-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Mauerwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Trocknen von Mauerwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
-
Es ist bekannt, dass Flüssigkeiten aufgrund ihrer Oberflächenspannung kapillare Kräfte entwickeln, welche in der Lage sind, der Gewichtskraft der Flüssigkeit entgegenzuwirken und durch sogenannte „Kapillarwirkung” in kleinen Röhrchen aufzusteigen. Darüber hinaus ist es auch bekannt, dass das sogenannte Zeta-Potential das elektrische Potential an der Abscherschicht eines bewegten Teilchens in einer Suspension darstellt und die Fähigkeit eines von einer Ladung hervorgerufenen Feldes beschreibt, Kraft auf andere Ladungen auszuüben. Die Ausbildung elektrischer Ladungen an Grenzflächen kann z. B. durch Reibung oder thermische Bewegung erfolgen. Feste lipophile Teilchen in einem hydrophilen Dispersionsmittel sind meistens negativ geladen und bilden die sogenannte „innere Helmholtz-Schicht”, während positiv geladene Ionen – sogenannte „Gegenionen” – in der äußeren Helmholtz-Schicht angezogen werden, so dass elektrische Doppelschichten entstehen. Weitere sich in einer diffusen Schicht nur locker anordnende Ionen reichen in die umgebende flüssige Phase hinein. Durch molekulare oder Wärmebewegung liegt eine Schicht diffuser positiver und negativer Ionen vor, so dass sich Ionen gleichsinniger Ladung gegenseitig abstoßen, die Gesamtladung aber ausgeglichen ist.
-
Die gattungsbildende
DE 298 22 684 U1 betrifft eine Vorrichtung zur Mauerentfeuchtung auf elektronischer Basis mit einem adäquat kugelförmigen, pulsierenden elektrischen und magnetischen Feld, welches sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass über Spulen ein magnetisches Energiefeld erzeugt wird, welches auf der Grundlage der Beeinflussung des gravomagnetischen Feldes dafür sorgt, dass Wasser im Mauerwerk abwärts wandert.
-
Die
AT 408 111 B betrifft eine Einrichtung zur Abstrahlung eines elektromagnetischen Wechselfeldes zum Entfeuchten und/oder Trockenhalten von Mauerwerken, wobei ein Schwingungsgenerator einen rechteckförmigen Spannungsverlauf mit einer Frequenz im Bereich von 6–15 Hz. erzeugt, welcher über eine Antenne als Wechselfeld abgestrahlt wird. Über ein Potentiometer ist dabei die entsprechende Frequenz der Wechselspannung bzw. des Wechselfeldes einstellbar.
-
Die
DE 102 02 764 A1 betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Entfeuchten eines Mauerwerkes. Dieses zeigt die Einbringung zumindest zweier Mauerwerkelektroden und zumindest einer Bodenelektrode in das Mauerwerk bzw. den Bodenbereich, wobei zwischen den Mauerwerkelektroden und der Bodenelektrode eine Gleichspannung angelegt wird, welche ein elektrisches Feld zwischen den Mauerwerkelektroden und den Bodenelektroden erzeugt, und wobei gleichzeitig in periodischen Abständen die Gleichspannung mit einer umgekehrt gepolten Impulsspannung überlagert werden kann. Durch die umgekehrt gepolte Impulsspannung wird dabei erfindungsgemäß zeitweise eine Abreicherung der mit Ionen bzw. leitfähigen Mineralien und Säuren angereicherten Wassermoleküle erreicht.
-
Die
DE 10 2005 055 889 A1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beeinflussung von Fließvorgängen, wobei zur Erzeugung eines hochfrequenten elektrischen Feldes eine als Teslaspule ausgebildete Spule, welche gleichzeitig die Sekundärspule eines Transformators ist, eingesetzt wird und wobei die zur Abstrahlung des elektrischen Feldes bzw. magnetischen Feldes eingesetzte Antenne bevorzugt kugelförmig ausgebildet ist.
-
Ausgehend von der
DE 298 22 684 U1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren, bzw. eine verbesserte Vorrichtung zum Trocknen von Mauerwerk mit Hilfe elektrischer und magnetischer Felder zur Verfügung zu stellen.
-
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bzw. durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst. Die Erfindung besteht insbesondere darin, dass das in das Mauerwerk aufgestiegene, kolloide bzw. kolloid-disperse Flüssigkeitssystem derart sowohl einem elektrischen Feld als auch einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, dass das magnetische Feld und das elektrische Feld in Form von Impulsen erzeugt werden und beide Felder zueinander phasenverschoben sind. Durch die Änderung der Oberflächenspannung bzw. des Zeta-Potentials lassen sich vielfältige Anwendungen in der Technik realisieren. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beaufschlagt ein Impulsgeber einen Oszillatorschwingkreis mit Impulsen, so dass der Oszillatorschwingkreis in einem Spulenkreis im Wesentlichen rechteckförmige magnetische Felder und zwischen Elektroden entsprechende elektrische Felder erzeugt. Diese Felder sollten bevorzugt im Wesentlichen unter rechtem Winkel, d. h. ”senkrecht” aufeinander stehen.
-
Aufgrund einer elektrokinetischen Wirkung der zwei aufeinander abgestimmten und zueinander stehenden magnetischen und elektrischen Felder, die insbesondere in aktiven Zeitperioden getaktet, in passiven Zeitperioden aber nicht getaktet werden, wirken diese unmittelbar auf die Konsistenz von kolloiden Stoffen ein. Dadurch wird das Cluster-Verhalten und die Molekülstruktur beispielsweise in den Kapillaren beeinflusst. Die im Wesentlichen rechteckförmigen Impulssignale für die beiden Felder mit ihren spezifischen Inhalten, wie Impulsbreite, Impulspause und Impulshöhe, bewirken einen periodischen Anstoß zur Änderung der Ladungszustände und eine Bewegungsänderung der Kolloidal-Molekularstruktur mittels an sich ”elektroschwacher” Wechselwirkung. Dies führt zur Anregung eines Richtungswechsels der kolloidalen Drift. Verantwortlich hierfür sind vermutlich die sogenannten neutralen Vektrobosonen Z0, die bei einer elektroschwachen Wechselwirkung zwischen den wechselwirkenden Elementarteilchen ausgetauscht werden. Hierdurch kann die Oberflächenspannung und daher die Kapillarkraft vermindert werden. Da die Oberflächenspannung bei beispielsweise Wasser auch von den Inhaltsstoffen, wie gelösten Salzen, Mineralien, Schadstoffen, abhängt, kann mit Hilfe der Erfindung auf die Konsistenz der Flüssigkeit eingewirkt werden.
-
Die Impulssignale mit ihren spezifischen Inhalten, wie Pulsbreite und Pulspause bewirken periodisches Anstoßen der Molekülstruktur bzw. Kolloiden-Struktur zum Ändern der Ladungszustände und Bewegungen mittels schwacher Wechselwirkungen.
-
Abgesehen von der Möglichkeit, die Kapillarkraft zu vermindern, ist auch eine leichtere Verdampfbarkeit von Flüssigkeiten realisierbar. Aufgrund der relativ schwachen Felder, wonach beispielsweise das magnetische Feld in einem Abstand von etwa 50 cm von der Abstrahlungsquelle eine magnetische Flussdichte von nur zwischen 0,010 und 0,050 μT aufweist, und dadurch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung auch keine Zerlegung des Wassers oder andere Flüssigkeiten in der chemischen Beschaffung hervorruft, wird auch Umweltschutzauflagen Rechnung getragen. Es hat sich gezeigt, dass die bei der Erfindung angewendeten elektrischen bzw. magnetischen Felder zu schwach sind, um merkliche Einflüsse auf Lebewesen, insbesondere den Menschen, wie im Falle des so genannten ”Elektrosmogs” auszuüben. Außerdem kann das erfindungsgemäß behandelte Wasser ohne Qualitätsverlust zum Trinken oder zum Gießen von Pflanzen verwendet werden.
-
Es empfiehlt sich, das magnetische Feld im Wesentlichen senkrecht bzw. im rechten Winkel (um 90°) auf das elektrische Feld auszurichten. Darüber hinaus empfiehlt es sich, den Oszillatorschwingkreis im Wesentlichen rechteckförmige Impulse einer Impulsbreite zwischen 50 und 200 μs erzeugt. Die Impulsfrequenz sollte 15 und 800 Hz betragen.
-
Die Oszillatorschwingungen werden jeweils zwischen 5 und 60 min, insb. 20 min, mit jeweiligen Schwingungspausen zwischen etwa 15 und 180 min, insbesondere von etwa 60 min, eingeschaltet. Die Einschaltzeiten, d. h. die zeitliche Länge der ”Einschaltzeit” kann entweder über ein Zeitschaltglied fest oder automatisch in Abhängigkeit von der Feuchte des zu behandelnden Gutes eingestellt bzw. gesteuert werden. Das Verhältnis der Einschaltzeit zur Pause sollte zwischen 4:1 und 2:1, insb. 3:1 betragen.
-
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Spulenkreis eine erste Spule und eine zweite Spule zum Erzeugen der magnetischen Felder mit Feldrichtungen auf, die zu den elektrischen im rechten Winkel zueinander verlaufen. Die erste Spule sollte zwischen 300 und 400 Windungen und einen Spulendrahtdurchmesser zwischen 0,7 und 1,3 mm aufweisen.
-
Die zweite Spule für die magnetischen Felder sollte etwa 20 bis 60 Windungen und einen Spulendrahtdurchmesser zwischen etwa 0,2 und 0,7 mm aufweisen.
-
Zur Steuerung von Impulsbreite, Impulspause und/oder Impulshöhe empfiehlt sich die Verwendung eines Leistungsreglers, der in Abhängigkeit von einer ausgewählten Eigenschaft des Flüssigkeitssystems auf den Oszillatorschwingkreis und daher die Erzeugung der beiden Felder einwirkt. Hier ist eine Regelung in Abhängigkeit vom Zustand des betreffenden Flüssigkeitssystems möglich, dessen Zustand geändert werden soll.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erfindungsgemäß insbesondere zum elektrokinetischen Entfeuchten von Mauerwerk verwendet. Durch die Verminderung der Oberflächenspannung und daher der Kapillarkraft von beispielsweise Grundwasser, das im Mauerwerk aufgestiegen ist, kann die Kapillarkraft soweit abgesenkt werden, dass sie keine das Mauerwerk schädigende Wirksamkeit mehr hat.
-
Die Erfindung ist aber auch zum Trocknen von insbesondere hygroskopischen Stoffen geeignet. So können beispielsweise in der Landwirtschaft Getreide, Gemüse, Futtermittel, Erntegut und Pflanzen getrocknet bzw. entfeuchtet werden. Auch in der Lebensmittelproduktion, beispielsweise bei Fleisch oder Teigwaren, oder im Bauwesen, beispielsweise zum Trocknen von Putzen, Baustoffen, Bindemitteln, Zuschlagstoffen, Sanden, Erdreich und auch Holz, bietet die Erfindung große Vorteile. Die langwelligen Impulse der beiden Felder ändern die Clusterbildung bei Wasser und den molekularen Verbund anderer Flüssigkeiten. Es findet eine Umwandlung in Form einer schwachen Wechselwirkung mit der kolloiden Substanz statt, was auch ein leichteres Verdampfen der Flüssigkeit befördert.
-
Bevorzugte Ausbildungsformen der Erfindung sind im Folgenden anhand der Zeichnung schematisch beschrieben. Dabei zeigen:
-
1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
-
2 den Aufbau und die Anordnung der beiden Spulen zur Erzeugung der magnetischen Felder,
-
3 das Amplituden-/Zeit-Diagramm der zum Erzeugen der Felder dienenden Impulse und
-
4 die Einschaltzeiten A für das Impulsprogramm von 3,
-
5a und 5b einen schematisierten Vergleich der kolloidalen Clusterstruktur eines Wassertetraeders bei normalem Wasser (4a) und nach der Erfindung behandeltem Wasser (4b).
-
Gemäß 1 dienen Sensoren 7 bzw. Sonden, die als variable Antennen die kapazitive Feuchte in oder an Mauerwerk ermitteln können, zur Weiterleitung von feuchteabhängigen Steuersignalen an einen Leistungsregler 4, der die Feuchtesignale in eine aquivalente Spannung zwischen 0 und etwa 10 Volt umwandelt. Der ermittelte Wert wird insbesondere periodisch als Regelgröße zur Impulsaussteuerung verwendet.
-
Die elektrokinetische Leistungsregelung erfolgt im Leistungsregler 4. Die Zeitregelung kann automatisch erfolgen. In dieser Stufe wird der Oszillatorschwingkreis 5 abgetastet und werden Impulsfolgen in einer variabel definierbaren Zeitperiode mit variablen Impulsbreiten bzw. variablen Impulspausen erzeugt. Die Länge der Zeitperioden kann fest eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch die automatische Regelung über eine Rückkopplungsschleife gemäß dem von den Sensoren 7 ermittelten Feuchtegrad möglich.
-
Im Impulsgeber 3 werden die Frequenz vorzugsweise zwischen etwa 15 und 800 Hz sowie die Intensität bzw. Amplitude der Impulse eingestellt.
-
Der Oszillatorschwingkreis 5 wird daher vom Leistungsregler 4 gesteuert, so dass die Ausgangssignale des Oszillatorschwingkreis 5 Folgen von Rechteckimpulsen etwa gemäß 3 sind. Dabei folgen die Impulse I mit einer Impulshöhe IH von beispielsweise 12 Volt in zeitlichen, durch die Impulspause IP aufeinander folgenden Abständen. Die Impulsbreite IB beträgt zweckmäßigerweise zwischen 50 und 200 μs. Das Verhältnis der Impulsbreite IB zur Impulspause IP sollte zwischen etwa 1:2 bis 1:4 betragen.
-
Die Impulsfolgen von 3 liegen jedoch nur in den Zeiträumen A von z. B. 20 Minuten gem. 4 am Oszillatorschwingkreis 5 an, während diese in den Pausen-Zeiträumen X abgeschaltet sind und keine Rechteckimpulse erhält, so dass dann auch keine elektrischen oder magnetischen Felder erzeugt werden. Die Pausenzeiträume X sind z. B. über Feuchte-Sonden 7 steuerbar.
-
Die Spuleneinrichtung 1 sendet die magnetischen Felder aus; diese werden von einer ersten Spule 1a und von einer zweiten Spule 1b in Abhängigkeit von den Steuerungen durch den Oszillatorschwingkreis 5 erzeugt. Dabei weist die erste Spule 1a 350 Windungen mit einem Spulendrahtdurchmesser von 1 mm und die zweite Spule 1b 40 Windungen mit einem Spulendrahtdurchmesser von 0,5 mm auf. Die beiden Spulen mit ihren jeweiligen Spulendrähten 1a und 1b sind gemäß 2 gemeinsam auf einen Spulenträger 1c gewickelt.
-
Die Elektroden 6a und 6b sind z. B. flache mit Kupfer plattierte Leiter, deren elektrische Felder sich über das benachbarte feuchte Mauerwerk 8 gemäß den Feldlinien 9 erstrecken. Die dazu phasenverschobenen magnetischen Felder erstrecken sich gemäß den Feldlinien 10 im Wesentlichen senkrecht dazu.
-
Durch den Einfluss des Systems einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verändert sich die Tetraederform des Wassermoleküls von der in 5a dargestellten in die in 5b dargestellte Form, bei der der Tetraederwinkel sich von 104,35° um 5,15° auf 109,50° erhöht. Dadurch ändert sich die molekulare Bindung und so auch die Clusterstruktur. Die Folge davon ist eine Einwirkung auf die Doppelschichten (Helmholtz-Schichten) und auf das Zeta-Potential. Die Kapillarkraft sinkt so erheblich ab und wird kleiner als die nach unten gerichtete Gewichtskraft, so dass sich das Wasser aufgrund der nunmehr größeren Gewichtskraft aus dem vorher durch Kapillarwirkung durchnässten Mauerwerk zurückzieht.
