DE1923436B2 - Vorrichtung zur behandlung von fluessigen oder gasfoermigen medien in einem elektrostatischen feld - Google Patents
Vorrichtung zur behandlung von fluessigen oder gasfoermigen medien in einem elektrostatischen feldInfo
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Description
der
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Wird z. B. Wasser mit einer solchen Vorrichtung, bei der eine Elektrode gegenüber dem Wasser isoliert ist,
behandelt, so wird die Oberflächenspannung des Wassers reduziert und geladene, im Wasser gelöste
Teilchen werden neutralisiert. Bei einer Behandlung des Wassers mit einer Vorrichtung, bei welcher beide
Elektroden gegenüber dem Wasser isoliert sind, erfolgt nach bisherigen Erkenntnissen eine Kernbildung oder
Koagulation gelöster Verunreinigungen. Außerdem werden Molekülkomplexe aufgebrochen, wodurch die
Kernbildung oder Koagulation unterstützt wird. Das so behandelte Wasser kann anschließend zur Entfernung
der Schmutzteilchen durch ein Filter geführt werden.
Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (GB-PS 6 06 154) werden aufgrund der
gegebenen Elektrodenausbildung und Elektrodenan-
esondere im Verhältnis
den Teilen der Vorrichtung, auf den Elektrodcnieile'te
ußerhalb der Behandlungszone nicht unerhebliche ^Υηκεη aufgebaut, die eine optimale L.ulungskonzen-
,' auf den Elektroden in der Ikhandlungs/one -,
"^hindern Ähnlich ungünstige Verhältnisse liegen bei
anderen bekannten Vorrichtung (US-PS Τθ2 6Ο1) vor. Diese Vorrichtungen arbeiten daher
erhältnismäßit? unzulänglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht u.
j · die Unzulänglichkeiten der bekannten Voriichnee'n
zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs tU nnten Art zu schaffen, bei der ein Abschließen von
^"!arischen Ladungen auf Elektrodenteile außerhalb ^r Behandlungszone verhindert und eine optimale ι-K
nzpntration von Ladungen auf den in der Behandlungszone
befindlichen Elektrodenteile erzielt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art gemäß der
Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden >
Teils im Anspruch 1 gelöst. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der Elektrodenteile
kann ein Abfließen von elektrischen Ladungen im Bereiche außerhalb der Behandlungszone zuverlässig
vermieden werden, so daß durch die optimale ; Konzentration des elektrostatischen Feldes innerhalb
der Behandlungszone eine sehr effektive Behandlung des Mediums möglich ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung, insbesondere auch deren Verwendung in
einem vollständigen Behandlungssystem mit weiteren ähnlich aufgebauten Vorrichtungen und einem Filter,
sind in den Unteransprüchen angeführt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichketten der Erfindung ergeben sich aus den
Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt
pig 1 eine Seitenansicht eines mehrstufigen Behandlungssystems,
das mehrere Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung und ein Filter
aufweist, . ...... ,
Fig.2 einen Vertikalschnitt einer Ausfuhrungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig.3 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 3-3
nach F i g· 2,
Fig 4 einen vergrößerten Horizontalschnitt entlang der Linie 4-4 nach F i g. 1, welcher die Behandlungsvorrichtung
darstellt, der sowohl in der zweiten als auch in der dritten Stufe von F i g. 1 angewendet wird.
F i g 5 einen vergrößerten Vertikalschnitt entlang der Linie 5-5 nach Fig. L der die Behandlungsvorrichtung
nach F i g. 4 zeigt,
Fig.6 einen Teilvertikalschnitt einer anderen Ausführungsform
der Behandlungsvorrichtung,
Fig. 7 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 7-7
^Fig.'leinen vergrößerten Vertikalschnitt der ersten
Behandlungsvorrichtung, die in Fig.! dargestellt ist
F i g 9 einen Teilvertikalschnitt, der eine abgeänderte
Oberflächenausbildung der inneren Elektrode der Vorrichtung gemäß F ig. 8 und 10 und der inneren
Elektroden der Vorrichtung gemäß Fig. 13 und dsp="*!!*.
Vfg. 10 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 10-10von Fig.8,
Vfg. 10 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 10-10von Fig.8,
Fig. Π einen Vertikalschnitt einer Teilchenabtrenneinrichtung zum Gebrauch im System von F ι g. 1,
Fig. 12 eine schematische Darstellung einer zweiten I urin einer 1 eilchenabtronnciiinchiuiig /um Gebrauch
im System von 1 ι g. 1,
I- ig. 1 J einen Venikalschniu einer weiteren Ausführungsform
einer Behandlungsvorrichtung,
I-ig. 14 einen I lori/ontalschniii entlang der Linie
14-14 von I i g. I j und
I-ig. 15 eine vergrößerte teilweise weggebrochene
Draufsicht einer IsolaiorsiLit/einnchiung fur jedes Linie
tier inneren Elektrode der Vorrichtung gemäß I- ι {?. 8.
In I-ig. I ist eine Einlaßleitung 20 einer ersten
Behandlungsvorrichtung 22 dargestellt. Ein Wasserversorgungsrohr (nicht gezeigt) führt von einer Quelle, wie
/. B. einer städtischen Wasserversorgung zu der Leitung 20. Das System, welches in F i g. 1 dargestellt ist, enthält
weiterhin einen Erhitzer 24, eine /weite Behandlungsvorrichtung 26, eine dritte Behandlungsvorrichtung 28.
ein ! ilter 30, eine Wasser verbrauchende Einrichtung 32.
wie z. B. einen Boiler oder eine Eismaschine. Es soll jedoch bemerkt werden, daß die erste Behandlungsvorrichtung
22 alleine benutzt werden kann, je nachdem welcher Effekt erreicht werden soll, was im folgenden
naher behandelt wird.
Bei der Installation und dem Aufbau des Systems von
Fig. 1, werden dielektrische Verbindungsstücke 34 verwendet, um die verschiedenen Stufen des Gerätes
miteinander zu verbinden und um das gesamte System an das Wasserversorgungsrohr und die Einrichtung 32
anzuschließen. Somit ist das System /wischen dem Versorgungsrohr und dem Auslaß des Filters 30 völlig
ο isoliert. Das Wasser strömt von links nach rechts von der Einlaßleitung 20 der ersten Behandlungsvorrichtung
22 durch die dazwischen liegenden Vorrichtungen zu dem Auslaß des Filters 30. Es erscheint auf der rechten
Seite des Filters und steht in Verbindung zu dem Einlaß (5 der Einrichtung 32. Die Benutzung von dielektrischen
Verbindungsstücken 34 zwischen den verschiedenen Vorrichtungen ist eine zusätzliche Sicherung, daß das
System jederzeit gegen geerdete Leitungswege isoliert ist. Darüber hinaus wird ein wirksames Isoliermaterial
36 in den Aufbauten sowohl für die erste Behandlungsvorrichtung 22 als auch für das Filter 30 verwendet.
Die erste Behandlungsvorrichtung 22 in Fig. I steht
in "'erbindung mit zwei zusätzlichen Behandlungsvorrichtungen
2b und 28. Die Behandlungsvorrichtung kann jedoch aileine als Wasserbehandlungsvorrichtung
verwendet werden, um die Oberflächenspannung des Wassers wirksam zu verringern und ein Ablagern von
gelösten Verunreinigungen in dem Wasser auf de;' Oberfläche der Rohre und anderen Metalloberflächen
5o der Einrichtung 32 zu verhindern. Die Behandlungsvorrichtung
22 ist im einzelnen in den F i g. 8 und 10 gezeigt. Sie umfaßt ein Paar aufrechtstehender, zylindrischer,
konzentrischer Metallclektroden 38 und 40, zwischen denen das Wasser hindurchfließt, nachdem es in die
55 Behandlungsvorrichtung 22 über die Leitung eingeführt wurde. Eine Auslaßleitung 42 fördert das
behandelte Wasser entweder direkt zu einer Benut-/ungscinrichtung oder zu folgenden Stufen des Wasserbchandlungssystems
nach Fig. 1.
to Die äußere Elektrode 40 besitzt einen einteiligen,
halbkugelförmigen, unteren Endabschluß 44 und ist mit einem halbkugelförmigen oberen Endabschluß
versehen. Aneinanderpassende ringförmige Flansche an dem oberen Endabschluß 46 und ri:is obere Ende des
65 zylindrischen Körperteiles der Elektrode 40 sehen
Mittel zur Befestigung des Abschlusses 46 an dem Hauptkörper vor. Eine Reihe von Schrauben
befestigen die Flansche aneinander um eine kreisförmi-
ge isolierende Trennwand 50. Somit wird der Randteil
der Trennwand 50 dicht zwischen den aneinandergedrückten Flanschen gehalten. Am unteren Ende der
Elektrode 40 ist eine zweite isolierende Trennwand 52 etwa an dem unteren Ende des zylindrischen Hauptkörpers
der Elektrode 40 angeordnet. Die Trennwand 52 besitzt einen kreisförmigen äußeren Rand, welcher in
Ergänzung zu der inneren Oberfläche der Elektrode 40 ausgebildet ist, um die Trennwand 52 an ihrer Stelle zu
halten.
Beide Trennwände 50 und 52 haben zentrale ringförmige Öffnungen, die mit der Achse der Elektrode
40 ausgerichtet sind und die obere und untere Isolatorstützeinrichtungen 54 für die innere Elektrode
38 aufnehmen. Die innere Elektrode 38 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet und besitzt einteilig untere und
obere halbkugelförmige Endabschlüsse 60 und 58. Jede der Einrichtungen 54 ist identisch aufgebaut und schließt
einen Zylinder 62 aus isolierendem Material mit einem inneren offenen Ende, das den entsprechenden halbkugelförmigen
Endabschluß 58 oder 60 aufnimmt. Bindemittel befinden sich in der zylindrischen Aushöhlung
des Zylinders 62, um diesen mit den Abschlüssen 58 oder 60 sicher zu verbinden.
Das äußere Ende jedes Zylinders 62 ist durch eine Scheibe 64 abgeschlossen, die eine äußere abgeschrägte
Umfangsaußenfläche in Ergänzung zu einer inneren Abschrägung in einer Abschlußkappe 66 aufweist. Eine
kreisförmige Platte 68 liegt zwischen der Abschlußkappe 66 und einer federnden Polsterung 70, die für einen
erschütterungsfesten Aufbau sorgt.
Der zusammengesetzte innere Elektrodenaufbau wird hergestellt, indem zuerst die beiden Zylinder 62 an
ihrer Stelle an den jeweiligen halbkugelförmigen Endabschlüssen 58 und 60 befestigt werden. Die
Elektrode 38 mit abgesetzten Zylindern 62 wird dann in eine Hülle 72 aus geeignet isolierendem Material, wie
z. B. Teflon, eingesetzt, welches hitzeschrumpfbar ist. Nach dem die Hülle 72 geschrumpft ist, um sich der
Ausbildung der Elektrode 38 und den Zylindern 62 anzupassen, wird das überschüssige Hüllenmaterial an
den äußeren Flächen der Scheiben 64 angeschnitten. Die Elektrode 38 und die Haltezylinder 62 bleiben in
dem isolierenden Überzug eingefaßt zurück. Die Trennwände 50 und 52 werden an den eingefaßten
Zylinde-n 62 befestigt, und die Abschlußkappen 66 werden dann an das äußere Ende des entsprechenden
Zylinders 62 gebracht und an ihrer Stelle durch drei Schrauben 74 befestigt, welche durch die jwcilige Platte
68 hindurchragen und von eingebrachten Öffnungen in der Scheibe 64 aufgenommen werden. Ein O-Ring 76 um
jede Schraube 74 bildet einen Abschluß gegen Feuchtigkeit. Die Stützcinrichlungcn 54 werden gegen
seitliche Bewegung durch die Trennwände 50 und 52 gehalten. Longitudinal Bewegung der äußeren Elektrode
40 wird durch die Polsterung 70 unterbunden. Es sollte bemerkt werden, daß die einpassenden Abschrägungen
der Scheiben 64 und der Abschlußkappen 66 die Enden der Hülle 72 dicht dazwischen festhalten, um
einen wirksamen Abschluß am Aiißcnrand jeder
Abschlußkappc zu erhalten.
Eine elektrische Verbindung wird zu der inneren Elektrode 38 durch einen isolierten Leiter 78, der in den
hiilbkiigclförmigen Endabschhiß 46 durch eine isolierende
Buchse 79 und entlang der Achse des Abschlusses 46 zu einem axial ausgerichteten Punkt an dem Endabschluß
58 der inneren Elektrode 38 führt, wo das Ende
des Leiters festgelötet sein kann. Die obere Polsterung
70 ist ausgeschnitten, um den Leiter 78 hindurchzulassen, desgleichen die angrenzende Platte 68, die
Abschlußkappe 66 und die Scheibe 64, wobei ein O-Ring 80 (F i g. 15) zwischen der Platte 68 und der Abschlußkappe
66 um den isolierten Leiter 78 angeordnet ist. Ein zweiter Leiter 82 ist an der äußeren Oberfläche der
äußeren Elektrode 40 angelötet oder auf andere Weise befestigt.
Der Erhitzer 24 (Fig. 1) enthält ein langgezogenes
ίο Widerstandsheizelement 81, welches in dem Rohr liegt,
welches die Auslaßleitung 42 der ersten Behandlungsvorrichtung 22 und die zweite Behandlungsvorrichtung
26 verbindet. Das Wasser fließt von der ersten Behandlungsvorrichtung 22 zu der zweiten Behandlungsvorrichtung
26, wobei es das Heizelement 181 in thermischer Berührung umströmt. Ein elektrischer
Strom wird dem Element 81 über ein Leitungskabel 83 zugeführt, welches durch eine wasserdichte Hülse oder
Buchse in der Wand des Rohres geführt ist, in dem das Element 81 angeordnet ist. Das Leitungskabel 83 ist mit
einer Spannungsquelle verbunden. Es können jedoch auch andere Heizeinrichtungen verwendet werden,
wenn dies gewünscht wird. Der elektrische Widerstandsheizer wird hier nur beispielsweise angeführt. Ein
Anstieg der Temperatur des Wassers um wenige Grade, während es von der ersten Behandlungsvorrichtung 22
zu der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 strömt, fördert die Behandlung, die im folgenden näher
beschrieben wird.
In den F i g. 4 und 5 wird die zweite Behandlungsvorrichtung
26 im einzelnen dargestellt. Sie besitzt flache, ausgehöhlte Plattenelektroden 84 und 86, die im
Abstand und parallel zueinander in einem langgezogenen Gehäuse 88 angeordnet sind. Hierdurch wird der
Wasserfluß longitudinal dazu und zwischen den Elektroden 84 und 86 hindurch geführt. Das Gehäuse 88
ist mit einander gegenüberliegenden Einlaß- und Auslaßenden 90 und 92 versehen, welche sich nach
außen erweitern und Flansche 94 und 96 ausbilden. Der Flansch 94 an dem Einlaßende ist mit einem angepaßten
Flansch 98 des Rohres verbunden, welches von dem Heizer 24 herführt. Die Verbindung wird durch das
dielektrische Verbindungsstück 34 hergestellt. Ähnlich ist der Flansch 96 an dem Auslaßende mit einem
anpassenden Flansch 100 des Rohres verbunden, welches zu der dritten Behandlungsstufe 28 führt. Die
Verbindung wird durch ein anderes dielektrisches Verbindungsstück 34 hergestellt. Die F i g. 4 zeigt die
Verbindungsstücke 34 im Detail und veranschaulicht.
daß jedes Verbindungsstück 34 eine ringförmige Dichtung 97 aus isolierendem Material enthält, welche
zwischen den Flanschen und isolierenden Hülsen oder Buchsen 99 auf den Schäften der Schrauben des
Verbindungsstückes liegen, um die Schrauben und
S5 Muttern von den metallischen Flanschen zu isolieren.
Für jeden Aufbau ist das Gehäuse 88 in der Mitte zwischen den beiden Enden unterteilt in zwei Abschnitte,
die mit Flanschen 102 und einer Reihe von Schrauben 104 verbunden sind, die die Flansche 102 gegen eine
(χι Dichtung 106 festhalten, um für eine wasserdichte Verbindung zu sorgen.
F.in Paar von Endwänden 108 aus isolierendem Material sind in dem Gehäuse 88 an den linden 90 und
92 angebracht und sind so ausgebildet, daß sic die
(><, Endkanten der Elektroden 84 und 86 aufnehmen und
halten. Darüber hinaus nehmen obere und untere Platten HO und 112 (Fig. 5) jeweils aus isolierendem
Material die I .änpskanlen der Elektroden 84 und 86 über
die gesamte Länge jeder Elektroden auf und halten diese. Sowohl die Quer- als auch die Längskanten der
Elektroden 84 und 86 sind so abgerundet, daß sie keine scharfen Ecken aufweisen, die Gebiete übermäßiger
Ladungsdichte bilden könnten. Das Gehäuse 88 ist im Querschnitt rechtwinklig, wobei die Seitenwände eine
größere Breite aufweisen. Die Elektroden 84 und 86 sind parallel zu den Seitenwänden angeordnet und bilden
einen langgezogenen engen Raum 114 zwischen den Elektroden aus, durch welche das Wasser fließt. Der
Raum 114 steht in Verbindung mit den Durchführungen des Mediums, die durch die Einlaß- und Auslaßenden 90
und 92 vermittels eines Schlitzes 116 in jeder Endwand 108 ausgebildet werden, die in Verbindung mit dem
Raum 114 stehen. Jede der Elektroden 84 und 86 ist mit einem Überzug 118 aus einem isolierenden Material, wie
z. B. Tetrafluoräthylen überzogen.
Isolierte elektrische Leiter 120 und 122 sind durch wasserdichte Buchsen 124 und 126 in den Seitenwänden
des Gehäuses 88 geführt und sind elektrisch mit den entsprechenden Elektroden verbunden. Die Leiter 120
und 122, ebenso wie die Leiter 78 und 82 der ersten Behandlungsvorrichtung 22, sind in F i g. 1 schematisch
dargestellt. Die positive Anschlußklemme einer Quelle 128 eines Gleichspannungspotentials ist mit den Leitern
78 und 122 verbunden und die negative Anschlußklemme mit den Leitern 82 und 120. Obleich die dritte
Behandlungsvorrichtung 28 im Aufbau der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 gleicht, sind Leiter 120a und
122a mit einer Quelle 130 eines Wechselspannungspotentials, wie z. B. einer üblichen 60-Hertz-Wechselstromversorgung
verbunden.
An diesem Punkt sollte erwähnt werden, daß vom elektrischen Standpunkt aus gesehen ein grundlegender
Unterschied zwischen der ersten Behandlungsvorrichtung 22 und der zweiten Behandlungsvorrichtung 26
besteht, indem nämlich eine Elektrode der ersten Behandlungsvorrichtung (die äußere Elektrode 40) nicht
von dem Wasser isoliert ist. Der Zweck dieser Unterscheidung wird im folgenden im Zusammenhang
mit den anderen Ausführungsformen der Behandlungsvorrichtung 22, die in den F i g. 8 und10 dargestell ist, als
eine zweite Behandlungsvorrichtung oder anstelle der dritten Behandlungsvorrichtung 28 durch Hinzufügen
eines Überzuges aus isolierendem Material auf die innere Oberfläche der Elektrode 40 verwendet werden
könnte. Auf ähnliche Weise könnte die Behandlungsvorrichtung 26 der F i g. 4 und 5 als eine erste Behandlungsvorrichtung
verwendet werden, wenn der isolierende Überzug 118 auf einer der Elektroden 84 oder 86
entfernt würde. Dies trifft auch für die Ausführungsform
der Bchandlungsvorrichtungcn zu. die im folgenden erläutert werden. Bei der Benutzung einer besonderen
Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung als erste Behandlungsvorrichtung ist vorzugsweise die
negative Elektrode gegenüber dem Medium nicht isoliert.
Die in den F i g. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform
einer Behandlungsvorrichtung enthüll ein Paar von im Abstand angeordneten Elektroden 132 und 134, die sich
in einem Gehäuse 13h befinden, welches mit einer Einlaßlcilung 138 und einer Anslaßleitung 140 verschen
ist, clic einen Durchlaß bilden, um das Medium, ?.. B.
Wasser, zwischen den beiden Elektroden 132 und 134 hindurchzufühlen. Die Elekliodcn sind einander gegen- (l5
über auf gegenüberliegenden Seiten eines offenen Bereiches 142 angeordnet. Die Elcklroden sind jeweils
so ausgebildet, um das elektrische Feld /wischen sich in
dem zentralen begrenzten Teil des Bereiches 142 zu konzentrieren.
jede der Elektroden 132 und 134 ist lang gestreckt und hohl sowie vorzugsweise aus einem dünnwandigen
Stahlaufbau. Der äußere Teil jeder Elektrode 132 oder 134 ist im wesentlichen halbzylindrisch geformt und
gehl in konvergierende tangentiale Verlängerungen 144 über, die in einer gebogenen inneren Längskante 146
mit einem geringeren Krümmungsradius als der des halbzylindrischen äußeren Teiles abschließen. Somit hat
jede Elektrode 132 und 134 eine langgezogene quergekrümmte Längskante 146 mit relativ geringem
Radius, wobei sich die Längskanten 146 der beiden Elektroden direkt gegenüberstehen (F i g. 3). Die Enden
der Elektroden 132 und 134 sind durch abgerundete Endwände 148 abgeschlossen. Die äußere Oberfläche
jeder Elektrode 132 und 134 ist bedeckt oder überzogen mit einem isolierenden Material 150, wie z. B. einem
synthetischen Harz (Tetrafluoräthylen).
Das Gehäuse 136 hat die Form einer langgezogenen aufrechten Kapsel mit oberen und unteren Enden 152
und 154. Das untere Ende 154 ist mit dem Hauptkörper des Gehäuses integral verbunden, während das obere
Ende 152 einen abnehmbaren Deckel mit einem Flansch 156 besitzt, welcher an einen Flansch 158 an dem
Hauptkörper des Gehäuses 136 durch eine Reihe von Schrauben 160 befestigt ist. Eine geeignete Dichtung
162 liegt zwischen den Flanschen 156 und 158, um einen wasserdichten Abschluß zu bilden. Das Gehäuse 136
stellt ein Paar einander gegenüberliegender Elektrodenkammern auf entgegengesetzten Seiten des Bereiches
142 dar, wobei jede Kammer einen Innenraum aufweist, der größer als die entsprechenden Elektroden ist. Ein
isolierendes Halteglied 164 aus synthetischem Harzmaterial, wie z. B. Tetrafluoräthylen, umgibt die Elektroden
132 und 134 und füllt den Raum in jeder Elektrodenkammer aus. Das Halteglied 164 erstreckt sich ebenso ganz
über den oberen und unteren Teil der beiden Elektroden und überspannt die Strecke zwischen den letzteren und
den oberen und unteren Enden 152 und 154 des Gehäuses 136. Somit ist für eine stoßsichere Halterung
für die Elektroden gesorgt, und die Elektroden sind von dem Gehäuse isoliert.
Jede der Seitenwände des Gehäuses 136 ist mit einem Paar auseinanderliegender nach innen ragender Rippen
oder Flansche 166 versehen, die die Seiten des Bereichs 142 festlegen und für Anschläge für das isolierende
Halteglied 164 sorgen. Die Leitungen 138 und 140 bilden integrale Ausdehnungen des Gehäuses 136 und sind
vertikal verlängert, um Ansatzrohre 168 und 17C auszubilden, die mit dem Bereich 142 über Schlitze 17i
und 174 in Verbindung stehen. Die Schlitze 172 und 17'
erstrecken sich im wesentlichen über die Länge de: Elektroden 132 und 134 und der Ansatzrohre 168 un<
170, wobei der Schlitz 174 enger als der Schlitz 172 isi um den Durchfluß leicht zu hemmen. Hierdurch wird di
Durchflußrate des Mediums zwischen den gegenüberlic genden Längskanten 146 der Elektroden verringert. Di
Leitungen 138 und 140 sind mit Kupplungen 169 und 17 für die Zufuhr- und Abfuhrrohrc ausgestattet.
Elektrische Verbindungen zu den Elektroden 132 un 134 werden durch ein Paar von Leitern 176 und 17
gebildet, welche durch das obere Ende 152 d< Gehäuses 136 und durch das isolierende Glied 164 in di
Innere der beiden Elektroden führen, jeder der Leid 176 und 178 wird in das Gehäuse 136 durch eit
wasserdichte Fassung 180 und durch eine wasserdich Buchse 182 in die jeweilige F.lcktrodc geführt.
709 &43
Eine weitere Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung
ist in F i g. 6 und 7 dargestellt. Eine aufrechte zylindrische Elektrode 184 ist in einem
aufrechten langgezogenen Gehäuse 186 angeordnet,
wobei ein Wandteil 188 des Gehäuses 186 die zweite Elektrode der Behandlungsvorrichtung bildet. Die
innere Elektrode 184 ist mit oberen und unteren konvexen Endabschlüssen 190 versehen, die jeweils
abgerundete Umfangsuußcnscitcn aufweisen, die in den
zylindrischen Hauptkörperteil der Elektroden 184 übergehen. Die innere Elektrode 184 ist über ihre
gesamte Länge mit einer Isolation 192, z. B. aus Tetrafluorethylen, überzogen oder in diese eingefaßt. In
F i g. 6 ist nur der obere Endteil der Behandlungsstufe dargestellt, da der andere Endteil den gleichen Aufbau
aufweist.
Der Gehäusewandleil 188 mündet am oberen Ende in einen Flansch 194, an dem eine Deckplatte 196 durch
eine Reihe von Muttern und Schraubcnanordnungen
198 befestigt ist. Eine Dichtung 200 liegt zwischen der Deckplatte 196 und dem Flansch 194, um einen
wasserdichten Abfluß zu bilden.
Das Gehäuse 186 weist einen halbzylindrischen Wandabschnitt 202 auf, der in im wesentlichen
tangentiale Teile 204 einmündet, die sich bis zu dem Wandteil 188 erstrecken, der nahe bei der inneren
Elektrode 184 liegt. Der Wandteil 188 weist eine konkave innere Oberfläche 206 gegenüber der konvexen
äußeren Oberfläche der inneren Elektrode 184 auf. Der Raum zwischen der inneren Elektrode Ϊ84 und dem
halbzylindrischen Wandteil 202 des Gehäuses 186 ist mit isolierendem Material 208 ausgefüllt, welches teilweise
die innere Elektrode 184 umgibt. Die Enden 190 der inneren Elektrode 184 werden ebenfalls von einem
isolierenden Material 210 gehallen, welches den Raum
zwischen dem oberen Endabsehluß 190 der Elektrode 184 und der Dichtung 200 mit ORingen 212 ausfüllt, die
zwischen der Dichtung 200 und dem oberen isolierenden llaltematerial 2!0 angeordnet sind, um einen
wasserdichten Verschluß zu bilden.
Die konkave innere Oberfläche 206 der Wandteile 188 ist konzentrisch mit der Elektrode 184 und wirkt mit
dieser zusammen, um einen Bereich 214 dazwischen finden Durchfluß des Mediums zwischen den beiden
Elektroden zu bilden. Die Oberfläche 206 und die gegenüberliegende langgestreckte, in Querrichtung
konvexe Oberfläche tier Elektrode 184, tue nicht von
isolierendem Material 208 umgeben ist. liegen näher beieinander als tlie alitieren Teile tier inneren Elektrode
184 und ties Gehäuses 186.
Die beiden Wandteile 204 des Gehäuses 186 sind mit
einem Einlaßschlitz 216 und einem kleineren Auslaßschlitz
218 versehen, tlie jeweils mit einem langgestreckten aufrechten lÜnlaß-Ansalz-Rohr 220 und einem
langgestreckten aufrechten Auslaß-Ansatz-Rohr 222 in Verbindung Mehen. Die Ansalzrohre 220 und 222 sind
Λνη Ansatzrohren der F i g. J ähnlich und gleichfalls
einstückig mil dem Gehäuse 186 verbunden, um eine
Verlängerung von diesem /u bilden, wobei die Schlii/e
216 und 218 über die Länge des zylindrischen 1 lauptkorpcrlcils tier inneren Elektrode 184 führen. Die
Ansatzrohre 220 und 222 weisen kupplungen 224 und
226 für Zufuhr- und Abfuhrrohre auf.
Ein elektrisches Potential wird an das Gehäuse IHh
gelegt, um den Elektroden bildenden Wandtei! vcfiiiilIcK einer Verbindung in Form eines Leiters 228,
der an dem Wandleil I8H angelötet oder auf andere
Weise bclcMigl ist. aufzuladen. Eine elektrische
Verbindung ist ebenso für die innere Elektrode 184 durch einen Leiter 230 gegeben, der sich durch eine
wasserdichte Buchse 232 in der oberen Deckplatte 1% erstreckt. Der Leiter 230 wird durch das Material 210
und in die Innenseite der Elektrode 184 durch den oberen Endabschluß 190 geführt.
In den Fig. 13 und 14 wird eine weitere Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung gezeigt, die der
Behandlungsvorrichtung der F i g. 8 und 10 zum Teil ίο ähnlich isi. Zwei Paare von zylindrischen inneren
Elektroden 234 weisen geschlossene halbkugelförmige Enden auf und sind in einem zylindrischen Gehäuseaufbau
235 angeordnet, der ebenfalls mit halbkugelförmigen Endabsch.lüssen 238 ausgestatte! ist. Der untere
Endabschluß 240 ist einteilig mit dem zylindrischen Körperteil des Gehäuseaufbaus 236 verbunden, während
der obere Abschluß 238 an seinen Umfangsaußenseiten angeflanscht und durch eine Reihe von Schrauben
242 an einen passenden Flansch an dem oberen Ende des Hauptkörpers des Gehäuseauibaus 236 befestigt ist.
Eine obere isolierende Trennwand 244 wird zwischen den aneinanderpassenden Flanschen gehalten und sorgt
für eine seilliche Halterung der inneren Elektroden 234. Eine untere isolierende Trennwand 246 wird durch die
Elektroden 234 gehalten, indem sie an ihren unteren Enden anliegt und ebenfalls für eine seitliche Halterung
der inneren Elektroden 234 sorgt. Ein Paar von federnden Polstern 248 aus Gummi oder dergleichen
liegen zwischen den Enden der inneren Elektroden 234 und den Enden der Abschlüsse 238 und 240. um für einen
stoßsichcren Aufbau für die inneren Elektroden 234 zu sorgen und im wesentlichen longitudinal Verschiebungen
auszuschließen.
lcde der inneren Elektroden 234 ist in einer Weise aufgebaut, die im Zusammenhang mit tier inneren
Elektrode 38 der Ausführungsform einer Behandlung*- stufe der F i g. 8 und 10 beschrieben wurde. Es werden
jedoch Endhalterungen vereinfachter Ausführung für jede innere Elektrode 234 benutzt; jede solche
Halterung kann z.B. einen zylindrischen Block aus isolierendem Material enthalten, der in einer konkaven
Ausbuchtung den jeweiligen halbkugelförnvgen Entlab· Schluß der Elektrode ergänzend aufnimmt und hiermit
verbunden ist. Eine Hülse 250 aus in I litze schrumpfenden isolierenden Material wird über die Elektroden und
tlie Endblöcke gezogen, um tlie gesamte Anordnung einzuschließen; ein Ring 252 aus isolierendem Material
umgibt jeden eingefaßten Enilblock zur Festigung des
Aufbaues.
Eine Einlaßleitung 254 ist koaxial mit dem Gehäuseaulbau
236 angeordnet und fuhrt 111 diesen durch den
oberen Endabschluß 238. Die Leitung 254 weist finer
Abschnitt 254,/aus isolierendem Material innerhalb de*
< 'ichäiiseaufbaiis 236 auf, tier an einer Öffnung 256 in del
oberen Trennwand 244 endel und von tier kammer, du
durch die Trennwand 244 und dem F.iulahschliiß 23t
gebildet wird, abgetrennt ist. Somit wird das Medium ir
einen Bereich 258 im /niinim der vier Llektrndeii IV
geführt und durch zwei Frennwände 244 und 246 um
dem zylindrischen i lanplkoi pencil tics Gehäuseaufbau:
216 begrenzt. Der l.eiiungsabschmll 25-1.1 ist in Fig. I'
gestrichelt dargestellt, um seine koaxiale Lage in bivuj
""I das Gehäuse 2)6 zu zeigen. Man beincrki. daß du
vier Elektroden 214 im gleichen Abstand um du1 Achsi
(•5 lies Gehäuseaufbau,, 216 angeordnet sind irul auch del
gleichen radialen Abstand von der Achse haben. Dn Aiislaßlciiung 260 steht mil dem Bereich 258 durch du
Wand ilcs (ichauscs 2 Hi. die an die unten· I 1 eiinwam
246 grenzt, in Verbindung. Ein Leiter 262 ist mit jeder
Elektrode 234 in der in Fig. 8 für den Leiter 78 gezeigten Weise verbunden und führt durch den
Endabschluß 238.
Eine Abwandlung der Oberflächenausbildung der inneren Elektrode 38 der F i g. 8 und 10 oder der inneren
Elektroden 234 der Fig. 13 und 14 ist in Fig.9 dargestellt. Anstatt mit einer glatten Oberfläche ist die
Elcktrodenflüche von Fig. 9 mit einer Reihe von Rippen 264. die die Elektrode umgeben, ausgestattet.
Die Rippen 264 können in Form eins fortlaufenden äußeren Gewindes ausgebildet sein, das sich über den
zylindrischen Körperteil der Elektrode erstreckt. Jede Rippe 264 stellt ein Paar konvergierender Oberflächen
266 dar, die in einer fortlaufenden quer gekrümmten mit kleinem Radius versehenen Kante 268 enden. Die
V-förmigen Einschnitte (wie in dem Querschnitt gezeigt), die von den verschiedenen Rippen 264 gebildet
werden, sind mit einem isolierenden Material 270 ausgefüllt, und die isolierende Hülse 72 (oder 250) wird
auf die Elektrode, wie oben beschrieben, aufgeschrumpft.
Die Oberflächen der halbkugeiförmigen Endabschlüsse der Elektrode bleiben glatt und ununterbrochen.
In F i g. 11 ist eine Teilchenabtrenneinrichtung gezeigt,
die anstelle des Filters 30 in dem Gerät nach Fig. I verwendet werden kann. Die Einrichtung enthält
ein aufrechtes rohrförmiges metallisches Gehäuse 272, auf welchem eine doppelseitige pneumatische oder
hydraulische Kolben- und Zylinderanordnung 274 aufgesetzt ist. Die Kolbenstange in der Anordnung 274
ist axial mit der Achse des Gehäuses 272 ausgerichtet und mit einem scheibenförmigen Kolben 276 an ihrem
unteren Ende versehen.
Das Gehäuse 272 enthält ein zylindrisches metallisches Inneiiwandglied 278, welches im Abstand von der
äußeren Wand des Gehäuses 272 angeordnet ist; ein fortlaufendes geripptes Rohr 280 von spiraligcr
Ausbildung ist in dem Raum zwischen den beiden Wänden angeordnet und steht mit dem Einlaß 282 und
dem Auslaß 284 in Verbindung. Ein Erwärmiings- oder Kühlmittel wird in den Einlaß 282 gepumpt oder fließt
aufgrund der Schwerkraft in diesen, um nach unten durch das spiralige Rohr 280 zu dem Auslaß 284 /u
gelangen. Das innere Wandglied 278 wird somit entweder erwärmt oder gekühlt durch die Einwirkung
des Mediums, das in dem Rohr 280 Hießt.
!•"in /weiter Einlaß 286 steht mit dem oberen Ende des
Gehäuses 272 über dem Innenwandglied 278 in Verbindung; der Fluß des Mediums in das Gehaust· 272
durch den Einlaß 286 wird durch ein elektrisches Ventil 288 gesteuert. Der Hinlaß 286 würde in Verbindung mit
dem Auslaß entweder der zweiten Hehandlungsvorrichtung
26 oder der dritten Behandlungsvorrichtung 28 des C ierätes von I·' i g. I stehen. Ein zweiter Auslaß 240 steht
in Verbindung mit einem Auffangbehälter 242, der durch
den linieren Teil des Gehäuses 272 gebildet wird, und
wird von einem Elekiroveniil 294 gesteuert. Hin
Abl'liißventil 246 steht in Verbindung mit einem
Abflußrohr 248, welches von dem Anflangbehälter 242 wegführt und von einem elektrischen Ventil UM) bctiltigi
wird. Eine Endverbindung besteht mn dem Gehäuse 272 über die Leitung 302. Ein Druckschalter 104 spricht auf
Druck des Mediums über der zylindrischen Innen wand
278 au, um die Kolben- und /yiiiulerannrdnuiig 274 /u
betätigen, wenn tier Druck einen vorbestimmten Wen
erreicht, was im folgenden beschrieben wird.
I ine zweite Form einer Teilchcnahtreiinniinchiun);
ist schematised in F i g. 12 dargestellt. Ein Rohr 306 stehi
in Verbindung mit dem Auslaß entweder der zweiter Behandlungsvorrichtung 26 oder der dritten Behandlungsvorrichtung
28 des Gerätes von Fig. 1. Das Rohi 306 ist mit einer Düse oder einem Kopf 308 ausgestattet
welcher das Wasser gegen die elektrisch leitende Oberfläche einer metallischen Platte 310 sprüht, welches
über ein Wärmeaustauschrohr 312 auf einer Temperatur gehalten wird, die entweder höher oder niedriger als die
ίο des Wassers ist. Das Wärmeaustauschrohr 312 läßt ein
kühlendes oder erwärmendes Medium zirkulieren welches von einer Quelle (nicht gezeigt) zugeführt wird
Die Oberfläche der Platte 310, auf welche das Wasser gesprüht wird, ist in einer vertikalen Ebene aufgestellt
so daß das Wasser davon in einen Auffangbehälter 314 abfließen kann, der in Form eines Fallwasserkastens
dargestellt ist, der im allgemeinen in Verbindung mit Kühltürmen benutzt wird. Die Platte 310 wird auf
Erdpotential durch einen Leiter 316 gehalten, der von der Platte 310 in das Wasser in dem Behälter 314
hinabragt, wobei der Behälter auf Erdpotential entweder durch Aufbau in einer Aushebung oder durch
Erdungsverbindungen liegt. Ein Auslaß 318 für den Behälter 314 ist über dem Boden des Behälters
angeordnet und steht bei den Anwendungen für Kühltürme normalerweise in Verbindung mit der
.Saugseite einer rotierenden Pumpe für den Wärmeaustauscher.
Im folgenden wird die Betriebsweise der Vorrichtung beschrieben.
Ein elektrisches Feld wird zwischen den Elektroden der ersten Behandlungsvorrichtung 22 aufgebaut, in
welche entsprechend Fig. 1 Wasser durch die Einlaßleining
20 geführt wird. In den Fig. 8 und 10 kann man
sehen, daß der Wasserfluß um die innere Elektrode 38
der ersten Behandlungsvorrichtung 22 und nach unten in Richtung der Auslaßlcitiing 42 fließt. Indem das
Wasser durch den ringförmigen Bereich 43 zwischen der inneren F.lektrodc 38 und der äußeren Elektrode 40
Hießt, wird es dem elektrostatischen Feld ausgesetzt, das /wischen diesen Elektroden liegt. Es sei bemerkt, daß
der Abstand zwischen der äußeren Oberfläche der inneren Elektrode 38 und der inneren Oberfläche der
äußeren Elektrode 40 in dem Bereich 43 des Wasserflusses geringer ist als der Abstand zwischen den
Endabschlüssen 58 und 60 und den entsprechenden Endabschlüssen 46 und 44. !Darüber hinaus befinden sich
die Metallscheiben 64 und AbsclilulJkappen 66 in einem
größeren Abstand zu den jeweiligen Endahschlüsscri 58 und 60 der inneren Elektrode 38 als die radiale
Entfernung /wischen ilen beiden Elektroden. Somit erscheint die größte Konzentration der elektrischen
Ladung auf dem zylindrischen I lauptköi perteil der inneren Elektrode 38, wo die äußere Elektrode 40 am
5<i nächsten da/u liegt. Darüber hinaus schließt der größere
Abstand der Scheiben 64 und Abschliißkappen 66 von
den Endabsclilüssen 58 und 60, der oben erwähnt wurde,
zusammen mit der halbkugeiförmigen Ausbildung der Endahschlüsse 58 und 60 eine Konzentration der
<*, elektrischen Ladungen an den Enden der inneren
Hlekirodc 38 aus, welche natürlich den Bereich 43 des
Wasserflusses nicht wesentlich begrenzen. Die halbkugelförmige Ausbildung, die für die Hrv.labsehlüsse 44 und
46 der alliieren Elektrode 40 benutzt wird, vermindert
6<j die I ,adungskon/enlraiion an den Endender Elektroden
ebenfalls wirksam.
Wenn es erwi'insehl ist, kann die Oberflachenausbil-
<Ihm 13'. die in I'ilt. 1I darccsielli im lin ihr 1ιιηι·ι·ι·η
Elektroden 38 angewendet werden, um die elektrischen Ladungen an den Kanten 268 mit kleinem Radius der
Rippen 264 zu konzentrieren. Da die größte Dichte der elektrischen Ladungen in Zonen ',charier Krümmung
auf der Oberfläche beladener Elektroden erreicht wird, führt der Wasserstrom zwischen den Elektroden 38 und
40 durch ein elektrisches, Feld, welches an jc-der Kante
268 verstärkt wird.
Man glaubt, daß die erste Behandlungsvorrichtung 22 aufgrund der Tatsache, daß die äußere Elektrode 40
blank ist und in direktem Kontakt mit dem fließenden Wasser steht, die Orientierung der polaren Wassermoleküle
in der Weise ändert, daß die Lösefähigkeit des Wassers entsprechend einer Verminderung der Oberflächenspannung
verbessert wird. Darüher hinaus neutralisiert die erste Behandlungsvorrichtung 22 offensichtlich
gelöste Verunreinigungsionen im Hinblick auf die metallischen Oberflächen der Rohre usw.. mit denen das
Wasser letztlich während des Gebrauchs in Berührung gebracht wird. Dieses verhindert ein Ausplatten
gelöster Mineralien in dem Wasser auf solchen Oberflächen, um die Ausbildung von Ablagerungen zu
verhindern und die Korrosionsprobleme zu verringern. Daher kann die Auslaßleitung 42 der ersten Behandlungsvorrichtung
22 direkt mit der Wasser verbrauchenden Einrichtung, wie z. B. der Einrichtung 32 (Boiler),
der in Fig. 1 dargestellt ist, verbunden werden, ohne weitere Vorrichtungen dazwischen zu schalten, die im
folgenden behandelt werden. Ob dazwischen liegende Vorrichtungen eingeschaltet werden sollen oder nicht,
hängt» von der besonderen Anwendung ab, die im folgenden deutlich wird. Widerstandsbrückenmessungen
zeigen, daß das Wasser nach der Behandlung mit der ersten Vorrichtung einen größeren Widerstandswert
aufweist. In einem Maschinenkühlsystem z. B. wurden bei Wasser vor der Behandlung 94 Mikroampere
und nach der Behandlung 12 Mikroampere gemessen.
Der Erhitzer 24 erhöht die Temperatur des Wassers, welches von der ersten Behandlungsvorrichtung 22
kommt, und wird deswegen angewendet, da herausgefunden wurde, daß diese Temperaturerhöhung die
Wirkungsweise der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 verbessert. Wie aus den F i g. 4 und 5 klar wird, sind die
Elektroden 84 und 86 der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 ganz von dem Wasser isoliert und eine
unterschiedliche Wirkungsweise wird erreicht. In der ersten Behandlungsvorrichtung 22, wo eine Elektrode
blank war, wird das Wasser effektiv in einem bestimmten Maß ein Bestandteil der blanken Elektrode
entsprechend seiner natürlichen Leitfähigkeit, die durch die Anwesenheit gelöster Verunreinigungen hervorgerufen
wird. In der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 wird das Wasser jedoch außer Kontakt mit beiden
Elektroden gehalten und wird ein Medium, durch welches sich die elektrischen Kraftlinien ausdehnen
müssen.
Man nimmt an, daß sich normalerweise die Dipolwassermoleküle um die einzelnen Ionen der gelösten
Verunreinigungen legen. Bei der Behandlung, die durch die zweite Behandlungsvorrichtung 26 erreicht wird,
tritt eine Polarisationswirkung innerhalb der wäßrigen Lösung aufgrund der Tatsache ein. daß beide Elektroden
keinen elektrischen Kontakt mit der Lösung haben. Die Polarisationswirkung verursacht ein Ausrichten der
Dipolwassermoleküle und der Ionen der gelösten Verunreinigungen. Man nimmt weiterhin an, daß die
Ionen somit von den umgebenden Wassermolekülen befreit werden, wodurch entgegengesetzt geladene
Ionen eine durch gegenseitige Anziehung gehaltene Anordnung bilden können. Diese Anordnung bildet
einen ionischen Kristall und ist daher nicht länger eine gelöste Verunreinigung, sondern ein Teilchen, das durch
Kcrnbildung oder Koagulation geboren wurde und somil entfernt werden kann.
Es sollte bemerkt werden, daß die abgerundeten Quer- und Längskanten der Elektroden 84 und 86 der
zweiten Behandlungsvorrichtung 26 hohe Konzentrationen elektrischer Ladungen außerhalb des Bereiches
114 zwischen den Elektroden verhindern, durch welche
das Wasser fließt. Somit wird das Wasser der stärksten Konzentration elektrischer Ladungen ausgesetzt, wenn
es zwischen den Plattenelektroden 84 und 86 fließt.
Die dritte Behandlungsvorrichtung 28 ist wahlweise und dient zur Steigerung der Kernbildung oder
Koagulation, die oben erwähnt wurde. Obgleich der Kernbildungs- oder Koagulationseffekt nicht erreicht
wurde, bis das Wasser dem Feld der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 unterworfen wurde, ist es
notwend.^, daß das Wasser zunächst dem Feld der ersten Behandlungsvorrichtung 22 ausgesetzt wird,
bevor die zweite Behandlungsvorrichtung 26 die Kernbildung oder Koagulation wirksam erreichen kann.
Die dritte Behandlungsvorrichtung 28 wendet ein elektrisches Wechselfeld an, das zwischen zwei
Elektroden aufgebaut wird. Beide Elektroden sind vom Wasser isoliert. Man nimmt an, daß zyklische Vertauschungen
des Wechselfeldes einen Verbindungen aufbrechenden Effekt hervorbringt, da die Wassermoleküle
versuchen, den wechselnden Feldrichtungen zu folgen. Hierdurch wird die Kernbildung oder Koagulation
gefördert.
Suspendiertes und kernförmiges oder koaguliertes Material in Wasser, das von der dritten Behandlungsvorrichtung
28 herkommt, kann durch die Anwendung eines Filters 30 entfernt werden. Andererseits kann das
Wasser, welches suspendiertes und kernhaltiges oder koaguliertes Material enthält, dem Einlaß 286 einer
Teilchenabtrenneinrichtung nach F i g. 11 zugeführt werden. Hierauf fließt das Wasser nach unten über die
elektrisch leitende Innenfläche des metallischen Wandgliedes 278 und in den Auffangbehälter 292 und
schließlich von da aus durch den Auslaß 290. Die Temperatur des Wandgliedes 278 wird um wenige
Grade (10° bis 15°F z. B) über oder unter der Temperatur des einströmenden Wassers gehalten. Das
Wandglied 278 liegt auf Erdpotential. Es wurde gefunden, daß das Material in dem Wasser entsprechend
einer Förderung der Kernbildung oder Koagulation in dem Auffangbehälter 292 und an der inneren
Oberfläche des Wandgliedes 278 abgelagert wird. Man nimmt an, daß dieses ein Ergebnis der Entladung des
Wassers unter gleichzeitigem Druckabfall gegen eine elektrisch leitende Oberfläche auf Erdpotential ist, die
auf einer Temperatur gehalten wird, die einige Grade von der des Wassers verschieden ist. Der Druckschalter
304 kann in Verbindung mit einer Steuerschaltung (nicht gezeigt) benutzt werden, um die Kolben- und Zylinderanordnung
274 zu betätigen, wenn der Druck in der Kammer über dem Wandglied 278 einen vorbestimmten
Wert erreicht. Ein solcher Druckaufbau wird durch die schrittweise Ansammlung abgelagerter Teilchen auf der
inneren Fläche des Wandgliedes 278 verursacht. Betätigung der Anordnung 274 führt den Kolben 276 in
die durch gestrichelte Linien dargestellte Lage (Fig. 11)
und entfernt die Ablagerung von der inneren Oberfläche des Wandgliedes 278, worauf diese Ablagerung in
Auffangbehälter 292 fällt. Wenn schließlich die lCn, mm|ung der Ablagerung in dem Auffangbehälter
Κη^Λ --.hfrnViUis wird, wird die Trenneinrichtung
19TCk^ ndem zuerst die Ventile 288 und 294
! kfssen und dann das AbfluUveniil 296 geöffnet 5
'0^ Fs folgt die Betätigung der Anordnung 274, um die
AhHeerung von dem Auffangbehälter 292 zu entfernen.
c genügende Menge Wasser wird in dem Gehäuse rn zur Reinigung aufgenommen. Darauf wird das
Γ nhßventil 288 geöffnet, um das Gehäuse 272 zu lü
1 η Die normale Betriebsweise wird wieder
benommen, indem das Auslaßventil 294 ,,offne, und
Jas Abflußventil 296 geschlossen wird.
Rei der Benutzung der zweiten Form einer 1 eilchen-,b
cheideeinrichtung (Fig. 12) sammeln sieh die Teil- ,;
η -.m Boden des Behälters 314. Aus diesem Grunde
r ,?Hcr Auslaß 318 über dem Boden des Behälters 314.
rCgi! normalerweise nicht erforderlich, die Oberfläche
1 Pl-me 310 zu reinigen, da die Teilchen aufgrund der
f'h verkraft von der Oberfläche der Platte 310 in den 2
Rehälter 314 fallen. Prinzipiell ist die Arbeitswe.se der
T enabscheideeinr.chtung nach Fig 12 die gleiche
lie die bereits besprochene des Teilchenabscheider*,
rh Fi e U in eier das Wasser gegen eine elektrisch
Sende auf Erdpotential liegende Oberfläche entladen a5
wird, die um wenige Grade wärmer oder kalter als das
WnfeCBetriebweise der anderen Ausführungsform der
Behandlungsvorrichtungen ist ähnlich der bereits betchnebenen. ]ede beliebige Ausführungsform der
Behandlungsvorrichtung kann als erste Behandlungsstufe
weite Behandlungsstufe oder eine Behandlungsstufe mit wahlweisem Wechselfeld angewendet werden; dies
SnRl von der Benutzung oder Nichtbenutzung einer
Isolation auf beiden Elektroden und der Auswahl der Snannungsquelle ab. Ein bedeutendes Merkmal aller
Ausrahmnäformen ist, daß hohe Konzentration elek-Sher
Ladungen auf einem beheg.cn Teil der Elektroden außerhalb des Bereichs der Strömung des
Med ums vermieden wird. Weiterhin sind alle: Elektrointegen
Erdpotential isoliert, insbesondere die blanke Elektrode einer beliebigen Ausführungsform, die als
erste Behandlungsstufe benutzt wird
Ein besonderes Merkmal der Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung nach F i g. 2 und 3 ist die
Anwendung der Kanten 146 der Elektroden 132 und 134 mit relativ geringem Radius, zwischen denen das
Medium quer von dem Einlaßschlitz 172 zu dem
AuslXh«tz 174 fließen muß. Der Abstand zwischen
ie1 Kanten 146 ist geringer als der Abstand zwischen
jeder der Elektroden 132 oder 134 und jedem beliebigen
Teil des Metallgehäuses 136. Dieser geringe Abstand in
Verbindung milden Kanten 146 von geringem Radius
K.wi ki daß sich die elektrischen Ladungen an den
Kanten fi konzentrieren, um das vorbeifließende
Medium der größten Dichte solcher Ladungen auszusetin
der Auslührungsform einer Behandlungsstufe nach den F i g. 6 und 7 liegt eine ähnliche Abstandsanordnung
vor. Sie be.iteht darin, daß der geringste Abstand /-wischen der inneren Elektrode 184 und dem Gehäuse
an der konkaven Oberfläche 206 des Wandteiles 188 des Gehäuses 186 vorliegt. Somit wird das Medium,
welches durch den Bereich 214 strömt, der größten Dichte elektrischer Ladungen ausgesetzt.
In den F ig. 13 und H bildet das Gehäuse 236 keine
der Elektroden der Behandlungsausbildung., sondern das elektrische Feld wird innerhalb des Gehaust s 236
/wischen Trennwanden 244 und 246 durch die räumliche Anordnung und Polarisicrung der Elektroden 234
konzentriert (Fig. 14). Die Elektroden 234 weisen abwechselnde Polarität zueinander auf und befinden
sich untereinander in geringerem Abstand als jeweils zu dem Gehäuse 236. Wenn es erwünscht ist. kann ein
Aufbau ähnlich dem in F i g. 13 und 14 gezeigten sowohl
als erste Behandlungsstufe als auch als zweite Behandlungsstufe angewendet werden, indem eine
zweite Reihe von Elektroden zwischen den Elektroden und dem Gehäuse 236 in der Umgebung der
Elektroden 234 angebracht wird. Die hinzugefügten Elektroden würden alle von dem Medium isoliert sein
und abwechselnde Polarität aufweisen, während jede der Elektroden 234 einer Polarität blank gelassen
würde, um hierdurch die Ausbildung einer ersten Behandlungsstufe innerhalb eines Ringes oder einer
Reihe isolierter Elektroden auszubilden, die die Wirkung der zweiten Behandlungsstufe ausüben. Da das
Medium zentral zu den Elektroden 234 eingeführt wird und radial nach außen in Richtung des Gehäuses
fließt, würde das Wasser zunächst der Wirkung der ersten Behandlungsstufe der veränderten Elektroden
234 und dann der Wirkung der zweiten Behandlungsstufe der hinzugefügten äußeren Elektroden unterworfen.
Es wurde gefunden, daß die Behandlung mit einer ersten Vorrichtung durch Anwendung eines elektrischen
Feldes zwischen einer blanken Elektrode und einer isolierten Elektrode ebenfalls für die Behandlung
von Ölen oder Benzinen natürlich ist, um Kohlenstoffablagerungen in der Verbrennungskammer und zugeordneten
Bauteilen einer ineren Verbrennungsmaschinc zu verringern. Darüber hinaus ist Wasser, das der ersten
Behandlung unterworfen wurde, ein besseres Benetzungsmittel mit verminderter Oberflächenspannung,
das damit die Härte von Beton verbessert. Beim Auswaschen von zerstückelten Zusatzstoffen bei der
Mischung von Beton entfernt das der ersten Behandlung unterworfene Wasser fremde Materialien von den
Zusatzstoffen, die schließlich ungünstig für die Qualität des Betons sein würden. Somit wird klar, daß die erste
Behandlungsweise oder die zusammengesetzte Behandlung, die durch das in F i g. 1 dargestellte System
erreicht wird, großen Nutzen und Anwendung gefunden hat.
zen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
- Patentansprüche:I. Vorrichtung /ur Behandlung von flüssigen oder gasförmigen Medien in einem elektrostatischen Feld mit mindestens zwei Elektroden, von denen mindestens eine gegenüber den /u behandelnden Medien isoliert ist, um elektrische Einladung zwischen den Elektroden zu verhindern, und mit einer Halterung zum Befestigen der Elektroden in definiertem Abstand zueinander zur Bildung einer dazwischen liegenden Behandlungszone, wobei Teile von mindestens einer Elektrode außerhalb der Behandlungszone liegen, mit einer Einrichtung zur Führung des zu behandelnden Mediums innerhalb eines aktiven Bereichs der Elektroden und mit einer Einrichtung zur elektrostatischen Aufladung der Elektroden, wobei alle Elektrodenteile außerhalb der Behandlungszone von der gegenüberliegenden Elektrode weiter entfernt sind als der definierte Abstand zwischen den Elektroden in der Behandlungszone, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elektrodenteile von den anderen leitenden Teilen der Vorrichtung weiter entfernt sind als der definierte Abstand zwischen den Elektroden und daß die Eleklrodenteile außerhalb der Behandlungszone abgerundete Oberflächen aufweisen, wodurch das elektrostatische Feld innerhalb der Behandlungszone konzentriert wird.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (38, 40) im wesentlichen zylindrisch und mit im wesentlichen halbkugelförmigen Endabschlüssen (60, 58, 44, 46) versehen sind, wobei die eine Elektrode (3'8) koaxial in der anderen Elektrode (40) und mit Abstand zu dieser angeordnet ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung an jedem Endabschluß (58, 60) der inneren Elektrode (38) eine Isolationsstützeinrichtung (54) aufweist, welche die Entfernung zwischen dem jeweiligen Paar von Endabschlüssen (58, 60) der inneren (38) und äußeren Elektrode (40) überbrücken.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufladen der Elektroden einen Leiter (78) aufweist, der sich durch einen Endabschluß (46) der äußeren Elektrode (40) und durch die entsprechende Isolationsstützeinrichtung (54) hindurch erstreckt und mit dem zugehörigen Endabschluß (58) der inneren Elektrode (38) elektrisch verbunden ist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung zwei im Abstand angeordnete isolierte Trennwände (50, 52) aufweist, welche die innere Elektrode (38) angrenzend zu den sich gegenüberliegenden Endabschlüssen (58,60) der inneren Elektroden umgeben, um die Elektroden (38, 40) in koaxialer Lage zu halten und gegenüberliegenden Grenzen des Behandlungsbereichs (43) zu bilden.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden (38, 40) eine Reihe von verhältnismäßig scharfen Rippen (264) aufweist, welche die Elektrode umgeben und entlang dieser im Abstand innerhalb des Behändlungsbereiches angeordnet sind, um die Ladung entlang dieser Rippen zu konzentrieren (F i g. 9).
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennElektrode (132, 134) eine kleinem Krümmungsradiuszeichnet, daß jedeLärigskaiue (146) mit gaufweist, um die Ladungen entlang dieser Kante zu konzentrieren, wobei die Elektroden (132, 134) mit diesen Längskanten (146) einander gegenüberliegend gehalten werden, um zwischen sich einen Behandlungsbereich (142) zu bilden (Fig. 2, 3).
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da» die Elektroden (84, 86) flache, parallel im Abstand angeordnete Platten sind, die zwischen sich den Behandlungsraum (114) bilden und abgerundete Kanten aufweisen, um die Ladungskonzentration an diesen Kanten zu vermindern (F i g. 4, 5).
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.'i eine der Elektroden (184) innerhalb der anderen Elektrode (Gehäuse 186) axial versetzt zu dieser angeordnet ist, um eine Oberfläche (192) der inneren Elektrode (184) naher zur entsprechenden Oberfläche (206) der anderen Elektrode (186) als die Entfernung zwischen den übrigen Bereichen der Elektroden anzuordnen, wobei die Behandlungszonc (214) zwischen diesen zwei Oberflächen der Elektroden liegt (F i g. 6,7).
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch •^kennzeichnet, daß die Oberfläche (Isolation 192) der inneren Elektrode (184) konvex und die Oberfläche (206) der äußeren Elektrode (186) konkav und im wesentlichen konzentrisch zu der konvexen Oberfläche liegt.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (234) im wesentlichen zylindrisch und innerhalb eines zylindrischen Gehäuses (236) näher zueinander als zum Gehäuse(236)angeordnet sind(Fig. 13, 14).
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden Komponenten eines vollständigen Behandlungssystems (22, 26, 30) sind, daß weiterhin ein zweites Paar von geladenen Elektroden (84, 86) stromabwärts von den zuerst erwähnten Elektroden (38, 40) liegt, wobei diese Paare voneinander und anderen leitenden Teilen in der gleichen Weise entfernt liegen wie das erste Paar, und daß beide Elektroden (84, 86) des zweiten Paares von der Flüssigkeit isoliert sind, und daß ein Filter (30) stromabwärts von dem zweiten Paar zur Entfernung von Teilchen aus der Flüssigkeit angeordnet ist (F ig. 1,4).
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