CH649976A5

CH649976A5 - DEVICE FOR LIMESTONE PREVENTION IN WATER TANKS.

Info

Publication number: CH649976A5
Application number: CH147281A
Authority: CH
Inventors: Hans Lueber
Original assignee: Hans Lueber
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1985-06-28
Also published as: DE3134967A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kalksteinverhinderung in Wasserbehältern. Die Wasseraufbereitung durch elektrolytische Neutralisation in einem Stromfeld für den industriellen und privaten Verbrauch ist bereits seit langem bekannt. So werden beispielsweise für die Entkalkung und Aufbereitung von Wasser Druckgefässe verwendet, in denen eine Reinmagnesium-Anodenbatterie und eine Chromstahl-Kathode eingebaut sind. Durch das galvanisch bedingte Gleichstromfeld werden die Kalkionen elektrisch gleichgerichtet, wodurch der Kalk durch Ionisierung in weicher Form ausgeschieden wird. Eine Ablagerung des Kalkes in Form von Kesselstein an den Innenwänden von Boilern, Rohrleitungen usw. wird dadurch zuverlässig vermieden. Mit Hilfe von Kontroll- und Steuergeräten und unter Umständen durch Verwendung eines zusätzlichen Stützstromes wird der Aufbereitungsvorgang überwacht bzw. geregelt. . The invention relates to a device for preventing limestone in water containers. Water treatment by electrolytic neutralization in a current field for industrial and private consumption has been known for a long time. For example, pressure vessels are used for decalcifying and treating water, in which a pure magnesium anode battery and a chrome steel cathode are installed. The lime ions are electrically rectified by the galvanically induced direct current field, whereby the lime is separated out in a soft form by ionization. A deposit of limescale in the form of scale on the inner walls of boilers, pipes, etc. is reliably avoided. The preparation process is monitored or regulated with the help of control and control devices and possibly by using an additional support current. .

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass sie relativ aufwendig und daher mit hohen Kosten verbunden sind. Die Installationen sind ausserdem verhältnismässig gross und eignen sich nicht für die Aufbereitung kleinerer Wassermengen. Insbesondere im Haushaltungsbereich besteht jedoch oft das Bedürfnis, ohne aufwendige Installationen auch kleinste Wassermengen entkalten zu können. So insbesondere bei Klosett-Spülkästen, Boilern, Kaffeemaschinen, Giesskannen, usw. A disadvantage of the known devices is that they are relatively complex and therefore involve high costs. The installations are also relatively large and are not suitable for treating small amounts of water. In the household sector in particular, however, there is often a need to be able to cool even the smallest amounts of water without complex installations. So especially with toilet cisterns, boilers, coffee machines, watering cans, etc.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Kalksteinverhinderung in Wasserbehältern zu schaffen, welche leicht gehandhabt werden kann, auf einfachste Weise herzustellen ist, und welche auch bei kleinen Abmessungen eine optimale Wirkung entfaltet. Diese Aufgabe wird erfin-dungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein galvanisches Element ist, welches eine rohrförmige Kathode aufweist, in deren Zentrum eine zylindrische Anode mittels einer Halterung derart angeordnet ist, dass über die Halterung die beiden Pole kurzgeschlossen sind. Ein derartiges Element lässt sich ersichtlicherweise auf besonders einfache Weise herstellen und handhaben. Durch die rohrförmige Kathode entsteht ein kreisringförmiges Stromfeld rund um die Anode, welches eine besonders optimale Wirkung entfaltet. Die Kathode bildet ausserdem eine Art Schutzkäfig um die Anode, welche in der Regel aus einem relativ weichen Metall besteht. It is therefore an object of the invention to provide a device for preventing limestone in water containers which can be handled easily, is easy to manufacture and which has an optimal effect even with small dimensions. This object is achieved according to the invention in that the device is a galvanic element which has a tubular cathode, in the center of which a cylindrical anode is arranged by means of a holder such that the two poles are short-circuited via the holder. Such an element can obviously be manufactured and handled in a particularly simple manner. The tubular cathode creates an annular current field around the anode, which has a particularly optimal effect. The cathode also forms a kind of protective cage around the anode, which usually consists of a relatively soft metal.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn die Halterung an einem Ende den rohrförmigen Kathode angeordnet ist. Dadurch kann die Halterung z.B. als Flacheisen ausgebildet sein, welches über ein Ende der rohrförmigen Kathode geschweisst wird. Die Halterung kann zudem als Haltegriff oder zum Aufhängen der Vorrichtung dienen. A particularly advantageous arrangement results when the holder is arranged at one end of the tubular cathode. As a result, the holder can e.g. be designed as a flat iron, which is welded over one end of the tubular cathode. The holder can also serve as a handle or for hanging the device.

Eine besonders vorteilhafte Wirkung ergibt sich, wenn die zylindrische Anode kürzer ist als die rohrförmige Kathode. Auf diese Weise entsteht zwischen einem Ende der rohrförmigen Kathode und dem entsprechenden Ende der Anode ein Abstand. Dieser Abstand ist dort von Bedeutung, wo die Vorrichtung auf den Boden eines Wasserbehälters gestellt wird. Am Boden eines Behälters bildet sich in der Regel durch den ausgeschiedenen Kalk oder durch andere Verunreinigungen ein Bodensatz. Um zu vermeiden, dass die Anode in diesen Bodensatz eintaucht, ist sie kürzer ausgebildet als die Kathode. Damit wird vermieden, dass über den Bodensatz ein zusätzlicher Kurzschluss zwischen Anode und Kathode entsteht. A particularly advantageous effect results if the cylindrical anode is shorter than the tubular cathode. In this way, a distance is created between one end of the tubular cathode and the corresponding end of the anode. This distance is important where the device is placed on the bottom of a water container. A sediment usually forms on the bottom of a container due to the excreted lime or other contaminants. In order to avoid that the anode is immersed in this sediment, it is shorter than the cathode. This prevents an additional short circuit between the anode and cathode being created via the sediment.

Wenn die rohrförmige Kathode über ihren gesamten Umfang verteilte Öffnungen aufweist, können die bei der Elektrolyse entstehenden Gase bei jeder Betriebslage der Vorrichtung entweichen. Ausserdem wird eine besonders günstige Durchströmung der Vorrichtung beispielsweise durch thermische Strömungen im Behälter bewirkt. If the tubular cathode has openings distributed over its entire circumference, the gases produced during the electrolysis can escape in any operating position of the device. In addition, a particularly favorable flow through the device is brought about, for example, by thermal flows in the container.

Ein besonders günstiges Stromfeld ergibt sich, wenn die Anode aus Magnesium und die Kathode aus Chromstahl gefertigt sind. Diese Metalle haben in der Spannungsreihe eine ausreichende Spannungsdifferenz, um eine Ionisation herbeizuführen. Ausserdem lassen sich diese Materialien auf einfachste Weise bearbeiten und sind relativ preiswert. A particularly favorable current field results if the anode is made of magnesium and the cathode is made of chrome steel. These metals have a sufficient voltage difference in the series of voltages to bring about ionization. In addition, these materials can be processed in the simplest way and are relatively inexpensive.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend genauer beschrieben. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung, und Fig. 1 is a view of an inventive device, and

Fig. 2 eine Vorrichtung gemäss Fig. 1 in einem Klosett-Spülkasten. Fig. 2 shows a device according to FIG. 1 in a toilet cistern.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die rohrförmige Kathode 1 mit Öffnungen 5 versehen, welche eine beliebige Konfiguration aufweisen können. Über eine Halterung 3 ist im Zentrum der Kathode eine etwa zylindrische Anode gehalten. Anode und Kathode werden durch die Halterung 3 kurzgeschlossen. An ihrem unteren Ende 6 ist die Anode kürzer als die sie umgebende Kathode. Im übrigen richtet sich die Länge von Anode und Kathode nach der aufzubereitenden Wassermenge bzw. nach der gewünschten Aufbereitungsgeschwindigkeit. As shown in Fig. 1, the tubular cathode 1 is provided with openings 5, which can have any configuration. An approximately cylindrical anode is held in the center of the cathode via a holder 3. Anode and cathode are short-circuited by the holder 3. At its lower end 6, the anode is shorter than the cathode surrounding it. In addition, the length of the anode and cathode depends on the amount of water to be treated or on the desired treatment speed.

Die Kathode ist aus einem Chromstahlblech gefertigt und kann auf einfachste Weise mit Hilfe von Punktschweiss-nähten 7 mit der Halterung verbunden werden, welche ebenfalls aus Chromstahl gefertigt ist. Die zylindrische Anode besteht aus hochwertigem Magnesium und kann von handelsüblichem Stangenmaterial abgelängt werden. Selbstverständlich können für den Bau der Vorrichtung auch andere Metalle verwendet werden, welche in der Spannungsreihe eine ausreichende Spannung ergeben. So wäre es insbesondere denkbar, anstelle von Magnesium Aluminium zu verwenden. The cathode is made of a chrome steel sheet and can be connected in the simplest way with the help of spot weld seams 7 to the holder, which is also made of chrome steel. The cylindrical anode is made of high quality magnesium and can be cut to length from commercially available rod material. Of course, other metals can be used for the construction of the device, which result in a sufficient tension in the voltage series. It would be particularly conceivable to use aluminum instead of magnesium.

Sobald der Stromkreislauf durch das als Elektrolyt wirkende Wasser geschlossen wird, entsteht ein Stromfluss mit positiv geladenen Ionen. Die Stromdichte wird durch die Zusammensetzung des Wassers bestimmt. Das gebildete Hydroxyd ist in der Lage, die aggressive Kohlensäure zu neutralisieren und 02 chemisch zu binden. Durch das ionisierte Wasser wird der Kalk mit dem aktiven Hydroxyd teilweise gebunden und ausgeschieden. Der Kalk verliert in bekannter Weise die Hafteigenschaft und kann sich nicht mehr an den Behälterwandungen festsetzen. Es ist möglich, den pH-Wert des Wassers bis auf einen Wert von 8 zu bringen. As soon as the circuit is closed by the water acting as an electrolyte, a current flow with positively charged ions is created. The current density is determined by the composition of the water. The hydroxide formed is able to neutralize the aggressive carbonic acid and chemically bind it. The lime with the active hydroxide is partially bound and excreted by the ionized water. The lime loses its adhesive properties in a known manner and can no longer adhere to the container walls. It is possible to bring the pH of the water up to 8.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

649976 649976

Wie in Fig. 2 dargestellt, kann das galvanische Element 10 beispielsweise auf den Boden eines Klosett-Spülbehälters 8 gestellt werden. Am Boden des Behälters lagert sich eine Schicht 9 aus Kalk und Verunreinigungen ab. Um zu verhindern, dass die Anode über diese Schicht nochmals mit der Kathode kurzgeschlossen wird, ist die Anode 2 kürzer ausgebildet als die Kathode 1. Gegenüber den bekannten chemischen Wasserzusätzen in Spülkästen weist die Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung erhebliche Vorteile auf. Der Spülkasten und die Wasserventile bleiben frei von Kalkverklebungen und Ablagerungen. Der koagulierte Kalk wird bei jedem Spülvorgang ausgeschwemmt, so dass sich der Spülkasten von selbst reinigt. Im Gegensatz zu den chemischen Entkalkungsmitteln entsteht keine Belastung des Abwassers mit chemischen Zusätzen. Im übrigen liegt die Lebendsdauer einer erfindungsgemässen Vorrichtung weit über derjenigen chemischer Additive, welche in 5 fester Form in den Spülkasten gehängt werden. As shown in FIG. 2, the galvanic element 10 can for example be placed on the bottom of a toilet flushing container 8. A layer 9 of lime and impurities is deposited on the bottom of the container. In order to prevent the anode from being short-circuited with the cathode again via this layer, the anode 2 is shorter than the cathode 1. The use of the device according to the invention has considerable advantages over the known chemical water additives in cisterns. The cistern and the water valves remain free of lime build-up and deposits. The coagulated lime is washed out with each flushing process, so that the cistern cleans itself. In contrast to chemical decalcifying agents, there are no chemical additives in the wastewater. For the rest, the lifespan of a device according to the invention is far longer than that of chemical additives which are suspended in solid form in the cistern.

Ersichtlicherweise sind je nach Verwendungsweck modifizierte Bauweisen der Vorrichtung denkbar, ohne dass dabei der Gegenstand der Erfindung verlassen würde. So ist es insbesondere denkbar, dass die Kathode eine andere als io die dargestellte Rohrform aufweist, oder dass die Anode als Hohlzylinder ausgebildet ist. Es wäre auch denkbar, einzelne galvanische Elemente derart auszubilden, dass ihre Kapazität durch Zusammenbauen vergrössert werden kann. Obviously, modified designs of the device are conceivable, depending on the intended use, without the object of the invention being thereby abandoned. It is particularly conceivable that the cathode has a tube shape other than that shown or that the anode is designed as a hollow cylinder. It would also be conceivable to design individual galvanic elements in such a way that their capacity can be increased by assembly.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Device for preventing limestone in water containers, characterized by a galvanic element (10) which has a tubular cathode (1), in the center of which a cylindrical anode (2) is arranged by means of a holder (3) in such a way that the holder has the both poles are short-circuited.

2. Device according to claim 1, characterized in that the holder (3) is arranged at one end (4) of the tubular cathode (1).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the cylindrical anode (2) is shorter than the tubular cathode.

4. The device according to claim 1 to 3, characterized in that the tubular cathode has openings (5) distributed over its entire circumference.

5. The device according to claim 1 to 4, characterized in that the anode is made of magnesium and the cathode made of chrome steel.