ДИСПЕНСЕР ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ С УСТРОЙСТВОМ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ ДЕЗИНФЕКЦИИ Российский патент 2024 года по МПК B67D3/00 

Область техники

Изобретение относится к диспенсерам питьевой воды, и в частности к таким диспенсерам снабженным устройством ультрафиолетовой (УФ) дезинфекции.

Известный уровень техники

Известен диспенсер питьевой воды, US6483119B1, содержащий накопительную емкость для воды, снабженную охлаждающим устройством, бутылкоприемник для установки перевернутой бутылки, и источник УФ-излучения помещенный в водонепроницаемом корпусе и установленный в накопительной емкости для облучения воды находящейся в накопительной емкости. Недостатком такого устройства, является низкая эффективность обработки воды УФ-излучением. В накопительной емкости может содержаться несколько литров воды, и для эффективной обработки такого объема воды требуется достаточно большая мощность УФ-излучения, а при поступлении даже небольшого дополнительного количества воды в накопительную емкость приходится заново обрабатывать весь объем воды.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решения является система разлива обработанной воды, US6139726A, содержащая накопительную емкость для воды, снабженную охлаждающим устройством, вход для подачи воды в накопительную емкость от внешнего источника, и УФ-лампу установленную вертикально в накопительной емкости таким образом, чтобы излучать и в верхней и в нижней части накопительной емкости. При этом вход для подачи воды установлен таким образом, чтобы вода из входа попадала на верхнюю часть лампы и стекала в емкость по лампе.

Недостатком данного устройства, является снижение эффективности УФ-излучения лампы со временем вследствие осаждения на поверхности лампы содержащихся в воде минеральных веществ. Что требует периодической очистки лампы.

Еще одним недостатком данного устройства является наличие в емкости для воды мест, в которые не попадает излучение лампы вследствие затенения этих мест элементами конструкции.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является улучшение эффективности дезинфекции и удобства эксплуатации диспенсера. Другой задачей является обеспечение дезинфекции поступающей в накопительную емкость воды и поддержание чистоты воды находящейся в накопительной емкости. Еще одной задачей изобретения является поддержание микробиологической чистоты воздушного пространства в накопительной емкости.

Технический результат достигается тем, что диспенсер питьевой воды содержит корпус и установленные в корпусе:

- входной трубопровод для подключения внешнего источника воды,

- емкость для холодной воды, снабженную охлаждающим устройством и имеющую заполняемую водой нижнюю часть и - верхнюю часть в которой, при заполнении емкости водой, образуется воздушная полость,

- вход для воды, соединенный с входным трубопроводом, и

- выход для воды, соединенный с выходным трубопроводом,

- выходной кран для выдачи воды потребителю, соединенный с выходным трубопроводом, а также

- источник УФ-излучения установленный в емкости для холодной воды. При этом вход для воды выполнен в виде вертикальной трубки, размещенной в емкости для холодной воды, с открытым верхним концом, и нижним концом соединенным с входным трубопроводом; а источник УФ-излучения установлен в верхней части емкости для холодной воды, над открытым верхним концом вертикальной трубки входа для воды.

Такая, подача воды гарантирует, что вся попадающая в емкость вода проходит обработку УФ-излучением, и исключает возможность попадания в емкость необработанной воды от внешнего источника, а также позволяет обрабатывать УФ-излучением и воду и воздух находящиеся в емкости, поддерживая микробиологическую чистоту внутри емкости.

Желательно, чтобы отрытый конец вертикальной трубки был расположен вблизи поверхности воды в емкости для холодной воды. Предпочтительно, на расстоянии не более 20 мм от поверхности воды. Такое размещение открытого конца вертикальной трубки позволяет добиться того, чтобы поступающая в емкость вода - находилась вблизи поверхности, где воздействие источника УФ-излучения максимально.

Предпочтительно, диаметр вертикальной трубки находится в пределах от 10 до 50 мм. Такая трубка, получается достаточно широкой, чтобы источник УФ-излучения мог полностью осветить внутреннее пространство трубки.

В качестве источника УФ-излучения удобно использовать один или несколько светодиодов. При использовании в качестве источника УФ-излучения нескольких светодиодов их, возможно, расположить таким образом, чтобы часть светодиодов светила внутрь трубки, а остальные освещали внутреннее пространство емкости для холодной воды.

Предпочтительно, для повышения эффективности использования излучения источников УФ внутренняя поверхность вертикальной трубки - выполнена таким образом, чтобы она хорошо отражала УФ-излучение.

Предпочтительно, диспенсер содержит управляющее устройство, и соединенные с ним входной клапан регулирующий подачу воды в емкость для холодной воды и датчик уровня воды, размещенный в емкости для холодной воды, при этом управляющее устройство выполнено с возможностью поддержания уровня воды в емкости для холодной воды между заданными верхним и нижним значениями. При этом желательно, чтобы верхнее заданное значение уровня воды находилось выше открытого конца вертикальной трубки входа для воды, а нижнее заданное значение уровня воды находилось не ниже открытого конца вертикальной трубки входа для воды.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 схематически изображен вариант внутреннего устройства предлагаемого водного диспенсера.

На Фиг. 2 изображен вариант выполнения входа для воды.

На Фиг. 3 изображен вариант выполнения источника УФ-излучения.

Подробное описание примера реализации

Водный диспенсер включает корпус 10, и установленную в корпусе 10, емкость для холодной воды 11 снабженную охлаждающим устройством 12, входом для воды 13, выходом для воды 14, датчиком уровня воды 15, воздушным каналом 16 и источником ультрафиолетового (УФ) излучения 17.

Вход для воды 13, через входной трубопровод 18, содержащий входной клапан 19 подключен к источнику воды, например городскому водопроводу. Выход для воды 14, через выходной трубопровод 20 соединяется с выходным краном 21.

Диспенсер также содержит управляющее устройство 22 с помощью которого осуществляется управление работой диспенсера. Управляющее устройство 22 осуществляет контроль уровня воды в емкости 11 с помощью датчика уровня воды 15 и входного клапана 19. Управляющее устройство 22 также управляет работой источника УФ-излучения 17, регулируя интенсивность УФ-излучения в зависимости от режима работы диспенсера - или обработка поступающей в емкость воды 11 через трубку 27, или поддержание микробиологической чистоты воды и воздуха в емкости 11 в промежутках между наборами воды. В корпусе диспенсера 10 также установлен компрессор 23 соединенный с охлаждающим устройством 12, и блок питания 24 для обеспечения электропитания элементов диспенсера.

В качестве источника УФ-излучения используется полупроводниковый источник УФ-излучения (UV-C LED) или другой источник УФ-излучения, например лампа.

В качестве источника УФ-изучения 17 может быть использовано один или несколько рядом расположенных УФ-излучателей.

Диспенсер работает следующим образом. Перед началом работы диспенсер необходимо подключить к внешнему источнику воды и к электропитанию. После включения диспенсера, открывается входной клапан 19 и емкость для холодной воды 11 заполняется водой до заданного уровня. Одновременно с открытием входного клапана 19 включается источник УФ-излучения 17 и происходит дезинфекция поступающей в емкость 11 воды. По достижении уровнем воды в емкости 11 заданного уровня, входной клапан 19 закрывается, подача воды в емкость 11 прекращается. После этого включается компрессор 23 и хладоген, протекающий через охлаждающее устройство 12 охлаждает воду в емкости 11. После того, как температура воды в емкости 11 достигнет установленного значения диспенсер готов к работе. В режиме ожидания, между выдачами воды, источник УФ-излучения 17 может работать на пониженной мощности или периодически выключаться. Выдача воды из диспенсера потребителю происходит через выходной кран 21. При открытии выходного крана 21 охлажденная вода вытекает из емкости 11 через трубопровод 20 и кран 21 в емкость потребителя. При этом, уровень воды в емкости 11 падает и при падении уровня воды ниже заданного порога открывается входной клапан 19, вода из внешнего источника поступает в емкость 11. При этом происходит дезинфекция поступающей в емкость 11 воды через трубку 27 УФ-излучением от источника УФ-излучения 17. При поступлении воды в емкость 11, уровень воды поднимается и после достижения уровня воды заданного порога входной клапан 19 закрывается, и диспенсер переходит в режим ожидания.

Размещение источника УФ-излучения 17 в воздушном пространстве 26 емкости для холодной воды 11 , в отличие от использования погруженных в воду источников УФ, упрощает конструкцию и снижает загрязнение источника растворенными в воде минеральными веществами, тем самым, повышая эффективность использования источника УФ-излучения 17. Расположение источника над открытым концом 29 вертикальной трубки 27 позволяет обрабатывать УФ-излучением поступающую в емкость 11 воду в трубке 27, а размещение открытого конца 29 трубки 27 вблизи поверхности воды 30 приводит к тому, что поступающая в емкость 11 вода некоторое время находится вблизи поверхности 30, т.е. вблизи источника УФ-излучения 17, что дополнительно увеличивает эффективность обработки воды УФ-излучением. При этом, подача воды через вертикальную трубку 27 гарантирует, что вся попадающая в емкость 11 вода 35 проходит обработку УФ-излучением, и исключает возможность попадания в емкость 11 необработанной воды. Желательно, чтобы излучающая поверхность источника УФ 17 была шире, чем диаметр вертикальной трубки 29, чтобы вертикально расположенная под источником УФ-излучения 17 трубка 27 не создавала тени. Также размещение источника УФ-излучения 17 в воздушном пространстве 26 емкости 11 позволяет обрабатывать УФ-излучением и воздух в емкости 11 и стенки емкости 11 в части емкости занимаемой воздушным пространством 26.

В процессе работы диспенсера верхний выходной конец 29 вертикальной трубки 27 входа для воды 13 все время находится вблизи поверхности воды 30, при этом вода из трубки 27 равномерно вытекает в емкость 11, и так как обычно температура втекающей воды выше, чем температура охлажденной воды внутри емкости 11, втекающая вода некоторое время, пока температуры не сравняются, остается вблизи поверхности воды, в области максимальной интенсивности УФ-излучения от расположенного над поверхностью воды, источника УФ-излучения 17.

На Фиг. 2 показан вариант диспенсера, в котором внутренняя поверхность 31 вертикальной трубка 27 выполнена с высокой отражающей способностью в УФ-диапазоне. При этом многократное отражение УФ-излучения внутри трубки 27 способствует повышению интенсивности УФ-излучения внутри трубки 27.

На Фиг. 3 показан еще один вариант диспенсера. Этот вариант, отличается от диспенсера на Фиг. 1 тем, что он также как и диспенсер на Фиг. 2, содержит вертикальную трубку 27 в котором внутренняя поверхность 31 выполнена с высокой отражающей способностью в УФ-диапазоне. Другое отличие в том, что в этом варианте источник УФ-излучения содержит три отдельных источника, центральный источник 32 расположенный над открытым концом трубки 27, и два дополнительных источника меньшей мощности 33, 34 расположенных по бокам от центрального источники 32. В каждом из источников, используются полупроводниковые УФ-светодиоды (UV-C LED). Использование нескольких источников УФ-излучения позволяет оптимизировать работу источников УФ. Так, например, центральный источник 32 может быть выполнен узконаправленным, так, чтобы большая часть его излучения попадала во внутреннее пространство трубки 27, при этом центральный источник может включаться на полную мощность при поступлении воды в емкость 11 через трубку 27 и выключаться или работать на пониженной мощности в остальное время. А боковые или дополнительные источники 33 и 34 также включаются при поступлении воды в емкость 11, а после окончания набора продолжают работать на пониженной мощности или могут включаться периодически для поддержания микробиологической чистоты воды в емкости 11 в то время когда не происходит выдачи воды потребителям, так как для поддержания микробиологической чистоты воды в емкости требуется гораздо меньшая интенсивность УФ-излучения

Благодаря предлагаемому решению имеется возможность очистить от микробиологических загрязнении воду 35 поступающую в емкость для холодной воды 11 через верхний открытый конец 29 вертикальной трубки 27, а также обеспечить микробиологическую чистоту воды и воздуха внутри емкости для холодной воды 11 во время эксплуатации диспенсера, тем самым обеспечив требуемое микробиологическое качество воды для потребителя.

Перечень позиций на чертежах

10 корпус

11 емкость для холодной воды

12 охлаждающее устройство

13 вход для воды

14 выход для воды

15 датчик уровня воды

16 воздушный канал

17 источник УФ-излучения

18 входной трубопровод

19 входной клапан

20 выходной трубопровод

21 выходной кран (клапан)

22 управляющее устройство

23 компрессор

24 блок питания

25 нижняя, заполняемая водой часть

26 верхняя часть, воздушная полость

27 вертикальная трубка

28 нижний конец вертикальной трубки

29 верхний открытый конец вертикальной трубки

30 уровень воды

31 внутренняя отражающая поверхность трубки

32, 33, 34 источник УФ-излучения

35 втекающая вода.

Диспенсер питьевой воды содержит корпус (10) и, установленные в корпусе (10): - входной трубопровод (18) для подключения внешнего источника воды, - емкость для холодной воды (11), снабженную охлаждающим устройством (12) и имеющую заполняемую водой нижнюю часть (25) и - верхнюю часть (26), в которой, при заполнении емкости водой, образуется воздушная полость, - вход для воды (13), соединенный с входным трубопроводом (18), и - выход для воды (14), соединенный с выходным трубопроводом (20), - выходной кран (21) для выдачи воды потребителю, соединенный с выходным трубопроводом (20), а также - источник УФ-излучения (17) установленный в емкости для холодной воды (11). При этом вход для воды (13) выполнен в виде вертикальной трубки (27), размещенной в емкости для холодной воды (11), с открытым верхним концом (29), и нижним концом (28) соединенным с входным трубопроводом (18); а источник УФ-излучения (17) установлен в верхней части емкости для холодной воды (11), над открытым верхним концом (29) вертикальной трубки (27) входа для воды (13). Технический результат заключается в улучшении эффективности дезинфекции и удобства эксплуатации диспенсера, а также дезинфекции поступающей в накопительную емкость воды и поддержание чистоты воды, находящейся в накопительной емкости, и поддержание микробиологической чистоты воздушного пространства в накопительной емкости. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Диспенсер питьевой воды с устройством УФ-дезинфекции, содержащий корпус и установленные в корпусе входной трубопровод для подключения внешнего источника воды, емкость для холодной воды, снабженную охлаждающим устройством и имеющую заполняемую водой нижнюю часть и верхнюю часть, в которой при заполнении емкости водой образуется воздушная полость, вход для воды, соединенный с входным трубопроводом, и выход для воды, соединенный с выходным трубопроводом, выходной кран для выдачи воды потребителю, соединенный с выходным трубопроводом, а также источник УФ-излучения, установленный в емкости для холодной воды, отличающийся тем, что вход для воды выполнен в виде вертикальной трубки, размещенной в емкости для холодной воды, с открытым верхним концом и нижним концом, соединенным с входным трубопроводом; a источник УФ-излучения установлен в верхней части емкости для холодной воды над открытым верхним концом вертикальной трубки входа для воды.

2. Диспенсер по п. 1, в котором открытый конец вертикальной трубки расположен вблизи поверхности воды в емкости для холодной воды.

3. Диспенсер по п. 2, в котором расстояние от открытого конца вертикальной трубки до поверхности воды не превышает 20 мм.

4. Диспенсер по п. 1, в котором вертикальная трубка выполнена цилиндрической.

5. Диспенсер по п. 4, в котором диаметр вертикальной трубки находится в пределах от 10 до 50 мм.

6. Диспенсер по п. 1, в котором в качестве источника УФ-излучения используется по меньшей мере один светодиод.

7. Диспенсер по п. 1, в котором в качестве источника УФ-излучения используется множество светодиодов.

8. Диспенсер по п. 6 или 7, в котором внутренняя поверхность вертикальной трубки выполнена отражающей для УФ-излучения.

9. Диспенсер по п. 1, дополнительно содержащий управляющее устройство и соединенные с ним входной клапан, регулирующий подачу воды в емкость для холодной воды, и датчик уровня воды, размещенный в емкости для холодной воды, при этом управляющее устройство выполнено с возможностью поддержания уровня воды в емкости для холодной воды между заданными верхним и нижним значениями.

10. Диспенсер по п. 9, в котором верхнее заданное значение уровня воды находится выше открытого конца вертикальной трубки входа для воды, а нижнее заданное значение уровня воды находится не ниже открытого конца вертикальной трубки входа для воды.