SE531797C2 - Arrangemang och förfarande för oskadliggörande av mikroorganismer med ett elektriskt fält samt användningar av arrangemanget - Google Patents

Description

25 30 531 WH? 2 Ett annat alternativ för att inaktivera mikroorganismer i vätskor är att utsätta vätskan i fråga för ett elektriskt fält.

En känd metod bygger på att ett rör förses med elektroder, mellan vilka en elektrisk spänning läggs på. När sedan en vätska eller dylikt strömmar förbi elektroderna kommer vätskan att utsättas för ett elektriskt fält. l detta fall är det emellertid svårt att styra behandlingsgraden, eftersom det elektriska fältets fältstyrka är svår att förutse. Vidare strömmar vätskan olika fort i olika delar av rörets tvärsnitt, vilket leder till en ojämn behandling. 85-520 666 C32 beskriver ett förfarande och ett arrangemang där en pumpbar substans utsätts för ett elektriskt fält. Då förfarandet utförs, förs den pumpbara substansen först in i det elektriska fältet, varefter den utsätts för det elektriska fältet. Slutligen förs den pumpbara substansen ut ur det elektriska fältet. Under det att substansen utsätts för det elektriska fältet avskiljs det i åtminstone en avskiljd volym vilken förflyttas under det att den utsätts för det elektriska fältet. Ovannämnda arrangemang för behandling av en pumpbar substans med ett elektriskt fält innefattar en behållare i vilken den pumpbara substansen kan inrymmas. Arrangemanget innefattar även en källa för generering av det elektriska fältet, samt åtminstone ett avskilt rum i vilket den pumpbara substansen kan inrymmas och utsättas för det elektriska fältet. Då ovanstående förfarande och arrangemang används föreligger en väsentlig risk att den sedan tidigare behandlade pumpbara substansen kontamineras om något skulle gå fel. Denna risk föreligger eftersom ingen mätning utförs där det faktiska elektriska fältet konstateras under utsättandet.

Skulle således ei korrekt behandlad pumpbar substans föras vidare efter behandlingen så kommer den tidigare behandlade substansen att kontamineras. Vidare finns inga organ som säkerställer att luft- och gasbubblor inte finns i substansen som behandlas.

Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att eliminera eller åtminstone mildra ovanstående nackdelar och att åstadkomma ett förbättrat arrangemang och ett förbättrat förfarande för oskadliggörande av 10 15 20 25 30 534 75? 3 mikroorganismer l ett pumpbart medium genom att utsätta mediet för ett elektriskt fält.

Detta och andra syften samt fördelar kommer att vara uppenbara från följande beskrivning av föreliggande uppfinning. Föredragna utföringsformer beskrivs l de beroende patentkraven.

Följaktligen tillhandahålls ett arrangemang för utsättande av ett pumpbart medium för ett elektriskt fält. Arrangemanget innefattar: åtminstone två kraftaggregat för alstring av elektrisk spänning; åtminstone en icke strömförande kammare för pumpning av nämnda pumpbara medium, vilken nämnda åtminstone en kammare är försedd med en första och en andra elektrodplatta; ett kontrollorgan för styrning av nämnda åtminstone två kraftaggregat.

Kontrollorganet upprättar synkront en seriekoppling mellan åtminstone två av nämnda åtminstone två kraftaggregat, den första elektrodplattan och den andra elektrodplattan vid styrning. En sammansatt spänning uppkommer mellan den första och den andra elektrodplattan, vilken sammansatt spänning ger upphov till ett elektriskt fält mellan den första och den andra elektrodplattan. Det pumpbara mediet utsätts för det elektriska fältet.

Det uppfinningsenliga arrangemanget är fördelaktigt såtillvida att det på ett kontrollerat sätt utsätter det pumpbara mediet för ett elektriskt fält.

Genom att alstra den sammansatta spänningen genom att seriekoppla ett flertal kraftaggregat kan billiga standardkomponenter användas.

Fältstyrkan hos arrangemangets elektriska fält mellan den första och den andra elektrodplattan kan vara inom ett intervall av exempelvis 1-30 kV/cm. Detta kan vara fördelaktigt såtillvida att fältet kan anpassas för att oskadliggöra olika typer av mikroorganismer som kräver olika fältstyrka för att oskadliggöras.

Arrangemangets respektive kraftaggregat kan ge en justerbar spänning l intervallet exempelvis 230-2000 volt, vilket kan vara fördelaktigt eftersom den sammansatta spänningen kan anpassas på ett enkelt sätt.

Arrangemangets respektive kraftaggregat kan innefatta en spänningsomvandlare, ett laddningslagrande element och en strömställare, 10 15 20 25 30 531 75? 4 vilket medför att ett enkelt och funktionellt kraftaggregat kan åstadkommas med hjälp av standardkomponenter.

Arrangemangets spänningsomvandlare kan vara en transformator, vilket kan vara fördelaktigt eftersom transformatorer är vanligt förekommande billiga standardkomponenter.

Arrangemangets laddningslagrande element kan vara minst en kondensator, vilket medför att det laddningslagrande elementet kan åstadkommas med hjälp av standardkomponenter.

Arrangemangets strömställare kan vara ett galvaniskt isolerande organ, vilket kan vara fördelaktigt såtillvida att ingen elektrisk koppling finns mellan strömställaren och dess styrning.

Arrangemangets strömställare kan vara en optokopplare, vilket gör att en seriekoppling kan upprättas mellan kraftaggregaten med en mycket liten tšdsfördröjning.

Arrangemangets kontrollorgan kan synkront upprätta en seriekoppling mellan åtminstone två av nämnda åtminstone två kraftaggregat, den första elektrodplattan och den andra elektrodplattan genom synkron styrning av varje kraftaggregats strömställare. Detta medför att en sammansatt spännig kan alstras på ett enkelt sätt.

Arrangemangets nämnda minst två kraftaggregats strömställare kan styras med en gemensam styrsignal, vilket kan vara fördelaktigt eftersom en seriekoppling kan upprättas synkront på ett enkelt sätt.

Arrangemangets kontrollorgan kan vara anordnat att generera en styrsignal i form av en puls med en varaktighet av exempelvis 1-100 mikrosekunder, vilket medför att den sammansatta spänningens varaktighet kan styras.

Arrangemangets kontrollorgan kan vara anordnat att upprepa pulsen med en frekvens på exempelvis 1 Hz - 100 kHz. Detta medför att det pumpbara mediet kan utsättas för ett elektriskt fält ett flertal gånger pà ett enkelt sätt.

Arrangemangets kontrollorgan kan vara anordnat att detektera fel hos respektive kraftaggregat före det att seriekopplingen upprättas. Felen kan t.ex. vara valda från gruppen bestående av, komponentfel, pumpfel, spänning 10 15 20 25 30 531 79? 5 på en utgång hos kraftaggregatet, kortslutning i nämnda strömställare, läckströmmar i nämnda laddningslagrande element och spänningsbortfall till nämnda spänningsomvandlare. Detta kan vara fördelaktigt genom att vid en felindikering kan det undvikas att seriekopplingen upprättas och därmed skadar annars funktionsdugliga komponenter hos arrangemanget.

Arrangemangets kontrollorgan kan vara anordnat att mäta elektriska egenskaper, mellan den första och andra elektrodplattan. De elektriska egenskaperna kan innefatta men behöver inte vara begränsade till resistans, impedans, kapacitans och induktans. Den sammansatta spänningen kan anpassas så att en förutbestämd fältstyrka uppnås mellan den första och den andra elektrodplattan. Detta kan vara fördelaktigt såtillvida att den sammansatta spänningen kan anpassas för att uppnå en fältstyrka som år tillräckligt stor för att oskadliggöra de mikroorganismer som förekommer i det pumpbara mediet, Arrangemangets kontrollorgan kan lägga på en sammansatt spänning med ett förbestämt värde mellan den första och den andra elektrodplattan och mäta tidskonstanten för pulsen och amplituden hos spänningen och strömmen i det resulterande fältet, varefter kontrollorganet kan anpassa den sammansatta spänningen så att en förutbestämd fältstyrka uppnås mellan den första och den andra elektrodplattan, då en sammansatt spänning åter läggs på. Även detta kan vara fördelaktigt såtillvida att den sammansatta spänningen kan anpassas för att uppnå en fältstyrka som är tillräckligt stor för att oskadliggöra mikroorganismer som förekommer i det pumpbara mediet.

Arrangemangets kontrollorgan kan styra hur många av de nämnda åtminstone två kraftaggregaten som skall seriekopplas och ge bidrag till den sammansatta spänningen. Detta medför att den sammansatta spänningens värde kan kontrolleras på ett enkelt och effektivt sätt.

Arrangemangets nämnda åtminstone en kammare kan vara en tryckande pump som är kopplad till ett inmatningsrör och ett utmatningsrör, vilket medför att risken för att luft finns i kammaren då det elektriska fältet läggs på kan elimineras. 10 15 20 25 30 5-34 ?9? 6 Arrangemangets tryckande pump kan vara en kolvpump med en kolv vars ovandel utgör en av elektrodplattorna. Detta kan vara fördelaktigt eftersom elektrodplattorna enkelt kan integreras i en pump av standardtyp.

Arrangemangets inmatningsrör kan vara försett med en inmatningsventil och/eller arrangemangets utmatningsrör kan vara försett med en utmatningsventil, vilket medför att det kan vara möjligt att på ett kontrollerat sätt styra in- och utmatningen av det pumpbara medieti kammaren.

Arrangemangets nämnda åtminstone en kammare kan vara försedd med en ventil som tillåter gasformiga medium att passera men hindrar flytande medium och fasta medium att passera. Detta kan vara fördelaktigt eftersom det kan vara viktigt att säkerställa att ingen luft är närvarande i kammaren då det elektriska fältet läggs på.

Arrangemangets nämnda åtminstone en kammare kan vara försedd med en tryckgivare. Kontrollorganet kan vara anordnat att inte upprätta en seriekoppling av nämnda minst två kraftaggregat om ett förutbestämt tryck inte registrerats av tryckgivaren. Även detta medför att det kan vara möjligt att säkerställa att ingen luft är närvarande i kammaren då det elektriska fältet läggs pà.

Arrangemangets nämnda åtminstone en kammare kan vara försedd med en avloppsanslutning och en avloppsventil. Detta medför att det pumpbara mediet kan kasseras eller återföras före eller efter det att det utsatts för det elektriska fältet.

Arrangemangets åtminstone en kammare eller inmatningsröret och/eller utmatningsröret kan vara försett/försedda med en tillsatsanslutning och en tillsatsventil. Detta kan vara fördelaktigt såtillvida att tillsatseri form av katalysatorer, salter eller dylikt kan tillsättas till det pumpbara mediet.

Avståndet mellan arrangemangets första elektrodplatta och arrangemangets andra elektrodplatta kan vara mindre längre från en centrumpunkt av kammaren än närmare nämnda centrumpunkt, vilket medför att det kan vara möjligt att kompensera för randeffekter i det elektriska fältet.

Arrangemangets första elektrodplatta och/eller arrangemangets andra elektrodplatta kan innefatta ickeledande partier. Nämnda ickeledande partier 10 15 20 25 30 531 79? 7 kan vara bredare närmare en centrumpunkt av kammaren än längre från nämnda centrumpunkt. Även detta medför att det kan vara möjligt att kompensera för randeffekter i det elektriska fältet.

Arrangemangets nämnda åtminstone en kammare kan vara en tryckande pump som är parallellkopplad med åtminstone en annan kammare som också kan vara en tryckande pump. Detta kan vara fördelaktigt såtillvida att kapaciteten kan ökas på ett enkelt sätt.

Arrangemanget kan vara försett med ett fördelarorgan som styr vardera kammares in- och utpumpning av det pumpbara mediet. Detta medför att ett kontinuerligt flöde av det pumpbara mediet kan uppnås.

Förfarandet för utsättande av ett pumpbart medium för ett elektriskt fält, innefattar stegen; att fylla en kammare, försedd med en första och en andra elektrodplatta, med det pumpbara mediet; att alstra en elektrisk spänning hos åtminstone tvà kraftaggregat; att upprätta en seriekoppling mellan nämnda åtminstone två kraft- aggregat, den första elektrodplattan och den andra elektrodplattan för att åstadkomma en sammansatt spänning mellan den första och den andra elektrodplattan, vilken sammansatt spänning utsätter det pumpbara mediet för ett elektriskt fält; att tömma nämnda kammare på det pumpbara mediet.

Det uppfinningsenliga förfarandet är fördelaktigt såtillvida att det på ett kontrollerat sätt utsätter det pumpbara mediet för ett elektriskt fält.

Förfarandets steg att fylla en kammare kan vidare innefatta att utsätta det pumpbara mediet för ett tryck, vilket medför att det kan vara möjligt att pressa ut eventuellt luft- eller gasinnehåll ur det pumpbra mediet.

Förfarandets steg att alstra en elektrisk spänning och att upprätta en seriekoppling kan utföras ett flertal gånger i nämnda ordning. Detta medför att det pumpbara medlet kan utsättas för ett elektriskt fält ett flertal gånger på ett enkelt sätt.

Förfarandets steg att tömma nämnda kammare på det pumpbara mediet kan vidare innefatta att leda ut nämnda medium via en avloppsventil. 10 15 20 25 30 53% TE? 8 På detta sätt kan det pumpbara mediet antingen kasseras eller återföras före eller efter det att det utsatts för det elektriska fältet.

Förfarandets nämnda åtminstone en kammare kan vara parallellkopplad med åtminstone en annan likadan kammare och ett fördelarorgan kan vara anordnat att styra vardera kammares in- och utpumpning av det pumpbara mediet pà så vis att åtminstone en kammare alltid fylls med medium och åtminstone en kammare alltid töms på medium.

Detta medför att ett kontinuerligt flöde av det pumpbara mediet kan uppnås.

Användningen av arrangemanget kan vara att utsätta ett pumpbart medium, i vilket det med risk finns ohälsosamma mikroorganismer, för ett elektriskt fält. Detta kan vara fördelaktigt genom att mikroorganismerna i det pumpbara mediet kan oskadliggöras.

Användningen av arrangemanget kan vara att utsätta ett pumpbart livsmedel för ett elektriskt fält. Detta kan vara fördelaktigt såtillvida att mikroorganismer i det pumpbara livsmedlet kan oskadliggöras.

Användningen av arrangemanget kan vara att utsätta riskvatten, ballastvatten, kontaminerat vatten, befuktningsvatten, dricksvatten och/eller avloppsvatten för ett elektriskt fält.

Användningen av arrangemanget kan vara att utsätta en uppslammad produkt för ett elektriskt fält. Detta kan vara fördelaktigt genom att mikroorganismer i kontaminerad jord eller andra uppslamningar kan oskadliggöras.

Användningen av arrangemanget kan vara att utsätta ett pumpbart läkemedel och/eller en pumpbar råvara för tillverkning av läkemedel för ett elektriskt fält.

Användningen av arrangemanget kan vara i anslutning till en mobil vattenreningsanläggning, i anslutning till en Varmvattenberedare, en befuktningsanläggning, en pool eller en bassäng. Detta medför att risken för att vattenburna smittor överförs kan elimineras på ett enkelt sätt.

Användningen av arrangemanget kan vara i kombination med åtminstone en behandling som är vald från gruppen bestående av, men inte begränsad tili, UV-, ozon- och vortexbehandling för att rena vatten. Detta 10 15 20 25 30 53'\ 75? 9 medför att reningen av vatten kan effektiviseras på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt.

Andra syften, egenskaper, fördelar och föreliggande utföringsformer av föreliggande uppfinning framgår tydligt ur efterföljande detaljerade beskrivning i samband med ritningarna och bifogade krav.

Kort beskrivning av ritningarna Föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning beskrivs nedan under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig 1 är en schematisk vy av ett arrangemang enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig 2 är en schematisk vy av ett kraftaggregat enligt en första utföringsform.

Fig 3 är en schematisk vy som visar arbetsgången då ett system enligt en utföringsform utför ett förfarande för att utsätta ett pumpbart medium för ett elektriskt fält.

Fig 4 är en schematisk vy som visar hur en kammare är utrustade med elektroder med varierande avstånd enligt en utföringsform.

Beskrivning av föredragna utförinqsformer Arrangemanget i fig 1 innefattar två kraftaggregat 100, vilka visas mer i detalj i fig 2. Vidare innefattar arrangemanget en icke strömförande kammare 102 och ett kontrollorgan 104. Kammaren 102 är försedd med en första elektrodplatta 106 och en andra elektrodplatta 108. Då kontrollorganet 104 upprättar en seriekoppling mellan de båda kraftaggregaten 100 uppkommer en sammansatt spänning mellan den första 106 och den andra elektrodplattan 108. Den sammansatta spänningen kommer då den läggs på mellan den första 106 och den att andra elektrodplattan 108 att ge upphov till ett elektriskt fält mellan elektrodplattorna 106, 108. Den sammansatta spänningen leds från kraftaggregaten 100 till den första 106 respektive den andra elektrodplattan 108 med hjälp av elektriska ledare 112, 114.

Då syftet med arrangemanget är att kunna utsätta ett pumpbart medium för ett elektriskt fält för att oskadliggöra mikroorganismer är det viktigt 10 15 20 25 30 531 79? 10 att fältet mellan elektrodplattorna 106, 108 uppgår till ett lämpligt värde. Det som eftersträvas är att det elektriska fältet skall uppgå till ett värde som är tillräckligt för att spräcka cellmembranen hos de mikroorganismer som skall oskadliggöras. Då olika mikroorganismers cellmembran kräver olika fält för att spräckas alstras enligt en utföringsform ett fält i intervallet 1-30 kV/cm, mer föredraget l intervallet 2-10 kV/cm.

Behandlingen då det pumpbara mediet utsätts för det elektriska fältet upprepas enligt en utföringsform ett flertal gånger, företrädesvis 1-100 gånger, mer föredraget 5-30 gånger.

Behandlingen utförs l form av ett antal spänningspulser som ger upphov till det elektriska fältet. Enligt en utföringsform repeteras spänningspulserna företrädesvis med en pulsrepetitionsfrekvens i intervallet 1 Hz - 100kHz, mer föredraget i intervallet 0,5-100 kHz.

Enligt en utföringsform är respektive puls varaktighet företrädesvis 1- 100 us, mer föredraget 2-10 us.

Då det pumpbara mediet skall utsättas för det elektriska fältet förs det in genom inmatningsventilen Vi. På motsvarande sätt för det ut genom utmatningsventilen V2 efter det att det har utsatts för det elektriska fältet.

Om det pumpbara mediet som utsatts för det elektriska fältet av någon anledning inte skall pumpas ut genom utmatningsventilen V2 kan det istället enligt en utföringsform släppas ut genom avloppsventilen V3. Avloppsventllen V3 har två huvudsyften. Det första syftet är att pumpbart medium som redan utsatts för ett elektriskt fält kan kasseras och släppas uti exempelvis ett avlopp eller en tank. Pâ detta sätt är det möjligt att göra sig av med delar av det pumpbara mediet som på något sätt uppvisar egenskaper som gör att det är svårbehandlat eller ej möjligt att behandla. Det andra huvudsyftet med avloppsventilen V3 är att pumpbart medium som befinner sig i kammaren kan återföras till det obehandlade pumpbara mediet, för att på nytt kunna föras in i kammaren 102 via inmatningsventilen V2. Att kunna göra på detta sätt är särskilt användbart då arrangemanget startas upp och skall tömmas på luft innan det elektriska fältet kan läggas på.

För att tömma systemet på luft är det enligt en utföringsform utrustat med en pysventil 110 som släpper ut gaser men blockerar för flytande och 10 15 20 25 30 531 75? 11 fasta medium. Pysventilen 110 är enligt en utföringsform även utrustad med en tryckgivare 110. Tryckgivaren 110 används för att mäta trycket i kammaren 102. Genom att mäta trycketi kammaren 102 säkerställs att all luft och eventuella andra gaser har pressats ut ur kammaren 102 före det att det elektriska fältet läggs på. Att säkerställa att all luft eller gas pressats ut ur kammaren 102 före det att det elektriska fältet läggs på är mycket viktigt, eftersom fältstyrkorna som används är så kraftiga att de orsakar överslag i luften eller gasen. Överslag i luften eller gasen utgör en säkerhetsrisk då en ljusbåge uppstår vilken i sin tur kan leda till en explosion.

Enligt en utföringsform är det även möjligt att använda ventilen V3 som en tillsatsventil, genom vilken en tillsats i form av exempelvis en katalysator eller ett salt kan tillföras det pumpbara mediet.

Enligt en utföringsform är ytterligare en ventil monterad i anslutning till kammaren, vilken ventil används som en tillsatsventil, genom vilken en tillsats i form av exempelvis en katalysator eller ett salt kan tillföras det pumpbara mediet. l utföringsformen visad i fig 1 utgör pumphuset eller cylindern hos en kolvpump 116 den icke strömförande kammaren 102. Kolvpumpens 116 kolvs 118 sida som är vänd mot cylindern utgör den andra elektrodplattan 108. På den sida av kolvpumpens cylinder som är belägen mitt emot kolven 118 är den första elektrodplattan 106 belägen. På detta sätt kan den sammansatta spänningen läggas på mellan cylinderns topp och kolvens ovanslda, varvid ett elektriskt fält uppkommer över det pumpbara medium som befinner sig i kammaren 102. Användandet av en kolvpump 116 gör att mediet trycksättas under det att det behandlas, vilket gör att luft eller gaser i det pumpbara mediet lämnar kammaren 102 genom pysventilen 110.

Det torde inses att uppfinningen kan utövas även genom att använda andra pumptyper, företrädesvis deplacementpumpar.

Fig 2 visar i detalj varje kraftaggregat 100 i utföringsformen visad i fig 1. Varje kraftaggregat 100 består av ett flertal komponenter. En spänningsomvandlare T, i denna utföringsform i form av en transformator T, försörjer utgångssidan av kraftaggregatet med en spänning. En diod D används för att likrikta spänningen som alstras av transformatorn T. En 10 15 20 25 30 12 resistor R anpassar spänningen på utgångssidan. Ett laddningslagrande organ C, i denna utföringsform i form av en kondensator C, lagrar laddning då det strömställande organet S1 äri öppet läge. Det är även möjligt att använda flera kondensatorer för att anpassa laddningslagringen, eller öka kapaciteten.

Då det strömställande organet S1 sluts laddas kondensatorn snabbt ur varvid en spänningspuls alstras på utgångssidan 200. Spänningspulsen är justerbar i intervallet 230-2000 V.

Det strömställande organet S1 styrs medelst en styrsignal i form av en ström som läggs på vid 204. Strömmen som lagts på vid 204 styr i sin tur det strömställande organet S1.

Enligt en utföringsform är det strömställande organet S1 ett galvaniskt isolerande organ. l en utföringsform är det strömställande organet S1 en optokopplare.

Genom att använda en optokopplare fås en mycket kort responstid från det att strömmen läggs på vid 204.

Andra typer av strömställare är också möjliga inom ramen för föreliggande uppfinning.

Enligt utföringsformen i fig 2 innefattar även respektive kraftaggregat kontrollogik 206 som sörjer för ett antal interna funktioner i kraftaggregatet.

Kontrollogiken 206 är en del av kontrollorganet 104, som sörjer för styrnigen av samtliga kraftaggregat 100. Med hjälp av kontrollogiken 206 kan kontrollorganet 104 detektera om fel föreligger hos respektive kraftaggregat 100. Felen som detekteras är komponentfel, pumpfel, spänning utgången 200 hos kraftaggregatet 100, iströmställaren S1, läckströmmar i kondensatorn C och spänningsbortfall till transformatorn T. Om ett fel detekteras av Kontrollogiken 206 sluts ej strömställaren S2, vilket medför att kontrollorganet 104 detekterar att så är fallet vid 208. Då kontrollorganet detekterat att fel föreligger är det ej längre möjligt att styra strömställaren S1. Som en ytterligare säkerhetsåtgärd bryts även strömställaren S3 av Kontrollogiken 206. Detta medför att även om en styrsignal skulle läggas på vid 204 av kontrollorganet 102 så kommer inte strömställaren S1 att kunna styras.

Respektive kraftaggregats 100 kontrollogik 206 detekterar även om trycket som tryckmätaren 110 mäter är tillräckligt högt. Detta görs genom att mäta vid 10 15 20 25 30 531 79? 13 210. Även ett för lågt tryck resulterar i att strömställaren S2 ej sluts samt att strömställaren S3 bryts.

Enlig en utföringsform är kraftaggregatets Ingångssida 202 av transformatorn T ansluten till en matarspänning, företrädesvis en nätspänning i intervallet 50-500 V, mer föredraget 110-230 V, mest föredraget 230 V.

Det torde lnses att det även är möjligt att utesluta transformatorn T och istället direkt mata utgångssidan 200 av respektive kraftaggregat 100 med en lämplig spänning. Det torde även inses att respektive kraftaggregat 100 kan drivas med vilken lämplig kraftkälla eller kombination av kraftkällor som helst, såsom exempelvis vindkraft och/eller solceller.

I utföringsformen visad i fig 1 används två kraftaggregat 100 av den typ som visas i fig 2. Då det pumpbara mediet skall utsättas för ett elektriskt fält, genom att en elektrisk spänning läggs på mellan elektrodplattorna 106, 108 upprättas synkront en seriekoppling mellan de båda kraftaggregaten 100.

Detta görs genom att kontrollorganet 104 genererar en styrsignal som synkront styr strömställarna S1 i respektive kraftaggregat 100. På detta sätt kan en sammansatt spänning alstras, som är summan av spärmigen hos alla ingående kraftaggregat 100. Genom att synkront styra strömställarna S1 kan enkla komponenter användas, vilka annars skulle komma förstöras av de spänningar som uppstår.

I alternativa utföringsformer används olika antal kraftaggregat 100.

I en annan utföringsform är kontrollorganet 104 anordnat att mäta elektriska egenskaper mellan den första 106 och den andra elektrodplattan 108. De elektriska egenskaperna som mäts är exempelvis resistans, impedans, kapacitans och induktans. Genom att mäta de elektriska egenskaperna kan den sammansatta spänningen anpassas så att ett önskvärt elektriskt fält uppnås mellan elektrodplattorna 106, 108. l en annan utföringsform är kontrollorganet 104 anordnat att lägga på en sammansatt spänning med ett förbestämt värde mellan den första 106 och den andra elektrodplattan 108. Då detta görs registrerar samtidigt kontrollorganet 104 tidskonstanten och amplituden för spänningen och strömmen hos det resulterande fältet. Kontrollorganet 104 anpassar sedan den sammansatta spänningen så att en önskvärd (förutbestämd) fältstyrka 10 15 20 25 30 531 79? 14 uppnås mellan den första 106 och den andra elektrodplattan 108 då en sammansatt spänning åter läggs på. Företrädesvis är den sammansatta spänningen som används för att registrera tidskonstanten och amplituden för spänningen och strömmen lägre än den sammansatta spänning som sedan läggs på.

I andra utföringsformer används ett flertal spänningsaggregat 100.

Genom att låta kontrollorganet 104 styra hur många spänningsaggregat 100 som skall kopplas samman i seriekopplingen och således ge ett bidrag till den sammansatta spännigen, kan den sammansatta spänningens storlek styras på ett enkelt sätt. Genom att låta arrangemanget innefatta fler spänningsaggregat100 än vad som krävs för att alstra en sammansatt spänning av tillräcklig storlek, uppnås redundans. På detta sätt kan kontrollorganet 104 koppla bort defekta kraftaggregat 100 och koppla in från början överflödiga hela kraftaggregat 100. Med andra ord kopplas reserv kraftaggregat 100 in.

Fig 3 visar schematiskt det arbetssätt ett arrangemang enligt en utföringsform genomgår då det utsätter ett pumpbart medium för ett elektriskt fält. Till att börja med befinner sig kolvpumpen 116 i ett viloläge 300. l detta läge är in- och utmatningsventilerna V1, V2, ej visade, stängda. l nästa läge 302, enligt fig 3, fylls kammaren 102 genom att först öppna inmatningsventilen V1, varefter kolven 118 rör sig nedåt. På detta sätt sugs pumpbart medium in kammaren 102. Då kammaren är full stängs åter inmatningsventilen V1. l nästa fas 304, enligt fig 3, rörs sig kolven 118 uppåt varvid ett tryck byggs upp i kammaren 102. Under det att trycket byggs upp pressas eventuell gas och luft ut genom pysventilen 110.

Pysventilen 110 är enligt en utföringsform utrustad med en tryckgivare 110 som registrerar trycket i kammaren.

Då trycket har nått ett förutbestämt värde detekterar kontrollorganet 104, ej visat, detta. l och med att kontrollorganet har registrerat att ett visst tryck uppnåtts, tilläts att den sammansatta spännigen läggs på.

Under det att kammaren fyllts med har samtidigt en elektrisk spänning alstrats hos kraftaggregaten 100. 10 15 20 25 30 531 79? 15 För att lägga på den sammansatta spänningen mellan elektroderna upprättar kontrollorganet 104 en seriekoppling mellan kraftaggregaten 100, den första 106 och den andra elektrodplattan 108, varvid den sammansatta spänningen utsätter det pumpbara meddiet för ett elektriskt fält.

Enligt en utföringsform kan den sammansatta spänningen läggas på ett önskat antal gånger för att uppnå en önskvärd behandling av det pumpbara mediet.

I nästa steg 306, enligt fig 3, öppnas utloppsventilen V2, varefter kolven 118 rör sig uppåt. På detta sätt töms åter kammaren på det pumpbara mediet.

Arbetssätet utförs därefter omigen om mer pumpbart medium önskas behandlas.

Fig 4 visar en alternativ utförlngsform där den första elektrodplattan 106 och den andra elektrodplattan 108 är utformade på ett sådant sätt att avståndet mellan den första elektrodplattan 106 och den andra elektrodplattan 108 är mindre längre från centrumpunkten av kammaren 102 än närmare centrumpunkten. Genom att utforma elektroderna 106, 108 på detta sätt kompenseras det för de randeffekter hos fältet som uppstår på grund av elektrodernas 106, 108 geometriska utformning. Genom att göra detta erhålls ett jämnt elektriskt fält genom hela kammaren 102. l en annan utföringsform är den första elektrodplattan 106 och den andra elektrodplattan 108 försedda med lckeledande partier som är bredare närmare centrumpunkten av kammaren 102 än längre från centrumpunkten. Även på detta sätt är det möjligt att kompensera för de randeffekter som uppstår och således erhålla ett jämnt elektriskt fält. l alternativa utförlngsformer av föreliggande uppfinning kan flera kammare 102 användas för att pumpa det pumpbara mediet. På detta sätt är det möjligt att öka kapaciteten hos arrangemanget utan att större pumpenheter måste konstrueras. Även i detta fall är det möjligt att använda såväl kolvpumpar 116 som andra pumptyper, företrädesvis deplacementpumpar.

En annan fördel som uppnås genom att använda flera kammare är att ett kontinuerligt flöde genom arrangemanget kan uppnås. För att 10 15 20 25 30 531 79? 16 åstadkomma detta anordnas enligt en utförlngsform, pumparna på ett sådant sätt att åtminstone en kammare 102 alltid fylls med pumpbart medium och en kammare alltid töms på pumpbart medium. I fallet då kolvpumpar 116 används uppnås detta exempelvis genom att anordna kolvpumparnas 116 kolvar på en gemensam vevaxel, likt kolvvarna i en flercylindrig förbränningsmotor.

Andra lösningar är naturligtvis även möjliga utan att avvika från föreliggande uppfinning.

För att på ett effektivt sätt använda flera kammare 102 används enligt en utförlngsform fördelarorgan som fördelar det pumpbara mediet mellan respektive kammare. Exempelvis kan en eller flera flervägsventiler användas för att fördela det pumpbara medlet mellan respektive kammare 102. Även andra fördelarorgan kan användas.

Föreliggande uppfinning är lämplig att använda till de mest skiftande pumpbara medier i vilka det finns risk att det förekommer ohälsosamma mikroorganismer.

Föreliggande uppfinning lämpar sig väl till att rena vatten av de mest skiftande kvalitéer. Då riskvatten eller kontaminerat vatten härstammande från olika processer skall renas, är uppfinningen lämplig för att oskadliggöra mikroorganismer. Även då vatten pumpas in i och ut ur ballasttankar hos fartyg, eller mellan ballastvattentankar på fartyg under resa, är det lämpligt att använda sig av uppfinningen för att förebygga att smittor sprids mellan olika hav och vattendrag. På motsvarande sätt lämpar sig uppfinningen för att utsätta befuktningsvatten, bevattningsvatten eller dricksvatten för ett elektriskt fält. Således tillhandahålls en utförlngsform för utsättande av riskvatten, ballastvatten, kontaminerat vatten, befuktningsvatten, dricksvatten och/eller avloppsvatten för ett elektriskt fält. Även då luft eller produkter som är känsliga för uttorkning skall befuktas är det lämpligt att använda sig av föreliggande uppfinning för att förhindra att vattenburna smittor såsom Legionella sprids via befuktnlngsanläggningen. På motsvarande sätt kan uppfinningen förebygga Legionellaspridning via varmvattennätet genom att varmvattnet utsätts för ett elektriskt fält. Även då vattnet i en pool eller bassäng skall renas är 10 15 20 25 30 531 79? 17 föreliggande uppfinning lämplig att använda. Även dricksvatten och avloppsvatten kan renas med uppfinningen. Uppfinningen kan exempelvis utgöra en del av en mobil vattenreningsanläggning. Detta medför att uppfinningen kan användas då tillfällig vattenreningskapacitet behövs, såsom exempelvis vid flyktingläger. En utföringsform av föreliggande uppfinning tillhandahålls därför för placerande i anslutning till en mobil vattenreningsanläggning, en Varmvattenberedare, en befuktningsanläggning, en pool eller en bassäng.

Då vatten skall renas lämpar sig uppfinningen att kombineras med andra vattenreningsteknlker såsom UV-, ozon eller vortexbehandling. Därför tillhandahålls en utföringsform för att kombineras med åtminstone en behandling som är vald från gruppen bestående av men inte begränsat till UV-, ozon- och vortexbehandling för att rena vatten.

Ytterligare ett lämpligt användningsområde för föreliggande uppfinning är rening av uppslammade produkter, såsom jorduppslamningar. Därför tillhandahålls en utföringsform för utsättande av en uppslammad produkt för ett elektriskt fält.

Ett annat användningsområde är inom livsmedelsindustrin, där föreliggande uppfinning kan användas istället för eller som ett komplement till konventionella pastöriseringsmetoder. Då föreliggande uppfinning används behöver inte livsmedlet i fråga hettas upp vilket, vilket gör att livsmedlets smak, utseende och konsistens bibehålls. Vidare är energibesparingarna stora då livsmedlet ej behöver upphettas. Således tillhandahålls en utföringsform för utsättande av ett pumpbart livsmedel för ett elektriskt fält.

Vidare lämpar sig föreliggande uppfinning väl för att sterilisera pumpbara läkemedel och/eller pumpbara råvaror för tillverkning av läkemedel. Med anledning av detta tillhandahålls en utföringsform för utsättande av ett pumpbart läkemedel ochleller en pumpbar råvara för tillverkning av läkemedel för ett elektriskt fält.

Det torde inses att fackmannen kan anpassa de ovan beskrivna utföringsformerna på många olika sätt och fortfarande använda fördelarna hos uppfinningen som beskrivs i utföringsformerna ovan. Därmed skall inte 531 79? 18 uppfinningen begränsas till de beskrivna utföringsformerna utan endast definieras av bifogade patentkrav.

Claims (32)

10 15 20 25 30 531 79? 19 PATENTKRAV

1. Arrangemang för utsättande av ett pumpbart medium för ett elektriskt fält, varvid arrangemanget innefattar: kraftaggregat (100) för alstring av elektrisk spänning, åtminstone en icke strömförande kammare (102) för pumpning av nämnda pumpbara medium, vilken nämnda åtminstone en kammare (102) är försedd med en första (106) och en andra elektrodplatta (108), k ä n n e t e c k n a t a v att arrangemanget innefattar åtminstone två kraftaggregat (100) för alstring av elektrisk spänning, varvid respektive kraftaggregat (100) innefattar en spänningsomvandlare (T), ett laddningslagrande element (C), och en strömställare (81): ett kontrollorgan (104) för styrning av nämnda åtminstone två kraftaggregat (100), varvid kontroilorganet genom synkron styrning av varje kraftaggregats (100) strömställare (S1) med en gemensam styrsignal, som genereras av kontrollorganet (104) i form av en puls med en varaktighet av 1- 100 mikrosekunder, upprättar en sefiekoppling mellan åtminstone två av nämnda åtminstone två kraftaggregat (100), den första elektrodplattan (106) och den andra elektrodplattan (108), varvid en sammansatt spänning uppkommer mellan den första (106) och den andra elektrodplattan (108), vilken sammansatta spänning ger upphov till ett elektriskt fält mellan den första (106) och den andra elektrodplattan (108), varvid det pumpbara mediet utsätts för det elektriska fältet; och varvid nämnda kammare (102) för pumpning av nämnda pumpbara medium är en kolvpump (116) med en kolv (118) vars ovandel utgör en av elektrodplattorna (106), varvid koivpurnpen (116) är kopplad till ett inmatningsrör och ett utmatningsrör.

2. Arrangemang enligt krav 1, varvid fältstyrkan hos det elektriska fältet mellan den första (106) och den andra elektrodplattan (108) är inom ett intervall av 1-30 kV/cm. 10 15 20 25 30 E31 FB? 20

3. Arrangemang enligt krav 1 eller 2, varvid respektive kraftaggregat (100) ger en justerbar spänning i intervallet 230-2000 volt.

4. Arrangemang enligt krav 1-3, varvid spänningsomvandlaren (T) är en transformator.

5. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid det laddningslagrande elementet (C) är minst en kondensator.

6. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid strömställaren (S1) är ett galvaniskt isolerande organ.

7. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid strömställaren (S1) är en optokopplare.

8. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda kontrollorgan (104) är anordnat att upprepa pulsen med en frekvens på 1 Hz - 100 kHz.

9. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid kontrollorganet ( 104) detekterar fel hos respektive kraftaggregat (100) före det att seriekopplingen upprättas, varvid nämnda fel är valda från gruppen bestående av komponentfel, pumpfel, spänning på en utgång hos nämnda kraftaggregat (100), kortslutning i nämnda strömställare (S1), läckströmmari nämnda laddningslagrande element (C) och spänningsbortfall till nämnda spänningsomvandlare (T).

10. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid kontrollorganet (104) mäter elektriska egenskaper, mellan den första (106) och den andra elektrodplattan (108), innefattande, men inte begränsade till, resistans, impedans, kapacitans och induktans, och anpassar den sammansatta spänningen så att en förutbestämd fältstyrka uppnås mellan den första (106) och den andra elektrodplattan (108).

11. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid kontrollorganet (104) lägger på en sammansatt spänning med ett förbestämt värde mellan den första (106) och den andra elektrodplattan (108) och mäter tidskonstanten för pulsen och amplituden hos spänningen och strömmen i det resulterande fältet, varefter kontrollorganet (104) anpassar den sammansatta spänningen så att en förutbestämd fältstyrka uppnås mellan den första (106) 10 15 20 25 30 531 79? 21 och den andra elektrodplattan (108), då en sammansatt spänning åter läggs på.

12. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid kontrollorganet (104) styr hur många av de nämnda åtminstone två kraftaggregaten (100) som skall seriekopplas och ge bidrag till den sammansatta spänningen.

13. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid inmatningsröret är försett med en inmatningsventil (V1) och/eller utmatningsröret är försett med en utmatningsventil (V2).

14. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda åtminstone en kammare (102) är försedd med en ventil (110) som tillåter gasformiga medium att passera men hindrar flytande medium och fasta medium att passera.

15. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda åtminstone en kammare (102) ärförsedd med en tryckgivare (110), varvid nämnda kontrollorgan (104) upprättar seriekopplingen av nämnda minst två kraftaggregat (100) när ett förutbestämt tryck registrerats av tryckgivaren.

16. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda åtminstone en kammare (102) är försedd med en avloppsanslutning och en avloppsventil (V3).

17. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda åtminstone en kammare (102) eller inmatningsröret och/eller utmatningsröret är försett/försedda med en tillsatsanslutning och en tillsatsventil.

18. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid avståndet mellan den första elektrodplattan (106) och den andra elektrodplattan (108) är mindre längre från en centrumpunkt av kammaren (102) än närmare nämnda centrumpunkt.

19. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid den första elektrodplattan (106) och/elier den andra elektrodplattan (108) innefattar ickeledande partier, där nämnda ickeledande partier är bredare närmare en centrumpunkt av kammaren (102) än längre från nämnda centrumpunkt. 'lO 15 20 25 30 531 TB? 22

20. Arrangemang enligt något av föregående krav, varvid nämnda åtminstone en kammare (102) är en kolvpump som är parallellkopplad med åtminstone en annan kammare (102) som också är en kolvpump.

21. Arrangemang enligt kravet 20, som är försett med ett fördelarorgan som styr vardera kammares (102) in- och utpumpning av det pumpbara mediet.

22. Förfarande för utsättande av ett pumpbart medium för ett elektriskt fält, kännetecknat a v stegen; att åtminstone en icke strömförande kammare (102), som är försedd med en första (106) och en andra elektrodplatta (108) och som utgörs av en kolvpump (116) med en kolv (118), vars ovandel utgör en av elektrodplattorna (106), varvid koivpumpen (116) är kopplad till ett inmatningsrör och ett utmatningsrör, fylls med det pumpbara mediet, varvid mediet utsätts för ett tryck; att en elektrisk spänning alstras hos åtminstone två kraftaggregat (100), varvid respektive kraftaggregat (100) innefattar en spänningsomvandlare (T), ett laddningslagrande element (C), och en strömställare (S1); att ett kontrollorgan (104) för styrning av nämnda åtminstone två kraftaggregat ( 100) genom synkron styrning av varje kraftaggregats (100) strömställare (S1) med en gemensam styrsignal, som genereras av kontrollorganet (104) i form av en puls med en varaktighet av 1-100 mikrosekunder, upprättar en seriekoppling mellan åtminstone två av nämnda åtminstone två kraftaggregat (100), den första elektrodplattan (106) och den andra elektrodplattan (108), varvid en sammansatt spänning uppkommer mellan den första (106) och den andra elektrodplattan (108), vilken sammansatta spänning ger upphov till ett elektriskt fält mellan den första (106) och den andra elektrodplattan (108), varvid det pumpbara mediet utsätts för det elektriska fältet; och att nämnda kammare (102) töms på det pumpbara mediet.

23. Förfarande enligt kravet 22, varvid stegen att alstra en elektrisk spänning och att upprätta en seriekoppling utförs ett flertal gånger i nämnda ordning. 10 15 20 25 30 53 'l TS? 23

24. Förfarande enligt något av kraven 22-23, varvid steget att tömma nämnda kammare (102) på det pumpbara mediet vidare innefattar att leda ut nämnda medium via en avloppsventil (V3).

25. Förfarande enligt något av kraven 22-24, varvid nämnda åtminstone en kammare (102) iform av en kolvpump (116) är parallellkopplad med åtminstone en annan likadan kammare (102) och där ett fördelarorgan styr vardera kammares in- och utpumpning av det pumpbara mediet på så vis att åtminstone en kammare (102) alltid fylls med medium och åtminstone en kammare (102) alltid töms på medium.

26. Användning av ett arrangemang enligt något av kraven 1-21, för utsättande av ett pumpbart medium, i vilket det med risk finns ohälsosamma mikroorganismer, för ett elektriskt fält.

27. Användning av ett arrangemang enligt något av kraven 1-21, för utsättande av ett pumpbart livsmedel för ett elektriskt fält.

28. Användning av ett arrangemang enligt något av kraven 1-21, för utsättande av riskvatten, ballastvatten, kontaminerat vatten, befuktningsvatten dricksvatten och/eller avloppsvatten för ett elektriskt fält.

29. Användning av ett arrangemang enligt något av kraven 1-21, för utsättande av en uppslammad produkt för ett elektriskt fält.

30. Användning av ett arrangemang enligt något av kraven 1-21, för utsättande av ett pumpbart läkemedel och/eller en pumpbar råvara för tillverkning av läkemedel för ett elektriskt fält.

31. Användning av ett arrangemang enligt något av kraven 1-21, i anslutning till en mobil vattenreningsanläggning, i anslutning till en varm- vattenberedare, en befuktningsanläggning, en pool eller en bassäng.

32. Användning av ett arrangemang entigt något av kraven 1-21, i kombination med åtminstone en behandling som är vald från gruppen bestående av, men inte begränsad till, UV-, ozon- och vortexbehandling för att rena vatten.