Способ дезинфекции воды и узел крепления устройства для подачи воды для его осуществления
METHOD FOR WATER DISINFECTION AND ATTACHMENT POINT FOR WATER SUPPLY DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение касается способа дезинфекции воды с помощью УФ-облучения в системах водоснабжения зданий, судов и подобных систем с гибко подключенным к шлангу устройством для подачи воды, в частности ручным душем, и держателем для крепления устройства для подачи воды, когда оно не используется, причем ультрафиолетовое облучение осуществляется в устройстве для подачи воды.
Кроме того, изобретение касается крепления устройства для подачи воды в системах водоснабжения зданий, судов и подобных систем с подключенным к гибкому шлангу устройством для подачи воды, в частности, ручным душем, и держателем для крепления устройства для подачи воды, когда оно не используется, причем средства предназначены для УФ-облучения воды, проходящей через устройство для подачи воды.
Системы водоснабжения для технической и питьевой воды в зданиях и, например, на судах также известны тем, что микроорганизмы, особенно легионеллы, размножаются в них так, что они постоянно становятся причиной заболеваний. Невысыхающие остатки воды в устройстве для подачи воды создают микроорганизмам условия, которые особенно благоприятствуют их размножению. Зараженная вода, в частности, из душевой лейки подается в виде мельчайших капель или распыляется в виде тумана. Этот водяной туман легко вдыхается и, таким образом, несет опасность непосредственного заражения дыхательных путей и легких человека. Заражение легких и дыхательных путей легионеллами может привести к серьезным заболеваниям.
Часто применяемой контрмерой является нагрев всех систем трубопроводов высокотемпературной водой и их полное промывание пресной водой после этого с целью очистки системы от всех остатков микроорганизмов. Другие известные контрмеры заключаются в центральной фильтрации воды или центральной дезинфекции с помощью химических, электрических и светотехнических методов на основе ультрафиолетового света (УФ-излучение).
Недостатком промывки горячей водой является то, что расход энергии и расход воды при этом очень высоки, и эту меру необходимо регулярно повторять. Тем не менее трудно гарантировать, что все особенно уязвимые части системы будут эффективно продезинфицированы.
Недостатком центральных фильтров и систем дезинфекции является то, что желательные микроорганизмы и компоненты воды при этом могут быть сокращены или уничтожены. Поскольку вода в своем первоначальном виде со всеми компонентами является натуральным продуктом, центральная дезинфекция несет пользу не для всех потребителей.
При этом недостаток заключается в том, что все централизованные системы, препятствующие развитию вредных микроорганизмов, таких как легионеллы, не нацелены на те места системы водоснабжения, которые скрывают в себе особый потенциал опасности, например, на насадки и, в частности, на душевые лейки.
Более того, водоснабжение центральных систем должно быть дезинфицировано полностью, в результате чего возникают большие затраты, и особенно опасные места, а именно места водозабора и в особенности душевые лейки, тем не менее недостаточно защищены от нежелательного развития микроорганизмов.
Особенно в местах подачи воды, и прежде всего в душевых лейках, при оставшейся там при комнатной температуре и под воздействием воздуха воде может наблюдаться ускоренный рост легионелл. Кроме того, центральные системы очистки не могут препятствовать проникновению микроорганизмов в систему из-за возможных неисправностей или по иным причинам, а затем и их размножению в подходящих им местах.
Поэтому известны установки для ультрафиолетового облучения в устройствах подачи воды, особенно в душевых лейках.
В DE 10157355 А1 показана конструкция, в которой УФ-облучение осуществляется в трубопроводе, ведущем к технической воде, непосредственно перед душевой лейкой, например, в душевом шланге. Таким образом, оставшаяся в трубопроводе, но не в душевой лейке, вода может быть продезинфицирована УФ-облучением.
Из DE 19639802 А1 известна душевая сетка, в которой оставшаяся в душевой сетке вода облучается с помощью УФ-лампы даже после закрытия устройства для подачи воды и, таким образом, стерилизуется.
Из DE 19736636 А1 известно устройство для стерилизации воды в устройстве для подачи воды с помощью УФ-излучения, при котором сначала активируется УФ-лампа, и только затем из устройства для подачи воды точки высвобождается поток воды. Таким образом, предварительная дезинфекция достигается до начала выпуска воды.
Аналогичные устройства известны из CN 203695256 U, а также JP 2001334179 А или KR 1020080093535 А.
В DE 20105341 U1 описано аналогичное устройство для дезинфекции и стерилизации воды, а также душ или душевую лейка с таким устройством. Это проточное устройство, имеющее внутри продолговатую трубку из кварцевого стекла, в которой предусмотрено наличие ультрафиолетового света, излучаемого лампой. Вода при этом направляется в два кольцевых пространства туда и обратно, причем два кольцевых пространства разделены другой кварцевой стеклянной трубкой на пути потока, так что ультрафиолетовый свет может воздействовать на оба пути потока.
Еще из US 2016/0331855 А1 известна дезинфицирующая система, в которой источник УФ-света установлен в устройстве для подачи воды с внутренней или внешней стороны при помощи прозрачного окна, и, таким образом, УФ-свет попадает непосредственно на протекающую внутри воду.
Недостаток заключается в том, что в случае с известными установками УФ-облучения непосредственная дезинфекция ультрафиолетовым светом в устройстве для подачи воды может быть достигнута только при помощи размещенных в нем элементов облучения. Это в свою очередь означает, что энергоснабжение должно обладать электрической защитой и находиться в корпусе душевой лейки, и в душевой лейке также должны быть размещены элементы для УФ-облучения, которые должен держать пользователь при использовании ручного душа. Только DE 10157355 А1 дает толчок к подключению ультрафиолетового излучения в области подключения к водопроводу в гибкий шланг ручного душа через штуцер. Однако при таком исполнении недостаток заключается в том, что не может быть реализовано непосредственное УФ-облучение на сетке душа. Таким образом, остатки воды, находящиеся в душевой лейке, могут служить питательной средой для размножения микроорганизмов, в частности легионелл.
Поэтому проблемой, решаемой изобретением является создание способа дезинфекции воды в устройстве для подачи воды с подключенным гибким шлангом и соответствующего узла крепления устройства для подачи воды, при котором устройство для подачи воды, в частности, ручной душ, не включает в себя ни средства УФ-облучения, ни соответствующее энергоснабжение, однако тем не менее позволяет осуществить УФ-облучение даже остатков воды, находящихся в устройстве для подачи воды.
Эта задача решается способом согласно п. 1 формулы изобретения и узлом крепления устройства для подачи воды согласно п. 5 формулы изобретения.
Благодаря тому, что УФ-облучение от держателя направляется на устройство для подачи воды, если устройство для подачи воды установлено на держателе, то УФ-излучение создается в держателе и направляется в устройство для подачи воды, так что УФ-облучение и, следовательно, дезинфекция воды, содержащейся в устройстве для подачи воды, а также остаточной воды возможно всегда, если устройство для подачи воды установлено на держателе.
В соответствии с конструкцией задача решается за счет того, что средства для УФ-облучения расположены в держателе, а в устройстве для подачи воды при креплении к держателю, находящемуся напротив средства для УФ-облучения, расположено окно, пропускающее УФ-излучение. Согласно изобретению, таким образом, устройство для подачи воды, в частности ручной душ, должно обрабатываться обычным способом, не подвергаясь статической и объемной нагрузке дополнительными электрическими устройствами. В устройстве для подачи воды окно, пропускающее ультрафиолетовое излучение, должно быть расположено только в подходящем месте и установлено соответствующим образом для облучения средствами УФ-облучения держателя. В целом гарантируется, что УФ-облучение в устройстве для подачи воды непосредственно перед выпуском воды будет противодействовать росту микроорганизмов.
Если после закрепления устройства для подачи воды в держателе включено и поддерживается в течение заданного рабочего времени УФ-облучение, то после использования устройства для подачи воды остатки воды в ней будут надежно простерилизованы последующим УФ-облучением в течение заданного периода времени.
Если через небольшой промежуток времени устройство для подачи воды снова будет введено в эксплуатацию, например, при прерванном пользовании душем или при повторном использовании, во избежание лишних дополнительных процедур обеззараживания и, следовательно, в целях экономии электроэнергии предусмотрено, что УФ-облучение при последующем пуске воды в устройстве для подачи воды включается при креплении к держателю только по истечении установленного повторного интервала. Например, обеззараживание должно происходить только каждые 24 часа, 48 часов или даже один раз в неделю.
Время может быть установлено в соответствии с данными, полученными опытным путем, или проведенными проверками.
С другой стороны, при превышении заданного второго интервала повторения может быть полезно включить ультрафиолетовое облучение, устройство для подачи воды не используется. Например, УФ-облучение для обеззараживания остатков воды следует повторять в течение длительного периода неиспользования, чтобы, несмотря на обеззараживание после долгого ожидания, количество микроорганизмов не было слишком большим. Например, такое обеззараживание может потребоваться не реже одного раза в неделю или через две или четыре недели в качестве второго повторного интервала.
В качестве подходящего средства для УФ-облучения предпочтительны УФ-светодиодные полупроводники, поскольку они имеют низкое энергопотребление относительно их интенсивности излучения, быстро достигают желаемой интенсивности излучения и хорошо регулируются до оптимальной бактерицидной длины световой волны.
Если средства для УФ-облучения установлены в держателе в недоступном для воды месте, при этом в держателе предусмотрен защитный кожух для средств для УФ-облучения, расположенный напротив окна для УФ-излучения в устройстве для подачи воды, то и средства для УФ-облучения, размещенные в держателе, также будут защищены от воздействия воды, проникающей внутрь. Ультрафиолетовое облучение действует фактически через два окна с ультрафиолетовым излучением, одно - на держателе, и одно - в устройстве для подачи воды, и направлено на остатки воды в устройстве для подачи воды.
Предпочтительно, чтобы к средству для ультрафиолетового облучения был подключен источник питания с небольшим напряжением, или чтобы источник питания был закреплен на держателе; питание должно быть обеспечено батареей, благодаря которой энергия будет сразу подаваться на держатель, прочно закрепленный на стене душа или ванны. Для дооснащения этой установки желательно, чтобы средства для ультрафиолетового облучения были подключены к батарее, предусмотренной в держателе, поскольку таким образом не требуется никаких дополнительных монтажных работ для прокладки низковольтной линии в области держателя. При этом при экспериментальных измерениях выяснилось, что запас УФ-излучателей в держателе вполне соответствует стандартной 9 V-батарее гальванических элементов или аккумуляторов, достаточной для около 3000 дезинфекций. Таким образом, такого устройства может быть достаточно даже при батарейном питании в течение как минимум двух лет при обычном использовании в частной ванной комнате. При подаче энергии от батареи 9 V гальванических элементов или аккумуляторов, а также при поданном малом напряжении обеспечивается защита пользователя от возможного поражения электрическим током от держателя.
Благодаря тому, что на держателе имеется средство активации, которое при креплении к нему устройства для подачи воды, когда оно не используется, приводит в действие средства для УФ-облучения на держателе, то при повторной установке устройства для подачи воды, в частности, ручного душа, в держателе включается УФ-излучение. При необходимости предусмотрено, что УФ-облучение должно начаться только после некоторого времени ожидания, например, через 10 минут, чтобы пользователь не был подвержен воздействию или даже не был затронут включенным УФ-облучением.
В качестве альтернативы вышеупомянутой конструкции непреднамеренных утечек ультрафиолетового света можно избежать за счет того, что устройство для подачи воды представляет собой ручной душ с рассеивающими соплами, а в ручном душе перед соплами расположены экранирующие средства.
Именно эти экранирующие средства гарантируют, что сетка душа во время приема душа или после использования душевой лейки при необходимости не испускает вредное для здоровья УФ-излучение из рассеивающих сопел. Экранирующие средства предотвращают непосредственный контакт излучения от источника ультрафиолетового излучения (LED-полупроводника) с кожей или глазами пользователя. Кроме того, предусмотрено, что в блоке управления средствами для УФ-облучения есть схема безопасности, которая немедленно прекращает УФ-облучение при обнаружении дефекта, связанного с безопасностью. Это, например, может быть разрушение корпуса устройства для подачи воды, или сетки душа, или иные технические дефекты, которые создают опасность беспрепятственной утечки ультрафиолетового излучения. В качестве предохранительных выключателей можно использовать, например, датчики света, датчики давления и/или датчики влажности. При известных обстоятельствах сигнальная связь между устройством для подачи воды и держателем будет являться преимуществом.
Ниже детально описано заявляемое устройство для подачи воды на основании прилагаемых рисунков:
Фиг. 1 - узел крепления устройства для подачи воды в боковой проекции; и Фиг. 2 - детали устройства для подачи воды в увеличенном масштабе.
На Фиг. 1 изображено устройство для подачи воды 1 в виде ручного душа 1', установленного в держателе 2, закрепленном на стене W.
Ручной душ 1' может быть помещен в держатель 2 способом, показанным пунктирной линией. В остальное время ручным душем Г обычно свободно управляют.
Устройство 1 для подачи воды, которое выполнено в виде ручного душа или душевой лейки 1', подключено к наконечнику шланга для подачи воды. С подводящим патрубком 11 душевой лейки 1' соединен корпус 10, сетка 12 которого выполнена с рассеивающими соплами 13.
Держатель 2, который крепится к стене W, имеет корпус 20, на котором закреплено гнездо 21 для душевой лейки или, точнее, ручного душа 1'. Внутри корпуса 20 держателя 2 устройства для подачи воды расположено средство 3 для ультрафиолетового (УФ) облучения. Средство 3 для УФ-облучения содержит большое количество УФ-излучающих светодиодов 31, которые установлены, например, на пластине. На пластине может быть размещена необходимый блок 4 управления. На Фиг. 1 блок 4 управления изображен в виде коробки. Элемент 41 активации релейно-контактной схемы в блоке 4 управления устроен так, что при приведении в действие и закреплении ручного душа Г в гнезде 21 задействуется держатель 2, появляется сигнал «ручной душ правильно установлен в держателе 2». Питание осуществляется от батареи 42, которая также размещена в корпусе 20 держателя 2.
Чтобы, с одной стороны, защитить электрические компоненты в держателе 2 от влаги, и вместе с тем обеспечить УФ-излучение, создаваемое в средстве 3 для УФ-облучения, в корпусе 20 держателя предусмотрено второе окно 22, через которое проходит ультрафиолетовое излучение. Аналогично, в корпусе 10 ручного душа 1' расположено первое окно 15, через которое проходит УФ-излучение, которое при размещении ручного душа 1' в держателе 2 точно прилегает ко второму окну 22, пропускающему УФ-излучение, так что УФ-излучение, создаваемое в держателе 2 средствами 3 для УФ-облучения, может попасть внутрь ручного душа 1'.
Такая ситуация еще раз подробно показана на Фиг. 2 (разрез). УФ-излучение Z, излучаемое УФ-светодиодом 31 средства 3 для УФ-облучения, проходит через второе окно 22 и параллельно расположенное сразу первое окно 15 и воздействует на внутреннее пространство ручного душа 1'. Здесь любые существующие остатки воды обеззараживаются посредством УФ-облучения.
При этом душевая лейка или ручной душ 1' в сборе выполнена с рассеивающими соплами 13 и экранирующими средствами 5. В разрезе в области душевой сетки эта ситуация показана на Фиг.2. Экранирующие средства 5 представляют собой крышку 51, расположенную с внутренней стороны перед каждым входным отверстием 14 рассеивающего сопла 13. Эта УФ-устойчивая и светонепроницаемая крышка 51 предотвращает попадание УФ-излучения от полупроводников LED через рассеивающее сопло 13 во внешнее пространство. Таким образом, входное отверстие 14 рассеивающего сопла 13 надежно защищено крышкой 51 от проникновения УФ-излучения Z. Так как крышка 51 расположена на расстоянии от входного отверстия 14 рассеивающего сопла 13, то вода, поступающая на душевую лейку 1', может поступать в соответствии с изображенными на Фиг. 2 стрелками потока X, практически беспрепятственно проходя через рассеивающие сопла 13.
Ниже описывается, как работает процедура дезинфекции воды в соответствии с описанным здесь узлом крепления устройства для подачи воды.
Если пользователь использовал ручной душ 1', а затем установил ручной душ 1' в предназначенное для этого гнездо 21, то с помощью элемента 41 активации релейно-контактной схемы блока 4 управления подается сигнал, что использованный ручной душ 1' был только что туда помещен. Блок 4 управления активирует теперь средства 3 УФ-излучения путем подключения питания УФ-излучающих светодиодов 31 от батареи 42. Соответственно, начинается ультрафиолетовое облучение внутреннего пространства ручного душа 1', так как УФ-излучение, особенно предпочтительно УФ-излучение Z, от средства 3 УФ-излучения через оба окна 15, 22 воздействует на внутреннее пространство ручного душа 1'. При необходимости заданное время ожидания, например, 10 минут, может быть установлено после установки ручного душа 1' в гнездо 21 для предотвращения воздействия ультрафиолетового излучения на пользователя. Время ожидания также определяется для того, чтобы не перезапускать программу дезинфекции каждый раз после перерывов в процессе приема душа, например, при намыливании.
Важна, в частности, дезинфекция перед предстоящим длительным периодом неиспользования душевой лейки. При этом блок 4 управления поддерживает время работы, необходимое для адекватной дезинфекции остаточной воды, находящейся в ручном душе 1', в соответствии с заданными минимальными значениями. За счет уничтожения микроорганизмов, оставшихся в остаточной воде (легионеллы), достигается защита от размножения микроорганизмов в больших количествах в остатках воды при преобладающих там оптимальных условиях.
Кроме того, с помощью заданного интервала первого повторения можно добиться того, чтобы дезинфекция воды не начиналась каждый раз после использования ручного душа. Например, первый интервал отдыха может составлять 24 часа, 48 часов или даже целую неделю. Это гарантирует, что дезинфекция проводится только один раз, например, в течение 24 часов, независимо от частоты использования душа и установки ручного душа 1' в держателе 2.
Кроме того, в блоке 4 управления может быть сохранен второй интервал повторения, который гарантирует, что при длительном неиспользовании душа любые остатки воды, содержащиеся в ручном душе 1', с все еще содержащимися в нем микроорганизмами, не приведут к повторному сильному размножению.
Например, при длительном неиспользовании в течение двух недель или четырех недель, такое время может быть задано для второго интервала повторения. Это будет означать, что, например, после четырех недель неиспользования ручного душа 1' автоматически происходит дезинфекция.
Список условных обозначений
1
Устройство для подачи воды
1'
Душевая лейка, ручной душ
10
Корпус
11
Подводящий патрубок
12
Сетка
13
Рассеивающее сопло
14
Входное отверстие сопла
15
Первое окно
2
Держатель устройства для подачи воды
20
Корпус держателя
21
Гнездо
22
Второе окно
3
Средства для ультрафиолетового облучения
31
Светодиодные индикаторы, испускающие УФ-излучение
4
Блок управления
41
Элемент активации релейно-контактной схемы
42
Батарея
5
Экранирующие средства
51
Крышка
W
Стена
X
Направление движения воды
Ζ
УФ-излучение