EP1530503B1 - Gasanreicherungsmodule - Google Patents

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EP1530503B1
EP1530503B1 EP03735644A EP03735644A EP1530503B1 EP 1530503 B1 EP1530503 B1 EP 1530503B1 EP 03735644 A EP03735644 A EP 03735644A EP 03735644 A EP03735644 A EP 03735644A EP 1530503 B1 EP1530503 B1 EP 1530503B1
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EP
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gas
container
fluid
enrichment
fluids
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Abolghassem Pakdaman
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Definitions

  • the invention relates to a device for gas enrichment of fluids, a method for producing gas-enriched fluids, and the use of the above-mentioned device in human and veterinary medicine, pharmacy, food industry, cosmetics, environmental research, environmental technology and environmental industry.
  • the aerobic life on earth was and is a revolutionary step in the world revolution and started among other things. with the help of oxygen, hydrogen, nitrogen, carbon, water and light quanta.
  • the oxygen in the uranium atmosphere crystallized out as an existential element and thus as a basis of life for all aerobics.
  • Oxygen is a highly potent, vital element that is capable of u.a. To realize the energy production via ATP in connection with the mitochondrial respiratory chain. Oxygen acts as an information carrier and has u.a. a quantum effect.
  • U.S. Patent No. 4,674,888 discloses an industrial gas injector for use within a mixing apparatus in which gas or a fluid is introduced through a microporous wing-like introducing unit into the flow of a flowing medium to mix the gas or fluid with the medium.
  • the German Utility Model DE 298 22 696 further discloses a device for producing carbonated water with a pressurized carbon dioxide supply device for domestic use.
  • the feed device has at its end lying near the bottom of a container to a distribution element, the top and mantle is formed by a very close-meshed screen.
  • US Pat. No. 4,735,709 discloses an industrial mineral separation device in which the mineral-containing constituents of a parent rock are introduced into the said device as a water-containing slurry mixture.
  • the mineral components are separated by means of foam generation, wherein the foam is produced by the introduction of bubbles into the slurry mixture by means of a porous microdiffuser.
  • the object of the invention is to provide a device for gas enrichment in Fluids and a method using the aforementioned device, which can be manufactured and applied comparatively simple and inexpensive and allows effective gas enrichment, which is effectively to be understood that both a high dissolved gas content is achieved in the fluid, and this gas content in time History after gas enrichment in comparison is maintained long.
  • the object of the invention is achieved by a device having the features of the first claim, or by a method according to the corresponding method claim.
  • the gas enrichment device has a container for a fluid in which the fluid which is to be enriched with gas is or in which the fluid is supplied.
  • a container for a fluid in which the fluid which is to be enriched with gas is or in which the fluid is supplied are, for example, a bottle, cylinder or tubular container, which is preferably made of steel, ceramic or glass.
  • means for supplying gas into the container include a gas bottle in which the gas is stored prior to enrichment and a gas line in the container.
  • the gas is supplied to the device, for example, at 3 to 3.5 bar.
  • means for supplying the fluid are provided in the container.
  • a supply of drinking water is provided as a supply means, wherein the inlet is connected to the domestic tap water connection.
  • the fluid is supplied to the device at 4.5 to 6 bar, for example.
  • the fluid is supplied to the device at a higher pressure than the gas.
  • the means for supplying the gas and / or the fluid are multiply perforated in the container sieve-like, so as to provide outlet openings for the gas or fluid.
  • the outlet openings of the gas are preferably located in the fluid.
  • the sieve-like, multiple perforation of the gas supply means causes an effective solution of the gas in the fluid due to an atomizing effect.
  • the sieve-like, multiple perforation of the fluid supply means causes an effective solution of the gas due to the fluidizing effects on the fluid. which is added downstream of the fluid in the container.
  • the container can also be double-walled or multi-walled.
  • the gas concentration in the liquid can be increased so advantageous.
  • the multiple perforation of the gas supply means allows a showerhead-like exit of the gas into the fluid, wherein the gas flow is distributed to the multiple perforations and thus the exit velocity at the individual perforation is reduced with respect to a single gas outlet opening with the same gas flow rate.
  • This allows a particularly uniform, turbulence-free gas inlet into the fluid compared.
  • each individual small perforation is surrounded by fluid in which the gas can be dissolved.
  • the multiple perforation in addition to the extended gas enrichment due to the large-area distribution of the outlet openings additionally allows a particularly uniform and effective gas enrichment of the fluid.
  • the multiple perforation with respect to a single outlet opening allows an increased gas or fluid flow rate, in particular if the area of all the outlet openings is increased compared to a single outlet opening due to the multiple perforation.
  • Fluid in the context of the invention is to be interpreted broadly. These are, for example, liquids such as drinking water, blood, serums, injection solutions, suspensions but also fluids of higher viscosity, such as cosmetic lotions and creams. If, for example, drinking water is enriched with gas, it can be specially prepurified by filters in the fluid supply means, for example the nitrate, heavy metal, pesticide or insecticide content, etc., being reduced.
  • gases for example, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, argon, helium, neon, krypton, Radon, ozone and xenon in question.
  • the oxygen can be used in both molecular O 2 form, ionized form and in singlet form.
  • a drain is provided, via which the enriched fluid flows out of the container.
  • the device according to the invention is further characterized in that, due to the simple construction in comparison, the device can be put into operation quickly. In addition, it is easy to use and can be easily cleaned, for example by using disinfectants.
  • the device is preferably operated so that the corresponding hygienic requirements are met, which is easy to meet due to the inventive design of the invention.
  • a plurality of separate, multiple sieve-like perforated exit regions are provided, via which the supply of the gas or fluid takes place.
  • multi-sided supply of gas or fluid latter is enriched particularly effective.
  • a plurality of outlet regions may be provided in order to supply different gases or fluids, in particular if their mixing is not possible or technically complicated before gas or gas enrichment.
  • the device according to the invention further comprises a container which is subdivided into volume sections, wherein the subdivision is effected by one or more walls which are perforated in multiple sieves. If several walls are provided, a particularly effective enrichment is achieved. For example, effective gas enrichment results in a number of 50 to 60 perforated walls.
  • the walls or walls are preferably arranged so that the fluid and gas flow through the perforations of the wall or the walls during the flow from the feed means to the drain.
  • the multiply perforated walls are at such a distance from one another that sufficient turbulence of the wall is created Fluids can form after flowing through the perforations of the respective wall, so that an effective enrichment is achieved, in practical experiments, a distance of 1 to 2 mm between the subdivision effecting walls has been found to be suitable.
  • the walls are made of wire mesh or perforated glass, ceramic or plastic plates.
  • the container wherein the walls are at least partially perforated differently in comparison.
  • the walls consist of different wire mesh, each of which has a plurality of perforations (meshes) of 64 ⁇ m or 0.1 mm diameter (mesh size).
  • the liquid is particularly strongly swirled when flowing through the respective different perforations, resulting in a particularly effective enrichment.
  • a plurality of grades of differently perforated walls are provided and are spatially arranged alternately alternately.
  • the fluid is exposed in the course of its flow from the supply means to the outflow on the walls to different but periodically recurring flow conditions. Due to the periodic flow conditions and the resulting flow behavior of the fluid are particularly favorable gas enrichment conditions.
  • the means for supplying the fluid or gas are designed in multiple layers and have from layer to layer different sieve-like multi-perforated sections for the provision of outlet openings. This ensures that the fluid or gas is already strongly swirled during the inflow into the container and thus a strong mixing of gas and fluid is achieved.
  • the feed means for this purpose have different wire meshes, the diameter of the perforations of the respective wire mesh layer decreasing in the flow direction of the fluid or gas.
  • a combination of one layer of coarsely perforated (coarse mesh) wire mesh of 2 mm perforation diameter (mesh size) results in a further layer of a finer one Perforated wire mesh (also called Abstromgewebe) with 0.4 mm mesh size and a layer of a finely perforated wire mesh (also called filter fabric) with 0.60 micron mesh size to a particularly effective enrichment of gas in the fluid.
  • coarsely perforated (coarse mesh) wire mesh of 2 mm perforation diameter (mesh size) results in a further layer of a finer one Perforated wire mesh (also called Abstromgewebe) with 0.4 mm mesh size and a layer of a finely perforated wire mesh (also called filter fabric) with 0.60 micron mesh size to a particularly effective enrichment of gas in the fluid.
  • the means for supplying the fluid or gas are designed like a tube.
  • no outlet openings are provided, for example, characterized in that the tube is closed on one side on the end face and thus the fluid which flows via an end face into the tube, is forced to flow through the perforated lateral surface of the tube into the container. The resulting flow conditions and turbulence in the fluid are particularly favorable for effective gas enrichment.
  • the container is designed tubular. This achieves a uniform velocity profile in the course of the flow. Flow-calmed zones, for example at edges and in corners where bacteria could disadvantageously accumulate, are avoided.
  • the device is largely made of V2A.
  • V2A the device is largely made of V2A.
  • the device is largely made of electropolished steel. Electropolished steel has comparatively low roughness. In addition, the surfaces of the device are particularly well deburred by electropolishing treatment in comparison. The accumulation of contaminants or bacteria in the device is avoided.
  • the container is designed pressure-tight, so as to be able to apply pressure to it, for example, by the inflowing gas. Furthermore, funds can also be provided to pressurize the container.
  • the pressure-tight embodiment relates, for example, the material and the wall thickness of the container as well as the configuration of the openings of the container.
  • openings of the container for example, to fill the fluid and / or discharge, the supply line of the gas excepted, designed pressure-sealable.
  • the openings are provided with screw or bayonet and with rubber seals, alternatively provided with shut-off valves and discharges can be provided on the container. This makes it possible to increase the gas enrichment according to the laws of physics of gas kinetics and to maintain the gas enrichment at equilibrium even after enrichment
  • means for cooling are provided.
  • it is cooling hoses in or around the container through which cooled liquid is passed due to an expansion process or Peltier institute attached to the container. This allows the gas enrichment to be increased according to the laws of physics of gas kinetics.
  • the means for supplying the gas in the region around the outlet openings of the gas are substantially cylindrical, conical, spiral, ellipsoidal, spherical, funnel-shaped, nozzle-shaped or wavy. This ensures that the gas outlet openings, so the perforated area, are distributed over a large area or is extended. By this measure, a particularly efficient and uniform gas enrichment is achieved.
  • a further advantageous Ausgestakungsvarjante the device according to the invention provides as part of the means for gas supply at least one valve.
  • the gas supply can be advantageously interrupted and / or regulated. If, in addition, a separation of the container from the gas supply nozzles is provided, the valve or a plurality of valves can, with a corresponding arrangement of the valves, carry out this separation without gas loss in the gas supply means and / or be made to the container.
  • the gas supply means for example a gas container can be exchanged without loss of gas.
  • the means for supplying the gas to a pressure gauge can be read or controlled, in order then to be able to be regulated by means additionally provided for this purpose, for example a valve.
  • the means for supplying the gas to a pressure reducer can be reduced and set at a constant level.
  • the pressure of the supplied gas can be reduced and set at a constant level.
  • the container has a plurality of constrictions, These are compared to the gas outlet openings arranged so that a flow of the fluid is caused by the gas outlet and / or the possibly existing inflow of the fluid, which promotes the gas enrichment
  • the fluid is located in a tubular, with inlet and outlet container, which is tied like a tie several times around its tube axis. The fluid flows through the tubular container from inlet to outlet. In a lying between two constrictions bulbous thickening of the tube is supplied to one or more sides of one or more perforated outlet regions of the gas to the fluid.
  • the flow direction of the fluid is directed behind the respective constriction due to fluidic effects in particular on the gas outlet openings and thus causes a particularly effective gas enrichment.
  • the exit regions are arranged in the constriction. Due to the increased Flow rate of the fluid within the constrictions of the container and the pressure or compression effects occurring there on the molecules, the fluid is particularly effectively enriched with gas.
  • the device in each case at least one inflow and outflow are provided in the container.
  • This allows in addition to the simple supply and discharge of the fluid in and out of the container, the simultaneity of both processes.
  • the fluid in addition to the time saved in a continuous process, the fluid can be enriched evenly with in each case the same amount of gas per amount of fluid flowing through the container.
  • parts of the parts located in the container of the gas supply means are rotatably mounted.
  • the areas around the outlet openings rotate about an axis of rotation.
  • the axis is the axis of rotational symmetry of the above-mentioned rotationally symmetrical outlet opening regions of the gas, such as cylindrical, conical, ellipsoidal, spherical, funnel-shaped.
  • an axis passing through the center of the spiral may be provided as a rotation axis, or in the case of a wave-shaped discharge region, an axis of rotation may be provided in the longitudinal direction of the waveform at the center of the waveform.
  • the outlet openings By rotatably supporting a rotational movement of the outlet openings is thus possible, thus achieving a particularly effective and uniform gas enrichment.
  • the rotational movement is achieved in a variant by a mechanical drive.
  • the recoil property of the exiting gas is used to obtain a simple device with at the same time particularly effective gas enrichment.
  • the outlet openings are arranged corresponding to their respective exit directions to the axis of rotation so as to cause a total of a torque with respect to the axis of rotation and thus a rotational movement of the outlet openings.
  • the outlet openings have different opening size. Because of that, different Causes flow velocities at the outlet openings to cause a total of torque with respect to the axis of rotation and thus a rotational movement of the outlet openings.
  • the invention further relates to a process for the preparation of gas-enriched fluids using the claimed device.
  • a gas enriched fluid can be produced, in particular inexpensively and efficiently, for example for applications in chemistry, biochemistry, physics and biophysics as well as in human and veterinary medicine and pharmacy as well as in the environmental industry.
  • the apparatus used and the method involved are very environmentally friendly and, in particular, can be applied using existing natural products such as natural tap water on the one hand and naturally occurring gases on the other hand.
  • the comparatively simple device makes it possible to apply the method quickly and thus to produce the enriched fluids in the short term. Further advantageous effects of the method coincide with the above advantages of the device embodiments.
  • Naturally tap water u. a. Water from a well or a spring.
  • the device according to the invention is advantageously used in medicine and pharmacy, for example for gas enrichment of blood products, serums, injection solutions, suspensions drops, lotions, creams, tinctures.
  • the gas-enriched fluids serve as micronutrients or unfold a disease-preventing or health-promoting and Lebenslaubverbessemde effect.
  • Medical application finds the device or the gas-enriched fluids in the pain therapy as a supportive measure, as a reinforcing measure in a pharmaceutical treatment, for example with antibiotics and in migraine treatment.
  • the device is used in oxygen therapy measures such as Peroral Oxygen Therapy (POT).
  • POT Peroral Oxygen Therapy
  • Peroral oxygen therapy provides optimal gas uptake and sterilization in the body to combat cellular hypoxia as the cell's core problem.
  • the device according to the invention is used in a wide range of applications, wherein according to the field of application and the required amount of gas to be gasified, the embodiment and size of the device are adapted accordingly.
  • an inlet and outlet device for gas enrichment of drinking water is used, wherein the inlet is connected to the domestic tap water connection.
  • the device is small in size and is not operated continuously, i. the container is filled with fluid, then the fluid is enriched with gas, then the enriched fluid is removed.
  • FIG. 1 shows an apparatus in which the means for supplying the gas comprise a gas container 2, a feed line 3, a cylindrical region 4 around the outlet openings of the gas and a pressure reducer 6.
  • the gas is supplied to the bottle-shaped container 1, in which the fluid is located.
  • the cylindrical region 4 is perforated several times, so that the gas can flow into the fluid.
  • This perforated area can be single-wall or multi-walled.
  • the fluid is thus enriched with gas.
  • a flow 5 is provided for the fluid.
  • the gas-enriched fluid of the device can be removed.
  • a valve 7 provided on the one hand to interrupt the process.
  • the container 1 can be completed pressure-tight up to the gas supply 3, so as to make the gas enrichment and to obtain a particularly high gas concentration in the fluid according to the laws of physics of gas.
  • This illustrated embodiment of the device is used in particular when the supply, gas enrichment and the removal of the fluid are not carried out continuously.
  • the cylindrical portion 4 may be filled in the form of a sponge or with perforated plates, so as to make the gas enrichment more effective.
  • Perforated plates are preferably arranged perpendicular to the flow direction of the gas.
  • the sponge-like structure can be realized by filling with sand.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the device in which the means for supplying the gas comprise a gas container 2, a feed line 3, a conical region 9 around the outlet openings of the gas and a pressure reducer 6.
  • the gas is supplied to the bottle-shaped container 1, in which the fluid is located.
  • the conical region 9 is perforated several times, so that the gas can flow into the fluid.
  • the conical region can be single or multiwalled. In particular, it can be designed like a sponge inside.
  • the fluid is thus enriched with gas.
  • a flow 5 is provided for the fluid.
  • the gas-enriched fluid of the device can be removed.
  • a valve 7 is provided, on the one hand to interrupt the flow.
  • the container 1 can be completed pressure-tight up to the gas supply 3, so as to make the gas enrichment and to obtain a particularly high gas concentration in the fluid according to the laws of physics of gas.
  • This illustrated embodiment of the device is used in particular when the supply, gas enrichment and the removal of the fluid are not carried out continuously.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the device, this being the case here tubular container 1 is provided with an inlet 11 and a drain 12 for the fluid, so as to achieve a continuous operation of the device.
  • the gas is supplied from the gas container 2 via the supply line 3 and the pressure reducer 6 to the ellipsoidal and multiply perforated outlet region 9 in the container 1.
  • the exit region 9 can be single-wall or multi-walled. There, the gas enters through openings of the perforated area 9 in the fluid, which has flowed through the inlet 11 into the container 1.
  • the thus enriched fluid flows through the outlet 12, the outlet region 13 may be one or more walls.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the device, wherein again the tubular container 1 is provided with an inlet 11 and a drain 12 for the fluid so as to achieve a continuous operation of the device.
  • the gas is supplied from the gas container 2 via the supply line 3 and the pressure reducer 6 to the conical and multiply perforated discharge region 13 in the container 1 in this embodiment variant. There, the gas enters the fluid through outlet openings of the perforated region 1 3, but which has flowed into the inlet 11 into the container 1.
  • the thus enriched fluid flows through the outlet 12, the outlet region 13 may be one or more walls.
  • FIG 5 shows a further embodiment of the device is shown, wherein the container 1 shown here next to the inlet 11 and outlet 12 with a plurality of constrictions 15 and resulting bulbous thickening 16 is provided. Furthermore, two gas containers 2, two supply lines 3, two pressure reducers 6 and two gas outlet regions 14 are provided. This opens up the possibility of enriching the fluid with different gases in addition to the multi-sided, thus effective gas enrichment.
  • the gas is in each case supplied from the gas container 2 via the supply line 3 and the pressure reducer 6 to the outlet region 14 in the container 1 which is nozzle-shaped and multiply perforated in this embodiment variant. There, the gas enters through each outlet openings of the perforated region 14 in the fluid, which has flowed through the inlet 11 into the container 1.
  • the thus enriched fluid flows through the drain 12.
  • the exit regions 14 are in the bulbous Thickening of the container 1 is arranged.
  • the fluid flows due to the expanded cross-section after the constriction 15 targeted to the gas outlet regions 14, as illustrated by the arrows. This makes the gas enrichment particularly effective.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the device is shown, wherein the container 1 shown here is also provided next to the inlet 11 and outlet 12 with a plurality of constrictions 15 and resulting bulbous thickening 16.
  • a plurality of gas supply lines 3 are provided, via which one or more different gases are supplied to the outlet areas 15 located in the container 1.
  • the exit regions 1 5 are arranged in this constriction variant in the constrictions 15 of the container 1, The resulting reduction of the fluid for the fluid causes a local increase in the flow velocity, resulting in a more effective gas enrichment.
  • a representation of the gas container is omitted, since the type of storage of the gas, or the source of the gas for the illustrated embodiment is immaterial.
  • the gas-liquid mixture is compressed, resulting in a more effective gas enrichment.
  • Figure 7 shows a further embodiment of the device, which provides a tubular, provided with inlet 11 for the fluid and drain 12 container 1.
  • the gas enrichment takes place on two sides in the container 1 via in each case the gas supply lines 3 and the cylindrical, multiply perforated outlet regions 17th
  • Figure 8 shows a cross section through a container 1 of a further embodiment, with double gas inlet 3 and double inlet 11 for the fluid. There are each nozzle-shaped, generally star-shaped arranged outlet regions 18, through which the fluid is enriched with gas.
  • FIG. 9 shows a cross section through a container 21 of an embodiment of the device according to the invention.
  • the tubular container 21 is provided on the front sides with lids 22, 23, which seal off the tubular container by means of sealing rings 24.
  • this is only a removable lid provided while the tubular container and the other lid is designed in one piece.
  • the container 21 has a length of 180 mm, an inner diameter of 50 mm and a wall thickness of 1.6 mm and is made of 1.4401 V2A steel.
  • the container 21 is divided by multi-perforated walls 30 in volume sections.
  • the circular walls 30 are made of stainless steel wire mesh, which is edged with folded sheet steel.
  • the walls 30 are aligned parallel to the covers 22, 23 and after removing the cover 22 or 23 easily in the container 21 for cleaning purposes or adaptation of the desired degree of gas enrichment to bring or, from the container 21 removable.
  • the two types of walls 30 are mounted in alternating order so as to achieve effective gas enrichment.
  • the fluid is supplied to the container 21 via the opening 25 in the lid 22.
  • the fluid supply means further comprise a tube-like element 28 of about 9 cm in length and 2.5 cm in outer diameter, the lateral surfaces 27 is designed to be multi-layered.
  • the outer surface 27 consists in its interior of grobmaschigem (coarsely perforated) stainless steel wire mesh of 2 mm perforation diameter (mesh size) to stabilize the construction of an overlying layer of a fine perforated wire mesh with 0.4 mm mesh size and a layer of a very perforated wire mesh with 0, 60 ⁇ m mesh size.
  • no outlet openings for fluid are provided in the container 21.
  • the tube 28 is closed on one side on the end face 29 and the fluid which flows into the tube 28 via the other end face is thus forced to flow into the container 21 via the perforated lateral surface 27 of the tube 28.
  • the gas is supplied to the container 21 via the opening 37 in the lid 22.
  • the gas supply means further comprise a tube-like element 35 of about 9 cm in length and 2.5 cm in outer diameter, the lateral surfaces 34 is designed multi-layered.
  • the outer surface 34 consists in its interior of grobmaschigem (coarsely perforated) stainless steel wire mesh of 2 mm perforation diameter (mesh size) to stabilize the construction of an overlying Position of a fine perforated wire mesh with 0.4 mm mesh size and a layer of a very perforated wire mesh with 0.60 ⁇ m mesh size.
  • no outlet openings for gas are provided in the container 21.
  • the tube 35 is closed on one side on the end face 36 and the gas which flows into the tube 35 via the other end face is thus forced to flow into the container 21 via the perforated lateral surface 34 of the tube 35.
  • the tubular elements of the gas or fluid supply means are each aligned parallel to the lateral surface of the tubular container 21, so as to achieve an effective gas enrichment in the fluid surrounding the tubular supply elements.
  • the resulting from the design and arrangement flow conditions and turbulence in the fluid are particularly favorable for effective gas enrichment.
  • gas may be supplied through the opening 31 as part of the gas supply means to the container 21 and then added to the fluid by means of the turbulence achieved at the perforated walls 30 in combination with the flows obtained at the exit openings of the tubular feed means 28, 35.
  • the opening 31 can be arranged centrally in the container 21 as shown.
  • the opening 31 is arranged in the region of the tubular gas or fluid supply elements, so as to achieve a gas enrichment different from that shown in FIG. 9 with a centrally arranged opening 31.
  • the enriched fluid is removed via the outlet 26, which is provided as an opening in the lid 23, the container 21.
  • FIG. 10 shows a cross section through a container 21 of a further embodiment of the invention.
  • the tubular container 21 is provided on the front sides with lids 22, 23, which seal off the tubular container by means of sealing rings 24.
  • the container 21 has a length of 180 mm, an inner diameter of 63 mm and a wall thickness of 1.6 mm and is made of 1.4404 V2A steel.
  • the container 21 is divided by multi-perforated walls 30 in volume sections.
  • the circular walls 30 are made of stainless steel wire mesh, which is edged with folded sheet steel. The walls 30 are aligned parallel to the covers 22, 23 and after removing the lid 22 or 23 easily in the container 21 for cleaning purposes or adaptation of the desired degree of gas enrichment to bring or removable from the container 21.
  • the fluid is supplied to the container 21 via the opening 25 in the container 21.
  • the gas is supplied through the opening 31 as part of the gas supply means to the container 21 and then added to the fluid by means of the turbulence generated at the perforated walls 30.
  • the fluid enriched in this way can be removed from the container 21 via the outlet 26, which is provided as an opening in the lid 23.
  • FIG. 11 shows a cross section through a container 21 of a further embodiment of the invention.
  • the tubular container 21 is provided on the front sides with lids 22, 23, which seal off the tubular container by means of sealing rings 24.
  • the container 21 is divided by multi-perforated walls 30 in volume sections.
  • the circular walls 30 are made of stainless steel wire mesh, which is edged with folded sheet steel.
  • the walls 30 are aligned parallel to the covers 22, 23 and after removing the lid 22 or 23 easily in the container 21 for cleaning purposes or adaptation of the desired degree of gas enrichment to bring or removable from the container 21.
  • the fluid is supplied to the container 21 via the opening 25 in the container 21.
  • the fluid supply means further comprise a tube-like element 32, the lateral surface of which is designed to be multi-perforated to provide outlet openings.
  • the element 32 may be spherical, ellipsoidal or cuboid.
  • the gas is supplied to the container 21 via the opening 31 in the container 21.
  • the gas supply means further comprise a tube-like element 33, the lateral surface of which is designed to provide multiple outlet openings for the provision of outlet openings.
  • the element 33 may be spherical, ellipsoidal or cuboid shaped.
  • the gas is added to the fluid by means of the turbulence achieved at the perforated walls 30 in combination with the turbulence achieved at the outlet openings of the tubular fluid supply manifolds 32 and gas supply means 33, respectively.
  • the fluid enriched in this way can be removed from the container 21 via the outlet 26, which is provided as an opening in the lid 23.
  • FIG. 12 shows a cross section through a container 21 of a further embodiment of the invention.
  • the tubular container 21 is provided on the front sides with lids 22, 23, which seal off the tubular container by means of sealing rings 24.
  • the container 21 is divided by multi-perforated walls 30 in volume sections.
  • the circular walls 30 are made of stainless steel wire mesh, which is edged with folded sheet steel.
  • the walls 30 are aligned parallel to the covers 22, 23 and after removing the lid 22 or 23 easily in the container 21 for cleaning purposes or adaptation of the desired degree of gas enrichment to bring or removable from the container 21.
  • the fluid is supplied to the container 21 via the opening 25 in the lid 22.
  • the gas is supplied to the container 21 via the opening 31 in the container 21.
  • the gas supply means further comprise a tube-like element 33, the lateral surface of which is designed to provide multiple outlet perforations.
  • the gas is added to the fluid by means of the swirling or flow ratios achieved at the perforated walls 30 in combination with the outlet openings of the tubular gas supply means 33 arranged centrally in the container 21.
  • the fluid enriched in this way can be removed from the container 21 via the outlet 26, which is provided as an opening in the lid 23.
  • FIG. 13 shows a cross section through a container 21 of a further embodiment of the invention.
  • the tubular container 21 is provided on the front sides with lids 22, 23, which seal off the tubular container 21 via sealing rings 24 pressure-resistant.
  • the container 21 is divided by multi-perforated walls 30 in volume sections.
  • the circular walls 30 are made of stainless steel wire mesh, which is edged with folded sheet steel.
  • the walls 30 are aligned parallel to the covers 22, 23 and are after removing the lid 22 or 23 easy to introduce into the container 21 for cleaning purposes or adaptation of the desired degree of gas enrichment or, from the container 21 removable.
  • the fluid is supplied to the container 21 via the opening 25 in the lid 22.
  • the fluid supply means further comprise a tube-like element 28, the lateral surface 27 of which is multiply perforated in a sieve-like manner in order to provide outlet openings for the fluid in the container 21.
  • a tube-like element 28 the lateral surface 27 of which is multiply perforated in a sieve-like manner in order to provide outlet openings for the fluid in the container 21.
  • no outlet openings for fluid are provided in the container 21.
  • the tube 28 is closed on one side on the end face 29 and the fluid which flows into the tube 28 via the other end face is thus forced to flow into the container 21 via the perforated lateral surface 27 of the tube 28.
  • the gas is supplied to the container 21 via the opening 31.
  • the gas supply means further comprise a tube-like element 35, whose lateral surface 34 is perforated several times to provide discharge openings for the gas into the container 21.
  • no outlet openings for gas are provided in the container 21.
  • the tube 35 is closed on one side on the end face 36 and the gas which flows into the tube 35 via the other end face is thus forced to flow into the container 21 via the perforated lateral surface 34 of the tube 35.
  • the tubular elements of the gas or fluid supply means are each oriented at right angles to each other so as to achieve effective gas enrichment in the fluid surrounding the tubular supply elements.
  • the resulting from the design and arrangement flow conditions and turbulence in the fluid are particularly favorable for effective gas enrichment.
  • the enriched fluid is removed via the outlet 26, which is provided as an opening in the lid 23, the container 21.
  • FIG. 14 shows a further embodiment of the invention.
  • This has a tubular container 21, which is closed at the end faces with lids 22, 23 and by means of sealing rings 24 pressure-tight.
  • the container 21 is multiply perforated walls 30 provided so that the container 21 is divided into volume sections.
  • the circular walls 30 consist of edged in folded sheet steel stainless steel wire mesh.
  • the walls 30 are aligned parallel to the covers 22, 23 and after removing the lid 22 or 23 easily in the container 21 for cleaning purposes or adaptation of the desired degree of gas enrichment to bring or removable from the container 21.
  • the fluid is supplied to the container 21 via the aperture 25 provided therein.
  • the supply means of the fluid comprise a check valve 40. This allows a pressure-free connection or disconnection of the device from the fluid supplying lines.
  • the check valve is optionally also combinable with the embodiments described above.
  • the fluid supply means comprise a vortex nozzle 41. This increases by an increased turbulence of the outflowing fluid gas enrichment. This additional effect can be achieved by providing the vortex nozzle 41 in the embodiments described above.
  • the gas is supplied to the container 21 via the opening 31 in the lid 23.
  • the gas supply means comprise a tube-like element 33, the lateral surface of which is multiply perforated in a sieve-like manner in order to provide discharge openings for the gas in the container 21.
  • the supply means for the gas have a check valve 40. This allows a pressure-free connection or disconnection of the device from the gas supplying lines.
  • a vortex nozzle 41 is provided at the inlet opening 31, which ensures an increased turbulence of the entering into the container 21 gas.
  • the tubular element of the gas supply means is oriented perpendicular to the inlet opening of the fluid, so as to achieve an effective gas enrichment in the container 21.
  • the resulting from the design and arrangement flow conditions and turbulence in the fluid are particularly favorable for effective gas enrichment.
  • the enriched fluid is removed via the outlet 26, which is provided as an opening in the lid 22, the container 21.
  • a check valve 40 is also provided at the drain 26.
  • a further vortex nozzle 41 arranged downstream of the outflow 26 provides an additional, advantageous turbulence of the enriched fluid.
  • the embodiment shown in Figure 15 shows a piston-like inner container 151, which has a gas supply 152 on one end face.
  • the container 151 is provided with at least one perforated wall.
  • the fluid is supplied to an outer container 153 via feeds 154, which may include vortex nozzles.
  • An outlet 155 is provided at the opposite end which is closable.
  • the walls of the container 153 may be transmissive to photons in order to irradiate the contents with photons to enhance the desired effects.
  • the inner container 151 is provided with sand 156 or perforated layers.
  • the invention may be intended for very small and medium sized or large industrial plants. It can be designed in different dimensions.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gasanreicherung von Fluiden, ein Verfahren zur Herstellung von mit Gasen angereicherten Fluiden, sowie die Verwendung oben genannter Vorrichtung in der Human- und Veterinärmedizin, Pharmazie, Nahrungsmittelindustrie, Kosmetik, Umweltforschung, Umwelttechnologie sowie Umweltindustrie.
  • Das aerobe Leben auf der Erde war und ist ein revolutionärer Schritt in der Weltevolution und begann u.a. mit Hilfe von Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Wasser und Lichtquanten.
  • Die Vorstufe zur Lebenserscheinung geschah durch den Urknall als existentiellem Naturprozess.
  • Nach der Urexplosion und der freigewordenen massiven Energiemenge erfolgte die Umwandlung der Materie in Gas- und Wasserdampfförmige, flüssige und feste Bestandteile, wodurch die ersten Bausteine für das atomare, molekulare und zelluläre Leben gelegt wurden.
  • Der Sauerstoff in der Uratmosphäre kristallisierte sich als ein existentielles Element heraus und damit als Lebensgrundlage für alle Aerobier.
  • Sauerstoff ist ein hoch potentes, lebensnotwendiges Element, welches fähig ist, u.a. die Energiegewinnung über ATP in Zusammenhang mit der mitochondrialen Atmungskette zu realisieren. Sauerstoff fungiert als Informationsträger und besitzt u.a. einen Quanteneffekt.
  • Ferner zeigen beziehungsweise bestätigen Geschichte und Entwicklung von Wissenschaft und Technologie, dass ein Zusammenhang besteht zwischen gasförmigen, flüssigen, festen Medien als Hauptbestandteile der Erde einerseits und Lichtquanten andererseits, Ferner stehen sie als Energieträger der Erde als Makrokosmos mit dem menschlichen Körper als Mikrokosmos in Relation.
  • Es hat sich vor diesem Hintergrund gezeigt, dass beispielsweise mit Gasen angereicherte Arzneimittel, Nahrungsmittel und Kosmetikprodukte ein erweitertes Wirkspektrum sowie eine gesteigerte Effektivität zeigen.
  • Vorrichtungen zur Anreicherung von Gas in Fluiden sind bekannt. So ist beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO 01/81832 eine Vorrichtung zum Injektieren von heißem Dampf in strömendes Wasser zum Zwecke des Erhitzens des Wassers, Bei der besagten Vorrichtung wird in das von Wasser durchströmten Gehäuse ein poriger Tubus aus Keramik oder Sintermetall angeordnet, durch dessen Poren der Dampf in das Wasser geleitet wird. Bei einem derartigen Tubus sammeln sich jedoch Bakterien in den Poren an, so dass die Vorrichtung zur Anwendung insbesondere in der Human- und Veterinärmedizin, Pharmazie, Nahrungsmittelindustrie ungeeignet ist.
  • Weiterhin ist aus der amerikanischen Patentschrift US 4,674,888 ein industrieller Gasinjektor zur Verwendung innerhalb einer Mischapparatur bekannt, bei welchem Gas oder ein Fluid durch eine mikroporöse flügelartige Einführeinheit in den Strom eines fließenden Mediums eingebracht wird, um das Gas oder das Fluid mit dem Medium zu mischen. Das Deutsche Gebrauchsmuster DE 298 22 696 offenbart ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von kohlensäurehaltigen Wasser mit einer Zuführeinrichtung für unter Druck stehendes Kohlendioxid für den häuslichen Bedarf. Die Zuführeinrichtung weist an ihrem nahe des Bodens eines Behälters liegenden Ende ein Verteilelement auf, dessen Oberseite und Mantel von einem sehr engmaschigen Sieb gebildet wird.
  • Weiterhin ist aus der amerikanischen Patentschrift US 4,735,709 eine industrielle Mineraltrennungsvorrichtung bekannt, bei welcher die mineralhaltigen Bestandteile eines Muttergesteins als wasserhaltige Breimischung in die besagte Vorrichtung eingebracht werden. Die Mineralbestandteile werden mit Hilfe einer Schaumerzeugung getrennt, wobei der Schaum durch die Einführung von Blasen in die Breimischung vermittels eines porigen Mikrodiffusors erzeugt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden sowie ein Verfahren unter Verwendung vorgenannter Vorrichtung, welche vergleichsweise einfach und preiswert hergestellt bzw. angewandt werden kann sowie eine effektive Gasanreicherung ermöglicht, wobei effektiv so zu verstehen ist, dass sowohl ein hoher gelöster Gasanteil im Fluid erreicht wird, als auch dieser Gasanteil im zeitlichen Verlauf nach der Gasanreicherung im Vergleich lange erhalten bleibt.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des ersten Anspruches gelöst, bzw. durch ein Verfahren gemäß dem entsprechenden Verfahrensanspruch.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gasanreicherung weist ein Behältnis für ein Fluid auf, in dem sich das Fluid, welches mit Gas angereichert werden soll, befindet bzw. in welches das Fluid zugeführt wird. Dabei handelt es sich beispielsweise um ein flaschen-, zylinder- oder rohrförmiges Behältnis, welches bevorzugt aus Stahl, Keramik oder Glas gefertigt ist.
  • Femer sind Mittel zur Zuführung von Gas in das Behältnis vorgesehen. Beispielsweise umfassen diese eine Gasflasche, in dem das Gas vor der Anreicherung aufbewahrt wird und eine Gasleitung in das Behältnis. Das Gas wird beispielsweise mit 3 bis 3,5 bar der Vorrichtung zugeführt. Darüber hinaus sind Mittel zur Zuführung des Fluides in das Behältnis vorgesehen. Beispielsweise ist ein Zulauf von Trinkwasser als Zuführungsmittel vorgesehen, wobei der Zulauf mit dem häuslichen Leitungswasseranschluss verbunden ist. Das Fluid wird beispielsweise mit 4,5 bis 6 bar der Vorrichtung zugeführt. Üblicherweise wird das Fluid gegenüber dem Gas mit höherem Druck der Vorrichtung zugeführt.
  • Die Mittel zur Zuführung des Gases und/ oder des Fluides sind im Behältnis siebartig mehrfach perforiert, um so Austrittsöffnungen für das Gas bzw. Fluid bereitzustellen. Die Austrittsöffnungen des Gases befinden sich dabei bevorzugt im Fluid. Die siebartige, mehrfache Perforation der Gaszuführungsmittel bewirkt aufgrund einer zerstäubenden Wirkung eine effektive Lösung des Gases in dem Fluid. Die siebartige, mehrfache Perforation der Fluidzuführungsmittel bewirkt aufgrund der Verwirbelungseffekte auf das Fluid eine effektive Lösung des Gases, welches dem Fluid im Behältnis nachgeordnet zugesetzt wird.
  • Das Behältnis kann auch doppelwandig oder mehrfachwandig sein. Die Gaskonzentration in der Flüssigkeit kann so vorteilhaft erhöht werden.
  • Durch die mehrfache Perforation und die damit verbundene weiträumige Verteilung der Austrittsöffnungen ergibt sich gegenüber einer einzelnen Austrittsöffnung eine vergleichsweise weit ausgedehnte Austrittsfläche des Gases bzw. Fluids, Die mehrfache Perforation ermöglicht somit einen im Vergleich breitflächigeren Eintritt von Fluid in das Behältnis bzw. von Gas in das Fluid,
  • Ferner wird durch die mehrfache Perforation der Gaszuführungsmittel ein brausenkopfähnlicher Austritt des Gases in das Fluid ermöglicht, wobei der Gasdurchsatz sich auf die mehrfachen Perforationen verteilt und damit die Austrittsgeschwindigkeit an der einzelnen Perforation gegenüber einer einzelnen Gassaustrittsöffnung mit gleichem Gasdurchsatz reduziert ist. Dadurch wird ein im Vergleich besonders gleichmäßiger, turbulenzfreier Gaseintritt in das Fluid ermöglicht. Ferner ist jede einzelne im Vergleich kleine Perforation von Fluid umgeben, in welchem das Gas gelöst werden kann. In dieser Hinsicht ermöglicht die mehrfache Perforation neben der ausgedehnten Gasanreicherung aufgrund der großflächigen Verteilung der Austrittsöffnungen zusätzlich eine besonders gleichmäßige und effektive Gasanreicherung des Fluids.
  • Daneben ermöglicht die mehrfache Perforation gegenüber einer einzelnen Austrittsöffnung einen erhöhten Gas- bzw. Fluiddurchsatz, insbesondere wenn durch die mehrfach Perforation die Fläche aller Austrittsöffnungen gegenüber einer einzelnen Austrittsöffnung erhöht ist.
  • Fluid im Sinne der Erfindung ist weit auszulegen. Es handelt sich dabei beispielsweise um Flüssigkeiten wie Trinkwasser, Blut, Seren, Injektionslösungen, Suspensionen aber auch um Fluide höherer Viskosität wie beispielsweise kosmetische Lotionen und Cremes. Wird beispielsweise Trinkwasser mit Gas angereichert, kann dieses durch Filter in den Fluidzuführungsmitteln speziell vorgereinigt werden, beispielsweise der Nitrat-, Schwermetall-, Pestizid- oder Insektizidgehalt usw, reduziert werden. Als Gase kommen beispielsweise Sauerstoff, Kohlendioxid, Stickstoff, Wasserstoff, Argon, Helium, Neon, Krypton, Radon, Ozon und Xenon in Frage. Der Sauerstoff kann sowohl in molekularer O2-Form, ionisierter Form als auch in Singulett-Form Verwendung finden.
  • Femer ist ein Abfluss vorgesehen, über den das angereicherte Fluid aus dem Behältnis abfließt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass aufgrund des im Vergleich einfachen Aufbaus, die Vorrichtung schnell in Betrieb genommen werden kann. Darüber hinaus ist sie leicht zu bedienen und kann leicht gereinigt werden, beispielsweise durch Einsatz von Desinfektionsmitteln. Die Vorrichtung wird vorzugsweise so betrieben, dass die entsprechenden hygienischen Anforderungen erfüllt sind, was aufgrund der erfindungsgemäßen Auslegung der Erfindung leicht zu erfüllen ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind mehrere voneinander getrennte, mehrfach siebartig perforierte Austrittsbereiche vorgesehen, über die die Zuführung des Gases bzw. Fluides erfolgt. Durch die so erreichte mehrseitige Zuführung von Gas bzw. Fluid wird letzteres besonders effektiv angereichert. Ferner können mehrere Austrittsbereiche vorgesehen sein, um unterschiedliche Gase bzw. Fluide zuzuführen, insbesondere wenn deren Mischung vor der Gas- bzw. Gasanreicherung nicht möglich oder technisch aufwendig ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner ein Behältnis auf, das in Volumenabschnitte unterteilt ist, wobei die Unterteilung durch eine oder mehrere siebartig mehrfach perforierte Wände bewirkt wird. Sind mehrere Wände vorgesehen, wird eine besonders effektive Anreicherung erreicht. Beispielsweise ergibt sich eine effektive Gasanreicherung bei einer Anzahl von 50 bis 60 perforierten Wänden. Die Wand bzw. Wände sind bevorzugt so angeordnet, dass das Fluid und Gas beim Fluss von den Zuführurigsmitteln zu dem Abfluss die Perforationen der Wand bzw. der Wände durchströmen, Die mehrfach perforierten Wände weisen einen solchen Abstand zueinander auf, dass sich eine ausreichende Verwirbelung des Fluides nach dem Durchströmen der Perforationen der jeweiligen Wand bilden kann, so dass eine effektive Anreicherung erreicht wird, in praktischen Versuchen hat sich ein Abstand von 1 bis 2 mm zwischen den eine Unterteilung bewirkenden Wänden als geeignet herausgestellt. Beispielsweise bestehen die Wände aus Drahtgeflecht oder aus perforierten Glas-, Keramik- oder Kunststoffplatten.
  • Des Weiteren sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere, siebartig mehrfach perforierte Wände im Behältnis vorgesehen, wobei die Wände zumindest teilweise im Vergleich unterschiedlich perforiert sind. Beispielsweise bestehen die Wände aus urtterschiedlichem Drahtgeflecht, welches jeweils mehrere Perforationen (Maschen) von 64 µm bzw. 0,1 mm Durchmesser (Maschengröße) aufweist. Durch die Kombination unterschiedlich perforierter Wände wird die Flüssigkeit beim Durchströmen der jeweils unterschiedlichen Perforation besonders stark verwirbelt, was in einer besonders effektiven Anreicherung resultiert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere Sorten unterschiedlich perforierter Wände vorgesehen und sind räumlich periodisch abwechselnd angeordnet. Dadurch liegen, in Strömungsrichtung des Fluids gesehen, sich wiederholende Abfolgen von Wänden vor, welche innerhalb einer Abfolge unterschiedliche Perforationsdurchmesser aufweisen. Dadurch wird das Fluid im Verlauf seiner Strömung von den Zuführungsmitteln zum Abfluss an den Wänden unterschiedlichen aber periodisch sich wiederholenden Strömungsbedingungen ausgesetzt. Aufgrund der periodischen Strömungsbedingungen und des daraus resultierenden Fließverhaltens des Fluids liegen besonders günstige Gasanreicherungsbedingungen vor.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zur Zuführung des Fluides oder Gases mehrlagig gestaltet und weisen von Lage zu Lage unterschiedlich siebartig mehrfach perforierte Abschnitte zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen auf. Dadurch wird erreicht, dass das Fluid bzw. Gas bereits während des Zuflusses in das Behältnis stark verwirbelt wird und damit eine starke Vermischung von Gas und Fluid erreicht wird. Beispielsweise weisen die Zuführungsmittel dazu unterschiedliche Drahtgeflechte auf, wobei der Durchmesser der Perforationen der jeweiligen Drahtgeflechtlage in Flussrichtung des Fluides bzw. Gases gesehen abnimmt. Beispielweise führt eine Kombination aus einer Lage eines grobperforierten (grobmaschigen) Drahtgeflechtes von 2 mm Perforationsdurchmesser (Maschengröße), einer weiteren Lage eines feiner perforierten Drahtgeflechtes (auch Abstromgewebe genannt) mit 0,4 mm Maschengröße und einer Lage eines feinst perforierten Drahtgeflechtes (auch Filtergewebe genannt) mit 0,60 µm Maschengröße zu einer besonders effektiven Anreicherung von Gas im Fluid.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zur Zuführung des Fluides oder Gases röhrenartig gestaltet. Ferner sind die Abschnitte, welche zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen perforiert sind, auf der Mantelfläche der Röhre angeordnet. Darüber hinaus sind keine Austrittsöffnungen vorgesehen, beispielsweise dadurch, dass die Röhre einseitig an der Stirnfläche verschlossen ist und somit das Fluid, welches über eine Stirnfläche in die Röhre einfließt, gezwungen ist, über die perforierte Mantelfläche der Röhre in das Behältnis zu fließen. Die sich daraus ergebenden Strömungsverhältnisse und Verwirbelungen im Fluid sind besonders günstig für eine effektive Gasanreicherung.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Behältnis röhrenförmig gestaltet. Dadurch wird ein gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil im Strömungsverlauf erreicht. Strömungsberuhigte Zonen, beispielsweise an Kanten und in Ecken in denen sich nachteilig Bakterien ansammeln könnten, werden vermieden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung weitgehend aus V2A gefertigt. Dadurch wird neben der Rostunanfälligkeit ausreichende Hygiene für die Lebensmiftelanwendung - beispielsweise für die Sauerstoffanreicherung von Trinkwasser - der Vorrichtung erreicht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung weitgehend aus elektropoliertem Stahl gefertigt. Elektropolierter Stahl weist im Vergleich geringe Rauhigkeiten auf. Zusätzlich sind die Oberflächen der Vorrichtung durch Elektropolier-Behandlung im Vergleich ganz besonders gut entgratet. Die Ansammlung von Verunreinigungen oder Bakterien in der Vorrichtung werden vermieden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Behältnis druckdicht gestaltet, um es dadurch mit Druck beispielsweise durch das einströmende Gas beaufschlagen zu können. Ferner können auch Mittel vorgesehen sein, das Behältnis unter Druck zu setzen. Die druckdichte Ausgestaltung betrifft beispielsweise das Material und die Wandstärke des Behältnisses als auch die Ausgestaltung der Öffnungen des Behältnisses.
  • Beispielsweise sind vorhandene Öffnungen des Behältnisses, um beispielsweise das Fluid einzufüllen und/ oder abzulassen, die Zuführungsleitung des Gases ausgenommen, druckdicht verschließbar ausgestaltet. Beispielsweise sind die Öffnungen mit Schraub- oder Bajonettverschlüssen und mit Gummidichtungen versehen, alternativ können mit Absperrventilen versehene Zu- und Ableitungen am Behältnis vorgesehen sein. Dadurch wird ermöglicht, dass die Gasanreicherung entsprechend der physikalischen Gesetze der Gaskinetik gesteigert werden kann und die Gasanreicherung bei Gleichgewichtseinstellung auch nach dem Anreichem erhalten bleibt
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Mittel zur Kühlung vorgesehen. Beispielsweise handelt es sich um Kühlschläuche im oder um das Behältnis, durch welche aufgrund eines Expansionsprozesses gekühlte Flüssigkeit geführt wird oder um am Behältnis angebrachte Peltierelemente. Dadurch wird ermöglicht, dass die Gasanreicherung entsprechend der physikalischen Gesetze der Gaskinetik gesteigert werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Mittel zur Zuführung des Gases im Bereich um die Austrittsöffnungen des Gases im Wesentlichen zylinderförmig, kegelförmig, spiralförmig, ellipsoidförmig, kugelförmig, trichterförmig, düsenförmig oder wellenförmig gestaltet. Dadurch wird erreicht, dass die Gasaustrittsöffnungen, also die perforierte Fläche, im Vergleich großflächig verteilt sind bzw, ausgedehnt ist. Durch diese Maßnahme wird eine besonders effiziente und gleichmäßige Gasanreicherung erreicht.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestakungsvarjante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht als Teil der Mittel zur Gaszuführung wenigstens ein Ventil vor. Damit kann die Gaszuführung vorteilhaft unterbrochen und/ oder geregelt werden. Ist darüber hinaus eine Trennung des Behältnisses von den Gaszuführungsmiffeln vorgesehen, kann das Ventil bzw. mehrere Ventile bei entsprechender Anordnung der Ventile diese Trennung ohne Gasverlust in den Gaszuführungsmitteln und/oder dem Behältnis vorgenommen werden. Dadurch können insbesondere die Gaszuführungsmittel, beispielsweise ein Gasbehälter ohne Gasverlust getauscht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Mittel zur Zuführung des Gas ein Manometer auf. Damit kann vorteilhaft der Druck des zugeführten Gases abgelesen bzw. kontrolliert werden, um dann mit dafür zusätzlich vorgesehenen Mitteln, beispielsweise einem Ventil, reguliert werden zu können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Mittel zur Zuführung des Gases einen Druckminderer auf. Damit kann vorteilhaft der Druck des zugeführten Gases herabgesetzt werden und auf einem konstanten Pegel eingestellt werden. Damit wird eine besonders gleichmäßige Gasanreicherung erreicht, insbesondere wenn das Fluid in einem kontinuierlichen Prozess mit Gas angereichert wird, also das Fluid kontinuierlich dem Behältnis zugeführt und aus diesem Behältnis abgeführt wird.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Behältnis mehrere Einschnürungen auf, Diese sind dabei gegenüber den Gasaustrittsöffnungen so angeordnet, dass durch den Gasaustritt und/ oder den gegebenenfalls vorhandenen Zufluss des Fluids eine Strömung des Fluids bewirkt wird, die sich fördernd auf die Gassanreicherung auswirkt, Beispielsweise befindet sich das Fluid in einem rohrförmigen, mit Ab- und Zulauf versehenen Behältnis, welches bindenartig mehrfach um seine Rohrachse eingeschnürt ist. Das Fluid durchfließt das rohrartige Behältnis vom Zu- zum Ablauf. In einer zwischen zwei Einschnürungen liegenden bauchartigen Verdickung des Rohres wird ein- oder mehrseitig über einen bzw. mehrere perforierte Austrittsbereiche der Gas dem Fluid zugeführt. Durch die Anordnung von den Austrittsbereichen zwischen den Einschnürungen in den sich daraus ergebenden bauchartigen Verdickungen des Behältnisses ist die Strömungsrichtung des Fluids hinter der jeweiligen Einschnürung aufgrund strömungstechnischer Effekte insbesondere auf die Gasaustrittsöffnungen gelenkt und bewirkt so eine besonders effektive Gasanreicherung. In einer weiteren Ausführungsform sind die Austrittsbereiche in der Einschnürung angeordnet. Aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des Fluids innerhalb der Einschnürungen des Behältnisses und den dort auftretenden Druck- bzw. Komprimierungseffekten an den Molekülen, wird das Fluid besonders effektiv mit Gas angereichert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind jeweils wenigstens ein Zu- und Abfluss in das Behältnis vorgesehen. Diese ermöglicht neben der einfachen Zu- und Abführung des Fluids in und aus dem Behältnis die Gleichzeitigkeit beider Vorgänge. Dadurch kann neben der gewonnen Zeitersparnis in einem kontinuierlichen Prozess, das Fluid gleichmäßig mit jeweils der gleichen Gasmenge pro das Behältnis durchflossener Fluidmenge angereichert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind Teile der sich im Behältnis befindlichen Teile der Gaszuführungsmittel drehbeweglich gelagert. Beispielsweise drehen sich die Bereiche um die Austrittsöffnungen um eine Drehachse. Beispielsweise handelt es sich bei der Achse um die Rotationssymmetrieachse der oben angegebenen rotationssymmetrisch gestalteten Austrittsöffnungsbereiche des Gases, wie zylinderförmig, kegelförmig, ellipsoidförmig, kugelförmig, trichterförmig. Ferner kann beim spiralförmigen Bereich eine durch das Zentrum der Spirale führende Achse als Drehachse vorgesehen sein, bzw. bei einem wellenförmigen Austrittsbereich eine Drehachse in Längsrichtung der Wellenform im Zentrum der Wellenform vorgesehen sein. Durch die drehbewegliche Lagerung wird somit eine Drehbewegung der Austrittsöffnungen ermöglicht und damit eine besonders effektive und gleichmäßige Gasanreicherung erreicht. Die Drehbewegung wird in einer Ausführungsvariante durch einen mechanischen Antrieb erreicht. In weiteren Ausführungsformen wird die Rückstosseigenschaft des austretenden Gases genutzt, um eine einfache Vorrichtung mit gleichzeitig besonders effektiver Gasanreicherung zu erhalten. Beispielsweise sind die Austrittsöffnungen entsprechend bzw. deren jeweilige Austrittsrichtungen zur Drehachse so angeordnet, um insgesamt ein Drehmoment bezüglich der Drehachse und damit eine Drehbewegung der Austrittsöffnungen zu bewirken.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante weisen die Austrittsöffnungen unterschiedliche Öffnungsgröße auf. Aufgrund dessen werden unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten an den Austrittsöffnungen bewirkt, um insgesamt ein Drehmoment bezüglich der Drehachse und damit eine Drehbewegung der Austrittsöffnungen zu bewirken.
  • Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung von mit Gas angereicherten Fluiden unter Verwendung der anspruchsgemäßen Vorrichtung. Dadurch kann insbesondere preiswert und effizient ein mit Gas angereichertes Fluid hergestellt werden, beispielsweise für Anwendungszwecke in der Chemie, Biochemie, Physik und Biophysik sowie Human- und Veterinärmedizin und Pharmazie sowie Umweltindustrie. Die verwendete Vorrichtung und das damit verbundene Verfahren arbeiten sehr umweltfreundlich und können insbesondere unter Verwendung existierender Naturprodukte, wie natürliches Leitungswasser einerseits und natürlich vorkommende Gase andererseits, angewandt werden. Gleichzeitig ermöglicht die im Vergleich einfache Vorrichtung das Verfahren schnell anzuwenden und somit die angereicherten Fluide kurzfristig zu produzieren. Weitergehende vorteilhafte Wirkungen des Verfahrens decken sich mit den oben genannten Vorteilen der Vorrichtungsausführungsformen. Unter den Begriff "natürliches Leitungswasser" fallen u. a. Wasser aus einem Brunnen oder einer Quelle.
  • Ferner findet die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft in der Medizin und Pharmazie Verwendung, beispielsweise zur Gasanreicherung von Blutprodukten, Seren, Injektionslösungen, Suspensionen Tropfen, Lotionen, Cremes, Tinkturen. Weiterhin dienen die gasangereicherten Fluide als Mikronährstoffe oder entfalten eine krankheitsvorbeugende bzw. gesundheitsfördernde und lebensqualitätverbessemde Wirkung. Medizinische Anwendung findet die Vorrichtung bzw. die damit gasangereicherten Fluide in der Schmerztherapie als unterstützende Maßnahme, als verstärkende Maßnahme bei einer pharmazeutischen Behandlung, beispielsweise mit Antibiotika und in der Migränebehandlung. Beispielweise wird die Vorrichtung in Sauerstofftherapiemaßnahmen, wie der Peroralen-Sauerstoff-Therapie (POT), verwendet. Durch die Perorale-Sauerstoff-Therapie wird eine optimale Gasaufnahme und -utilisation im Körper erreicht, um die zelluläre Hypoxie als Kernproblem der Zelle zu bekämpfen. Darüber hinaus wird ein optimaler Wasser- und Elektrolytenhaushalt sowie eine Harmonisierung und Aufrechterhaltung des Körpermilieus erreicht. Diese Methode wird als Ergänzungstherapie bei konventionellen und anderen Therapiemethoden durchgeführt. So führt die Anwendung der POT bei Patienten mit ischämischer und hypoxischer Herzrhytmusstorung zu positiven Therapieeffekten, Ferner stellt sich bei Patienten mit Augenbeschwerden eine Verbesserung ein, bspw. ein Rückgang eines überhöhten intraokularen Druckes. Ferner stellen sich positive Effekte in der Krebsbehandlung ein. Die hypoxischen Krebszellen sind strahlentherapieresistent und werden durch Gasaufnahme gegenüber der Bestrahlung und manchen Zytostatika sensibilisierf und dadurch intensiver geschädigt. Durch POT wird eine Turporoxigenierung erreicht. Deshalb ist diese Methode im Rahmen einer kombinierten, konventionellen Krebstherapie (Operation, Chemo- und Strahlentherapie) besonders empfehlenswert. Bei dieser Methode sind keine Nebenwirkungen bekannt. Es ist möglich, Leberwerte zu verbessern und einen Lebertumor zu behandeln bzw, zumindest erfolgreich dazu beizutragen.
  • Darüber hinaus findet die erfindungsgemäße Vorrichtung in weiten Bereichen Anwendung, wobei entsprechend des Anwendungsgebietes und der erforderlichen, mit Gas anzureichemde Menge des Fluids die Ausführungsform und Größe der Vorrichtung entsprechend angepasst werden. Beispielsweise wird eine mit Zu- und Ablauf versehene Vorrichtung zur Gasanreicherung von Trinkwasser verwendet, wobei der Zulauf mit dem häuslichen Leitungswasseranschluss verbunden ist.
  • Ist der mobile Einsatz der Vorrichtung, beispielsweise im Auto, erforderlich, ist die Vorrichtung klein dimensioniert und wird nicht kontinuierlich betrieben, d.h. das Behältnis wird mit Fluid gefüllt, nachfolgend wird das Fluid mit Gas angereichert, dann wird das angereicherte Fluid entnommen.
  • Durch ein mobiles System einer optimalerweise auf einem Schiff aufgebauten Anreicherungsanlage können die kontaminierten und belasteten Gewässer von Flüssen und Seen saniert und mit Gas angereichert werden.
  • Zu den Figuren:
    • Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer bekannten Vorrichtung
    • Figur 2 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, die sich in der Formgebung des Austrittsbereiches der Gaszuführungsmittel von der Figur 1 unterscheidet.
    • Figur 3 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, die sich gegenüber den vorhergehenden Figuren unter Anderem dadurch unterscheidet, dass das Behältnis mit Zu- und Ablauf versehen ist, um die Vorrichtung in einem kontinuierlichen Prozess zu betreiben.
    • Figur 4 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, die sich in der Formgebung des Austrittsbereiches der Gaszufiihrungsmittel von der Figur 3 unterscheidet.
    • Figur 5 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, die sich unter Anderem von den vorhergehenden dadurch unterscheidet, dass das Behältnis mehrfach mit Einschnürungen versehen ist und mehrseitig Gas dem Behältnis zugeführt wird.
    • Figur 6 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, bei der im Unterschied zur Figur 5 die Austrittsbereiche des Gases im Bereich der Einschnürungen des Behältnisses angeordnet sind.
    • Figur 7 zeigt in Schnittansicht eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung.
    • Figur 8 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, mit je doppelter Gas- und Fluidzuführung.
    • Figur 9 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung, wobei das Behältnis röhrenförmig gestaltet ist und die Fluid- bzw. Gaszuführungsmittel röhrenförmige, perforierte Austrittsabschnitte aufweisen.
    • Figur 10 zeigt einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung, wobei gegenüber der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform auf die röhrenförmige, perforierten Austrittsabschnitte verzichtet wird, dafür das Behältnis weitergehend mit perforierten Wänden durchsetzt ist.
    • Figur 11 zeigt einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung, wobei gegenüber der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform auch die Gaszuführungsmittel röhrenförmige, perforierte Austrittsabschnitte aufweisen.
    • Figur 12 zeigt einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung, wobei gegenüber der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform lediglich die Gaszuführungsmittel röhrenförmige, perforierte Austrittsabschnitte aufweisen.
    • Figur 13 zeigt einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung, wobei gegenüber der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform lediglich die Gas- und Fluidzuführungsmittel rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
    • Figur 14 zeigt im Querschnitt eine weitere erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung, wobei u.a. die Mittel zur Gas- bzw. Fluidzuführung sowie der Abfluss jeweils ein Rückschlagventil und eine Wirbeldüse aufweisen.
    • Figur 15 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines Behälters, wobei eine schwammartige Struktur eingesetzt wird.
  • Figur 1 zeigt eine Vorrichtung bei der die Mittel zur Zuführung des Gases einen Gasbehälter 2, eine Zuleitung 3, einen zylinderförmigen Bereich 4 um die Austrittsöffnungen des Gases sowie einen Druckminderer 6 umfassen. Mit Hilfe dieser Mittel wird das Gas dem flaschenförmigen Behältnis 1 zugeführt, in welchem sich das Fluid befindet. Der zylinderförmige Bereich 4 ist mehrfach perforiert, so dass das Gas in das Fluid strömen kann. Dieser perforierte Bereich kann ein- oder mehrwandig sein. Das Fluid wird so mit Gas angereichert. Am Behältnis 1 ist ein Ablauf 5 für das Fluid vorgesehen. An der Zapfstelle 8 kann das mit Gas angereicherte Fluid der Vorrichtung entnommen werden. Ferner ist ein Ventil 7 vorgesehen, um einerseits den Ablauf zu unterbrechen. Andererseits kann so das Behältnis 1 bis auf die Gaszuführung 3 druckdicht abgeschlossen werden, um so die Gasanreicherung vorzunehmen und nach den physikalischen Gesetzen der Gaskinetik eine besonders hohe Gasanreicherung im Fluid zu erhalten. Diese gezeigte Ausgestaltung der Vorrichtung wird insbesondere dann verwendet, wenn die Zuführung, Gasanreicherung und die Entnahme des Fluids nicht kontinuierlich vorgenommen werden.
  • Der zylinderförmige Bereich 4 kann im Inneren schwammartig oder mit perforierten Platten ausgefüllt sein, um so die Gasanreicherung effektiver zu gestalten. Perforierten Platten werden bevorzugt senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases angeordnet. Die schwammartige Struktur kann durch Befüllung mit Sand realisiert sein.
  • Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung bei der die Mittel zur Zuführung des Gases einen Gasbehälter 2, eine Zuleitung 3, einen kegelförmigen Bereich 9 um die Austrittsöffnungen des Gases sowie einen Druckminderer 6 umfassen. Mit Hilfe dieser Mittel wird das Gas dem flaschenförmigen Behältnis 1 zugeführt, in welchem sich das Fluid befindet.
  • Der kegelförmige Bereich 9 ist mehrfach perforiert, so dass das Gas in das Fluid strömen kann. Der kegelförmige Bereich kann ein- oder mehrwandig sein. Er kann insbesondere im Inneren schwammartig ausgestaltet sein. Das Fluid wird so mit Gas angereichert. Am Behältnis 1 ist ein Ablauf 5 für das Fluid vorgesehen. An der Zapfstelle 8 kann das mit Gas angereicherte Fluid der Vorrichtung entnommen werden. Ferner ist ein Ventil 7 vorgesehen, um einerseits den Ablauf zu unterbrechen. Andererseits kann so das Behältnis 1 bis auf die Gaszuführung 3 druckdicht abgeschlossen werden, um so die Gasanreicherung vorzunehmen und nach den physikalischen Gesetzen der Gaskinetik eine besonders hohe Gasanreicherung im Fluid zu erhalten. Diese gezeigte Ausgestaltung der Vorrichtung wird insbesondere dann verwendet, wenn die Zuführung, Gasanreicherung und die Entnahme des Fluids nicht kontinuierlich vorgenommen werden.
  • In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gezeigt, wobei das hier rohrförmige Behältnis 1 mit einem Zulauf 11 und einem Ablauf 12 für das Fluid versehen ist, um so einen kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung zu erreichen. Das Gas wird aus dem Gasbehälter 2 über die Zuführungsleitung 3 und den Druckminderer 6 dem ellipsoidförmigen und mehrfach perforierten Austrittsbereich 9 im Behältnis 1 zugeführt. Der Austrittsbereich 9 kann ein- oder mehrwandig sein. Dort tritt das Gas durch Austrittsöffnungen des perforierten Bereiches 9 in das Fluid ein, welches über den Zulauf 11 in das Behältnis 1 geflossen ist. Das so angereicherte Fluid fließt über den Ablauf 12 ab, Der Austrittsbereich 13 kann ein- oder mehrwandig sein.
  • In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gezeigt, wobei wiederum das hier rohrförmige Behältnis 1 mit einem Zulauf 11 und einem Ablauf 12 für das Fluid versehen ist, um so einen kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung zu erreichen. Das Gas wird aus dem Gasbehälter 2 über die Zuführungsleitung 3 und den Druckminderer 6 dem in dieser Ausführungsvariante kegelförmigen und mehrfach perforierten Austrittsbereich 13 im Behältnis 1 zugeführt. Dort tritt das Gas durch Austrittsöffnungen des perforierten Bereiches 1 3 in das Fluid ein, welches aber den Zulauf 11 in das Behältnis 1 geflossen ist. Das so angereicherte Fluid fließt über den Ablauf 12 ab, Der Austrittsbereich 13 kann ein- oder mehrwandig sein.
  • In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gezeigt, wobei das hier gezeigte Behältnis 1 neben dem Zulauf 11 und Ablauf 12 mit mehreren Einschnürungen 15 und daraus resultierenden bauchartigen Verdickungen 16 versehen ist. Ferner sind zwei Gasbehälter 2, zwei Zuführungsleitungen 3, zwei Druckminderer 6 und zwei Gasaustrittsbereiche 14 vorgesehen. Dadurch wird neben der mehrseitigen, folglich effektiven Gasanreicherung auch die Möglichkeit eröffnet, das Fluid mit unterschiedlichen Gasen anzureichern. Das Gas wird jeweils aus dem Gasbehälter 2 über die Zuführungsleitung 3 und den Druckminderer 6 dem in dieser Ausführungsvariante düsenförmigen und mehrfach perforierten Austrittsbereich 14 im Behältnis 1 zugeführt. Dort tritt das Gas jeweils durch Austrittsöffnungen des perforierten Bereiches 14 in das Fluid ein, welches über den Zulauf 11 in das Behältnis 1 geflossen ist. Das so angereicherte Fluid fließt über den Ablauf 12 ab. Die Austrittsbereiche 14 sind dabei in der bauchförmigen Verdickung des Behältnisses 1 angeordnet. Das Fluid fließt aufgrund des sich erweiterten Querschnitts nach der Einschnürung 15 gezielt auf die Gasaustrittbereiche 14 zu, wie die eingezeichneten Pfeile verdeutlichen. Dadurch ist die Gasanreicherung besonders effektiv.
  • In Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gezeigt, wobei das hier gezeigte Behältnis 1 ebenfalls neben dem Zulauf 11 und Ablauf 12 mit mehreren Einschnürungen 15 und daraus resultierenden bauchartigen Verdickungen 16 versehen ist. Darüber sind mehrere Gaszuführungsleitungen 3 vorgesehen, über die ein oder mehrere unterschiedliche Gase den im Behältnis 1 liegenden Austrittsbereichen 15 zugeführt werden. Die Austrittsbereiche 1 5 sind in dieser Ausgestaltungsvariante in den Einschnürungen 15 des Behältnisses 1 angeordnet, Die sich für das Fluid ergebende Querschnittsverringerung verursacht eine lokale Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit, wodurch sich eine effektivere Gasanreicherung ergibt. Eine Darstellung der Gasbehälter entfällt, da die Art der Aufbewahrung des Gases, bzw, die Quelle des Gases für die dargestellte Ausführungsform unwesentlich ist. Femer wird das Gas-Flüssigkeitsgemisch komprimiert, was eine effektivere Gasanreicherung zur Folge hat.
  • Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Vorrichtung, welche ein rohrförmiges, mit Zulauf 11 für das Fluid und Ablauf 12 versehenes Behältnis 1 vorsieht. Die Gasanreicherung erfolgt zweiseitig in das Behältnis 1 über jeweils die Gaszuführungsleitungen 3 und die zylinderförmigen, mehrfach perforierten Austrittsbereiche 17.
  • Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch ein Behältnis 1 einer weiteren Ausführungsform, mit doppelter Gaszuführung 3 und doppeltem Zulauf 11 für das Fluid. Es sind jeweils düsenförmige, insgesamt sternförmig angeordnete Austrittsbereiche 18 vorgesehen, durch die das Fluid mit Gas angereichert wird.
  • Figur 9 zeigt einen Querschnitt durch ein Behältnis 21 einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung. Das rohrförmige Behältnis 21 ist an den Stirnseiten mit Deckeln 22, 23 versehen, die über Dichtringe 24 das rohrförmige Behältnis druckfest abschließen. In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Behältnisses ist dieses mit nur einem abnehmbaren Deckel versehen, während das rohrförmige Behältnis und der weitere Deckel einstückig gestaltet ist. In der gezeigten Ausführungsform weist das Behältnis 21 eine Länge von 180 mm, einen Innendurchmesser von 50 mm und eine Wandstärke von 1,6 mm auf und ist aus V2A-Stahl vom Typ 1,4401 gefertigt. Das Behältnis 21 ist durch mehrfach perforierte Wände 30 in Volumenabschnitte unterteilt. Die kreisrunden Wände 30 sind aus Edelstahldrahtgeflecht gefertigt, welches mit gefalztem Stahlblech eingefasst ist. Die Wände 30 sind parallel zu den Deckeln 22, 23 ausgerichtet und sind nach Abnehmen der Deckel 22 oder 23 leicht in das Behältnis 21 zu Reinigungszwecken oder Anpassung des erwünschten Grades der Gasanreicherung einzubringen bzw, aus dem Behältnis 21 herausnehmbar. Beispielsweise handelt es sich um 86 Wände 30 aus zwei Sorten Drahtgeflecht mit einer Maschengröße (Perforationsdurchmesser) von jeweils 64 µm und 0,1 mm. Im Behältnis 21 sind die zwei Sorten von Wänden 30 in abwechselnder Reihenfolge montiert, um so effektive Gasanreicherung zu erreichen. Das Fluid wird dem l3ehältnis 21 über den Durchbruch 25 im Deckel 22 zugeführt. Die Fluidzuführungsmittel weisen ferner ein röhrenartiges Element 28 von etwa 9 cm Länge und 2,5 cm Außendurchmesser auf, dessen Mantelflächen 27 mehrlagig gestaltet ist. Die Mantelfläche 27 besteht in ihrem Inneren aus grobmaschigem (grobperforierten) Edelstahldrahtgeflecht von 2 mm Perforationsdurchmesser (Maschengröße) zur Stabilisierung der Konstruktion, aus einer darüber liegenden Lage eines feiner perforierten Drahtgeflechtes mit 0,4 mm Maschengröße und einer Lage eines feinst perforierten Drahtgeflechtes mit 0,60 µm Maschengröße. Darüber hinaus sind keine Austrittsöffnungen für Fluid in das Behältnis 21 vorgesehen. Dazu ist die Röhre 28 einseitig an der Stirnfläche 29 verschlossen und das Fluid, welches über die andere Stirnfläche in die Röhre 28 einfließt, ist somit gezwungen, über die perforierte Mantelfläche 27 der Röhre 28 in das Behältnis 21 zu zufließen.
  • Das Gas wird dem Behältnis 21 über den Durchbruch 37 im Deckel 22 zugeführt. Die Gaszuführungsmittel weisen ferner ein röhrenartiges Element 35 von etwa 9 cm Länge und 2,5 cm Außendurchmesser auf, dessen Mantelflächen 34 mehrlagig gestaltet ist. Die Mantelfläche 34 besteht in ihrem Inneren aus grobmaschigem (grobperforierten) Edelstahldrahtgeflecht von 2 mm Perforationsdurchmesser (Maschengröße) zur Stabilisierung der Konstruktion, aus einer darüber liegenden Lage eines feiner perforierten Drahtgeflechtes mit 0,4 mm Maschengröße und einer Lage eines feinst perforierten Drahtgeflechtes mit 0,60 µm Maschengröße. Darüber hinaus sind keine Austrittsöffnungen für Gas in das Behältnis 21 vorgesehen. Dazu ist die Röhre 35 einseitig an der Stirnfläche 36 verschlossen und das Gas, welches über die andere Stirnfläche in die Röhre 35 einströmt, ist somit gezwungen, über die perforierte Mantelfläche 34 der Röhre 35 in das Behältnis 21 einzuströmen.
  • Die röhrenförmigen Elemente der Gas- bzw. Fluidzuführungsmittel sind jeweils parallel zur Mantelfläche des rohrförmigen Behältnisses 21 ausgerichtet, um so eine effektive Gasanreicherung in dem die rohrförmigen Zuführungselemente umgebenden Fluid zu erreichen. Die sich aus der Gestaltung und Anordnung ergebenden Strömungsverhältnisse und Verwirbelungen im Fluid sind besonders günstig für eine effektive Gasanreicherung. Alternativ oder zusätzlich kann Gas durch die Öffnung 31 als Teil der Gaszuführungsmittel dem Behältnis 21 zugeführt und dann dem Fluid mit Hilfe der an den perforierten Wänden 30 in Kombinationen mit den an den Austrittsöffnungen der röhrenförmigen Zuführungsmitteln 28, 35 erreichten Verwirbelungen bzw. Strömungsverhältnissen zugesetzt werden. Die Öffnung 31 kann wie gezeigt mittig im Behältnis 21 angeordnet sein. In einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform ist die Öffnung 31 im Bereich der röhrförmigen Gas- bzw. Fluidzuführungselemente angeordnet, um so eine gegenüber der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform mit zentral angeordneter Öffnung 31 unterschiedliche Gasanreicherung zu erreichen. Das angereicherte Fluid ist über den Abfluss 26, der als Öffnung im Deckel 23 vorgesehen ist, dem Behältnis 21 entnehmbar. Mit der vorbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung lassen sich beispielweise bei mit 1,9 bar zugeführtem Leitungswasser und 19°C eine Gasanreicherung von 52 mg/l, bzw. bei 12°C von 72 mg/l erreichen. Durch die Wahl der Druck- und Temperaturverhältnisse lassen sich die Gasanreicherungsverhältnisse somit einstellen.
  • Figur 10 zeigt einen Querschnitt durch ein Behältnis 21 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Das rohrförmige Behältnis 21 ist an den Stirnseiten mit Deckeln 22, 23 versehen, die über Dichtringe 24 das rohrförmige Behältnis druckfest abschließen. Beispielsweise weist das Behältnis 21 eine Länge von 180 mm, einen Innendurchmesser von 63 mm und eine Wandstärke von 1,6 mm auf und ist aus V2A-Stahl vom Typ 1,4404 gefertigt. Das Behältnis 21 ist durch mehrfach perforierte Wände 30 in Volumenabschnitte unterteilt. Die kreisrunden Wände 30 sind aus Edelstahldrahtgeflecht gefertigt, welches mit gefalztem Stahlblech eingefasst ist. Die Wände 30 sind parallel zu den Deckeln 22, 23 ausgerichtet und sind nach Abnehmen der Deckel 22 oder 23 leicht in das Behältnis 21 zu Reinigungszwecken oder Anpassung des erwünschten Grades der Gasanreicherung einzubringen bzw. aus dem Behältnis 21 herausnehmbar. Das Fluid wird dem Behältnis 21 über die Öffnung 25 im Behältnis 21 zugeführt. Das Gas wird durch die Öffnung 31 als Teil der Gaszuführungsmittel dem Behältnis 21 zugeführt und dann dem Fluid mit Hilfe der an den perforierten Wänden 30 erzeugten Verwirbelungen bzw. Strömungsverhältnissen zugesetzt. Das so angereicherte Fluid ist über den Abfluss 26, der als Öffnung im Deckel 23 vorgesehen ist, dem Behältnis 21 entnehmbar.
  • Figur 11 zeigt einen Querschnitt durch ein Behältnis 21 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Das rohrförmige Behältnis 21 ist an den Stirnseiten mit Deckeln 22, 23 versehen, die über Dichtringe 24 das rohrförmige Behältnis druckfest abschließen. Das Behältnis 21 ist durch mehrfach perforierte Wände 30 in Volumenabschnitte unterteilt. Die kreisrunden Wände 30 sind aus Edelstahldrahtgeflecht gefertigt, welches mit gefalztem Stahlblech eingefasst ist. Die Wände 30 sind parallel zu den Deckeln 22, 23 ausgerichtet und sind nach Abnehmen der Deckel 22 oder 23 leicht in das Behältnis 21 zu Reinigungszwecken oder Anpassung des erwünschten Grades der Gasanreicherung einzubringen bzw. aus dem Behältnis 21 herausnehmbar. Das Fluid wird dem Behältnis 21 über die Öffnung 25 im Behältnis 21 zugeführt. Die Fluidzuführungsmittel weisen ferner ein röhrenartiges Element 32 auf, dessen Mantelfläche zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen mehrfach perforiert gestaltet ist. Alternativ, entsprechend einer nicht gezeigten Ausführungsform kann das Element 32 kugelförmig, ellipsoidförmig oder quaderförmig gestaltet sein. Das Gas wird dem Behältnis 21 über die Öffnung 31 im Behältnis 21 zugeführt. Die Gaszuführungsmittel weisen ferner ein röhrenartiges Element 33 auf, dessen Mantelfläche zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen mehrfach perforiert gestaltet ist. Alternativ, entsprechend einer nicht gezeigten Ausführungsform kann das Element 33 kugelförmig, ellipsoidförmig oder quaderförmig gestaltet sein. Das Gas wird dem Fluid mit Hilfe der an den perforierten Wänden 30 in Kombination mit den an den Austrittsöffnungen der röhrenförmigen Fluidzuführungsmifteln 32 bzw. Gaszuführungsmitteln 33 erreichten Verwirbelungen bzw. Strömungsverhältnissen zugesetzt. Das so angereicherte Fluid ist über den Abfluss 26, der als Öffnung im Deckel 23 vorgesehen ist, dem Behältnis 21 entnehmbar.
  • Figur 12 zeigt einen Querschnitt durch ein Behältnis 21 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Das rohrförmige Behältnis 21 ist an den Stirnseiten mit Deckeln 22, 23 versehen, die über Dichtringe 24 das rohrförmige Behältnis druckfest abschließen. Das Behältnis 21 ist durch mehrfach perforierte Wände 30 in Volumenabschnitte unterteilt. Die kreisrunden Wände 30 sind aus Edelstahldrahtgeflecht gefertigt, welches mit gefalztem Stahlblech eingefasst ist. Die Wände 30 sind parallel zu den Deckeln 22, 23 ausgerichtet und sind nach Abnehmen der Deckel 22 oder 23 leicht in das Behältnis 21 zu Reinigungszwecken oder Anpassung des erwünschten Grades der Gasanreicherung einzubringen bzw. aus dem Behältnis 21 herausnehmbar. Das Fluid wird dem Behältnis 21 über die Öffnung 25 im Deckel 22 zugeführt. Das Gas wird dem Behältnis 21 über die Öffnung 31 im Behältnis 21 zugeführt, Die Gaszuführungsmittel weisen ferner ein röhrenartiges Element 33 auf, dessen Mantelfläche zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen mehrfach perforiert gestaltet ist. Das Gas wird dem Fluid mit Hilfe der an den perforierten Wänden 30 in Kombination mit den an den zentral im Behältnis 21 angeordneten Austrittsöffnungen der röhrenförmigen Gaszuführungsmitteln 33 erreichten Verwirbelungen bzw. Strömungsverhältnissen zugesetzt. Das so angereicherte Fluid ist über den Abfluss 26, der als Öffnung im Deckel 23 vorgesehen ist, dem Behältnis 21 entnehmbar.
  • Figur 13 zeigt einen Querschnitt durch ein Behältnis 21 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Das rohrförmige Behältnis 21 ist an den Stirnseiten mit Deckeln 22, 23 versehen, die über Dichtringe 24 das rohrförmige Behältnis 21 druckfest abschließen. Das Behältnis 21 ist durch mehrfach perforierte Wände 30 in Volumenabschnitte unterteilt. Die kreisrunden Wände 30 sind aus Edelstahldrahtgeflecht gefertigt, welches mit gefalztem Stahlblech eingefasst ist. Die Wände 30 sind parallel zu den Deckeln 22, 23 ausgerichtet und sind nach Abnehmen der Deckel 22 oder 23 leicht in das Behältnis 21 zu Reinigungszwecken oder Anpassung des erwünschten Grades der Gasanreicherung einzubringen bzw, aus dem Behältnis 21 herausnehmbar. Das Fluid wird dem Behältnis 21 über den Durchbruch 25 im Deckel 22 zugeführt. Die Fluidzuführungsmittel weisen ferner ein röhrenartiges Element 28 auf, dessen Mantelfläche 27 zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen für das Fluid in das Behältnis 21 siebartig mehrfach perforiert ist. Darüber hinaus sind keine Austrittsöffnungen für Fluid in das Behältnis 21 vorgesehen. Dazu ist die Röhre 28 einseitig an der Stirnfläche 29 verschlossen und das Fluid, welches über die andere Stirnfläche in die Röhre 28 einfließt, ist somit gezwungen, über die perforierte Mantelfläche 27 der Röhre 28 in das Behältnis 21 zu fließen.
  • Das Gas wird dem Behältnis 21 über die Öffnung 31 zugeführt. Die Gaszuführungsmittel weisen ferner ein röhrenartiges Element 35 auf, dessen Mantelfläche 34 zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen für das Gas in das Behältnis 21 siebartig mehrfach perforiert ist. Darüber hinaus sind keine Austrittsöffnungen für Gas in das Behältnis 21 vorgesehen. Dazu ist die Röhre 35 einseitig an der Stirnfläche 36 verschlossen und das Gas, welches über die andere Stirnfläche in die Röhre 35 einfließt, ist somit gezwungen, über die perforierte Mantelfläche 34 der Röhre 35 in das Behältnis 21 zu fließen.
  • Die röhrenförmigen Elemente der Gas- bzw. Fluidzuführungsmittel sind jeweils rechtwinklig zueinander ausgerichtet, um so eine effektive Gasanreicherung in dem die rohrförmigen Zuführungselemente umgebenden Fluid zu erreichen. Die sich aus der Gestaltung und Anordnung ergebenden Strömungsverhältnisse und Verwirbelungen im Fluid sind besonders günstig für eine effektive Gasanreicherung. Das angereicherte Fluid ist über den Abfluss 26, der als Öffnung im Deckel 23 vorgesehen ist, dem Behältnis 21 entnehmbar.
  • Zwischen zwei bauchartigen Verdickungen 16 befindet sich vorteilhaft ein Sieb 150 mit sehr feinen Maschen, um so die Gasanreicherung zu verbessern.
  • Figur 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Diese weist ein rohrförmiges Behältnis 21 auf, weiches an den Stirnseiten mit Deckeln 22, 23 und mittels Dichtringen 24 druckfest verschlossen ist. Das Behältnis 21 ist mit mehrfach perforierten Wänden 30 versehen, so dass sich das Behältnis 21 in Volumenabschnitte unterteilt. Die kreisrunden Wände 30 bestehen aus in gefalztem Stahlblech eingefasstem Edelstahl-Drahtgeflecht. Die Wände 30 sind parallel zu den Deckeln 22, 23 ausgerichtet und sind nach Abnehmen der Deckel 22 oder 23 leicht in das Behältnis 21 zu Reinigungszwecken oder Anpassung des erwünschten Grades der Gasanreicherung einzubringen bzw. aus dem Behältnis 21 herausnehmbar. Das Fluid wird dem Behältnis 21 über den darin vorgesehenen Durchbruch 25 zugeführt. Die Zuführungsmittel des Fluids weisen ein Rückschlagventil 40 auf. Dieses ermöglicht ein druckloses Anschließen bzw. Abklemmen der Vorrichtung von den das Fluid zuführenden Leitungen. Das Rückschlagventil ist optional auch mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar. Ferner weisen die Fluidzuführungsmlttel eine Wirbeldüse 41 auf. Diese erhöht durch eine verstärkte Verwirbelung des ausströmenden Fluids die Gasanreicherung. Diese zusätzliche Wirkung ist durch Vorsehen der Wirbeldüse 41 auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen erreichbar. Das Gas wird dem Behältnis 21 über die Öffnung 31 im Deckel 23 zugeführt. Die Gaszuführungsmittel weisen ein röhrenartiges Element 33 auf, dessen Mantelfläche zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen für das Gas in das Behältnis 21 siebartig mehrfach perforiert ist. Die Zuführungsmittel für das Gas weisen ein Rückschlagventil 40 auf. Dieses ermöglicht ein druckloses Anschließen bzw. Abklemmen der Vorrichtung von den das Gas zuführenden Leitungen. Ferner ist an der Eintrittsöffnung 31 eine Wirbeldüse 41 vorgesehen, die eine verstärkte Verwirbelung des in das Behältnis 21 eintretenden Gases gewährleistet. Das röhrenförmige Element der Gaszuführungsmittel ist rechtwinklig zu der Eintrittsöffnung des Fluids ausgerichtet, um so eine effektive Gasanreicherung im Behältnis 21 zu erreichen. Die sich aus der Gestaltung und Anordnung ergebenden Strömungsverhältnisse und Verwirbelungen im Fluid sind besonders günstig für eine effektive Gasanreicherung. Das angereicherte Fluid ist über den Abfluss 26, der als Öffnung im Deckel 22 vorgesehen ist, dem Behältnis 21 entnehmbar. Um ein nachteiliges Rückströmen von angereichertem Fluid in das Behältnis 21 zu vermeiden, ist am Abfluss 26 ebenfalls ein Rückschlagventil 40 vorgesehen. Eine weitere nach dem Abfluss 26 angeordnete Wirbeldüse 41 sorgt für eine zusätzliche, vorteilhafte Verwirbelung des angereicherten Fluids.
  • Die in Figur 15 gezeigte Ausführungsform zeigt ein kolbenartiges inneres Behältnis 151, welches an einer Stirnseite eine Gaszufuhr 152 aufweist. Das Behältnis 151 ist mit wenigstens einer perforierten Wand versehen. Das Fluid wird einem äußeren Behältnis 153 über Zuführungen 154 zugeführt, die Wirbeldüsen umfassen können. Ein Auslass 155 ist am entgegengesetzten Ende vorgesehen, der verschließbar ist. Die Wände des Behälters 153 können durchlässig für Photonen sein, um den Inhalt mit Photonen zur Verbesserung der gewünschten Wirkungen zu bestrahlen zu können. Das innere Behältnis 151 ist mit Sand 156 oder perforierten Schichten versehen.
  • Die Erfindung kann für Kleinstanlagen sowie mittelgroße oder große Industrieanlagen vorgesehen sein. Sie kann in unterschiedlichen Dimensionen ausgeführt sein.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden, mit einem Behältnis (1, 21) für ein Fluid, mit Mitteln zur Zuführung eines Gases in das Behältnis (2, 3, 4, 31, 33), mit Mitteln zur Zuführung des Fluides in das Behältnis (25, 28) und mit einem Abfluss (5, 12, 26), wobei die Mittel zur Zuführung des Gases und/oder des Fluides zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen siebartig mehrfach perforiert (4, 9, 13, 14, 15, 17, 18, 27, 32, 33, 34) sind und das Behältnis (21) in Volumenabschnitte unterteilt ist, wobei die Unterteilung durch mehrere, siebartig mehrfach perforierte Wände (30) zwischen den Abschnitten bewirkt wird und diese zumindest teilweise zueinander unterschiedlich siebartig mehrfach perforiert sind.
  2. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei mindestens zwei Sorten von unterschiedlich siebartig mehrfach perforiert Wänden (30) vorgesehen sind und diese räumlich, periodisch abwechselnd im Behältnis (21) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Zuführung des Fluides oder Gases (28) mehrlagig gestaltete, von Lage zu Lage unterschiedlich siebartig mehrfach perforierte Abschnitte zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen (27) aufweisen.
  4. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Zuführung des Fluides oder Gases (28) röhrenartig gestaltet sind, und die Abschnitte, welche zur Bereitstellung von Austrittsöffnungen siebartig mehrfach perforiert sind, auf der Mantelfläche der Röhre (27) angeordnet sind und darüber hinaus keine Austrittsöffnung vorgesehen ist (29).
  5. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Behältnis (1, 21) röhrenförmig gestaltet ist.
  6. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche weitgehend aus V2A-Stahl gefertigt ist.
  7. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche weitgehend aus elektropoliertem Stahl gefertigt ist.
  8. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Behältnis (1,21) druckdicht gestaltet ist.
  9. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln zur Kühlung.
  10. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Zuführung des Gases im Bereich um die Gasaustrittsöffnungen im Wesentlichen zylinderförmig, kegelförmig, spiralförmig, ellipsoidförmig, kugelförmig, trichterförmig, düsenförmig oder wellenförmig (4, 9, 13, 14, 15, 17) gestaltet sind.
  11. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Zuführung des Gases wenigstens ein Ventil (7) aufweisen.
  12. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Zuführung des Gases ein Manometer aufweisen.
  13. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Zuführung des Gases einen Druckminderer (6) aufweisen.
  14. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Behältnis (1, 21) eine oder mehrere Einschnürungen (15) aufweist.
  15. Vorrichtung zur Gasanreicherung in Fluiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Teile der Zuführungsmittel im Behältnis (1, 21) drehbeweglich gelagert sind.
  16. Verfahren zur Herstellung von mit Gas angereicherten Fluiden unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei einem Fluid Gas zugesetzt wird,
  17. Verfahren zur Herstellung von mit Gas angereicherten Fluiden unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei in einem kontinuierlichen Prozess ein Fluid zur Gasanreicherung zufließt und angereichert von der Gasanreicherung abfließt,
  18. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung von medizinischen Zubereitungen.
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