DE19857731A1

DE19857731A1 - Wasser-Konditionierungs-Gerät zur Modifizierung der Kalk-Ausfällung

Info

Publication number: DE19857731A1
Application number: DE19857731A
Authority: DE
Inventors: Manfred Fulsche
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 1999-07-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasser-Konditionierungs-Gerät, welches in eine Wasserleitung eingebaut ist und in welchem ein annähernd raum- und zeitgleicher sowie weitestgehend raumausfüllender energetischer Eintrag von integriertem magnetischem Fluß und elektrischem Strom auf das durchfließende Wasser zu dessen Konditionierung zwecks Modifizierung der Kalk-Ausfällung erfolgt.

Bekannt sind derartige Geräte, bei denen zur Konditionierung des durchströmenden Wassers eine energetische Bearbeitung in einem magnetischen oder in einem elektrischen Feld angewandt wird (bspw. DE 36 32 257 A1, DE 42 40 405 A1).

Ferner sind solche Geräte bekannt, bei denen zur Konditionierung des durchströmenden Wassers eine serielle energetische Bearbeitung in einem magnetischen Feld und in einem elektrischen Feld in jeweils separaten aufeinanderfolgenden Geräteabschnitten erfolgt (bspw. EP 0 423 827 A1).

Weitere Vorrichtungen sind bekannt, bei denen zur Konditionierung des durchströmenden Wassers auch eine diffuse, teilweise parallele energetische Bearbeitung in einem magnetischen Feld und in einem elektrischen Feld bzw. mit galvanischem Strom in einem einzelnen Geräteabschnitt vorgesehen ist (bspw. DE 41 08 336 A1).

Außerdem ist eine Erfindung bekannt, bei der eine Verkopplung von elektrischem und magnetischem Feld zu einem resultierenden Feld führen soll (DE 297 02 380 U1).

Alle vorgenannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß die separate - einzelne oder serielle - und auch die teilweise parallele energetische Bearbeitung des durchströmenden Wassers im magnetischen Feld oder/und im elektrischen Feld/mit galvanischem Strom zu dessen Konditionierung zwecks Modifizierung der Kalk-Ausfällung insbesondere bei hohen Wasserhärten nicht ausreichend effizient ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein energetisches Gerät zu schaffen, welches den Wirkungseffekt der Wasserkonditionierung so verbessert, daß auch bei höheren Wasserhärten die entsprechende Modifizierung der Kalk-Ausfällung gewährleistet ist, wobei der konstruktive und bauliche Aufwand zu verringern ist, wodurch eine technisch-technologische Vereinfachung erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Magnetfelder von Magneten und elektrische Felder zwischen Elektroden, die in einem Geräteabschnitt bzw. in einem Geräteraum integriert, d. h. gemeinsam und zueinander in vorbestimmter Weise angeordnet sind, auf das durchfließende Wasser ein paralleler, also annähernd raum- und zeitgleicher sowie weitestgehend raumausfüllender energetischer Eintrag mittels sich durchdringenden magnetischen Flusses und elektrischen Stromes/Ionenstromes erfolgt.

Infolge der Zusammenführung von magnetischen und elektrischen Wirkelementen in einem Geräteabschnitt bzw. in einem Geräteraum wird die Anzahl der Bauteile wesentlich verringert, wodurch der konstruktive und bauliche Aufwand gesenkt und die technisch-technologische Ausführung vereinfacht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Varianten von Ausführungsbeispielen und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Wasser-Konditionierungs- Einrichtung mit axialem elektrischen Stromfluß,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1 entlang einer Schnittlinie A-A,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Variante einer Wasser- Konditionierungs-Einrichtung nach Fig. 1, mit axialem elektrischen Stromfluß, mit Verwirbelung und Variation der Strömungsgeschwindigkeit,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 3 entlang einer Schnittlinie B-B,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine alternative Variante einer Wasser-Konditionierungs-Einrichtung mit radialem elektrischen Stromfluß,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 5 entlang einer Schnittlinie C-C,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Variante einer Wasser-Kon ditionierungs-Einrichtung nach Fig. 5, mit radialem elektrischen Stromfluß, mit Verwirbelung und Variation der Strömungsgeschwindigkeit und

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 7 entlang einer Schnittlinie D-D.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wasser-Konditionierungs-Ein richtung besteht aus zwei kreisförmigen Wandscheiben 1 aus weichmagnetischem/-ferritischem und elektrisch leitfähigem, ggf. auch geschichtetem Material. Diese werden durch einen zentrisch angeordneten weichferritischen/-magnetischen Kern 3, der von einer Ringspule 5 umschlossen ist, voneinander beabstandet und miteinander magnetisch leitend verbunden. Die Ringspule 5 ist über nicht dargestellte elektrische Zuleitungen mit einem ebenfalls nicht dargestellten Gleich- oder Wechselspannungs-Netzteil, vorzugsweise im Niederspannungsbereich, verbunden. Ein Innenring 7 und ein Außenring 9, beide gefertigt aus magnetisch und elektrisch nichtleitendem Material, dichten die Einrichtung nach innen und außen ab. Zwischen ihnen ist konzentrisch eine elektrisch leitende Ringelektrode 11 mittig fixiert, die aus magnetisch nicht-leitendem oder auch - als Magnetfluß-Konzentrator - aus magnetisch leitendem Material besteht, so daß zwischen den Wandscheiben 1 und der Ringelektrode 11 ein zweigeteilter Durchflußkanal 2 gebildet ist, der aus je zwei Bögen eines Zufluß-Ringhalbkanals 17 und eines Abfluß-Ringhalbkanals 19 besteht sowie mit diametral gegenüberliegenden Anschlußöffnungen 15 und einer diesen gegenüber um 180° versetzten, durch die Ringelektrode 11 führenden Verbindungsöffnung 21 verbunden ist. Von der Ringelektrode 11 ist über eine nicht dargestellte abgedichtete Kontaktverbindung durch den Außenring 9 ein elektrischer Anschluß zu einem Gleich- oder Wechselspannungs-Impulsgenerator 13, vorzugsweise im Niederspannungsbereich, gegeben, dessen Gegenpol an den Wandscheiben 1 anliegt.

Das über die zuflußseitige Anschlußbohrung 15 einströmende Wasser erhält auf seinem Fließweg durch die Halbbögen des Zufluß- Ringhalbkanals 17 und des Abfluß-Ringhalbkanals 19 den weitestgehend raumausfüllenden Energieeintrag durch das Magnetfeld über den axial gerichteten magnetischen Fluß zwischen den Wandscheiben 1 - und gegebenenfalls über die weichmagnetische Ringelektrode 11 als Magnetfluß-Konzentrator - sowie annähernd raum- und zeitgleich den weitestgehend raumausfüllenden Energieeintrag durch den ebenfalls axial gerichteten elektrischen Strom/Ionenstrom zwischen der Ringelektrode 11 und den Wandscheiben 1 infolge der elektrischen Felder aus der anliegenden Impulsspannung und fließt als integriert konditioniertes Wasser über die abflußseitige Anschlußbohrung 15 wieder ab. Die Durchflußrichtung des Wassers ist jeweils durch Pfeile in der Fig. 1 angedeutet.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Variante unterscheidet sich von der Wasser-Konditionierungs-Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 nur in der besonderen Ausgestaltung des hier mittig geteilten Innenringes 7 und des hier ebenfalls mittig geteilten Außenringes 9 als geteilter Innenring 107 und geteilter Außenring 109. Zu diesem Zweck ist der Innenring 107 bezüglich seinem äußeren Grundkreis mit bogenförmigen Einbuchtungen und der Außenring 109 bezüglich seinem inneren Grundkreis mit bogenförmigen Ausbuchtungen versehen. Dabei sind die Bogenradien der Ein- bzw. Ausbuchtungen so bemessen, daß neben der einfachen Verlängerung von Energieeintragweg und -zeit durch abwechselnde Verengung und Erweiterung der Strömungsquerschnitte in den Ringhalbkanälen 17 und 19 eine Beschleunigung und Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit sowie eine Verwirbelung des Wassers als hydrodynamische Verstärkung eintritt.

Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte weitere Variante einer Wasser- Konditionierungs-Einrichtung besteht aus zwei kreisförmigen Wandscheiben 1 aus weichmagnetischem/-ferritischem und elektrisch leitfähigem, ggf. auch geschichtetem Material. Diese werden durch einen zentrisch angeordneten weichferritischen/-magnetischen Kern 3, der von der Ringspule 5 und einem magnetisch und elektrisch nichtleitenden Isolierring 207 umschlossen ist, voneinander beabstandet und miteinander magnetisch leitend verbunden. Die Ringspule 5 ist über nicht dargestellte elektrische Zuleitungen mit einem ebenfalls nicht dargestellten Gleich- oder Wechselspannungs-Netzteil, vorzugsweise im Niederspannungsbereich, verbunden. Der Innenring 7 und der Außenring 9, die als innere radiale Elektrode 209 und äußere radiale Elektrode 211 aus elektrisch leitendem Material gefertigt sind, dichten die Einrichtung nach innen und außen über ringförmige magnetisch und elektrisch nichtleitende Dichtscheiben 213 ab. Zwischen ihnen ist konzentrisch ein elektrisch nichtleitender Trennring 215 fixiert, der aus magnetisch nichtleitendem oder auch - als Magnetfluß-Konzentrator - aus magnetisch leitendem Material besteht, so daß ein zweigeteilter Durchflußkanal 2 gebildet ist, der aus je zwei Bögen eines Zufluß-Ringhalbkanals 17 und eines Abfluß-Ringhalbkanals 19 besteht sowie mit diametral gegenüberliegenden Anschlußöffnungen 15 und einer diesen gegenüber um 180° versetzten, durch den Trennring 215 führenden Verbindungsöffnung 21 verbunden ist. Von der inneren radialen Elektrode 209 und der äußeren radialen Elektrode 211 ist über zwei nicht dargestellte abgedichtete und isolierte Kontaktverbindungen durch die Wandscheibe 1 der elektrische Anschluß zu einem Gleich- oder Wechselspannungs-Impulsgenerator 13, vorzugsweise im Niederspannungsbereich, gegeben.

Das über die zuflußseitige Anschlußbohrung 15 einströmende Wasser erhält auf seinem Fließweg durch die Halbbögen des Zufluß-Ring halbkanals 17 und des Abfluß-Ringhalbkanals 19 den weitestgehend raumausfüllenden Energieeintrag durch das Magnetfeld über den axial gerichteten magnetischen Fluß zwischen den Wandscheiben 1 - und gegebenenfalls über den weichmagnetischen Trennring 215 als Magnetfluß-Konzentrator - und annähernd raum- und zeitgleich sowie weitestgehend raumausfüllend den Energieeintrag durch den radial gerichteten elektrischen Strom/Ionenstrom zwischen der inneren radialen Elektrode 209 und der äußeren radialen Elektrode 211 infolge des elektrischen Feldes aus der anliegenden Impulsspannung und fließt als integriert konditioniertes Wasser über die abflußseitige Anschlußbohrung 15 wieder ab. Die Durchflußrichtung des Wassers ist jeweils durch Pfeile in der Fig. 5 angedeutet.

Das in den Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Wasser-Konditionierungs-Einrichtung nach den Fig. 5 und 6 nur in der besonderen Ausgestaltung der hier mittig geteilten, als innerer Strömungs-Leitring 309 vorgesehenen, inneren radialen Elektrode 209 und der hier ebenfalls mittig geteilten, als äußerer Strömungs-Leitring 311 vorgesehenen, äußeren radialen Elektrode 211. Zu diesem Zweck ist der innere Strömungs-Leitring 309 bezüglich seinem äußeren Grundkreis mit bogenförmigen Einbuchtungen und der äußere Strömungs-Leitring 311 bezüglich seinem inneren Grundkreis mit bogenförmigen Ausbuchtungen versehen. Dabei sind die Bogenradien der Ein- bzw. Ausbuchtungen so bemessen, daß neben der einfachen Verlängerung von Energieeintragweg und -zeit durch abwechselnde Verengung und Erweiterung der Strömungsquerschnitte in den Ringhalbkanälen 17 und 19 eine Beschleunigung und Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit sowie eine Verwirbelung des Wassers als hydrodynamische Verstärkung eintritt. Vom Innenring 7 und vom Außenring 9, welche als radialer innerer Strömungs-Leitring 309 und radialer äußerer Strömungs-Leitring 311 gleichzeitig radiale Elektroden sind, ist über zwei nicht dargestellte abgedichtete und isolierte Kontaktverbindungen durch die Wandscheibe 1 der elektrische Anschluß zu einem Gleich- oder Wechselspannungs-Impulsgenerator 13, vorzugsweise im Niederspannungsbereich, gegeben.

Das über die zuflußseitige Anschlußbohrung 15 einströmende Wasser erhält auf seinem Fließweg durch die Halbbögen des Zufluß-Ring halbkanals 17 und des Abfluß-Ringhalbkanals 19 den weitestgehend raumausfüllenden Energieeintrag durch das Magnetfeld über den axial gerichteten magnetischen Fluß zwischen den Wandscheiben 1 - und gegebenenfalls über den weichmagnetischen Trennring 215 als Magnetfluß-Konzentrator - und annähernd raum- und zeitgleich sowie weitestgehend raumausfüllend den Energieeintrag durch den radial gerichteten elektrischen Strom/Ionenstrom zwischen dem radialen inneren Strömungs-Leitring 309 und dem radialen äußeren Strömungs-Leit ring 311 infolge des elektrischen Feldes aus der anliegenden Impulsspannung und fließt als integriert konditioniertes Wasser über die abflußseitige Anschlußbohrung 15 wieder ab. Die Durchflußrichtung des Wassers ist jeweils durch Pfeile in der Fig. 7 angedeutet.

Obgleich die in den Fig. 1 und 2, 3 und 4, 5 und 6 sowie 7 und 8 dargestellten Wasser-Konditionierungs-Einrichtungen jeweils eine einzelne Einrichtung für den gleichzeitigen integrierten und weitestgehend raumausfüllenden Energieeintrag durch Magnetfelder über magnetischen Fluß und durch elektrische Felder über elektrischen Strom/Ionenstrom verkörpern, können zur weiteren Effizienzerhöhung mehrere gleiche oder auch unterschiedliche Einrichtungen der dargestellten Art zu einem seriellen Einrichtungs-Verbund vereinigt werden.

Alle in der Beschreibung und den nachfolgenden Zeichnungen dargestellten Merkinale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1

Wandscheiben

11

Ringelektrode

13

Impulsgenerator

15

Anschlußöffnungen

17

Zufluß-Ringhalbkanal

19

Abfluß-Ringhalbkanal

107

geteilter Innenring

109

geteilter Außenring

2

Durchflußkanal

21

Verbindungsöffnung

207

Isolierring

209

innere radiale Elektrode

211

äußere radiale Elektrode

213

Dichtscheiben

215

Trennring

3

Kern

309

innerer Strömungs-Leitring

311

äußerer Strömungs-Leitring

5

Ringspule

7

Innenring

9

Außenring

Claims

1. Wasser-Konditionierungs-Gerät zur Modifizierung der Kalkausfallung, bestehend aus
zwei kreisförmigen Wandscheiben (1) aus weichmagnetischem/weich ferritischem und elektrisch leitfähigem Material, die durch einen zentrisch angeordneten weichmagnetischen, weichferritischen Kern (3), der von einer Ringspule (5) umschlossen ist, voneinander beabstandet und miteinander magnetisch verbunden sind, wobei die Ringspule (5) elektrisch mit einem Gleich- oder Wechselspannungs- Netzteil in Verbindung gebracht ist,
einem zwischen den Wandscheiben (1) angeordneten Innenring (7, 107, 209, 309) sowie einem Außenring (9, 109, 211, 311), die konzentrisch eine zwischen ihnen mittig angeordnete, elektrisch leitende Ringelektrode (11) oder einen elektrisch nichtleitenden Trennring (215) umfassen, wobei zwischen den Wandscheiben (1) und der Ringelektrode (11) oder dem Trennring (215) ein zweigeteilter Durchflußkanal (2) gebildet ist, der aus je zwei Bögen eines Zufluß-Ring halbkanals (17) und eines Abfluß-Ringhalbkanals (19) besteht sowie mit diametral gegenüberliegenden Anschlußöffnungen (15) und einer diesen gegenüber versetzten, durch die Ringelektrode (11) oder den Trennring (215) führenden Verbindungsöffnung (21) verbunden ist, und die Ringelektrode (11) oder eine, durch magnetisch und elektrisch nichtleitende Dichtscheiben (213) von den Wandscheiben (1) sowie durch einen magnetisch und elektrisch nichtleitenden Isolierring (207) von der Ringspule (5) isolierte, innere radiale Elektrode (209, 309) aus elektrisch leitendem Material und eine, durch die magnetisch und elektrisch nichtleitenden Dichtscheiben (213) von den Wandscheiben (1) isolierte, äußere radiale Elektrode (211, 311) aus elektrisch leitendem Material durch einen elektrisch isolierten Anschluß mit einem Impulsgenerator (13) in Verbindung gebracht sind.

2. Wasser-Konditionierungs-Gerät zur Modifizierung der Kalkausfällung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (7) und der Außenring (9) magnetisch und elektrisch nichtleitend sind.

3. Wasser-Konditionierungs-Gerät zur Modifizierung der Kalkausfällung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (7) als ein mittig geteilter Innenring (107) und der Außenring (9) als ein mittig geteilter Außenring (109) ausgebildet ist.

4. Wasser-Konditionierungs-Gerät zur Modifizierung der Kalkausfällung nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (7; 107) bezüglich seines äußeren Grundkreises Ausbuchtungen und der Außenring (9; 109) bezüglich seines inneren Grundkreises Einbuchtungen trägt, die so bemessen und einander zugeordnet sind, daß der Durchströmungskanal (2) alternierende Querschnittserweiterungen oder -verengungen aufweist.

5. Wasser-Konditionierungs-Gerät zur Modifizierung der Kalkausfallung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die innere radiale Elektrode (209) als ein mittig geteilter innerer Strömungsleitring (309) und die äußere radiale Elektrode (211) als ein mittig geteilter äußerer Strömungsleitring (311) ausgebildet ist.

6. Wasser-Konditionierungs-Gerät zur Modifizierung der Kalkausfällung nach den Ansprüchen 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß der geteilte innere Strömungsleitring (309) bezüglich seines äußeren Grundkreises Ausbuchtungen und der geteilte äußere Strömungsleitring (311) bezüglich seines inneren Grundkreises Einbuchtungen trägt, die so bemessen und einander zugeordnet sind, daß der Durchströmungskanal (2) alternierende Querschnittserweiterungen oder -verengungen aufweist.