Flüssigkeitendesinfektionsvorrichtung mit UV-Lampe

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitendesinfektionsvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Eine gattungsgemäße Desinfektionsvorrichtung ist aus dem im Internet veröffentlichten Pressebericht „Umweltfreundliche Hygiene mit Barrier A", Siemens, Vorbericht IFAT 2005 vom 09.03.2005 bekannt. Bei dieser Konstruktion werden Flüssigkeiten in einer Kammer mit einer UV-Lampe bestrahlt. Die UV-Intensität in der Kammer wird mit einem UV-Sensor kontinuierlich überwacht.

Eine solche Konstruktion eignet sich zur Desinfektion von Flüssigkeiten durch Zerstörung von Mikroorganismen mittels UV-Strahlung. Mit dem Sensor wird UV-Licht nach Durchstrahlung einer Flüssigkeitsstrecke aufgefangen und die Lichtstärke bestimmt. Das gibt zum einen eine Aussage über die ordnungsgemäße Funktion der Lichtquelle und zum anderen eine wesentliche Information darüber, ob das Licht der Lampe eine bestimmte vorgegebene Eindringtiefe in die umgebende Flüssigkeiten erreicht, um in der gesamten Kammer für ausreichende Desinfektion zu sorgen.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Konstruktion ist die Flüssigkeitsstrecke, über die der Sensor die Lampe betrachtet, im Inneren der Kammer angeordnet. Dies hat einen erheblichen Nachteil, wenn die Desinfektionsvorrichtung zur Desinfektion aus einer unsicheren Quelle, z.B. einem Fluss in einem Entwicklungsgebiet, eingesetzt wird, der unbekannten Verunreinigungen ausgesetzt ist. Wenn die der Kammer zugeführte Flüssigkeit plötzlich durch Verunreinigungen getrübt oder gefärbt ist, so führt dies zu erhöhten Absorption und somit zu einer Herabsetzung der Eindringtiefe des UV-Lichtes. Diese wird zwar von dem Sensor sofort erkannt, aber erst wenn die Verunreinigung bereits in der

Kammer ist. Es verringert sich dann die Eindringtiefe. Die Flüssigkeit in der Kammer wird nicht mehr restlos desinfiziert und es kann zum Ausfließen nicht desinfizierter Flüssigkeiten aus dem Abfluss der Kammer kommen. Außerdem ist die Kammer verseucht und muss vor Wiederinbetriebnahme aufwendig gereinigt und desinfiziert werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Flüssigkeitsdesinfektionsvorrichtung zu schaffen, die auch bei unsicherem Flüssigkeitszufluss die Desinfektionssicherheit gewährleistet und den Reinigungsbedarf verringert.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist die Flüssigkeitsstrecke im Zufluss angeordnet. Die Wasserstrecke wird mit einer Lampe versehen, dessen Licht durch einen Sensor gesteuert wird, der über eine Anschlussleitung an der Reaktorlampe angeschlossen wird. In der Flüssigkeitsstrecke wird daher mit der Originalintensität der Lampe gearbeitet. Bei einer Verunreinigung wird also in der vor der Kammer liegenden Flüssigkeitsstrecke die Verringerung der Flüssigkeitsdurchdringung gemessen, die in der Kammer selbst auftreten würden. Die Messung erfolgt aber in der zufließenden Flüssigkeit, bevor dieses die Kammer erreicht. Die Vorrichtung kann sofort abgeschaltet werden, bevor die Verunreinigung die Kammer erreicht. Diese bleibt somit stets steril und muss bei Auftreten von Verunreinigungen nicht jedes Mal gereinigt und desinfiziert werden.

Bei Auftreten von Verunreinigungen, die zu Absorption in der Flüssigkeitsstrecke führen, kann z.B. eine den Flüssigkeitsdurchfluss bewirkende Pumpe abgeschaltet werden. Vorteilhaft sind jedoch die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Ein den Durchfluss durch die Kammer beherrschendes Ventil ermöglicht einen vollständigen Stopp des

Durchflusses. Vorteilhaft ist nach Anspruch 3 das Ventil im Zufluss angeordnet und kann somit die Kammer völlig frei von den zuströmenden Verunreinigungen halten. Vorteilhaft ist dabei das Ventil nach Anspruch 4 zwischen Flüssigkeitsstrecke und Kammer angeordnet, so dass die Verunreinigung vor dem Ventil gemessen wird und mit Sicherheit nicht in die Kammer gelangen kann.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Auf diese Weise wird bei Ermittlung einer Verunreinigung vom Ventil die verunreinigte Flüssigkeit zu einem Ablass gegeben, wo es ins Freie ausströmt. In der Flüssigkeitsstrecke kann solange gemessen werden, bis die Qualität der Flüssigkeit sich erholt hat, um dann das Ventil wieder auf Durchlass zur Kammer umzuschalten. Die Leitungen bis zum Ventil sind dann wieder frei gespült.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 6 vorgesehen. Bei nur leichten Verunreinigungen kann die Auswerteinheit des Ventils drosseln, so dass die bei der verringerten Durchdringungstiefe der UV-Strahlung die ausreichende Desinfektion in der gesamten Kammer gewährleistet bleibt.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 7 vorgesehen. Auf diese alternative Weise kann das verunreinigte Wasser über einen Filter zur Kammer geführt werden, der die Verunreinigungen beseitigt.

Dabei sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 8 vorgesehen, wonach die Umschaltung auf ein Filter von einer Zusatzmesseinrichtung im Zufluss gesteuert wird, die nicht die Verringerung der UV- Durchstrahlung, sondern andere Flüssigkeitsparameter misst. Es kann jede geeignete Messeinrichtung verwendet werden, beispielsweise eine spektrometrische Messeinrichtung, die z.B. mit einer von breitbandigem Licht durchstrahlten Flüssigkeitsstrecke arbeitet und z.B. Giftstoffe

erkennen kann, auch wenn diese im UV-Licht nicht absorbieren. Der Filter kann in geeigneter Weise zur Absorption solcher Giftstoffe sein, z.B. als Kohleaktivfilter. Es können beispielsweise auch mehrere spezielle Filter für spezielle Giftstoffe vorgesehen sein, die je nach Erkennung des Giftstoffes wahlweise der eingeschaltet werden.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 9 vorgesehen. Hierbei wird das gesteuerte Licht der Flüssigkeitsstrecke im Zufluss über den Sensor an der Kammer nach Durchstrahlen einer Zusatzflüssigkeitsstrecke im Innenraum der Kammer gewonnen. Im Lichtweg von der Lampe sind also die Zusatzflüssigkeitsstrecke, der Lichtleiter und die Flüssigkeitsstrecke im Zufluss hintereinander geschaltet. Dadurch können Lichtverluste in der Kammer als auch im Zufluss gleichzeitig überwacht werden. Hierbei werden insbesondere auch die Helligkeit verringernde Verschmutzungen der Lampenoberfläche erkannt.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 10 vorgesehen. Wird die Kammer von mehreren Lampen bestrahlt, die z.B. stabförmig im Inneren oder als Strahler in der Wand der Kammer angeordnet sein können, dann wird vorteilhaft das Licht jeder Lampe gesondert aufgefangen und über die Leitung der Lampe der Flüssigkeitsstrecke im Zufluss zugeführt. Dadurch ist es möglich, neben den Verunreinigungen im Zufluss auch die ordnungsgemäße Funktion der einzelnen Lampen zu überwachen. Die Leistung des Lichtes der verschiedenen Lampen kann über Sensoren zu einer Leitung zusammengeführt und der einen Flüssigkeitsstrecke zugeführt werden. Es ist auch möglich, im Zufluss mehrere an die Sensoren angeschlossene Flüssigkeitsstrecken vorzusehen.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Flüssigkeitsdesinfektionsvorrichtung und

Fig. 2: einen Schnitt nach Linie 2 - 2 in Fig. 1 durch die Kammer in einer Ausführungsvariante.

Fig. 1 zeigt eine Flüssigkeitsdesinfektionsvorrichtung 1 mit einer topfförmigen Kammer 2, in der eine zentrale stabförmige Lampe 3 angeordnet ist, die zur Rundumabstrahlung von UV-Licht ausgebildet ist. Der Kammer 2 werden über einen Zufluss 4 Flüssigkeiten in Pfeilrichtung zugeführt. Aus der Kammer 2 strömen Flüssigkeiten durch einen Abfluss 5 wieder ab.

Die Flüssigkeitsdesinfektionsvorrichtung 1 ist beispielsweise zur Trinkwasserversorgung einer Gemeinde in einem Entwicklungsland bestimmt und erhält das zufließende Wasser z.B. aus einem Fluss unbekannter, stark schwankender Wasserqualität. Das zufließende Wasser kann also von Zeit zu Zeit durch Trübung oder Färbung im Wellenlängenbereich der Lampe 3 stark absorbierend sein. Dann sinkt die Durchdringungstiefe der von der Lampe 3 abgestrahlten UV-Strahlung und die restlose Desinfektion im Inneren der Kammer 2 ist nicht mehr gewährleistet.

Im Zufluss 4 ist eine Flüssigkeitsstrecke 6 angeordnet, deren Lampe von der Endkupplung 7 eines Sensors 8 gesteuert oder erzeugt wird. Am anderen Ende der Flüssigkeitsstrecke 6 wird das Licht mit einem Sensor 9 aufgefangen und einer Auswerteinrichtung 10 z.B. als elektrisches Signal zugeführt.

Die Anschussleitung 8 kann in geeigneter Weise, z.B. als Platine oder vorzugsweise als elektrische Leitung oder Kabelbündel ausgebildet sein und ist mit einem Eingangssensor 11 an die Lampe 3 gekuppelt, um

unmittelbar das von dieser Lampe abgestrahlte Licht aufzufangen. In Fig.

1 ist dargestellt, dass der Sensor 11 zu diesem Zweck an einen außerhalb der Kammer 1 liegenden Teil der Lampe 3 angeschlossen ist. Liegt die Lampe 3 vollständig innerhalb der Kammer 2, so kann der Sensor 11 auch innerhalb der Kammer 2 an der Lampe 3 angeordnet sein.

Im Zufluss 4 zwischen Flüssigkeitsstrecke 6 und Kammer 2 ist ein VentiL 12 angeordnet, dass über eine Leitung 13 von der Auswerteinrichtung 10 gesteuert wird.

Die Auswerteinrichtung 10 kann derart programmiert sein, dass sei bei Feststellen einer Verringerung der empfangenen Lichtleistung am Sensor 9, die so groß ist, dass eine ausreichende UV-Durchdringung in der Kammer 2 nicht mehr gewährleistet ist, ein Abschaltsignal über die Leistung 13 abgibt, so dass das Ventil 12 den Zufluss 4 sperrt. Es wird dann mit Sicherheit das Eindringen der Verunreinigungen in die Kammer

2 vermieden Diese bleibt sauber und vollständig steril. Eine Gefährdung des Trinkwassers am Abfluss 5 ist ausgeschlossen. Verbessert sich die Qualität der Flüssigkeit wieder, so wird das Ventil 12 wieder geöffnet.

Das Ventil 12 kann auch derart ausgebildet sein, dass es bei verringerter Wasserqualität das Wasser zu einem gestrichelt dargestellten Abfluss 14 schaltet. Diese Schaltung kann solange aufrecht erhallten bleiben, bis die Wasserqualität wieder steigt. Der Vorteil hierbei ist, dass durch nachfließendes Wasser die Leitungen bis zum Ventil wieder von selbst gesäubert werden.

Das Ventil 12 kann auch drosselbar ausgebildet sein und je nach gemessener Absorption an der Flüssigkeitsstrecke 6 soweit gedrosselt werden, dass der Durchfluss in der Kammer 2 soweit verringert wird, dass durch die erhöhte Aufenthaltsdauer der Flüssigkeit in der Kammer 2 die verringerte Lichtdurchstrahlung ausgeglichen wird. Damit kann die

Abgabe steriler Flüssigkeiten bei verringertem Burchfluss aufrecht erhalten bleiben.

In einer weiteren Alternative ist das Ventil 12 so ausgebildet, dass es nach Umschalten der Flüssigkeit über eine Umwegleitung 15 zur Kammer 2 führt, und zwar durch einen Filter 16, der die Verunreinigung zurückhält. Es können, wie gestrichelt dargestellt, zwei parallele Umwegleitungen 15 und 15' vorgesehen sein mit Filtern 16 und 16'. Diese können wahlweise vom Ventil 12 ansteuerbar sein.

Dabei ist vorteilhaft im Zufluss 4 eine gestrichelt dargestellte Zusatzmesseinrichtung 17 vorgesehen, die über eine Leitung 18 an die Auswerteinrichtung 10 angeschlossen ist. Die Zusatzmesseinrichtung 17 kann beispielsweise in einer weiteren Flüssigkeitsstrecke die Flüssigkeit im Zufluss 4 durchstrahlen, und zwar mit breitbandigen Licht, das spektroskopisch ausgewertet wird, um z.B. auch komplexe Giftstoffe zu ermitteln, die dann mit speziellen Filtern 16, 16' beseitigt werden. Damit können Giftstoffe entfernt werden, die UV-beständig sind und in der Kammer 2 nicht beseitigt werden können und auch solche, die in der Flüssigkeitsstrecke 6 nicht erkannt werden.

Der Sensor 11 des Lichtleiters 8 kann auch an anderer Stelle angeordnet sein, wie dies in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Dabei sitzt der Sensor 11' in der Wand der Kammer 2 und betrachtet direkt oder zur Lichtverstärkung über eine nicht dargestellte Linse die Lampe 3 über eine Flüssigkeitsstrecke 6' im Inneren der Kammer 2. Diese Flüssigkeitsstrecke 6' ist also mit der Flüssigkeitsstrecke 6 im Zufluss 4 in Reihe geschaltet. Absorptionen in beiden Flüssigkeitsstrecken können dadurch erkannt werden. Außerdem wird natürlich auch bei dieser Anordnung immer noch die Lampe 3 selbst auf ordnungsgemäße Funktion überwacht. Sinkt ihre Lichtleistung, z.B. durch Alterung, so wird auch dies bei der Messung der ordnungsgemäßen Lichtdurchstrahlung in der

Kammer berücksichtigt. Bei dieser Anordnung wird auch Lichtverlust durch Verschmutzung der Lampenoberfläche erkannt.

In Fig. 1 ist gestrichelt eine Lampe 3' dargestellt, die in der Wand der Kammer 2 angeordnet ist, um an Stelle der zentralen Lampe 3 die Kammer 2 zu durchstrahlen. Beispielsweise können, wie Fig. 2 im Querschnitt zeigt, mehrere solcher Lampen 3' in 180°-Abstand um den Umfang der Kammer 2 angeordnet sein. Dabei sind, wie Fig. 2 zeigt, Sensoren 11' von Leitungen 8' jeweils gegenüberliegend angeordnet, um somit hauptsächlich das Licht der gegenüberliegenden Lampe 3' zu betrachten.

Wie Fig. 2 ferner gestrichelt zeigt, können auch z.B. drei Lampen 3" in ähnlicher Ausbildung wie die Lampen 3 gemäß Fig. 1 im Inneren der Kammer 2 angeordnet sein. Diesen sind dann jeweils die in Fig. 2 dargestellten Sensoren 11' benachbart zugeordnet und überwachen somit bevorzugt das Licht der zugehörigen Lampen 3".

Bei der Ausführungsvariante der Fig. 2 sind mehrere Sensoren 11' für mehrere Leitungen 8' vorgesehen. Die Leitungen 8' können endseitig, also zur Endkupplung 7 hin, zu einer Leitung zusammengeführt werden, der die eine Flüssigkeitsstrecke 6 im Zufluss 4 bestrahlt. Es können aber auch jede Leitung 8' zu einer eigenen Flüssigkeitsstrecke im Zufluss 4 geführt werden, die jeweils über einen eigenen Sensor verfügen. Dies kann z.B. bauliche Vorzüge haben oder zu einer Erhöhung der überwachungsgenauigkeit genutzt werden.