NL1020607C2

NL1020607C2 - Vloeistofdoorstroominrichting.

Info

Publication number: NL1020607C2
Application number: NL1020607A
Authority: NL
Inventors: Johan Jan Scharstuhl
Original assignee: Prime Water Systems Gmbh
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-18

Description

t t

Vloeistofdoorstroominrichting

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een vloeistofdoorstroominrichting, omvattende een aansluiting voor vloeistoftoevoer en een aansluiting voor vloeistofafvoer.

5 Dergelijke vloeistofdoorstroominrichtingen zijn in de praktijk algemeen bekend. Voorbeelden zijn kranen, douchekoppen, fonteinspuitmonden, waterspuiten, etc. In de meest algemene vorm kunnen al deze inrichtingen worden opgevat als een inrichting die enerzijds is verbonden met een 10 watertoevoer en die anderzijds een uitstroomopening voor de vloeistof omvat. Dergelijke inrichtingen vinden algemeen toepassing, bijvoorbeeld voor huishoudelijk gebruik, voor utilitair gebruik, bij hulpverleningsorganisaties zoals brandweer, en in de gezondheidssector, alsmede in 15 sportgelegenheden. De laatste jaren is gebleken, dat relatief onschuldig aandoend water een groot besmettingsgevaar kan vormen vanwege de aanwezigheid van bijvoorbeeld de Legionella Pneumophilia bacterie. Deze bacterie veroorzaakt een vorm van longontsteking. Ook andere bacteriën kunnen eenvoudig door 20 water worden verspreid. Met name op plaatsen waar veel mensen regelmatig gebruik maken van dergelijke vloeistofdoorstroom-inrichtingen, is het gevaar groot dat ook een overeenkomstig groot aantal personen met de bacteriën besmet raakt.

Met name in gelegenheden met lange waterleidingen en 25 veel douches, zoals ziekenhuizen, hotels en sportgelegenheden, is het gevaar van besmetting met de legionellabacterie groot omdat deze bacterie het grootste besmettingsgevaar vormt wanneer deze met minuscule waterdeeltjes wordt ingeademd. Ter voorkoming van een 30 dergelijk besmettingsgevaar wordt momenteel aan het douchewater in veel gevallen chloor toegevoegd. Een volledige doding van de Legionella Pneumophilia bacterie wordt hiermee echter niet verkregen. Ook veel andere bacteriën zijn resistent tegen chloor, zoals Cryptosporidium en Giardia.

’ , ' · 2

Een algemeen voorkomend nadeel bij veel bestaande installaties is dat het inbouwen van een filterinstallatie voor de gehele watervoorziening, bijvoorbeeld bij kleed- en douchevoorzieningen in sporthallen, niet mogelijk is vanwege 5 het gebrek aan beschikbare ruimte.

Derhalve is er behoefte aan een inrichting waarmee de hiervoor genoemde problemen kunnen worden voorkomen.

Met name bestaat er een behoefte aan een inrichting waarmee op effectieve en eenvoudige wijze schadelijke 10 bacteriën uit vloeistof kunnen worden verwijderd, bij voorkeur uit water.

Met name bestaat de behoefte aan een inrichting waarmee op eenvoudige en effectieve wijze water kan worden gefilterd dat op zodanige wijze wordt toegepast dat 15 versproeide waterdruppeltjes in de omgeving geraken.

De uitvinding heeft derhalve tot doel een verbeterde inrichting te verschaffen waarmee kan voorzien in de hiervoor genoemde behoeftes.

Ter verkrijging van dit doel verschaft de uitvinding 20 een inrichting als in de aanhef genoemd welke wordt gekenmerkt doordat deze inrichting tevens omvat een filterelement, geplaatst tussen de beide aansluitingen, zodanig dat deze door de vloeistof wordt doorstroomd, en het filterelement bestaat uit een membraanfilterelement met een 25 poriediameter van kleiner dan 0,5 pm. Met de inrichting volgens de uitvinding worden de hiervoor genoemde doelen verkregen. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, is het filterelement in hoofdzaak aanliggend tegen de aansluiting voor de 30 vloeistofafvoer gepositioneerd. Daardoor wordt verkregen dat er geen dood vloeistofvolume in de inrichting, tussen het filterelement en de uitvoeropening naar de omgeving is. Zodoende wordt voorkomen dat eventuele bacteriën van buitenaf in de inrichting geraken en zich daar vermenigvuldigen.

35 Natte membranen laten geen lucht door waardoor in de vloeistof aanwezige gasbellen niet worden afgevoerd. Zodoende kan het filteroppervlak worden geblokkeerd en het vloeistofdebiet wordt gereduceerd.

' Λ “V

I 1 1 3

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm bevat het filterelement derhalve een overdrukventiel. Daardoor wordt verkregen, dat eventueel aanwezige lucht uit het filterelement kan worden verwijderd.

5 Volgens een andere uitvoeringsvorm welke de voorkeur heeft, bestaat het filterelement uit een combinatie van een hydrofiel membraan en een hydrofoob membraan. Ook daardoor is een effectieve verwijdering van lucht uit het filterelement te verkrijgen.

10 Volgens nog een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de inrichting uit een sproeikop. Met name in het geval van bescherming tegen verspreiding van de Legionella Pneumophilia bacterie, vormen sproei-inrichtingen een groot besmettingsgevaar. Door bijvoorbeeld het 15 filterelement op te nemen in het handvat van een sproeikop, wordt een effectieve bescherming tegen verspreiding met deze bacterie verkregen.

Volgens nog een verdere voorkeursuitvoeringsvorm bestaat de inrichting volgens de uitvinding uit een 20 douchekop. Juist bij douches, met name in sportgelegenheden en dergelijke, waar een frequent gebruik van de douches plaatsvindt, bestaat een groot gevaar voor besmetting met met name de legionellabacterie. Juist op die plaatsen verschaft de inrichting volgens de uitvinding een zeer effectieve 25 bescherming.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm bestaat de inrichting volgens de uitvinding uit een fonteinspuitmond. Ook bij dergelijke inrichtingen wordt continu water in de lucht versproeid, waardoor een continue vorming van zeer 30 kleine luchtdruppels in de omgeving wordt verkregen. Het temperatuurstraject van de vloeistof is in het algemeen juist dat waarbij de legionellabacerie zich zeer snel vermenigvuldigt. Ook in een dergelijke toepassing verschaft de inrichting volgens de uitvinding derhalve zeer veel 35 voordelen.

Teneinde een effectieve bescherming voor zeer vele bacteriesoorten te verschaffen, heeft het de voorkeur, dat het filterelement volgens de uitvinding een poriegrootte 4 heeft van kleiner dan 0,3 μπι. Bij voorkeur ligt de porie-diameter van het filterelement in het traject van ongeveer 0,01 μπι tot 0,3 μπι. Bij een dergelijke poriegrootte wordt nog steeds een goede doorstroming van het filterelement verkregen 5 terwijl alle bacteriën worden tegengehouden. Bij een poriegrootte van 0,01 μπι zullen ook virussen uit het water worden gefiltreerd maar dan zijn grotere filteroppervlakken en drukverschillen noodzakelijk om een zelfde debiet te houden.

Ten slotte heeft het de voorkeur dat het filter-10 element dat wordt toegepast in de inrichting volgens de uitvinding een bundel capillaire membranen is. Bij de filtratie van water heeft het de voorkeur dat dit een bundel hydrofiele capillaire membranen is. Een dergelijke uitvoeringsvorm van het filterelement is in vele bekende inrichtingen integreer-15 baar. Bijvoorbeeld is een dergelijke uitvoeringsvorm van het filterelement toepasbaar in een handvat van douches, in kranen, in handpompen, en vele andere in de praktijk bekende vloeistofdoorstroominrichtingen. Volgens een bijzondere voorkeursuitvoeringsvorm is ten minste één van de capillaire 20 membranen een hydrofoob membraan, teneinde een eenvoudige ontgassing van de vloeistof mogelijk te maken.

De hydrofiele membranen volgens de uitvinding heeft volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm een asymmetrische poriestructuur. Dergelijke poriën hebben met 25 name een voordeel wanneer de diameter ervan afneemt in de stromingsrichting van de vloeistof door het membraan heen. De drukval over de membranen zal dan namelijk aanzienlijk kleiner zijn dan bij membranen met een eenvormige poriestructuur, c.q. die vanuit de zijde van de kleinste porie-30 diameter worden aangestroomd.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van een aantal voorkeursuitvoeringsvormen. Het is geenszins de bedoeling dat de beschermingsomvang van de uitvinding is beperkt tot deze uitvoeringsvormen.

35 In de figuren worden een aantal voorkeurs uitvoeringsvormen van de uitvinding getoond.

5

Figuren IA en 1B tonen twee alternatieve eerste voorkeursuitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding.

Figuren 2A en 2B tonen een tweede voorkeurs-5 uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

Figuren 3A en 3B tonen een derde voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

Een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt getoond in fig. IA. Hierin is een douche 10 handset 1 getoond, gedeeltelijk in doorsnede, waarin een filterelement 4 volgens de uitvinding is opgenomen. Deze douche handset 1 is voorzien van een aansluiting 2 voor vloeistoftoevoer en een opening 3 voor vloeistofafvoer. De aansluiting 2 is van een dergelijke type dat deze algemeen in 15 sanitaire toepassingen kan worden gebruikt.

Een alternatieve uitvoeringsvorm van een dergelijke douchehandset 1 staat in de fig. 1B getoond, waarbij het handvatgedeelte 5 wordt gevormd door het filterelement 4. Bij voorbeeld kan dit handvatgedeelte 5 als afzonderlijk en 20 losneembaar onderdeel zijn uitgevoerd, waarbij deze met de aansluiting 2 voor vloeistoftoevoer kan worden verbonden aan een toevoergedeelte voor water en waarbij de aansluiting 3 voor vloeistofafvoer kan worden verbonden met een douchekop 7. Filterelement 4 zal na verloop van tijd verstoppen met 25 uitgefilterde bacteriën en andere deeltjes waardoor het debiet daalt waarna het tegen een nieuw filterelement kan worden uitgewisseld.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding staat getoond in fig. 2.

30 Fig. 2 toont een pompinrichting 1 welke is voorzien van een vloeistoftoevoer 2 en een vloeistofafvoer 3. De pomp-inrichting 1 omvat een filterelement 4. Tevens is de pompinrichting voorzien van een voorfilter 13. Het voorfilter 13 zorgt voor een eerste filtratie van de aangezogen vloeistof 35 om de grootste deeltjes te verwijderen. Dit voorfilter 13 kan bijvoorbeeld bestaan uit actieve kool. In de weergegeven uitvoeringsvorm is de pomp 1 een handmatig te bedienen pomp, middels het pompelement 14. Uiteraard kan het filterelement t 6 4, inclusief het voorfilter 13, ook worden toegepast in een mechanisch bediende pomp 1. Bijvoorbeeld kan een dergelijke inrichting 1 een fonteinpomp vormen. Feitelijk zijn alle vloeistofpompen voor combinatie met de inrichting volgens de 5 uitvinding geschikt.

In fig. 2B wordt een nadere uitvoeringsvorm getoond van het membraanfilterelement 4 zoals toegepast in de pomp-inrichting van fig. 2A. Het membraanfilterelement 4 bestaat uit een aantal hydrofiele capillaire membranen 9 welke aan 10 één zijde 11 zijn ingebed in een hars 10. Een dergelijke hars 10 is in de techniek algemeen bekend en verscheidene materialen kunnen hiervoor worden toegepast.

Het andere uiteinde 12 van de membraanfilters 9, welke zijn uitgevoerd in de vorm van holle buisjes, wordt 15 afgesloten. Ook kan het andere uiteinde 12 van de membraanfilters 9 in een hars 10 worden ingebed teneinde de onderlinge tussenruimte tussen de afzonderlijke membraanfilters 9 af te dichten.

Bijvoorbeeld kan ten minste één van de capillaire 20 membranen een hydrofoob capillair membraan zijn.

Het filterelement 4 is omgeven door een voorfilter 13 dat dient om de grotere delen uit het water te verwijderen voordat deze het filterelement 4 bereiken.

Figuren 3A en 3B tonen een inrichting 1 volgens de 25 uitvinding welke kan worden toegevoegd aan een kraan 15. In fig. 3A is de inrichting in gemonteerde toestand weergegeven, terwijl fig. 3B de inrichting in explosie-aanzicht toont. De inrichting 1 wordt door middel van de aansluiting 2 voor watertoevoer aangesloten op de uitstroomopening van de kraan 30 15, terwijl de inrichting 1 zelf is voorzien van een afvoer- opening 17' voor gefiltreerd en een afvoeropening 3 voor ongefiltreerd water. In de aansluiting 2 bevindt zich een klep. In de gesloten stand van deze klep zal het water niet worden gefilterd. Door de inrichting 1 een kwart slag te 35 draaien zal de klep worden geopend en stroomt het water door het filterelement 4 en de uitstroomopening 17'. Het filterelement is opgesloten in een huis, bestaande uit een bodem-gedeelte 16 en een deksel 18. Op deze wijze is ook zeer 7 eenvoudig de inrichting volgens de uitvinding toepasbaar op reeds bestaande kranen. Met name in omgevingen, zoals bij ziekenhuizen en dergelijke, waar steriel water noodzakelijk is, verschaft de uitvinding zeer vele voordelen.

5 Een proef met het filterelement volgens de uitvinding heeft aangetoond dat de legionella bacterie op effectieve wijze uit water kan worden verwijderd met behulp van de inrichting volgens de uitvinding. In de onderstaande tabel staan de testresultaten weergegeven.

10 ____

Douche Gecombineerde Bacteriële Bacteriële concentratie in (simulatie) stroom door concentratie _douchefilter uitlaat_ n° douchefilter in douche- Moment van Bacteriële Log [1] filter- Steekproef concentratie Reductie inlaat [cfu/ml] __ [cfu/ml] ___ 1 40 3,89 x 104 le liter <0,05 >5,9 __na 20 1__<0, 05__>5,9 10 400 3", 60 x 101 le liter <0,05 >5,9 __na 20 1__<0, 05__>5, 9 20 800 3, 63 x 104 le liter <0,05 >5,9 ___na 20 1__<0, 05__>5, 9 30 1200 3,84 x 101 le liter <0,05 >5,9 __na 20 1__<0,05__>5, 9 40 1600 4,30 x 10’ le liter <0,05 >5,9 __na 20 1__<0, 05__>5, 9 50 2000 4, 67 x 104 le liter <0,05 >6,0 _ na 20 1 <0,05 >6,0

Uit deze testresultaten blijkt, dat een vermindering tot ten minste 106 wordt verkregen (een verwijderingspercen-tage van 99,9999%). De concentratie legionella bacteriën in 15 het gefilterde water is lager dan de detectielimiet van de gebruikte apparatuur (< 0,05 cfu/ml).

Uiteraard is de uitvinding in meerdere soorten inrichtingen toepasbaar. Bijvoorbeeld kan de inrichting volgens de uitvinding worden toegepast in een mengkraan. Ook is de 20 uitvinding niet beperkt tot het verwijderen van de legionella bacterie uit een vloeistof. Ook alle andere soorten bacteriën en virussen worden met de inrichting volgens de uitvinding verwijderd.

1 i

Claims

1. Vloeistofdoorstroominrichting (1), omvattende een aansluiting (2) voor vloeistoftoevoer en een aansluiting (3) voor vloeistofafvoer, met het kenmerk, dat deze tevens omvat ten minste één filterelement (4), omvattende een membraan- 5 filterelement (9) met een poriediameter <0,5 pm, geplaatst tussen de beide aansluitingen (2, 3) zodanig dat het filterelement (4) door de vloeistof wordt doorstroomd.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het filterelement (4) in hoofdzaak aanliggend tegen de 10 aansluiting (3) voor de vloeistofafvoer is gepositioneerd.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het filterelement (4) een membraanfilter (4) is.

4. Inrichting volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat het filterelement (4) een overdrukventiel (6) 15 bevat.

5. Inrichting volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat het filterelement (4) uit een combinatie van hydrofiele capillaire membranen en hydrofobe capillaire membranen bestaat.

6. Inrichting volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat deze uit een sproeikop (7) bestaat.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat deze uit een douchekop (7) bestaat.

8. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, 25 dat deze uit een fonteinspuitmond bestaat.

9. Inrichting volgens conclusie 1-8, met het kenmerk, dat de poriediameter van het filterelement (4) ligt in het traject van 0,01 pm tot 0,3 pm.

10. Inrichting volgens conclusie 1-9, met het 30 kenmerk, dat het filterelement (4) een bundel hydrofiele capillaire membranen is.

11. Inrichting volgens conclusie 1-9, met het kenmerk, dat de membranen asymmetrische poriën hebben, waarvan de diameter in de stromingsrichting van de te 35 filtreren vloeistof afneemt.