DE10101625A1 - Aquarien-und Teichfilter - Google Patents

Description

Klärung von Aquarien- und Teichwasser durch Abtötung von Schwebealgen, bakteriellen Krankheitserregern und von im Wasser treibenden organischen Schwebestoffen durch Bestrahlung mit SHF (Mikrowellen).

Der bisherige Stand der Technik

• 1. Filter, die das zugeführte Wasser über Filtermaterial leiten, die Schwebeteilchen im Wasser ausfiltern. Die Filter müssen ständig von Schlamm, Schwebealgen und Verunreinigungen gesäubert werden, damit die Filterleistung erhalten bleibt.
  Im Fachhandel angeboten.
• 2. Filter, wie in Nr. 1 beschrieben, als Druckfilter ausgeführt mit zusätzlichem Granulat gefüllt, z. B. zerkleinerte Lava. Im Granulat entwickeln sich in einigen Wochen im Dauerbetrieb Mikroorganismen, die durch die nun einsetzende biologische Klärung des Wassers den mechanischen Filtervorgang durch Abtötung von Algen und organischen Schwebestoffen unterstützten. Diese Art der Filterung bedarf ebenfalls einer laufenden Entfernung des dem Filter zugeführten Schlammes, Verunreinigungen, Algen usw., damit der Filter funktioniert. Zusätzlich muss der biologische Teil der Anlage fortwährend von Schlamm gereinigt werden, damit die Mikroorganismen ihre Arbeit ausführen können.
  Im Fachhandel angeboten.
• 3. Filter, die durch Neonröhren mit einem hohen Anteil an UV-Strahlen durchfließendes Wasser durch die Abtötung von Schwebealgen, bakteriellen Krankheitserregern und organischen Schwebestoffen reinigen. Diese Art der Filterung hat den Nachteil, dass nach einiger Zeit die UV-Röhren ausgebrannt sind und durch neue UV-Röhren ersetzt werden müssen.
  Im Fachhandel angeboten.

Ausführung und Arbeitsweise des Mikrowellen-Filters

Die Aquarien- und Teichfilter können in jeder beliebigen Form und Größe angefertigt werden.

Eine verschraubbare oder abdeckbare Öffnung erlaubt das Reinigen des Filters.

Ein Durchfluss von Teich- oder Aquarienwasser durch den Filter erfolgt mittels Schlauch- oder Rohrleitungen. Angetrieben durch eine Pumpe oder durch Höhenunterschied des zugeführten Wassers zum Filter.

Von einem außerhalb des Filters angebrachten Mikrowellen-Generator wird eine Antenne in den Filter geleitet.

Der Pluspol bildet ein Antennensystem, angepasst an den Filterinnenraum.

Der Minuspol der Antenne wird an die Filterwand angeschlossen.

Die Filterwand besteht aus V4 A-Stahl. Ein anderes Material kann noch als Außenwand hinzugefügt werden.

Die V4 A-Stahl-Filterwand als Minuspol ist optimal, dadurch wird eine gleichmäßige Mikrowellenbestrahlung des Filterinnenraumes erreicht.

Bei Benutzung eines anderen Metalls würden in Verbindung mit Wasser Atome vom Metall abgespalten werden, die zu Ionen zerfallen und bei ausreichender Konzentration im Wasser die Fische absterben lassen.

Die Antennenlänge des Pluspols beträgt ein Bruchteil der halben Wellenlänge der verwendeten Frequenz, zur Erzielung einer optimalen Antennenleistung.

Bei Einschaltung des Mikrowellen-Generators und Durchfluss von Teich- oder Aquarienwasser durch den Filter werden die im Wasser befindlichen Schwebealgen, bakteriellen Krankheitserreger und organischen Schwebestoffe durch die Mikrowellenbestrahlung abgetötet.

Benötigtes Material des Filters Das Beispiel wird für einen Fischteich angegeben

• - Ein Mikrowellengenerator mit der notwendigen Verstärkung.
• - Aufgeführtes Beispiel eines 2,44 Ghz (Gigahertz)-Generators mit den Maßen (20 × 30) mm, Höhe 5 mm. In SMD und herkömmlicher Technik auf einer einseitig beschichteten Cu-Lochplatte montiert. Der Schaltplan darf nicht veröffentlicht werden aufgrund von Schutzansprüchen. Aufgeführt in dem Elektronikbaubuch "300 Oszillatoren" von Rudolf Graf vom Elector Verlag GmbH Aachen. Der Generator wurde mit 1,8 Ghz beschrieben, Seite 243, und vom Antragsteller leicht modifiziert, um eine höhere Leistung von 2,44 Ghz zu erzielen.
• - 4 Verstärkergruppen. Masse je Verstärkergruppe (40 × 50) mm, Höhe 3 mm. Mit SMD und herkömmlicher Technik, auf beidseitig kupferbeschichtete Leiterplatten montiert. Pro Verstärkergruppe mit jeweils 4 MICS (Monolithische integrierte Mikrowellen- Schaltkreise), Größe (5 × 5) mm, mit der jeweils nach Frequenz notwendiger Außenbeschaltung.

Kaskadierbar. Mit 50 Ohm Eingangs- und Ausgangsimpedanz. Pro Verstärkergruppe 68 dB (Dezibel). Zusammengeschaltet mit 272 dB. Die Schaltpläne dürfen ebenfalls nicht veröffentlicht werden aufgrund von urheberrechtlichen Gründen. Die Schaltpläne sind aufgeführt im Elektor Verlag Aachen, Autor Joseph J. Carr, Seite 262-280, Teil 2, "Geheimnisse des HF-Schaltungsentwurfs".

• - Der Generator und die Verstärkergruppe werden mit 9,50 Volt DC und 500 mA über einen Netztrafo 220 Volt, 50 Hertz betrieben.
• - Einer Antenne, Gesamtlänge 1.220 cm. Die Antenne beträgt den Bruchteil einer halben Wellenlänge von 2,44 Ghz. zur Erzielung einer optimalen Antennenleistung.
• - Die Antenne besteht aus 2 Teilen. Vom Generator-Anschluss bis zum Filter besteht die Antenne aus Coax, Luftzellenkabel 50 Ohm. Cu 2,70 mm ∅, Aircom Plus, Länge 42 cm. Frequenzbereich bis 10 Ghz.
• - Im Filterraum wird eine Coax-Kabel-Antenne von 1,1 mm ∅, Cu, 50 Ohm benutzt. Die äußere Ummantelung mit der Erde, Minuspol, wurde entfernt. Coax-Kabel hat sich im Test als bester Mikrowellen-Überträger erwiesen. Die Länge der Antenne im Filter beträgt 1178 cm.
• - Die Höhe der Antenne im Filter beträgt 45 cm und ist in 13 gleichschenklige Dreiecke zu einem Kreis von 9 cm ∅ geformt. Die beiden Enden der Antenne werden mit 2 Kabelbinder zusammen verbunden. Das offene Ende des nicht aus dem Filterraum geführten Coax-Kabels wird mit Epoxydharz verschlossen, damit bei Betrieb des Filters plus und minus isoliert bleiben.
• - 1. Aluminium-Spritzgussgehäuse. Maße (113 L × 88 B × 50 H) mm. Verschließbar mit Deckel. Mit 2 Kabelverschraubungen aus Kunststoff für Antennen- und Stromanschluss versehen.
• - 1 Rohr 50 cm lang, 15 cm ∅, Material V4 A Stahl, 0,7 mm Wandung.
• - 1. Kunststoff-Kappe mit 15 cm ∅, 5 cm Randhöhe.
  1. Kunststoff-Kappe mit 15 cm ∅, 2 cm Randhöhe.
• - 1. Schlauchanschluss-Verschraubung 3/4" Kunststoff
• - 1 Schlauch 3/4" Kunststoff, 30 cm lang.
• - 2 Scheiben 15 cm ∅, aus V4 A Stahl mit 0,7 mm Wandstärke.
• - 3 Kunststoff-Stäbe je 47 cm lang, 6 mm ∅ 2 Kunststoffstäbe 15 cm lang, je 6 mm ∅
• - 1 Kunstsstoffstab 33 cm lang, 8 mm ∅
• - 16 Kabelbinder, 10 cm lang, Kunststoff.
• - 50 gr. 5 Minuten Epoxydharz. Härter und Harz, wasserfest.
• - 30 cm V4 A Stahldraht 1 mm ∅
• - 3 Schrauben mit Muttern M5, 10 mm lang in V4 A Stahl.

Aufbau des Mikrofilters

In dem 50 cm langen und 15 cm ∅ V4 A-Stahlrohr werden 2 Löcher für den Zu- und Abfluss des Teichwassers gebohrt (mit einem Edelstahlbohrer, Cobalt HSS-E).

Das Loch für den Wasserzufluss wird 7 cm über ein Rohrende mit 19 mm ∅ gebohrt. Eine Kunststoffschlauch-Steckverbindung wird in dem Loch verschraubt und mit Epoxydharz abgedichtet.

Ein weiteres Loch für den Wasserabfluss mit einem ∅ von 20 mm wird am anderen Ende des V4 A-Filterrohres gebohrt. Der Mittelpunkt des Loches vom Rohrende beträgt 30 mm.

Die beiden Kunststoffkappen mit 15 cm ∅ werden von innen mit je einer V4 A-Stahlscheibe 0,7 mm stark versehen und mit Epoxydharz aufgeklebt.

Die Kunststoffkappe mit 15 cm ∅ und 2 cm Randhöhe wird an der Wasserabflussseite ohne Befestigung auf dem V4 A-Stahlrohr angebracht.

Auf der Kappe mit der 2 cm Randhöhe wird ein 8 mm ∅ und 33 cm langer Kunststoffstab mit Epoxydharz aufgeklebt. Der Stab dient als Fixierung des V4 A-Stahl-Filterrohres, das in einem Kunststoffbehälter eingesetzt wird. Der Kunststoffstab ragt an beiden Seiten gleichmäßig über das Filterrohr hinaus.

Der Mikrowellenfilter wurde vom Anmelder des Gebrauchsmusterschutzes in einem bereits am Teichrand eingegrabenen Schlamm- und Sandfang angebracht. Der ∅ des Kunststoffbehälters mit Deckel beträgt 33 cm und die Tiefe 63 cm.

Der Kunststoffbehälter ist an einem Zu- und Abflussschlauch von 3/4" angeschlossen. Das Wasser aus einem 10 m³ Fischteich wird über eine 25 Watt, 220 Volt Netzstrom-Pumpe durch den Kunststoffbehälter geleitet und dem Fischteich wieder zugeführt. Die Öffnung des Zulaufes im Behälter befindet sich 10 cm über dem Boden und der Ablauf im Kessel 40 cm über dem Wassereinlaufstutzen. Die Pumpe im Teich befindet sich 40 cm unterhalb der Wasseroberfläche.

Der 50 cm lange V4 A-Stahlrohr-Filter wird nach Fertigstellung in den Kunststoffbehälter eingesetzt.

An dem Rohrende des Wasserzuflusses des V4 A-Stahlrohres wird die Kunststoffkappe mit 15 cm ∅ und 5 cm Randhöhe mit Epoxydharz (wasserfest) verklebt.

An dem V4 A-Rohrende des Wassereinlaufes wird 20 mm vom Rohrand ein Loch von 5 mm ∅ gebohrt. Durch das V4 A-Stahlrohr und durch den Rand der aufgeklebten Kappe. Durch dieses Loch wird eine V4 A-Stahlschraube, 10 mm lang, eingeführt und mit einem 4 cm langen, 1 mm ∅ V4 A-Stahldraht verschraubt. Das freie Ende des V4 A-Stahldrahtes wird auf der Rohrinnenseite auf dem Kappendeckel mit Epoxydharz verklebt.

Am oberen Ende des V4 A-Stahlrohres, an der Seite mit dem 2 cm Kappenrand, wird ein 5 mm ∅ Loch für eine 10 mm lange V4 A-Stahlschraube M 5 gebohrt. 30 mm vom Rand des V4 A-Stahlrohres sowie ein gleichgroßes Loch, 30 mm vom Rand der Kappe auf dem die 33 cm lange Kunststoffstange aufgeklebt ist. In jedes der 2 Löcher wird eine M5 V4 A- Stahlschraube, 10 mm lang geführt und mit einem 15 cm langen, 1 mm ∅ V4 A-Stahldraht verschraubt.

Der obere Deckel wird für eine Reinigung des Filters abgenommen.

Der Minuspol des Generators ist nun mit dem Filterrohr und den beiden Abschlusskappen verbunden.

Die Ringantenne wird nun in den Filterraum eingesetzt. Als Fixierung der Antenne zum Filterrand werden zwei 6 mm ∅ und 15 cm lange Kunststoffstäbe kreuzweise am oberen und unteren Ende der Antenne mit Kabelbinder angebracht.

In der Mitte des Filterrohres, innerhalb des Plus-Antennenringes wird ein V4 A-Rohr, 10 mm ∅ angebracht, das auf 47 cm Höhe abgebogen wird und mit dem Minuspol an der V4 A-Schraube am V4 A-Stahlrohr verbunden wird. Das 10 mm ∅ V4 A-Stahlrohr wird im Filter am unteren Fixierungsstab mit einem Kabelverbinder befestigt. Es dient als zusätzlicher Minuspol.

Der Anschluss der Ringantenne im Filterraum wird durch eine 10 mm ∅ Kabelverschraubung nach außen geführt. Ein Loch von 10 mm ∅ wird in 30 mm Abstand in dsm V4 A-Stahlrohr gebohrt, an der die nicht befestigte Kappe angebracht ist. Eine 10 mm ∅ Kabelverschraubung wird in dem Loch eingeschraubt.

Der Mikrowellengenerator 2,44 Ghz und die 4 mit Kabelbinder zusammengebundenen Verstärkerbauteile werden in dem Alu-Spritzgehäuse eingesetzt und die Anschlüsse durch Kabelverschraubungen nach außen geführt. 1 Stromanschluss 9,50 Volt DC, 500 mA sowie der Antennenanschluss mit Coax-Kabel, jeweils 10 cm lang.

Die 4 aufeinander gepackten Verstärkerbauteile werden durch Gummipuffer voneinander getrennt, um Kurzschlüsse zu verhindern.

Das Metallgehäuse verhindert eine Abstrahlung der Hochfrequenzstrahlung.

Das Metallgehäuse mit dem Mikrowellengenerator und den Verstärkern wird am Innenrand des Kunststoffbehälters unter dem Deckel befestigt.

Der Coax-Kabel-Anschluss vom Verstärker-Block bis zum Filter ist 43 cm lang. Verwendet wird Luftzellenkabel 50 Ohm, Cu 2,7 mm ∅, verwendbar bis 10 Ghz.

Das V4 A-Filterrohr wird nun an den Steckverschluss mit einem 3/4", 30 cm langen Schlauch verbunden. Der Schlauch wird am anderen Ende mit dem Wasserzufluss-Anschluss vom Teich verbunden. Der Wasser-Steckanschluss am V4 A-Stahlrohr befindet sich unten an dem aufrecht im Kunststoffbehälter stehendem V4 A-Stahlrohr.

Bei Inbetriebnahme der Pumpe im Teich, fließt das Teichwasser in dem V4 A-Filterrohr empor. Am anderen Ende des V4 A-Stahlrohres fließt das Wasser dann aus dem 20 mm ∅ Loch in den Kunststoffbehälter. Hat das Wasser im Kunststoffbehälter die Höhe des Abflussrohres im Kunststoffbehälter erreicht, fließt es wieder in den Teich zurück.

Die Anschlüsse des Generators werden nun mit der Stromzuführung und das Coax-Kabel mit dem Filter verbunden.

Der Teichfilter in Mikrowellentechnik ist nun betriebsbereit.

Inbetriebnahme des Mikrowellenfilters

Am Mikrowellengenerator wird die Stromversorgung eingeschaltet.

Bei Inbetriebnahme der Pumpe im Teich fließt Teichwasser durch den Teichfilter.

Die im Generator erzeugte und verstärkte Frequenz von 2,44 Ghz und 272 dB wird über die Antenne in den Filterraum geleitet und tötet in dem durchfließenden Wasser die Schwebealgen, bakteriellen Krankheitserreger und organischen Schwebestoffe ab.

Bei einer Pumpenleistung von 25-50 Watt, 220 Volt und einem 3/4" Schlauchanschluss fließt das Wasser zweimal in 24 Stunden durch den Filter bei einem Volumen von 10 m³ Teichwasser.

Bei einer Pumpenleistung von 25-50 Watt, 220 Volt und einem 3/4" Schlauchanschluss beträgt der Wasserfluss 10 Liter in 45 Sekunden.

Das V4 A-Filterrohr fasst 7,95 Liter Wasser bis zur Wasserabflussöffnung, welches in 35,78 Sekunden durch das Filterrohr fließt.

Das heißt, dass die Schwebealgen usw. bei jedem Wasserdurchlauf 35,78 Sekunden lang mit den Mikrowellen bestrahlt werden.

Eine ausreichende Zeit, um bei 2,44 GHz und 272 dB ein Absterben der Schwebealgen, bakteriellen Krankheitserreger und organischen Schwebestoffe zu erzielen.

Reinigung des Teichfilters

Bei jeder Reinigung die Stromversorgung des Filters und der Pumps abstellen. Den oberen Deckel des Filterrohres abnehmen und die Steckverbindung des Schlauches abziehen.

Mit einem Wasserschlauch oder einem Gefäß den Filterraum vorsichtig ausspülen. Die Antenne darf nicht beschädigt werden.

Das in den Filterraum gesprühte Wasser und vorhandener Schmutz fließt durch den geöffneten Wassereinlauf ab.

Die Vorteile des beschriebenen neuen Filters gegenüber der bestehenden Filtertechnik

Die laufende Reinigung von Algenschlamm der Filtermatten, Filtersteinen und Filtergranulat, wie in Nr. 1 und 2 beschrieben, entfällt.

Bei starker Verschmutzung der Matten und Filtermedien erholen sich die Algen wieder sehr schnell und ein ständiges Auf und Ab des Algenbefalls in den Teichen und Aquarien ist zu beobachten.

Werden die Filtermedien nicht gereinigt, erfolgt überhaupt keine Filterung mehr.

Bestehende Filtertechnik Zu Ausführungen 1., 2., 3.

• 1. Mit der Zeit verderben die Filtermatten, egal welcher Form und Art durch das ständige Reinigen und müssen durch neue ersetzt werden.
  Oder ein neuer Filter wird benötigt.
• 2. Das Granulat und poröses Lavagestein oder künstliche Produkte werden benutzt, damit Bakterien sich in den Hohlräumen ansiedeln und die Filterwirkung erzeugen oder erhöhen, indem sie die Schwebealgen, bakterielle Krankheitserreger oder organische Schwebestoffe als Nahrung benutzen.
  Nach einiger Zeit muss das Granulat und poröses Lavagestein oder künstliche Produkte erneuert werden, weil die porösen Stellen sich mit Schlamm zusetzen und verhärten. Dadurch finden die Bakterien keinen Halt mehr und werden abgeschwemmt.
  Damit eine Filterung wieder zustande kommt, muss neues Material gekauft werden.
  Oder ein neuer Filter wird benötigt.
• 3. Filter mit UV-Stäben halten nur begrenzte Zeit.
  Die UV-Filterstäbe zerbrechen bei Stoß, Transport, Reinigung usw. sehr leicht.
  Die Wirkung der UV-Strahlung lässt je nach Größe und Herstellung nach einiger Zeit nach oder verliert ganz ihre Wirkung.
  Eine neue UV-Röhre muss gekauft werden.
  Oder ein neuer Filter.

Zu Nr. 1., 2., 3. Seite 1 und 2 "Bestehende Filtertechnik/Neuer Filter"

• 1. Der beschriebene Arbeitsaufwand in Nr. 1 und 2 entfällt bei dem aufgeführten Mikrowellenfilter. Die unhygienische Entfernung des Algenschlammes ist nicht mehr nötig.
• 2. Die in Nr. 1., 2., 3. beschriebenen notwendigen Kosten entfallen bei dem aufgeführten Mikrowellenfilter.

Claims (3)

1. Aquarien- und Teichfilter zur Abtötung von Schwebealgen, bakteriellen Krankheitserregern und organischen Schwebestoffen,
gekennzeichnet durch
SHF (Mikrowellen)-Bestrahlung von Aquarien- oder Teichwasser, das durch einen geschlossenen Behälter fließt. Der Wasserdurchfluss erfolgt durch eine Pumpe mit Schlauchanschlüssen an dem Behälter oder durch Höhenunterschied des zugeführten Wassers zum Filter.
Die Mikrowellen werden durch einen SHF-Generator erzeugt.
Der SHF-Generator befindet sich außerhalb des wasserdurchflossenen Behälters.
Die Mikrowellen werden über eine Antenne in den wasserdurchflossenen Behälter übertragen.

2. Aquarien- und Teichfilter nach Patentanspruch 1,
gekennzeichnet durch
Aufstellung eines SHF-Filters an einem Teich oder Aquarium. Oder in einem Teich oder Aquarium unterhalb oder oberhalb der Wasseroberfläche.

Mikrowellen werden wahlweise mit oder Batteriestrom durch einen SHF- Generator erzeugt.