DE19519715A1 - Wasseraufbereiter zum Einsatz in einer Brauchwasserleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasseraufbereiter zum Einsatz in einer Brauchwasserleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Rohrleitungen in Gebäuden setzt sich im Lauf der Zeit im Brauch­ wasser enthaltener Kalk als Kesselstein in Verbindung mit Verunrei­ nigungen und Korrosionsbestandteilen an den Rohrinnenflächen ab. Dies kann in ungünstigen Fällen bis zu Durchflußstörungen und zum Zusetzen von Rohrteilen führen.

Zudem wird in vielen Brauchwasserleitungen Brauchwasser mit relativ großer Wasserhärte eingespeist. Dies führt zu starken Kalkablagerungen In angeschlossenen Geräten, wie Waschmaschinen oder Geschirrspülern, wodurch deren Lebensdauer verringert wird. Bei Ablagerungen an Heiz­ elementen wird zudem der Heizenergiebedarf erhöht. Die Wasch- und Lösefähigkeit von Wasser wird bei hohem Kalkanteil verringert.

Es sind daher Wasseraufbereiter bekannt, die in Brauchwasserleitungen meist unmittelbar nach einer Wasseruhr in den Hauptleitungsanschluß eingesetzt sind. Zur Reduzierung der Wasserhärte sind Wasseraufbereiter mit chemisch wirkenden Filtereinsätzen bekannt, die Kalk ausfällen.

Solche Filtereinsätze müssen gewartet werden und Filterpatronen sind regelmäßig auszutauschen.

Es sind auch physikalisch wirkende Wasseraufbereiter bekannt, bei denen an einem Durchströmrohr elektrische oder magnetische Felder für eine Beeinflussung des durchströmenden Brauchwassers angeordnet sind.

Ein solcher bekannter gattungsgemäßer Wasseraufbereiter mit magneti­ scher Wirkung besteht aus einem Durchströmrohr mit einem Anschluß an einem Einlauf und einem Anschluß an einem Auslauf und aus einer Anordnung von wenigstens einem Permanentmagneten im Bereich des Durchströmrohrs. Die Magnetanordnung bestimmt dabei einen Aktivierungsrohrteil, in dem durchfließendes Wasser im Permanent­ magnetfeld magnetisch beeinflußt wird.

In bekannten, konkreten Ausführungsformen werden Stabmagnete oder Ringmagnete verwendet, die vom Brauchwasser umströmt oder durch­ strömt werden.

Dabei kommt es in an sich bekannter Weise zu einer spontanen Kristallkeimbildung des im Wasser gelösten Calziumkarbonats. Ohne eine solche magnetische Beeinflussung wird Kalk mangels vorhandener Kristallkeime an Rohrwänden und Behälterwänden in der Form von Kesselstein ausgeschieden. Durch die magnetische Behandlung wird dagegen der die Wasserhärte bestimmende Kalk spontan durch Kristallisation aus dem Wasser ausgeschieden und zwar in Form kleiner, scheibenförmiger, runder Kristalle, die leicht mit dem Wasser weggespült werden können.

Ohne die Magnetbehandlung fallen die Kalkkristalle üblicherweise in dentritischer Form aus, d. h. in Verästelungen, die aneinander haften und sich an Oberflächen und auch in Geweben von Wäschestücken während eines Waschvorgangs festsetzen.

Die scheibenförmigen Kristallstrukturen nach der Magnetbehandlung haften dagegen weder aneinander noch an Oberflächen oder in Geweben und können beispielsweise bei einem Waschvorgang einfach mit dem Waschwasser ausgeschwemmt werden.

Insgesamt führt somit die Magnetbehandlung zu einer Reduzierung der Oberflächenspannung des Wassers und zur Verminderung der Wasser­ härte. Dadurch ist die Lösungskraft des Wassers bei Waschvorgängen wesentlich größer als ohne Magnetbehandlung, so daß wesentlich geringere Mengen von Waschpulvern, Weichspülern, Entkalkungs- und Putzmitteln erforderlich sind. Dies führt zu finanziellen Einsparungen und zu einer Verminderung der Umweltbelastung durch Chemikalien.

Weiter werden schon bestehende Kalkablagerungen durch magnetisch behandeltes Wasser im Laufe der Zeit wieder aufgelöst, insbesondere an Heizelementen von Maschinen. Dadurch wird die Lebensdauer solcher Maschinen erhöht und Energie beim Betrieb durch niedere erforderliche Temperaturen und wegen aufgelöster Kalkablagerungen an Heiz­ elementen eingespart. Beim Waschen wird zudem die Wäsche geschont, da weniger Chemikalien verwendet sind, niedrige Waschtemperaturen möglich werden und Kalkrückstände aus dem Gewebe gelöst werden.

Bei Geschirr wird ein guter Glanz ohne Klarspülmittel erzielt und vor­ handene Grauschleier verschwinden mit der Zeit. In Brauchwasser­ leitungen werden bei magnetisch behandeltem Wasser Kalkablagerungen weitgehend verhindert und vorhandene Ablagerungen im Laufe der Zeit aufgelöst.

Die vorstehend genannten, durch die Magnetbehandlung erzielten Vorteile und Wirkungen treten umso mehr auf, je günstiger die Durch­ flußverhältnisse bei einem möglichst hohen Magnetfeld liegen.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß trotz Verwendung eines bekannten Wasseraufbereiters Ablagerungen in Brauchwasserrohren dadurch entstehen können, daß Verschmutzungen und vom Brauch­ wasser transportierte Teilchen, wie von Rohrleitungen abgelöste Kalkteilchen, in Bereichen mit beruhigter Strömung können und sich dort absetzen und ablagern. Dieses Problem besteht insbesondere dann, wenn bei einem längere Zeit bereits betriebenen Rohrsystem in einem Gebäude nachträglich ein bekannter Wasseraufbereiter eingesetzt wird. Dadurch lösen sich mit der Zeit, wie vorstehend beschrieben, zum Teil relativ große Kalkteilchen von den Wänden ab, die sich aber an anderer Stelle wieder anlagern können. Besonders können hier Boiler an Heizungen betroffen sein, die in der Regel kurz hinter der Wasseruhr und damit unmittelbar nach einem Wasseraufbereiter angeschlossen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen gattungsgemäßen Wasseraufbereiter so weiterzubilden, daß bei einfacher und preisgünstiger Herstellungsmöglichkeit eine effektive magnetische Beeinflussung des Brauchwassers möglich wird und zudem die Transportfähigkeit für darin mitgeführte Teilchen erhöht wird.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 weist das Durchströmrohr nach dem Einlauf und vor dem Aktivierungsrohrteil ein Trichterteil auf, das koaxial zum Aktivierungsrohrteil liegt und mit seiner größeren Einströmöffnung zum Einlauf hin gerichtet ist und mit seiner kleineren Ausströmöffnung mit dem Aktivierungsrohrteil verbunden ist. Weiter ist eine Spiralstruktur an der Trichterinnenfläche von der Einströmöffnung zur Ausströmöffnung vorgesehen, wobei durchfließendes Wasser wegen der Trichterverengung und der Spiralstruktur mit einer schraubenförmigen, schnellen Bewegung weiter durch den Aktivierungsrohrteil und angeschlossene Rohre strömt.

Es hat sich gezeigt, daß im Bereich des Aktivierungsrohrteils eine sehr effektive magnetische Beeinflussung des Wassers erfolgt, die auf die Umwälzung und Durchmischung des Wassers zurückzuführen ist.

Weiter wird durch die schraubenförmige, schnelle Bewegung des Wassers dessen Transportfähigkeit für mitgeführte Teilchen erheblich erhöht.

Dadurch können beispielsweise von Rohrwänden abgelöste Kalkteilchen nach dem Wasseraufbereiter weitertransportiert und ausgeschwemmt werden, ohne daß sie sich im Verlauf des weiteren Rohrleitungsnetzes bald absetzten. Die Rohrleitungen werden somit aufgrund der magneti­ schen Beeinflussung und durch die erzwungene Wasserbewegung von Ablagerungen frei gehalten. Zudem treten die eingangs beschriebenen positiven Wirkungen durch die magnetische Beeinflussung bei der Verwendung des Brauchwassers auf.

Für eine einfache Herstellung und eine gute Funktion wird mit Anspruch 2 vorgeschlagen, die Trichterinnenfläche in der Form eines durch­ gehenden, geraden Kegelstumpfs auszubilden.

Dabei kann nach Anspruch 3 das Aktivierungsrohr und das Trichterteil eine Einheit aus demselben Material mit gleicher Materialstarke bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 mit optimierter Funktion hat die Einströmöffnung des Trichterteils einen größeren Durchmesser als das Aktivierungsrohrteil und der Durchmesser des Aktivierungsrohrteils, des Einlaufs und des Auslaufs am Durchflußrohr sind gleich groß.

Mit Anspruch 5 werden konkrete Verhältnisse und Größenordnungen angegeben, bei denen eine gute Funktion des erfindungsgemäßen Wasseraufbereiters festgestellt worden ist.

Die Spiralstruktur ist nach Anspruch 6 zweckmäßig als schraubenförmi­ ger, erhabener Steg an der Trichterinnenfläche ausgeführt. Ein solcher Steg kann beispielsweise im Material des Trichterteils angeformt sein.

Eine vorteilhaft einfache und preisgünstige Ausführung der Spiralstruktur wird mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erhalten. Dazu wird in den Trichterteil eine kegelförmig vorgebogene Spiralfeder, bevorzugt aus Federdraht, eingesetzt, die mit ihren Windungen unter Vorspannung an der Trichterinnenfläche anliegt. Zum Schutz gegen Korrosion wird hier zweckmäßig ein Messingfederdraht verwendet.

Für einen einfachen Halt einer solchen Spiralfeder werden mit Anspruch 8 für deren Enden jeweils Ausnehmungen am Trichterteil angegeben. Die Spiralfeder kann dabei im Trichterteil sowohl in axialer als auch ggfs. radialer Vorspannung gehalten werden.

Die Permanentmagnete sind nach Anspruch 9 schalenförmig als Längsseiten einer hohlzylindrischen Form ausgeführt, die den Aktivierungs­ rohrteil rohrförmig umgeben. Dadurch ergibt sich eine günstige Anordnung mit einem ringförmigen Magnetfeldaufbau für eine hohe Magnetfeldstärke und damit in Verbindung mit der zwangsweisen Wasserbewegung eine hohe magnetische Beeinflussung.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 10 sind zwei halbschalenförmige Permanentmagnete verwendet. Dadurch ergibt sich eine besonders effektiv gestaltbare Magnetfeldausbildung bei geringen Herstellkosten und einfacher Montage und Halterung.

Eine gut optimierbare Anordnung wird gemäß Anspruch 11 dann erreicht, wenn die Länge des Aktivierungsrohrteils etwa der Länge des Trichterteils entspricht.

Die Permanentmagnete, insbesondere die Halbschalen, sind nach Anspruch 12 so magnetisiert, daß an der Innenfläche zum Aktivierungsrohrteil hin ein magnetischer Südpol und zur Außenseite hin ein magnetischer Nordpol liegt, wobei auch eine umgekehrte Magnetisierung möglich ist.

Für die Permanentmagnete soll nach Anspruch 13 als an sich bekanntes Material Bariumferrit verwendet werden. Dieses Material ist wasserunempfindlich und lebensmittelecht, so daß eine umweltverträgliche lange Lebensdauer des Wasseraufbereiters hinsichtlich der Permanent­ magnete sichergestellt ist.

Mit Anspruch 14 wird vorgeschlagen, daß der Trichterteil, der Aktivie­ rungsrohrteil und die Permanentmagnete von einem gemeinsamen Gehäuse umschlossen sind, wodurch eine kompakte Verkaufs- und Montageeinheit zur Verfügung steht.

Bevorzugt wird nach Anspruch 15 auch der erfindungsgemäße Wasser­ aufbereiter in an sich bekannter Weise nach der Wasseruhr eines Wasser­ anschlusses eingesetzt, so daß seine Wirkung im gesamten angeschlosse­ nen Rohrnetz auftritt. Es ist jedoch insbesondere auch der Einsatz mehrerer Wasseraufbereiter in einem Rohrleitungssystem insbesondere vor problematischen Rohrleitungsführungen oder Maschinen möglich.

Die magnetische Beeinflussung des Wassers bleibt nach der vorstehend beschriebenen Anordnung im weiteren Verlauf des Rohrleitungssystems erhalten. Die schraubenförmige, schnelle Bewegung des Wassers für den Ausspülvorgang wird dagegen durch Reibung und Rohrleitungsbiegungen mit der Zeit abgeschwächt und abgebremst. Um diese für einen Ausspül­ vorgang günstige Wasserbewegung im weiteren Verlauf des Rohrleitungs­ netzes aufrechtzuerhalten wird mit Anspruch 16 vorgeschlagen, separate Trichterteile nach bestimmten Rohrleitungsabschnitten einzusetzen. Bei größeren Gebäuden sollte dies nach Anspruch 17 wenigstens in jedem Stockwerk erfolgen, um den Ausspülvorgang für Verschmutzungen und Ablagerungsteilchen sicherzustellen. Für einen einfachen Einbau in eine Rohrleitung kann nach Anspruch 18 ein Trichterteil zweckmäßig mit Verschraubungen an beiden Seiten versehen sein.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Wasseraufbereiters an seinem Einsatzort,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Wasseraufbereiter und

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 2.

In Fig. 1 Ist ein Hausanschluß einer Brauchwasserleitung 1 schematisch dargestellt, mit einem Maueranschluß 2, einer Wasseruhr 3 und einem nachfolgenden Wasseraufbereiter 4, der entweder bereits bei der Erstinstallation oder nachträglich in den Verlauf der Brauchwasserleitung 1 eingesetzt und mit Verschraubungen 25 und 26 montiert ist.

Nach einem Einlauf 5 des Wasseraufbereiters 4 folgt ein Trichterteil 6, der In ein Aktivierungsrohrteil 7 übergeht, an das sich ein Auslauf 8 anschließt. Einzelheiten des Wasseraufbereiters 4 werden anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert.

In Fig. 2 sind wiederum der Einlauf 5, das Trichterteil 6, das Aktivie­ rungsrohrteil 7 und der Auslauf 8 zu erkennen.

Der Trichterteil 6 hat die Form eines geraden Kegelstumpfs und bildet mit dem Aktivierungsrohrteil 7 eine Einheit aus demselben Material bei gleicher Materialstarke. Die Einströmöffnung 9 des Trichterteils 6 hat einen größeren Durchmesser als das Aktivierungsrohrteil 7, wobei das Trichterteil 6 mit seiner Ausströmöffnung in das Aktivierungsrohrteil 7 übergeht. Der Winkel zwischen der Rohrachse 11 und der Trichterinnenfläche beträgt ca. 20°. Der Bereich des Aktivierungsrohrteils 7 Ist etwa vergleichbar in seiner Länge mit der Länge des Trichterteils 6.

Eine Spiralstruktur an der Trichterinnenfläche besteht aus einer kegel­ förmig vorgebogenen Spiralfeder 12 aus Federdraht, die mit ihren Windungen an der Trichterinnenfläche anliegt. Die Enden der Spiralfeder 12 sind in Ausnehmungen 13, 14 an der Trichterwand gehalten.

Das Aktivierungsrohrteil 7 ist von zwei halbschalenförmigen Permanent­ magneten 15, 16 umgeben, wie dies insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich Ist. Die Permanentmagnete 15, 16 sind so magnetisiert, daß an deren Innenfläche ein magnetischer Südpol (S) und zur Außenseite hin ein magnetischer Nordpol (N) liegt.

Der Trichterteil 6, der Aktivierungsrohrteil 7 und die Permanentmagnete 15, 16 sind von einem Gehäuse 17 umschlossen.

Die dargestellte Anordnung hat folgende Funktion: In der Brauchwasser­ leitung 1 strömt von der Wasseruhr 3 kommend Brauchwasser (Pfeil 18) In den Trichterteil 6. Aufgrund der dortigen Spiralstruktur wird ein starker Wirbel erzeugt, so daß sich das Wasser anschließend schraubenförmig weiterbewegt (Pfeillinie 19).

Das Wasser durchfließt dabei den Aktivierungsrohrteil 7, wo es durch die Permanentmagnete 15 und 16 magnetisch beeinflußt wird. Kalkkristalle und abgelöste Kalkteilchen sowie andere Verunreinigungen werden durch die starke Wirbelbildung im wesentlichen in der Mitte des Wasserflusses gehalten und somit über weite Strecken hinter dem Wasseraufbereiter mittransportiert und ausgespült. Ebenso werden durch den starken Wirbel abgelöste alte Verkrustungen ausgespült. Durch die Drehbewe­ gung und Verwirbelung im Bereich des Aktivierungsrohrteils 7 wird zudem eine hohe magnetische Beeinflussung mit ihren positiven Aus­ wirkungen auf die Wasserhärte erzielt.

Claims (18)

1. Wasseraufbereiter zum Einsatz in einer Brauchwasserleitung,
mit einem Durchströmrohr mit einem Anschluß an einem Einlauf (5) und einem Anschluß an einem Auslauf (8) und
mit einer Anordnung von wenigstens einem Permanentmagneten (15, 16) im Bereich des Durchströmrohrs, wobei die Magnetanordnung einen Aktivierungsrohrteil (7) bestimmt, in dem durchfließendes Wasser magnetisch beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Einlauf (5) und vor dem Aktivierungsrohrteil (7) das Durchströmrohr ein Trichterteil (6) aufweist, das Trichterteil (6) koaxial zum Aktivierungsrohrteil (7) liegt und mit seiner größeren Einströmöffnung (9) zum Einlauf (5) hin gerichtet ist und mit seiner kleineren Ausströmöffnung (10) mit dem Aktivierungsrohrteil (7) verbunden ist und
daß eine Spiralstruktur (12) an der Trichterinnenfläche von der Einströmöffnung (9) zur Ausströmöffnung (10) vorgesehen ist, wobei durchfließendes Wasser wegen der Trichterverengung und der Spiralstruktur (12) mit einer schraubenförmigen schnellen Bewegung weiter durch den Aktivierungsrohrteil (7) und angeschlossene Rohre strömt.

2. Wasseraufbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trichterinnenfläche die Form eines durchgehenden, geraden Kegel­ stumpfs aufweist.

3. Wasseraufbereiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsrohrteil (7) und das Trichterteil (6) eine Einheit aus dem selben Material bei gleicher Materialstärke bilden.

4. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnung (9) des Trichterteils (6) einen größeren Durchmesser als das Aktivierungsrohrteil (7) hat und daß die Durchmesser des Aktivierungsrohrteils (7), des Einlaufs (5) und des Auslaufs (8) gleich groß sind.

5. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Winkel zwischen der Rohrachse (11) und der Trichterinnenfläche zwischen 5° und 30° liegen und der Durchmesser der Einströmöffnung (9) bis 2,5 mal so groß wie der Durchmesser der Ausströmöffnung (10) ist.

6. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralstruktur (12) aus einem erhabenen Steg an der Trichterinnenfläche besteht.

7. Wasseraufbereiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erhabene Steg dadurch gebildet ist, daß in den Trichterteil (6) eine kegelförmig vorgebogene Spiralfeder (12) aus Federdraht eingesetzt Ist, die mit ihren Windungen an der Trichterinnenfläche anliegt.

8. Wasseraufbereiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich wenigstens einer Stirnseite des Trichterteils (6) eine Aus­ nehmung (13, 14) vorgesehen ist, in der ein Ende der Spiralfeder (12) eingesteckt und gehalten ist.

9. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (15, 16) schalenförmig als Längsseiten einer hohlzylindrischen Form ausgeführt sind, die den Aktivierungsrohrteil (7) einschließen.

10. Wasseraufbereiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei halbschalenförmige Permanentmagnete (15, 16) verwendet sind.

11. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Aktivierungsrohrteils (7) etwa der Länge des Trichterteils (6) entspricht.

12. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (15, 16) an der Innen­ fläche zum Aktivierungsrohrteil (7) hin einen magnetischen Südpol und zur Außenseite hin einen magnetischen Nordpol aufweisen.

13. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Permanentmagnete (15, 16) Bariumferrit verwendet ist.

14. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichterteil (6), der Aktivierungsrohrteil (7) und die Permanentmagnete (15, 16) von einem Gehäuse (17) umschlossen sind.

15. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseraufbereiter (4) nach der Wasseruhr (3) eines Wasseranschlusses (2) in einem Gebäude eingesetzt ist.

16. Wasseraufbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im weiteren Verlauf der Rohrleitungen weitere Trichterteile (6) eingebaut sind, um die schraubenförmige, schnelle Bewegung des Wassers für eine Ausspülung von Ablagerungen und Verschmutzungen weiter aufrechtzuerhalten.

17. Wasseraufbereiter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in jedem Stockwerk eines Gebäudes ein weiteres Trichterteil (6) eingesetzt ist.

18. Wasseraufbereiter nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein separates Trichterteil (6) beidseitige Schraubanschlüsse zum Einbau in eine Rohrleitung aufweist.