ES2266519T3 - Cartucho desechable para sistema de tratamiento de agua in situ. - Google Patents

Cartucho desechable para sistema de tratamiento de agua in situ. Download PDF

Info

Publication number
ES2266519T3
ES2266519T3 ES02742205T ES02742205T ES2266519T3 ES 2266519 T3 ES2266519 T3 ES 2266519T3 ES 02742205 T ES02742205 T ES 02742205T ES 02742205 T ES02742205 T ES 02742205T ES 2266519 T3 ES2266519 T3 ES 2266519T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
water
container
cartridge
base
walls
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES02742205T
Other languages
English (en)
Inventor
George Plester
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coca Cola Co
Original Assignee
Coca Cola Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coca Cola Co filed Critical Coca Cola Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2266519T3 publication Critical patent/ES2266519T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/02Softening water by precipitation of the hardness
    • C02F5/025Hot-water softening devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/05Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements supported
    • B01D29/055Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements supported ring shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/88Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices
    • B01D29/90Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for feeding
    • B01D29/902Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for feeding containing fixed liquid displacement elements or cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D36/00Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/04Combinations of filters with settling tanks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/003Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using household-type filters for producing potable water, e.g. pitchers, bottles, faucet mounted devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2001/007Processes including a sedimentation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • C02F2201/006Cartridges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/42Liquid level
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/02Fluid flow conditions
    • C02F2301/022Laminar

Abstract

Un dispositivo de cartucho para su uso en un sistema de tratamiento de agua de cartucho calentado que comprende: un recipiente exterior que tiene una base cerrada, un extremo superior abierto, y paredes verticales dispuestas entre la base y el extremo superior, en el que el extremo superior abierto puede estar conectado de manera sellable con un cabezal del sistema de tratamiento de agua de cartucho calentado; un recipiente interior que tiene una base cerrada, un extremo superior que tiene al menos una abertura a través de la cual el agua a tratar puede fluir dentro del recipiente interior, y paredes verticales dispuestas entre le base y el extremo superior, en el que las paredes verticales del recipiente interior están provistas con al menos una abertura a través de la cual el agua en el recipiente interior puede fluir fuera del recipiente interior, definiendo una zona de sedimentación de partículas entre la abertura y la base del recipiente interior, y en el que el recipiente interior está asegurado dentro del recipiente exterior en una posición que forma un espacio entre las paredes del recipiente exterior y las paredes del recipiente interior y un espacio entre la base del recipiente exterior y la base del recipiente interior; y una salida del agua tratada posicionada para recibir el agua desde el espacio entre el extremo superior del recipiente exterior y el extremo superior del recipiente in-terior, en el que el agua que fluye fuera desde la abertura del recipiente interior puede fluir fuera del dispositivo de cartucho a través de la salida del agua tratada, defi-niendo de este modo una vía de flujo de agua a través del dispositivo de cartucho.

Description

Cartucho desechable para sistema de tratamiento de agua in situ.
Campo de la invención
La presente invención se refiere de manera general a los dispositivos y métodos para el tratamiento del agua, y particularmente para su uso en un dispensador de bebida post-mezcla.
Antecedentes de la invención
El sistema de tratamiento del agua en edificios y el método descrito en la Patente de EE.UU. Nº 5.858.248 de Plester y colaboradores utiliza un cartucho de un sólo uso y separable que incluye un colector y un filtro. El colector se describe que tiene una estructura de malla. Un calentador calienta el agua en el cartucho con el fin de descomponer la dureza de bicarbonato en el agua. Los carbonatos precipitados y los metales pesados se depositan a continuación y se recogen sobre la superficie de la estructura de malla. El agua del colector se hace pasar a continuación a través de un filtro de clarificación, por ejemplo, un filtro de anillo, y sale del cartucho.
La eficacia del colector depende, en parte, del control de la temperatura y del tiempo de residencia del agua que pasa a través del cartucho. En operación, el tiempo de residencia disminuye a medida que los depósitos se acumulan y rellenan los espacios en la estructura de malla. Este proceso de acumulación finalmente da lugar a que el tiempo de residencia disminuya por debajo del necesario para completar el procedimiento de precipitación. El cartucho por lo tanto se diseña para que el filtro de clarificación tenga una vida útil más corta que la del colector; un filtro bloqueado señala la necesidad de mantenimiento del colector (es decir de su reemplazo). Sería ventajoso tener un cartucho de recogida de partículas mejorado, particularmente uno diseñado para satisfacer los siguientes parámetros:
A. Para asegurar que todas las partes de agua que fluyen pasando a través del cartucho son tratadas en la misma medida, el cartucho debe proporcionar una distribución del tiempo de residencia en el cartucho estrecha dentro del flujo de agua;
B. El cartucho debe proporcionar una sedimentación y colección eficaz de las pequeñas partículas formadas durante la reacción inducida por el calor dentro del cartucho;
C. El bloqueo de la entrada de agua al cartucho se debe de evitar mediante minimización de la deposición de las partículas que se forman, debido a la reacción inducida por calor, justo dentro del punto de entrada del agua en el cartucho;
D. La deposición de partículas sobre las superficies del cartucho se deben de evitar también puesto que dicha formación es perjudicial para el comportamiento del calentador y del cartucho;
E. El cartucho debe proporcionar la completa separación del flujo de entrada y de salida del agua, de tal manera que las fugas en el sistema no puedan dar lugar a la mezcla del agua sin tratar que entra con el agua tratada que sale;
F. El cartucho debe alojar un filtro de clarificación para el agua tratada que sale, para separar cualesquiera partículas finas que se arrastran desde las zonas de sedimentación del cartucho;
G. El cartucho debe alojar bien un calentador montado internamente o un calentador montado externamente;
H. El cartucho debería bloquear inherentemente el flujo de agua a través del cartucho cuando el espacio interno libre del cartucho se ha reducido por la deposición de las partículas de reacción en una medida que el tiempo de residencia del agua dentro del cartucho ha alcanzado un valor límite inferior, esto es cuando el cartucho está "agotado" y se debe reemplazar;
I. El cartucho debe proporcionar un buen contacto térmico con un calentador montado fuera del cartucho, en aquellas realizaciones en las que se prefieren los calentadores montados externamente.
J. El cartucho debe proporcionar superficies de contacto con el agua que puedan ser esmaltadas eficaz y económicamente para impedir la contaminación por metales del agua tratada, particularmente para las realizaciones que usan metales baratos tales como acero bajo en carbono;
K. El cartucho debe proporcionar superficies de calentamiento esmaltadas que eviten los depósitos, de tal modo que se evite someter las superficies esmaltadas a un esfuerzo térmico inaceptable; y
L. El cartucho debe ser una estructura sencilla, de bajo coste, permitiendo de este modo que constituya una parte relativamente barata del sistema de tratamiento del agua.
Debe ser por lo tanto ventajoso desarrollar un cartucho para el tratamiento del agua que minimice la deposición de partículas que se forman justo dentro del punto de entrada del agua en el cartucho, que evite la deposición de las partículas sobre las superficies del calentador del cartucho, y que proporcione la separación completa del flujo de entrada y de salida del agua a y desde el cartucho. Sería además ventajoso para dicho cartucho el alojar bien un calentador montado internamente o un calentador montado externamente, en el que el cartucho bloquea inherentemente el flujo de agua a su través cuando el espacio interno libre del cartucho se ha reducido por la deposición de las partículas de reacción en una medida tal que el tiempo de residencia del agua dentro del cartucho ha alcanzado un valor límite inferior, y en el que las superficies de contacto con el agua del cartucho se puedan esmaltar eficaz y económicamente.
Es por lo tanto un objeto de la presente invención el proporcionar un dispositivo de cartucho para su uso en un sistema de tratamiento de agua de cartucho calentado que cumpla muchos o todos de esos parámetros de diseño.
Es otro objeto de la presente invención proporcionar métodos y sistemas para el tratamiento del agua que utilizan dichos dispositivos de cartuchos mejorados.
Sumario de la invención
Se proporciona un dispositivo de cartucho mejorado para su uso en un sistema para el tratamiento del agua, tal como el sistema descrito en la Patente de EE.UU. Nº 5.858.248. El cartucho incluye múltiples recipientes que están anidados juntos y que forman zonas de sedimentación de las partículas y canales para el flujo del agua dentro de los espacios entre las paredes de los recipientes, según se definen en las reivindicaciones 1 y 15. El cartucho es eficaz desde el punto de vista del coste debido a que utiliza partes producidas en serie y convencionales y sólo se necesita un ensamblaje sencillo.
En una realización preferida, el dispositivo de cartucho incluye (i) un recipiente exterior que tiene una base cerrada, un extremo superior abierto, y paredes verticales dispuestas entre la base y el extremo superior, en el que el extremo superior abierto puede estar conectado de manera sellable con un cabezal del sistema de tratamiento del agua de cartucho calentado; (ii) un recipiente interior que tiene una base cerrada, un extremo superior que tiene al menos una abertura a través de la cual el agua a ser tratada puede fluir dentro del recipiente interior, y paredes verticales dispuestas entre la base y el extremo superior, en el que las paredes verticales del recipiente interior están provistas con al menos una abertura a través de la cual el agua en el recipiente interior puede fluir fuera del recipiente interior, una zona de sedimentación de las partículas que está definida entre la abertura y la base del recipiente interior, y en el que el recipiente interior está asegurado dentro del recipiente exterior en una posición que forma un espacio entre las paredes del recipiente exterior y las paredes del recipiente interior y un espacio entre la base del recipiente exterior y la base del recipiente interior; (iii) un primer recipiente intermedio dispuesto dentro de un segundo recipiente intermedio, dispuesto entre el recipiente exterior y el recipiente interior, en el que los recipientes intermedios tienen una base cerrada, un extremo superior abierto, y unas paredes verticales dispuestas entre los extremos de la base y los extremos superiores, en el que el agua en la vía de flujo del agua fluye sobre el extremo superior del primer recipiente intermedio y a continuación a través de las aberturas en las paredes del segundo recipiente intermedio; y (iv) una salida del agua tratada posicionada para recibir el agua procedente del espacio entre el extremo superior del recipiente exterior y el extremo superior del recipiente interior. Los recipientes que forman el cartucho están fabricados preferiblemente de un metal, y se pueden esmaltar para impedir la contaminación por el metal del agua tratada. En esta realización, el cartucho permite que se instale opcionalmente un calentador para el sistema de tratamiento dentro del flujo del agua tratada o frente a una pared exterior del cartucho. Un filtro de clarificación, tal como un filtro de profundidad, se proporciona preferiblemente con el cartucho.
El cartucho incluye una sección de flujo no turbulento para la recogida de las partículas formadas dentro del cartucho mediante la reacción de los bicarbonatos en el agua, proporcionado así una recogida eficaz de las partículas. Cuando la sección de recogida de las partículas comienza a estar llena, el flujo del agua se bloquea automáticamente, o se interrumpe, lo que señala la necesidad de reemplazar el cartucho. En las realizaciones preferidas en las que el 50% de la vía de flujo del agua es en la misma dirección que la dirección de sedimentación de las partículas, la sedimentación es también más eficaz.
En una realización más preferida, el dispositivo de cartucho incluye (i) un recipiente interior que tiene una base cerrada, un extremo superior abierto, y paredes verticales dispuestas entre la base y el extremo superior, en el que el extremo superior abierto puede estar conectado de manera sellable con un cabezal de un sistema de tratamiento del agua de cartucho calentado; (ii) un recipiente interior que tiene una base cerrada, un extremo superior abierto, y paredes verticales dispuestas entre la base y el extremo superior, en el que el recipiente interior está asegurado dentro del recipiente exterior en una posición que forma un espacio entre las paredes de los recipientes exterior e interior y un espacio entre las bases de los recipientes interior y exterior, de tal manera que se define una zona de sedimentación de partículas entre dichas bases; (iii) uno o más deflectores exteriores asegurados en el espacio entre las paredes del recipiente exterior y los recipientes interiores, y que definen una vía de flujo tal que cuando el agua sin tratar entra en el cartucho a través de un tubo de alimentación de entrada, el agua fluye entre la pared del recipiente exterior y al menos uno de los deflectores exteriores hacia la zona de sedimentación de partículas y a continuación pasa entre el deflector exterior y la pared del recipiente interior; y (iv) una salida para el agua tratada posicionada para recibir el agua procedente del extremo superior del recipiente interior, en el que el agua que fluye fuera del recipiente interior fluye a través del la salida del agua tratada y fuera del dispositivo de cartucho, definiendo de este modo una vía de flujo de agua a través del dispositivo de cartucho.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista en corte vertical de una realización preferida del cartucho, que indica las vías de flujo del agua, la aplicación de calor, y la provisión para la recogida de las partículas sedimentadas.
La Figura 2A es una vista en corte horizontal de una realización preferida del cartucho, que indica los medios que permiten la expansión de la circunferencia del cartucho para entrar en contacto con un calentador externo montado circunferencialmente.
La Figura 2B es una vista en corte vertical de la base de una realización preferida del cartucho, que indica los medios que permiten la expansión de la base del cartucho para entrar en contacto con un calentador externo montado en la base.
La Figura 3 es una vista en corte vertical de una realización más preferida del cartucho, que indica las vías de flujo del agua.
La Figura 3A es una vista en corte horizontal del cartucho mostrado en la Figura 3.
Descripción detallada de la invención
Se ha desarrollado un dispositivo de cartucho reemplazable y de un sólo uso para su empleo en los sistemas y métodos de tratamiento del agua de cartucho calentado, tales como los descritos en la Patente de EE.UU. Nº 5.858.248.
El cartucho
El cartucho está compuesto de múltiples recipientes, en el que cada recipiente tiene paredes y una base cerrada. Los recipientes preferiblemente son de forma cilíndrica, aunque se pueden usar formas de sección transversal horizontal no circulares. Los recipientes del cartucho están dispuestos esencialmente de forma concéntrica para formar vías de flujo (es decir canales) en los espacios entre las paredes del recipiente. En otras palabras, los recipientes están anidados uno con otro dispuesto dentro. Los canales formados por los espacios entre las paredes de los recipientes aseguran que todas las partes del flujo deben seguir la misma vía - eliminando los cortocircuitos - y por lo tanto aseguran una distribución estrecha del tiempo de residencia para el agua que fluye a través del cartucho. Se pueden usar placas de separación convencionales para mantener los espacios entre los recipientes. Se proporcionan aberturas en los recipientes para completar el circuito de flujo del agua deseado, como se describe más completamente en los párrafos más adelante con referencia a las Figuras 1 y 2. Se definen zonas de sedimentación para las partículas precipitadas en los recipientes por debajo de las aberturas. En ciertas realizaciones, los "recipientes" no tienen una base cerrada, sino sólo paredes laterales; estos "recipientes" se refieren en la presente invención como "deflectores" (baffles).
Los recipientes típicamente están construidos de un material que conduce el calor, y preferiblemente un metal. En una realización preferida, los recipientes están construidos de acero bajo en carbono estañado o de aluminio, teniendo un revestimiento de barniz para inhibir la corrosión del metal. En otras realizaciones, los recipientes, o partes de los mismos, están construidos de un metal no esmaltado, tal como de acero inoxidable. El acero inoxidable puede ser un material eficaz desde el punto de vista del coste, particularmente para los recipientes internos para los cuales se pueden usar estructuras de metal muy finas debido a los pocos importantes requerimientos de resistencia mecánica de los recipientes internos.
El diseño del cartucho reduce también el esfuerzo térmico sobre las paredes esmaltadas, cuando se emplean paredes esmaltadas, permitiendo así de manera beneficiosa el uso de esmaltes anti-corrosión convencionales, las cuales de otro modo serían afectadas por las elevadas temperaturas y esfuerzos. Aunque existen esmaltes anti-corrosión con tolerancia a las temperaturas elevadas, la relación eficacia-coste del sistema de esmalte se puede conseguir más fácilmente cuando el sistema de esmalte opera a temperaturas tan bajas como sea posible, lo que en la práctica es la temperatura del procedimiento de tratamiento. Típicamente, la temperatura del esmalte y del substrato de metal estará próxima a la temperatura del agua en contacto con ellos, en la que el agua está a la temperatura del procedimiento de tratamiento. Sin embargo, si la superficie calentada llega a estar revestida por un depósito de carbonato de calcio o de magnesio procedentes del procedimiento de tratamiento, entonces la superficie esmaltada no está por más tiempo directamente en contacto con el agua. En este caso, la temperatura del calentador debería aumentar para mantener el flujo térmico necesario a través del depósito, que es un mal conductor del calor. Este incremento en la temperatura del calentador incrementará consecuentemente el esfuerzo térmico sobre la superficie esmaltada. Por lo tanto, si se pueden evitar, o minimizar, los depósitos sobre las superficies esmaltadas que son calentadas directamente, se minimiza el esfuerzo térmico sobre el esmalte.
Es una cuestión sencilla esmaltar los recipientes usando medios convencionales de tal manera que proporcionen protección frente a la corrosión del metal. Se pueden usar los materiales de esmalte convencionales usados actualmente en las latas de alimentos, particularmente aquellos previstos para permitir su cocción en la lata (tales como ciertas latas de sopas). Los materiales de esmalte tendrán comúnmente una base de resina de poliéster, acrílica o epoxi, preferiblemente de poliéster o acrílica, puesto que estas son a base de agua y son más fáciles de aplicar en un sistema de esmaltado de velocidad elevada. Los sistemas de esmaltado convencionales de velocidad elevada (tales como los usados en el esmaltado de latas de alimentos y de bebidas) son económicos, pero se basan en evitar formas y superficies complejas, ya que ellas reducirían la integridad de la cubierta de esmalte. Las superficies esmaltadas que son más complejas (que las latas de alimentos) requerirán sistemas de esmaltado más complicados y de una menor eficacia desde el punto de vista de su coste.
Calentador
En una realización, el cartucho utiliza un calentador montado externamente. En esta realización, el calentador calienta directamente el agua tratada que sale e indirectamente calienta el agua sin tratar (véase la Figura 1). Por lo tanto, las superficies del recipiente con el esfuerzo térmico más elevado están en contacto con el agua tratada y sometidas así a poca deposición de partículas procedentes de la reacción en el cartucho con respecto a las superficies del recipiente en contacto con el agua sin tratar. Este diseño evita de manera beneficiosa tener las superficies en contacto con el calentador cubiertas con depósitos de partículas, las cuales actuarían como un aislamiento térmico e incrementarían el esfuerzo térmico a través de los esmaltes. Mediante la reducción del esfuerzo térmico a través del esmalte, se reduce el riesgo del daño por el calor del esmalte.
Las dimensiones de los recipientes dependen del tamaño del cartucho, el cual a su vez depende principalmente de la velocidad de tratamiento del agua y de la temperatura del tratamiento. El cartucho tiene al menos tres secciones del procedimiento principales, correspondiendo cada una a las diferentes funciones del procedimiento del cartucho. Estas son (1) la sección de reacción, en la que el bicarbonato se descompone por el calor y precipita carbonatos junto con metales y otros sólidos disueltos; (2) la sección de retención del precipitado, que acumula la mayor parte de los sólidos precipitados; y (3) la sección de servicios auxiliares, que contiene el filtro de clarificación, un espacio de gas para la recogida y liberación del gas disuelto en el agua sin tratar, sondas de control del nivel, y de la temperatura (si es necesario), y tubos de entrada/salida de la alimentación.
El tamaño de la sección de reacción del cartucho está determinado por la velocidad de tratamiento del agua requerida y la temperatura del tratamiento, puesto que la dependencia de la temperatura de la reacción del bicarbonato sigue las bien conocidas leyes de la química. Por ejemplo, si la temperatura del tratamiento fuera de 115ºC, esta sección necesitaría tener preferiblemente un volumen suficiente para retener durante un valor de aproximadamente 10 minutos el flujo de tratamiento del agua (esto es, por ejemplo, si la velocidad de tratamiento fuera de 18 litros/h, el volumen de la sección de reacción sería de aproximadamente 10/60 x 18 = 3 litros). A temperaturas inferiores a 115ºC, el volumen necesario sería mayor debido a que la velocidad de reacción sería más baja, y a temperaturas superiores a 115ºC, el volumen necesario sería menor debido a que la velocidad de reacción sería más elevada. Aunque las temperaturas de tratamiento más elevadas son beneficiosas para la reducción del tamaño del cartucho, las temperaturas más elevadas incrementan la presión interna del cartucho. Por lo tanto la temperatura de tratamiento se debe seleccionar para conseguir un balance práctico y económico entre la fuerza de retención-presión del cartucho y su tamaño. Las temperaturas de tratamiento preferidas están típicamente entre aproximadamente 100ºC y aproximadamente 150ºC. Las temperaturas fuera de este intervalo, sin embargo, pueden ser útiles para aplicaciones particulares. Por ejemplo, si una aplicación requiere un cartucho que ahorre espacio, muy pequeño, entonces se pueden emplear temperaturas de tratamiento más elevadas.
El tamaño de la sección de precipitado-retención depende de la velocidad de tratamiento del agua, de la cantidad de materia capaz de precipitar en el agua, y de la frecuencia aceptable de cambio del cartucho. Ella es simplemente un espacio de retención para los sólidos extraídos mediante el procedimiento de tratamiento.
El tamaño de la sección de servicios auxiliares depende de la velocidad de tratamiento del agua y del grado de ahorro de espacio del diseño del esquema de montaje de los componentes dentro de esta sección. Típicamente, este tamaño de esta sección supone una fracción relativamente pequeña del cartucho. Por ejemplo, con una velocidad de tratamiento del agua de 18 litros/h que opere a 115ºC, un cartucho tendrá típicamente una capacidad volumétrica total de entre aproximadamente 4 y 8 litros, de los cuales sólo aproximadamente 0,5 litros se requerirán normalmente para la sección de servicios auxiliares.
Típicamente, la forma del cartucho es tal que la altura sea de aproximadamente una a tres veces su diámetro.
El montaje del calentador fuera del cartucho y haciendo así que el mismo sea una parte permanente más bien que desechable, reduce el coste del componente de un sólo uso (es decir el cartucho) y reduce así el coste de operación del sistema. Sin embargo, esta disposición no siempre es posible, debido a que las aguas duras (es decir con un contenido relativamente elevado de bicarbonato) dan lugar a excesivos depósitos sobre las superficies calentadas externamente y reducen su eficacia. En dichos casos, se prefiere o quizás es necesario, un calentador interno, puesto que el calentador interno se auto-limpia durante los ciclos de calentamiento y de enfriamiento. El esfuerzo térmico sobre los depósitos directamente sobre el calentador es mucho más elevado que en el caso de los depósitos sobre las superficies calentadas externamente, y este esfuerzo térmico da lugar a que los depósitos directamente sobre el calentador caigan fuera. Por lo tanto, la opción de calentamiento interno, aunque intrínsecamente más cara debido al incremento del número de componentes desechables puede reducir el coste en el caso de aguas relativamente duras mediante la mejora de la vida útil del cartucho.
Filtro de clarificación
El cartucho opcional y preferiblemente se proporciona con un filtro de clarificación para separar cualesquiera partículas finas que han dejado de sedimentarse dentro de las zonas de sedimentación del cartucho. El filtro de clarificación debe ser compacto y sencillo de instalar en el cartucho.
El filtro de clarificación no limita la vida del cartucho. (Más bien, la vida del cartucho debería estar limitada por la capacidad de la zona de recogida de las partículas sedimentadas del cartucho). El filtro de clarificación debe tener, sin embargo, una vida de operación adecuada dentro del espacio confinado del cartucho, una función que se puede conseguir con un filtro que tenga una superficie específica extensiva para recoger las partículas, por ejemplo, por tener muchos dobleces, o que opera para filtrar a lo largo de su volumen o profundidad. El filtro de clarificación preferiblemente es un filtro de profundidad, que permite la separación por filtración de las partículas finas del agua, no sólo en la superficie del filtro sino a lo largo de su profundidad.
En una realización preferida, el filtro consiste en una estructura soporte y un material de filtración que está contenido en la estructura soporte. La estructura soporte es porosa, retiene el material de filtración y permite que el agua fluya a través del material de filtración y a través de la estructura soporte. En una realización típica, el material de filtración tiene una profundidad, en la estructura soporte, de más de aproximadamente 3 mm.
La estructura soporte típicamente es un material tipo malla, tela o papel barato. Los materiales de filtración útiles típicamente incluyen partículas, fibras, o combinaciones de las mismas. Las lanas son un material de filtración adecuado, preferiblemente las lanas preparadas a partir de fibras sintéticas tolerantes con la temperatura elevada, y más preferiblemente la lana de PET. La arena fina y el Kieselguhr son también materiales de filtración preferidos. El material de filtración debe proporcionar el paso libre del agua a través del mismo mientras que recoge cantidades sustanciales de partículas dentro de sus poros.
Realización preferida del cartucho
Las Figuras 1, 2A, y 2B ilustran una realización del cartucho que incluye un filtro de clarificación. La estructura del cartucho (10), que consiste en diversos recipientes (es decir 12a, 12b, 12c y 12d) montados dentro uno de otro, permite su fabricación a bajo coste, debido a que la producción en masa barata de los recipientes de metal con la parte superior abierta es estado actual de la técnica y la operación de ensamblaje es relativamente sencilla. Los recipientes se pueden fabricar a partir de materiales relativamente simples, por ejemplo, láminas de acero bajo en carbono estañado.
La Figura 1 muestra el cartucho (10) que incluye cuatro recipientes dispuestos de manera concéntrica: un recipiente exterior (12a), un segundo recipiente intermedio (12b), un primer recipiente intermedio (12c), y un recipiente interior (12d). El primer recipiente intermedio (12c) está asegurado en una posición anidada dentro del segundo recipiente intermedio (12b), en el que ambos recipientes intermedios están posicionados entre el recipiente exterior (12a) y el recipiente interior (12d). Todos los cuatro recipientes están en posiciones colocadas de manera espaciada adecuada con respecto unos con otros. El espacio entre las paredes de cada recipiente, y entre la base de cada recipiente, se denomina en la presente invención un espacio. El cartucho (10) utiliza placas de separación u otras estructuras estándar (no mostradas) para mantener las posiciones relativas del recipiente interior (12d), el primer recipiente intermedio (12c), y el segundo recipiente intermedio (12b), dentro del recipiente exterior (12a).
El recipiente exterior (12a) incluye una base cerrada (13a), paredes verticales (15a), y un extremo superior abierto (20a) que puede estar conectado contra el cabezal del cartucho (22) para formar un cierre hermético al agua. El cabezal del cartucho (22) es una parte permanente del sistema de tratamiento del agua y contiene el tubo de alimentación de entrada del agua (24), la conexión al tubo de salida del agua (26), y el sistema de control del nivel del cartucho (28).
El recipiente interior (12d) incluye una base cerrada (13d), paredes verticales (15d), y un extremo superior (20d) que tiene al menos una abertura a través de la cual el agua sin tratar puede fluir dentro del recipiente interior (12d). Las paredes verticales (15d) del recipiente interior (12d) tienen una serie de aberturas dispuestas horizontalmente (16d) (se muestran dos) colocadas de manera espaciada alrededor de la circunferencia de las paredes verticales (15d).
El segundo recipiente intermedio (12b) incluye una base cerrada (13b), paredes verticales (15b), y un extremo superior abierto (20b). Las paredes verticales (15d) tienen una serie de aberturas dispuestas horizontalmente (16b) (sólo se muestran dos) colocadas de manera espaciada alrededor de la circunferencia de las paredes verticales (15b).
El primer recipiente intermedio (12c) incluye una base cerrada (13c), paredes verticales (15c), y un extremo superior abierto (20c), que tiene un borde que sirve como un rebosadero sobre el cual el agua que fluye fuera del primer recipiente intermedio (12c) fluye antes de pasar dentro del segundo recipiente intermedio (12b).
Un tubo de alimentación de entrada de agua (24) está localizado en el centro del cartucho (10) y un tubo de salida de agua (26) está localizado cerca, o en una realización alternativa, en la pared vertical del recipiente exterior (12a), de tal manera que los dos tubos están físicamente separados. El tubo de alimentación de entrada de agua (24) preferiblemente es un tubo de gran diámetro y relativamente corto, que termina en el cartucho (10) por encima de una línea del nivel del agua (40). Además, los extremos superiores (20b) y (20d) de las paredes del segundo recipiente intermedio (12b) y el recipiente interior (12d), respectivamente, están próximos en altura al extremo superior (20a) del recipiente exterior (12a), formando un espacio estrecho frente al cabezal del cartucho (22), de tal manera que las salpicaduras o gotas de agua no pueden entrar en la corriente de agua que sale en el tubo de salida (26). El recipiente interior (12d) está provisto con una cubierta parcial (34) opcional, la cual mejora adicionalmente la separación entre el tubo de alimentación de entrada de agua (24) y el tubo de salida (26). El tubo de alimentación de entrada de agua (24) puede estar colocado por encima del nivel de agua (40) y se puede acortar para reducir la exposición del agua sin tratar que entra al calor, reduciendo de este modo la tendencia a la formación de depósitos de partículas dentro del tubo de alimentación de entrada de agua (24), los cuales podrían bloquear de manera no deseada el flujo del agua que entra.
El cartucho (10) incluye un calentador (32) que está montado internamente en la base (13a) del recipiente exterior (12a) (mostrado en la Figura 1) o en el espacio vertical entre los recipientes (12a) y (12b) (no mostrados). Alternativamente, el cartucho (10) puede incluir un calentador (32a) que está montado externamente en la base (13a) del recipiente exterior (12a) como se muestra en la Figura 1. En todavía otra configuración, un calentador externo se puede colocar en contacto con la pared vertical exterior del recipiente exterior (12a). En cualquiera de estas posiciones del calentador opcionales, el calor se aplica en primer lugar al agua tratada con el fin de proteger el calentador (32), (32a) de la deposición de partículas que de otro modo se produciría si entrara en contacto con el agua sin tratar, es decir, el agua dentro de los recipientes (12d), (12c) ó (12b).
Un filtro de clarificación de forma anular (30) está posicionado en el espacio entre la pared vertical (15a) del recipiente exterior (12a) y la pared vertical (15b) del segundo recipiente intermedio (12b), cerca de sus extremos superiores (20a) y (20b).
La Figura 2A muestra una sección a través del cartucho (10) (sección A-A en la Figura 1). La pared periférica del recipiente exterior (12a) tiene varias ranuras (50) a lo largo de la mayor parte o de toda la altura del recipiente. Estas ranuras (50) permiten que la pared periférica del recipiente exterior (12a) se expanda bajo presión. Puesto que el cartucho (10) normalmente opera bajo una presión más elevada que la atmosférica debido al calor aplicado al agua dentro del mismo, las ranuras (50) permiten que las paredes del recipiente exterior (12a) se expandan hacia el exterior y entren en contacto herméticamente con un calentador o calentadores (no mostrados) montados alrededor de su circunferencia, asegurando así un buen contacto térmico. Cuando el calor se retira para cambiar el cartucho (10) después de que él llega a estar agotado, la "elasticidad" periférica normal de las paredes del recipiente exterior (12a) permite que las paredes retornen aproximadamente a su posición de no expandida, facilitando así la retirada del cartucho (10).
La Figura 2B muestra una sección de la base (52) del recipiente exterior (12a) con un calentador (32a) montado frente a la base (52). Una ranura circular (54) está provista en la base (52) radialmente alrededor de la mayor parte, o todo, de un eje central normal al plano de la base. Cuando se aplica calor al cartucho (10) y la presión interna del cartucho se eleva por encima de la presión atmosférica, la parte circular central (56) de la base (52) se fuerza hacia afuera para proporcionar un buen contacto térmico con el calentador (32a) de la base montado externamente.
Una realización más preferida del cartucho se muestra en las Figuras 3 y 3A. La Figura 3 muestra un cartucho (60), que incluye un recipiente interior (62) (que tiene una base cerrada y una parte superior abierta), un deflector interior (64) (que está en la forma de un tubo con extremo abierto), un deflector exterior (66) (de estructura similar al deflector interior 64), y un recipiente exterior (68) (que tiene un extremo abierto y una base cerrada). Los recipientes (62), (68) y los deflectores (64), (66) están montados concéntricamente y separados apropiadamente dentro uno de otro, usando placas de separación (no mostradas: La parte del fondo del recipiente exterior (68) forma la cámara de sedimentación de las partículas (88).
El cartucho (60) se muestra estando en contacto con un cabezal del cartucho (70) (el borde del cual se muestra). El cabezal del cartucho (70) cumple una función similar como la descrita anteriormente para el cabezal del cartucho (22) mostrado en la Figura 1. El cabezal del cartucho (70) es una parte permanente del sistema de tratamiento del agua (no mostrado) y contiene un tubo de alimentación de entrada de agua (72), un sistema de control del nivel (74), y un conducto para la liberación de los vapores desprendidos durante el procedimiento de tratamiento (no mostrado). Un filtro de clarificación (76) está provisto en un alojamiento del filtro (78). El filtro de clarificación (76) funciona de manera idéntica al filtro de clarificación (30) descrito anteriormente y mostrado en la Figura 1, pero el filtro de clarificación (76) tiene una forma circular, más bien que anular. El alojamiento del filtro (78) está equipado con un tubo de entrada en el filtro (80) y una salida en el lado opuesto del filtro, que comunica con el cabezal del cartucho (70).
El cartucho (60) incluye además un calentador externo (82), el cual funciona de manera similar al calentador interno (30) mostrado en la Figura 1 y descrito anteriormente. Sin embargo, el calentador interno (82) está en la forma de un serpentín anular de tal manera que él se ajusta en el espacio anular entre el deflector exterior (66) y el recipiente exterior (68). El calentador interno (82) está fijado al cabezal del cartucho (70) por medio de un receptáculo del calentador (84), que contiene el suministro de energía (no mostrado) al calentador interno (82) y es una parte permanente del cabezal del cartucho (70).
El deflector exterior (66) se ajusta dentro del conducto interior del alojamiento (79) del alojamiento del filtro (78). El espacio entre el deflector exterior (66) y el conducto interior del alojamiento (79) es nominal (es decir pequeño y en espiral), de tal manera que hay poco o ningún riesgo de que el agua sin tratar que entra pueda circundar la vía de flujo del agua (descrita más adelante). El espacio nominal asegura que los vapores dentro del deflector exterior (66) se comunican adecuadamente con los vapores fuera del deflector exterior (66), lo que asegura que no haya ninguna diferencia de presión entre los espacios en la parte superior sobre ambos lados del deflector exterior 66. Esto a su vez asegura que se produce el flujo escalonado y deseado (según se describe más adelante).
Comparada con la disposición del cartucho mostrada en la Figura 1, la disposición mostrada en la Figura 3 tiene la ventaja de permitir un calentador interno permanente, así como también la de reducir el número de recipientes necesarios. Puesto que los otros componentes del cartucho no se requieren por más tiempo en el procedimiento de transferencia de calor, ellos se pueden construir de materiales no metálicos, tales como un plástico.
Operación del cartucho Diseño de la Figura 1
El curso general a través del cual fluye el agua desde el tubo de alimentación de entrada (24) al tubo de salida (26) es la vía de flujo del agua. La zona de sedimentación de las partículas (17), la sección de cartucho (10) por debajo de la línea de nivel (42), preferiblemente es una zona libre de turbulencia, que permite que las partículas se sedimenten y se acumulen sin ser molestadas por el flujo de agua. Un plano en el que aproximadamente descansan las aberturas (16b) y (16d) define el límite superior planar de la zona de sedimentación (17). La larga vía de flujo proporciona una eficiente sedimentación y colección de las partículas, funciones que están mejoradas debido a que el diseño proporciona que el 50% de la vía de flujo se dirige hacía abajo que es la misma dirección que la de sedimentación de las partículas (es decir la dirección de las fuerzas gravitacionales). La estructura recipiente en recipiente fuerza a toda el agua a seguir una vía de flujo predeterminada y fija.
En operación, el agua impura (sin tratar) entra a través del tubo de alimentación de entrada (24), progresa dentro del recipiente interior (12d), y a continuación fluye hacia abajo a y a través de las aberturas (16d), arriba para rebosar el extremo superior (20c), hacia abajo a y a través de las aberturas (16b), y hacia arriba a través del filtro de clarificación anular (30). El agua tratada que abandona el filtro de clarificación (30) sale a continuación del montaje del cartucho (10) vía el tubo de salida (26) (véase las flechas de flujo A hasta B).
El agua sin tratar entra en el cartucho 10 en el que se calienta por el calentador (32) ó (32a), lo que da lugar a que la dureza de bicarbonato precipite en el agua. El calor se aplica en primer lugar al agua tratada con el fin de evitar la deposición de las partículas lo que reduciría la eficacia del calentador. Además, el cartucho proporciona un buen contacto entre un calentador montado externamente y las paredes del cartucho al permitir que las paredes se expandan bajo la presión normal de operación del cartucho y al entrar firmemente en contacto con la superficie del calentador. El cartucho proporciona que las corrientes de entrada y de salida de agua están dispuestas para eliminar la posibilidad de que las dos corrientes se mezclen inadvertidamente, eliminando así el riesgo de contaminación del agua tratada con el agua sin tratar.
Al menos una parte de las partículas en el agua calentada en el recipiente interior (12d) se sedimentan hacia la base (13d). El agua, y cualesquiera partículas no se sedimentan en el recipiente interior (12d), y a continuación fluyen a través de las aberturas (16d) y dentro del primer recipiente intermedio (12c). Una parte adicional de las partículas en el agua calentada en el primer recipiente intermedio (12c) se pueden sedimentar hacia la base (13c). El agua, y cualesquiera partículas que no se sedimentan en el primer recipiente intermedio (12c), fluyen a continuación hacia arriba y sobre el borde del extremo superior (20c) y a continuación dentro del segundo recipiente intermedio (12b). Una parte adicional de las partículas en el agua calentada en el segundo recipiente intermedio (12b) se puede sedimentar hacia la base (13b). El agua, y cualesquiera partículas que no se sedimentan en el segundo recipiente intermedio (12b), fluyen a continuación a través de las aberturas (16b) y dentro del recipiente exterior (12a). Una parte adicional de las partículas en el agua calentada en el recipiente exterior (12a) se pueden sedimentar hacia la base (13a). A continuación el agua fluye hacia arriba a través del filtro de clarificación anular (30), que recoge cualesquiera partículas restantes que no se han sedimentado, y a continuación fluye fuera del cartucho (10) a través del tubo de salida (26).
Puesto que el agua fluye sustancialmente sólo por encima de la sección del cartucho (10) definida por la línea de nivel (42), la sección restante del cartucho, por debajo de la línea de nivel (42), está libre para recoger y acumular las partículas sólidas, y particularmente las formadas debido a la reacción de la dureza de bicarbonato del agua sin tratar. Cuando las partículas se acumulan hasta la línea de nivel (42), la sedimentación adicional de partículas bloquea finalmente las aberturas (14b) y/o (16d), impidiendo así el flujo continuado del agua. Este bloqueo fuerza el reemplazo del cartucho (10), el cual está entonces "agotado", habiendo alcanzado un estado en el que la acumulación adicional de partículas en el cartucho reduciría el tiempo de residencia necesario para el tratamiento completo (que se define por la capacidad volumétrica por encima de la línea de nivel 42).
Las impurezas volátiles en el agua sin tratar se recogen en el espacio en la parte superior gaseoso del cartucho por encima de la línea de nivel (40). Esta parte del procedimiento de tratamiento es sustancialmente según se describe en la Patente de EE.UU. Nº 5.858.248, que se incorpora en la presente invención en su totalidad. Las impurezas volátiles acumuladas reducen el nivel de la línea de nivel (40). Esta reducción en la línea de nivel (40) se detecta por el control de nivel (28) y un sistema de puesta en contacto con la atmósfera dentro del cabezal del cartucho (22) opera para liberar las impurezas volátiles acumuladas y mantienen así el nivel requerido de la línea de nivel (40). (Esta función del cabezal del cartucho se describe en la Patente de EE.UU. Nº 5.858.248 y no requiere que sea descrita adicionalmente en la presente invención). Con el fin de permitir el flujo, el nivel de agua en el recipiente interior (12d) será ligeramente más elevado que el nivel de agua en el recipiente (12c), el cual será ligeramente más elevado que el nivel de agua en (12b), el cual será ligeramente más elevado todavía que el nivel de agua en el recipiente (12a), el nivel lo más bajo. Esta reducción paso a paso de los niveles es necesaria para mantener un gradiente hidráulico. Debido a que el flujo de agua a través del cartucho (10) es relativamente pequeño, el gradiente hidráulico descrito es también pequeño. De acuerdo con esto, un único nivel de agua (40) se muestra en la Figura 1.
Diseño de la Figura 2
Los niveles de agua dentro del cartucho se muestran en la Figura 3, usando etapas (niveles) exagerados (90a), (90b), (90c) y (90d) para mayor claridad. El agua sin tratar entra vía el tubo de alimentación de entrada del agua (72) y fluye hacia abajo en el espacio anular entre el recipiente exterior (68) y el deflector exterior (66), pasado el calentador interno (82). A continuación el agua fluye hacia arriba en el espacio anular entre el deflector exterior (66) y el recipiente interior (62), y rebosa dentro del recipiente interior (62). Las partículas que precipitan (debido a su calentamiento vía el calentador interno 82) se sedimentan principalmente en la cámara de sedimentación (88), que está por debajo de la línea de nivel (92), con muy poco que transportar para sedimentar en el recipiente interior (62). A continuación el agua fluye hacia abajo a través del espacio anular entre el recipiente interior (62) y el deflector interior (64), y finalmente fluye hacia arriba a través del deflector interior (64) al tubo de entrada en el filtro (80). El flujo de agua se llega a bloquear cuando los sólidos precipitados se acumulan sustancialmente por encima de la línea de nivel del agua (92), señalando de este modo la necesidad de un cambio de cartucho.
Las modificaciones y variaciones de los métodos y los dispositivos descritos en la presente invención serán obvios para aquellas personas especializadas en la técnica a partir de la descripción detallada precedente. Dichas modificaciones y variaciones se piensa que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (22)

1. Un dispositivo de cartucho para su uso en un sistema de tratamiento de agua de cartucho calentado que comprende:
un recipiente exterior que tiene una base cerrada, un extremo superior abierto, y paredes verticales dispuestas entre la base y el extremo superior, en el que el extremo superior abierto puede estar conectado de manera sellable con un cabezal del sistema de tratamiento de agua de cartucho calentado;
un recipiente interior que tiene una base cerrada, un extremo superior que tiene al menos una abertura a través de la cual el agua a tratar puede fluir dentro del recipiente interior, y paredes verticales dispuestas entre la base y el extremo superior,
en el que las paredes verticales del recipiente interior están provistas con al menos una abertura a través de la cual el agua en el recipiente interior puede fluir fuera del recipiente interior, definiendo una zona de sedimentación de partículas entre la abertura y la base del recipiente interior, y
en el que el recipiente interior está asegurado dentro del recipiente exterior en una posición que forma un espacio entre las paredes del recipiente exterior y las paredes del recipiente interior y un espacio entre la base del recipiente exterior y la base del recipiente interior; y
una salida del agua tratada posicionada para recibir el agua desde el espacio entre el extremo superior del recipiente exterior y el extremo superior del recipiente interior, en el que el agua que fluye fuera desde la abertura del recipiente interior puede fluir fuera del dispositivo de cartucho a través de la salida del agua tratada, definiendo de este modo una vía de flujo de agua a través del dispositivo de cartucho.
2. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además al menos un recipiente intermedio dispuesto entre el recipiente exterior y el recipiente interior, teniendo el recipiente intermedio una base cerrada, un extremo superior abierto, y paredes verticales dispuestas entre el extremo de la base y el extremo superior, en el que el agua en la vía de flujo del agua fluye a través de una o más aberturas en las paredes del recipiente intermedio o sobre el extremo superior del recipiente intermedio.
3. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende un par de recipientes intermedios que tienen un primer recipiente intermedio dispuesto dentro de un segundo recipiente intermedio, en el que el primer recipiente intermedio está asegurado dentro del segundo recipiente intermedio en una posición que forma un espacio entre las paredes del primer recipiente intermedio y las paredes del segundo recipiente intermedio y un espacio entre la base del primer recipiente intermedio y la base del segundo recipiente intermedio.
4. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el extremo superior del primer recipiente intermedio está más bajo que el extremo superior del recipiente interior y más bajo que el extremo superior del segundo recipiente intermedio, teniendo el extremo superior del primer recipiente intermedio un borde sobre el cual el agua en la vía de flujo puede fluir.
5. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 4, en el que las paredes verticales del segundo recipiente intermedio están provistas con al menos una abertura a través de la cual el agua en la vía de flujo puede fluir.
6. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 5, en el que las paredes del recipiente interior y las paredes del segundo recipiente intermedio comprenden cada una dos o más aberturas, definiendo las aberturas aproximadamente un límite superior planar de la zona de sedimentación de las partículas.
7. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 3, en el que las paredes verticales del recipiente interior y las paredes verticales del recipiente intermedio cada una sustancialmente forman un cilindro, estando dispuestos los cilindros concéntricamente.
8. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un calentador montado en el recipiente exterior.
9. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el calentador está posicionado entre la base del recipiente exterior y la base del recipiente interior o el calentador está montado sobre una superficie exterior de la base del recipiente exterior.
10. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las paredes del recipiente exterior forman sustancialmente un cilindro.
11. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el recipiente exterior incluye una o más ranuras orientadas sustancialmente axialmente extendiéndose sustancialmente la longitud de las paredes entre la base y el extremo superior del recipiente exterior.
12. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un filtro posicionado entre el recipiente exterior y el recipiente interior, de tal manera que la vía de flujo de agua es a través del filtro.
13. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la base del recipiente exterior comprende una ranura circular posicionada radialmente alrededor de un eje central normal a la base del recipiente exterior.
14. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 1, en el que aproximadamente un 50% de la vía de flujo del agua es en la misma dirección que la dirección en la que las partículas en el cartucho se sedimentan bajo la influencia de fuerzas gravitacionales.
15. Un dispositivo de cartucho para su uso en un sistema de tratamiento de agua de cartucho calentado que comprende:
un recipiente exterior que tiene una base cerrada, un extremo superior abierto, y paredes verticales dispuestas entre la base y el extremo superior, en el que el extremo superior abierto puede estar conectado de manera sellable con un cabezal del sistema de tratamiento de agua de cartucho calentado;
un recipiente interior que tiene una base cerrada, un extremo superior abierto, y paredes verticales dispuestas entre le base y el extremo superior,
en el que el recipiente interior está asegurado dentro del recipiente exterior en una posición que forma un espacio entre las paredes del recipiente exterior y las paredes del recipiente interior y un espacio entre la base del recipiente exterior y la base del recipiente interior, definiendo una zona de sedimentación de las partículas entre la base del recipiente interior y la base del recipiente exterior;
uno o más deflectores exteriores asegurados en el espacio entre las paredes del recipiente exterior y las paredes del recipiente interior, y definiendo una vía de flujo de tal manera que cuando el agua sin tratar entra en el cartucho a través de un tubo de alimentación de entrada, dicha agua sin tratar fluye entre la pared del recipiente exterior y al menos uno de dichos deflectores exteriores hacia la zona de sedimentación de las partículas y a continuación pasa entre el al menos uno de dichos deflectores exteriores y la pared del recipiente interior; y
una salida de agua tratada posicionada para recibir el agua desde el extremo superior del recipiente interior, en el que el agua que fluye fuera desde el recipiente interior puede fluir fuera del dispositivo de cartucho a través de la salida del agua tratada, definiendo de este modo una vía de flujo del agua a través del dispositivo de cartucho.
16. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 15, que comprende además uno o más deflectores interiores asegurados dentro del recipiente interior, estando posicionados dichos uno o más deflectores interiores para extender la vía de flujo de agua entre el extremo abierto del recipiente interior y la salida de agua tratada.
17. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 15, en el que las paredes verticales del recipiente interior y las paredes verticales del recipiente exterior cada una sustancialmente forman un cilindro, estando los cilindros dispuestos concéntricamente.
18. El dispositivo de cartucho de acuerdo con la reivindicación 15, que comprende además un calentador posicionado entre las paredes del recipiente exterior y al menos uno de los deflectores exteriores.
19. Un método de tratar agua que comprende:
proporcionar el dispositivo de cartucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14,
introducir agua en la al menos una abertura del extremo superior del recipiente interior;
calentar el agua en el recipiente interior para descomponer la dureza de bicarbonato en el agua para precipitar las partículas;
recoger al menos algunas de las partículas precipitadas en la zona de sedimentación, separando las partículas del agua calentada para producir agua tratada; y
verter el agua tratada de la salida de agua tratada.
20. Un método de tratar agua que comprende:
proporcionar el dispositivo de cartucho de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18,
introducir agua en el extremo superior del recipiente exterior,
calentar el agua en el recipiente exterior para descomponer la dureza de bicarbonato en el agua para precipitar las partículas;
recoger al menos algunas de las partículas precipitadas en la zona de sedimentación, separando las partículas del agua calentada para producir agua tratada; y
verter el agua tratada de la salida de agua tratada.
21. Un sistema de tratamiento de agua que comprende:
un alojamiento que tiene un cabezal, una conexión con el agua de entrada, y una conexión con el agua de salida; y
el dispositivo de cartucho de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-18, en el que la salida de agua tratada está en comunicación fluida con la conexión de agua de salida del cabezal.
22. El sistema de tratamiento de agua de acuerdo con la reivindicación 21, que comprende además un medio de control del nivel para mantener un nivel de agua en el dispositivo de cartucho.
ES02742205T 2001-06-22 2002-06-18 Cartucho desechable para sistema de tratamiento de agua in situ. Expired - Lifetime ES2266519T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US887495 2001-06-22
US09/887,495 US6610210B2 (en) 2001-06-22 2001-06-22 Disposable cartridge for on-premises water treatment system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2266519T3 true ES2266519T3 (es) 2007-03-01

Family

ID=25391267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES02742205T Expired - Lifetime ES2266519T3 (es) 2001-06-22 2002-06-18 Cartucho desechable para sistema de tratamiento de agua in situ.

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6610210B2 (es)
EP (1) EP1401777B1 (es)
AR (2) AR034072A1 (es)
AT (1) ATE337276T1 (es)
DE (1) DE60214178T2 (es)
ES (1) ES2266519T3 (es)
PA (1) PA8546801A1 (es)
RU (1) RU2286954C2 (es)
TW (1) TW541195B (es)
WO (1) WO2003000599A1 (es)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7187947B1 (en) 2000-03-28 2007-03-06 Affinity Labs, Llc System and method for communicating selected information to an electronic device
GB0201351D0 (en) * 2002-01-22 2002-03-13 Imi Cornelius Uk Ltd Liquid purification method and apparatus
WO2003095367A1 (en) * 2002-05-07 2003-11-20 The Coca-Cola Company Self-sanitising water treatment apparatus with a reservoir for treated water that includes a heating element
AU2004258791A1 (en) * 2003-07-31 2005-02-03 Gary Christopher Separation apparatus and method
US20060060542A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-23 Tobias Sienel Reduced calcification in water heater system
ITPR20050069A1 (it) * 2005-11-15 2007-05-16 Allegri Geom Primo S R L Procedimento ed impianto per la chiarificazione e filtrazione dei fluidi in una unica vasca.
US20080230483A1 (en) * 2007-03-20 2008-09-25 Polymer Ventures, Inc. Disposable organoclay cartridge
JP5787976B2 (ja) 2010-04-08 2015-09-30 レスピバート・リミテツド P38mapキナーゼ阻害剤としてのピラゾリルウレア
KR102185217B1 (ko) * 2020-09-01 2020-12-01 주식회사 알이디 조립식 여과모듈

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US314150A (en) 1885-03-17 Half to mangel j
US661189A (en) 1900-03-15 1900-11-06 Francis James Olsen Apparatus for filtering water.
DE444422C (de) 1923-05-15 1927-05-20 E De Haeen A G Vorwaermer fuer Speisewasser
US2347927A (en) 1938-12-31 1944-05-02 Paterson William Filter
US2595913A (en) 1946-07-08 1952-05-06 Paterson Engineering Company L Filter
US3831757A (en) 1972-10-18 1974-08-27 W Dauenhauer Water purifying and distributing system
US3873445A (en) 1972-12-05 1975-03-25 Altair Ind Apparatus for reducing toilet effluents to useable liquids
US3882693A (en) 1974-02-01 1975-05-13 Rayne International Water cooler
US3974075A (en) 1975-07-03 1976-08-10 General American Transportation Corporation Toilet system
US4066550A (en) 1975-08-11 1978-01-03 Stanley Beaumont Apparatus for sewage treatment with countercurrent heat transfer means
US4120787A (en) 1976-12-29 1978-10-17 United Technologies Corporation Fuel cell water conditioning process and system and deaerator for use therein
US4483769A (en) 1983-01-13 1984-11-20 Aquaria, Inc. Filter cartridge
US4606823A (en) 1983-11-03 1986-08-19 Lucas Iii Charles E Water filtering apparatus
US4588500A (en) 1984-09-04 1986-05-13 Kaydon Corporation Fuel filter and dehydrator
US4759474A (en) 1985-06-24 1988-07-26 Everpure, Inc. Beverage dispensing system and filter cartridge therefor
US4761295A (en) 1986-05-27 1988-08-02 Williams Wholesalers, Inc. Technique for using reverse osmosis unit
US4957624A (en) 1986-06-09 1990-09-18 Purewater Sciences International, Inc. Method of and arrangement for purifying contaminated water
FR2603497B1 (fr) 1986-09-10 1991-10-04 Commissariat Energie Atomique Piege froid de purification des metaux liquides contenant des impuretes dissoutes
US4948499A (en) 1987-07-31 1990-08-14 Purewater Science International, Inc. Simplified method and apparatus for purification
US4844796A (en) 1987-10-15 1989-07-04 The Coca-Cola Company Full water treatment apparatus for use in soft drink dispensing system
US4828717A (en) 1988-04-14 1989-05-09 Arkay Corporation Of Wisconsin Device and method for reducing volume of aqueous waste effluents
US5160444A (en) 1988-09-19 1992-11-03 Mcfarland George E Cooking oil filtering method and apparatus
GB2238532A (en) 1989-12-02 1991-06-05 Samson Ind Co Ltd Drinking water purifier
US4957200A (en) 1989-12-28 1990-09-18 Turner William F Water distillation apparatus
US5017284A (en) 1990-04-27 1991-05-21 Environmental Water Technology, Inc. Fluid purifying apparatus and method of purifying fluids
DE4028529A1 (de) 1990-09-07 1992-03-12 Bosch Siemens Hausgeraete Trinkwasseraufbereiter fuer haushalts-wasserstellen
US5215655A (en) 1991-10-28 1993-06-01 Tokheim Corporation Dispenser interlock fuel filter system disabled in response to filter removal
US5254243A (en) 1992-06-22 1993-10-19 Whirlpool Corporation Water conditioning system and an electronic control therefor
US5256279A (en) 1992-07-02 1993-10-26 Carr-Griff, Inc. Liquid storage system with unpressurized reservoir engagable with level sensors
US5443739A (en) 1992-09-17 1995-08-22 J. Vogel Premium Water Company Water purification and dispenser with uncontaminated mineral addition
US5587055A (en) 1993-10-26 1996-12-24 Michael O. Hartman Water distilling apparatus and method
US5647269A (en) 1994-10-19 1997-07-15 Weber Aircraft Beverage water heating apparatus for airplanes
JP2837118B2 (ja) 1994-11-14 1998-12-14 三星電子株式会社 浄水器の給水遮断装置
CN1130540A (zh) 1994-11-14 1996-09-11 三星电子株式会社 净水器
ATE198552T1 (de) 1995-02-10 2001-01-15 Ic Ingenieur Consult Tech Gesa Vorrichtung und verfahren zum sterilisieren von abwasser
US5776333A (en) 1995-03-31 1998-07-07 The Coca-Cola Company On premise water treatment apparatus
US5858248A (en) 1995-03-31 1999-01-12 The Coca-Cola Company On premise water treatment method for use in a post-mix beverage dispenser
KR0146826B1 (ko) 1995-07-29 1998-08-17 김광호 냉온정수기의 배수제어장치 및 그 방법
DE19534454A1 (de) 1995-09-16 1997-03-20 Brita Wasserfilter Einrichtung zum Reinigen von Wasser
US5889684A (en) 1996-10-18 1999-03-30 Waterlogic International Ltd. Computer-controlled heated and/or cooled liquid dispenser
US6101835A (en) 1998-04-03 2000-08-15 Oso Technologies Water and ice dispensing apparatus
GB9823659D0 (en) 1998-10-29 1998-12-23 Imi Cornelius Uk Ltd Water treatment
US6155460A (en) 1999-04-30 2000-12-05 Lee; Jonathon Bottled water dispenser filling device and kit therefore
US6264830B1 (en) 1999-08-13 2001-07-24 The Coca-Cola Company On premise water treatment system and method
GB9921659D0 (en) 1999-09-14 1999-11-17 Imi Cornelius Uk Ltd Water treatment
US6495049B1 (en) 1999-10-21 2002-12-17 The Coca-Cola Company On premise water treatment system with temperature control water release and method

Also Published As

Publication number Publication date
PA8546801A1 (es) 2003-09-17
RU2004101611A (ru) 2005-06-27
US20020195399A1 (en) 2002-12-26
TW541195B (en) 2003-07-11
DE60214178D1 (de) 2006-10-05
RU2286954C2 (ru) 2006-11-10
EP1401777B1 (en) 2006-08-23
EP1401777A1 (en) 2004-03-31
AR043774A2 (es) 2005-08-10
ATE337276T1 (de) 2006-09-15
US6610210B2 (en) 2003-08-26
WO2003000599A1 (en) 2003-01-03
AR034072A1 (es) 2004-01-21
DE60214178T2 (de) 2007-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2266519T3 (es) Cartucho desechable para sistema de tratamiento de agua in situ.
ES2398164T3 (es) Dispensador de agua y método de purificación de agua
CN104321282A (zh) 使用紫外led的水净化系统
ES2644051T3 (es) Sistema de carga y/o descarga y procedimiento para la carga y/o descarga de un acumulador de energía térmica con un inserto previsto entre las placas difusoras
KR101070989B1 (ko) 4개의 수로를 이용한 초기우수처리장치
EP1265686B1 (en) Filter device with lamellar structure for filtering liquids
US6428656B1 (en) Water-cooled distilling apparatus
ES2963383T3 (es) Dispositivo de separación en forma de espiral para dispositivo de purificación de fluidos
RU2712581C1 (ru) Дегазирующее устройство для анаэробного очистного устройства
KR100732052B1 (ko) 유수부상 분리용 eip 팩
TW200808659A (en) Pressure flotation apparatus
CA2337369C (en) Device in connection with a separator
WO2006003353A1 (en) Liquid treatment filter
WO2006091064A1 (es) Equipo para tratar las aguas residuales de tipo doméstico con salida lenta de fluidos
JPS61134502A (ja) 蒸気発生器のスラツジ・トラツプ
GB2038881A (en) Liquid alkali metal purification
US5779896A (en) Gas baffle for a waste water treatment plant effluent
WO2008002057A1 (en) Water purifying apparatus using cyclones
ES2230315T3 (es) Aparato para limpieza de liquidos.
CA2390620C (en) Separator for separating solid matter from a liquid-solid mixture, collected at a dental treatment centre
WO2000023639A1 (es) Instalacion para la recuperacion de residuos liquidos, aplicable en industrias para el tratamiento de piezas por baño electrolitico
GB2092282A (en) A Liquid Flow Heater
EA001762B1 (ru) Нефтеводяной фильтрующий сепаратор с электростатической и магнитной очисткой воды
CN217549081U (zh) 一种用于污水处理的高效竖流式沉淀池
KR200484612Y1 (ko) 부유물질 차단배플을 구비한 경사판침전장치