinrichtung 16 kann
als die einzige Einlasssteuerung zwischen dem Wassernetz 52 und
der Patrone 1 wirken.
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Die
Steuereinrichtung 16 steuert einen Strom des Wassers durch
die Patrone 1. Die Steuereinrichtung oder die Durchflusssteuerung 16 steuert die
Geschwindigkeit des Wassers durch die Patrone 1, so dass
das Wasser in der Patrone 1 für eine vorbestimmte Zeitspanne,
normalerweise 1–60
Minuten, bleibt.
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Das
Wasser im Einlassrohr 7 bewegt sich durch einen Wärmetauscher 18.
Das Rohwasser 15 wird durch abgehendes aufbereitetes Wasser,
angezeigt durch Bezugszeichen 19, erwärmt. Dies verringert die Temperatur
von Produktwasser 20 in der Nähe der Temperatur des ankommenden
Rohwassers 15.
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Das
erwärmte
Rohwasser 21 tritt in die Patrone 1 ein und wird
durch das Einlassrohr 7 zur Basis der Patrone geleitet.
Dieses Wasser steigt dann durch die Patrone 1 empor, wobei
es durch den inneren Erhitzer 6 oder den äußeren Heizmantel 6a erwärmt wird.
Das Wasser steigt zu dem Niveau des Schwimmerventils 3 empor
und wird durch das Auslassrohr 8 aus der Patrone 1 herausgeleitet.
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In
der Patrone 1 ausgeladene Gase bestehen hauptsächlich daraus,
was auch immer an VOCs/THMs, Luft und Chlor im Rohwasser gelöst ist, sowie
Kohlendioxid, das während
der wärmeinduzierten
Zersetzung von Bicarbonat gebildet wird. Insbesondere werden flüchtige Stoffe
aufgrund des Anstiegs in der Temperatur und der begleitenden Verringerung
in der Löslichkeit
des Wassers entfernt. Diese flüchtigen
Stoffe werden auch durch den Austreibeffekt von gelöster Luft
und naszierendem Kohlendioxid entfernt, das durch den Abbau der
Bicarbonathärte
erzeugt wird.
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Gase
sammeln sich im Gasraum 11 der Patrone 1 und werden
zusammen mit Dampf durch das Schwimmerventil 3 regelmäßig wiederkehrend
freigesetzt. Diese Gase werden dann durch die Entlüftungseinrichtung 10 entlüftet. Feststoffe,
die im Rohwasser 15 enthalten sind oder durch die Zersetzung von
Bicarbonaten gebildet werden, oder Schwermetalle, deren Löslichkeit
verringert worden ist, werden in der Netzwerkstruktur 2 der
Patrone 1 abgelagert. Die Bicarbonate, Schwermetalle und
jegliche anderen Niederschläge
aus dem Wasser können
als gewisse niedergeschlagene Feststoffe betrachtet werden, die
durch die Netzwerkstruktur (Sammlereinrichtung) 2 gesammelt
werden.
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Insbesondere
sammeln sich niedergeschlagene Feststoffe auf der Oberfläche der
Netzwerkstruktur 2, vorausgesetzt die Prozesskriterien
(Temperatur und Aufenthaltszeit) werden geeignet aufrechterhalten.
Die Wärme
vom inneren Erhitzer 6 oder Heizmantel 6a baut
die Bicarbonathärte
ab, wobei Carbonate auf der Netzwerkstruktur 2 abgelagert werden.
Demgemäß ist die
Patrone 1 eine Reaktionskammer, in der Bicarbonat aus Lösung im
Wasser durch thermische Zersetzung entfernt wird, was das Bicarbonat
in Carbonat und Kohlendioxid umwandelt. Das Carbonat ist unlöslich und
lagert sich als ein harter "Belag" (festsitzendes Sediment)
auf der Netzwerkstruktur 2 und andere heiße Oberflächen in
der Wegwerfpatrone 1 ab.
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Wie
nachstehend erklärt
wird, verringern diese Ablagerungen schließlich das innere Fassungsvermögen der
Patrone 1 bis zu einem Punkt, jenseits von welchem die
thermische Zersetzung nicht länger zu
Ende gebracht werden kann, weil der verringerte Raum in der Patrone
zu einer Verringerung in der Aufbereitungszeit führt, die für das Wasser in der Patrone
verfügbar
ist. Mit anderen Worten werden Carbonate und Schwermetalle gleichzeitig
abgelagert und füllen
nach und nach die Patrone 1 aus, wobei ihr leerer Raum
verringert wird und folglich eine Aufenthaltszeit des Wassers in
der Patrone verringert wird. Die Schwermetalle werden mit den Carbonaten
aufgrund der resultierenden Änderung
im pH des Wassers gleichzeitig abgelagert. Da die Aufenthaltszeit verringert
ist, ist dies auch die Zeit, die dafür verfügbar ist, dass die Niederschlagung
stattfindet. An einem gewissen Punkt, wenn die Ablagerungen ein
gewisses Niveau erreicht haben und der Hohlraumanteil in der Patrone
bis zu einem gewissen Grad verringert worden ist, gibt es keinen
ausreichenden Raum mehr in der Patrone 1, um eine minimale
Aufenthaltszeit zu erzielen, die benötigt wird, um den Niederschlagungsprozess
zu Ende zu bringen. Dann tritt Wasser mit niederschlagbaren gelösten Feststoffen in
ein Feinringfilter 22 ein. Dieses Ringfilter 22 wird
in größerer Einzelheit
nachstehend beschrieben.
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Wie
vorstehend dargelegt, weist die Patrone 1 eine freie innere
Gas/Flüssigkeits-Oberfläche am Gasraum 11 auf,
wo flüchtige
Stoffe gesammelt und durch die intern betriebene gasablassende Vorrichtung 3 abgegeben
werden. Die flüchtigen
Stoffe (VOCs/THMs und Chlor) werden aufgrund des Anstiegs in der
Temperatur und der begleitenden Verringerung in der Löslichkeit
und auch durch den Austreibeffekt von gelöster Luft und von naszierendem
Kohlendioxid, das durch den Abbau von Bicarbonathärte erzeugt
wird, entfernt. Eine Wassersterilität wird durch Erwärmen des
Wassers über
eine geeignete Zeitspanne erzielt. Eine Trübheit wird in der Patrone 1 aufgrund
einer Absetzung entfernt, die durch die geringe Fluidgeschwindigkeit
veranlasst wird, die durch die Steuereinrichtung 16 und
durch das Feinfiltriernetzwerk oder Filter 22 gesteuert
wird.
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Das
Ringfilter 22 ist eine Filtereinrichtung. Das Wasser am
Kopfende der Patrone wird durch dieses Ringfilter 22, das
als ein Feinfilter wirkt, geleitet. Rohbaumwolle, feiner Sand und/oder
Kunststoffkörnchen,
poröser
Kunststoff oder ähnliches
Material kann für
das Filter 22 verwendet werden. Jegliches Material, das
für feine
Tiefenfiltration geeignet ist, kann für das Ringfilter 22 verwendet
werden. Das Filter 22 weist zu Beginn eine Funktion auf,
eine sehr geringe Verschleppung von Feststoffen in fester (d.h. nichtgelöster) Form
zu entfernen oder feinzufiltern. Das Filter 22 ist so angeordnet,
dass es mit entweder dem inneren Erhitzer 6 oder alternativ
dem Heizmantel 6a in Kontakt steht. Das das Filter 22 verlassende Wasser
tritt schließlich
in das Auslassrohr 8 ein und verlässt die Patrone 1.
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Bicarbonat,
das aus der Netzwerkstruktur 2 (aufgrund von unangemessener
Zersetzung in der Patrone 1) entkommt, lagert sich auf
dem Filter 22 ab. Bis Wasser mit niederschlagbaren gelösten Feststoffen
in das Ringfilter 22 eintritt, entfernt dieses Filter im
Allgemeinen nur vereinzelte kleine Partikeln von entkommendem Feststoff.
Mit anderen Worten sollte eine Verschleppung von gelösten Feststoffen normalerweise
das Filter 22 nicht erreichen, da solche gelösten Feststoffe
auf der Netzwerkstruktur 2 abgelagert werden sollten; jedoch,
wenn der Hohlraumanteil in der Netzwerkstruktur 2 verringert
ist und die Patrone 1 verbraucht ist, werden niederschlagbare
gelöste
Feststoffe zum Ringfilter 22 verschleppt. Da das Ringfilter 22 den
inneren Erhitzer 6 und/oder den Heizmantel 6a berührt, wird
es erwärmt und
die nicht zu Ende gebrachte Niederschlagung fährt fort oder wird im Filter 22 zu
Ende gebracht. Eine Verschleppung von gelösten Feststoffen würde normalerweise
durch das Filter 22 hindurchtreten und es nicht beeinflussen.
Weil das Ringfilter 22 erwärmt wird, wird jedoch eine
Nachreaktion veranlasst, und die nicht zu Ende gebrachte Niederschlagung
setzt sich fort oder wird zu Ende gebracht.
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Weil
das Filter 22 sehr kleine Poren verglichen mit der Netzwerkstruktur 2 aufweist,
füllt sich aufgrund
der Verschleppung das Filter 22, und es verstopft sehr
schnell. Diese Ablagerungen signalisieren die Notwendigkeit, die
Patrone 1 auszuwechseln. Solche Bicarbonate zersetzen sich
und verstopfen das Ringfilter 22, wobei sie die Patrone
unbrauchbar machen. Der Benutzer wird dann gezwungen, die Patrone
gegen eine frische auszuwechseln.
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Wasser
würde weiter
durch die Netzwerkstruktur 2 hindurchtreten, außer dass
das verstopfte Filter 22 einen solchen Strom verhindert.
Mit anderen Worten, wenn das Filter 22 nicht vorhanden
wäre, würde Wasser
weiter durch die Netzwerkstruktur 2 fließen und
das Filter verlassen. Obwohl etwas Reinigung des Wassers auftreten
würde,
würde das
die Patrone 1 verlassende Wasser nicht angemessen aufbereitet
sein. Weil das Filter 22 vorhanden ist, hört der Strom
auf, wenn dieses Filter aufgrund von Bicarbonaten, die verschleppt
werden, verstopft wird. Der Zustand des Filters 22 ändert sich
als eine Funktion der Ablagerung von Bicarbonaten darauf. Dieser
Zustand des Filters 22 kann überwacht werden. Wenn das Filter 22 schließlich verstopft
ist, wird dem Benutzer deshalb automatisch die Notwendigkeit für eine Wartung
der Netzwerkstruktur (Sammlereinrichtung) 2 signalisiert.
Wenn das Filter 22 verstopft ist, ist die Patrone 1 im
Wesentlichen verbraucht, und der Patronenauslass ist blockiert.
Der Benutzer wird deshalb gezwungen, die Patrone 1 zu ersetzen.
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Eine
Wassersterilität
wird mit der vorliegenden Vorrichtung erreicht, indem das Wasser über eine
geeignete Zeitspanne unter der Steuerung der Steuereinrichtung 16 erwärmt wird.
Eine Trübheit wird
aufgrund der Absetzung, die durch die niedrige Fluidgeschwindigkeit
und durch das am Auslass der Patrone vorgesehene Filter 22 veranlasst
wird, aus dem Wasser in der Patrone 1 entfernt.
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Abgehendes
aufbereitetes Wasser 19 fließt in einen Luftkühler 25.
Dieser Luftkühler 25 weist
eine herkömmliche
Konstruktion vom Rippentyp zur Luftkühlung auf. Die Temperatur des
aufbereiteten Wassers 19 wird um 5°C bis 30°C verringert. Dies gewährleistet,
dass das abgehende aufbereitete Wasser 19 keine Temperatur
mehr aufweist, die eine Bicarbonatzersetzung und Feststoffablagerung
im Wärmetauscher 18 hervorrufen
kann. Eine solche Bicarbonatzersetzung und Feststoffablagerung könnte den
Wärmetauscher 18 betriebsunfähig machen. Auch
gewährleistet
der Luftkühler 25,
dass ankommendes Rohwasser im Wärmetauscher 18 nicht
auf eine Temperatur erwärmt
werden kann, die eine vorzeitige Niederschlagung von gelösten Feststoffen
im ankommenden Rohwasser induzieren und folglich zu einer schließlichen
Verstopfung im Innern des Wärmetauschers
führen
würde.
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Das
den Wärmetauscher 18 verlassende
erwärmte
Rohwasser 21 weist eine Temperatur auf, die 5°C bis 30°C niedriger
ist als die Betriebstemperatur der Patrone 1. Dieses Wasser
erreicht nach Eintritt in die Patrone 1 schnell die richtige
Betriebstemperatur. Ein kalter aufbereiteter Wasserauslassstrom
wird mit der vorliegenden Vorrichtung und Verfahren garantiert.
Der Wärmetauscher
unterstützt
auch den Wärmehaushalt,
so dass ein thermisch effizientes System erhalten wird. Auch kann
durch Verringern der Temperatur des aufbereiteten Wassers eine Überwärmung eines
stromabwärts
gelegenen Spenders mit einer Einbautiefkühlung vermieden werden.
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Die
Betriebstemperatur in der Patrone 1 befindet sich im Bereich
von 90°C
bis 115°C,
kann aber signifikant höher
sein, wenn das Wasser einen hohen Anteil an Natrium- oder Kaliumbicarbonaten
enthält. Die
Temperatur wird innerhalb der Aufbereitungsqualitätserfordernisse
so niedrig wie praktisch gehalten. Dies ermöglicht, dass das System bei
einem niedrigen Druck arbeitet und einen Energieverbrauch minimiert.
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Vorzugsweise
wird das Wasser von einem Wassernetz 52 durch Druck zugeführt, ohne
dass eine Wassereinspeisepumpe erforderlich ist. Natürlich könnte eine
solche Pumpe verwendet werden. Die Aufenthaltszeit des Wassers in
der Patrone 1 wird durch die Steuereinrichtung 16 und
die Konstruktion des freien Volumens der Patrone 1 gesteuert.
Wenn eine Wasserpumpe verwendet wird, kann die Steuereinrichtung 16 bewirken,
dass diese Pumpe Wasser zur Patrone zuführt, wenn geeignet. Aufenthaltszeiten
von Wasser in der Patrone 1 sind in der Größenordnung
von 1–60
Minuten, wie vorstehend angegeben.
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Das
Produktwasser 20 tritt von dem Wärmetauscher 18 in
einen Speichertank 26 ein. Ein Luftkissen 27 ist
im Speichertank 26 vorgesehen. Gasraum-Gase, wie z.B. Luft,
werden in diesem Luftkissen 27 gefunden. Dieses Luftkissen
ist von dem gespeicherten Wasser 28 durch eine bewegbare
hermetische Barriere 29 separiert. Die Barriere 29 berührt das
Wasser in einer Wasserkammer 56 und folgt Änderungen
im Wasservolumen. Diese Barriere 29 hält deshalb das Wasser im Speichertank
frei von Kontakt mit Gasraum-Gasen. Es wird nicht ermöglicht,
dass sich ein gasförmiger
Gasraum über
und in Kontakt mit dem Wasser bildet. Die Barriere 29 ermöglicht eine
Wasserspeicherung ohne Rekontaminierung des Wassers mit Atmosphäre.
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Diese
bewegbare Barriere 29 kann eine flexible Membran, eine
Schwimmplattform auf der Oberfläche
des Wassers im Tank 26 oder eine beliebige andere geeignete
Struktur sein. Wenn eine flexible Membran als die Barriere 29 ver wendet
wird, kann sie aus Kunststoff, Kautschuk oder einem beliebigen geeigneten
Material hergestellt sein. Das Luftkissen 27 ist im Gasraum
des Speichertanks 26 eingeschlossen. Der Druck des Luftkissens 27 erhöht sich
deshalb, wenn die Menge an gespeichertem Wasser 28 zunimmt.
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In
sehr kleinen Anlagen, wo eine Steuervereinfachung gewünscht wird,
können
die nachstehend beschriebenen Steuerungen vereinfacht werden, indem
ermöglicht
wird, dass der Druck des Luftkissens 27 den Wasserstrom
stoppt, sobald dieser Druck ein Gleichgewicht mit dem Wassernetzdruck
erreicht hat. In einer solchen Anordnung würde der Strom automatisch wieder
starten, wenn gespeichertes Wasser 28 entnommen wird und
der Druck des Luftkissens 27 abfällt. In einem solchen Fall
muss die Patrone 1 im Fassungsvermögen überdimensioniert sein, um mit
dem Zustand eines Kaltstarts fertig zu werden.
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Alternativ
kann, wie in 2 dargestellt, die Barriere 29 statt
eines Luftkissens 27 einen Betätiger 30 bewegen.
Dieser Betätiger 30 kann
eine vertikal bewegbare Plattform im Speichertank 26 sein.
Nach Erreichen einer gewissen Höhe
löst der
Betätiger 30 einen
Niveauschalter 31 aus. Der Niveauschalter 31 ist
Teil des Steuersystems der nachstehend beschriebenen Vorrichtung.
Wenn es erforderlich ist, mit der Patrone 1 mit einer Temperatur über 100°C zu arbeiten,
kann durch ein einfaches herkömmliches Federentlastungsventil 32 ein
Rückdruck
auf die Patrone 1 vorgesehen sein.
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Der
Zweck der Barriere 29 besteht darin, eine Wasserspeicherung
ohne Rekontaminierung des Wassers zu ermöglichen, wie vorstehend angegeben.
Das Wasser ist ohne Kontakt mit der Umgebung. Luft im Speichertank
(wie z.B. das Luftkissen 27) wird von Kontakt mit dem gespeicherten
Wasser 28 freigehalten. Die Barriere kann auch die Bildung eines
gasartigen Gasraums in Kontakt mit dem Wasser in der Kammer 56 verhindern.
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Der
Zweck des Speichertanks 26 besteht darin, zu ermöglichen,
dass die Dimensionierung der Patrone 1 und ihrer Erhitzer
(6 oder 6a) minimal und kompakt ist, indem Vor-Abzapf-Erfordernissen
nicht entsprochen werden muss. Ein Zweck des Luftkissens 27 besteht
darin, einen Rückdruck
auf die Patrone 1 zu liefern. Dies ermöglicht Betriebstemperaturen
in der Patrone über
100°C, ähnlich zum
Federentlastungsventil 32.
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Im
Fall eines wie in 1 dargestellten elektrischen
Erwärmens
können
die Erhitzer 6 oder 6a so dimensioniert sein,
dass eine feste Wärmeerzeugung geliefert
wird, die aus erforderlicher fühlbarer
Wärme plus
einer kleinen Menge an Verdampfung plus Wärmeverlusten besteht. Ein magnetbetätiges Absperrventil 35 ist
im entfernbaren Kopf 9 angeordnet. Dieses Absperrventil 35 ist
immer dann geschlossen, wenn die Patrone 1 unter der richtigen
Temperatur einer Wasseraufbereitung ist. In einem solchen Zustand
wird kein Dampf in ihrem Gasraum erzeugt. Ein solcher Dampf wird
durch einen Wärmeschalter 36 detek tiert,
der unmittelbar hinter dem Kopf 9 angeordnet ist.
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Wenn
der Wärmeschalter 36 Dampf
detektiert, öffnet
sich das Absperrventil 35, um zu ermöglichen, dass aufbereitetes
Wasser aus der Patrone 1 fließt. Wenn der Speichertank 26 voll
ist, erreicht das Luftkissen 27 einen maximalen Druck.
Dies kann durch einen Druckschalter 37 oder den Niveauschalter 31 detektiert
werden. Jeder von beiden Schaltern kann ein Absperrventil 35 schließen und
den Erhitzer 6 oder 6a ausschalten.
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Wenn
das gespeicherte Wasser 28 aus dem Speichertank 26 entnommen
wird, fällt
der Druck auf das Luftkissen 27 ab. Der Erhitzer 6 oder 6a wird dann
wieder eingeschaltet. Jedoch öffnet
sich das Absperrventil 35 nicht unmittelbar. Dieses Ventil 35 wird
durch den Wärmeschalter 36 geschlossen
gelassen, bis Dampf erzeugt wird und die richtige Aufbereitungstemperatur
erstellt ist. Die ausströmenden Gase,
die im Rohr 10 von 1 geleitet
werden, enthalten hauptsächlich
Dampf. Diese Gase werden in einem berippten Schlangenrohr 39 kondensiert.
Das Kondensat sammelt sich in einer Tropfschale 40. In der
in 2 dargestellten Ausführungsform ist das Luftkissen 27 durch
einen Betätiger 30 ersetzt,
und der Niveauschalter 31 führt sämtliche Funktionen aus, die
für den
Druckschalter 37 beschrieben sind.
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Indem
man sich nun 3 zuwendet, kann stattdessen
ein einfaches Ein/Aus-Thermostatsystem verwendet werden. Weil viele
von den Elementen in der Ausführungsform
von 3 dieselben wie diejenigen von 1 sind,
wird ihre Beschreibung nun weggelassen. Das Ein/Aus-Thermostatsystem von 3 wird
verwendet, wenn die Wärmekapazität des Erhitzers 6 oder 6a gering
genug ist, um eine gute Temperatursteuerung zu ermöglichen.
In diesem Fall ist der Wärmeschalter 36 im
Gasraum 11 der Patrone 1 angeordnet. Dieser Wärmeschalter 36 schaltet
den Erhitzer 6 oder 6a durch einen elektrischen
Schalter 38 ein und aus.
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1 zeigt
einen Spender 50 an, der mit dem gespeicherten Wasser 28 im
Speichertank 26 verbunden ist. Es sollte angemerkt werden,
dass Wasser direkt von der Patrone 1 zum Speichertank 26 und
dann zu diesem Spender 50 fließt, ohne dass eine zusätzliche
Aufbereitung erforderlich ist. Insbesondere gibt es keine chemische
Aufbereitung des Wassers, nachdem es die Patrone 1 verlässt. Außerdem werden
keine Chemikalien zur Patrone hinzugefügt, um das Wasser darin aufzubereiten.
Eine herkömmliche
Kohle/Sand-Filtration wird in der vorliegenden Vorrichtung vermieden,
obwohl erhöhten Wasseraufbereitungsqualitätskriterien
entsprochen wird.
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Der
in 1 angezeigte Spender 50 ist bloß als ein
Blockdiagramm dargestellt. Es sollte für einen Fachmann deutlich sein,
dass verschiedene Abgabeanordnungen als ein solcher Spender eingebaut
werden können.
Von diesem Spender 50 freigesetztes aufbereitetes Wasser
kann in einem Nachmischungs-Getränkespen der
verwendet werden. In der Tat können
Benutzer im Haushalt oder Geschäft
das Wasser vom Speichertank 26 abzapfen und es als aufbereitetes
Wasser trinken, ohne dass das Wasser zum Spender 50 läuft. Dieses
aufbereitete Wasser könnte
deshalb für
Haushalts-Trink- oder -Kochzwecke verwendet werden.
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Indem
man sich nun 4 zuwendet, ist eine alternative
Heizanordnung dargestellt. Weil viele von den Elementen in der Ausführungsform
von 4 dieselben wie diejenigen von 1 sind,
wird ihre Beschreibung nun weggelassen. Ein Gaserwärmen wird
in dieser Ausführungsform
von 4 statt des inneren Erhitzers 6 verwendet.
Ein äußerer Heizmantel 6a kann
verwendet werden oder nicht, abhängig
von den Heizerfordernissen der Vorrichtung.
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Die
Patrone 1 und der Kopf 9 weisen in der Ausführungsform
von 4 einen inneren Kamin 44 auf. Der Wärmeschalter 36 ist
im Gasraum 11 der Patrone 1 angeordnet. Dieser
Wärmeschalter 36 schaltet
ein Gasventil 45 ein und aus. Die Gasflamme wird dann durch
eine Zündkerze 46 entzündet, und
ein Entzünden
wird auf eine herkömmliche
Weise gesteuert, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die
Gasversorgung für
die Flamme kann durch einen Gaszylinder 47 geliefert werden.
Der Gaszylinder 47 ist unter dem inneren Kamin 44 angeordnet.
Der Gaszylinder 47 und das Gasventil 45 sind Teil
der Heizereinrichtung der 4-Ausführungsform.
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Die
Anordnung von 4 ist leicht tragbar und kann
in vielen unterschiedlichen Anwendungen verwendet werden. Z.B. kann
diese Anordnung bei Messen, Picknicks oder anderen Stellen verwendet werden,
wo elektrische Energie nicht leicht verfügbar ist. Wenn ein äußerer Heizmantel 6a ebenfalls
vorgesehen ist, kann diese 4-Ausführungsform
auch leicht verwendet werden, wenn elektrische Energie verfügbar ist
und ein Gasheizen nicht erwünscht
ist.
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Abgesehen
von der Wasseraufbereitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
wird ein Wasseraufbereitungsverfahren bereitgestellt. Bei diesem Wasseraufbereitungsverfahren
wird Wasser in die Patrone 1 eingeführt und durch die Netzwerkstruktur 2 hindurchgeschickt.
Das Wasser wird durch entweder den inneren Erhitzer 6,
durch den äußeren Heizmantel 6a oder
durch eine Flamme vom Gaszylinder 47 erwärmt. Dieses
Erwärmen
bewirkt einen Abbau der Bicarbonathärte des Wassers. Ein Sammler
oder eine Netzwerkstruktur 2 wird vorgesehen, auf der das Bicarbonat
und andere Niederschläge
abgelagert werden können.
Aus dem Wasser ausgeladene Gase werden im Gasraum 11 gesammelt.
Der Speichertank 26 wird vorgesehen, um das Wasser vom
Auslass der Patrone 1 aufzunehmen. Dieses Wasser wird von
Kontakt mit Luft oder anderen Gasen in einem Gasraum des Speichertanks 26 freigehalten,
indem eine Faltwasserkammer 56 einschließlich einer hermetischen
Barriere 29 bereitgestellt wird. Diese Barriere 29 berührt das
Wasser im Speichertank 26 und folgt Änderungen im Wasservolumen
in der Wasserkammer 56.
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Das
Verfahren der Erfindung umfasst weiter die Schritte: Einführen von Wasser
in das Gehäuse oder
die Patrone 1. Ein Sammler oder eine Netzwerkstruktur 2 und
ein Gasraum 11 werden im Gehäuse vorgesehen. Das Wasser
wird durch entweder den inneren Erhitzer 6, durch den äußeren Heizmantel 6a oder
durch eine Flamme vom Gaszylinder 47 erwärmt. Dieses
Erwärmen
ruft einen Abbau der Bicarbonate im Wasser hervor, die auf der Netzwerkstruktur
oder dem Sammler 2 abgelagert werden. Schwermetalle werden
aufgrund der resultierenden Änderung
im pH des Wassers auf dieser Netzwerkstruktur 2 gleichzeitig
abgelagert. Aus dem Wasser ausgeladene Gase werden im Gasraum 11 gesammelt.
Das Wasser wird in der Patrone 1 für eine vorbestimmte Zeitspanne
gehalten. Das Wasser wird während
mindestens dieser vorbestimmten Zeitspanne, normalerweise 10–60 Minuten,
erwärmt.
Das Wasser wird dann vom Gehäuse
oder der Patrone 1 direkt zum Speichertank 26 zugeführt. Das
Wasser im Speichertank 26 wird durch die Barriere 29 von
Kontakt mit Luft oder anderen Gasen im Gasraum des Tanks 26 freigehalten.
Diese Barriere 29 steht in Kontakt mit dem Wasser und folgt Änderungen
des Wasservolumens in der Wasserkammer 56 des Tanks 26.
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Das
Wasser im Speichertank 26 kann durch den Spender 50 abgegeben
werden. Es gibt keine chemische Aufbereitung des Wassers von der
Patrone 1 zum Speichertank 26 und zum Spender 50.
Eine Aufbereitung der Wasserqualität ist im Wesentlichen beendet,
wenn das Wasser die Patrone 1 verlässt.
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Abgesehen
von den vorstehend beschriebenen Verfahren sorgt die vorliegende
Erfindung auch für
ein Verfahren zur Aufbereitung von Wasser zur Verwendung in einem
Nachmischungs-Getränkespender,
bei dem das Vermögen
des Systems, das Wasser aufzubereiten, überwacht werden kann. Bei diesem
Verfahren wird Wasser ebenfalls in das Gehäuse oder die Patrone 1 eingeführt. Das
Wasser bewegt sich durch das Gehäuse,
indem es zuerst durch den Sammler oder die Netzwerkstruktur 2 und
dann durch das Filter 22 fließt. Das Filter 22 weist
eine kürzere
Nutzlebensdauer als der Sammler auf. Der innere Erhitzer 6,
der äußere Heizmantel 6a oder
die Flamme vom Gaszylinder 47 erwärmen das Wasser im Gehäuse oder
der Patrone 1. Eine Bicarbonathärte des Wassers wird abgebaut,
und Carbonate werden auf dem Sammler oder der Netzwerkstruktur 2 abgelagert,
wodurch deren richtiges Funktionieren nach und nach reduziert wird.
Ein Zustand des Filters 22 ändert sich als eine Funktion
der Ablagerung der Bicarbonate auf der Netzwerkstruktur 2,
so dass das Filter 22 den Zustand des Filters überwacht.
Das Filter 22 wird vor der Netzwerkstruktur 2 vollständig verstopft,
wodurch der Wasserstrom gestoppt wird. Dieses verstopfte Filter 22 signalisiert
deshalb die Notwendigkeit für
eine Wartung des Sammlers oder der Netzwerkstruktur 2.
Weil der Wasserstrom aufhört,
ist ein Benutzer gezwungen, eine verbrauchte Patrone 1 zu
ersetzen.
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Ein
alternatives Wasseraufbereitungssystem 110 gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 6 veranschaulicht.
Die Struktur und der Betrieb dieses alternativen Wasseraufbereitungssystems 110 ähnelt dem
in 1 veranschaulichten System, ist aber auch in vielen
Hinsichten verschieden, wie nachstehend erklärt wird. Im Allgemeinen umfasst
das alternative Wasseraufbereitungssystem 110 eine Umhüllung 112,
eine wegwerfbare und ersetzbare Wasseraufbereitungspatrone 114,
eine Wärmetauschpatrone 116,
einen Zwischenkühler 118,
einen Kondensator 120 und ein Reservoir für aufbereitetes
Wasser 121.
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Die
Umhüllung 112 ist
wünschenswerterweise
von einer robusten Konstruktion, wie z.B. Edelstahl, Kunststoff,
Holz oder anderen Typen von Metall, und weist eine Zutrittsöffnung 122 auf,
die durch eine Türe 124 abgedichtet
werden kann. Die Umhüllung 112 ist
durch eine vertikale Platte 130 in einen Wasseraufbereitungsteilraum 126 und
einen Kühlteilraum 128 eingeteilt.
Entlüftungseinrichtungen 132 am
Kopf und Fuß des
Kühlteilraums 128 ermöglichen einen
Kühlluftstrom
durch den Kühlteilraum.
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Die
Wasseraufbereitungswegwerfpatrone 114 ähnelt im Betrieb und in der
Struktur der Patrone 1, die in 2 veranschaulicht
und vorstehend beschrieben ist; jedoch gibt es einige Unterschiede.
Die in 6 dargestellte Wasseraufbereitungspatrone 114 umfasst
ein Gehäuse 133,
das einen Metallzylinder oder -dose 134 einschließt, die
entfernbar an einem kreisförmigen
Kopf 136 angebracht ist, der an einer Montageplatte 138 in
der Umhüllung 112 angebracht
ist. Die Montageplatte 138 erstreckt sich zwischen der
vertikalen Platte 130 und einer Seitenwand der Umhüllung. Ein
Einlass für
unaufbereitetes Wasser 140 verläuft durch den Kopf 136 des
Patronengehäuses 133 und
in die Wasseraufbereitungskammer 137. Der Einlass für unaufbereitetes
Wasser 140 gibt unaufbereitetes Wasser in Richtung auf
das untere Ende des Patronengehäuses 133 ab.
Ein Auslass für aufbereitetes
Wasser 142 erstreckt sich von innerhalb der Wasseraufbereitungskammer 137 durch
den Kopf 136 des Patronengehäuses 133.
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Ein
Wassertauchelektroerhitzer 144 ist im Patronengehäuse 133 in
der Nachbarschaft zum unteren Ende des Gehäuses angeordnet. Elektrische Kontakte 146 erstrecken
sich durch den Metallzylinder 134 des Gehäuses 133 zum
Anschluss an eine elektrische Energiequelle. Der Erhitzer 144 ist
im Gehäuse
zum direkten Kontakt mit Wasser im Gehäuse angeordnet und ist zusammen
mit dem Rest der Patrone 114 wegwerfbar. Wie bei den vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
ist der Erhitzer 144 zum Erwärmen von Wasser in der Wasseraufbereitungskammer 137 der
Patrone 114 in ausreichender Weise betreibbar, um gelöste Verunreinigungen
im unaufbereiteten Wasser in feste Niederschläge und Gase umzuwandeln.
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Ein
Sammler 148, der ein Stahl- oder Kunststoffnetzwerk umfasst,
ist im Patronengehäuse 133 zwischen
dem Erhitzer 144 und dem Kopf 136 angeordnet.
Wie bei den vorherigen Ausführungsformen sammelt
der Sammler mindestens einen Teil der festen Niederschläge, die
während
einer Aufbereitung des Wassers aus dem Wasser abgelagert werden. Ein
Feinfilter 150 ist im Patronengehäuse 133 oben auf dem
Sammler 148 angeordnet und sammelt wie in den hierin beschriebenen
vorherigen Ausführungsformen
den verhältnismäßig feinen
Teil der Niederschläge,
die während
einer Aufbereitung aus dem Wasser abgelagert werden. Das Feinfilter 150 kann die
verschiedensten Materialien umfassen, wie hinsichtlich der vorherigen
Ausführungsform
beschrieben, umfasst aber vorzugsweise Polyesterwolle.
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Wie
in der vorherigen Ausführungsform
weist das Feinfilter 150 dieses Wasseraufbereitungssystems 110 eine
kürzere
Nutzlebensdauer als der Sammler 148 auf. Der Einlass für unaufbereitetes Wasser 140 gibt
unaufbereitetes Wasser unter dem Sammler 148 ab, und der
Auslass für
aufbereitetes Wasser 142 sammelt aufbereitetes Wasser über dem Feinfilter 150,
so dass das Wasser, das durch den Einlass für unaufbereitetes Wasser abgegeben
wird, zuerst durch den Sammler und dann durch das Feinfilter fließen muss.
Das Feinfilter 150, das eine feine poröse Struktur aufweist, wird
mit Niederschlägen verstopft,
bevor der Sammler 148 verstopft wird. Wie in größerer Einzelheit
nachstehend erklärt
wird, zeigt diese Verstopfung an, dass die Patrone 114 ersetzt werden
muss.
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Ein
Gasauslassventil 152 im Kopf 136 des Patronengehäuses 133 gibt
durch einen Gasauslass 153 regelmäßig wiederkehrend Gase aus
dem Gasraum 154 der Patrone 114 ab. Wie bei der
zuvor beschriebenen Ausführungsform
umfassen diese Gase Dampf, Kohlendioxid und andere Verunreinigungen, die
während
einer Aufbereitung aus dem Wasser freigesetzt werden.
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Ein
unterer Wasserniveausensor 156 ist im Wasseraufbereitungspatronengehäuse 133 über dem
Feinfilter 150 angeordnet, und ein oberer Wasserniveausensor 158 ist
im Wasseraufbereitungspatronengehäuse über dem unteren Niveausensor
angeordnet. Wie nachstehend weiter erklärt wird, zeigen diese Wasserniveausensoren 156 und 158 das Wasserniveau
in der Wasseraufbereitungspatrone 114 an und zeigen den
Grad einer Verstopfung des Feinfilters 150 an.
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Eine
Temperaturmessvorrichtung 160, wie z.B. ein Thermoelement,
ist auch in der Wasseraufbereitungskammer 137 des Patronengehäuses 133 angeordnet,
um die Temperatur des Wassers in der Wasseraufbereitungskammer zu
messen. Ein Dampfdetektor 162, wie z.B. ein Wärmeschalter,
ist im Gasauslass 153 angeordnet, um die Erzeugung von
Dampf durch die Wasseraufbereitungspatrone 114 zu detektieren.
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Die
Wärmetauschpatrone 116 ist
in der Wasseraufbereitungsteilkammer 126 der Umhüllung benachbart
zur Wasseraufbereitungspatrone 114 angeordnet und umfasst
ein Gehäuse 164 einschließlich eines
Metallzylinders oder -dose 165 und einen Kopf 166.
Der Zylinder 165 ist entfernbar am Kopf 166 angebracht.
Die Wärmetauschpatrone 116 umfasst auch
ein Schlangenrohr 168 zur Aufnahme von aufbereitetem Wasser
aus der Wasseraufbereitungspatrone 114. Das Schlangenrohr 168 erstreckt
sich zwischen einem Einlass für
aufbereitetes Wasser 170, der sich durch den Kopf 166 des
Gehäuses 164 erstreckt,
und einem Auslass für
aufbereitetes Wasser 172, der sich durch den Kopf 166 des
Gehäuses
im Innern eines Einlasses für
unaufbereitetes Wasser 174 erstreckt. Unaufbereitetes Wasser
tritt in das Wärmetauschpatronengehäuse 164 durch
den Einlass für
unaufbereitetes Wasser 174 im Kopf 166 ein. Der
Einlass für
unaufbereitetes Wasser 174 gibt das unaufbereitete Wasser
in der Nähe
des Bodens des Wärmetauschpatronengehäuses 164 ab.
Ein Auslass für
unaufbereitetes Wasser 176 erstreckt sich auch durch den
Kopf 166 des Wärmetauschpatronengehäuses 164 und
ist mit dem Einlass für
unaufbereitetes Wasser 140 der Wasseraufbereitungspatrone 114 verbunden.
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Der
Zwischenkühler 118 ist
im Kühlteilraum 128 der
Umhüllung 112 angeordnet
und umfasst ein Schlangenrohr 178, das mit dem Auslass
für aufbereitetes
Wasser 142 der Wasseraufbereitungspatrone 114 über eine
Leitung 180 verbunden ist. Ein im Kühlteilraum 128 angeordnetes
Gebläse 182 bläst einen
Luftstrom durch den Kühlteilraum 128 zwischen den
Entlüftungseinrichtungen 132 in
der Umhüllung 112.
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Der
Kondensator 120 ist auch im Kühlteilraum 128 der
Umhüllung 112 angeordnet
und umfasst eine Rohrleitung 184, die sich vom Gasauslass 153 in
der Wasseraufbereitungspatrone 114 bis zu einem Auslass 186 in
der Umhüllung 112 erstreckt.
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Unaufbereitetes
Rohwasser wird über
ein Wassernetz 188, das zum Einlass für unaufbereitetes Wasser 174 der
Wärmetauschpatrone 116 leitet,
in das Wasseraufbereitungssystem 110 eingeführt.
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Gekühltes aufbereitetes
Wasser von der Wärmetauschpatrone 116 wird
durch das Reservoir 121 über eine Austrittsleitung 196 abgegeben.
Das Reservoir 121 umfasst ein Gehäuse 198 und einen Kunststoffbeutel 200,
der im Gehäuse
angeordnet ist, um das aufbereitete Wasser aufzunehmen. Wie bei den
vorherigen Ausführungsformen
schützt
der Kunststoffbeutel 200 das aufbereitete Wasser gegen eine
biologische Rekontaminierung. Ein Niveausensor 202 ist
im Reservoirgehäuse 198 angeordnet
und detektiert das Niveau von aufbereitetem Wasser im Reservoir 121.
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Die
Darstellung in 7 veranschaulicht eine optische
Anzeige 208 zur Anzeige des Zustands des Wasseraufbereitungssystems 110.
Ein Computersteuerpult 210 überwacht die verschiedenen
Detektoren und Messvorrichtungen im Wasseraufbereitungssystem 110 und
verfügt
auf Grundlage von Daten von den Detektoren und Messvorrichtungen über eine
optische Anzeige des Systemzustands mittels drei Leuchten oder LEDS 212, 214 und 216.
Obwohl jegliche Anzahl von Leuchten und Farben verwendet werden
kann, um den Zustand des Wasseraufbereitungssystems 110 anzuzeigen,
weist diese Ausführungsform
drei Leuchten, eine grüne,
eine gelbe und eine rote, auf. Jede Leuchte kann ein Dauerlicht
oder ein Blinklicht aussenden. Der Betrieb des Wasseraufbereitungssystems 110 und
der optischen Anzeige 208 wird nachstehend beschrieben.
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Unaufbereitetes
Rohwasser tritt durch das Wassernetz 188 in das Wasseraufbereitungssystem 110 ein
und wird durch den Einlass für
unaufbereitetes Wasser 174 der Wärmetauschpatrone 116 in
das Gehäuse 164 der
Wärmetauschpatrone
in der Nachbarschaft des Bodens des Wärmetauschpatronengehäuses abgegeben.
Das unaufbereitete Wasser wird im Wärmetauscher von einer Temperatur
von etwa 25°C
bis etwa 80°C
erwärmt.
Das erwärmte
unaufbereitete Wasser wird aus der Wärmetauschpatrone 116 durch
den Auslass für
unaufbereitetes Wasser 176 abgegeben, der mit dem Einlass
für unaufbereitetes
Wasser 140 der Wasseraufbereitungspatrone 114 verbunden
ist.
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Das
erwärmte
unaufbereitete Wasser wird unter dem Stahlnetzwerksammler 148 im
Wasseraufbereitungspatronengehäuse
in das Wasseraufbereitungspatronengehäuse 133 abgegeben.
Der Erhitzer 144 in der Wasseraufbereitungskammer 137 erwärmt das
unaufbereitete Wasser auf eine Temperatur von etwa 115°C. Das Wasser
fließt
durch den Sammler 148 und das Feinfilter 150 langsam
hinauf zum oberen Ende der Wasseraufbereitungspatrone 114.
Die minimale Aufenthaltszeit von Wasser in der Wasseraufbereitungspatrone 114 beträgt etwa
sechs Minuten. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform erklärt, bewirkt
ein Erwärmen
des Wassers, dass Niederschläge,
wie z.B. Carbonate und Schwermetalle, auf den erwärmten Oberflächen der
Wasseraufbereitungspatrone abgelagert werden. Die gröberen schwereren
Partikeln neigen dazu, sich am Boden des Patronengehäuses 133 abzusetzen,
und die feineren Partikeln sammeln sich auf dem Sammler 148 und
dem Feinfilter 150. Zusätzlich
werden, wenn sich das Wasser in der Wasseraufbereitungspatrone 114 erwärmt, mitgerissene
Gase in den Gasraum 154 der Patrone aus dem Wasser freigesetzt,
und es bildet sich Dampf im Gasraum der Patrone. Wie bei der zuvor
beschriebenen Ausführungsform
wird, wenn die Temperatur des Wassers in der Wasseraufbereitungspatrone 114 115°C erreicht
und der Wärmeschalter 162 Dampf
im Gasauslass 152 detektiert, ein Ventil im Gasauslass
geöffnet
und setzt Dampf und andere Gase zum Kondensator 120 frei.
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Gase
im Kondensator 120, wie z.B. Dampf, werden im Kondensator
durch den Gebläseluftstrom im
Kühlteilraum 128,
der durch das Gebläse 182 erzeugt
wird, gekühlt.
Die Kondensate werden in eine Tropfschale (nicht dargestellt) oder
direkt zur Entwässerung
abgegeben.
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Aufbereitetes
Wasser wird durch den Auslass für
aufbereitetes Wasser 142 aus dem Wasseraufbereitungspatronengehäuse 133 abgegeben
und zum Zwischenkühler 118 zugeführt. Das
aufbereitete Wasser wird im Zwischenkühler 118 durch die
Gebläseluft,
die durch das Gebläse 182 im
Kühlteilraum 128 erzeugt
wird, von einer Temperatur von etwa 115°C bis etwa 80°C gekühlt. Der
Zwischenkühler 118 gibt
das aufbereitete Wasser in das Schlangenrohr 168 der Wärmetauschpatrone 116 durch
den Einlass für
aufbereitetes Wasser 170 ab. Das aufbereitete Wasser bewegt
sich durch das Innere des Schlangenrohrs 168 und wird von
einer Temperatur von etwa 80°C
bis etwa 25°C
durch das gegenfließende
unaufbereitete Wasser vom Wassernetz 188 gekühlt.
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Das
gekühlte
aufbereitete Wasser wird dann durch den Auslass für aufbereitetes
Wasser 172 aus der Wärmetauschpatrone 116 abgegeben
und zum Reservoir 121 geleitet. Das aufbereitete Wasser
wird im Reservoirbeutel 200 gehalten, bis das aufbereitete
Wasser abgegeben wird, wie z.B. zur Verwendung bei der Herstellung
von Fontänengetränken.
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Der
Zweck des Zwischenkühlers 118 besteht darin,
das aufbereitete Wasser auf eine Temperatur abzukühlen, die
ausreichend niedrig ist, so dass keine Härte im unaufbereiteten Wasser,
das durch den Wärmetauscher
hindurchtritt, zur Niederschlagung veranlasst wird, und kein Wasserstein
in der Wärmetauschpatrone 116 und
den Leitungen gebildet wird, die das unaufbereitete Wasser von der
Wärmetauschpatrone 116 zur
Wasseraufbereitungspatrone 114 zuführen.
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Die
optische Anzeige 208 kann eine Mehrzahl von Zuständen des
Wasseraufbereitungssystems 110 während der Handhabung des Wassers und
des Betriebs des Wasseraufbereitungssystems anzeigen. Wenn Energie
zum Wasseraufbereitungssystem 110 mit einem Ein/Aus-Schalter 220 eingeschaltet
wird, geht die grüne
Leuchte 212 der optischen Anzeige 208 an und sendet
ein Dauerlicht aus. Wenn sich die Wasseraufbereitungspatrone 114 mit Wasser
zu füllen
beginnt, geht die gelbe Leuchte 214 an und sendet ein Dauergelblicht
aus, bis die Wasseraufbereitungspatrone 114 genug Wasser
aufweist, um den unteren Wasserniveausensor 156 zu bedecken.
Das Steuerpult 210 schaltet auf Grundlage von Daten von
dem unteren Wasserniveausensor 156 in der Wasseraufbereitungspatrone 114 das Dauergelblicht 214 aus,
wenn der untere Wasserniveausensor mit Wasser bedeckt ist.
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Das
Steuerpult 210 überwacht
auch den Wasserniveausensor 202 im Reservoir 121,
und bis das Reservoir genug Wasser aufweist, um den Wasserniveausensor
im Reservoir zu bedecken, bewirkt das Steuerpult, dass die gelbe
Leuchte 214 blinkt. Sobald das Steuerpult 210 detektiert,
dass der Wasserniveausensor im Reservoir mit Wasser bedeckt ist,
schaltet das Steuerpult die blinkende gelbe Leuchte 214 aus.
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Das
Steuerpult 210 überwacht
die Temperaturdaten vom Thermoelement 160 in der Wasseraufbereitungspatrone 114 und
vom Wärmeschalter 162 im
Gasauslass 153, und wenn die Temperatur des Wassers in
der Wasseraufbereitungspatrone 115°C erreicht und Dampf im Gasauslass
detektiert wird, weist das Steuerpult das Auslassventil für aufbereitetes
Wasser an, um aufbereitetes Wasser zum Reservoir 121 abzugeben,
und bewirkt, dass die grüne Leuchte 212 der
optischen Anzeige 208 blinkt. Wenn das Auslassventil für aufbereitetes
Wasser schließt und
die Wassererzeugung aufhört,
weist das Steuerpult die grüne
Leuchte 212 an, ein Dauerlicht auszusenden, was anzeigt,
dass die Wasseraufbereitungssystemenergie ein ist.
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Das
Steuerpult 210 überwacht
Daten vom unteren und oberen Wasserniveausensor 156 und 158 in
der Wasseraufbereitungspatrone 114 und berechnet die Zeit,
die für
das Wasser benötigt
wird, um vom unteren Niveausensor zum oberen Niveausensor anzusteigen.
Die Zeit, die für
das Wasser benötigt wird,
um anzusteigen, zeigt den Grad einer Verstopfung des Feinfilters 150 an.
Das Steuerpult 210 vergleicht die Zeit, die für das Wasser
benötigt
wird, um zwischen dem unteren und oberen Wasserniveausensor 156 und 158 anzusteigen,
und vergleicht sie mit einer vorbestimmten Zeit, die einen Grad
einer Verstopfung des Feinfilters 150 anzeigt und liefert eine
optische Anzeige des Grads einer Verstopfung. Z.B., wenn die Zeit,
die für
das Wasser benötigt
wird, um anzusteigen, anzeigt, dass das Feinfilter 150 90% verstopft
ist, bewirkt das Steuerpult 210, dass die rote Leuchte 216 der
optischen Anzeige blinkt. Weiter, wenn das Steuerpult 210 detektiert,
dass die Zeit, die für
das Wasser benötigt
wird, um anzusteigen, anzeigt, dass das Feinfilter 150 vollständig verstopft
ist, bewirkt das Steuerpult, dass die rote Leuchte 216 ein Dauerrotlicht
aussendet, und schaltet das Wasseraufbereitungssystem aus.
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Nachdem
aus der optischen Anzeige ersichtlich ist, dass die Wasseraufbereitungspatrone 114 blockiert
ist, kann die Bedienperson einen Kühlmodus mit einem Schalter 222 aktivieren,
der den Strom von unaufbereitetem Wasser durch das System einschaltet,
aber den Erhitzer 144 nicht einschaltet. Kaltes Wasser
zirkuliert dann überall
im Wasseraufbereitungssystem und verringert die Temperatur des Wasseraufbereitungssystems.
Das Steuerpult 210 überwacht
den Abkühlungsschalter 222,
und wenn der Abkühlungsmodus
detektiert wird, blinkt das Steuerpult alle drei Leuchten 212, 214 und 216 der
Reihe nach. Das Steuerpult 210 fährt fort, die Temperatur des
Wassers in der Wasseraufbereitungspatrone 114 zu überwachen,
und, wenn die Temperatur unter eine vorbestimmte Zahl abfällt, wie
z.B. 50°C,
bewirkt das Steuerpult, dass alle drei Leuchten 212, 214 und 216 der
optischen Anzeige gleichzeitig blinken, um anzuzeigen, dass die
Temperatur des Wasseraufbereitungssystems 110 niedrig genug
ist, damit die Bedienperson die Türe 124 der Umhüllung 112 öffnet. Zusätzlich entriegelt
bei Detektion, dass die Temperatur des Wassers in der Wasseraufbereitungspatrone 114 unter
die vorbestimmte Temperatur abgefallen ist, das Steuerpult einen
automatischen Verriegelungsmechanismus 224, der verhindert,
dass die Bedienperson die Türe 124 der
Umhüllung 112 während eines
Betriebs des Wasseraufbereitungssystems öffnet.
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Eine
alternative Ausführungsform
dieser Erfindung ist in 8 veranschaulicht. Diese Ausführungsform 110' weist dieselben
Bauteile wie die zuvor beschriebene in 6 veranschaulichte
Ausführungsform 110 auf,
umfasst aber eine Temperaturmessvorrichtung 230 in Kontakt
mit der Rohrleitung 184 hinter oder stromabwärts vom
Gasauslassventil 152. In 8 weisen
Bauteile, die der in 6 veranschaulichten Ausführungsform
entsprechen, dieselben Bezugszeichen auf. Die Temperaturmessvorrichtung 230 ist
geeigneterweise ein Bimetalltemperaturfühler in direktem Kontakt mit
der Gasauslassrohrleitung 184. Diese Temperaturmessvorrichtung 230 misst
die Temperatur der Rohrleitung 184 und zeigt an, wenn Dampf
von der Wasseraufbereitungspatrone 114 durch das Gasauslassventil 152 freigesetzt
wird, das geeigneterweise ein Schwergewichtsventil ist.
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Wie
in 7 veranschaulicht, überwacht das Steuerpult 210 Temperaturdaten
vom Bimetalltemperaturfühler 230.
Wenn die Temperatur von Wasser in der Wasseraufbereitungspatrone 114,
wie durch das Thermoelement 160 gemessen, eine ausgewählte Temperatur
erreicht, wie z.B. etwa 115°C,
und die Temperatur der Gasauslassrohrleitung 184, wie durch
den Bimetalltemperaturfühler 230 gemessen, eine
zweite ausgewählte
Temperatur erreicht, wie z.B. etwa 70 bis 80°C, bewirkt das Steuerpult, dass das
Auslassventil für
aufbereitetes Wasser aufbereitetes Wasser zum Reservoir 121 abgibt.
Die ausgewählte
Temperatur, die der Bimetalltemperaturfühler 230 erreichen
muss, damit das Steuerpult 210 dem Auslassventil für aufbereitetes
Wasser signalisiert, aufbereitetes Wasser abzugeben, ist so eingestellt, dass
angezeigt wird, dass Dampf durch das Schwergewichtsventil 152 von
der Wasseraufbereitungspatrone freigesetzt wird. Die Erzeugung von
Dampf in der Wasseraufbereitungspatrone 114 und seine Freisetzung
aus der Patrone, zusammen damit, dass das Wasser in der Wasseraufbereitungspatrone
eine Temperatur erreicht, die ausreicht, um Wasser in der Aufbereitungspatrone
zu sterilisieren und um zu bewirken, dass sich gelöste Verunreinigungen
in feste Niederschläge
und freigesetzte Gase umwandeln, zeigt an, dass aufbereitetes Wasser
in der Wasseraufbereitungspatrone angemessen aufbereitet worden
ist und trinkbar ist.
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Obwohl
der Bimetalltemperaturfühler 230 so veranschaulicht
ist, dass er sich in Kontakt mit dem Äußeren der Gasauslassrohrleitung 184 befindet, könnte diese
Temperaturmessvorrichtung auch in der Rohrleitung oder selbst stromaufwärts vom
Gasauslassventil 152 angeordnet sein. Der Zweck der Temperaturmessvorrichtung 230 besteht
darin, anzuzeigen, dass Dampf von der Wasseraufbereitungspatrone 114 freigesetzt
wird.
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Die
Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung erforderten
wenig Steuerung, sind einfach zu warten und zu betreiben und sind
verhältnismäßig kostengünstig. Insbesondere
ist die Wegwerfpatrone 1 verhältnismäßig einfach und die nicht wegwerfbaren
Inhalte der Vorrichtung erfordern wenig Wartung. Deshalb kann die
Vorrichtung Wasser wirtschaftlich aufbereiten, ohne hohe Kapitalaufwendungen
nach sich zu ziehen.
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Die
vorliegende Vorrichtung und Verfahren verringern eine Wasserhärte und
liefern steriles Wasser, während
viele Verunreinigungen des Wassers entfernt werden. Ein einfaches
Verfahren zur hausinternen und geschäftsinternen Entfernung von
mikrobiologischen Kontaminationsmitteln, Bicarbonathärte, VOCs/THMs,
Chlor, Schwermetallen und Entgasung von Wasser wird geliefert. Eine
hohe Zuverlässigkeit
in der Abwesenheit von technischer Überwachung oder Steuerungen
wird erhalten. Diese Vorrichtung und dieses Verfahren sind einfach,
bequem und können
sicher durch nichtqualifiziertes Personal betrieben werden. Außerdem erfordern
diese Vorrichtung und dieses Verfahren nur begrenzten Raum, wodurch
die Gesamtkosten weiter verringert werden.