NO173272B - Vannrensesystem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et vannrensesystem av den art som er angitt i krav 1's ingress.

I forsøk på å tilveiebringe velsmakende drikkevann med høy kvalitet er forskjellige behandlingssystemer utviklet. Mange slike systemer anvender aktiverte karbonfiltre som en vanlig behandling for å fjerne lukt, forbedre smak og fjerne kjemikalier, så som klor og kloroformer. Imidlertid er karbon en næringskilde som understøtter bakterieliv og -vekst. Som et resultat vil, hvis disse filtre ikke erstattes ofte, filtrene selv tilveiebringe grobunn for bakterieforurensning. Disse bakterier spres til forbrukeren når vannet strømmer gjennom filteret og tar med seg bak-terieforurensninger og avleverer disse til brukeren.

Det er funnet at aktiverte kullfiltre fremmer bakterievekst i en slik grad at hvis filtrene ikke rutinemessig erstattes, kan de tilveiebringe mere bakterieforurensning til vannet enn selve det ufiltrerte vann. I tillegg vil bakteriene ha en tendens til å okkupere mange av de absorberende posi-sjoner i filteret og derved nedsette filterets absorberende kapasitet og gjøre filteret ueffektivt for det påtenkte formål, å rense vannet.

Det er velkjent at ved å eksponere vann for ultrafiolett bestråling vil mikroorganismer og bakterier som føres med vannet drepes. Av denne grunn anvender mange konvensjonelle rensesystemer en ultrafiolett steriliseringsenhet i serie med en filtreringsenhet.

For eksempel i US nr. 3.550.782 er vist et vannsterilise-ringsapparat med et par parallelle vannførende rør og en rekke ultrafiolette pærer plassert mellom rørene. En om-vendt osmoseenhet er koblet i serie mellom rørene, slik at vannet som strømmer gjennom rørene, eksponeres for ultrafiolett bestråling både oppstrøms og nedstrøms for den omvendte osmoseenhet. I det nevnte patent er det angitt at ødeleggelse av bakterier oppstrøms for den omvendte osmoseenhet er ønskelig for å beskytte membranen til enheten mot akkumulering av levende bakterier. Det filtrerte og steriliserte vann lagres i en stor tank fra hvilken vann avtappes etter behov.

Apparatet vist i US-patent nr. 3.550.782 kan være egnet for visse anvendelser, men er upraktisk for hjem- og husbruk.

Videre kan tanken som anvendes i det nevnte system virke som en ytterligere grobunn for mikroorganismer og bakterier, spesielt hvis vannet forblir i tanken over et lengre tidsrom. Hvis tanken er forbundet med en tappekran eller vannutløp, kan bakterier komme inn i tanken gjennom tappe-kranen. Tanken kan også kreve periodisk utspyling og rengjøring for å fjerne bakterieinneholdende. vann såvel som sedimenter o.l. Hvis tanken ikke er fordestillert før den anvendes eller steriliseres periodisk under anvendelse (hvilket ville være nesten en umulig oppgave for forbrukeren å påta seg), vil vann som innføres i tanken fra sterilise-ringsenheten raskt bli forurenset med bakterier.

For det annet, i det nevnte apparat anvendes rettlinjede vannstrømningsrør tilstøtende en rekke ultrafiolette pærer. En slik rettlinjet konfigurasjon er upraktisk for installasjon i private hjem.

Størrelsesbegrensninger i et hjemmeinstallert rensesystem er av største viktighet. Et rensesystem for anvendelse i private hus bør være en kompakt enhet som er lett å installere av forbrukeren, eksempelvis inne i en kjøkkenbenk eller i et toalettskap på badet. Lagertanken og apparatet vist i det nevnte patent krever en uforholdsmessig stor plass. Videre, hvis lagertanken ble utelatt fra det nevnte system og vannet ble tatt ut etter behov direkte fra nedstrøms-røret, ville et slikt rør nødvendigvis være av en slik lengde at det ikke ville være praktisk å installere systemet i et privat hjem.

Hvis man f.eks. antar at den gjennomsnittlige strømningshas-tighet av vann forbrukt i et privat hus er ca. 4 l/min, og hvis det antas at rekken av pærer gir et gjennomsnitt på 90.000 pW sek/cm<2> ultrafiolett bestråling, ville hvert av rørene i den kjente steriliseringsenhet måtte være minst 1,8 m lange med et tverrsnittareal på 1,3 cm<2> for effektivt å drepe bakterier og mikroorganismer som føres med vannet.

I tillegg er apparatet i henhold til US patent nr. 3.550.782 ikke maksimalt effektivt med hensyn til å sterilisere vannet og bibeholde den omvendte osmosefiltreringsenhet i en bak-teriefri tilstand. Dette er antatt å skyldes den rettlinjede bane for vannstrømmen gjennom rørene, hvilket ikke gir noen turbulens til vannstrømmen.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et vannrensesystem som er en forbedring i forhold til apparatet vist i US patent nr. 3.550.782 og som unngår de iboværende ulemper for det deri viste system. En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et vannrensesystem som er istand til å tilveiebringe renset drikkevann med høy kvalitet som i det vesentlige er fritt for alle levende mikroorganismer, samt også er fri for i det vesentlige alle partikkelformige bestanddeler og uønskede kjemikalier. Det er ytterligere en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et vannrensesystem med de ovenfor beskrevne karakteristiske trekk, og som lett kan installeres for hjemmebruk og som er billig å kjøpe og å holde i drift.

En ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et vannrensesystem som har de ovenfor nevnte karakteristiske trekk, som lett kan utvides eller kombineres for å tilfredsstille et spesielt behov. Det er en ytterligere hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe et vannren-sesystemm med de ovenfor gitte karakteristiske trekk, som er konstruert for maksimal vannrensning i en enhet av minimal størrelse.

Det er en ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et vannrensesystem med det ovenfor gitte karakteristiske trekk, som kombinerer eksponering med ultrafiolett bestråling og filtrering på en måte som mini-maliserer bakterievekst på filtermediet.

Det er en enda ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et vannrensesystem som har de ovenfor gitte karakteristiske trekk og som i det vesentlige eliminerer avgivelse av systemgenererte bakterieforurens-ninger til brukeren.

Det er en ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et vannrensesystem med de ovenfor gitte karakteristiske trekk som er ekstremt effektivt under drift.

I en form av foreliggende oppfinnelse innbefatter et vannrensesystem to uavhengige vannstrømningskontrollerende ledere, som hver definerer en uavhengig vannstrømningskanal som er spiralviklet rundt en vesentlig del av et langstrakt ultrafiolettstråle-produserende rør. Hver av disse ledere er fremstilt av et ultrafiolettpermeabelt materiale, slik at vannstrømmen gjennom lederne vil være ekponert mot ultrafiolett bestråling avgitt av det ultrafiolett emitterende rør.

Begge disse vannstrømningskontrollerende ledere er dessuten forbundet med et filter hvor én leder er forbundet med innløpet til filteret og den andre leder er forbundet med utløpet fra filteret. Den sirkelformede bane for vann-strømmen gjennom de spiralviklede ledere danner en turbulent strøm som sikrer eksponering av alle mikroorganismer som føres med vannet for ultrafiolett bestråling. Spiralvik-lingen av lederne tillater dem en tett pakking som nedsetter den totale lengde av det ultrafiolette rør som er nødvendig for tilstrekkelig eksponering. Således vil vannrensesystemet i henhold til foreliggeende oppfinnelse sikre at vannet som føres inn i filteret er maksimalt eksponert mot ultrafiolett bestråling før filtrering såvel som å være maksimalt eksponert for ultrafiolett bestråling en gang til, ved passasje gjennom filteret. Det er funnet at den ovenfor beskrevne konfigurasjon tilveiebringer et vannrensesystem som overkommer mange ulemper som konvensjonelle rensesystemer er beheftet med, og det oppnås et vannavleveringssy-stem som kontinuerlig vil produsere sikkert drikkevann som i det vesentlige er fritt for levende mikroorganismer, partikkelformige bestanddeler, kjemikalier og lukt. I tillegg er systemet like nyttig for alt vann for hvilke rensning av forurensninger er ønsket.

Vannrensesystemet er således særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del. Ytterligere trekk fremgår av kravene 2 og 3.

Med foreliggende oppfinnelse oppnås maksimal eksponering med ultrafiolett bestråling med utstyr som holdes på minimal størrelse. Som et resultat kan systemet være i stand til å tilveiebringe drikkevann av høy kvalitet, som i det vesentlige er fritt for bakterier, partikkelformige bestanddeler og kjemikalier med en total størrelse som er tilstrekkelig liten til at det lett kan monteres i en hvilken som helst hjemmesituasjon i direkte forbindelse med en ønsket vannkran eller annen vannkilde.

Ved å anvende foreliggende oppfinnelse er det funnet at bakterievekst i filtermediet elimineres fullstendig. Det er antatt at foreliggende oppfinnelse fullstendig eliminerer næringsmiddeltilførsel for mikroorganismene i filtermediet. I henhold til foreliggende oppfinnelse blir vannet som strømmer gjennom systemet, eksponert for ultrafioett bestråling før det føres inn i filtersonen. Dette vil drepe de fleste, om ikke alle, levende mikroorganismer i vannet før de når filteret.

Etter utløpet fra filteret tilveiebringes dessuten en andre eksponering med ultrafiolett bestråling. På denne måte vil enhver mikroorganisme som har passert gjennom den første eksponering eller som er holdt tilbake i filtermediet, drepes før det avgis til vannet for anvendelse eller forbruk. I tillegg kan passasje av luftbårne mikroorganismer til filtermediet gjennom tilførselsporten forhindres, da alle bakterier eller mikroorganismer må passere den ultrafiolette bestråling før de når filtersonen. Følgelig vil næringstilførsel for eventuelle mikroorganismer som holdes tilbake på filtersonen, avbrytes som følge av den dobbelte ultrafiolette bestråling og filtermediet bibeholdes i det vesentlige bakteriefritt.

Et ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse er modul-oppbyggingen av rensesystemet ifølge oppfinnelsen til en steriliseringsseksjon og en filterseksjon. På denne måte kan ytterligere steriliseringsseksjoner og ytterligere fil-trer ingsseks joner kombineres i en hvilken som helst ønsket konfigurasjon for å tilpasse rensesystemet til forskjellige spesielle situasjoner.

Eksempelvis, hvis det vites at vanntilførselen er forurenset med spesifikke organismer, såsom giardia lamblia, som er resistente mot ultrafiolett bestråling, kan ytterligere steriliseringsseksjoner føyes til rensesystemet for å tilveiebringe den nødvendige ultrafiolette eksponering for å sikre at det oppnås et drikkevann av høy kvalitet. Tilsvarende hvis det vites at spesielle toksiske kjemika-

lier er tilstede i vanntilførselen kan ytterligere filterseksjoner adderes til rensesystemet for å fjerne disse toksiske kjemikalier og således tilveiebringe det ønskede drikkevann av høy kvalitet.

Foretrukne former av drikkevannsystemet, såvel som andre hensikter, trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av illustrerende utførelsesformer derav, som må leses i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor

Fig. 1 er et perspektivbilde, delvis gjennombrutt, av en foretrukket utførelsesform av vannrensesystemet i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 er et sideriss av steriliseringsseksjonen i vannrensesystemet vist i fig. l, med sidedekslet fjernet derfra. Fig. 3 viser steriliseringsseksjonen av vannrensesystemet vist i fig. 1, sett underifra. Fig. 4 er et sideriss, delvis gjennombrutt, som viser filterseksjonen i vannrensesystemet vist i fig. 1. Figurene 5, 6 og 7 er skjematiske bilder som viser forskjellige strukturelle arrangementer i hvilke modul-vannrensesystemet ifølge oppfinnelsen kan anvendes. Figurene 8 og 9 er skjematiske tverrsnittsbilder som viser alternative konfigurasjoner av de vannstrømningskontrol-lerende ledere anvendt i rensesystemet ifølge oppfinnelsen.. Fig. 10 er et perspektivbilde av en andre utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 11 er et perspektivbilde av en tredje utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 12 er et snitt av utførelsesformen vist i fig. 11, tatt langs linjene 12-12 i fig. 11, Fig. 13 er et snitt av utførelsesformen vist i fig. 11, tatt langs linjen 13-13 i fig, 12. Fig. 14 er et delvis, utfoldet bilde av en fjerde utførel-sesform av foreliggende oppfinnelse. Fig. 15 er et snitt av utførelsesformen vist i fig. 14 tatt langs linjene 15-15 i fig. 14, og Fig. 16 er et perspektivbilde av en femte utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

I fig. 1 er vist en foretrukken utførelsesform av rensesystemet 20 i foreliggende oppfinnelse. I denne utførelsesform omfatter systemet 20 en steriliseringsseksjon 21 og en filterseksjon 22.

Steriliseringsseksjonen 21 innbefatter et hus 25 hvori et rør 26 som produserer ultrafiolett stråling er fast montert og forbundet med ikke viste elektriske kontrollorganer for å sikre kontinuerlig produksjon av ultrafiolett stråling. I tillegg, i denne foretrukne utførelsesform er vannstrøm-ningskontrollerende ledere 27 nøyaktig spiralviklet rundt det langstrakte rør 26, i et sidestilt, adskilt strålingsmottagende forhold til dette. Som det senere vil bli beskrevet, innbefatter lederen 27 første og andre deler som slipper ultrafiolett lys gjennom, som henholdsvis definerer første og andre gjennomstrømningskanaler for passasje av vann i en veiet bane rundt periferien av røret 26, og som ytterligere definerer et vanninnløp og et vannutløp for hver av den første og andre strømningkanal. Lederen 27 kontrollerer fluidstrømmen rundt røret 26 og sikrer at vannet som strømmer gjennom, mottar den ønskede eksponering mot ultrafiolett bestråling.

Fortrinnsvis bør et strålingsreflekterende skjold 28 omslutte lederen perifert 27 for å maksimalisere effektiviteten av den ultrafiolette bestråling, såvel som å forhindre eller nedsette at strålingen når det ytre området. Typisk som følge av den lette installasjon kan et hvilket som helst reflekterende materiale som kan innta en sylindrisk form eller som lett kan formes til en sylindrisk form, anvendes som skjold 28.

I utførelsesformen vist i fig. l og fig. 4, innbefatter filterseksjonen 22 et hus 30, i hvilket filtermidler 31 er sikkert innesluttet og holdt i posisjon. Videre omfatter huset 30 brakettanordninger 32 for sikkert å feste filterseksjonen 22 til steriliseringsseksjonen 21.

Som beskrevet mere detaljert i det etterfølgende vil, avhengig av den spesielle forurensning som inneholdes i vannet som skal renses, filteranordningen 31 omfatte ett eller flere av de følgende filterelementer: Partikkelfiltrering, luktfiltrerng, organisk kjemikaliefil-trering etc. Typisk vil filteranordningen 31 omfatte aktivert kullfilter for å forbedre vannets smak ved å fjerne uønskede kjemikalier og suspenderte partikler. Imidlertid kan en hvilken som helst annen filtertype anvendes, enten for seg eller i kombinasjon for å tilfredsstille ethvert behov..

Som vist i figurene 1, 2 og 3, omfatter en foretrukket utførelsesform av den strømningskontrollerende leder 27 for vannet to transparente, i det vesentlige like lange rør-elementer 33 og 34, som hver er spiralviklet rundt et langstrakt UV stråleavgivende rør 26, i et direkte, sideordnet adskilt forhold til dette, og utstrekker seg i det vesentlige langs hele dets lengde. Fortrinnsvis er rørelementene 33 og 34 interfoliert med hverandre, idet hver tørn av rørelementet 30 er tilstøtende en tørn av rørelementet 34. Selv om andre konfigurasjoner for den vannførende anordning 27 er vist i figurene 10-15 og senere vil bli beskrevet mer detaljert, så er den oppkveilede utførelsesform vist i figurene 1 og 2 foretrukket for maksimaleksponering av vannet som føres gjennom lederne mot ultrafiolett bestråling under anvendelse av en minimal rørlengde og en minimal totalstørrelse af systemet.

Et annet hovedtrekk ved foreliggende oppfinnelse er konstruksjonen av vannrensesystemet med en av de to deler av den strømningskontrollerende leder 27 for vannet som anvendes for å føre vannet som går inn i systemet gjennom en første ekponering mot ultrafiolett bestråling, umiddelbart etterfulgt av passasje av vannet gjennom filteret 31 av filtreringsseksjonen 22. Straks vannet har passert filteret 31, passerer det inn i den andre del av den strømningskon-trollerende leder 27 for vannet for en andre eksponering for ultrafiolett bestråling. Straks denne andre eksponering er fullstendig, avgis det rensede vann direkte til en utløpskran eller port for umiddelbar anvendelse.

I figurene 1, 2, 3 og 4 er denne foretrukne konstruksjon vist med et rør 33 som mottar det tilførte vann gjennom en rørfitting 35 og fører vannet kontrollert rundt den buede strømningsbane definert derav, og sikrer at det gjen-nomstrømmende vann kontinuerlig eksponeres mot ultrafiolett bestråling som avgis fra røret 26. Når vannet når rørfit-tingen 36, som er utløpet for røranordningen 33, blir vannet ført gjennom et forbindelsesrør 46 til filtertilførselsrør-fittingen 37.

Straks vannet har sirkulert gjennom filteranordningen 31

av filterseksjonen 22, blir det filtrerte vann avgitt til rørfittingen 38 og derfra til rørfittingen 44 som er inn-førselskanalen til røranordningen 34. Fortrinnsvis er utløpsrørfittingen 38 for filterseksjonen 22 og innløpspor-talfittingen 44 for røranordningen 34 konstruert for direkte inngrep, imidlertid kan sammenknyttende rør også anvendes, om ønsket. Når vannet kommer til røranordningen 34, blir det ført gjennom den buede bane definert av røranordningen 34, hvorved vannet eksponeres mot ultrafiolett bestråling en andre gang når vannet på nytt strømmer langs og rundt lengden av det langstrakte rør 26 som avgir ultrafiolett bestråling og fremføres kontinuerlig under samtidig perifer sirkulering rundt dette. Straks vannet har passert røret 34, vil vannet utgå gjennom rørfitting 39 for direkte avgivelse til bruker.

Fortrinnsvis blir det rensede vann som føres ut av fittingen 39 avgitt direkte til en tappekran eller annen egnet anordning for umiddelbar anvendelse. Ved å eliminere behovet for en lager- eller holdetank, slik som vist i apparatet i US patent nr. 3.550.782, hvori bakterieforurensning vil blomstre opp, kan renheten av vannet som tilføres brukeren av foreliggende oppfinnelse sikres.

Det er funnet at ved å anvende foreliggende oppfinnelse erholdes et renset vann som i det vesentlige er fritt for alle bakterier, organiske forurensninger, partikkelformige bestanddeler, lukter og andre vanlige uønskede forurensninger. Ytterligere er det funnet at ved å anvende rensesystemet 20 ifølge oppfinnelsen, oppnås lang levetid for filteret, og forurensning og bakterievekst i filteret er i det vesentlige eliminert.

For å bestemme totalsystmet at vannrensesystemet i henhold til foreliggende oppfinnelse for å oppnå vann som i det vesentlige er fritt for alle levende mikroorganismer, må flere faktorer vurderes. For det første må strømningshas-tigheten av vannet som passerer systemet etableres og for det andre den totale eksponeringsmengde av ultrafiolett bestråling som er nødvendig, må etableres.

Ved bestemmelse av den nødvendige eksponering av ultrafiolett bestråling må type av vann som skal renses og mikroorganismene som vanligvis finnes deri, også etableres. For denne analyse er et typisk drikkevann valgt som vann, hvor vannet inneholder forurensninger som typisk påtreffes for drikkevann. Imidlertid må man også kjenne resistensen for de forskjellige mikroorganismer som finnes i drikkevann.

Generelt blir de fleste bakterier drept ved eksponering til ultrafiolett stråling i området 16.000 - 20.000 mikrowatt-sekunder/cm<2>. I tillegg blir virus som vanligvis finnes i drikkevannskilder, drept av ultrafiolett bestråling i eksponeringer i området 6.000 - 40.000 mikrowatt-sekunder/- cm<2>. For å drepe muggsporer er det krevet opptil 60.000 mikrowattsekunder/cm<2> mens parasitter kan kreve opptil 200.000 mikrowattsekunder/cm<2> eller mer av ultrafiolett bestråling før parasittene drepes. På basis av disse statistiske gjennomsnitt ble en eksponering på 90.000 mikrowattsekunder/cm<2> etablert som den ultrafiolette bestråling som det gjennomstrømmende vann skulle utsettes for. Imidlertid kan om ønsket en høyere eksponering oppnås på forskjeliige måter, så som ved å redusee strømningshas-tigheten eller føye til ytterligere steriliseringsseksjoner, som tidligere angitt.

Med denne etablerte eksponeringsmengde ble vannstrømnings-hastigheten bestemt. Da en strømningshastighet på ca. 4 l/min er praktisk for de fleste husholdningskilder, ble denne husholdnigshastighet anvendt for å etablere den totale størrelse av steriliseringsseksjonen 21 for rensesystemet 20.

Under anvendelse av disse kriterier sammen med kjent avgivelse fra rør som avgir ultrafiolett bestråling, ble det funnet at hvert av rørelementene 33 og 34 skulle ha en lengde på minst 180 cm og et tverrsnittareale på ca. 1,3 cm<2>. På basis av disse verdier ble det etablert at et rør som avgir ultrafiolett bestråling og som har en totallengde på 38 cm med en lysavgivende lengde på ca. 34 cm, ville gi den ønskede aksielle lengde for å oppta de foretrukne lengder av de interfolierte, spiralviklede rørelementer 33 og 34.

Som vist i figurene 1, 2 og 3 omfatter den foretrukne utførelsesform av steriliseringsseksjonen 21 for det vannrensende system 20 også rørbærende vegger 40 og 41 som perifert omgir og støttende holder en del av monterings-endene 42 for røret 26 som avgir ultrafiolett bestråling. Som det vil være velkjent, omfatter endene 42 av røret 26 gaffelkontakter som utstikker derfra og som er forbundet med bæreplugger 43 montert til huset 25 for å gi den nødvendige elektriske tilknytning.

I tillegg er frontveggen 45 i denne foretrukne utførelses-form fjernbart festet til huset 25 ved hjelp av skruer. På . denne måte kan veggen 45 lett fjernes når dette er nødvendig for å bytte røret 26 som avgir ultrafiolett bestråling. Straks veggen er fjernet fra huset 25, blir en ende av røret 26 automatisk koblet fra og kan raskt og lett fjernes fra det støttende inngrep med veggene 40 og 41 og deretter erstattes med et nytt rør. På denne måte kan effektiv drift av steriliseringsseksjonen 21 ifølge oppfinnelsen lett bibeholdes.

Om ønsket kan huset 25 også omfatte en fjernbar sidevegg 52. På denne måte kan tilgang til det indre av huset 25 lett oppnås.

Om ønsket kan også all elektronikk som er nødvendig for å drive steriliseringsseksjonen 21 være montert direkte under huset 25 og forefinnes fortrinnsvis inne i støttebraketten 47. Som vist i fig. 2 og 3 innbefattes i støttebraketten 47 en transformator 48 som kontrollerer den nødvendige spen-ning for å drive det UV produserende rør 26. I tillegg er en sikring 49 og en av/på kontrollbryter 50 også innbefattet. Eventuell annen ønsket elektronikk bør også innarbeides i denne sone, eksempelvis innbefattende eventuelt annet utstyr, såsom en ikke vist lysanordning for å gi en positiv illuminering som indikerer at systemet er satt på og har riktig strømtilførsel.

Brakettanordningen 47 er montert på den nedre vegg av huset 25 av steriliseringsseksjonen 21. Braketten omfatter en sidevegg hvori hull er dannet for å muliggjøre installering av vannrensesystemet 20 i henhold til oppfinnelen til en tilstøtende bærevegg. Om ønsket kan monteringshull dannes i den motstående vegg av braketten 47 eller braketten 47 kan være montert med den monteringshull inneholdende del derav innrettet med enten høyre eller venstre siden av huset 25 av steriliseringsseksjonen 21. På denne måte kan et universelt tilpasset monteringssystem oppnås. Det er også mulig å anordne i vannrensesystemet 20 en føleranordning for å bestemme nivået av ultrafiolett stråling, samt tilhørende alarmanordninger for å informere brukeren når nivået av ultrafiolett stråling faller under det nivå som er nødvendig for å drepe mikroorganismene som passerer gjennom. Fortrinnsvis blir føleranordningen 53 for utrafiolett stråling montert direkte tilstøtende en av de strømningskon-trollerende ledere 27 for vannet. Denne posisjon er foretrukket, da føleren 53 på denne måte føler både ultrafiolett stråling som avgis fra røret 26 såvel som ultrafiolett stråling som passerer denne strømningskontrol-lerende leder 27 for vannet.

I tillegg er føleranordningen 53 forbundet med en alarm-anordning 54 for å gi en positiv indikasjon til brukeren om at en feiltilstand eksisterer. Alarmanordningen 54 kan omfatte en lydproduserende anordning, såsom et horn eller en bjelle for med lydsignal å advare brukeren om at en feiltilstand har oppstått. Om ønsket kan alarmanordningen 54 omfattende visuelt indikerende anordninger, såsom et lys som lyser opp eller er konstuert for å blinke når en feiltilstand er funnet. Ytterligere kan en kombinasjon av begge alarmtyper anvendes.

Selv om føleren 53 for ultrafiolett stråling kan plasseres direkte tilstøtende til røret 26 som avgir ultrafiolett stråling, er det foretrukket å plassere den tilstøtende til en av de strømningskontrollerende ledere 27 for vannet. Denne posisjon er foretrukket fordi på denne måte vil føleren 53 føle både en reduksjon i ultrafiolett stråling fra røret 26 såvel som en reduksjon i ultrafiolett stråling som passerer gjennom den strømningskontrollerende leder 27 for vannet. Som resultat av denne konstruksjon vil, i tillegg til nedsatt avgivelse fra røret 26, en feiltilstand bli gjenkjent og identifisert hvis vannet som passerer gjennom den strømningskontrollerende vannleder 27 omfatter en kollodial suspensjon eller andre konsentrerte partikkelformige bestanddeler som forhindrer at det ønskede nivå av ultrafiolett stråling passerer gjennom lederanord-

ningen 27.

Dette er spesielt viktig når systemet er installert for å rense drikkevann, da sterkt forurenset eller partikkel-inneholdende vann ikke vil kunne renses fullstendig med systemet, hvis størrelse er avpasset for konvensjonelle vannkilder. Med dette system får brukeren en positiv indikasjon på at vann som passerer rensesystemet 20 har en u-normal tilstand som ikke kan renses fullstendig.

I den foretrukne utførelsesform er vannsteriliseringssys-temet 20 ifølge oppfinnelsen konstruert med en steriliseringsseksjon 21 og en filterseksjon 22 i et komplett modul-system som muliggjør enhver konfigurasjon eller kom-ponentsammenknytning som er ønsket for spesielle anvendel-sesbehov. I fig. 2 og 3 er steriliseringsseksjonen 21 vist mere detaljert, som ovenfor beskrevet, og seksjonen er konstruert for lett anvendelse som et separat modulelement.

I fig. 4 er vist et mer detaljert bilde av filterseksjonen 22 med huset 30 som perifert omgir og inneholder et

fjernbart filterelement 31, og hvor seksjonen 22 er konstruert for enkel anvendelse i en hvilken som helst spesiell konstruksjon eller arrangement. I fig. 5 - 7 er vist forskjellige alternative konfigurasjoner av modulsystemet ifølge foreliggende oppfinnelse. I fig. 5 er to steriliseringsseksjoner 2IA og 2IB vist sammenvirkende med en enkelt filterseksjon 22. Et system av denne type ville tilveiebringe en eksponering med ultrafiolett bestråling på ca. 180.000 mikrowattsekunder/cm<2>, og ville derved være i stand til å sikre eliminering av de fleste kjente bakterier, virus, sporer og parasitter. Som et resultat vil i en spesiell anvendelse hvor det vites at høye nivåer av bakterier er tilstede eller hvor mere resistende mikroorganismer er påvist, et system som vist i fig. 5, hvor det anvendes to steriliseringsseksjoner, tilveiebringe den ønskede vann-renselse.

I fig. 5 er vist den foretrukne sammenknytningsmetode for to steriliseringsseksjoner. Som vist vil vannet føres inn i steriliseringsseksjonen 2IA og passere gjennom seksjon 2IA og ut fra denne og inn i steriliseringsseksjonen 2IB. Straks vannet er i steriliseringsseksjonen 2IB vil det gjøre sin første passasje gjennom steriliseringsseksjonen 21B og fra denne inn i filteret 22. Etter passasje gjennom filteret 22 vil vannet for andre gang passere gjennom steriliseringsseksjon 2IB, etterfulgt av en andre passasje gjennom steriliseringsseksjon 2IA, hvorfra vannet utgår for avlevering til bruker.

Ved å anvende denne konfigurasjon vil vannet eksponeres for en dobbelt dose ultrafiolett stråling både før filtrering og etter filtrering. Imidlertid, hvis det av spesielle grunner skulle være ønskelig med maksimal eksponering av vannet med ultrafiolett stråling før filtrring, kunne denne dobbelt-steriliseringskonfigurasjon konstrueres for å tillate at vannet passerte gjennom steriliseringsseksjon 2IA i begge retninger før det ble innført i steriliseringsseksjon 2IB hvor en tredje eksponering til ultrafiolett stråling vil gjennomføres før passasje av vannet til filtreringsseksjonen 22. Naturligvis kan andre arrangementer også anvendes, da systemet kan utvides til å inn-befatte et hvilket som helst antall steriliseringsseksjoner som er nødvendig for å tilfredsstille spesielle behov.

I fig. 6 er et alternativt arrangement av modulsystemet for vannrensesystemet 20 ifølge oppfinnelsen vist. I denne konfigurasjon anvendes en enkelt steriliseringsseksjon 21, anvendt i kombinasjon med to filterseksjoner 22A og 22B.

En systemkonstruksjon av denne type anvendes i spesielle installasjoner hvor et filter har vist seg utilstrekkelig til å eliminere partikkelformige bestanddeler, lukt, kloroform eller andre organiske eller kjemiske bestanddeler som kan være tilstede i vanntilførselen. I tillegg kan et system av denne type anvendes hvor to forskjellige typer filtre, såsom ett aktivert trekullfilter og ett papirfilter

er nødvendige for å tilfredsstille spesielle behov.

Som vist i fig. 6 tilføres i det foretrukne arrangement av denne utførelsesform, vann til steriliseringsseksjonen 21 og deretter direkte fra steriliseringsseksjonen 21 til filteret 22B. Etter passasje gjennom filteret 22B føres vannet inn i filteret 22A for filtrering deri. Når vannet har passert filteret 22A returneres det til steriliseringsseksjonen 21 for den avsluttende steriliseringsekspone-ring før det avgis direkte til bruker.

Om ønsket kan ytterligere filtre monteres i dette systemet på tilsvarende måte for å tilveiebringe ytterligere filtrering av vannet for spesielle behov. Uansett antall fil-tere som anvendes, føres vannet imidlertid i den avsluttende passasje gjennom steriliseringsseksjonen før avgivelse til bruker, i den hensikt å oppnå de fordelaktige trekk ved foreliggende oppfinnelse.

I fig. 7 er vist et avsluttende eksempel på forskjellige alternative installasjoner av vannrensesystemet 20 ifølge foreliggende oppfinnelse. I denne konfigurasjon anvendes to steriliseringsseksjoner, 2IA og 2IB, sammen med to filterseksjoner 22A og 22B. Selv om disse seksjonene kunne sammenknyttes med hverandre på et antall forskjellige måter, uten å avvike fra omfanget av foreliggende oppfinnelse, så viser fig. 7 en spesiell konfigurasjon som anses som foretrukket. Uansett hvilken spesiell konfigurasjon som anvendes er det imidlertid viktig å bemerke at i henhold til foreliggende oppfinnelse må vannet eksponeres for ultrafiolett stråling før filtrering og må eksponeres til ultrafiolett stråling på ny etter den avsluttende filtrering, like før passasje til bruker.

I den foretrukne installasjon vist i fig. 7 viser denne hovedsakelig anvendelse av to enkeltfiltreringssystemer 20, som angitt ovenfor, som er forbundet i serie. Som vist i fig. 7 passerer vannet gjennom steriliseringsseksjonen 2IA, deretter gjennom filterseksjonen 22A og tilbake til steriliseringsseksjonen 2IA, slik som det gjøres i et enkelt vannrensesystem 20. Imidlertid føres i denne konstruksjon vannet som utgår av steriliseringsseksjon 2IA gjennom steriliseringsseksjon 2IB og deretter gjennom filter 22B. Etter passasje gjennom filteret 22B føres vannet i en avsluttende passasje gjennom steriliseringsseksjonen 2IA og kan deretter avleveres direkte til bruker.

Som det vil fremgå fra de alternative strukturelle arrangementer som er omtalt ovenfor for konstruksjon av et vannrensesystem i henhold til foreligende oppfinnelse, er disse spesielle konstruksjoner kun eksempler på et antall alternative konstruksjonsarrangementer som kan anvendes i henhold til oppfinnelsen. Følgelig er konstruksjonene som er vist mere detaljert ovenfor kun vist for å eksemplifisere og har ikke på noen måte hatt til hensikt å begrense omfanget av foreliggende oppfinnelse.

I fig. 8 og 9 er vist to alternative konfigurasjoner av den strømningskontrollerende leder for vannet. I fig. 8 er lederanordningen 27A vist som et korrugert, langstrakt kontinuerlig rør hvis sidevegger omfatter en korrugert konfigurasjon med varierende diameter langs hele dens lengde. Det er antatt at denne korrugerte lederkonfigurasjon virker optisk til å forsterke overføringen av ultrafiolett stråling til vannet som passerer derigjennom ved å spre de ultrafiolette stråler som følge av den ujevne form av sideveggene i det korrugerte rør.

I fig. 9 er vist en annen konstruksjon av kanalanordningen 27. I denne konfigurasjon omfatter kanalanordningen en langstrakt, ekstrudert konfigurasjon hvori to kanaler er ekstrudert ved siden av hverandre i den hensikt ytterligere å forbedre konstruksjonen av steriliseringsseksjonen 21. I denne konfigurasjon omfatter den ekstruderte kanalanordning 27B dessuten en konveks ytre overflate som er tilpasset forbundet med en konkav ytre overflate. Med denne konfigurasjon vil den konkave overflate anordnes rundt et langstrakt, UV-stråleproduserende rør i et tilstøtende, adskilt forhold til dette. På denne måte vil den konkave overflate virke som en linse og optisk virke til å forbedre overføringen av den ultrafiolette stråling til vann som passerer igjennom.

I tilegg til disse to alternative kanalanordninger kan et antall andre kanalanordningskonstruksjoner anvendes uten å avvike fra omfanget av foreliggende oppfinnelse. Imidlertid, uavhengig av rørkonfigurasjonen må røret eller kanalanordningen fremstilles av et materiale eller en kombinasjon av materialer som tillater at ultrafiolett stråling kan passere gjennom, i alle fall gjennom de strålingsmottagende vegger derav og inn i vannstrømmen. For tiden er ultrafiolett gjennomtrengelige rør fremstilt av "Teflon" foretrukket. Imidlertid kan et hvilket som helst annet mateiale med tilsvarende eller bedre transmisjonsegenskaper for ultrafiolett stråling anvendes. Andre viklearrangementer av kanalanordningene rundt det langstrakte stråleproduserende rør 26 kan også anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse uten å avvike fra oppfinnelsens omfang.

En slik alternativ konfigurasjon er å pakke røranordningen i lengderetningen rundt det langstrakte stråleavgivende rør 26, dette i motsetning til en aksiell omvikling, slik som vist i figurene 1 og 2. En slik konfigurasjon er vist i tegningenes fig. 10. Separate røranordninger 40 og 41 utstrekker seg i lengderetningen langs det ultrafiolett stråling produserende rør 26 på en slangeformet måte, idet hver røranordning opptar henholdsvis en bue på 180°'

En annen alternativ konfigurasjon er vist i figurene 11-13. En sylindrisk formet kappe 43 omgir det ultrafiolett strålingsproduserende rør 26. Kappen 43 er delt diametrisk i to separate, ikke-kommuniserende halvkapper 44 og 45, gjennom hvilke vannn strømmer.

Hver halvkappe 44 og 45 innbefatter skilleplater for å tilveiebringe en slangeformet, turbulent strøm i vann. Skilleplateanordningene kan være en serie delevegger 46, anordnet i et adskilt forhold langs lengden av halvkappene 44 og 45 med alternerende adskilte vegger 46 festet til og som utstrekker seg innad fra motsatte sider av de respektive halvkapper. Hver vegg 46 utstrekker seg ikke fullstendig fra en motsatt side av halvkappen 44 og 45 til den andre for således å tillate at vannet strømmer gjennom halvkappene. Således vil skilleveggene 46 tilveiebringe en snodd bane for vannet, hvilket maksimerer eksponeringen av mikroorganismer og bakterier som føres med vannet til den ultrafiolette stråling som avgis fra røret 26.

En ytterligere alternativ kanalanordning er vist i figurene 14 og 15. En vannugjennomtrengelig kjerne 50 er forsynt med en sentral langsgående boring 51. Boringen 51 er dimen-sjonert for tett å motta det ultrafiolett stråling produserende rørelement 26, som fortrinnsvis har en sylindrisk form. På den indre overflate 52 av kjernen 51 som definerer boringen 51, er det formet et kontinuerlig spor 53, med fortrinnsvis et halvsirkulært tverrsnitt. Sporet 53 utstrekker seg spiralformet i den indre overflate av kjernen 50 fra en aksiell ende 54 av kjernen til en motsatt aksiell ende 55. Det ultrafiolette rørelement 26 passer så tett i boringen av kjernen at det sammen med den med spor forsynte indre overflate danner en spiralformet strømningskanal for en vannpassasje som omgir det ultrafiolette rørelement 26.

En ytterligere utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er vist i fig. 15. Om ønsket behøver rørelementene ikke å være interfoliert, slik som vist i fig. l. I stedet, som vist i fig. 16, kan separate spiralviklede rørelementer 60, 61 være viklet rundt det ultrafiolett stråleavgivende rør 26 og være koaksialt plassert tilstøtende hverandre, ende mot ende. Hvert rørelement 60, 61 omgir fortrinnsvis en halvpart av UV-rørets lengde.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er et vann-strøm-ningskontrollsystem konstruert for å motta det innkommmende vann og passere dette gjennom en ultrafiolett strålingseksponering før vannet innføres til et filter. I tillegg, etter filtrering blir vannet igjen eksponert mot ultrafiolett bestråling umiddelbart før vannet avgis direkte til bruker. Ved å anvende vannrensesystem ifølge foreliggende oppfinnelse, tilveiebringes drikkevann som praktisk talt er fritt for alle bakterier, lukt, kloroform, uorganisk partikkelformig materiale, organisk materiale og levende mikroorganismer.

Ved å anvende foreliggende oppfinnelse erholdes dessuten et vannrensesystem med hvilket tidligere uoppnåelige ønsker oppnås i et system som er kompakt og lettplassert og lett å tilknytte til eksisterende vann- eller andre vanntilførsels-systemer. Et vesentlig trekk ved oppnåelsen av dette kompakte system er anvendelse av ett enkelt UV-stråleproduserende rør, rundt hvilket er tett viklet den kontrol-lerende kanal for vannstrømmen, hvilken tilveiebringer både vannstrømmen inn i filteranordningen såvel som vannstrømmen ut av filteranordningen. Dette kompakte arrangement er ytterligere forsterket ved den kontinuerlige interfoliering av to uavhengige røranordninger som danner kanalanordningen. På denne måte kan man ved å anvende ett enkelt UV-stråleproduserende rør oppnå den krevede dobbelteksponering mot ultrafiolett stråling på en enkel måte med en minimal kompakt størrelse.

Som det vil fremgå av den foregående detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelsesformer, vil vannrensesystemet ifølge foreliggende oppfinnelse kontinuerlig produsere drikkevann som i det vesentlige er fritt for alle levende mikroorganismer, for umiddelbar anvendelse og vedvarende og for lengre tidsintervaller enn det som kan erholdes med konvensjonelle systemer. Det er antatt at effektiviteten av systemet ifølge oppfinnelsen hovedsakelig skyldes dobbel-eksponeringen av vannet mot ultrafiolett stråling både før filtering og etter filtrering og maksimaliseringen av eksponeringen av mikroorganismene mot det UV-stråleavgivende rør. Ved å anvende foreliggende oppfinnelse er filteret isolert mot bakterieforurensnng, da både dets innløps- og utløpsporter er forbundet direkte til UV-stråleeksponerings-sonene. Som en følge av denne unike konfigurasjon vil levende mikroorganismer ikke komme inn i filtermediet fra det innkomne vann, da i det vesentlige alle mikroorganismene i vannet drepes under den initiale UV-ståleekspone-ring. På samme måte kan mikroorganismer ikke komme inn i filtermediet fra utførselssiden, da utløpet fra filtermediet er forbundet direkte med den andre behandligssone for UV-bestråling.

Det er antatt at ved å anvende denne konstruksjon med to gangers strålingseksponering med derav følgende filteriso-lering, vil filteret som tidligere ble forurenset av bakterier eller andre mikroorganismer, bli fullstendig renset for alle levende mikroorganismer. Det er funnet at selv om filtermediet, spesielt aktivert trekull, er grobunn for mikroorganismer, vil disse kreve en konstant tilførsel av nye mikroorganismer for å bibeholde et fullstendig vekst-mønster. Imidlertid vil i foreliggende oppfinnelse, hvor filteret er isolert, levende organismer ikke være istand til å nå filteret, hverken fra innløpssiden eller utløpssiden. Følgelig vil mikroorganismer som opprinnelig var tilstede i filtermediet dø, og filteret vil til slutt bli fullstendig bakteriefritt og bibeholdes i det vesentlige bakteriefritt, da levende organismer kontinuerlig forhindres fra å komme inn i filtermediet.

Claims (3)

1. Vannrensesystem, fortrinnsvis for sterilisering av konsumvann, omfattende i det minste ett UV-emitterende rør (26) som er montert i et hus (25), en kanal (27, 34) av UV-transparent materiale anordnet langs det UV-emitterende røret (26), et innløp (35) som kommuniserer med kanalen (27, 34) for tilførsel av vann som skal steriliseres, et utløp (39) som kommuniserer med kanalen (27, 34) for avgivelse av sterilisert vann, karakterisert ved at kanalen (27, 34) er delt i to separate deler (27, 34), hvilke deler (27, 34) er forbundet med og kommuniserer med hverandre via en filteranordning (22), fortrinnsvis inneholdende aktivt kull.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at kanalen (27, 34) danner en vikling rundt det UV-emitterende rør (26).

3. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at kanalen (27, 34) er delt i to deler (27, 34) som er av tilnærmet lik lengde.