DE1642486A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern des Verschmutzens und Verstopfens von Seewasser-Leitungen od.dgl. - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern des Verschmutzens und Verstopfens von Seewasser-Leitungen od.dgl.Info
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Description
D-4000 DÜSSELDORF 1 PATENTANWÄLTE 1642486
Malkastenstraße 2 DIPL.-ING. ALEX STENGER
Unser Zeichen: 682J-a Datum: 8. 1. 1970
Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, No. 10, Marunouchi 2-chome,
Chiyoda-ku, Tokio/JAPAN
Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern des Verschmutzens und Verstopfens von Seewasser-Leitungen d>d. dgl.
Die Erfindung betrifft das Verhindern des Verschmutzens und Verstopfens
von Seewasser-Leitungen, und zwar insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, um eine derartige Verschmutzung bei
Einrichtungen zu verhindern, die mit Seewasser in Berührung kornmen, z.B. Leitungen, Kondensatoren, Kühlapparaten und sanitären
und anderen Einrichtungen.
Anlagen, wie z.B. Kondensatoren und andere Kühleinrichtunggn, die auf Schiffen oder an Land eingebaut und dem Seewasser ausgesetzt
sind, unterliegen der Ablagerung oder Verschmutzung durch Organismen des Meeres, wie z.B. Muscheln oder Wasserpflanzen. Eine derartige
Verschmutzung wird üblicherweise wenige Monate nach dem Einbau dieser Einrichtungen beobachtet, wenn die Wasserleitungen und Anlagen
wegen der Ablagerung dieser im Seewasser vorhandenen Organismen verstopft sind. Außerdem korrodiert der Werkstoff der Röhren
und Kühlvorrichtungen, und es treten andere Beschädigungen auf. Dies erfordert im allgemeinen einen großen Aufwand von Zeit und Kosten,
um diese unerwünschten Verschmutzungs-Organismen zu entfernen oder abzukratzen und die Einrichtung wieder in ihren ursprünglichen Betriebszustand
zurückzuversetzen.
Unter den bisher benutzten Verfahren zum Aufhalten der Verschmutzung
durch Seewasser-Organismen an den unter Wasser liegenden Schiffsteilen befindet sich der mehr oder weniger übliche Behelf, einen
Anti-Ablagerungsüberzug auf diesen Teilen anzubringen. Dieser Überzug stellt jedoch nicht unbedingt eine befriedigende Lösung dieses
Problemes dar.
■ . . .;.;..;! lArt.7 §1 Abs.2 Nr. 1 Süiz 3 des Ämterunflaeas. v. 4.5>. l'Jo/)
-2- 109882/0293
Wenn in den Kühlkondensatoren einer Dampfkesselanlage Seewasser-Leitungen
benutzt werden, so ist in der Praxis das Chlor-Injektionsverfahren
angewandt worden. Bei diesem Verfahren wird das Chlor dem Seewasser aus einem Chlorbehälter beigemischt. Dieses
Verfahren erfordert jedoch einen ziemlich großen Aufwand für Installation und Unterhaltung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
und eine zum Ausüben dieses Verfahrens dienende Vorrichtung zum Verhindern des Verschmutzens und des Verstopfens von Seewasserleitungen
und dergl. durch Seeorganismen zu schaffen, das weniger
teuer, einfacher und sicherer ist als das übliche Chlor-Injektionsverfahren.
Zur !Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
in der Leitung, durch die das Wasser eintritt, im Abstand voneinander zwei Elektroden anzuordnen, von denen eine unlöslich ist,
und zwischen diese Elektroden einen elektrischen Strom mit einer Konzentration von 0,06 - lA/(m /n) fließen zu lassen. Hierbei bedeutet
die "Konzentration des elektrischen Stromes" den Strom pro Zeiteinheit und pro Volumeneinheit der strömenden Flüssigkeit. Es
wird also der Strom pro Zeiteinheit und pro Volumeneinheit in Abhängigkeit von der Stromkonzentration in der Flüssigkeit oder dem
Seewasser gemessen. Es bedeutet also z. B. "0,06 A/(jkr/h)", daß
ein elektrischer Strom von 0,06 Ampere für einen Durchfluß von 1 ra Seewasser pro Stunde benutzt wird.
Nach der Erfindung wird diese Stromkonzentration in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsgeschwindigkeit verändert. Als Werkstoff für
die eine Anode wird ein Stoff aus der Gruppe Platin, magnetischem Eisenoxyd, platin-plattiertem Titan, Kohlenstoff oder Platin-Palladium
ausgewählt. Die andere Elektrode wird aus Schmiedeeisen oder verzinktem Stahl gefertigt.
-3-
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3ei der praktischen Ausführung des Verfahrens wird das der Elektrolyse
unterworfene Seewasser gefiltert und gereinigt, die FlUssigkeitsgeschwindigkeit des gereinigten und gefilterten Seewassers
gemessen und die Stromkonzentration in Abhängigkeit von der Nessung der Strömungsgeschwindigkeit geregelt. Das der Elektrolyse
unterworfene Seewasser wird dann einer Vorrichtung zugeführt, die Seewasser benötigt, alsoz.B. Kondensatoren, Kühlapparaten und
den sanitären Einrichtungen.
Bei einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens sind vorteilhaft
am Seewassereinlaß im Abstand voneinander die beiden Elektroden angeordnet, von denen eine unlöslich ist. Zwischen diese Elektroden
wird eine elektrische Spannungsquelle angeordnet, die zwischen den Elektroden das Fließen des elektrischen Stromes bewirkt, dessen
Konzentration zwischen 0,06 und 1 Ampere pro vcr Seewasser pro Stunde
(A(HrVhD beträgt.
Ede Vorrichtung ist mit Einrichtungen zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit
des der Elektrolyse unterworfenen Seewassers sowie mit Einrichtungen versehen, um diese Messeinrichtungen mit der elektrischen
Spannungsquelle zu verbinden, damit der Strom zwischen den beiden Elektroden in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit
des elektrolysierten Seewassers regelbar ist. Außerdem können
auch noch Einrichtungen vorgesehen sein, um das der Elektrolyse ausgesetzte Seewasser zu filtern und zu reinigen.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, in einfacher Weise das Verschmutzen und Verstopfen von Seewasserleitungen zu
vermeiden. Das durch die Leitungen fließende Seewasser enthält Chlor und Chlorverbindungen, die durch die Elektrolysebehandlung
frei werden und damit de Entwicklung der unerwünschten Seepflanzen
und - Tiere in den Oberflächen der Rohre oder das Durchfließen derselben
zu verhindern, ohne daß die Leitungen od. dgl. korrodieren.
-4-
109882/0293
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:
Pig. 1 ein Diagramm zur graphischen Veranschaulichung der Beziehung
zwischen der elektrischen Stromkonzentration im Seewasser und dsm Anti-Ablagerungs-Verhältnis;
Fig. 2 ein Diagramm zur graphischen Veranschaulichung der
Korrosionswerte verschiedener Kupferlegierungen und
Fig. 3 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ausübung
des Verfahrens nach der Erfindung.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Elektrolyse-Zelle am Seewassereinlaß vorgesehen und die Elektrolyse
des Seewassers wird innerhalb der Zelle durch die Benutzung einer Anode aus unlöslichem Werkstoff bewirkt, und zwar insbesondere
aus platin-plattiertem Titan und einer Kathode aus Schmiedeeisen. Das Seewasser, das sich ergebende, frei werdende Chlor- und
Chlorderivate enthält, wird in die Seewasserleitung eingeleitet. Unter diesen Bedingungen wurde ein Versuch zur Beobachtung der
Ablagerungsbedingungen verschiedener Seewasser-Organismen durchgeführt, die die Rohre verschmutzen, und zwar unter den in der Tabelle
I unten angegebenen Bedingungen. Es wurde beobachtet, daß (wie in Fig. 1 dargestellt) eine Beziehung zwischen der Menge oder
dem Betrag des Elektrolyse-Stromes pro nr Seewasser und pro Stunde (gleich Stromkonzentration A (nr/h) ) i*1 einem geschlossenen
Rohrsystem, wie z. B. in den Seewasser-Einlaßrohren von Schiffen besteht und dem Anti-Ablagerungs-Verhältnis für die Verhinderung
der Ablagerung von See-Lebewesen. Das Anti-Ablagerungs-Verhältnis kann durch folgende Formel ausgedrückt werden:
•5
Go " öm .100
Go
wobei G das Gewicht der Ablagerungen ohne Elektrolyse-Behandlung
und G der Ablagerungen mit Elektrolyse-Behandlung bezeichnen.
Typ der Stromdichte Stromkonzen- Strömungsge- J
Anode an der Anode tration schwind!gkeit
unlösliche 1-10 A/dm2 0-1 A(m5/h) 0,5-2 m/sec.
Anode
Bemerkung: Der Stromwirkungsgrad in der unlöslichen Anode beträgt etwa 5Ο5έ als übrig bleibendes Chlor).
Es besteht die Möglichkeit, daß mg- und Ca-Ionen in Form von
Mg (OH)p CaCo-z an der Anoden-Oberfläche ab-geschieden werden und
dadurch den Zwischenraum zwischen Anode und Kathode verengen und auf diese Weise dem Flüssigkeitsstrom einen Widerstand entgegensetzen.
Diese Ablagerung wird jedoch dann nicht beobachtet, wenn
die Stromdichte an der Kathode größer als 1 A/dm ist.
Wie aus Fig. 1 erkennbar ist* liegt das Antl-Äblagerungs-Verhältnis
über 90$, wenn die Sfcromkonzentration größer als O506 A (ar/h)
ist. Es muß jedoch beachtet werden, daß ein© Ssewasser-Behandlung mit zu großer Stromkonsentration die Korrosion von Metallen, z. B.
Eisen, Stahl, Kupfer, Kupferlegierungen usw. in dem Seewasser-Röhren-Einlaßsystem
durch die Uirkung der durch die Elektrolyse erzeugten frei werdenden Chios?- und Chlorden!vat@ ffedert. Dementsprechend
wurde in Versuch durchgeführt, im ate !©ZTOsIonswerte,
die in verschiedenen Metallen beobachtet, wurdsa, äi® In nicht.
109882/0293
der Elektrolyse unterworfenes Seewasser eingetaucht worden sind,
mit den Werten gleicher Werkstoffe zu vergleichen, die in Seewasser
getaucht wurden, das einerElektrolyse unterworfen wurde.
Die Versuchsdauer betrug 1200 Stunden und die Strömungsgeschwindigkeit
0,2 m/sec. Fig. 2 veranschaulicht die Korrosionsgröße verschiedener Kupferlegierungen, während die folgende Tabelle II
die Korrosionswerte von Stahl darstellt.
Verwendeter
Stahl
Stahl
Bezeichnung der Probe
Stromkonzentration
A/(m5/h)
A/(m5/h)
Korrosionswert 2 (mg/m )Monat
Schmiedeeisen
1 2
o,o6
0,3
1,0
12,2 12,2 13,6
galvanisierter
Stahl
Stahl
1 2 3
o,o6
0,3
1,0
1,0
0,68 0,61
0,69 0,7
Jede in Fig. 2 bezeichnete Probe ist der St^c·■'·>,; ??u;«i-nation gemäfl
der Tabelle III unterworfen.
109882/0293
Die für die Versuche benutzten Kupferlegierungen können aus Monel-Metall
(A), 7-3 Kupfer-Hickel (B), 8-2 Kupfer-Nickel (C),
9-1 Kupfer-Nickel (D) und Aluminium-Messing 1 bestQhen» Jedes
aus einer Kupfer-Legierung bestehende Versuchsrohr bestand aus
einem entzunderten Rohr von 20 mm Durchmesser und 100 mm Länge. Die aus Schmiedeeisen und aus galvanisiertem Stahl bestehenden
Prüfkörper hatten die Abmessungen von 80 χ 50 χ 3 mm«
Aus Fig. 2 ist ersichtlich* daß alle Kupfer-Legierragen kaum einer
Vergrößerung des Korrosionswertes unterworfen waren, wenn
die Stromkonzentration bei 1 A (Er/h) gehalten wurde s daß die
Korrosion jedoch stark beschleunigt wurde, wenn die Stromkonzentration von 1 A (nr/h) auf 3 A (wP/h) gesteigert wurde. Andererseits
änderten sich die Ko**roslGföswer''be bei Sohraied©@isen und
galvanisiertem Stahl Ms -m l.k (μτ/h) nietet. Daraus_©rgibt sich,
daß bei Benutzung einer misslichen Anode die wirksam© Stromkonzentration
nach unten dur&h den Änfei-Äblageruagswe^fe wmä nach
oben dureii den Korrc^ionswert des für die Anode benutzten Me»
talles begrenzt ist*
Das in Fig. 5 dargestellte Ausfiitaungstoeispiel einer ¥orrichtung
zum Ausüben des erfinauiigsgemäEen Verfahrens stellt eine Seewasserleitung
oder ein Rohrsystem In einem Seeschiff dar. Das
Seewasser wird durch einen Seewassereinlaß 5 angesaugt. Dies
geschieht mittels einer Pumpe 7» di@ das Wasser durefo eine FiI-terkammer
6 saugt, in der das Seewasser von Schmutz und Verunreinigungen
getrennt vmü gereinigt uiroL Das Seewasser wird von der
Pumpe 7 zu der Anlage geförderte die das Seewasser fesnötigt und
diesem ausgesetzt ist. So kann das Seewasser z. B0 einem Kondensatorbehälter
8 zugeführt «ad dam durch ©ine AuslaS5ffnung 9
in die Sse abgelassen
Bei der in Fig. 3 dargestelltes Amordniaig wird das Wasser elektrolytisch
behandelt, mn ein V©s»stopfesi der LeitmgDS, durch Ablagerisg
Ton Scsarg&aisii©^ zn irQpfeinßsrri.« Um üleao Bsla&Ml'ong
3m e^r-leieilte?.?;;;.-, ist sia ©iipahflmS^S'eiPaEielder 10 sa ©is©? geeig-
neten Stelle des Umlaufsystems angeordnet, um Änderungen der
durchströmenden Seewassermenge anzuzeigen. Die Signale des Durehfluß-Fernmelders 10 werden Jau einem Elektrolyse-Stromregler
11 mit sättigungsfähiger Drosselspule wie bei Magnetverstärkern übertragen und regeln den Elektrolysestrom an den an geeigneter
Stelle angeordneten Elektroden 12, die sich z.B. im Seewasser-Einlaß 5 befinden. Der in dem System nach Fig. 3 benutzte Durchfluß-Fernmeider
kann z.B. ein elektronischer Druckdifferenz-Ultraschallerzeuger bekannter Bauart sein.
Auf der Auslaßseite des Durehfluß-Fernmelders 10 ist ein Gleichstrom
in einer Stärke von ImA bis 5 mA, der in Abhängigkeit von der
Strömungsgeschwindigkeit veränderlich ist, vorhanden, der über die Regelspule Nc des Reglers 11 geleitet wird, Auf diese Weise
wird der elektrische Strom, der zwischen den Elektroden 12 fließt, auf einen Wert geregelt, der proportional der Strömungsgeschwindigkeit
ist. In Fig. 3 sind die Spulenwindungen, die die Beziehung zwischen Eingangsstrom und Ausgangsstrom regeln, in dem Regler
mit Ng bezeichnet.
Wenn die Stromkonzentration in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit
des Seewassers auf einem Wert zwischen 0,06 und 1 A/ (nr/h) gehalten wird, so ist es bei dieser elektrolytischen
Behandlung des Seewassers möglich, die Verstopfung der Seewasser-Leitungen
in einem Motor-Kühlsystem, in den sanitären Anlagen eines Schiffes, in den Kondensator-Kühlleitungen und in anderen Systemen
fwwohl auf See als auch an Land wirksam zu verhindern, wobei
gleichzeitigbeine Korrosion der dem Seewasser ausgesetzten Einrichtungen verhindert wird.
Für sauberes und reines Seewasser genügt die Stromkonzentration von 0,06 A (nr/h), wohingegen für ursprüngliche Organismen die
Söromkonzentration vergrößertverden muß. Bei einer Stromkonzentration
von 1 A (nr/h) können sich jedoch irgendwelche Lebewesen nicht mehr vermehren. Die Stromkonzentration braucht deshalb diesen
Wert nicht zu überschreiten.
-9- 109882/0293
Claims (1)
- Aasprllche:Verfahren sum Verhindern des Verschmutzens und Verstopf ens- νοκ. Wasserleitungen οά8 dgl. durch Seewasser-Organismen, ■ dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung^, durch die das Seewasser eintritt» im Abstand voneinander swei Elektroden (12) angeordnet werden* von denen eine unlöslich ist, und/daß entsprechend der Fließgeschwindigkeit des durch die seewasserverbrauchende Vorrichtung fließenden Seewassers zwischen diesen Elektroden ein elektrischer Strom mit einer Konzentration von 0,06 bis 1 A φι-γη) fließt.2c Verfahren nash Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ein= tretenden Seewasser zwei Elektroden im Abstand voneinander angeordnet sind.Ι» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkonzentration in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsgeschwindigkeit verändert wird.4ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkonzentration in Abhängigkeit von der Qualität des Seewassers verändert wird.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenwerkstoff aus der Gruppe Platin, magnetischem Eisenoxyd, platin-plattiertem Titan, Kohlenstoff, platin-plattiertem Silber, Platin-Palladium und Bleilegierung ausgewählt wird.6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die andere Elektrode Schmiedeeisen oder verzinkter Stahl gewählt wird.-10-(Art. , s t Abs. Z Ut. . W i uci Anaer«R859„o. ». -,. j.10S882/02S31642486 -ιο-γ. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seewasserleitungen sswei Elektroden (12) angeordnet sind, von denen eine unlöslich ist und zwischen denen durch eine elektrische Spannungsquelle (11) Strom fließt, und daß in den Seewasser-Leitungen Geräte zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit und zur Verstellung der elektrischen Spannung angeordnet sind.8. Vorrichtung nach Anspruch 1J, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied für die elektrische Leistung mit dem Meßgerät für die Strömungsgeschwindigkeit verbunden ist.W/ml109882/0293
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Also Published As
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