DE-102021000560-B4 - Spannungsversorgungseinheit für eine Desinfektionsvorrichtung

Abstract

Spannungsversorgungseinheit (6, 11) für eine Desinfektionsvorrichtung (1) zur Herstellung von Trinkwasser, bestehend zumindest aus einer primären und sekundären Spannungsversorgungseinheit (11, 6), einer der sekundären Spannungsversorgungseinheit (6) zugeordneten Desinfektionsvorrichtung (1) mit einer offenen Elektrolysezelle und einem wasserdichten Gehäuse (5), aus dem die beiden Elektroden (9, 10) der Elektrolysezelle herausragen, wobei das Gehäuse (5) in einen Behälter (2) einsetzbar ist, sodass die Elektroden (9, 10) der Elektrolysezelle vom Inhalt des Behälters (2) benetzbar sind, wobei die sekundäre Spannungsversorgungseinheit (6) aus einer induktiv beaufschlagbaren Empfängerspule (7) besteht, welche in Bodennähe des Gehäuses (5) angeordnet ist und von einer primären Spannungsversorgungseinheit (11) außerhalb des Gehäuses (5) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) auf der Auflagenseite eine muldenförmige Vertiefung für den Behälter (2) aufweist und mit zumindest einer LED-Diode (17) ausgestattet ist, welche eine Aufstellposition für den Behälter (2) definiert, wobei die eine oder mehreren LED-Dioden (17) zumindest die Kontaktgebung zwischen primärer und sekundärer Spannungsversorgungseinheit (11, 6) anzeigen.

Inventors

• Erfinder gleich Patentinhaber

Assignees

• Heinz Günther Römer

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20210204

Priority Date

20201223

Claims (17)

1. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) für eine Desinfektionsvorrichtung (1) zur Herstellung von Trinkwasser, bestehend zumindest aus einer primären und sekundären Spannungsversorgungseinheit (11, 6), einer der sekundären Spannungsversorgungseinheit (6) zugeordneten Desinfektionsvorrichtung (1) mit einer offenen Elektrolysezelle und einem wasserdichten Gehäuse (5), aus dem die beiden Elektroden (9, 10) der Elektrolysezelle herausragen, wobei das Gehäuse (5) in einen Behälter (2) einsetzbar ist, sodass die Elektroden (9, 10) der Elektrolysezelle vom Inhalt des Behälters (2) benetzbar sind, wobei die sekundäre Spannungsversorgungseinheit (6) aus einer induktiv beaufschlagbaren Empfängerspule (7) besteht, welche in Bodennähe des Gehäuses (5) angeordnet ist und von einer primären Spannungsversorgungseinheit (11) außerhalb des Gehäuses (5) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) auf der Auflagenseite eine muldenförmige Vertiefung für den Behälter (2) aufweist und mit zumindest einer LED-Diode (17) ausgestattet ist, welche eine Aufstellposition für den Behälter (2) definiert, wobei die eine oder mehreren LED-Dioden (17) zumindest die Kontaktgebung zwischen primärer und sekundärer Spannungsversorgungseinheit (11, 6) anzeigen.
2. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass eine kontaktlose Energieübertragung von der primären Spannungsversorgungseinheit (11) zur sekundären Spannungsversorgungseinheit (6) erfolgt.
3. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die sekundäre und primäre Spannungsversorgungeinheit (6; 11) mit einer Senderspule (15) und einer Empfängerspule (7) ausgestattet sind.
4. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) mit einem Mikroprozessor ausgestattet ist, welcher die Energieübertragung regelt.
5. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) zum Anschluss an eine Netzspannung von 230 Volt vorgesehen ist.
6. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) über einen kapazitiven kontaktlosen Schalter verfügt, um die Aktivierung der Senderspule (15) vorzunehmen.
7. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) ein digitales Anzeigeinstrument aufweist, welches zumindest die Anzeige des Stromflusses und der Versorgungsspannung anzeigt.
8. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) zum Aufsetzen eines Behälters (2) mit Wasser (3) und der Desinfektionsvorrichtung (1) vorgesehen ist.
9. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass die LED-Dioden (17) in Ringform angeordnet sind, wobei der Behälter (2) innerhalb des Rings positionierbar ist.
10. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) eine Parallelschaltung von Kapazität und Induktivität aufweist, um die Streuinduktivität der WPC-Spule zu kompensieren.
11. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) einen den Mikroprozessor beeinflussenden integrierten Timer aufweist, um die wählbare Konzentration von Natriumchlorid zu regulieren.
12. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) nur dann aktivierbar ist, wenn ein Behälter (2) mit der sekundären Spannungsversorgungseinheit (6) auf die Auflagefläche aufgesetzt ist.
13. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Resonanzwandler der sekundären Spannungsversorgungseinheit (6) als Synchrongleichrichter vorgesehen ist.
14. Spannungsversorgungseinheit (6, 11) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet , dass der Behälter (2) zur Aufnahme des Wassers (3) aus einem Glas- oder Kunststoffbehälter besteht.
15. Verfahren zur elektrophysikalischen Herstellung von Natriumhypochlorid (NaClO) aus Natriumchlor (NaCl) durch Anlegen einer Spannung an die Anode und Kathode, welche unterhalb eines Wasserspiegels in einem Behälter (2) angeordnet sind, wobei eine Übertragung der Versorgungsspannung durch eine kontakt- und kabellose primäre und sekundäre Spannungsversorgungseinheit (11; 6) vorgenommen wird, unter Verwendung einer Spannungsversorgungseinheit (11; 6) nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 14 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) mit mehreren LED-Dioden (17) ausgestattet ist, durch welche eine Aufstellposition für den Behälter (2) definiert wird und die LED-Dioden (17) einen bestehenden Kontakt zwischen primärer und sekundärer Spannungsversorgungseinheit (11; 6) anzeigen, wobei die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) über einen kontaktlosen Schalter, wie einen berührungslosen kapazitiven Schalter ein- und ausgeschaltet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet , dass die primäre Spannungsversorgungseinheit (11) eine Senderspule (15) und die sekundäre Spannungsversorgungseinheit (6) eine induktiv beaufschlagbare Empfängerspule (7) aufweist.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16 , dadurch gekennzeichnet , dass die Dauer der Einschaltzeit über einen Timer oder durch einen integrierten Mikroprozessor geregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungseinheit für eine Desinfektionsvorrichtung zur Herstellung von Trinkwasser, bestehend zumindest aus einer primären und sekundären Spannungsversorgungseinheit, einer der sekundären Spannungsversorgungseinheit zugeordneten Desinfektionsvorrichtung mit einer offenen Elektrolysezelle und einem wasserdichten Gehäuse, aus dem die beiden Elektroden der Elektrolysezelle herausragen, wobei das Gehäuse in einen Behälter einsetzbar ist, sodass die Elektroden der Elektrolysezelle vom Inhalt des Behälters benetzbar sind, wobei die sekundäre Spannungsversorgungseinheit aus einer induktiv beaufschlagbaren Empfängerspule besteht, welche in Bodennähe des Gehäuses angeordnet ist und von einer primären Spannungsversorgungseinheit außerhalb des Gehäuses beaufschlagbar ist. Eine Elektrolysezelle wird zu Entkeimung von Wasser mit einer Anode und einer Kathode verwendet. Diese Elektrolysezelle besitzt verhältnismäßig geringe Abmessungen und reicht aus, um eine begrenzte Wassermenge zu desinfizieren. Bisher wurden zu diesem Zweck hauptsächlich Chlorpräparate in Form von Tabletten oder Pulver verwendet, welche leider nur begrenzt haltbar und nicht überall verfügbar sind. Eine Elektrolysezelle bietet sich deshalb zur Desinfektion von Wasser an, weil bereits geringe Mengen an Salz (NaCl), die teilweise im Trinkwasser bereits vorhanden sind, ausreichend sind, um einen Desinfektionsvorgang bzw. eine Entkeimung durchzuführen. Das Grundprinzip ist hierbei aus der DE 34 10 489 A1 bekannt, welche eine Vorrichtung zur Desinfektion von Wasser offenbart. Hierbei wird eine Natrium-Hypochloritlösung auf elektrochemischem Wege mittels einer Elektrolysezelle hergestellt und zur Desinfektion verwendet. Bekannt sind sowohl geschlossene Elektrolysezellen als auch offene Elektrolysezellen, deren Elektroden in diesem Fall in das Wasser hineinragen. Die Herstellung von Natriumhypochlorit (NaClO) verläuft nach folgendem Schema:Elektrochemischer Ablauf in Elektrolysezellen und der Desinfektionsvorgang Beim Lösen von Kochsalz (NaCl) in Wasser (H2O) verliert das Natriumatom (Na) ein Elektron (e-) an das Chloratom (CI),Das Natrium, (Na) hat nuneine positive LadungDas Chlor (Cl) hat nuneine negative Ladung.Na →Na+ + e-Cl + e' →Cl-Na+ und Cl- sind Ionen.Ionen besitzen eine elektrischeLadung.Wird nun über 2 Elektroden eineelektrische Gleichspannung in dieSalzlösung (H2O + NaCl) eingeführt, so werden dieNa+ Ionen zur negativenElektrode (Kathode)Cl- Ionen zur positivenElektrode (Anode)gezogen.Die Kathode gibt demNa+ Ion das verloreneElektron zurück.Die Anode entreißt demCl- das mitgenommeneElektron.Na+ + e- →NaCl- → Cl + e- Aus Ionen sind Atome geworden. Diese Atome reagieren mit der Umgebung, dem Wasser.Na + H2O → NaOH + H Cl + H2O → HCl0 + HH ist Wasserstoff. Dieses Gaserzeugt eine große Turbulenz in derElektrolysezelle. Die Natronlauge (NaOH) und die unterchlorige Säure (HCl0)werden gemischt und es entstehtNaOH + HClO → NaClO + H2ONaClO = Natriumhypochlorit Das Natriumhypochlorit ist ein spontan wirkendes Desinfektionsmittel. Aus der US 5 795 459 A ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Diafragma-Elektrolysezelle als Eintauchelektrode in das zu behandelnde Wasser eingebracht wird. Als Nachteil ist bei diesem Verfahren anzusehen, dass während des Verfahrens NaOH (Bleichlauge) entsteht und diese direkt in das zu behandelnde Trinkwasser gelangt, wodurch eine Erhöhung des natürlichen PH-Wertes eintritt. In einem solchen Fall ist zu einer wirkungsvollen Entkeimungsleistung des Trinkwassers, beispielsweise bei einem erhöhten PH-Wert von 7,8 oder höher, die drei- bis fünffache Menge an Oxidationsmitteln erforderlich. Der Vorteil einer geregelten Elektrolysezelle gegenüber Eintauch- Elektrolysezellen liegt hierbei darin, dass nicht unnötig aufgelöstes Kochsalz in das Trinkwasser gelangt und somit die Qualität und den Geschmack beeinträchtigen kann. Ein weiterer Vorteil einer geregelten Elektrolysezelle besteht darin, dass Energie eingespart werden kann. Über das integrierte digitale Amperemeter kann die Leitfähigkeit ermittelt werden. Falls zu wenig Salz im Wasser enthalten sein sollte, muss so viel Salz zugegeben werden bis der Strom auf zum Beispiel 0,5 Amper (500 mA) ansteigt. Dies würde eine Leitfähigkeit von ca. 420 µs pro Quadratmeter entsprechen und ausreichend sein, um ca. 0,2 mg pro Liter Natriumchlorid zu erzeugen. Geschlossene und geregelte Elektrolysezelle besitzen einen im Gehäuse angeordneten Salzvorrat, wobei nur so viel an gelöstem NaCl freigegeben wird, wie für den Elektrolysevorgang erforderlich ist, sodass eine Beeinträchtigung der Wasserqualität ausgeschlossen werden kann. Beim Anlegen einer Gleichspannung an die Elektroden und nach elektronisch geregelter Einstellung eines definierten Elektrolysestroms wird in der Elektrolysezelle Natriumhypochlorit (NaClO) erzeugt, wobei der natürliche pH-Wert des zu desinfizierenden Trinkwassers beibehalten wird. Durch die gleichzeitige Entstehung von Wasserstoffg