DE69425653T2

DE69425653T2 - Wasserreinigungseinheit

Info

Publication number: DE69425653T2
Application number: DE69425653T
Authority: DE
Inventors: Rolf Engelhard
Original assignee: Vortex Corp
Current assignee: Vortex Corp
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2014-04-06
Also published as: BR9406437A; ATE195703T1; NZ265184A; FI955102A0; WO1994025401A1; FI955102A; ES2150490T3; EP0696258A4; EP0696258A1; AU679225B2; KR100341961B1; DE69425653D1; CN1121702A; PL311271A1; CA2160355C; CN1102912C; US5266215A; NO954281L; AU6555094A; NO954281D0

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Wassreinigungssysteme und insbesondere eine Vorrichtung sowie Verfahren zum Abtöten lebender Mikroorganismen, die in einen Filter hinein- und aus ihm hinausfließen, um alle möglicherweise vorhandenen Partikelstoffe zu entfernen.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Verschiedene Wasserfilterungs- und -reinigungsvorrichtungen werden von Konsumenten bereits seit Jahrzehnten verwendet. Einige dieser Vorrichtungen bieten hauptsächlich nur ein Filterungssystem zum Entfernen von Partikelstoffen. Einige dieser Systeme enthalten Aktivkohle als Filtermedium, um Chlor aus dem von städtischen Wasserquellen erhaltenen Wasser zu entfernen. Einige Vorrichtungen enthalten eine UV-Lichtquelle, die dabei hilft, lebende Mikroorganismen abzutöten. Um diese Abtötung zu verbessern und verschiedene Zusammensetzungen im Wasser zu oxidieren, kann Ozon in das Wasser eingeleitet und mit diesem vermischt werden.
Trotzdem Aktivkohlefilter bei der Entfernung von Partikelstoffen und Chlor aus dem Wasser sehr effektiv sein können, weisen sie einen wesentlichen Nachteil auf. Die aus dem Wasser gefilterten Schmutzstoffe oder Ablagerungen sammeln sich auf dem Filter. Insbesondere wenn sie organische Stoffe enthalten, dienen die Ablagerungen als Brutstätte für Bakterien, Viren und andere Mikroorganismen. Diese Mikroorganismen werden oft vom Filter stromabwärts transportiert und letztendlich vom Konsumenten über die Nahrung aufgenommen. Dieses potentielle Gesundheitsrisiko kann bis zu einem gewissen Grad vermieden werden, indem das Filterungsmedium regelmäßig ausgetauscht wird. Unglücklicherweise wird dieser Austausch vom Konsumenten häufig versäumt und das resultierende Gesundheitsrisiko kann lebensbedrohlich sein. Um ein solches Gesundheitsrisiko zu vermeiden und auszuschließen, ist die Verwendung von verbraucherorientierten Wasserfilterungsvorrichtungen, die mechanische Filter zum Entfernen von Partikelstoffen aufweisen, in verschiedenen Staaten auf der ganzen Welt verboten worden.
Aus dem Dokument EP-A1-316687 ist eine Wasserreinigungsvorrichtung bekannt, bei der das Wasser von einem Einlaß aus durch einen kerzenartigen Filter läuft, der koaxial zu einer länglichen UV-Lampe angeordnet ist, wobei das Wasser nach dem Filtern von der UV-Lampe bestrahlt wird, um alle Mikroorganismen abzutöten, die vom Filter nicht aus dem Wasser entfernt worden sind.
Aus dem Dokument DE-A1-3828026 ist eine weitere Wasserreinigungsvorrichtung bekannt, bei der das Wasser durch eine oder mehrere scheibenartige Filter läuft, die in einem zylindrischen Kanal in einer Reihe angeordnet sind, und zwar koaxial zu einer länglichen UV-Lampe, die entlang der Achse des Kanals angeordnet ist. Das Wasser wird von der UV-Lampe bestrahlt, bevor es von jedem Filter gefiltert wird und nachdem es vom letzten Filter gefiltert wurde.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Zu reinigendes Wasser fließt innerhalb eines Behälters strudelförmig um eine UV-Strahlenquelle, um alle lebenden Mikroorganismen der Abtötungswirkung der UV-Strahlung auszusetzen. Das Wasser fließt durch einen Kerzenfilter, um Partikelstoffe und, wenn der Filter Aktivkohle enthält, Chlor zu entfernen. Die Oberfläche des Filters, von dem aus das Wasser fließt, und der Ablauf aus dem Filter werden ultravioletter Strahlung ausgesetzt, um alle Mikroorganismen abzutöten, die sich im Rückstand auf dem Filter gebildet haben und anschließend im abfließenden Wasser mitgerissen wurden. Um die Abtötung aller Mikroorganismen zu verbessern, kann eine Ozon-Erzeugungsvorrichtung integriert werden, um Ozon zur Verfügung zu stellen, das in dem in den Behälter einfließenden Wasser mitgerissen wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Wasserreinigungsvorrichtung zu schaffen, deren Ablauf keine lebenden Mikroorganismen und Partikelstoffe mehr enthält.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine UV-Strahlenquelle zum Abtöten von Mikroorganismen vorzusehen, die in einen Filter einer Wasserreinigungsvorrichtung hinein- bzw. aus ihm herausfließen.
Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Anbringen eines Kerzenfilters vorzusehen, der sich in einer Umfassungsbeziehung zu einer UV-Strahlenquelle innerhalb eines Behälters einer Wasserreinigungsvorrichtung befindet.
Daneben besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Wasserreinigungsvorrichtung zu schaffen, deren Kerzenfilter und UV- Strahlenquelle, die zum Bestrahlen des in den Kerzenfilter hinein- und aus diesem hinausfließenden Wassers sowie zum Bestrahlen der Oberfläche des Filters dient, von dem aus das Wasser fließt, leicht auszutauschen sind.
Gemäß der Erfindung werden die oben genannten Aufgaben durch das Vorsehen einer Wasserreinigungsvorrichtung gelöst, wobei die Vorrichtung folgendes in Kombination aufweist:
a) eine UV-Strahlungsquelle, die eine längliche Lampe zum Abtöten von im zu reinigenden Wasser vorhandenen Mikroorganismen umfaßt;
b) eine Einrichtung zum Filtern des Wassers, um Partikelstoffe aus dem zu reinigenden Wasser zu entfernen;
c) eine Einrichtung zum Bestrahlen des ungefilterten Wassers mit UV-Strahlung von der UV-Quelle;
d) eine Einrichtung zum Leiten des bestrahlten, ungefilterten Wasser durch die Filtereinrichtung; und
e) eine weitere Einrichtung zum Bestrahlen des gefilterten Wassers mit UV-Strahlung von der UV-Quelle;
dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung einen Kerzenfilter umfaßt, der eine äußere zylindrische Oberfläche und eine innere zylindrische Oberfläche aufweist, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung zum Anordnen des Kerzenfilters in einer Umfassungsbeziehung zur Lampe umfaßt, so daß die innere zylindrische Oberfläche neben der Lampe angeordnet ist, um die innere zylindrische Oberfläche der Bestrahlung von der Lampe auszusetzen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wasserreinigungsvorrichtung zur Erzeugung und zum Mischen von Ozon mit dem einfließenden Wasser vorzusehen, das um eine UV-Strahlenquelle herumwirbelt, um einen kombinierten Effekt des Abtötens von Mikroorganismen vor und nach dem Passieren des Wassers durch ein Filtermedium zu bewirken.
Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Ozon-Erzeugungsvorrichtung innerhalb einer Wasserreinigungsvorrichtung vorzusehen, die eine UV-Strahlenquelle und einen Kerzenfilter aufweist.
Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Reinigen von Wasser zu schaffen.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann im Verlauf der Beschreibung deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen detaillierter und klarer beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht ist, die eine Wasserreinigungsvorrichtung veranschaulicht;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang den Linien 2-2 gemäß Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang den Linien 3-3 gemäß Fig. 1 ist;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Variante der Wasserreinigungsvorrichtung ist;
Fig. 5 eine Detailansicht der Vorrichtung zum Mitreißen des Ozons in dem einfließenden Wasser ist;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang den Linien 6-6 gemäß Fig. 4 ist;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang den Linien 7-7 gemäß Fig. 4 ist;
Fig. 8 eine Detailansicht entlang den Linien 8-8 gemäß Fig. 1 ist;
Fig. 9 eine Variante des Filterelements veranschaulicht; und
Fig. 10 eine Teilquerschnittsansicht der Variante des Filterelements ist, wenn dieses innerhalb der Vorrichtung plaziert ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine Wasserreinigungsvorrichtung 10 in der allgemeinen Form eines Behälters 12 dargestellt ist. Das Ärmelglied weist ein zentrales Ärmelglied 14 auf, um darin während des Reinigungsvorgangs Wasser in Längsrichtung zu transportieren. Der Behälter ist abnehmbar an einem Wasser-Einlaßglied 16 angebracht. Eine an dem Wasser-Einlaßglied angebrachte Basis 18 trägt den Behälter 12. Ein oberes Glied 20 ist abnehmbar am oberen Ende des Ärmelgliedes 14 angebracht, um das obere Ende des Ärmelgliedes zu schließen und einen Auslaß für das innerhalb der Wasserreinigungsvorrichtung 10 gereinigte Wasser zu schaffen.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, weist das Wasser-Einlaßglied 16 einen Einlaß 30 auf, der ein Innengewinde 32 zum Gewindeeingriff mit einem Nippel oder einem Kanal aufweist, der Wasser zum Wasser-Einlaßglied transportiert. Der Einlaß ist zwecks Transport des einfließenden Wassers zum Auslaß 36 hin mit einem Durchgang 34 verbunden, wobei der Auslaß in der Basis 38 der Vertiefung 40 angeordnet ist, die im Wasser-Einlaßglied 16 ausgebildet ist. In Kombination mit dem angrenzenden Bereich des Durchgangs 34 richtet die Orientierung des Auslasses 36 den Ablauf gegen die kegelförmige Wand 42 der Vertiefung 40, um eine kreisende bzw. wirbelnde Bewegung des einfließenden Wassers zu induzieren. Ein Durchgang 44 erstreckt sich durch das Zentrum des Wasser- Einlaßgliedes 16, um das untere offene Ende 45 einer Röhre 46, die ein geschlossenes oberes Ende 47 aufweist, aufzunehmen und zu tragen. Ein mit Öffnungen versehener Kragen 48 befindet sich im Gewindeeingriff mit dem Gewinde 50, das in dem radial erweiterten Bereich 52 des Durchgangs 44 angeordnet ist. Ein O-förmiger Ring 54 umgibt angrenzend an die Schulter 56 des Durchgangs 44 das untere Ende 45 der Röhre 46. Der Kragen 48 kann eine radial erweiterte Vertiefung 58 aufweisen, um das untere Ende 45 der Röhre 46 aufzunehmen und zu tragen. Wird der Kragen 48 festgezogen, dann wird die Röhre 46 aufgrund der durch die Vertiefung 58 auf sie ausgeübte Kraft innerhalb des Durchgangs 44 in axialer Richtung bewegt. Der O-förmige Ring 54 wird zwischen der Schulter 56 und der angrenzenden zylindrischen Oberfläche der Röhre 46 durch das Ende 60 des Kragens zusammengepreßt, um eine wasserdichte Abdichtung zwischen der zylindrischen Oberfläche der Röhre und dem Durchgang 44 auszubilden.
Die napfförmige Basis 18 kann, wie dargestellt ist, mittels einer Befestigungseinrichung, beispielsweise Schrauben 70, am Wasser-Einlaßglied 16 angebracht sein. Innerhalb der Basis ist ein Sockel 72 ausgebildet, um die Zinken 74, 76 der Ultraviolett-(UV-)Lampe 78 zu tragen und elektrisch zu verbinden. Diese Lampe emittiert ultraviolette Strahlung; notwendigerweise muß die Röhre 46 daher für diese Strahlung durchlässig sein, und daher sollte die Röhre vorzugsweise aus Quartz oder einem ähnlichen Material bestehen. Der Sockel 72 weist darüber hinaus eine elektrische Schaltung auf, die notwendig ist, um die Ultraviolett-(UV- )Lampe 78 mit Energie zu versorgen. Der elektrische Strom für die Schaltung wird von einem Leiter 80 geliefert, der sich von der Basis 18 durch eine Durchführungshülse 82 oder ähnliches erstreckt. Der Leiter 80 ist mit einer (nicht dargestellten) elektrischen Stromquelle elektrisch verbunden, beispielsweise einer Quelle mit 12 V Gleichspannung.
Das Ärmelglied 14 weist ein Innengewinde 90 zum Gewindeeingriff mit dem Gewinde 92 am oberen Ende des Wasser-Einlaßgliedes 16 sowie zur Umfassung der Vertiefung 40 auf. Wenn der Gewindeeingriff zwischen dem Ärmelglied und dem Wasser-Einlaßglied erfolgt, wird der dazwischen angeordnete O-förmige Ring 94 zusammengepreßt, um einen wasserdichten Eingriff herzustellen. Ein radialer Flansch 96, der innerhalb des Ärmelgliedes 14 angeordnet ist, weist eine zentrale Öffnung 98 auf, um für den penetrierbaren Eingriff mit der Röhre 46 zu sorgen. Ein O-förmiger Ring 100, der dazwischen angeordnet ist, verhindert das Fließen von Wasser zwischen der Röhre 46 und der Öffnung 98 des Flansches 96. Eine Mehrzahl von Durchgängen 102 ist im Flansch 96 angeordnet, um es zu ermöglichen, daß Wasser durch sie hindurch in das obere Ende des Ärmelgliedes 14 fließen kann.
Ein Kerzenfilter 100 eines beliebigen Typs aus der Vielzahl der auf dem Markt erhältlichen Kerzenfilter ist penetrierbar auf der Röhre 46 befestigt; er kann Aktivkohlenstoff/-kohle aufweisen, um Chlor und andere, ähnliche Zusammensetzungen zu entfernen. Ein solcher Kerzenfilter weist ein zylindrisches Filterelement 112 auf, das ringförmige Trageglieder 114, 116 aufweist, die an gegenüberliegenden Enden angeordnet sind. Diese Trageglieder bestehen im allgemeinen aus Gummi, Neopren oder ähnlichem. Der radiale Flansch 96 weist eine ringförmige Rippe 104 auf, um den Kerzenfilter 110 durch Kontakt mit dem Trageglied 114 zu tragen. Die ringförmige Rippe, die sich im Preßeingriff mit der Rippe 104 befindet, stellt zwischen ihnen eine Abdichtung her. Diese Abdichtung verhindert, daß Wasser, das durch die Durchgänge 102 fließt, zwischen dem Flansch 96 und dem unteren Ende des Kerzenfilters 110 hindurch in das ringförmige Innere des Kerzenfilters fließt. Dementsprechend fließt alles Wasser, das von den Durchgängen 102 aus hineinfließt, zur Außenseite des Filterelements 112, wie durch die Pfeile 118 dargestellt, und durch das Filterelement hindurch. Das obere Glied 20 weist eine ähnliche ringförmige Rippe 22 auf, um mit dem Trageglied 116 in Preßeingriff zu kommen und so das Fließen von Wasser zwischen dem oberen Glied und dem oberen Ende des Kerzenfilters 110 zu verhindern. Daher muß alles Wasser, das durch die Durchgänge 102 hindurchfließt, von der äußeren Oberfläche zur inneren Oberfläche durch den Kerzenfilter fließen.
Die Trageglieder 114 und 116 sind ringförmig ausgebildet und können Innendurchmesser aufweisen, die, wie dargestellt, größer sind als der Durchmesser der Röhre 46. Wasser, das durch das Filterelement 112 fließt, wie durch die Pfeile 118 dargestellt ist, fließt in den ringförmigen Raum innerhalb des Filterelements und neben der Röhre 46, wobei der Raum mit der Bezugsziffer 120 bezeichnet ist. Wie durch die Pfeile 122 dargestellt ist, fließt das Wasser nach oben hin durch den Raum 120. Der Abfluß aus dem Raum 120 erfolgt durch den ringförmigen Kanal, der zwischen der ringförmigen Oberfläche 124 des Tragegliedes 116 und der zylindrischen Oberfläche der Röhre 46 definiert ist.
Das obere Glied 20 weist eine Vertiefung 24 zur Aufnahme des oberen Endes 47 der Röhre 46 auf. Die Größe der Vertiefung ist ausreichend größer als das obere Ende der Röhre, um zu ermöglichen, daß Wasser neben der Röhre fließen kann, wie durch die Pfeile 124 dargestellt. Eine Auslaßarmatur 26 ist am oberen Glied 20 angebracht und erstreckt sich von diesem aus, um für das Abfließen des Wassers aus der Vertiefung 24 zu sorgen.
Das obere Glied 20 ist über das Gewinde 28 des oberen Gliedes, das in das Gewinde 106 des Ärmelgliedes eingreift, abnehmbar am oberen Ende des Ärmelgliedes 14 angebracht. Eine wasserdichte Passung wird durch den O-förmigen Ring 108 gewährleistet, der zwischen dem oberen Glied und dem Ärmelglied zusammengepreßt wird, wenn der Gewindeeingriff zwischen diesen erfolgt.
Beim Betrieb tritt das zu filternde Wasser durch den Einlaß 30 im Wasser-Einlaßglied 16 ein und strömt durch den Auslaß 36 ab. Der Abströmungswinkel bewirkt, daß das Wasser auf einem kreisförmigen Weg innerhalb des Ärmels 14 spiralförmig fließt, wie durch den spiralförmigen Pfeil 126 dargestellt. Der kreisförmige Wasserfluß wird zum Teil durch die kegelförmige Wand 42 im Wasser-Einlaßglied verbessert. Das um die Röhre 46 herumwirbelnde Wasser wird der UV-Strahlung von der UV-Lampe 78 ausgesetzt. Wie allgemein bekannt ist, werden alle lebenden Mikroorganismen, seien es Bakterien, Viren usw., durch die UV-Bestrahlung abgetötet. Darüber hinaus können bestimmte Zusammensetzungen, falls sie im Wasser vorhanden sind, oxidiert werden, um die Reinigung des Wassers zu verbessern. Durch das Herumwirbeln des Wassers um die Röhre 46 werden alle lebenden Organismen der UV-Strahlung besser ausgesetzt, wodurch eine vollständigere Abtötung der Mikroorganismen erzielt wird. Das herumwirbelnde Wasser führt darüber hinaus zu einem Scheuervorgang an der Röhre 46, was dazu beiträgt, diese sauber und klar zu halten. Das herumwirbelnde Wasser fließt schließlich durch die Durchgänge 102 zur äußeren Oberfläche des Filterelements 112. Der Fluß des Wassers durch das Filterelement führt zur Entfernung von Partikelstoffen, einschließlich toter lebender Mikroorganismen. Das von der inneren Oberfläche des Filterelements 112 abfließende Wasser fließt neben der Röhre 46, wie durch die Pfeile 122 dargestellt ist, um das Wasser erneut einer UV-Bestrahlung auszusetzen. Alle lebenden Mikroorganismen, die in dem Wasser mitgerissen wurden, das vom Filterelement abfließt, werden durch die resultierende UV-Bestrahlung abgetötet. Darüber hinaus wird die innere Oberfläche des Filterelements, von der das Wasser abgeleitet wird, mit UV-Strahlen bestrahlt, um alle zurückgebliebenen Mikroorganismen abzutöten, die möglicherweise versuchen, dort zu wachsen. Das gefilterte und gereinigte Wasser fließt in die Vertiefung 24 und wird durch den Auslaß 26 abgeleitet und zu einem Verwendungsort abgeleitet.
Je nach dem Grad der Verschmutzung des einfließenden Wassers sollte der Kerzenfilter 110 in größeren oder kleineren Abständen ausgetauscht werden. Dieses Austauschen kann problemlos durchgeführt werden, indem einfach das obere Glied 20 vom Ärmelglied 14 abgeschraubt und der Kerzenfilter von seiner Position um die Röhre 46 herausgezogen wird. Ein Austauschfilter wird auf der Röhre angebracht und das obere Glied wird auf das Ärmelglied geschraubt, um den Filter fest zu positionieren und eine wasserdichte Abdichtung zwischen dem Ärmelglied und dem oberen Glied zu schaffen.
Es wird nun gemeinsam auf die Fig. 4 bis 8 Bezug genommen, in denen eine Variante 130 der Wasserreinigungseinheit gezeigt ist. Um die Bezugnahme zu erleichtern und den Zusammenhang zwischen den Wasserreinigungseinheiten 10 und 130 zu verdeutlichen, sind gemeinsame Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Variante 130 ist in Aufbau, Funktion und Betriebsweise der Wasserreinigungseinheit 10 ähnlich, sie weist jedoch darüber hinaus die Fähigkeit auf, Ozon erzeugen zu können und das erzeugte Ozon vom einfließenden Wasser mitreißen zu lassen, um die Abtötung jeglicher Mikroorganismen sowie die Oxydation bestimmter Zusammensetzungen zu verbessern.
Es ist allgemein bekannt, daß UV-Strahlung in der Luft die Molekularstruktur von Sauerstoff (O&sub2;) ändert, um Ozon (O&sub3;) zu erzeugen. Da die UV-Lampe 78 in einer Luftumgebung bzw. einem Luft-Raum innerhalb der Röhre 46 positioniert ist, werden einige Sauerstoffmoleküle in dem Luft-Raum zwischen der Lampe und der Röhre in Ozonmoleküle umgewandelt. Darüber hinaus sammeln sich diese Ozonmoleküle am geschlossenen oberen Ende 47 der Röhre 46. Innerhalb der Röhre 46 ist neben der UV-Lampe 78 ein Kanal 132 angeordnet. Der Einlaß 134 des Kanals ist nahe dem oberen Ende der Röhre 46 angeordnet. Das untere Ende des Kanals erstreckt sich von innerhalb der Röhre 46 in den Durchgang 136 eines Bolzens 138 hinein. Der Bolzen befindet sich im Gewindeeingriff mit dem Wasser-Einlaßglied 16. Ein radial erweiterter Bereich 140 des Durchgangs 136 weist eine kegel- und ringförmige Bodenfläche 142 auf. Eine Kugel 144, die durch die Krafteinwirkung einer Schraubenfeder 146 an die Oberfläche 142 angrenzend positioniert wird, dient als eine Art Prüfventil, um den Fluß vom Kanal 132 in den erweiterten Bereich 140 zu ermöglichen, aber nicht umgekehrt. Der Einlaß 30 für das zu reinigende Wasser wird durch einen Lufttrichterbereich 150 geleitet. Ein Durchgang 152 verbindet den erweiterten Bereich 140 mit dem diametral begrenzten Bereich Bereich 154 des Lufttrichterbereichs 150. Wie allgemein bekannt ist liegt, in Übereinstimmung mit dem Bernoulli-Prinzip, der Druck am Bereich 154 unter dem Umgebungsdruck. Dementsprechend tritt, wie durch den Pfeil 156 dargestellt, ein Einfluß auf. Der Einfluß resultiert in einem verringerten Druck im erweiterten Bereich 140, der unter demjenigen Druck liegt, der innerhalb des Kanals 132 vorhanden ist. Dementsprechend fließt das Ozon vom Kanal 132 in den erweiterten Bereich, durch den Kanal 152 und in den Lufttrichterbereich 150. Aufgrund des Druckunterschieds auf den gegenüberliegenden Seiten der Kugel 144 öffnet sich das Prüfventil. Ein umgekehrter Fluß durch das Prüfventil wird durch den Abdichtungseingriff der Kugel 144 mit dem Auslaß des Kanals 132 unter Krafteinwirkung der Feder 146 verhindert. Man beachte, daß ein O-förmiger Ring oder ein anderes Abdichtungsglied zwischen dem Bolzen 138 und dem Wasser-Einlaßglied 16 vorgesehen werden kann, um zu gewährleisten, daß kein Wasser in die Basis 18 läuft.
Beim Betrieb zieht der Wasserfluß vom Einlaß 30 durch den Lufttrichterbereich hindurch einen Luftfluß sowie alles vorhandene Ozon in den Einlaß 134 des Kanals 132 zwecks Ableitung an der Kugel 144 vorbei durch den erweiterten Bereich 140 und in den Bereich 154. Die resultierende mitgerissene Luft und das Ozon werden um die Röhre 46 herumgewirbelt, wie durch den Pfeil 126 dargestellt ist. Das Vorliegen von Ozon im Wasser resultiert seinerseits in der Abtötung vorhandener lebender Mikroorganismen und der Oxydation bestimmter Zusammensetzungen, falls solche vorhanden sind. Folglich werden alle Mikroorganismen, die im Wasser innerhalb des Ärmelgliedes 14 vorhanden sind, dem Abtötungseffekt sowohl der UV-Strahlung von der Lampe 78 als auch des Ozons ausgesetzt. Das Filterelement 112 des Kerzenfilters 110 entfernt alle möglicherweise vorhandenen Partikelstoffe, einschließlich der Rückstände aller abgetöteten Mikroorganismen. In dem Ausmaß, in dem Ozon in das Filterelement 112 fließt, tötet es alle lebenden Mikroorganismen auf der Oberfläche des Filters ab, in den das Wasser fließt. Die Menge jeglicher lebender Organismen, die in dem Wasser mitgerissen werden, das von der inneren Oberfläche des Filterelements 112 abfließt, wird vor dem Abfließen durch den Auslaß 26 erneut mit UV-Strahlung von der Lampe 78 bestrahlt. In dem Ausmaß, in dem Ozon möglicherweise im Wasser vorhanden ist, das durch das Filterelement hindurch- und von diesem abfließt, wird die Abtötung der Mikroorganismen verbessert.
Es wird nun gemeinsam auf die Fig. 9 und 10 Bezug genommen, in denen eine Variante 150 des Kerzenfilters 110 (vgl. Fig. 1 und 4) erläutert ist, die die Notwendigkeit eines Flansches 96 im Ärmelglied 14 überflüssig macht. Diese Variante weist ein zylindrisches Filterelement 152 auf, das am einen Ende eine mit Öffnungen versehene Kappe 154 und am anderen Ende einen ringförmigen Halter 156 aufweist. Die Kappe 154 weist einen hohlen Vorsprung 158 auf, der sich von der Kappe aus nach oben hin erstreckt und ein auf ihm ausgebildetes Außengewinde 160 aufweist. Das obere Glied 162 befindet sich im Gewindeeingriff mit dem Ärmelglied 164, wie weiter oben mit Bezug auf die Vorrichtung 10 und die Variante 130 beschrieben wurde. Nahe dem unteren Ende der Vertiefung 166 im oberen Glied befindet sich ein kreisförmiger Ring 168, der das Gewinde 170 trägt. Das Gewinde 170 ist so aufgebaut, daß es mit dem den Vorsprung 160 umgebenden Gewinde 172 in Gewindeeingriff kommt, um für den Eingriff mit der Variante 150 zu sorgen und diese zu tragen.
Die Kappe 154 weist eine Rille 180 zum Aufnehmen und Tragen des zylindrischen Filterelements 152 auf. Der ringförmige Halter 156 weist eine Rille 182 zum Aufnehmen und Tragen des anderen Endes des zylindrischen Filters 152 auf. Zusätzlich weist der ringförmige Halter 156 einen radial nach innen orientierten Steg 184 zum Abdichtungseingriff mit der äußeren zylindrischen Oberfläche der Röhre 46 auf, die die UV-Lampe 78 umschließt. Vorzugsweise besteht der ringförmige Halter 156 aus einem zusammenpreßbaren Kunststoffmaterial, um das Filterelement durch Zusammenpressen zu halten und eine bessere Abdichtung um die Röhre 46 herum auszubilden und aufrechtzuerhalten.
Beim Betrieb wird das Wasser, das von unterhalb des ringförmigen Halters 156 nach oben hin durch das Ärmelglied 160 fließt, wird bei der mit der Bezugsziffer 202 gekennzeichneten Stelle am ringförmigen Halter vorbei und in die Nähe der äußeren Oberfläche 186 des Filterelements 152 geleitet, wie durch die Pfeile 188 dargestellt. Anschließend fließt das Wasser auf der Innenseite durch das Filterelement und nahe der Röhre 46, wie durch die Pfeile 190 dargestellt. Das Wasser wird über den ringförmigen Durchgang 220 zwischen der Röhre 46 und der Innenwand 196 sowie über die Vertiefung 166 an der mit der Bezugsziffer 194 bezeichneten Stelle durch den Auslaß 192 abgeleitet. Der Steg 184 des ringförmigen Halters leitet das Wasser zur äußeren Oberfläche des Filterelements 152 und verhindert das Abfließen von Wasser, das noch nicht durch das Filterelement hindurchgefiltert worden ist.
Aus der obigen Beschreibung der Variante 150 wird deutlich, daß diese Variante die Notwendigkeit des Flansches 96 überflüssig macht, um den Wasserfluß zur äußeren Oberfläche des Filterelements 152 zu leiten. Dennoch gewährleistet der Aufbau dieser Variante, daß der Wasserfluß gefiltert und das gefilterte Wasser der Bestrahlung durch die UV-Lampe 78 ausgesetzt wird. Darüber hinaus wird die innere Oberfläche 187 des Filterelements 152 bestrahlt, um alle Bakterien, Viren oder Mikroorganismen abzutöten, die möglicherweise auf oder nahe dieser Oberfläche vorhanden sind.
Obwohl die Grundlagen der Erfindung lediglich anhand einer erläuternden Ausführungsform verdeutlicht worden sind, sind für den Fachmann ohne weiteres viele Modifikationen bezüglich der in der praktischen Umsetzung der Erfindung verwendeten Struktur, Anordnung, Größenverhältnisse, Elemente, Materialien und Bestandteile offensichtlich, die speziell an spezifische Umgebungen und Betriebserfordernisse angepaßt werden können, ohne von diesen Grundlagen abzuweichen.

Claims

1. Wasserreinigungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes in Kombination umfaßt:

a) eine UV-Strahlungsquelle, die eine längliche Lampe (78) zum Abtöten von im zu reinigenden Wasser vorhandenen Mikroorganismen umfaßt;

b) eine Einrichtung (112; 152) zum Filtern des Wassers, um Partikelstoffe aus dem zu reinigenden Wasser zu entfernen;

c) eine Einrichtung zum Bestrahlen des ungefilterten Wassers mit UV- Strahlung von der UV-Quelle;

d) eine Einrichtung (102; 202) zum Leiten des bestrahlten, ungefilterten Wasser durch die Filtereinrichtung; und

e) eine weitere Einrichtung zum Bestrahlen des gefilterten Wassers mit UV-Strahlung von der UV-Quelle;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Filtereinrichtung einen Kerzenfilter (110; 150) umfaßt, der eine äußere zylindrische Oberfläche (186) und eine innere zylindrische Oberfläche (187) aufweist, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung (104, 22; 162, 170) zum Anordnen des Kerzenfilters in einer Umfassungsbeziehung zur Lampe (78) umfaßt, so daß die innere zylindrische Oberfläche neben der Lampe (78) angeordnet ist, um die innere zylindrische Oberfläche der Bestrahlung von der Lampe auszusetzen, und dadurch, daß

die Leitungseinrichtung (102, 202) eine Einrichtung umfaßt, um bestrahltes, ungefiltertes Wasser zur äußeren zylindrischen Oberfläche (186) zu leiten, und

eine weitere Einrichtung (120, 124, 220, 194) vorgesehen ist, um das gefilterte Wasser von der inneren zylindrischen Oberfläche (187) und neben der Lampe zu befördern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Einrichtung (34, 36, 40, 42) aufweist, um das ungefilterte Wasser um die UV-Quelle herumzuwirbeln, um die Exposition aller im Wasser mitgerissenen Mikroorganismen gegenüber der UV-Bestrahlung zu verbessern.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die UV-Quelle eine längliche zylindrische Lampe (78) umfaßt, wobei die Vorrichtung weiterhin eine UV-durchlässige Röhre (46) zum Umgeben und Schützen der Lampe aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, die eine Einrichtung (22, 96, 98, 104) aufweist, um den Kerzenfilter (110) penetrierbar auf der Röhre zu befestigen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die Durchgänge (102, 202) aufweist, um von der Lampe bestrahltes Wasser zur äußeren zylindrischen Oberfläche des Kerzenfilters zu leiten, und die weitere Durchgänge (120, 124, 220, 194) aufweist, um gefiltertes Wasser von der inneren zylindrischen Oberfläche neben der Röhre zu leiten, um das gefilterte Wasser einer UV-Bestrahlung auszusetzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Befestigungseinrichtung (96) die Durchgänge (102) umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die eine Einrichtung (20, 96; 162, 170) zum lösbaren Befestigen des Kerzenfilters innerhalb der Vorrichtung aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen Sockel (18) zum Tragen der Lampe und eine Einrichtung (70) aufweist, um den Sockel abnehmbar anzubringen, um ein Austauschen der Lampe zu ermöglichen.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Filtereinrichtung eine Einrichtung (114, 116; 156) zum lösbaren Befestigen des Kerzenfilters auf der Lampe umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Einrichtung (47, 132, 138) zum Erzeugen von Ozon innerhalb der Vorrichtung sowie eine Einrichtung (144, 150, 154) zum Mitreißen des Ozons mit dem Wasser aufweist, um Mikroorganismen abzutöten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, die einen Einlaß (30) zum Zuführen von zu filterndem Wasser in die Vorrichtung aufweist, und bei der die Mitreißeinrichtung einen Lufttrichter (150) umfaßt, um das Ozon mit dem durch den Einlaß zugeführten Wasser mitzureißen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Erzeugungseinrichtung einen Luft-Zwischenraum neben der UV-Quelle umfaßt, und bei der die Mitreißeinrichtung einen Kanal (132, 140, 152) aufweist, der sich von dem Luft- Zwischenraum zum Lufttrichter erstreckt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, die eine Einrichtung (142, 144, 146) aufweist, um den Fluß durch den Kanal in eine Richtung einzuschränken.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, die in dem Kanal ein Prüfventil (142, 144, 146) aufweist.

15. Verfahren zum Reinigen von Wasser innerhalb einer Vorrichtung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

a) Bestrahlen des zu reinigenden Wassers mit ultravioletter Strahlung, um Mikroorganismen abzutöten;

b) Filtern des bestrahlten Wassers, um Partikelstoffe zu entfernen;

c) weiteres Bestrahlen des gefilterten Wassers, um Mikroorganismen abzutöten, die im Wasser vom Filter (110; 150) mitgerissen wurden, wobei die Vorrichtung eine Röhre (46) aufweist, die eine längliche Lampe (78) zum Abstrahlen ultravioletter Strahlung aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin die Schritte aufweist:

d) Vorsehen eines Kerzenfilters (110; 150) zum Filtern des bestrahlten Wassers, wobei der Kerzenfilter eine äußere zylindrische Oberfläche (186) und eine innere zylindrische Oberfläche (187) aufweist,

e) penetrierbares Tragen des Kerzenfilters auf der Röhre in einer Umfassungsbeziehung zu dieser,

f) Leiten des bestrahlten Wassers durch die äußere zylindrische Oberfläche hindurch, und

g) Befördern des gefilterten Wassers von der inneren zylindrischen Oberfläche neben der Röhre, um den Schritt des weiteren Bestrahlens des gefilterten Wassers auszuführen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, das den Schritt des Mitreißens von Ozon mit dem zu filternden Wasser aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, das den Schritt des Erzeugens des mitzureißenden Ozons innerhalb der Vorrichtung aufweist.