能量回收设备

技术领域

本发明涉及一种用于蓄能器的能量回收设备/能量转换设备，特别是涉及一种用于蓄能器的能量回收设备/能量转换设备，其具有一个用于利用一个设备中已有的流体流对蓄能器进行无线式和/或有线连接式充电的模块。

背景技术

无线式系统，例如利用蓄电池运行的、具有可联接蓄能器的系统，诸如电动机系统、医学领域的外科器械等等越来越多地进入市场，使得出现一个从有线连接式系统转换到具有一个蓄能器(“蓄电池”)的无线式或者所谓的独立系统的总体趋势。必须为这些蓄能器供电，以保证由它们提供能量的产品的可用性。

这种情况下的缺点是基于蓄能器的产品和系统诸如医学领域的配备电动机的手持件在相应预期的使用之前必须先充电。

一个传统的解决方案在于：断开手持件与蓄能器的联接和在一个治疗地点，例如一个手术室(OP)直接保存已充电的、可更换的蓄能器。然后在OP中为经过杀菌的手持件装上蓄能器。在此，更大的不利之处是独立的蓄能器的额外必要的操作、相应的结构尺寸等。

在未来几年内，相应的系统和产品有望进一步小型化，其中可以设想更小的蓄能器(蓄电池、动力电池等等)。现在已经能够预见到这些蓄能器能够整合到手持件中或者合并为更小的系统。

在这样的系统和/或手持件于再使用之前-如在例如医学领域中通常的情况那样-必须经过处理的情况中，需要将这些系统和/或手持件，就是说，还包括其蓄能器或者蓄电池在一个清洗/消毒设备(RDG)中进行处理。因此目标是从在OP中保存的蓄能器过渡到整合的蓄能器。需要在OP中对蓄能器进行单独充电，这不可避免地导致不必要的或者不必要复杂的运行过程和更高的甚至破坏性的费用，伴随相应更高的成本。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种能量回收设备/能量转换设备，其使在OP中对具有蓄能器的系统在使用之前进行充电成为可能和因此改善这样的系统的易操作性和可用性。

另外，本发明旨在使获得或者“收获”和因此为RDG中的蓄能器充电成为可能。

根据本发明，这个目的通过具有权利要求1的特征的能量回收设备/能量转换设备、通过具有权利要求13的特征的模块和通过具有权利要求14的特征的清洗/消毒设备得以实现。本发明的有益的发展是从属权利要求的内容。

根据本发明的基本思想，旨在通过从已有的流体回路中获取，就是说，获得或者“收获”电能为系统和/或产品充电，使在使用之前对系统进行充电成为可能。同时提供一个数据传输接口，经由所述数据传输接口可以读取充电状态，或者提供一个将连接的系统或者产品的充电状态报告给外部的功能。

例如在医学领域中，本发明的基本思想的一个具体实例在于在产品处理过程中通过在或者从一个清洗和消毒设备(RDG)已有的流体回路，例如水循环回路中“收获”，就是说，获取或者产生(电)能量为在医学领域中使用的(外科)系统和/或产品诸如具有整合的或者可联接的蓄能器的手持件等充电，以使在OP中在使用之前对系统和/或产品必要的充电成为可能。相应提供供应的能量回收设备/能量转换设备可以构成为一个模块，借助一个数据传输接口能够读取该模块或者该模块将连接的产品的充电状态报告给外部。

换言之，所述基本思想-根据前述具体实例-包括一个能量回收设备或者一个模块，其用于利用一个为了其他目的本已存在的或者已有的流体流或者流体回路(例如一个清洗设备和消毒设备中的水循环回路)中存在的流体压力为蓄能器进行无线式或者有线连接式充电。不言而喻，基本思想或者本发明均不局限于医学领域和特别是该医学领域中的RDG的流体回路及相应的系统和/或产品。本发明的重要特征是，从已有的动力系统如用于冷却/运行/清洗等的流体流动中实际上作为副产品回收电能，然后可以将该电能获益地用于为外科器械的蓄能器进行充电。

可以通过-例如在RDG中的处理过程期间-从一个流体回路中获取能量为系统和/或产品进行充电，根据本发明从该可能性中直接产生的优点包括：准备时间显著节省；使用场所或者应用场所诸如OP的处理费用降低；系统和产品在使用场所或者应用场所的即刻适用性；和经由一个数据传输接口，例如经由用于移动设备的应用程序、PC上的软件等等查看充电状态的可能性。

这个目的具体地通过一个用于可充电蓄能器的能量回收设备/能量转换设备得以实现，其中所述能量回收设备适合于设置在一个设备中已有流体回路的流体流过的流体管路上/中，并且流体管路中的流体流主要用于一个事先确定的目的，该目的与能量回收的目的不同。能量回收设备设置用于从流体流的动能中获取用于对可充电蓄能器进行充电的电能。

优选能量回收设备构成为模块式的和设置用于借助基于设备已有的流体回路中的流体压力的能量获取过程产生电能和利用该这样产生的能量对蓄能器进行充电。

进一步优选能量回收设备包括一个用于将流体流的流体压力或者流体的流动能量转换为例如一个涡轮的旋转运动的转换单元和一个用于将旋转运动转换为产生的电能的发电机单元。

优选用于将流体压力/流动能量转换为旋转运动的转换单元包括一个具有事先确定的几何形状的转子元件，所述转子元件可旋转地支承在能量回收设备的壳体中并可旋转地位于流体流中。

在此，如果事先确定的几何形状是叶轮形的或者螺旋形的话，是有利的。然而作为备选方案，也可以考虑一个所谓的球形涡轮，其由一个球体构成，沿着所述球体的赤道线设置有在外周上间隔开的斗腔(Tasche)，这些斗腔用作用于转子式驱动球体的压力收集槽。球体本身可以由一根旋转轴从中心穿过，所述旋转轴在球体两侧旋转地支承。

另外，优选在能量回收设备中用于将流体压力转换为旋转运动的转换单元可以是一个在冲洗过程中由流体流动驱动的、作为发电机运行的电动机，所述电动机包括一个具有事先确定的几何形状的转子和配置用于与一个定子元件共同作用产生电流，利用该电流能够借助用于为蓄能器进行感应式充电的感应装置或者借助用于为蓄能器进行有线连接式充电的充电线对蓄能器进行充电。

优选能量回收设备包括一个电子控制系统，所述控制系统设置在能量回收设备在印刷电路板上的壳体中。

能量回收设备有益地配置用于检测蓄能器的储能状态和在检测到事先确定的(最大)储能状态时打开一个旁路，其中所述旁路设置用于在打开状态中将流体流引导绕过转换单元，和其中在这个情况中转换单元配置用于既停止旋转，也停止产生用于为蓄能器进行充电的能量。

优选由发电机单元产生的电能能够借助感应经由一个包括感应线的柔性印刷电路板传输给蓄能器和/或一个产品。

作为备选方案，优选由发电机单元产生的能量能够以有线连接的方式经由一根充电线传输给蓄能器。

还优选在能量回收设备中模块具有一个用于测定连接的蓄能器的充电状态的设备和一个数据传输接口，经由所述数据传输接口能够读取模块或者所述模块将充电状态向外传输。

可以构成一个含有能量回收设备的模块，其中所述模块使用在对具有一个整合的或者可联接的、可更换的和可充电的蓄能器的产品、系统和/或器械的处理过程中，并且配置用于在处理过程中保持或者支承在一个处理设备中。所述模块的特征在于：一个如前所述的能量回收设备；一个用于将模块与处理设备的流体回路连接的接口；一个用于将在接口上流入模块的流体引导穿过模块的管路连接；一个端口部段；至少一个用于至少一个产品、系统和/或器械的连接端口，所述连接端口设置在端口部段上和配置用于将一个产品、系统或者器械如此保持，使得经由连接端口流入的水能够流过这个产品、系统或者器械；和一个感应设备，所述感应设备平面地在连接端口下设置在一个区域中，在该区域中与连接端口相连的产品、系统和/或器械的蓄能器(未示出)处于相连状态中，并且配置用于在处理设备运行期间借助由能量回收设备从流体流中获得的能量为蓄能器进行充电。此外，在模块上可以设置一个用于控制运行过程的电子控制系统。

在实际情况中，优选设备是一个用于对医疗器械、系统和/或产品进行处理的清洗/消毒设备(RDG)，其中医疗器械、系统和/或产品包括至少一个手持件，所述手持件具有一个能够与所述手持件联接的和/或整合在所述手持件中的可充电蓄能器，其中所述蓄能器配置为蓄电池或者动力电池并且设计为用于与手持件共同在清洗/消毒设备中得到处理。

然后，进一步优选一个用于对医疗器械、系统和/或产品进行处理的清洗/消毒设备(RDG)，其中医疗器械、系统和/或产品包括至少一个手持件，所述手持件具有一个可与所述手持件联接的和/或整合在所述手持件中的可充电蓄能器，其中所述蓄能器配置为蓄电池或者动力电池和设计为用于与手持件共同在清洗/消毒设备中得到处理。在清洗/消毒设备中，根据前述权利要求中任意一项所述的能量回收设备配置用于：a)保持在清洗/消毒设备的事先确定的支承结构或者事先确定的滤篮上，或者b)构造为一个整合在清洗/消毒设备的清洗架上的模块，所述模块具有一个用于借助感应无线式传输能量的感应设备或者一个用于有线连接式传输能量的充电线配置组件，用以对一个与清洗/消毒设备相连的产品进行充电，或者c)构造为一个整合在清洗/消毒设备的事先确定的支承结构上的模块，所述模块具有一个用于借助感应无线式传输能量的感应设备或者一个用于有线连接式传输能量的充电线配置组件，用以对一个接纳在清洗/消毒设备中的和配备有至少一个蓄能器的仪器设备或者一个与清洗/消毒设备的软管部段相连的产品进行充电。

在这个情况中，模块可以持久地组装在清洗/消毒设备(RDG)中并且与至少一个溅水可透过的充电垫和/或至少一根充电线连接，其中充电垫配置用于对至少一个具有至少一个蓄能器的、放置在充电垫上的产品利用由模块产生的能量进行感应式充电，和充电线配置用于对至少一个单独的、经由充电线相连的、具有一个蓄能器的产品经由充电线利用由模块产生的能量进行充电。

附图说明

以下参照附图详细说明本发明。附图中：

图1示出了根据一个实施例利用一个设备的软管部段中的流体流的能量或者压力进行能量回收的原理的示意图；

图2示出了一个整合在一个清洗架上的模块的示意图，该模块与一个感应设备有效连接，所述感应设备用于在根据所述实施例的能量回收设备中为许多产品的相应蓄能器充电；

图3示出了一个安装在滤篮上的模块的示意图，该模块与一个感应装置有效连接，所述感应装置用于在根据所述实施例的能量回收设备中为一个独立的产品的蓄能器充电；

图4示出了结合图3说明的关系的示意图；

图5示出了在根据一个实施例的能量回收设备中一个持久组装在清洗/消毒设备中的、具有充电垫的模块的示意图；

图6示出了一个组装在一个产品中的电动机的应用的示意图，所述电动机在根据一个另外的实施例的能量回收设备中作为用于利用发电机运行中产生的能量为产品的一个蓄能器充电的发电机；和

图7示出了组装在一个产品中的电动机的应用的示意图，所述电动机在根据所述另外的实施例的能量回收设备中作为用于利用发电机运行中产生的能量为产品的蓄能器充电的发电机。

在附图中相同的附图标记标注相同的或者至少等效的部件和组件。就这点而言，适宜地略去了对这样的部件和组件的反复多余的说明。

具体实施方式

以下参照一个本身众所周知的清洗/消毒设备(RDG)-如其例如在医学领域用于准备可多次使用的产品、系统和/或仪器设备那样-作为实例对此处说明的能量回收设备的优选实施例进行说明。为了清洗和消毒，在一个RDG中使用机械、热和化学处理的组合，该组合例如类似于一个洗碗机。将在必要时添加了化学物质、经加热的水利用压力施加到需清洗的物体上。不言而喻，本发明并不局限于医学领域、那里使用的产品、系统和/或仪器设备，或者设置在一个RDG中或者一个RDG的使用，而是可以考虑和构成相应改良的配置和用于许多另外的和/或其他的、具有整合的或者可联接的(可更换的)蓄能器的产品和具有流体回路的设备的改型。

图1在正视图和俯视图中示出了一个设备的示意图，用于图解说明利用一个实施例的设备的软管部段中的流体流的能量或者压力进行能量回收的原理。在当前的实施例中，设备如前所述是一个已知的清洗/消毒设备(RDG)。

在图1中附图标记2表示设备中的流体回路，例如RDG中的水循环回路的一个软管部段或者管路部段。软管部段2中具有事先确定的流体压力/水压和/或事先确定的流动速度的流体流/水流通过黑色箭头标出。

附图标记4表示所述实施例的一个能量回收设备。该能量回收设备4具有一个转换单元，该转换单元构造为具有事先确定的几何形状，例如叶轮形几何形状或者螺旋形几何形状的一根轴或者一个转子6并且设置和配置用于将流体流在软管部段2中的纵向运动转换成旋转运动。流体流或者其压力和/或速度作用到转子6上并使该转子转动。一个发电设备8设置和配置用于将转子6的旋转运动转换为能量，就是说，产生能量。该发电设备8与一个电子控制系统10联接，该控制系统可以设置在一个印刷电路板(未示出)上和主要配置用于对至少能量回收和获得的能量的分配及其事先确定的转换和从能量回收设备4中的导出进行控制。整个系统如前所述流体密封地接纳在一个壳体中。

因此在利用流体流的能量或者压力进行能量回收时实际上进行所谓的获得或者“收获”能量，与此同时利用流体流或者该流体流的水压驱动一个单元(转换单元或者其转子6)，该单元将软管部段2中的水压-例如借助一个叶轮、一根蜗杆轴等等-转换成旋转运动。一个发电机(发电设备8)用于将旋转运动转换成能量。一个电子控制系统10例如位于印刷电路板上。整个系统得到加罩保护。

图2示出了一个整合在RDG的一个清洗架上的模块100的示意图，该模块与一个感应设备110有效连接，该感应设备用于在根据所述实施例的能量回收设备中为一个产品、系统或者器械120的蓄能器充电。清洗架在此是指一种类似于RDG中的众所周知的清洗篮的架子，可将需处理的部件放在或者放入所述清洗篮上或者中。清洗架在图2中作为部分背景结构示出。

模块100配置为可放在清洗架上，其中可以提供保持件或者固定可能性。模块100具有一个用于将其与RDG的水循环回路连接的接口105。图2中的箭头表示在RDG运行中流过模块100的水的流动路径。如在图2中示出的那样，水在后面的接口105上流入模块100并且经由一个管道线路115(该管道线路在这个实施例中包括软管部段2，然而也可以至少部分或者全部设计为刚性的)被引向一个端口部段130。端口部段130具有许多用于产品、系统和/或器械的连接端口135。在这个实施例中，例如提供了3个连接端口135，而且根据图2一个手持件120作为一个产品、系统或者器械的手持件如此地保持在连接端口135之一上，使得经由相应的连接端口135流入的水能够流过该手持件。

此外，图1中示出的能量回收设备或者能量回收单元4如此地设置在管道线路115中，使得它由穿过管道线路115流动的水流过并且发挥前面借助图1说明的作用和功能。这就是说，水在RDG运行中流过能量回收设备4，可旋转地支承在其中的转子6旋转并且与转子6联接的发电设备8借助旋转从主要用于在RDG中进行处理(和因此并非主要用于能量回收)的水流中获得或者获取能量。

所产生的能量然后由电子控制系统10转换成例如一种适当的形式并且经由一个管路连接或者感应线140导出到感应设备110。感应设备110可以包含例如一个具有感应线的柔性印刷电路板作为适宜的附加周边设备。如在图2中示出的那样，感应设备110平面地在连接端口135下设置在一个区域中，在该区域中与连接端口135相连的产品、系统和/或器械的蓄能器(未示出)处于相连状态中。通过这种方式能够借助由能量回收设备提供从水流中获得的能量的感应设备135在RDG运行期间，就是说，在其处理运行过程或者清洗和消毒运行过程期间给这些蓄能器充电。

用于可充电蓄能器的能量回收设备4因此设置在一个设备中已有的流体回路的、流体流过的流体管路上。流体管路中的流体流主要用于一个事先确定的目的，该目的与能量回收的目的不同。能量回收设备设置用于由流体流获取用于为可充电蓄能器进行充电的能量。模块100包括能量回收设备4和一个感应设备110，该感应设备由在能量回收设备4中获取的(“收获的”)能量供电和配置用于在RDG进行其事先确定的运行过程和能量回收设备4同时从RDG的水循环回路中获取能量期间为位于其感应场中的蓄能器充电。换言之，“收获的”能量经由感应和因此适宜的附加周边设备诸如一个具有感应线的柔性印刷电路板传输给产品、系统和/或器械。作为备选方案，也可以考虑经由一个+-极端子和因此经由一根充电线的充电连接。RDG包括至少一个模块100，该模块配置用于保持在RDG的至少一个清洗架上并且与RDG的水循环回路连接。

在上述实施例的一个改型中可以规定：产品、系统和/或器械将已经达到其蓄能器的事先确定的储能状态或者充电状态报告给电子控制系统10。在这个情况中，电子控制系统10可以配置用于借助对例如一个执行机构或者阀门适宜的操控机械式启动旁路设备的一个开口，该旁路设备设置和配置用于使水流转向和引导绕过转子6，使得转子6不再继续旋转，因此发电设备8不再产生能量和因此结束或者至少在旁路设备的打开持续时间内中止对蓄能器充电。

图3示出了一个安装在滤篮中的模块100的示意图，该模块与一个感应装置135有效连接，该感应装置用于在根据所述实施例的能量回收设备4中为一个产品、系统或者器械的蓄能器充电。

如在图3中示出的那样，图2所示的模块100可以在一个改型中配置用于为一个(独立的)产品、系统或者器械充电。在这个情况中，模块的配置例如可以如此地简化，使得(独立的)连接端口135直接组装在能量回收设备4上。另外，感应设备110可以构造得相应较小。在此指出：在图3中此外示出了模块100与清洗架或者滤篮为了固定在其上或者其中的螺栓连接。

不言而喻，图3中示出的改型并不局限于为产品、系统或者器械充电，任何其他的、具有一个整合的或者可联接的、可更换的和可充电的蓄能器的产品、系统和/或器械均可在模块100的一个单一配置中充电。

例如利用管路连接140或者感应设备110的相应的长度、大小和/或布设，例如布设或者定位在一个距离能量回收设备4相对而言较远的位置上，也可以为一个占用空间更多的，就是说更大的产品、系统或者器械的蓄能器感应式充电，所述产品、系统或者器械尽管占用空间和因此需要与其他的组件保持一定间距，然而作为这样的产品、系统或者器械不需要冲洗和因此不需要与一个连接端口135联接。在一个这样的情况中可以省略能量回收设备4上的连接端口135。

上述实施例的一个另外的改型既在上述(具有如在图3中示出的那样一个直接在能量回收设备4上的连接端口135的)单一配置中，也在一个具有多个连接端口135的模块100中允许较大的产品、系统和/或器械，在该改型中至少一个用于与感应设备110连接的管路连接140的接口可以设计为可插装的，并且连接接口135能够机械式和流体密封地封闭，例如利用一个对封闭设备进行调节的、由电子控制系统10操控的执行机构和/或阀门，或者利用一个在将产品、系统或者器械联接/断开联接时自动打开/关闭的膜片或者封闭设备等等。

在这个情况中，可以如此配置，使得当电子控制系统10检测到一个产品、系统或者器械的存在和/或一个与能量回收设备4连接的感应设备110，然而检测到一个相应的连接端口135未占用时，就是说，当电子控制系统识别出尽管应该给一个产品、系统或者器械的蓄能器充电，而不应该冲洗该产品、系统或者器械和因此未与连接端口135连接时，电子控制系统10发出指令，将连接端口135流体密封地关闭并且将充电能量引到感应设备135对相应的蓄能器进行充电。

在上述配置中，由于其尺寸或者结构方式之故不能与模块100上所述至少一个已有的或者能量回收设备4上所述一个已有的连接端口135连接的，或者不能冲洗和因此不能与模块100上或者能量回收设备4上已有的连接端口135连接的、占用空间的产品、系统和/或器械，如果模块100和/或能量回收设备4具有一个或者多个连接端口135的话，也能够通过对其蓄能器同时通电得到处理。换言之，一个占用空间的产品、系统或者器械并不要求模块100和/或能量回收设备4的特定的实施方式(分别具有/无连接端口)，而是使用统一构成的模块100或者能量回收设备4能够对任何产品、系统或者器械进行处理并同时进行充电。在此指出：未占用的连接端口135可以根据标准关闭，使得在占用的端口上存在分别最大的流体压力或者水压。

图4在示意图中示出了前面结合图3说明的关系。出于简化和清楚的原因，在图4中略去了多余的附图标记。

图5示出了在根据一个实施例(Stand Alone Variante)的能量回收设备中一个持久组装在清洗/消毒设备中的、具有充电垫的模块的示意图。

根据图5中示出的实施例，一个模块100(一个能量回收设备4)持久地组装在一个RDG中并且与至少一个充电垫160连接，该充电垫可设计为溅水可透过的。在所述至少一个充电垫160上，然后可以对放置在滤篮165中的、具有整合的或者联接的可更换蓄能器的产品、系统和/或仪器设备在冲洗和不冲洗的情况中进行感应式充电。同样，例如不可冲洗的、具有蓄能器的单一产品170能够利用一根(充电)连接线180直接与能量回收设备4相连并充电。

图6作为另外的改型示出了一个组装在产品120中的、经冲洗的电动机200的应用的示意图，该电动机在根据一个另外的实施例的能量回收设备或者能量回收模块中作为用于利用发电机运行中产生的能量为产品的一个蓄能器(未示出)充电的发电机。图7示出了所述组装在一个产品中的电动机的应用的示意图，该电动机在根据所述另外的实施例的能量回收设备中作为利用发电机运行中产生的能量为产品的蓄能器充电的发电机。根据图6和图7，可以说能量回收设备4移入了产品、系统或者器械中，或者将那里相应已有的技术元件在原位用于能量回收。

电动机200在冲洗期间在RDG中用作发电机。电动机200的一个成形有适宜的几何形状(例如蜗杆轴形)的转子210与电动机的一个定子共同作用产生电流。所产生的电流用于经由一个感应设备110，作为备选方案借助一根充电线(未示出)为蓄能器充电。如果需要的话，使用一个电子控制系统10。另外，图7中示出的模块100除了能量回收设备4-其功能在这个实施例中由经冲洗的和在冲洗期间在发电机运行中运行的电动机200承担-之外均对应于在图2中示出的模块100。

如上所述，一个用于可充电蓄能器的能量回收设备设置在一个设备中已有的流体回路的一个流体流过的流体管路上。流体管路中的流体流主要用于一个事先确定的目的，该目的与能量回收的目的不同。能量回收设备设置用于由流体流的动能获取用于为可充电蓄能器进行充电的能量。一个可装入设备中的模块可以包括能量回收设备。设备实际上可以是一个用于处理医疗器械、系统和/或产品的清洗/消毒设备(RDG)，其中医疗器械、系统和/或产品包括至少一个手持件，其具有一个可与其联接的和/或整合在其内的可充电蓄能器，其中蓄能器配置为蓄电池或者动力电池并且设计为用于与手持件共同在清洗/消毒设备中得到处理。

不言而喻，本发明并不限于前述实施例，而是根据权利要求定义的保护范围内的改动、改型、组合和等效设置同样也包含在本发明中，其中从专业人员中容易地获得这样的改动、改型、组合和等效设置。