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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In der genannten Druckschrift
EP 0 427 432 B1 wurde die Problematik erörtert, einen turbulenten Strömungsverlauf innerhalb einer Wasserbehandlungsvorrichtung dadurch zu erzeugen, daß der Wasserzufluß im wesentlichen auf eine Prallfläche des Gehäuses erfolgt, so daß dort eine abrupte Änderung der Strömungsrichtung bewirkt wird.
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Die Druckschrift
DE 198 01 705 A1 offenbart eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Hier wird ein Rohrreaktor mit quadratischer Grundfläche beschrieben, in den sägezahnförmig angeordnete Leitbleche mit wechselseitig angeordneten Durchströmungsöffnungen eingelassen sind. Die Druckschrift
AT 55 167 B zeigt ein Verfahren zum Sterilisieren von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen, bei dem die Flüssigkeiten in einem Trog entlang einer meandernden Bahn strömt und die Lampe von dem Trog räumlich getrennt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, durch eine Vergrößerung der Durchströmstrecke bei gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit die Verweilzeit der Flüssigkeit in der Behandlungsvorrichtung und somit die Wirksamkeit der Behandlung zu steigern, wobei die hierzu erforderlichen Elemente kostengünstig aus Kunststoff gefertigt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Anders als die genannte
EP 0 427 432 B1 wird nicht das Auftreffen der Flüssigkeit auf eine Prallfläche zu einer Turbulenzerzeugung und Strömungsverlangsamung genutzt. Gemäß der Erfindung ist innerhalb des Gehäuses ein Flüssigkeits-Leitelement vorgesehen, welches zwangsweise den Strömungsverlauf von der kürzesten Verbindung zwischen Einlaß und Auslaß ablenkt.
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Auf diese Weise wird die Durchströmstrecke vergrößert und sichergestellt, daß die Flüssigkeit eine längere Zeit innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung verweilt. Zusätzlich können die Flüssigkeits-Leitelemente Turbulenzen erzeugen, welche ein Durchmischen der zu behandelnden Flüssigkeit und folglich eine gleichmäßige Behandlung aller Moleküle dieser Flüssigkeit zur Folge haben.
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Die vorzugsweise transparente Trennwand, welche das Leuchtmittel von dem Naßraum trennt, befindet sich innerhalb des Naßraums. Die Trennwand kann beispielsweise als zylindrischer Kolben ausgebildet sein. Der Naßraum bildet einen Ringraum, der auf der Innenseite von der zylindrischen Trennwand und auf der Außenseite von der Wand des Gehäuses der Vorrichtung begrenzt wird.
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Zur einfachen Montage der Vorrichtung ist das Wandsegment einstückig mit einem Ring verbunden. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Ring in das Gehäuse eingesteckt. Somit lassen sich sowohl Gehäuse als auch Ring mit Wandsegment einfach und kostensparend im Kunststoff-Spritzgießverfahren fertigen. Außerdem können die Wandsegmente in unterschiedlicher Anzahl innerhalb des Gehäuses angeordnet werden, je nach Gesamtlänge des Gehäuses.
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Bei einer zweiten Ausführungsform ist in den Ring zu beiden Seiten des Wandsegments jeweils ein Endabschnitt eines Teils des Gehäuses eingesteckt, wobei der Ring die Gehäuseteile dicht miteinander verbindet. Auf diese Weise ist es bei größeren Vorrichtungen möglich, auf kostengünstige Weise ein Gehäuse in mehreren Teilen zu fertigen, die jeweils über einem Ring, der ein Wandsegment trägt, miteinander verbunden sind. Auf diese Weise können beliebig viele Gehäuseteile miteinander verbunden werden. Zur Abdichtung des Rings gegenüber dem Gehäuse können übliche Dichtmittel, insbesondere abdichtende Klebstoffe verwendet werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung des Naßraums auf der gleichen Seite des Gehäuses angeordnet. Bei einer derartigen Konstruktion erstrecken sich die Zufuhrleitung zur Einlaßöffnung und die Abströmleitung von der Auslaßöffnung in die gleiche Richtung und vorzugsweise in der gleichen Ebene. Das Gehäuse der Vorrichtung kann daher vorteilhaft in Winkel zwischen zwei Wänden oder in eine flache Nische eingefügt werden. Es muß lediglich in einer Ebene, in der Zuströmleitung und Abströmleitung verlaufen, zugänglich sein.
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Eine Ausführungsform der Erfindung mit Einlaßöffnung und Auslaßöffnung auf der gleichen Gehäuseseite weist ein Flüssigkeits-Leitelement auf, das als Wand nahe einer der genannten Öffnungen ausgebildet ist, wobei die Wand einen Durchlaß aufweist, der in dem von der genannten Öffnung entfernten Bereich angeordnet ist. Durch diese Umleit-Wand wird eine Kurzschluß-Strömung durch das Gehäuse vermieden. Eine derartige Kurzschluß-Strömung würde bewirken, daß eine hohe Strömungsgeschwindigkeit lediglich auf einer Gehäuseseite zum raschen Durchfließen der zu behandelnden Flüssigkeit von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung erfolgt. Durch die Umleit-Wand, welche einen Durchlaß in dem von der genannten Öffnung entfernten Bereich aufweist, wird bewirkt, daß die Flüssigkeit den Naßraum auf dem Weg von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung einmal diagonal durchströmen muß.
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In Verbindung mit der Umleit-Wand, die ein diagonales Durchströmen durch den Naßraum provoziert, ist gewährleistet, daß die Strömung der Flüssigkeit in einer Schraubenlinie um die zylinderförmige Trennwand herum von der einen Seite des Gehäuses zur anderen Seite des Gehäuses verläuft.
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Alternativ oder zusätzlich zur Umleit-Wand nahe einer der genannten Öffnungen ist in Verbindung mit der zylinderförmigen Trennwand innerhalb des Naßraums das Flüssigkeits-Leitelement vorzugsweise ein sich zwischen der Gehäusewand und der Trennwand erstreckendes Wandsegment mit einem Durchlaß. Mit anderen Worten füllt das Wandsegment einen Teil des Ringraums zwischen der Gehäusewand und der zylinderförmigen Trennwand aus, wobei der andere Teil des Ringraums den Durchlaß bildet. Das Wandsegment ist dabei ortsfest in dem Ringraum gehalten. Es kann mit der Gehäusewand und/oder mit der in dem Gehäuse liegenden Trennwand verbunden sein.
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Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung mit mehreren, zueinander parallel verlaufenden und zueinander beabstandeten Wandsegmenten versehen ist, sind die Durchlässe vorzugsweise abwechselnd einander gegenüberliegend angeordnet, so daß ein mäanderförmiger Strömungsweg durch das Gehäuse hindurch entsteht.
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Dabei kann sich in der Praxis das Wandsegment über einen Winkelbereich von 180° oder mehr des Ringraums erstrecken. Folglich erstreckt sich der Durchlaß über einen Winkelbereich von 180° oder weniger des ringförmigen Querschnitts des Naßraums.
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In der Praxis kann die Gehäusewand an der Innenseite stark reflektierend ausgebildet sein. Dies wird beispielsweise durch eine Beschichtung mit weißer Farbe oder durch eine weiße Einfärbung des Kunststoffes an der Innenwand des Gehäuses erreicht. Die stark reflektierende Innenwand sorgt dafür, daß das von dem Leuchtmittel abgegebene Licht hauptsächlich von der Flüssigkeit und nicht von der Innenseite der Gehäusewand absorbiert wird.
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Vorzugsweise ist auch die Außenseite der Gehäusewand stark reflektierend ausgebildet (z. B. in weißer oder silberner Farbe). Dies sorgt bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Freien dafür, daß die Vorrichtung nicht übermäßig durch Sonneneinstrahlung erhitzt wird.
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Als Leuchtmittel wird vorzugsweise eine Leuchtstoffröhre eingesetzt. Diese gibt in bekannter Weise vorzugsweise UV-C-Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 280 nm ab.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine schaubildliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit teilweise freigeschnittener Gehäusewand;
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2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung aus 1 in der Mittelebene ihrer Einlaßöffnung und Auslaßöffnung;
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3 eine schaubildliche Darstellung eines Gehäuseteils mit Ring und Trennwand;
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4 eine weitere schaubildliche Darstellung der Vorrichtung aus den vorangehenden Fig.;
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5 eine Schnittansicht eines Rings zur Verbindung zweier Gehäuseteile mit Wandsegment;
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6 eine Vorderansicht des Rings aus 5;
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7 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Rings mit Wandsegment;
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8 eine Vorderansicht des Rings aus 7.
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Die in 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Gehäuseteilen 1, 2, die in der Mitte der Vorrichtung durch einen Ring 3 miteinander verbunden sind. Innerhalb des aus den Gehäuseteilen 1, 2 bestehenden Gehäuses 4 sind drei Wandsegmente 5, 6, 7 angeordnet, welche als Flüssigkeits-Leitelemente wirken. In der Nähe der zwei Enden des Gehäuses 4 sind zwei Schlauchanschlüsse 8, 9 an dem Gehäuse 4 angeordnet. Wie 2 zeigt, mündet der Schlauchanschluß 8 in der Einlaßöffnung 10 des Gehäuses 4, wogegen der Schlauchanschluß 9 in der Auslaßöffnung 11 des Gehäuses 4 mündet.
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Ein Ende 12 des Gehäuses 4 ist mit einem Außengewinde versehen, auf das ein Schraubdeckel 13 geschraubt ist. An dem Schraubdeckel 13 ist der Sockel für ein Leuchtmittel 14 sowie eine Befestigungsanordnung für einen dichten Glaszylinder 15 vorgesehen, der das Leuchtmittel 14 umgibt und es gegenüber der Flüssigkeit abdichtet, welche das Gehäuse 4 durchströmt. Mit anderen Worten wird in dem Glaszylinder 15 ein Trockenraum 16 innerhalb des Gehäuses 4 gebildet, der das Leuchtmittel 14 aufnimmt. Zwischen dem Glaszylinder 15 und der Gehäusewand entsteht ein Naßraum 17, der von einer Flüssigkeit durchströmt wird. 2 zeigt, daß die Flüssigkeit durch den Schlauchanschluß 8 in die Einlaßöffnung 10 strömt.
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Von hier aus durchströmt sie den Naßraum 17 des Zylinders bis zur Auslaßöffnung 11. Durch die Auslaßöffnung 11 tritt die Flüssigkeit in den Schlauchanschluß 9 und verläßt hierdurch das Gehäuse 4.
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An die Schlauchanschlüsse 8 oder 9 werden halbstarre oder starre Schläuche oder Rohre (nicht dargestellt), z. B. aus Kunststoff, angeschlossen, über die eine zu bestrahlende Flüssigkeit, z. B. ein eigenbelastetes Teichwasser oder Aquarienwasser, zu dem Gehäuse 4 transportiert wird und nach dem Durchströmen des Gehäuses 4 wieder zurück zu dem Teich oder Aquarium transportiert wird. In der Abströmleitung oder vorzugsweise in der Zuströmleitung, welche an dem Schlauchanschluß 8 angeschlossen ist, ist eine Pumpe (nicht dargestellt) anzuordnen, welche das Hindurchfließen der Flüssigkeit durch die erfindungsgemäße Vorrichtung sicherstellt.
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Wie erwähnt, besteht das Gehäuse aus zwei Teilen 1, 2, welche durch einen Ring 3 miteinander verbunden sind. Der Ring 3 ist detailliert in den 5 und 6 dargestellt. Er besteht aus einem zylindermantelförmigen Abschnitt 18 und dem Wandsegment 6, das sich in einer radialen Ebene des zylindermantelförmigen Abschnitts 18 etwa in dessen Mitte erstreckt. Das Wandsegment 6 verläuft radial von dem zylindermantelförmigen Abschnitt 18 nach innen bis auf einen inneren Umfang, der im wesentlichen dem Außenumfang des Glaszylinders 15 entspricht. Das Wandsegment 6 füllt somit den gesamten Ringraum zwischen dem zylindermantelförmigen Abschnitt 18 und dem innerhalb dieses Abschnitts verlaufenden Glaszylinder, der die Trennwand 15 bildet, aus. Der Glaszylinder 15 besteht aus Quarzglas, welches für UV-C-Strahlung eine hohe Durchlässigkeit aufweist.
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Insbesondere die 6 zeigt, daß sich das Wandsegment 6 nur in einer Hälfte des Rings 3 erstreckt. In der zweiten Hälfte des Rings 3 fehlt das Wandsegment 6. Hier ist lediglich in der Ebene des Wandsegments 6 eine umlaufende Wulst 19 vorgesehen, welche als Anschlag für die zwei offenen Enden der Gehäuseteile 1 und 2 dient.
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Zur Montage des Gehäuses 4 brauchen lediglich die zwei Gehäuseteile 1 und 2 von beiden Seiten aus in den zylinderförmigen Abschnitt 18 des Rings 3 geschoben werden. Zur dichten Verbindung werden die Gehäuseteile vorzugsweise mit dem Ring 3 verklebt.
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Wie die 1 zeigt, bildet das Wandsegment 6 ein Flüssigkeits-Leitelement, welches die Flüssigkeitsströmung von einem Strömungsquerschnitt nahe der Gehäusewand, welche den Schlauchanschlüssen 8, 9 gegenüberliegt, umleitet zu einem Strömungsquerschnitt, der nahe der Gehäusewand mit den Schlauchanschlüssen 8, 9 verläuft.
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In der 1 sind zwei weitere Wandsegmente 5, 7 zu erkennen, welche an Ringen 20 angeformt sind. Die Ringe 20 sind im wesentlichen zylindermantelförmig und fügen sich mit leichter Spannung in den Innenumfang eines Gehäuseteils 1, 2 ein. Die Ringe 20 sind jeweils zwischen dem offenen Querschnitt eines Gehäuseteils 1, 2 und der Einlaß- oder Auslaßöffnung 10 oder 11 des jeweiligen Gehäuseteils 1 bzw. 2 angeordnet. Auch die Wandsegmente 5, 7 erstrecken sich im wesentlichen von der Innenwand des Gehäuses 4 in radialer Richtung bis zum Außendurchmesser des Glaszylinders 15.
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Die beschriebene Vorrichtung erzeugt einen mäanderförmigen Strömungspfad. Die Flüssigkeit strömt über den Schlauch-Anschlußstutzen 8 und die Einlaßöffnung 10 in das Gehäuse 4. Die direkte Durchströmung des Gehäuses 4 an der Wand nahe der Einlaßöffnung 10 ist durch das Wandsegment 5 verschlossen. Das Wandsegment 5 leitet die Strömung zur gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 4. Etwa im Bereich der Mitte des Gehäuses 4 leitet das Wandsegment 6 die Strömung wieder zurück zur Seite der Rohranschlußstutzen 8, 9. Schließlich wird die Strömung durch das Wandsegment 7 wieder auf die gegenüberliegende Gehäuseseite geleitet, bis sie hinter dem Glaskolben 15 durch die Auslaßöffnung 11 und den Schlauchanschluß 9 ausströmen kann.
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Während des Durchströmens wird die Flüssigkeit in dem Gehäuse 4 von dem Leuchtmittel 14 mit einer UV-C-Strahlung bestrahlt, welche schädliche Lebewesen abtötet und übermäßige Algenbildung vermeidet.
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Vorzugsweise sind die Innenwände und die Außenwände der Gehäuse 4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung reflektierend ausgebildet. Die Reflexion der Innenwand des Gehäuses 4 stellt sicher, daß die Strahlung des Leuchtmittels 14 möglichst in der Flüssigkeit innerhalb des Naßraums 17 wirkt und nicht von der Innenwand des Gehäuses 4 absorbiert wird.
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Die hohe Reflexion der Außenseite des Gehäuses 4 stellt sicher, daß die Außenseite des Gehäuses nicht unzulässig durch den Einfall von Sonnenstrahlung erwärmt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuseteil
- 2
- Gehäuseteil
- 3
- Ring
- 4
- Gehäuse
- 5
- Wandsegment, Flüssigkeits-Leitelement
- 6
- Wandsegment, Flüssigkeits-Leitelement
- 7
- Wandsegment, Flüssigkeits-Leitelement
- 8
- Schlauchanschluß
- 9
- Schlauchanschluß
- 10
- Einlaßöffnung
- 11
- Auslaßöffnung
- 12
- Ende des Gehäuses
- 13
- Schraubdeckel
- 14
- Leuchtmittel
- 15
- Glaszylinder, transparente Trennwand
- 16
- Trockenraum
- 17
- Naßraum
- 18
- zylindermantelförmiger Abschnitt
- 19
- Wulst
- 20
- Ring
- 21
- Stromanschluß