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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung mit zumindest zwei an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbaren Elektroden, zwischen denen ein Wasserstrom durchführbar ist und von denen wenigstens eine Elektrode Metallionen abgibt, welche eine keimtötende oder desinfizierende Wirkung auf im Wasserstrom mitgeführte Organismen ausüben, wobei von einem Paar einander zugeordneter Elektroden eine Elektrode als ein den Wasserstrom führendes Rohr ausgebildet ist, und wobei im Rohrinneren die davon elektrisch getrennte Gegenelektrode angeordnet ist.
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Man hat bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, um Wasser, das mit Keimen und anderen Organismen verunreinigt ist, in einen trinkfähigen Zustand aufzubereiten.
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Aus der
AT 138 152 B ist ein Elektrolysesystem zur Behandlung von Wasser mithilfe zweier oligodynamisch wirksamer Metalle, insbesondere Kupfer und Silber, bekannt.
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Beispiele für Desinfektionsverfahren mit Metallionen zeigt die Internetseite www.silberkolloid.de. So unter anderem auch ein elektrophysikalisches Aufbereitungsverfahren, bei dem positiv geladene Kupfer (Cu++)- und Silberionen (Ag+) freigesetzt werden, welche organische Zellen, wie Algen, Bakterien, Pilze und Viren, zerstören.
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Die zur Durchführung des vorbekannten Aufbereitungsverfahrens erforderlichen Aufbereitungsvorrichtungen sind jedoch vergleichsweise groß und unhandlich.
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Aus der
DE 1 705 682 U ist bereits ein Kleingerät bekannt, das zum Aktivieren und Sterilisieren von Flüssigkeiten durch elektro-olygodynamische Behandlung bestimmt ist. Das vorbekannte Kleingerät weist ein mit Stutzen für Zu- und Abfluss versehenes Gehäuse auf, das in seinem Gehäuseinneren eine stabförmige Anode und eine diese umgebende zylindrische Kathode beherbergt. Um auf eine aufwendige Isolierung des aus Eisen bestehenden Gehäuses verzichten zu können und um die Kontaktgabe möglichst einfach und unkompliziert zu gestalten, sind das Gehäuse und die Kathode des vorbekannten Gerätes derart zusammengeschaltet, dass die Kathode und das Gehäuse parallel geschaltet sind. In der DE 1 705 682 U wird auch vorgeschlagen, dass das Gehäuse selbst als Kathode ausgestaltet sein kann.
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Aus der
WO 97/11908 A2 kennt man bereits einen Reaktor, der ebenfalls zur Behandlung von mit Mikroorganismen und/oder Schadstoffen belastetem Wasser vorgesehen ist. In einem gezeigten Ausführungsbeispiel ist an der Innenseite eines zylindrischen Reaktorgehäuses eine Kathode vorgesehen, die aus einem Zinkgitternetz oder Lochblech besteht, während die Anode im Gehäuseinneren etwa koaxial zur Gehäuselängsachse angeordnet ist. Um nun eine physikalische und chemische Desinfektion des Wassers zu erreichen, ist die Anode mit einer Titandioxid enthaltenden Beschichtung vorgesehen, die während des Betriebes infolge des angelegten elektrischen Stromes Titandioxid für die Bildung von Sauerstoffradikalen aktiviert, welche zur Desinfektion, Entgiftung, Entalgung, Desodorierung, Flockung, Verhinderung von Kalkabscheidungen durch Bildung von weichem Kalk an der Kathode und als Katalysator zur Verstärkung der Wirkung von zugesetzten Oxidationsmitteln wirken. Ein Austausch der im Reaktorgehäuseinneren vorgesehenen und mit der speziellen Beschichtung versehenen Anode ist bei dem offensichtlich groß dimensionierten Reaktor gemäß der
WO 97/11908 A2 nicht angesprochen.
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Aus der
GB 2 279 663 A kennt man bereits eine gattungsgemäße Vorrichtung der eingangs erwähnten Art. Die vorbekannte Vorrichtung weist ein rohrförmiges und als Kathode dienendes Gehäuse auf, das an seinen Gehäuseenden derart konifiziert ausgestaltet ist, dass zwischen den Gehäuseenden eine koaxial zur Gehäuse-Längsrichtung angeordnete Anode gehalten ist.
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In Anwendungsbereichen, in denen auf platzsparende Verfahren zurückgegriffen werden muss, werden dem aufzubereitenden Wasser häufig Chemikalien zugesetzt, welche die im Wasser befindlichen Keime abtöten sollen. Da diese Chemikalien aber eventuell auch auf den menschlichen Organismus einen schädlichen Einfluss haben können, werden solche chemischen Verfahren zur Aufbereitung von Trinkwasser meist weniger geschätzt.
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Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein kompakt und platzsparend ausgestaltetes Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem sich das zur Metallionen-Abgabe bestimmte Elektrodenmaterial leicht und mit geringem Aufwand austauschen lässt.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Gerät der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass die Gegenelektrode eine stabförmige Elektrodenaufnahme hat und dass auf die stabförmige Elektrodenaufnahme zumindest eine zur Metallionen-Abgabe elektrisch leitfähige Metallhülse aufgeschoben ist.
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Das erfindungsgemäße Gerät weist zumindest ein Paar einander zugeordneter Elektroden auf, von denen eine Elektrode als ein den Wasserstrom führendes Rohr ausgebildet ist. Im Rohrinneren dieser rohrförmigen Elektrode, durch die das aufzubereitende Wasser hindurchgeführt wird, ist die davon elektrisch getrennte Gegenelektrode angeordnet. Die Gegenelektrode umfasst eine stabförmige Elektrodenaufnahme, auf die zumindest eine elektrisch leitfähige und zur Metallionen-Abgabe bestimmte Metallhülse aufgeschoben ist. Da die Gegenelektrode im Rohrinneren der rohrförmigen Elektrode gehalten ist und da das aufzubereitende Wasser durch die rohrförmige Elektrode hindurchgeführt wird, können die Außenabmessungen des erfindungsgemäßen Gerätes in diesem Bereich im wesentlichen auf den Außenumfang der rohrförmigen Elektrode beschränkt werden. Da das erfindungsgemäße Gerät das elektrophysikalische Wasseraufbereitungsverfahren verwendet, kann auf die Zufuhr weiterer Chemikalien verzichtet werden.
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Das erfindungsgemäße Gerät weist eine stabförmige Elektrodenaufnahme auf, auf die zumindest eine zur Metallionen-Abgabe bestimmte elektrisch-leitfähige Metallhülse aufgeschoben ist. Die zur Metallionen-Abgabe bestimmte Metallhülse zeichnet sich durch ihre einfache Formgebung aus. Die zumindest eine zur Metallionen-Abgabe bestimmte Metallhülse kann mit geringem Aufwand auf die stabförmige Elektrodenaufnahme aufgeschoben werden und bildet mit dieser anschließend die Anode des erfindungsgemäßen Gerätes. Das erfindungsgemäße Gerät zeichnet sich durch seinen geringen Wartungsaufwand aus.
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Besonders kompakte und platzsparende Ausführungsformen gemäß der Erfindung sehen vor, dass die paarweise einander zugeordneten Elektroden mittels eines Adapters miteinander verbunden sind, an welchem die Elektrodenaufnahme der Gegenelektrode gehalten ist, dass der Adapter in seinem Außenumfang zumindest bereichsweise an den lichten Rohrquerschnitt der Elektrode derart formangepasst ist, dass der Adapter in eine stirnseitige Rohröffnung der Elektrode einsetzbar ist, und dass der Adapter zur Potentialtrennung der paarweise einander zugeordneten Elektroden ausgebildet und dazu aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt ist. Dieser Adapter umgreift die Gegenelektrode vorzugsweise im Bereich ihrer stabförmigen Elektrodenaufnahme. Der Adapter dichtet somit gleichzeitig auch den zwischen Elektrode und Gegenelektrode verbleibenden Ringraum im Bereich einer der stirnseitigen Rohröffnungen der rohrförmigen Elektrode ab. Da der Adapter aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt ist, können die ringförmige Elektrode und die in ihrem Rohrinneren befindliche Gegenelektrode zumindest in diesem Bereich auf einfache Weise elektrisch voneinander getrennt werden.
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Um die Wasserzufuhr und die Wasserabfuhr zum erfindungsgemäßen Gerät zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die dem Adapter abgewandte stirnseitige Rohröffnung als Wasseranschluss ausgebildet ist oder einen Wasseranschluss trägt. Ist die dem Adapter abgewandte stirnseitige Rohröffnung als Wasseranschluss ausgebildet oder weist sie einen entsprechenden Wasseranschluss auf, kann das erfindungsgemäße Gerät daran zuflussseitig an eine Wasserzufuhr oder abflussseitig an zumindest eine Zapfstelle angeschlossen werden.
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Aus dem gleichen Grund kann es vorteilhaft sein, wenn der über die rohrförmige Elektrode vorstehende Teilbereich der Gegenelektrode als Wasseranschluss ausgebildet ist oder einen Wasseranschluss trägt.
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Die Montage und Demontage des erfindungsgemäßen Gerätes wird wesentlich erleichtert, wenn zumindest ein zulauf- und/oder wenigstens ein ablaufseitiger Wasseranschluss mit einer Wasserleitung vorzugsweise lösbar verbindbar ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die stabförmige Elektrodenaufnahme an ihrem dem Adapter abgewandten Stirnende ein Gewinde trägt, das mit dem Gegengewinde einer Elektrodenbefestigung oder Elektrodensicherung zusammenwirkt. Durch Lösen dieser Schraubverbindung kann die Elektrodenbefestigung entfernt und die Elektrodenaufnahme freigelegt werden, um bei Bedarf die auf der Elektrodenaufnahme aufgeschobenen Metallhülsen entfernen und auswechseln zu können.
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Um auch in dem dem Adapter abgewandten Stirnendbereich der Gegenelektrode eine Potentialtrennung vorsehen zu können, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem das Gewinde tragenden Stirnende und der Elektrodenbefestigung oder Elektrodensicherung eine radial über die Elektrodenaufnahme und die zumindest eine darauf aufgeschobene Metallhülse vorstehende Kontakttrennungsscheibe eingespannt ist.
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Die an dem dem Adapter abgewandten Stirnende der Elektrodenaufnahme vorgesehene und zur Elektrodenbefestigung bestimmte Schraubverbindung kann besonders leicht gelöst und die auf die Elektrodenaufnahme aufgeschobenen Metallhülsen können auf einfache Weise von der Elektrodenaufnahme entfernt und ausgewechselt werden, wenn die dem Adapter abgewandte stirnseitige Rohröffnung mit einem vorzugsweise als Wasseranschluss ausgebildeten Endstück lösbar verbindbar ist und wenn zwischen der rohrförmigen Elektrode und dem Endstück vorzugsweise eine Bajonett- oder dergleichen Renkverbindung vorgesehen ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass die Gegenelektrode an ihrem der Elektrodenbefestigung abgewandten Stirnendbereich einen Wasserführungskanal hat, der von zumindest einer umfangsseitigen Kanalöffnung zu einer stirnseitigen Kanalöffnung führt.
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Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Gerät eine Steuerungselektronik hat, die in einem an der rohrförmigen Elektrode im Bereich des Adapters gehaltenen Steuerungsgehäuse angeordnet ist. Da der Adapter eine Potentialtrennung zwischen der rohrförmigen Elektrode und der Gegenelektrode bewirkt und da die einander paarweise zugeordneten Elektroden in diesem Bereich von außen leicht zugänglich sind, können die Elektroden insbesondere in diesem Bereich besonders leicht mit der Steuerungselektronik elektrisch verbunden werden.
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Der kompakte und platzsparende Aufbau des erfindungsgemäßen Gerätes wird noch erleichtert, wenn in das Steuerungsgehäuse zumindest ein Akku als Stromquelle integriert ist. Eine solche Ausführungsform, bei der ein Akku in das Steuerungsgehäuse integriert ist, kann insbesondere im Outdoor- und Campingbereich besonders vorteilhaft eingesetzt werden, wo externe Stromquellen nicht ohne weiteres zugänglich sind oder nicht zur Verfügung stehen.
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Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher beschrieben.
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In der einzigen Figur ist ein Gerät 17 zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung dargestellt. Das Gerät 17 weist zwei an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbare Elektroden 2, 12 auf, von denen die äußere rohrförmige Elektrode 12 als Kathode und die in ihrem Rohrinneren angeordnete Elektrode 2 als Anode dient. Das hier dargestellte Gerät 17 kann derart in eine Wasserleitung zwischengeschaltet oder zwischen einem Wasservorrat und zumindest einer Zapfstelle angeordnet werden, dass zwischen den Elektroden 2, 12 ein Wasserstrom durchführbar ist. Dabei dient die Elektrode 12 als eine den Wasserstrom führende Rohrleitung.
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Die im Rohrinneren der Elektrode 12 angeordnete und vom Rohr elektrisch getrennte Gegenelektrode 2 umfasst eine stabförmige und aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellte Elektrodenaufnahme 11, auf die zwei elektrisch leitfähige und zur Abgabe von Metallionen bestimmte Metallhülsen 9, 10 aufgeschoben sind.
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Während die in ihrer Längserstreckung größere Metallhülse 10 aus Kupfer hergestellt ist, besteht die demgegenüber kürzere Metallhülse 9 aus Silber.
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Um zwischen Elektrode 12 und Gegenelektrode 2 eine Potentialtrennung vornehmen zu können, sind die Elektroden 2, 12 über einen Adapter 3 miteinander verbunden. Am Adapter 3 ist die Elektrodenaufnahme 11 der Gegenelektrode 2 gehalten. Dabei ist der Adapter 3 in einem Teilbereich seines Außenumfangs an den lichten Rohrquerschnitt der Elektrode derart formangepasst, dass der Adapter 3 mit diesem Teilbereich bis zu einem Ringflansch in eine stirnseitige Rohröffnung der Elektrode 12 eingesetzt werden kann. Zur Potentialtrennung der paarweise einander zugeordneten Elektroden 2, 12 ist der Adapter 3 aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt.
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An dem dem Adapter 3 abgewandten Stirnende der Elektrodenaufnahme 11 ist ein Innengewinde vorgesehen, in das eine als Schraube und insbesondere als Inbusschraube ausgestaltete Elektrodenbefestigung 13 mit ihrem Gewindeschaft eingeschraubt werden kann. Zwischen dem dem Adapter 3 abgewandten Stirnende der Elektrodenaufnahme 11 und der Elektrodenbefestigung 13 ist eine Kontakttrennungsscheibe 14 vorgesehen, die radial über die Elektrodenaufnahme 11 und die darauf aufgeschobenen Metallhülsen 9, 10 vorsteht. Die Kontakttrennungsscheibe 14 stellt auch in diesem Bereich des Gerätes 17 eine Potentialtrennung zwischen der Anode 2 und der Kathode 12 sicher.
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Die dem Adapter 3 abgewandte stirnseitige Rohröffnung der Elektrode 12 ist mit einem Endstück 15 lösbar verbindbar, das hier als einlaufseitiger Wasseranschluss ausgebildet ist. Dabei ist das Endstück 15 über eine Bajonettverbindung 16 an der rohrförmigen Elektrode 12 gehalten. Durch Lösen der Bajonettverbindung 16 kann das Endstück 15 von der Elektrode 12 getrennt werden, um anschließend bei Bedarf die Elektrodenbefestigung 13 zu lösen und die auf die Elektrodenaufnahme 12 aufgeschobenen Metallhülsen entfernen und auswechseln zu können.
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Die Gegenelektrode 2 weist an ihrem der Elektrodenbefestigung 13 abgewandten Stirnendbereich einen Wasserführungskanal auf, der von einer umfangsseitigen Kanalöffnung 8 zu einer stirnseitigen Kanalöffnung führt. Der über die rohrförmige Elektrode 12 vorstehende Teilbereich der Gegenelektrode 2 ist dazu als Wasseranschluss 1 ausgebildet, welcher die stirnseitige Kanalöffnung trägt, in die der Wasserführungskanal ablaufseitig mündet.
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Dem Gerät 17 ist eine Steuerungselektronik zugeordnet, die in einem Steuerungsgehäuse 4 angeordnet ist. Dieses Steuerungsgehäuse 4 ist hier umfangsseitig aus einem Rechteckprofil hergestellt. Das Steuerungsgehäuse 4 ist dabei an der rohrförmigen Elektrode 12 im Bereich des Adapters 3 gehalten, wo die Anode 2 und die Kathode 12 von außen leicht zugänglich und kontaktierbar sind. Im Steuerungsgehäuse 4 ist auch zumindest ein hier nicht weiter dargestellter Akku vorgesehen, der dem Gerät 17 als Stromquelle dient. An der Außenseite des Steuerungsgehäuses 4 sind drei, hier als insbesondere verschiedenfarbige LED-Leuchten ausgebildete Anzeigen 5, 6, 7 vorgesehen, von denen die Anzeige 5 die Betriebsbereitschaft signalisiert, die Anzeige 6 die ordnungsgemäße Funktion der Elektroden 2, 12 anzeigt und die Anzeige 7 im Falle einer Störung und insbesondere eines Kurzschlusses zu leuchten beginnt.
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Um das Gerät 17 beispielsweise im Outdoor-Bereich oder im Campingbereich bequem in eine Wasserleitung zwischenschalten zu können, können der zulaufseitige Wasseranschluss 15 und der ablaufseitige Wasseranschluss 1 ein beispielsweise bei Gartenanschlüssen übliches Steckverbindungssystem aufweisen.
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Das hier dargestellte Gerät 17 gibt während des Betriebes fortlaufend Kupfer- und Silberionen ab. Diese positiv geladenen Kupfer- und Silberionen bilden eine elektrostatische Verknüpfung mit den negativ geladenen Bereichen der Zellwände der im Wasser befindlichen Mikroorganismen. Dadurch verändert sich die Durchlässigkeit der Zellwand und beschränkt die Nahrungsaufnahme auf ein Minimum. Befinden sich Kupfer und Silber erst einmal innerhalb einer Algen- oder Keimzelle, so greifen sie die schwefelhaltigen Aminosäuren in den Eiweißstoffen an und unterbinden die notwendigen Vorgänge zur Fotosynthese, so dass die Zelle abstirbt. Die bei der elektrophysikalischen Wasseraufbereitung in das Wasser abgegebenen Kupfer- und Silberionen verbleiben im Wasser und können dort weiteren Schutz bieten, indem sie das Wasser auf lange Sicht reinigen. Diese Depotwirkung hält selbst bei abgestelltem Gerät 17 über einen längeren Zeitraum an. Damit ist eine Nachregulierung oder eine permanente Kontrolle des vom Gerät 17 aufbereiteten Wassers überflüssig. Das Gerät 17 ist leicht zu bedienen und braucht minimalste Wartung.
