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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgasen einer Flüssigkeit,
wonach in der Flüssigkeit gegebenenfalls Druckschwankungen
mit in Druckminima entstehenden Gaskavitationen erzeugt und die solchermaßen
gebildeten und damit gelösten und/oder zuvor bereits gelösten
Gase bzw. Gaskavitationen von der Flüssigkeit separiert
werden.
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Das
Entgasen von allgemein Flüssigkeiten und insbesondere Getränken
ist beispielsweise erforderlich, um den CO
2-Gehalt
in Mineralwässern auf einen bestimmten gewünschten
Wert zu verringern. So beschreibt der gattungsbildende Stand der
Technik nach der
DE
197 36 671 A1 ein solches Verfahren, bei welchem die zu
entgasende Flüssigkeit einer Zentrifugalwirkung und gleichzeitig
einer Scherwirkung unterzogen wird. Zu diesem Zweck verfügt
eine zugehörige Vorrichtung über einen im Wesentlichen zylindrischen
Reaktor mit einem Außenbehälter und einem in dem
Außenbehälter drehbar gelagerten Innenbehälter.
Der Innenbehälter ist mit einem Drehantrieb ausgerüstet
und auf einem Teil seiner Länge perforiert.
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Im
Betrieb wird der Innenbehälter in schnelle Drehungen versetzt
und dadurch die Flüssigkeit beschleunigt. Das beispielsweise
im perforierten Teil des Innenbehälters vorhandene Wasser
wird durch Zentrifugalwirkung nach außen durch die Perforationslöcher
geschleudert. Dadurch wird die Flüssigkeit zugleich einer
Scherwirkung ausgesetzt. Außerdem prallt die Flüssigkeit
gegen die Innenfläche des Außenbehälters.
Bei diesem Vorgang bzw. der zugehörigen mechanischen Beanspruchung
des Wassers wird in gewünschter Weise das CO2 abgeschieden.
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Zusätzlich
ist ein Ultraschallleistungswandler realisiert, dessen abgegebene
Ultraschallenergie die Flüssigkeit ergänzend beaufschlagt,
um den beschriebenen Entgasungsvorgang zu steigern. Die zuvor erläuterte
Vorgehensweise hat sich bewährt, ist allerdings unter anlagentechnischen
Gesichtspunkten aufwendig. Außerdem erfordert der Innenbehälter
zwangsläufig einen Drehantrieb und muss entsprechend beaufschlagt
werden, was energieintensiv ist. Hier will die Erfindung insgesamt
Abhilfe schaffen.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges
Verfahren so weiter zu entwickeln, dass der Aufwand und die Betriebskosten verringert
sind. Außerdem soll eine zugehörige kostengünstige
Vorrichtung geschaffen werden.
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Zur
Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einem
gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die
Flüssigkeit die auszubringenden bzw. abzuscheidenden Gase
durch ihre eigene Strömungsgeschwindigkeit abscheidet,
und zwar per Fliehkraft. Das heißt, dass eine Fliehkraftabscheidung
innerhalb der Flüssigkeit durch ihre eigene Strömungsgeschwindigkeit
(die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit)
erfolgt.
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Im
Gegensatz zu der bekannten Zentrifuge nach dem Stand der Technik
entsprechend der
DE 197
36 671 A1 verfügt die Flüssigkeit erfindungsgemäß über
eine solche Strömungsgeschwindigkeit, dass die zuvor im
Innern durch die gegebenenfalls gezielt eingebrachten Druckschwankungen
oder Druckimpulse erzeugten und dadurch gelösten Gase bzw.
Gasbläschen und/oder die bereits vorhandenen gelösten
Gasblässchen durch an der strömenden Flüssigkeit
angreifende Fliehkräfte abgeschieden werden bzw. abgeschieden
werden können. Dadurch ist bereits der verfahrens- und
anlagenmäßige Aufwand deutlich verringert. Denn
die Erfindung kommt ausdrücklich ohne Zentrifuge und dementsprechend auch
ohne einen hierzu notwendigen Drehantrieb aus.
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Vielmehr
reicht es aus, der Flüssigkeit eine vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit
zu verleihen, um die darin befindlichen Gase bzw. Gasbläschen
per Fliehkraft abscheiden zu können. Die hierfür erforderliche
Strömungsgeschwindigkeit ist regelmäßig
ohnehin gegeben bzw. liegt meistens zwangsläufig vor, weil
die zu entgasende Flüssigkeit unter Druck steht. Infolge
dieser Druckbeaufschlagung verfügt die Flüssigkeit
regelmäßig über die notwendige Strömungsgeschwindigkeit,
damit die zuvor im Innern der Flüssigkeit durch Druckschwankungen
erzeugten Gasbläschen und/oder die bereits gelösten Gasbläschen
problemlos per Fliehkraft abgeschieden werden können.
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Das
wird im Detail so vorgenommen, dass die Flüssigkeit und
die darin enthaltenen Gase durch angreifende Fliehkräfte
so voneinander getrennt werden, dass die Flüssigkeit nach
radial außen und die Gase nach radial innen abgelenkt werden.
Zu diesem Zweck wird die Flüssigkeit mit den abzuscheidenden Gasen
unter Berücksichtigung der vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit
im Allgemeinen bogenförmig abgelenkt oder umgelenkt, um
in dem betreffenden Bogenverlauf die für die Abscheidung
erforderlichen Fliehkräfte zu erzeugen. Meistens wird so vorgegangen,
dass die Flüssigkeit aus einem zunächst tangentialen
Strömungsverlauf in eine überwiegend kreisförmige
Bahn zur Fliehkraftabscheidung der darin enthaltenen Gase abgelenkt
wird. Das heißt, die Erfindung greift nicht nur auf eine
bogenförmige Ablenkung der Flüssigkeit mit der
vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung
eines bestimmten Bogenwinkels zurück, sondern lenkt die
Flüssigkeit im Allgemeinen auf eine insgesamt geschlossene
kreisförmige Bahn um. Damit die beschriebene Fliehkraftabscheidung
noch weiter intensiviert wird, werden meist mehrere Kreise von der
Flüssigkeit beschrieben.
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In
diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn sich die
kreisförmige Bahn des Strömungsverlaufs der Flüssigkeit
auf ihrem Weg zunehmend verjüngt. Denn durch diese Verjüngung
und folglich Abnahme des zugehörigen Radius der kreisförmigen
Bahn wird die Drehgeschwindigkeit gesteigert und werden auch angreifende
Fliehkräfte vergrößert.
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Dabei
wird die Auslegung meistens so getroffen, dass die Flüssigkeit
aus dem tangentialen Strömungsverlauf in eine wendelförmige
Bahn zur Fliehkraftabscheidung der darin enthaltenen Gase abgelenkt
wird. Die einzelnen Wendel sind räumlich im Vergleich zu
einer gemeinsamen Rotationsachse so angeordnet, dass die zuvor bereits
beschriebene Verjüngung der kreisförmigen Bahn
erfolgt. Das heißt, die wendelförmige Bahn des
Strömungsverlaufs der Flüssigkeit beschreibt nach
vorteilhafter Ausgestaltung zumindest bereichsweise einen Kegel,
welcher von der entsprechenden Form eines zugehörigen Gehäuses
vorgegeben wird. Dieser Kegel bildet sich auch im Innern der Flüssigkeit
in Gestalt eines Apexkegels nach vorteilhafter Ausführungsform
aus. Tatsächlich können die radial nach innen per
Fliehkraft abgeschiedenen und sich bewegenden Gase in diesen Apexkegel
entweichen. Aus dem Apexkegel lassen sich dann die fraglichen abgeschiedenen
Gase zusätzlich durch Unterdruck unterstützt abziehen.
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Wie
bereits beschrieben, wird die Flüssigkeit regelmäßig
unter Druck zugeführt. Falls erforderlich, kann die Flüssigkeit
darüber hinaus noch mit einer zusätzlichen Beschleunigung
beaufschlagt werden, damit die Strömungsgeschwindigkeit
die notwendigen Werte annimmt, um die beschriebene Fliehkraftabscheidung
zu ermöglichen.
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Um
die optionalen Druckschwankungen in der Flüssigkeit mit
den in Druckminima entstehenden Gaskavitationen zu erzeugen, ist
eine entsprechende Einrichtung zur Erzeugung von Druckschwankungen vorgesehen.
Bei dieser Einrichtung handelt es sich vorteilhaft um einen Schallerzeuger
und hier insbesondere einen Ultraschallerzeuger, also eine Einrichtung,
die Schallwellen im nicht hörbaren (Ultraschall-)Bereich
aussendet. Dabei entstehen im Allgemeinen in periodischer Abfolge
Druckschwankungen (Druckwellen) in der Flüssigkeit bzw.
Druckmaxima und Druckminima. In Bereichen der Druckminima im Innern
der Flüssigkeit können sich Hohlräume
bilden, was als Kavitation bezeichnet wird. Vorliegend geht es primär
um die sogenannte weiche Kavitation bzw. Gaskavitation, bei welcher
in der jeweiligen Flüssigkeit gelöste Gase in
die Kavitation bzw. den Hohlraum eintreten und dadurch ein nachfolgendes
Zusammenfallen der betreffenden Hohlräume gänzlich verhindern
oder zumindest dämpfen.
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Als
Folge der vorteilhaften Schallbehandlung der zu entgasenden Flüssigkeit
stellen sich also in sehr schnell alternierendem Zyklus ein Unterdruck und
ein Überdruck im Innern ein. In Bereichen des Unterdrucks
bzw. von Druckminima wird die beschriebene große Menge
an gleichmäßig verteilten Vakuumbläschen
erzeugt, also von Gasbläschen, die dadurch entstehen, dass
die gelösten Gase in die Kavitationen eintreten. Das erfolgt
in schneller Abfolge aufgrund der hohen Frequenz der Ultraschallerzeugung
(meistens deutlich mehr als 20 kHz) Die erhebliche Anzahl dieser
Gasbläschen und ihre enge Verteilung innerhalb der Flüssigkeit
führt zu einer sehr hohen Blasengesamtoberfläche.
Die einzelnen Gasblasen können in der Größe
wachsen und steigen normalerweise zur Oberfläche auf.
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Innerhalb
des Fliehkraftabscheiders bzw. dadurch, dass die Flüssigkeit
eine vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit aufweist und
in einen kreisbogenförmigen Verlauf umgelenkt wird, werden
die fraglichen Gasbläschen nun von der Flüssigkeit
bzw. der Flüssigphase getrennt. Tatsächlich drängt
sich die Flüssigkeit infolge der angreifenden Fliehkraft überwiegend
im Bereich einer Außenwand des Gehäuses des zugehörigen
Abscheiders bzw. Fliehkraftabscheiders. Dagegen sammeln sich die
Gasbläschen vorwiegend im Zentrum bzw. werden dorthin abgedrängt.
Weil sich im Zentrum des Fliehkraftabscheiders vorteilhaft der bereits
beschriebene Apexkegel bildet, kann das Gas bzw. können
die einzelnen Gasbläschen an der von dem Apexkegel beschriebenen
großen inneren Oberfläche des zugehörigen
Flüssigkeitswirbels gesammelt werden und lassen sich über
den Flüssigkeitswirbel bzw. Apexkegel abführen.
Das kann durch einen zusätzlich angelegten Unterdruck unterstützt
werden.
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Der
beschriebene Effekt lässt sich bereits erzielen und beobachten,
sofern die Flüssigkeit unter Druck und mit der nötigen
Strömungsgeschwindigkeit in den Fliehkraftabscheider überwiegend
tangential eintritt. Selbstverständlich kann die Flüssigkeit zuvor
ergänzend noch beschleunigt werden, falls dies erforderlich
ist. Zusätzlich oder alternativ lässt sich der
gleiche Effekt erreichen, wenn der Fliehkraftabscheider mit einer
entsprechenden Beschleunigungseinrichtung ausgerüstet ist,
beispielsweise einem Propeller. Grundsätzlich kann hier
auch auf eine Zentrifuge zurückgegriffen werden.
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Jedenfalls
wird erfindungsgemäß die Gasabscheidung deutlich
beschleunigt und verbessert. Das gelingt durch einen im Vergleich
zum Stand der Technik verringerten anlagentechnischen Aufbau und meistens
sogar ohne dass zusätzliche Energie zur Beschleunigung
der Flüssigkeit benötigt wird. Zugleich ist ein
einfacher und kostengünstiger Aufbau der zugehörigen
Vorrichtung gegeben, die in den Ansprüchen 8 ff. beschrieben
wird. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die beiden 1 und 2 zeigen
eine Vorrichtung zum Entgasen einer Flüssigkeit in zwei
verschiedenen Ausführungsformen.
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In
den Figuren ist eine Vorrichtung zum Entgasen einer Flüssigkeit,
vorliegend zum Entgasen eines Getränks oder allgemein eines
flüssigen Lebensmittelproduktes dargestellt. Bei dem Getränk
kann es sich beispielhaft und nicht einschränkend um Mineralwasser
handeln, welches hinsichtlich des darin natürlichen und
gelösten CO2-Gehalts reduziert
werden soll. Allgemein geht es darum, Flüssigkeiten zu
entgasen, also in den Flüssigkeiten enthaltene bzw. gelöste
Gase mehr oder minder abzuscheiden.
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Zu
diesem Zweck verfügt die beschriebene Vorrichtung über
einen Abscheider 1 und zusätzlich wenigstens eine
Einrichtung 2 zur Erzeugung von Druckschwankungen in der
Flüssigkeit, die allerdings nicht obligatorisch ist und
auch entfallen kann. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels
sind drei dieser Einrichtungen 2 realisiert, und zwar zwei
Einrichtungen 2 zur Erzeugung von Druckschwankungen in
der Flüssigkeit, welche einem Gehäuse 3 des
Abscheiders 1 zugeordnet sind und eine weitere Einrichtung 2,
die sich in einem Einlauf 4 des Gehäuses 3 findet. Tatsächlich
wird die betreffende und zu entgasende. Flüssigkeit unter
Druck von einer Druck(wasser)versorgungseinheit 5 über
den Einlauf 4 in das Gehäuse 3 des Abscheiders 1 zugeführt.
Zu diesem Zweck ist der Einlauf 4 kopfseitig an das Gehäuse 3 angeschlossen.
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Das
Gehäuse 3 ist im Ausführungsbeispiel und
nicht einschränkend rotationssymmetrisch im Vergleich zu
einer Rotationsachse R ausgeführt. Im Vergleich zu dem
rotationssymmetrischen Gehäuse 3 ist der Einlauf 4 tangential
an das Gehäuse 3 angeschlossen, und zwar kopfseitig
und an seiner Peripherie. Zusätzlich verfügt das
Gehäuse 3 über einen fußseitigen
Auslauf 6, in welchem ebenfalls eine Einrichtung 2 vorgesehen
werden kann, aber nicht gezeigt ist.
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Man
erkennt, dass der dargestellter Abscheider 1 vorliegend
als Fliehkraftabscheider 1 ausgebildet ist. Tatsächlich
werden die in der zu behandelnden Flüssigkeit gelösten
oder darin befindlichen gelösten Gase aus der Flüssigkeit
infolge ihrer eigenen Strömungsgeschwindigkeit bzw. infolge
der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit per
Fliehkraft abgeschieden. Zu diesem Zweck ist der Fliehkraftabscheider 1 mit
dem wenigstens partiell kegelförmigen Gehäuse 3 ausgerüstet.
Tatsächlich verfügt das Gehäuse 3 über
zumindest zwei voneinander beabstandete kegelstumpfförmige
Gehäusebereiche 3a und 3b.
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Dabei
findet sich der eine kegelstumpfförmige Gehäusebereich 3a kopfseitig
des Gehäuses 3, wohingegen der andere zweite kegelstumpfförmige Gehäusebereich 3b fußseitig
des Gehäuses 3 vorgesehen ist. Zwischen den beiden
kegelstumpfförmigen Gehäusebereichen 3a und 3b ist
ein zylindrischer Gehäusebereich 3c realisiert.
Ein ebenfalls zylindrischer Gehäusebereich 3d findet
sich kopfseitig des Gehäuses 3 oberhalb des ersten
kegelstumpfförmigen Gehäusebereichs 3a.
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Das
Gehäuse 3 ist an seinem Kopf mit Hilfe eines Deckels 7 verschlossen,
so dass keine Gase aus der Umgebung oder Umgebungsluft in der zu entgasenden
Flüssigkeit gelöst werden können. An den
Deckel 7 ist eine Saugleitung 8 angeschlossen, die
mit Hilfe einer Vakuumpumpe 9 mit Unterdruck beaufschlagt
wird. Darüber hinaus erkennt man eine Niveausonde 10,
die ebenfalls an respektive in dem Deckel 7 angeordnet
ist und Flüssigkeit auf Vorhandensein registriert.
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Zum
grundsätzlichen Aufbau gehört noch eine Flüssigkeitspumpe 11,
die an den Auslass 6 angeschlossen ist und dafür
sorgt, dass die in dem Abscheider bzw. Fliehkraftabscheider 1 zu
behandelnde Flüssigkeit permanent durch den fraglichen
Abscheider bzw. Fliehkraftabscheider 1 hindurch geführt wird,
so dass laufend neue Flüssigkeit der gewünschten
Entgasung unterzogen wird. Die Flüssigkeitspumpe 11 und
auch die Vakuumpumpe 9 sind ebenso wie die Niveausonde 10 an
einen Rechner oder allgemein eine Steueranlage 12 angeschlossen.
Dieser Rechner 12 beaufschlagt darüber hinaus – bedarfsweise – Ventile 13 in
einerseits dem Einlauf 4 und andererseits dem Auslass 6.
Zusätzlich gehört zum grundsätzlichen
Aufbau noch eine Bypassleitung 14, mit deren Hilfe Flüssigkeit
von dem Auslass 6 in den Einlauf 4 ganz oder teilweise
zurückgeführt wird oder zurückgeführt
werden kann. Dazu mag ein weiteres und von dem Rechner 12 gesteuertes
Ventil 18 an einem zugehörigen Abzweig des Auslasses 6 in
die Bypassleitung 14 vorgesehen sein.
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Hier
ist es beispielsweise denkbar, dass am Auslass 6 bzw. der
zugehörigen Leitung der Volumenanteil des auszuschleusenden
Gases in der den Abscheider 1 verlassenden Leitung bzw.
im Auslass 6 gemessen wird. Für den Fall, dass
der Volumenanteil des CO2-Gases im Beispielfall
noch zu hoch ist, kann die Flüssigkeit ganz oder teilweise
in den Einlauf 4 über die Bypassleitung 14 rückgeführt
werden. Hierfür mag der Rechner 12 sorgen. Dabei
kann außerdem mit einer Regelung gearbeitet werden, indem
je nach von dem nicht gezeigten Gassensor gemessenen Ist-Werten
für das Volumen des gelösten Gases im Vergleich
zu vorgegebenen Sollwerten das Ventil 18 entsprechend geöffnet
oder geschlossen wird. So oder so lässt sich die Flüssigkeit
bedarfsweise im Kreis führen, um den nachfolgend noch zu
beschreibenden Entgasungsprozess gegebenenfalls mehrfach zu durchlaufen
und den gewünschten Gasanteil in der Flüssigkeit
regelnd einzustellen.
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Die
grundsätzliche Funktionsweise ist wie folgt. Die zu entgasende
Flüssigkeit wird von der Druck(wasser)versorgungseinheit 5 unter Überdruck über
den Einlauf 4 tangential in den als Fliehkraftabscheider 1 ausgebildeten
Abscheider 1 eingeleitet. Dabei wird die zunächst
geradlinig über den Einlauf 4 zugeführte
Flüssigkeit vorgegebener Strömungsgeschwindigkeit
in einen bogenförmigen Verlauf umgelenkt, der in der 1 durch
mehrere Richtungspfeile angedeutet ist. Tatsächlich findet
im Rahmen der Erfindung nicht nur eine Ablenkung der zur entgasenden
Flüssigkeit unter Berücksichtigung eines bestimmten
Bogenwinkels statt, sondern wird die Flüssigkeit letztlich
in eine geschlossene kreisförmige Bahn umgelenkt. Dabei
beschreibt die Flüssigkeit nicht nur eine kreisförmige
Bahn, sondern mehrere kreisförmige Bahnen, die in der Art
einer Wendel vom Einlauf 4 bis zum Auslass 6 innenseitig
entlang des Gehäuses 3 geführt werden.
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Dieser
Flüssigkeitsverlauf stellt sich regelmäßig
automatisch ein, sobald die zunächst tangential über
den Einlauf 4 in das Gehäuse 3 zugeführte Flüssigkeit
in dem Gehäuse 3 in die beschriebenen kreisförmigen
Bahnen bzw. die insgesamt wendelförmige Bahn umgelenkt
wird. Dabei durchläuft die Flüssigkeit mit der
vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit im Rahmen des Ausführungsbeispiels
die insgesamt zwei voneinander beabstandeten kegelstumpfförmigen
Gehäusebereiche 3a und 3b. In diesen
Gehäusebereichen 3a, 3b verjüngt
sich die kreisförmige Bahn des Strömungsverlaufs
der Flüssigkeit auf ihrem Weg zunehmend.
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Damit
einhergehend verringert sich der Radius und erhöht sich
die Drehgeschwindigkeit der Flüssigkeit. Ingesamt werden
auf diese Weise bereits in der Flüssigkeit enthaltene respektive
gelöste Gase durch Fliehkraft abgeschieden. Denn die im
Vergleich zu dem auszusondernden Gas schwerere Flüssigkeit
drängt sich nach radial außen im Randbereich des
Gehäuses 3. Demgegenüber entweichen die
auszusondernden Gase nach innen und können von dort aus
die Flüssigkeit verlassen. Hierzu mag die Vakuumleitung 8 mit
der Vakuumpumpe 9 unterstützend dienen, mit deren
Hilfe die auf die Weise abgeschiedenen Gase durch Unterdruck unterstützt durch
die Saugleitung 8 abgezogen werden.
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Infolge
der durch das Gehäuse bzw. den Fliehkraftabscheider 1 aufgeprägten
wendelförmigen Bewegung der Flüssigkeit bildet
sich im Innern – ähnlich einem Zyklonabscheider – der
einleitend bereits im Detail in Bezug genommene Apexkegel 15.
Dieser Apexkegel 15 stellt an seiner ihn beschreibenden äußeren
Oberfläche eine Durchtrittsfläche bzw. große innere
Oberfläche für die Flüssigkeit zur Verfügung, durch
welche die Gasbläschen im Innern in den Apexkegel 15 eintreten
und vorteilhaft über die Saugleitung 8 abgezogen
werden können. – Der Apexkegel 15 und
das Gehäuse 3 sind jeweils rotationssymmetrisch
zur Rotationsachse R ausgebildet.
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Der
beschriebene Prozess wird im Rahmen der Erfindung noch dadurch gesteigert,
dass in der Flüssigkeit optional Druckschwankungen mit
in Druckminima entstehenden Gaskavitationen erzeugt werden. Hierzu
dienen die bereits angesprochenen Einrichtungen 2 zur Erzeugung
von Druckschwankungen in der Flüssigkeit, bei denen es
sich um Schallerzeuger 2, vorzugsweise Ultraschallerzeuger 2,
handelt. Hierbei nutzt die Erfindung die Tatsache aus, dass sich
mit Hilfe derartiger Einrichtungen 2 periodisch Schallwellen
mit Druckschwankungen sowie Druckminima und Druckmaxima in der Flüssigkeit
erzeugen lassen. Bei diesen Schallwellen handelt es sich im Allgemeinen
um Longitudinal- bzw. Kompressionswellen.
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Im
Bereich der zugehörigen Druckminima ist der statische Druck
in der Flüssigkeit gering, weil hier ergänzend
hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeiten beobachtet werden. Als
Folge hiervon fällt der statische Druck der Flüssigkeit
unter den Verdampfungsdruck der Flüssigkeit, so dass sich
Dampf- oder Gasblasen bilden, in welche die in der Flüssigkeit
enthaltenen oder bereits befindlichen Gase eintreten. Dadurch kommt
es in den anschließenden Druckmaxima nicht zum Zerfall
dieser Hohlräume respektive Kavitationen, sondern findet
die einleitend bereits beschriebene weiche Kavitation bzw. Gaskavitation
statt. Als Folge hiervon werden insgesamt Gasbläschen freigesetzt,
die in dem Fliehkraftabscheider 1 von der Flüssigkeit
wie beschrieben abgeschieden werden.
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Im
Rahmen der Erfindung finden sich mehrere Einrichtungen 2 zur
Schallerzeugung, und zwar eine Einrichtung 2 im Einlauf 4 und
zwei Einrichtungen 2 an der Peripherie des Gehäuses 3,
vorliegend im kopfseitigen bzw. ersten kegelstumpfförmigen
Gehäusebereich 3a des Gehäuses 3.
Dadurch wird eine besonders intensive Gasblasenerzeugung zur Verfügung
gestellt. Dies umso mehr, als die Ausbreitungsrichtung der von den
Einrichtungen 2 erzeugten Schallwellen und die Strömungsrichtung
der Flüssigkeit in etwa senkrecht zueinander ausgerichtet
sind.
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Grundsätzlich
könnte auf die Einrichtungen 2 aber auch verzichtet
werden, und zwar für den Fall, dass die auszuscheidenden
Gase bereits in Gestalt von Gasbläschen oder Mikrobläschen
zur Verfügung stehen und die beschriebene Fliehkraftabscheidung in
dem Fliehkraftabscheider 1 ausreicht. In jedem Fall erzeugen
die Einrichtungen 2 jeweils Schallwellen (Longitudinal-
bzw. Kompressionswellen), deren Ausbreitungsrichtung winklig, insbesondere
rechtwinklig zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit
verläuft.
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Das
mit Hilfe der Vakuumleitung 8 und der Vakuumpumpe 9 abgezogene
Gas kann vorteilhaft für andere Zwecke eingesetzt werden.
So ist es beispielsweise denkbar, dass auf diese Weise gewonnene
Kohlendioxid (CO2) für eine anschließende
Karbonisierung zu nutzen bzw. dahingehend weiter zu verwenden, dass
ein Mineralwasser oder ein anderes Getränk mit dem notwendigen
Kohlendioxidgehalt ausgerüstet wird. – Im Rahmen
der Variante nach 2 ist noch eine Beschleunigungseinrichtung 16 dargestellt,
mit deren Hilfe die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit
in dem Fliehkraftabscheider 1 gegebenenfalls gesteigert
wird. Bei der Beschleunigungseinrichtung 16 handelt es
sich um einen Propeller, ein Flügelrad oder eine vergleichbare
Einrichtung, die mit Hilfe eines beispielsweise von dem Rechner 12 gesteuerten
Motors 17 in Rotationen versetzt wird. Man erkennt, dass
die Beschleunigungseinrichtung 16 im Beispielfall nach
der 2 fußseitig des Gehäuses 3 vorgesehen
ist, um nicht die Bildung des Apexkegels bzw. Flüssigkeitswirbels 15 oberhalb
der Beschleunigungseinrichtung 16 zu stören.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19736671
A1 [0002, 0007]