DE102004002545A1 - Water treatment system for supply of water to households and industrial users has rotating magnetic disc - Google Patents

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Abstract

In a water supply system the water passes through a housing (1) in which a magnetic disc (2) rotates about a symmetrical axis, powered by a motor.

Description

Einrichtung zur Behandlung des Wassers in offenen oder geschlossenen Wassersystemen insbesondere zur Verhinderung der Ablagerung von Inkrustationen im Wassersystem.Facility for the treatment of water in open or closed water systems in particular for preventing the deposition of incrustations in the water system.

In der Schrift WO 0125152 wird ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur kostengünstige Entfernung von vorhandenen Kalk- und Rostablagerungen und anderen Inkrustationen in Wasserleitungsrohren und anderen Wasseranlagenteilen beschrieben.In The document WO 0125152 describes a method and the associated device for low cost Removal of existing lime and rust deposits and others Incrustations in water pipes and other parts of water equipment described.

Hierzu wird ein spezielles gläsernes Erregergefäß benutzt, an dessen Boden ein Magnetron angeordnet ist, das Mikrowellen in das Innere des Erregergefäßes abstrahlt. Durch die besondere Gestaltung eines im oberen Bereich des Erregergefäßes angeordneten Metallrohres wird im Betrieb der Vorrichtung eine Wasserdampfglocke erzeugt. Entstehende Gasbläschen werden über die Rohre in das zu reinigende Rohrsystem geführt und bedingen dort einen Abbau der Inkrustationen.For this becomes a special glass Used excitation vessel, At the bottom of a magnetron is arranged, the microwaves in radiates the interior of the excitation vessel. Due to the special design of a arranged in the upper region of the exciter vessel Metal tube is a steam bell during operation of the device generated. Resulting gas bubbles be over The pipes are guided in the pipe system to be cleaned and condition there Degradation of incrustations.

Ein weiteres Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zur Behandlung von Wasser durch pulsierende elektromagnetische Strahlung sind in der EP 0338697 dargelegt. Bei diesem Verfahren wird durch elektromagnetische Signale das sogenannte Absorptions/Emissions-Profil der Flüssigkeit ermittelt. In die Flüssigkeit werden elektromagnetische Signale zwischen 0,1 kHz bis zu 1000 MHz über an der Wandung des Flüssigkeitssystems angeordneten Zündkerzen kontinuierlich oder intermittierend eingebracht.Another method and associated apparatus for treating water by pulsed electromagnetic radiation are known in the EP 0338697 explained. In this method, the so-called absorption / emission profile of the liquid is determined by electromagnetic signals. In the liquid electromagnetic signals between 0.1 kHz up to 1000 MHz are introduced continuously or intermittently via arranged on the wall of the liquid system spark plugs.

In der US-Schrift 5,674,323 werden ein Verfahren und die dazugehörige Einrichtung zum Reinigen von Rohren mittels einer an die Rohröffnung heranfahrbaren Lanze beschrieben. Innerhalb des zu reinigenden Rohres wird eine stehende Welle erzeugt. Mittels der Kavitation und der beim Zusammenbrechen der Blasen entstehenden Druckwellen wird das Rohr gereinigt.In US 5,674,323 discloses a method and associated apparatus for cleaning pipes by means of an approachable to the pipe opening Lance described. Within the pipe to be cleaned is a generated standing wave. By means of cavitation and the collapse the blistering pressure waves, the tube is cleaned.

In der DE 3920046 werden für die innere Rohrreinigung intermittierende Druckstöße eines pulsierenden Wasser-Luft-Gemisches genutzt.In the DE 3920046 For the inner pipe cleaning intermittent pressure surges of a pulsating water-air mixture are used.

Alle diese Verfahren und dazugehörigen Vorrichtungen können in bestehenden festen Wasseranlagen keine fest abgelagerten Inkrustationen beseitigen. Die meisten Verfahren und Vorrichtungen können bestenfalls den Ansatz bzw. das Wachstum der Ablagerungen in den Wasseranlagen vermindern. Außerdem sind die bekannten Geräte zur Beseitigung von Inkrustationen nicht für den mobilen Einsatz geeignet.All these procedures and associated Devices can in existing solid water systems no firmly deposited incrustations remove. Most methods and devices can at best the approach or the growth of deposits in the water systems Reduce. Furthermore are the known devices not suitable for mobile use for removing incrustations.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, um in bestehenden offenen und/oder geschlossenen Wasseranlagen vorhandene Verockerungen, Inkrustationen, Ablagerungen und Biofilme in den Anlagenteilen sicher und kostengünstig mittels Kavitation zu verhindern und zu beseitigen.Of the The invention is based on the problem of providing a device existing in existing open and / or closed water systems Obstructions, encrustations, deposits and biofilms in the System parts safe and cost-effective prevent and eliminate it by means of cavitation.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die erfindungsgemäße Einrichtung, die an die zu reinigende Wasseranlage angeschlossen wird, auf chemisch-physikalischem Weg die Bildung von Inkrustationen und zusätzlich eine Ablösung der vorhandenen Inkrustationen und/oder Biofilme ohne Zusatz von chemischen Mitteln erfolgt. Die Wasseranlage kann während der Reinigungsprozedur durch die Einrichtung weiter betrieben werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung wird nach Abschluss der Reinigungsarbeiten wieder von der Anlage entfernt. In den meisten Fällen wird sie daher nur zeitweilig an der entsprechenden Anlage eingesetzt. Durch den verhältnismäßig einfachen Aufbau, aber durch die effiziente Wirkung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung relativ preiswert gestaltet werden. Damit kann ein kostengünstiges Verfahren z.B. zur Reinigung von Wasserleitungsrohren in Wohnhäusern oder Industrieanlagen angeboten werden.The particular advantages of the invention are that by the device according to the invention, which is connected to the water system to be cleaned, on chemical-physical Way the formation of incrustations and in addition a replacement of the existing incrustations and / or biofilms without addition of chemical Means done. The water system can during the cleaning procedure continue to operate through the facility. The inventive device will be returned to the system after completing the cleaning away. In most cases It is therefore used only temporarily on the corresponding system. By the relatively simple Structure, but by the efficient effect, the device according to the invention be made relatively inexpensive. This can be a cost-effective Method e.g. for cleaning water pipes in residential buildings or Industrial plants are offered.

Die Einrichtung und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 9 beschrieben. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 wird der Körper von einem außerhalb des Gehäuses liegenden Motor angetrieben. Der Körper kann hier z.B. eine Scheibe, ein Flügelrad oder Propeller sein. Der Körper ist hierbei dem Gehäuseinneren angepasst. Nach Anspruch 3 wird der Körper in einem vorzugsweise rohrförmigen Gehäuse durch eine Magnetlagerung gehalten. Am Außenumfang ist ein elektromagnetischer Stator um das Gehäuse angeordnet. Der Körper ist in dieser Variante ein Rohr oder Stab. Um eine hohe Drehzahl des rotierenden Körpers zu erreichen, kann der Körper nach Anspruch 4 mit Permanentmagneten bestückt sein. Zur Erhöhung der Kavitation kann die Oberfläche des Körpers nach Anspruch 5 mit Durchbrüchen, zusätzlichen Flügeln, Wellungen oder Erhebungen versehen sein. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 kann noch zusätzlich zu dem rotierenden Körper mindestens ein Schallkopf mit einem Übertragungselement in der Gehäusewandung angeordnet sein, der bzw. die von einem oder mehreren Ultraschallgeneratoren gespeist werden. Nach Anspruch 7 kann die Einrichtung auch intermittierend arbeiten. Somit kann Energie eingespart werden. Dies ist bei bereits gereinigten Wasseranlagen der Fall, bei denen nur eine neue Inkrustation verhindert werden soll. Die Einrichtung kann nach Anspruch 8 auch über eine Messsonde die Bewegungsgeschwindigkeit des Wassers ermitteln und erst bei Bewegung des Wassers die Einrichtung einschalten. Insbesondere beim Einsatz von Ultraschallsonden ist es von Vorteil, wenn die Einrichtung bypassartig über elastische Schläuche nach Anspruch 9 an das Wassersystem angebunden ist und die Einrichtung zusätzlich noch schallisoliert ist. Dadurch werden keine Arbeitsgeräusche der Einrichtung auf das Wassersystem übertragen.The device and advantageous embodiments are described in claims 2 to 9. In the development according to claim 2, the body is driven by a motor located outside the housing. The body can be here for example a disc, an impeller or propeller. The body is in this case adapted to the housing interior. According to claim 3, the body is held in a preferably tubular housing by a magnetic bearing. On the outer circumference, an electromagnetic stator is arranged around the housing. The body is in this variant a pipe or rod. In order to achieve a high speed of the rotating body, the body can be equipped according to claim 4 with permanent magnets. To increase the cavitation, the surface of the body may be provided according to claim 5 with openings, additional wings, corrugations or elevations. In the development according to claim 6, in addition to the rotating body at least one transducer can be arranged with a transmission element in the housing, which are fed by one or more ultrasonic generators. According to claim 7, the device can also work intermittently. Thus, energy can be saved. This is the case with already purified water systems, in which only a new incrustation on should be prevented. The device can also determine the speed of movement of the water via a measuring probe according to claim 8 and turn on the device only when moving the water. In particular, when using ultrasound probes, it is advantageous if the device is bypassed via elastic hoses according to claim 9 connected to the water system and the device is additionally soundproofed. As a result, no working noise of the device are transmitted to the water system.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Several embodiments The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 einen Schnitt durch ein rohrförmiges Gehäuse der Einrichtung mit Magnetlagerung und Stator am Außenumfang und einem stabförmigen Rotor im Inneren des Gehäuses, 1 a section through a tubular housing of the device with magnetic bearing and stator on the outer circumference and a rod-shaped rotor in the interior of the housing,

2 einen Schnitt durch eine Einrichtung mit einem im Gehäuse gelagerten Laufrad, welches von einem Motor außerhalb des Gehäuses angetrieben wird und 2 a section through a device with a mounted in the housing impeller, which is driven by a motor outside the housing and

3 den prinzipiellen Aufbau der Einrichtung mit einem Ultraschallgenerator und 3 the basic structure of the device with an ultrasonic generator and

4 den prinzipiellen Aufbau der Einrichtung mit einem Ultraschallgenerator und einer Schallisolierung um die Einrichtung. 4 the basic structure of the device with an ultrasonic generator and a sound insulation around the device.

In ein Wassersystem, z.B. eine Hauswasseranlage, kann die erfindungsgemäße Einrichtung bypassartig eingebunden werden. Die Einrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, durch welches das Wasser des Systems fließt und in dem ein rotierender Körper 2, z.B. eine Scheibe angeordnet ist. Die Scheibe ist im Gehäuse 1 gelagert und wird von einem außerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Motor 3 angetrieben. Die Scheibe kann zur Erhöhung ihrer Wirkung mit Durchbrüchen und/oder Wellungen, Erhebungen oder Flügeln versehen sein. Mit Erreichen einer bestimmten Drehzahl reibt der Wasserfilm von der Oberfläche der Scheibe ab und es entsteht Kavitation. Diese Kavitation wandelt die Calciumcarbonatkristalle in wesentlich kleinere Kristalle um. Diese Mikro- und Nanokristalle besitzen eine sehr geringe Oberflächenspannung und bilden wiederum Keime für das Kristallwachstum. Damit wird die Anlagerung von Feststoffen an den Rohr- und Behälterinnenwandungen des Wassersystems sicher verhindert. Aufgrund der speziellen Struktur der entstandenen Nanokristalle werden bereits vorhandene Inkrustationen abgebaut. Die Nanokristalle verbinden sich mit bereits abgelagerten Kalkteilchen an den Rohr- und Behälterinnenwandungen, lösen diese heraus, so dass bestehende Inkrustationen abgebaut werden. Eingelagerte Quarzteilchen und andere Elemente verlieren damit ihr Stützgerüst und werden mit der Strömung des Wassersystems ausgetragen.In a water system, such as a domestic water system, the device according to the invention can be integrated like a bypass. The device consists of a housing 1 through which the water of the system flows and in which a rotating body 2 , For example, a disc is arranged. The disc is in the housing 1 stored and is from outside the case 1 arranged engine 3 driven. The disc may be provided to increase their effect with openings and / or undulations, bumps or wings. Upon reaching a certain speed of the water film rubs off the surface of the disc and it creates cavitation. This cavitation converts the calcium carbonate crystals into much smaller crystals. These micro- and nanocrystals have a very low surface tension and in turn nucleate crystal growth. This reliably prevents the accumulation of solids on the tube and container inner walls of the water system. Due to the special structure of the resulting nanocrystals already existing incrustations are degraded. The nanocrystals combine with already deposited lime particles on the tube and container inner walls, dissolving them out so that existing incrustations are reduced. Embedded quartz particles and other elements thus lose their support structure and are discharged with the flow of the water system.

In einer weiteren Variante besteht das Gehäuse 1 der Einrichtung aus einem Rohr, welches vom Wasser des Wassersystems durchflossen wird. Innerhalb des Rohres ist der rotierende Körper 2, z.B. ein runder oder mehreckiger Stab oder ein Rohr, bestückt mit Permanentmagneten, angeordnet. Der rotierende Körper 2 wird durch eine Magnetlagerung 4 gehalten, die am Außenumfang des Gehäuses 1 angeordnet ist. Es ist jedoch auch eine konventionelle Lagerung innerhalb des Gehäuses 1 denkbar. Der rotierende Körper 2 wird durch einen elektromagnetischen Stator, der ebenfalls um das Gehäuse 1 angeordnet ist, in Rotation versetzt.In a further variant, the housing consists 1 the device consists of a pipe, which is traversed by the water of the water system. Inside the tube is the rotating body 2 , For example, a round or polygonal rod or pipe, equipped with permanent magnets arranged. The rotating body 2 is caused by a magnetic bearing 4 held on the outer circumference of the housing 1 is arranged. However, it is also a conventional storage within the housing 1 conceivable. The rotating body 2 is powered by an electromagnetic stator, which also surrounds the case 1 is arranged, set in rotation.

Die Erzeugung der Kavitation kann noch durch den Einsatz eines Ultraschallerzeugers erhöht werden oder nur durch diesen allein bewerkstelligt werden. Die Einrichtung besitzt dazu in der Gehäusewandung mindestens einen Schallkopf 6 mit einem Übertragungselement 7. Der Schallkopf 6 oder die Schallköpfe 6 werden dabei von einem oder mehreren Ultraschallgeneratoren 8 gespeist.The generation of cavitation can still be increased by the use of an ultrasonic generator or only be accomplished by this alone. The device has at least one transducer in the housing wall 6 with a transmission element 7 , The transducer 6 or the transducers 6 are doing by one or more ultrasonic generators 8th fed.

Um eine Geräuschübertragung auf das Wassersystem bei der Verwendung eines Ultraschallgenerators 8 weitestgehend zu verhindern, ist die Einrichtung bypassartig über elastische Schläuche 10 mit dar Wasseranlage verbunden. Das Gehäuse 1 ist noch zusätzlich mit einer Schallisolation 11 versehen.To transfer noise to the water system when using an ultrasonic generator 8th To prevent as far as possible, the device is bypass-like elastic hose 10 connected with dar water system. The housing 1 is still additional with a sound insulation 11 Mistake.

Die Einrichtung kann intermittierend arbeiten. Bei gereinigten oder neuen Anlagen reicht auch ein Zuschalten der Einrichtung bei Zuführung von neuem Wasser aus. Hierzu besitzt die Einrichtung innerhalb des Gehäuses 1 eine Messsonde 9, die eine Bewegung des Wassers erkennt und die Einrichtung einschaltet.The device can work intermittently. In cleaned or new systems, switching on the device when supplying new water is sufficient. For this purpose, the device has within the housing 1 a measuring probe 9 , which detects a movement of the water and turns on the device.

11
Gehäusecasing
22
rotierender Körperrotating body
33
Motorengine
44
Magnetlagerungmagnetic bearing
55
Statorstator
66
Schallkopftransducer
77
Übertragungselementtransmission element
88th
Ultraschallgeneratorultrasonic generator
99
Messsondeprobe
1010
Schläuchehoses
1111
Schallisolationsound insulation

Claims (9)

Einrichtung zur Behandlung des Wassers in offenen oder geschlossenen Wassersystemen, dadurch gekennzeichnet, dass in das Wassersystem ein Gehäuse (1) integriert ist, welches von dem Wasser des Systems durchflossen wird und in dem ein beliebig geformter, angetriebener Körper (2) um seine Symmetrieachse rotiert.Device for the treatment of water in of fenen or closed water systems, characterized in that in the water system, a housing ( 1 ), which is traversed by the water of the system and in which an arbitrarily shaped, driven body ( 2 ) is rotated about its axis of symmetry. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Körper (2) von einem außerhalb des Gehäuses (1) liegenden Motor (3) angetrieben wird.Device according to claim 1, characterized in that the rotating body ( 2 ) from one outside the housing ( 1 ) lying engine ( 3 ) is driven. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus einem Rohr besteht und der rotierende Körper (2) innerhalb des Gehäuses (1) durch eine Magnetlagerung (4) gehalten und durch elektromagnetische Kräfte, erzeugt z.B. durch eine elektromotorische Statorwicklung (5), antreibbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 1 ) consists of a tube and the rotating body ( 2 ) within the housing ( 1 ) by a magnetic bearing ( 4 ) and by electromagnetic forces, generated for example by an electromotive stator winding ( 5 ), is drivable. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Körper (2) mit Permanentmagneten bestückt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotating body ( 2 ) is equipped with permanent magnets. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Körper (2) Durchbrüche und/oder auf seiner Oberfläche Wellungen, Erhebungen, Flügel oder andere Unregelmäßigkeiten besitzt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotating body ( 2 ) Has breakthroughs and / or on its surface undulations, bumps, wings or other irregularities. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem rotierenden Körper (2) noch mindestens ein Schallkopf (6) mit einem Übertragungselement (7) in der Gehäusewandung angeordnet ist, der bzw. die von einem oder mehreren Ultraschallgeneratoren (8) gespeist werden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the rotating body ( 2 ) at least one transducer ( 6 ) with a transmission element ( 7 ) is arranged in the housing wall, which or by one or more ultrasonic generators ( 8th ) are fed. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung intermittierend arbeitet.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the device operates intermittently. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung über eine Messsonde (9) die Bewegungsgeschwindigkeit des Wassers ermittelt und erst bei Bewegung des Wassers die Einrichtung zu arbeiten beginnt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device via a measuring probe ( 9 ) determines the speed of movement of the water and only when the movement of the water, the device begins to work. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung bypassartig über elastische Schläuche (10) an das Wassersystem angebunden ist und die Einrichtung in eine Schallisolation (11) eingehaust ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is bypassed via elastic hoses ( 10 ) is connected to the water system and the device in a sound insulation ( 11 ) is housed.
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