UV-Einbaustrahler und Entkeimungssystem mit diesem UV-Einbaustrahler

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen UV-Einbaustrahler und ein Entkeimungssystem mit diesem UV-Einbaustrahler. Das Entkeimungssystem dient zum Entkeimen von Flüssigkeiten mittels der von dem UV-Einbaustrahler im Betrieb ausgestrahlten UV(Ultrayiolett)-Strahlung.

Stand der Technik

Aus unsicheren Wasserversorgungsanlagen entnommenes Trinkwasser kann Krankheitskeime wie Bakterien und Viren enthalten, die Erkrankungen hervorrufen können. Die Ursache für die Keimentstehung können ein zu geringer Wasserdurchfluss, ungeeignete Wassertemperaturen oder alte Rohr- Systeme sein. In den Medien wird gegenwärtig diese Problematik beispielsweise im Zusammenhang mit der Legionellenverbreitung diskutiert.

Die Entkeimung des Trinkwassers wird heute meist von den Wasserversor- gern garantiert. Die Garantie bezieht sich jedoch ausschließlich auf den Hausanschluss und nicht auf die eigentliche Entnahmestelle. Außerdem gibt es UV-Entkeimungsanlagen, die für die Installation am Eingang einer Gebäudewasserversorgung vorgesehen sind. Diese sind allerdings relativ aufwändig und teuer.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen UV-Einbaustrahler anzugeben, der relativ einfach aufgebaut und gut austauschbar ist. Ein weiterer Aspekt betrifft ein für diesen UV-Einbaustrahler geeignetes Entkeimungssystem.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen UV-Einbaustrahler mit

o einem länglichen Strahlergefäß, das an seinem einen Ende kuppen- förmig verschlossen ist, o einer UV-Lampe, die innerhalb des Strahlergefäßes angeordnet ist, o einem Abschlussstück, das an dem anderen Ende des Strahlergefä- ßes angeordnet ist und dieses verschließt.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Außerdem wird Schutz beansprucht für ein Entkeimungssystem mit diesem UV-Einbaustrahler. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den auf die- ses Entkeimungssystem gerichteten abhängigen Ansprüche.

Bei der innerhalb des UV-Einbaustrahlers angeordneten UV-Lampe handelt es sich z.B. um eine seit langem bekannte Quecksilber-Niederdruckentladungslampe oder um eine dielektrisch behinderte Entladungslampe, wie sie beispielsweise in der US 6 097 155 B1 offenbart ist. Bei der Quecksilber- Niederdruckentladung besteht die UV-Strahlung bekanntermaßen im wesentlichen aus der 254 nm-Resonanzlinienstrahlung des Quecksilbers. Bei der dielektrisch behinderte Entladung hängt das Strahlungsspektrum generell stark von dem verwendeten Entladungsmedium ab, in der Regel ist das ein Edelgas oder Edelgasgemisch. Bei Xenon als Entladungsmedium bilden sich im Betrieb kurzlebige Xe ₂ *-Excimere, die Molekülbandenstrahlung mit Wellenlängen um ca. 172 nm emittieren. Jedenfalls muss das Strahlergefäß aus einem für die jeweilige UV-Strahlung transparentem Material bestehen, z.B. Quarzglas.

Die UV-Lampe ist vorzugsweise ohne Sockel fest in dem Strahlergefäß ein- gegossen. Alternativ kann die UV-Lampe aber auch mit einem Sockel versehen sein, wobei der Sockel ebenfalls zumindest teilweise innerhalb des Strahlergefäßes angeordnet ist. Bei beiden Varianten ist die UV-Lampe in-

nerhalb des länglichen Strahlergefäßes bevorzugt kollinear zur Längsachse des Strahlergefäßes ausgerichtet.

Vorteilhafterweise ist der UV-Einbaustrahler fest mit einem Vorschaltgerät verbunden. Dies kann z.B. als Steckervorschaltgerät mit einem einteiligen, mit der UV-Lampe verbundenen Stromzuführungskabel ausgeführt sein oder auch als normales Vorschaltgerät mit einem zweiteiligen Stromzuführungskabel. In jedem Fall verhindert diese Lösung einen Fehlbetrieb der Lampe mit einem ungeeigneten Vorschaltgerät. Alternativ kann der UV- Einbaustrahler aber auch mit einem lösbaren elektrischen Kontaktierungsmit- tel, z.B. mit einem Stecker, versehen sein, so dass sich der UV- Einbaustrahler auch von dem Vorschaltgerät einfach trennen lässt. Dies hat den Vorteil, dass sich der UV-Einbaustrahler separat vom Vorschaltgerät austauschen lässt. Allerdings ist der technische Herstellungsaufwand etwas höher.

Das erfindungsgemäße Entkeimungssystem zum Entkeimen von Flüssigkeiten weist ein Durchflussgefäß mit einer Öffnung auf, in der der erfindungsgemäße UV-Einbaustrahler eingebaut ist. Dabei steht das mit den Stromzuführungen versehene Ende des UV-Einbaustrahlers zumindest teilweise aus der Öffnung des Durchflussgefäßes hervor. Dies ermöglicht eine flüssigkeits- dichte Befestigung des UV-Einbaustrahlers außerhalb des Durchflussgefäßes. Zu diesem Zweck ist zum einen ein Dichtungsmittel, z.B. ein O-Ring, im Bereich der Öffnung des Durchflussgefäßes und des aus der Öffnung hervorstehenden Endes des UV-Einbaustrahlers angeordnet. Zum anderen ist ein Befestigungsmittel mit dem Durchflussgefäß verbundenen, wobei das Befestigung s mitte I das aus der Öffnung des Durchflussgefäßes hervorstehende Ende des UV-Einbaustrahlers zumindest teilweise umschließt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Öffnung des Durchflussgefäßes von einem kreiszylindrischen Abschnitt umgeben. Außerdem ist das Befestigungsmittel als zylindrische Kappe, z.B. Schraubkappe, ausgebildet, die mit dem kreiszylindrischen Abschnitt verbunden ist, z.B. mittels ineinander grei-

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fender Gewinde. Die Kappe wirkt in ihrer Endposition dichtend mit dem Dichtungsmittel zusammen, beispielsweise in dem sie mit ihrem ringförmigen Rand auf den O-Ring drückt. Zur Schonung des O-Rings beim Wechsel des UV-Einbaustrahlers kann auch eine zusätzliche ringförmige Scheibe zwi- sehen Kappe und O-Ring vorgesehen sein oder der Einbaustrahler weist bereits eine diese Funktion übernehmende Abschlussplatte auf. Für weitere Details hierzu wird auf die Beschreibung zu den Ausführungsbeispielen verwiesen.

In einer alternativen Ausführungsform sind um die Öffnung des Durchflussge- fäßes herum zwei oder mehr Gewindestücke angebracht. Außerdem weist das Befestigungsmittel zu diesen Gewindestücken passende Bohrungen auf, durch die die Gewindestücke durchgesteckt und mittels Muttern derart verschraubt sind, dass das Befestigungsmittel mit dem Dichtungsmittel dichtend zusammenwirkt. Für weitere Details hierzu wird wiederum auf die Beschrei- bung zu den Ausführungsbeispielen verwiesen.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen UV-Einbaustrahlers ist neben seinem einfachen Aufbau die abgeschlossene, wasserdichte Bauweise. Sie ermöglicht einen einfachen Austausch des UV-Einbaustrahlers. Dazu ist lediglich das Befestigungsmittel zu lösen und den gesamte UV-Einbaustrahler am Stück zu entnehmen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßer UV-Einbaustrahler mit einem fest verbundenen Steckervorschaltgerät,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Abschlussstück aus Figur 1 ,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Entkeimungssystem mit installiertem UV-Einbaustrahler,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Entkeimungssystem mit installiertem UV-Einbaustrahler,

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Entkeimungssystem mit installiertem UV-Einbaustrahler.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer UV-Einbaustrahler 1 mit einem mittels Stromzuführungskabel 2 fest verbundenen Steckervorschaltgerät 3 schematisch dargestellt. Der für eine Leistung von 11 W ausgelegte UV- Einbaustrahler 1 weist eine an ihrem einen Ende kuppenförmig verschlossene Quarzglasröhre 4 aus OVISIL 451 auf, in der eine herkömmliche UV- Lampe 5 auf der Basis einer Quecksilberniederdruckentladung mit einem U- förmigen Lampengefäß 6 aufgenommen ist. Die Quarzglasröhre 4 hat einen Außendurchmesser von 32 mm, einen Innendurchmesser von 29 mm und eine Länge von 270 mm. An ihrem dem kuppenförmigen Ende entgegen gesetzten Ende ist die Quarzglasröhre 4 durch ein zumindest abschnittsweise eingesetztes Abschlussstück 7 dichtend verschlossen. Gemäß dem Längsschnitt in Figur 2 hat das Abschlussstück 7 einen zylinderförmigen Grundkörper 8, in dem zwei Umfangsnuten 9, 10 zur Aufnahme von UV-C beständigen O-Dichtringen (nicht dargestellt) ausgebildet sind. Es hat ferner eine radial erweiterte Ringfläche 11 zur Begrenzung der Einsetztiefe in die Quarzglasröhre 4. Im übrigen kann diese radial erweiterte Ringfläche 11 auch noch weiter vergrößert sein. Im eingesetzten Zustand ragt diese Ringfläche dann soweit über die Wand der Quarzglasröhre 4 des UV-Einbaustrahlers 4 hin- aus, dass auf der der Quarzglasröhre 4 zugewandten Seite eine ebene ringförmige Dichtfläche gegeben ist, die einen O-Dichtring zum dichten Einbau in ein Entkeimungssystem aufnehmen kann. Zusätzlich ist das Abschlussstück 7 von einer Axialbohrung 12 zur Durchführung des zu der UV-Lampe 5

führenden Stromzuführungskabels 3 durchsetzt. Das Abschlussstück 7 weist auf der Seite mit der Ringfläche 11 einen axialen Vorsprung 13 als Abknickschutz für das Stromzuführungskabel 3 auf. Um ein Eindringen von Feuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen in die Quarzglasröhre 4 entlang dem Stromzuführungskabel 3 zu verhindern, ist die Axialbohrung 12 im Bereich des Vorsprungs 13 entsprechend radial verjüngt, so dass das Stromzuführungskabel 3 an der Innenumfangswandung der Axialbohrung 12 anliegt. Zur Abdichtung ist zwischen der Axialbohrung 12 und dem Stromzuführungskabel 3 ein O-Dichtring 28 eingesetzt. In dem Bereich zwischen dem Ab- schlussstück 7 und dem Lampengefäß 6 sind die elektrischen Komponenten der UV-Lampe 5, wie Zündgerät, Kondensator etc. einschließlich dem Fußteil der Lampe 5 in einem Kunstharz eingegossen (nicht dargestellt).

Figur 3 zeigt in stark schematisierter Darstellung ein erfindungsgemäßes Entkeimungssystem 14 zum Entkeimen von Flüssigkeiten in einem zylindri- sehen Durchflussgefäß 15 mit einem Zufluss 16 und einem Abfluss 17 für die zu entkeimende Flüssigkeit. Das Durchflussgefäß 15 weist an seiner ersten Stirnseite eine kreisförmige Öffnung 18 auf, in der der in Figur 1 gezeigte UV- Einbaustrahler 1 eingebaut ist. Hierbei sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei steht ein Halterungsabschnitt 19 des mit dem Stromzuführungskabel 3 versehenen Endes des UV-Einbaustrahlers 1 aus der Öffnung 18 des Durchflussgefäßes 15 hervor. Um die Öffnung 18 des Durchflussgefäßes 15 und folglich auch um den Halterungsabschnitt 19 des UV-Einbaustrahlers 1 herum ist ein zylindrisches Rohrstück 20 mit Innengewinde (nicht dargestellt) so angesetzt, dass eine ringförmige Nut zwischen Halterungsabschnitt 19 und Rohrstück 20 verbleibt, in die ein O- Dichtring 21 als Dichtmittel eingesetzt ist. Eine zylindrische Einschraubkappe 22 mit Außengewinde (nicht dargestellt) ist so in das Rohrstück 20 eingeschraubt, dass die Einschraubkappe 22 in ihrer Endposition mit ihrem ringförmigen Rand 23 auf den O-Dichtring 21 drückt. Außerdem ist damit auch die axiale Position des UV-Einbaustrahlers 1 innerhalb des Durchflussgefäßes 15 festgelegt. Die Einschraubkappe 22 verhindert auch das Herausrut-

schen des UV-Einbaustrahlers 1 bei Überdruck im Durchflussgefäß 15. Die Klemmdichtung mittels O-Dichtring 21 bewirkt zudem eine flüssigkeitsdichte Befestigung des UV-Einbaustrahlers 1 und verhindert auch ein versehentlich vollständiges Hineinrutschen des UV-Einbaustrahlers 1 in das Durchflussge- faß 15. Eine zentrische Bohrung in der Einschraubkappe 22 ermöglicht die Durchführung des Stromzuführungskabels 3.

Figur 4 zeigt ebenfalls in stark schematisierter Darstellung ein alternatives erfindungsgemäßes Entkeimungssystem 24, das sich von dem in Figur 3 dargestellten Entkeimungssystem 14 nur durch das Befestigungsmittel für den UV-Einbaustrahler 1 unterscheidet. Gleiche Merkmale wie in Figur 3 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hier sind um die Öffnung 18 des Durchflussgefäßes 15 herum vier Gewindestücke 25 angebracht. Außerdem ist ein Befestigungsdeckel 26 vorgesehen, der den Halterungsabschnitt 19 des UV-Einbaustrahlers 1 haltert. Dazu weist der Befestigungsdeckel 26 zu diesen Gewindestücken 25 passende Bohrungen auf, durch die die Gewindestücke 25 durchgesteckt und mittels Muttern 27 verschraubt sind. Durch das Verschrauben mit Hilfe der Muttern 27 drückt der Befestigungsdeckel 26 auf den O-Dichtring 21. Dadurch wird eine flüssigkeitsdichte Befestigung des UV-Einbaustrahlers 1 bewirkt. Allerdings ist auf ein möglichst gleichmäßiges Anziehen der vier Muttern 27 zu achten. Auch bei dieser Variante ist die axiale Position des UV-Einbaustrahlers 1 durch den festgeschraubten Befestigungsdeckel 26 festgelegt. Eine zentrische Bohrung in dem Befestigungsdeckel 26 ermöglicht die Durchführung des Stromzuführungskabels 3.

Der UV-Einbaustrahler 1 ist einfach zu installieren und erlaubt eine zuverläs- sige und effiziente Entkeimung. Aufgrund der Quecksilberniederdruckentladung in der UV-Lampe 5 weist die UV-C Strahlung eine Wellenlänge von 253,7 nm auf und bewirkt die Abtötung der Keime in der bestrahlten Flüssigkeit. Bei beiden Varianten des erfindungsgemäßen Entkeimungssystems lässt sich der UV-Einbaustrahler 1 einfach austauschen, nämlich durch Lö- sen der Einschraubkappe 22 bzw. des Befestigungsdeckels 26.

Figur 5 zeigt schematisch eine Variante 28 des in Fig. 3 dargestellten Entkeimungssystems. Gleiche Merkmale wie in Figur 3 sind wieder mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Entkeimungssystem 28 basiert auf der in Fig. 3 dargestellten Verschraubtechnik. Allerdings erfolgt hier die quetschen- de Dichtung des O-Rings 21 mittels einer kreisförmigen Abschlussplatte 29, die den Halterungsabschnitt 19 stirnseitig abschließt. Dazu ist eine Schraubkappe 30 auf ein mit dem Durchflussgefäß 15 verbundenes zylindrisches Rohrstück 31 mit Außengewinde (nicht dargestellt) so aufgeschraubt, dass die Abschlussplatte 29 in ihrer Endposition mit ihrem ringförmigen Rand 32 auf den O-Dichtring 21 drückt. Dies hat den Vorteil, dass die Schraubkappe 30 beim Einschrauben nicht auf dem O-Dichtring 21 dreht. Vielmehr ruht beim Einschrauben die fest mit dem Halterungsabschnitt 19 des UV- Einbaustrahlers 1 verbundene Abschlussplatte 29 starr auf dem O- Dichtring 21. Dadurch wird der O-Dichtring 21 auch bei mehrfachem Ein- und Ausbauen des UV-Einbaustrahlers 1 geschont. Ein ähnlicher Effekt kann in der Variante von Fig. 3 auch mit einer zwischen O-Dichtring und Einschraubkappe angeordneten separaten Ringscheibe erzielt werden. Außerdem können Abschlussplatte und Halterungsabschnitt optional auch einteilig ausgelegt sein, wie in den Figuren 1 und 2 angedeutet (siehe dort insbesondere radial erweiterte Ringfläche 11).

Das erfindungsgemäße Entkeimungssystem kann in einfacher Weise in ein beliebiges Rohrsystem für Flüssigkeiten integriert werden, aber auch in sonstige Wasseraufbereiter wie z.B. in Kohlensäure-Dosierer, Kühlgeräte, Erhitzer etc..