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Vorrichtung zum Ozonisieren von Wasser Bei der desinfizierenden Ozonisierung
von Wasser ist es, um einen größtmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen, erwünscht,
beide Medien möglichst innig miteinander zu vermischen.
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Bekannte Vorrichtungen zur Ozonisierung des Wassers arbeiten mit Strahlpumpen,
in denen das ihre Düse durchströmende und zu behandelnde Wasser das ozonhaltige
Gas aus der mit einem Ozongerät in Verbindung stehenden Leitung an sich reißt und
im Wasser emulgiert.
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Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten, wenn sie in Verbindung mit
Sterilisationstürmen betrieben werden, unwirtschaftlich, da zur auch nur annähernden
Erreichung des gewünschten Sterilisationseffektes mit einem unvergleichbar hohen
Ozonüberschuß gearbeitet werden muß.
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Man hat versucht, diese Nachteile zu vermeiden, indem man den Strahlapparat
in Verbindung mit einem nachgeschalteten Wasserringkompressor benutzte. Auch hierdurch
können aber die eingangs gestellten Forderungen nur ungenügend erfüllt werden; denn
unter der Wirkung der Zentrifugalkraft des sich schnell drehenden Kompressorrades
und des erheblichen Unterschiedes zwischen den spezifischen Gewichten des gasförmigen
und des wäßrigen Mediums werden beide Medien in sehr kurzer Zeit unter Bildung des
Wasserringes aufgerissen. Während des eigentlichen Kompressionsvorganges findet
daher der Wärmeübergang im wesentlichen durch Konvektion in der Berührungsfläche
zwischen Wasserring und Gas statt. Hierbei ist in der Grenzschicht zwischen den
beiden Medien der Temperatursprung relativ groß. Innerhalb der sich verkleinernden
Gasräume werden durch die fortschreitende Kompression des Gases Wärmemengen frei,
welche erhebliche Temperaturanstiege verursachen. Diese gleichen sich bei dem schnell
ablaufenden Kompressionsvorgang wegen des geringeren Wärmeflusses innerhalb des
Gases erst nach beendeter Kompression, also nach Vermischung mit dem Wasser, aus.
Diese vorübergehenden Temperaturerhöhungen bringen einen nicht unerheblichen Anteil
des Ozons zum Zerfall unter Rückbildung von molekularem Sauerstoff, der damit für
den beabsichtigten Sterilisationseffekt verlorengeht.
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Der Austausch des Wasserringkompressors gegen eine dem Strahlapparat
über eine sich erweiternde Verbindungsleitung koaxial nachgeordnete Zahnradpumpe
bei einer neueren bekannten Vorrichtung stellte zwar einen Fortschritt in dieser
Hinsicht dar. Noch immer aber findet bei einer solchen Anordnung eine schädliche
Entmischung von Wasser und Gas auf dem peripheren Weg des Gemisches von der Saugseite
der Pumpe längs der Innenwand ihrer Kapsel zu ihrer Druckseite hin statt.
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Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Vorrichtung zur Ozonisierung
von Wasser, bei der zur Erzielung des Lösungs- und Druckanstieges einem als Emulseur
dienenden Strahlapparat (Injektor) eine Schraubenradpumpe oder deren mehrere in
axialer Strömungsrichtung so nachgeordnet sind, daß deren Anspeisung durch eine
gegen das Schraubenrad sich erweiternde Verbindungsleitung erfolgt.
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Die vom Schraubenpumpenrad erzeugte Sogwirkung schafft einen zur Unterstützung
des Emulsionsvorganges günstigen Unterdruck. Um eine schädigende Entmischung weitgehend
zu vermeiden, ist die Verbindungsleitung nach der Erfindung so bemessen, daß deren
Querschnittserweiterung um einen dem Erfordernis nach Richtungs- und Geschwindigkeitsstabilisierung
entsprechenden Betrag erfolgt.
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Bei der Ozonisierungsvorrichtung nach der Erfindung wird durch das
Vorherrschen der Schubwirkung auf das Wasser-Gas-Gemisch in axialer Förderrichtung
mit Sicherheit vermieden, daß unter dem Einfluß von Zentrifugalkraft eine schädliche
Entmischung eintreten kann, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen der Fall ist.
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Ein weitererVorteil einerOzonisierungsvorrichtung nach der Erfindung
ist ihre Handlichkeit, die sie auch zum Einbau in Fahrzeuge, wie Schiffe, oder als
transportables Gerät geeignet macht.
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Um jedoch auch bei der Behandlung größerer Wassermengen einer Entmischung
wirksam vorzubeugen, kann gemäß der Erfindung die Schraubenradpumpe mit kreisringförmig
zu ihrer Achse angeordneten
Emulseuren zu einem Aggregat vereinigt
sein.
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Dadurch wird weiterhin die Emulsion möglichst wirbelfrei dem mittig
angeordneten Schraubenrad der Schraubenpumpe zugeführt.
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Um den Betrieb eines solchen Ozonisierungsgerätes weitgehend gegebenen
Erfordernissen anpassen zu können, sind in die Zu- und Ableitungen der Haupt-oder
Teilwasserstromkreise Regel- bzw. Absperrelemente eingebaut. Als Regelelemente dienen
hand-und fernbetätigte Ventile bekannter Bauart.
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Infolge verschiedenartiger Betriebsanforderungen an eine Ozonisierungsanlage
kann es nötig sein, den zu ozonisierenden Wasserstrom dem Injektor nicht unter dem
Druck des Leitungsnetzes, sondern durch den Druck einer besonderen Fördereinrichtung
zuzuführen.
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Für diesen Fall sieht die Erfindung vor, daß der Antrieb der Schraubenradpumpe
sowie einer im Flüssigkeitsstrom zusätzlich dem Injektor vorgeschalteten Fördereinrichtung,
z. B. einer Pumpe, durch je ein stufenloses Getriebe von einer gemeinsamen Antriebsmaschine
erfolgt.
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Besonders für den Fall, daß das zu sterilisierende Wasser einem Sammelbecken
entnommen werden muß, wird sich die letztgenannte Anordnung nach der Erfindung bewähren.
Auch die fallweise nötige Errichtung von Wassertürmen erübrigt sich durch die erfindungsgemäße
Anordnung einer zusätzlichen Fördereinrichtung, die dem als Emulseur dienenden Injektor
vorgeschaltet ist. Schraubenradpumpe als auch Förderpumpe werden über eine gemeinsame
Kraftquelle durch je ein stufenloses Getriebe angetrieben. Diese Betriebsweise ermöglicht
es, die Ozonkonzentration weitgehend in das gewünschte Verhältnis zur Menge des
Flüssigkeitsstromes zu bringen.
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Es zeigt Fig. 1 eine Darstellung eines Ozonisierungsgerätes nach der
Erfindung, Fig. 2 ein Ozonisierungsgerät mit kreisförmig um die Achse der Schraubenradpumpe
angeordneten Emulseuren, Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig. 2 dargestellte Ozonisierungsgerät.
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Für dasVerständnis der Erfindung unwichtigeTeile sind weggelassen.
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Durch die Leitung 1 wird das zu behandelnde Wasser durch den als Emulseur
wirkenden Injektor 2 zugeführt, dessen Düse das durch die Zuleitung 3 von dem Ozonisierungsgerät
4 angesaugte ozonhaltige Gas in feinste Gasteilchen aufreißt. Das Wasser wird unter
der Einwirkung des durch das Schraubenpumpenrad erzeugten Unterdruckes in dem konisch
erweiterten Zuleitungsstück 5 angesaugt und nach dem Durchtritt durch die Spalte
6, 6' des Schraubenpumpenrades 7 verdichtet, wobei die angestrebte Lösung weitgehend
erreicht wird. Der als Antriebskraft dienende Motor 8 kann an das Gehäuse 9 des
Schraubenpumpenrades 7 angeflanscht sein. Nach der durch die Schraubenpumpen erfolgten
Verdichtung des Teilwasserstromes wird dieser durch die Abflußleitungen 10 und 11,
die vor dem Regelventil 12 wieder zu einer Leitung vereint werden, abgeführt.
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In der Fig. 2 ist eine andere Ausführung der Erfindung dargestellt.
Die einzelnen Teilwasserstromleitungen 13, 14 und 15 speisen die um
die Achse der Schraubenpumpe kreisförmig angeordneten Injektoren 17; 18 und 19.
Gezeichnet sind nur je drei Injektoren sowie Zuleitungen. Im übrigen ist die Vorrichtung
nach dem in der Fig.1 gezeigten Prinzip aufgebaut.
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Die Fig. 3 zeigt in der Draufsicht die kreisförmig um die Schraubenpumpe
angeordneten Injektoren 20
bis 27. Der Antrieb des Schraubenpumpenrades 16
erfolgt in diesem Falle über endlose Keilriemen 28 (Fig. 2) durch eine Antriebsmaschine
29. Das ozonhaltige Gas wird den Injektoren durch die mittels Ventile 30 und 31
absperrbaren Leitungen 32 und 33 zugeführt.