DE2144514C - Einrichtung zum Korrosionsschutz von warmwasserbefahrenen Behältern sowie diesen Behältern nachgeschalteten Rohrleitungen - Google Patents

Description

Aus der österreichischen Patentschritt -δυ '^°

so eine Einrichtung zum kathodischen ^korr^'°ⁿji_ , ..__ ,ι..,,.», ,.;„»„ Fi"i"-c.lvten benetzten Obernacnen \o.i UUiCIi c...c ü.^...,i..}ic.! > rpopnstand

bekannt, bei der dem zu schutzenden V^¹"?' selbständige Kammern vorgeschaltet sind, in der Elektrolyt vor dem Benetzen der zu se™'«

vorangegangenen Ansprüche 1 bis 23. dadurch ge- der Elektrolyt vor dem Benetzen der zu se kennzeichnet, daß bei Behältern mit diskontinuier- a₅ Oberfläche ohne Zuhilfenahme von rremabiro !icher Wasserentnahme Schaltmitte! (29. 36) voree- I blden wird Als Elektroden werae

hen sind welche dazu dienen in Zeiten geringer

Oberfläche ohne Zuhilfenahme von rre

!icher Wasserentnahme Schaltmitte! (29. 36) voree- Ionen beladen wird. Als Elektroden werae sehen sind, welche dazu dienen, in Zeiten geringer Magnesium bestehende (Opfer-)Anoden verwt · Wasserentnahme die Schutzsiromdichie zu ver- Nachteilig ist bei dieser bekannten binnen ung, .

die Verweilzeit in der oder den Kammern relativ hot.i angesetzt werden muß und daß trotz längerer c zeit - bedingt durch die maximal erzielbaren Mrorndichten - der hauptsächhch fur die Korrosion vera wortliche Sauerstoffgehalt des Elektrolyten ment am die erforderlichen Mindestquoten ^he™^b^™ S™ f d ^W

kleinern.

■>5 Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch ge-

kennzeichnet, daß bei zeitlich geregelter Wasserentnahme die Schutzstromdichte durch eine Schaltuhr gesteuert wird

26 Einrichtung nach Anspruch 24. dadurch ge-

kennzeichnet, daß bei zeitlich nicht geregelter 35 kann. Nachteilig ist

Wasserentnahme die Schutzstromdichte durch auf dem zu schützenden Objekt v

Durchflußmenge, Druck oder Wassertemperatur tionskammern. _71It

ansprechende Geber gesteuert wird. Der Erfindung hegt die Aufgabe ζ«8

¹ Einrichtung zum Korrosionsschutz von

40 befahrenen Behältern sowie diesen Behaltern nachge-

schalteten Rohrleitungen zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht aufweist und

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum welche sich bei einfachem Aufbau durch kurze er-Ko osionsschui. von warmwasserbefahrenen BeMl- weilzeiten und «P^ale Schutzw.rkung m.b«ondea _IRrn sowie diesen Behältern nachgeschalteten Rohr- 45 der dem Behälter nachgeschalteten Rohrleitungen, leitungen mittels in den Behältern eingebauter, fremd- auszeichnet. s rombeaufschlagter Elektroden, welche von minde- Die Erfindung geht dabei

;,ens einer Gleichstromquelle gespeist sind. aus, daß zur Erzielung einer

Zum Korrosionsschutz von Brauch- und Nutz- nicht - w.e an s.ch zu erwarteni wasseranlagen werden häufig Einrichtungen der ge- 50 mäßige oder im ^Bere!^ch nannten Art eingesetzt. Der zu schützende Behälter vermehrte Verteilung des Elekt wirf dabei mit eiSer oder mehreren im Behälter isoliert eine hierzu gegensätzliche Anordnung ^ angeordneten Elektroden aus einem geeigneten Mate- rung des E ektrodenmatenaUm Bereich rial versehen. Die Elektroden werden mit dem Pluspol wasseraustritts, also im allgemeinen im^berej. ic.

ner Gleichspannungsquelle, der zu schützende Be- 55 Behälters, ange str e »>tj«rden muß. Elektrodenaaord 1 älter mit dem Minuspol der Quelle verbunden. D.ese nungen zum Schutz ^von _n ^ElJ^b»2S_ndi ewerimentelle Λ _r, des Korrosionsschutzes wird in der Literatur häufig trachtung ausgenomimen^ Eijg«"« ^^ mit »kathodischer SchuU mit Fremdstrom-Anoden« Untersuchungen haben die bezeichnet. Die Wirkungsweise des kathodischen gungen erwiesen , Auf nabe bei einer

⁶° ^^S&i

_sondern

Warm

den kathodischen Bereichen fließt, kann man ihn verhindern, indem man der Metalloberfläche einen Strom zuleitet, welcher den Korrosionsstrom gerade aufhebt oder ihn etwas übertrifft. Nähere Einzelheiten s.nd beisDielsweise in der Veröffentlichung von H. K a e-

der

zugeordnet sind,
die«ende ^
daß der der

ίζon Einbauten benachbarte

Behälterteil einem Drittel des Behältervolumens entspricht, das zwischen Kaltwassereintrittsstelle und Warmwasseraustrittsstelle vorhanden ist.

Mit einer derartigen Verteilung des Elektrodenmaterials im Behälter wird einerseits der eigentliche Behälter kathodisch vor Korrosionseinwirkungen geschützt, andererseits wird — bedingt durch die Anhäufung von Elektrodenmaterial im Bereich der Warmwasseraustrittsstelle — die Bildung von deckschichtenerzeugendem Aluminiumhydroxid forciert, welches sich an den Wandungen der nachgeschalteten Rohrleitungen in Form von dichten Überzügen niederschlägt und diese vor Korrosionsangriffen schützt. Entgegen der in der Literatur vertretenen Ansicht erfolgt bei einer derartigen Anordnung kein erhöhter Niederschlag von Karbonaten. Vielmehr wird an den kathodisch polarisierten Metallflächen bevorzugt im Bereich geringer Kathoden-Anoden-Abstände anodisch erzeugtes kolloidales Aluminiumhydroxid entladen, welches dann — wie weiter unten noch näher erläutert wird — für die Korrosionsschutzwirkung verantwortlich ist.

Bei warmwasserbefahrenen Behältern, bei denen sich der Warmwasseraustritt im obersten Teil des Behälters befindet — und dies ist bei solchen Behältern in der Regel der Fall —, ist also das Elektrodenmaterial im Behälter so zu verteilen, daß mehr als 33V₃ Prozent im oberen Drittel angeordnet sind. Diese Bemessungsregeln gelten sowohl für stehende als auch für liegende Behälter.

Vorzugsweise findet Elektrodenmaterial in Form von Rund- oder Flachstäben Verwendung.

Die isolierte Befestigung der Elektroden in dem Behälter erfolgt bevorzugt mittels speziell ausgebildeter Durchführungen, die gleichzeitig der Stromzufuhr dienen. Diese weisen einen Tragbolzen auf, der mit einem Ende durch eine mit einer Isolierbuchse versehene Bohrung durch die Behälterwand hindurchgesteckt ist, eine mit dem Tragbolzen verbundene, gleichzeitig als Festspannvorrichtung ausgebildete Stromzuführungseinrichtung und einen auf das andere Ende des Tragbolzens aufgeschobenen Abstützisolator und eine Befestigungsmutter für die zwischen dieser und dem Abstützisolator angeordnete Elektrode. Eine solche Anordnung lsi in dem deutschen Gebrauchsmuster 1 998 364 näher beschrieben.

Bei großen Behälterdurchmessern und insbesondere bei Elektrodenlängen über 2000 mm empfiehlt es sich, im Behälter zusätzliche Tragkonstruktionen vorzusehen, an denen die Elektroden isoliert befestigt sind. Für stehende Behälter hat es sich bewährt, die Elektroden käfigförmig anzuordnen. Der zur Kopfseite gehörende Durchmesser soll dabei gleich oder größer sein als der zur Längsseite gehörende Durchmesser. Die Stäbe der Kopfseite sind an den genannten Durchführungen befestigt und mit Elektrodenstücken zur elektrolytischen Wasserbehandlung verbunden. Zwischen der Kopfseite des Käfigs und den Durchführungen sind zumindest teilweise abgewinkelte Verstärkungssrücke angebracht. Auf diese Weise wird eine mechanisch stabile Elektrodenkonstruktion erzielt, die sich zudem durch einfache Montage — diese muß notwendigerweise im Behälter erfolgen — auszeichnet.

Bei liegenden Behältern empfiehlt es sich, die Elektroden haarnadelförmig auszubilden, wobei der Abstand der beiden Schenkel mindestens 50 mm, vorzugsweise 120 mm, betragen soll.

Da an den Durchführungen bzw. an den Stellen, an denen die Elektroden ihrer Länge wegen an Tragkonstruktionen befestigt sind, die anodischen Stromdichten wegen des geringen elektrischen Widerstandes bei kleinen Abständen zwischen Kathodenfläche (Behälterwand bzw. Tragkonstruktion) und Elektroden sehr hoch sind und damit an diesen Stellen das Elektrodenmaterial bevorzugt in Lösung geht, ist es zweckmäßig, die Elektroden an diesen Stellen zu verstärken. Dies kann vorzugsweise durch mit den Elektroden verbundene, zumindest teilweise abgewinkelte Verstärkungsstücke erfolgen.

Neben der erfindungsgemäßen Verteilung des Elektrodenmaterials im Behälter ist es zur Erzielung optimaler Schutzwirkung wichtig, daß Elektrodenvolumen und/oder Elektrodenoberfläche in bestimmten ReIationen zum Behältervolumen bzw. zur Behälteroberfläche stehen. Einmal läßt sich bei gegebener Elektrodenmaterialmenge der dem Korrosionsstrom entgegenwirkende Schutzstrom nicht beliebig erhöhen, da aus Gründen der elektrischen Sicherheit die Klemmenspannung der verwendeten Stromquelle nicht über eine bestimmte Größe (42 Volt) hinaus erhöht werden kann. Zum anderen treten beim Überschreiten der optimalen Schutzstromdichte die Wasserqualität und die Materialqualität beeinträchtigende Effekte auf.

So haben eingehende theoretische und experimentelle Untersuchungen zu folgenden Bemessungsregeln geführt, welche zusammen mit der oben angegebenen Verteilung der Elektrodenmaterialmenge im Behälter optimalen Korrosionsschutz gewährleisten und darüber hinaus ein Optimum an Wirtschaftlichkeit darstellen.

Bei stehenden Behältern ohne Einbauten wird optimale Schutzwirkung erzielt, wenn das Verhältnis von Behältervolumen zu Elektrodenvolumen annähernd gleich ist dem in Zentimetern gemessenen Behälterdurchmesser. Beide Volumina sind dabei in ein und derselben Volumeinheit zu messen.

Bei stehenden Behältern mit eingebauten Heizvorrichtungen soll das Verhältnis von Behältervolumen zu Elektrodenoberfiäche dem Zahlenwert nach annähernd gleich sein dem in Metern gemessenen Behälterdurchmesser. Bei der Bildung des Verhältnisses ist dabei von ein und derselben Längeneinheit auszugehen: so ist beispielsweise das in m³ gemessene Behältervolumen mit der in m² gemessenen Elektrodenobcrfläche in Relation zu setzen.

Bei stehenden Behältern mit oder ohne Einbauten soll das Verhältnis von Behälteroberfiäche zu Elektrodenoberfiäche zwischen den Werten 3 und 6 liegen.

wobei wiederum beide Oberflächen in ein und derselben Flächeneinheit zu messen sind.

Für liegende Behälter haben sich die nachstehend aufgeführten Bemessungsregeln als besonders vorteilhaft erwiesen:

Bei liegenden Behältern ohne Einbauten soll da; Verhältnis von Behältervolumen zu Elektrodenober fläche dem Zahlenwert nach annähernd gleich seit dem l,3fachen des in Metern gemessenen Behälter durchmesser. Bei der Bildung des Verhältnisses ist wi< oben von ein und derselben Längeneinheit auszugehen Bei liegenden Behältern mit eingebauten Heizvor

richtungen soll das Verhältnis von Behältervolumen zi

Elektrodenvolumen annähernd gleich sein dem in Zen timetern gemessenen Behälterdurchmesser.

Bei liegenden Behältern mit oder ohne Einbautei wird optimale Korrosionsschutzwirkung erzielt, wen: das Verhältnis von Behälteroberfläche zu Elektroder oberfläche zwischen den Werten 4 und 7 liegt.

In den beiden letztgenannten Bcmessungsregeln sind artigen Elektrodenanordnungen umgeben werden, wojcwcils Behältervolumina bzw. Behällerobcrflächen bei entweder das dem Schutz des unter der Heizvor- und Elektrodenvolumina bzw. Elektrodenoberflächen richtung gelegenen Behälterteils dienende Elektrodenin ein und derselben Volum- bzw. Flächeneinheit zu material in diese Elektrodenanordnung integriert ist messen und in Relation zu setzen. 5 oder zusätzliche Elektroden vorgesehen werden kön-

Neben diesen rein konstruktiven Zusammenhängen nen.

zwischen Behältergrößc sowie Behälterform und Ver- Bei großen Heizflächen kann es zweckmäßig sein, in

teilung des Elektrodenmaterial^ sowie dessen Menge den Zwischenräumen zwischen einzelnen über- oder und Oberfläche hängt die Qualität des Korrosions- nebencinanderliegenden Heizrohren ebenfalls Elekschulzes von der elektrolytisehen Leitfähigkeit des ver- io troden anzuordnen, da gerade an diesen Stellen oft erwendeten Wassers ab. Es wurde gefunden, daß es vor- heblichc Stromschatten auftreten. Bei Verwendimg teilhafi ist, den mittleren Abstand /wischen Elektroden von Heizrohrbündcln ist es dabei vorteilhaft, deren und Behälterwand - in Abhängigkeit vom Behälter- Teilung annähernd rechteckförmig zu wählen, wobei durchmesser v- so zu wählen, dalJ bei elektrolytisehen der horizontale Abstand zweier benachbarter lleiz-Lciifähigkeiten kleiner als lOC^S/cm diese Abstände 15 rohre höchstens doppelt so groß sein sollte wie der zwischen 60 mm und 250 mm, bei Leitfähigkeiten Abstand zweier übereinanderliegender Rohre. Als zwischen 100 und 1000|j.S/cm zwischen 150 und Mindestabstand zweier übereinanderliegendcr Rohre mm und bei Leitfähigkeiten größer als 1000 [aS/citi ist dabei der halbe Rohrdurchmesser zu wählen, zwischen 300 und 900 mm liegen. Weitere Merkmale und Ausführungsformen der

Sämtliche eingebauten Elektroden können, müssen ao Erfindung sowie die ihnen innewohnenden Vorteile aber nicht, an die gleiche Gleichstromquelle ange- werden an Hand von in der Zeichnung dargestellten schlossen sein. Insbesondere bei liegenden Warm- Ausführungsbeispielen beschrieben, wasserspeichern können Temperaturschichtungen auf- Vor der eigentlichen Beschreibung sollen jedoch

treten: Im unteren Teil des Behälters befindet sich allen Ausführungsbeispielen von Einrichtungen zum Wasser, das auf Grund seiner niedrigeren Temperatur 25 Korrosionsschutz von warmwasserbefahrcnen Behäleinen höheren elektrischen Widerstand, d. h. geringere tern sowie diesen Behältern nachgeschaketen Rohrelektrolytische Leitfähigkeit, aufweist als das Wasser leitungen gemeinsame physikalische bzw. elektroim oberen Teil des Behälters. Dieser Tatsache kann in chemische Grundlagen einer näheren Betrachtung der Weise Rechnung getragen werden, daß die im unterzogen werden.

linieren Teil des Behälters befindlichen Elektroden an 30 In den Behälter der vor Korrosion zu schützenden einen separaten, getrennt einstellbaren Stromkreis an- Anlage werden von der Behälterwandung elektrisch geschlossen sind. Auf diese Weise kann die Schutz- isolierte stabförmige Elektroden eingesetzt. Die Best romdichte und einhergehend damit der Elektroden- festigung der Elektroden im Behälter erfolgt vorzugsverbrauch wirtschaftlich gestaltet werden. weise in der in dem deutschen Gebrauchsmuster

in vielen Anwendungen, insbesondere bei Warm- 35 1 998 364 beschriebenen Art und Weise. Mit Hilfe Wasserbehältern (Boilern oder Speichern), erfolgt die einer in den äußeren Stromkreis geschalteten Gleich-Wasserentnahmediskontinuierlich, beispielsweise keine stromquelle werden Behälterwandungen und wasser- oder eine nur sehr geringe Wasserentnahme während berührte Einbauten, beispielsweise Heizvorrichtungen, der Nachtzeit (z. B. in der Industrie). Für diese Anwcn- Thermometer- und Thermostatstutzen oder Unilcnkdungen ist es zweckmäßig, während Zeiten geringer 40 bleche kathodisch und die Elektroden anodisch polari-Wassercntnahme. die Stromstärke für den Korrosions- siert. Die Klemmenspannung der Stromquelle liegt schutz zu erniedriaen. dabei zwischen 2 und maximal 42 Volt.

Im Falle zeitlich geregelter Wasserentnahme kann Bei eingeschalteter Gleichstromquelle sind der Be-

die Stromstärkereduzierung durch geeignete Mittel, halter und die wasserberührten Einbauten kathodisch

beispielsweise mittels Zeitschaltuhren, welche wieder- 45 vor Korrosion geschützt, d. h., es fließt aus dem

um Stromsteller steuern, erfolgen. Erfolgt die Wasser- Wasser von den Elektroden zu den zu schützenden

entnahme in zeitlich nicht vorherbestimmbaren Ab- Metalloberflächen ein Strom, der dem aus diesen

ständen, so können an Stelle der beispielsweise ge- Metalloberflächen austretenden Korrosionsstrom ent-

nannten Zeitschaltuhren von Durchflußmenge oder gegengerichtet ist und diesen kompensiert oder etwas

Druck beeinflußte oder von der Wasserentnahme ab- 50 überwiegt. Durch den Schutzstrom wird das Potential

hängige Geber Verwendung finden. der Korrosionskathoden auf bzw. unter dasjenige dei

Zum Schutz von Einbauten, wie z. B. Heizvorrich- Korrosionsanoden gesenkt, wodurch wegen des Aus

tungen oder Halsstutzen, sind diesen Einbauten ange- gleichs des Korrosionsspannungsunterschieds abso

paßte Elektrodenanordnungen vorteilhaft. Auf diese luter Schutz des wasserberührten Metalls innerhall

Weise lassen sich Stromschatten, welche bei derartigen 55 des Strombereichs gewährleistet ist. Einbauten auftreten, weitgehend vermeiden. Der beschriebene kathodische Schutz ist unmittelba Bei Halsstutzen genügt es im allgemeinen, beispiels- im Strombereich der Elektroden, d. h. in dem Behältei

weise auf dem Mannlochdeckel isoliert befestigte stab- wirksam. Ein Schutz der nachgeschalteten wassei

oder haarnadelförmige oder sonstwie zweckmäßig ge- berührten Rohrleitungen ist zunächst nicht gegeber

staltete Elektroden vorzusehen. Auch kann es zweck- 60 Diese weiterführenden Rohrleitungen lassen sie

mäßig sein, bei der Wahl der Elektrodenanordnung — gemäß einem aus der deutschen Offenlegungsschri!

zum Korrosionsschutz von Behälter und/oder' nachge- 1 771 805 bekannten Verfahren zur Erzeugung vo

schalteter Rohrleitungen von vornherein Halsstutzen Korrosionsschutzschichten — schützen. Dort hande

zu berücksichtigen, beispielsweise durch eine besondere ea> sich jedoch um besondere, den Behältern nachgi

Ausbildung der käfig- oder haarnadelförmigen Elek- 65 schaltete, von diesen räumlich getrennte Reaktion

trodenanordnung. behälter, in denen eine sogenannte »elektrolytiscl

Heizrohrschlangen, Heizrohrregister oder Heizrohr- Wasserbehandlung« stattfindet. Erst durch die crfii

bündel können vorteilhaft mit korb· oder reuscn- dungsgemäße Anordnung und Verteilung der in d<

Behälter eingebauten Elektroden gelingt es, diese Rohrleitungen wasserseitig vor Korrosion zu bewahren. Damit wird eine Fernschutzwirkung erzielt.

Die Wirkungsweise der elektrolytischen Wasserbehandlung zum Korrosionsschutz von insbesondere wasserberührten schwarzen oder verzinkten Stahirohrleitungen, die einer kathodisch korrosionsgeschützten Anlage mit fremdstromgespeisten Elektroden nachgeschaltet ist, wird nachstehend erläutert.

Die anodisch polarisierten Aluminiumelektroden werden bei Gleichstrombeaufschlagung unter Abscheidung von in Wasser schwer löslichem und hochvoluminösem hydratisiertem Aluminiumhydroxid oxydiert. Der anodische Materialablrag ist von der Stromdichte, der Wasserzusammensetzung und dem Wasserdurchsatz abhängig. Die Stromdichten betragen 150 bis 400% der üblichen Betriebsstromdichte für den normalen kathodischen Korrosionsschutz. Geringe Mengen des anodisch gebildeten Aluminiumhydroxids (etwa 0,2 mg A1₂O₃/1 bis 0,4 mg AI₂O₃/!) werden ständig in kolloidaler Form in die nachgeschalteten Leitungen geschleust, wo sie sich in anfänglich gebildete Korrosionsprodukte unter Ausbildung kristalliner, porenfreier und epitaktisch wachsender, korrosionsschützender Deckschichten einbauen. Nähere Einzelheiten sind in der obengenannten deutschen Offcnlegungsschrift beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einem stehenden Warmwasserspeicher ohne Einbauten im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den oberen Behälterteil des in Fig. 1 dargestellten Warmwasserspeichers,

F i g. 3 einen Querschnitt durch den unteren Behäi- !erteil,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einem stehenden Warmwasserbereiter mit Heizrohrschlangen im Längsschnitt,

F i g. 5 einen weiteren Längsschnitt,

F i g. 6 einen Querschnitt durch den oberen Behälterteil.

F i g 7 einen Querschnitt durch den Behälter in Höhe der Heizrohrschlangen und

F i g. 8 einen Querschnitt durch den unteren Behälterteil des in Fig. 4 dargestellten Warmwasserbereiters,

F i g. 9 eine Realisierung der Erfindung bei einem stehenden Warmwasserbereiter mit Heizrohrregister im Längsschnitt,

Fig. 10 einen weiteren Längsschnitt durch diesen Behälter,

F i g. 11 einen Querschnitt durch den oberen Behälterteil,

Fig. 12 einen Querschnitt durch den Behälter in Höhe des Heizrohrregisters und

F i g. 13 einen Querschnitt durch den unteren Behälterteil des in Fig. 9 dargestellten Warmwasserbereiters,

F i g. 14 eine weitere Realisierung der Erfindung bei einem stehenden Warmwasserbereiter mit Heizrohrbündel im Längsschnitt,

Fig. 15 einen Längsschnitt durch den unteren Behälterteil,

F i g. 16 einen Querschnitt durch den oberen Behälterteil des in Fig. 14 dargestellten Warmwasserbereiters.

Fig. 17 eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Heizrohrbündels,

Fig. 18 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei liegenden Warmwasserspeichern im Längsschnitt,
Fig. 19 einen Querschnitt durch den in Fig. 18 dargestellten Warmwasserspeicher,

Fig. 20 bevorzugte Ausführungsformen von Elektroden für liegende Behälter,
Fig. 21 ein elektrisches Prinzipschaltbild einer

ίο Schaltungsanordnung zur Steuerung des kathodischen Korrosionsschutzes bei Behältern mit diskontinuierlicher Wasserentnahme.

Das in Fig. 1 .dargestellte Ausführungsbcispici zeigt einen Längsschnitt durch einen stehenden Warmwasserspeicher ohne Heizvorrichtung, der gemäß der Erfindung mit einer Einrichtung zum Korrosionsschutz versehen ist. Die Erwärmung des Wassers erfolgt außerhalb des Warmwasserspeichers, z. B. mittels eines (nicht dargestellten) Gegenstromapparates.

ϊο Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Einzelheiten, wie Thermometer- und Thermostatstulzen sind in der Figur fortgelassen

worden. Dies gilt auch für die übrigen Darstellungen.

Der Warmwasserspeicher nach F i g. 1 besteht aus

»5 einem im wesentlichen zylinderförmigen Mittelteil 1, an den sich eine untere Kümpelung2 und eine obere Kümpelung3 anschließen. Der Mittelteil ist mit einem Halsstutzen 4 versehen, der durch einen Mannlochdeckel 5 abgeschlossen ist. Nahe der unteren Kümpe-

lung ist ein Stutzen als Kaltwassereintritlsstelle 6 vorgesehen. Der Wasseraustritt erfolgt durch einen in der oberen Kümpelung befindlichen Stutzen der Wasseraustrittsstelle 7. Dieser ist etwa 50 mm in den Behälter eingezogen, um auszuschließen, daß eventuell während der Elektrolyse gebildete Wasserstoffbläschen in die nachgeschalteten Rohrleitungen gelangen. Zur Entlüftung des Behälters ist ein Fnllüftungsventil la vorgesehen, das in unmittelbarer Nähe der Warmwasseraustrittsstelle 7 angeordnet ist. Am Boden des Behälters befindet sich ein Entschlammungsstutzen 8.

Zum Korrosionsschutz der Behälterwandungen sind an beispielsweise vier Durchführungen 9, 10, 11, 12, von denen die Durchführungen 9 und 11 in Fig. 1 dargestellt sind, vorzugsweise aus Reinaluminium bestehende Elektroden A bis zur unteren Behälterkümpelung durchgehend angeordnet. Die Elektroden A können runden oder rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Besonders gut bewährt haben sich Flachstabelektroden mit einem Seitenverhältnis zwischen 1 : 3 und 2: 3.

Die der oberen Kümpelung zugewandten Enden dei Elektroden A sind durch Elektrodenstücke B mitein ander verbunden. Ein Elektrodenring C verbindet die der unteren Kümpelung zugewandten Enden dei Elektroden A. Zur Versteifung der Elektrodenanord nung ist eine annähernd C-förmig abgewinkelte Elek trode D vorgesehen.

Werden Durchführungen der Art verwendet, wie si( in dem genannten Gebrauchsmuster beschrieben sind so ist es zweckmäßig, zumindest teilweise gegen die Behältermitte abgewinkelte Elektroden A vorzusehen um auf diese Weise den durch die geringen Abstände zwischen Anoden- und Kathodenflächen hervorge rufenen großen Stromdichten Rechnung zu tragen Werden die Elektroden nicht unmittelbar mittels de; Durchführungen, sondern unter Zwischenschalten] spezieller Tragkonstruktionen mit den Behälterwan düngen (isoliert) verbunden, so kann diese Abwinke

lung entfallen und die Elektrodcnkonstruktion - man kann sie mit »Elektrodenkäfig« bezeichnen — überall gleichen Durchmesser aufweisen.

Die genannten Tragkonstruktionen vereinfachen zwar die Käfigkonstrukiion, sie komplizieren jedoch die Stromzuführung zu den Elektroden, da nicht mehr die gleichzeitig der Befestigung dienenden Durchführungen zur Stromzuführung verwendet werden können.

Sowohl bei der Verwendung von Tragkonstruktionen als auch bei Durchführungen ist es zweckmäßig, die Elektroden im Bereich der Befestigungsstellen durch zumindest teilweise abgewinkelte Elektrodenverstärkungsstücke zu verstärken, da an diesen Stellen die anodischen Slromdichten wegen des geringen elektrischen Widerstandes zwischen Kathoden- und Anodenflächen sehr hoch sind und damit dort das Elektrodenmaterial bevorzugt in Lösung geht. Es empfiehlt sich, für diese Verstärkungsstücke E das gleiche Material, also das beispielsweise genannte Flachstabmaterial, wie für die Elektroden A zu verwenden. Diese Bemerkung gilt im übrigen auch für die Elektroden B, C und D.

Die Eleklrodcnverstärkungsstücke E sind zweckmäßigerweisc soweit wie möglich zu den Elektroden B hin abgewinkelt, um auf diese Weise die Kathoden-Anoden-Abständc und damit einhergehend den elektrischen Widerstand zu vergrößern.

Zum Korrosionsschutz des Halsstutzens 4 ist eine Elektrode F vorgesehen, welche mittels einer Durchführung 13 am Mannlochdeckel 5 isoliert befestigt ist.

Der in den F i g. 1 bis 3 beispielsweise dargestellte Behälter weist einen Durchmesser von annähernd 1100 mm auf und faßt bei einer Oberfläche von etwa S m² ungefähr 2 m³ Flüssigkeit. Die in den Behälter eingebaute Einrichtung zum Korrosionsschutz weist die folgende, als beispielsweise anzusehende Dimensionierung auf:

Mehr als ein Drittel der Elcktrodenmaterialmenge ist im oberen Drittel des Behälters angeordnet.

Da der Behälter für normale Gebrauchswasser mit elektrolytischen Leitfähigkeiten zwischen 100 und 100t) μ5/αη ausgelegt ist, beträgt der mittlere Abstand ,'\\ ischen den Elektroden α und der Behälterwandung (Mittelteil 1) zwischen 250 und 300mm. Liegen die clektrolytischen Leitfähigkeiten über bzw. unter den genannten Werten, so sollten die mittleren Abstände auf 500 bis 600 mm erhöht bzw. auf 100 bis 150 mm erniedrigt werden.

Das in den Behälter eingebaute Elektroden volumen beträgt etwa 1,8 · 10"* m^a, was bei einem beispielsweisen Elektrodenquerschnitt von 20 · 60 mm² eine Elektrodenoberfläche von etwa 2,4 m² ergibt.

F i g. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den oberen Behälterteil des Warmwasserspeichers gemäß F i g. 1, F i g. 3 einen schematischen Querschnitt durch den unteren Behälterteil. In den F i g. 1 bis 3 sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern bzw. -buchstaben versehen, so daß sich eine Beschreibung dieser beiden F i g. 2 und 3 erübrigt.

Der in den Behälter eingebaute Elektrodenkäfig hat in den genannten Figuren annähernd quadratischen Querschnitt. Bei der angegebenen Behältergröße stellt dieser einen günstigen Kompromiß zwischen Anzahl der Elektroden und deren Verteilung, welche an sich möglichst homogen sein soll, dar. Bei kleineren Behältern kann von dem viereckigen zu einem dreieckigen Querschnitt übergegangen werden. Bei Behältern mit großen Durchmessern empfiehlt es sich, dem Elektrodenkäfig einen mehreckigen Querschnitt zu geben, wobei die eingangs aufgeführten Dimensionierungsregcln zu beachten sind.

Die F i g. 4 und 5 zeigen zwei schematische Längsschnitte durch einen stehenden Warmwasserbereiter (Boiler), in den eine Heizvorrichtung in Form von Heizrohrschlangcn eingebaut ist. In den F i g. 4 und 5 sind, ebenso wie in den schematische Querschnitte

ίο durch den oberen, bzw. unteren Behaltenen in Höhe der Heizrohrschlangen darstellenden Fig. 7 und 8, gleiche Teile wie in F i g. 1 bezeichnet. Im Gegensatz zu F i g. 1 reichen die den Längsseiten zugeordneten Elektroden A nicht bis zur unteren Kümpelung2, sondem sie sind bis zu einem Abstand von annähernd 150 mm an die zur Aufheizung des bei 6 einströmenden Wa>sers dienenden Heizrohrschlange 14 herangeführt. Auch fehlt der untere Elektrodenring C. Der Elektrodenkäfig weist in diesem Ausführungsbeispiel dreieckigen Querschnitt auf und besteht aus den Elektroden A, B, D sowie den Elcktrodenvcrstärkungsstücken E. Der annähernd C-förmige Elektrodenteil D dient einmal zur zusätzlichen elektrolytischen Wasserbehandlung, zum anderen versteift er die Käfigkonstruktion. Der obere Elektrodenring B dient speziell der elektrolytischen Wasserbehandlung.

Der untere Behälterteil wird durch eine haarnadclförmig ausgebildete, mittels einer Durchführung 15 am unteren Behälterteil nahe der unteren Kümpelung 2 befestigte Elektrode G geschützt. Zum Schutz der Hcizrohrschlange 14 sind zu deren beiden Seiten jeweils Elektroden H vorgesehen. Diese sind ebenfalls mit einer Durchführung 16 an der Behälterwandung befestigt. Der Abstand der Elektroden H von der Heizrohrschlange sollte ungefähr 100 mm betragen. Der Abstand der beiden Schenkel der haarnadelförmig ausgebildeten Elektrode (7 sollte annähernd 120 mm betragen.

Da auch hier an den Durchführungen das Elcktrodenmaterial bevorzugt in Lösung geht, empfiehlt es sich, die Elektroden an diesen Stellen durch Verstärkungsstücke G' bzw. //' zu verstärken.

Der in den F i g. 4 bis 8 beispielsweise dargestellte Warmwasserbereiter weist einen Durchmesser von ungefähr 1000 mm auf und faßt bei einer Oberfläche von etwa 6,8 m² ungefähr 1,3 m³ Flüssigkeit. Die in den Behälter eingebaute Korrosionsschutzeinrichtung weist folgende, als Beispiel anzusehende Dimensionierung auf:

Mehr als ein Drittel der Elektrodenmaterialmenge ist im oberen Drittel des Behälters angeordnet — unge achtet des dem Schutz der Heizrohrschlange dienenden Elektrodenmaterials. Da der Behälter für normale Gebrauchswasser mit elektrolytischen Leitfähigkeiten zwischen 100 und 1000 u,S/cm ausgelegt ist, beträgt der mittlere Abstand zwischen den der Längsseite des Behälters zugeordneten Elektroden A und der Behälterwandung annähernd 150 mm. Liegt die elektrolytische Leitfähigkeit über bzw. unter den genannten Werten, so sollten diese Abstände auf annähernd 300 mm erhöht bzw. auf etwa 80 bis 100 mm erniedrigt werden.

Das in den Behälter eingebaute Elektrodenvolumen beträgt etwa 9 · 10~³ m³, was bei einem beispielsweisen Elektrodenquerschnitt von 20 · 60 mm² eine Elektrodenoberfläche von 1,2 m² ergibt.

In Warmwasserbereitern treten im allgemeinen Temperaturschichtungen auf, derart, daß sich im

unteren Teil des Behälters kälteres Wasser mit einem höheren elektrischen Widerstand, d. h. geringerer elektrolytischer Leitfähigkeit, befindet als im oberen Teil. Diesen Unterschieden der Leitfähigkeit kann in der Weise Rechnung getragen werden, daß der aus den Elektroden A, B, D und E bestehende Elektrodenkäfig unJ die Elektroden G und H an getrennt einstellbare Stromkreise angeschlossen werden (nicht eingezeichnet).

Bezüglich der Form des Elektrodenkäfigs gilt das im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel Gesagte sinngemäß auch für Behälter mit eingebauten Heizvorrichtungen. Mit größer werdendem Behälterdurchmesser kann es zweckmäßig sein, den Querschnitt des Elektrodenkäfigs einer Kreisform anzunähern. Je nach Grölte der Heizvorrichtung kann es vorteilhaft sein, dic^e mit mehr als zwei Elektroden zu umgeben, um sie und den unleren Behälterteil sicher vor Korrosion zu schützen. Die Elektroden können <·ο angeordnet werden, daß auch der Halsslutzen geschützt ist.

Das in den F i g. 9 bis 13 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Warmwasserbereiter mit eingebautem Heizregister. Der Elektrodenkäfig weist einen ähnlichen Aufbau auf wie der im Falle des Warmwasserbercit'.rs mit eingebauter Heizschlange gemäß den F 1 g. 4 bis 8, jedoch mit dem Unterschied, daß zwei der der Längsseite des Behälters zugeordneten Elektroden A bis zur unteren Kümpelung2 des Behälters reichen, während die dritte Elektrode A bis auf einen Abstand von annähernd 150 mm an das Heizrohrregister 17 heranreicht. Der Korrosionsschutz des Registers erfolgt in der Weise, daß mittig eine Elektrode K, welche vorzugsweise haarnadelförmig ausgebildet ist, so weit in das Heizrohrregister eingeführt ist, daß ihr Abstand von den Registerrohren ungefähr 60 mm beträgt. Eine geringere Entfernung zwischen kathodisch und anodisch belasteten Flächen ist unzweckmäßig, da dann die elektrischen Widerstände so klein v/erden, daß das notwendige Schutzpotentia! nicht erreicht werden kann. Außerdem führen die dann auftretenden anodischen Stromdichten zu einem derart starken Elektrodenverbrauch, daß die Anodenabbauproduktc zu einer Verschlammung des Registers führen.

Zusätzlich ist zum Korrosionsschutz der unteren Bchältcrkümpelung und der Unterseite des Heizrohrregisters eine vorzugsweise haarnadelförmig ausgebildete Elektrode G vorgesehen, die etwa 50 mm über der unteren Behältcrkümpelung mittels einer Durchführung 15 an der Behälterwandung befestigt ist. Die Abstände der beiden Schenkel der Elektroden G und K sollten bei etwa 120 mm liegen. Ebenso sind beide Elektroden G und K an ihren Befestigungsstellen, den Durchführungen 15 bzw. 18 durch Vcrstärkungsstücke G' bzw. K' verstärkt, um auf diese Weise dem übermäßigen Elektrodenverbrauch an diesen Stellen Rechnung zu tragen.

Die im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel geschilderten Maßnahmen bei Temperaturschichtungen sind auch bei diesem Warmwasserbereiter mit Vorteil anzuwenden: Der Elektrodenkäfig einerseits und die Elektroden G und K andererseits sind dann an getrennt einstellbare Stromkreise anzuschließen.

Der in den F i g. 9 bis 13 dargestellte Warmwasserbereiter weist einen Durchmesser von etwa 1100 mm auf und faßt bei einer Behälteroberfläche von etwa 7 7 nr ungefähr 2 m³ Flüssigkeit Die .η der. Behalter einibauteKorrosionsschutzeinnchtungwe.stfolgende, Eel anzusehende Dimensionierung auf

Mehr als ein Drittel der Elektrodenmalenalmenge ist im oberen Drittel des Behälters angeordnet - ungeachtet des Materials zum Schutz der Heizvorrichtung Bezüoiich der Abstände der den Längsseiten des Behälters zugeordneten Elektroden A von der Behälterwand na gei.en die gleichen Bemessungsregeln wie für den Warmwasserbereiter mit eingebauter Heiz-

^SC DasTn den Behälter eingebaute Elektrodenvolumen beträgt annähernd K)-* m», was beispielsweise bei einem Querschnitt von 20 · 60 mm« der Elektroden

,5 eine Elektrodenoberfläche von ungefähr 1,5 m- ergibt

Die F i α 14 bis 16 zeigen ein Ausfuhrungsbe.spiel

einer Einrichtung /um Korrosionsschutz von .Varm-

vsasserbereitern mit Heizrohrbündeln Hg. 17 eine

mehr ms einzelne gehende schematiche Darstellung

des Rohrbodens eines Heizrchrftunueis.

Der schematische Längsschnitt in F ι g. 14 /c.gi den aus den Elektroden A, S. D und £ bestehenden hlektrodenkäng. Die /ur Längsseite des Käfigs gehörenden Elektroden A reichen bis an das He.zrohrbundel 19

,< heran, ohne jedoch mit diesem verbunden zu sein. Pas

"' Heizrohrbündcl selbst ist von einer korb- oder ri-usniartigen Elcktrodcnkonstruktion zumindest leiluc.se umgeben Diese besteht aus einer Vieleckkonstruktion L welche mittels Längseleklroden M miteinander

,o verbunden sind. Gehalten wird diese Elektrodenkonstruktion von einem von der Behälterwandung isolierten Tragwinkel 20, der wiederum mit einer Durchführung 21 verbunden ist. Des weiteren ist eine von der Elektrodenkonstruktion isolierte Bcfestigungsvorrichtung 22 vorgesehen.

Die Anordnung der Längselektroden M ist so gewählt daß sie zusammen mit einer unter dem Hei/-rohrbiindcl angeordneten, bevorzugt haamadelloni,;_S ausgebildeten Elektrode G das Heizrohrbündel 19

möelichst gleichmäßig umgeben. Der Absland der Elektrodcnkonstruktion von dem Heizrohrbundel so.l zweckmäßigerweisc zwischen 60 und 80mm liegen. An den Stellen geringer Abstände zwischen Anoden- und Kathodenflächen sind die betreffenden Elcktroden-

teile verstärkt bzw. aus einem stärkeren Material ausgeführt, wie beispielsweise der Tragwinkel 20.

Die in den F i g. 14 bis 16 beispielsweise dargestellten Elektrodenkonstruktionen sind vorgesehen für Behälter mit Durchmessern zwischen 1100 und

1800 mm. Der Behällerdurchmesser des Ausführungsbeispiels ist 1400 mm. Der Behälter faßt bei einer Oberfläche von ungefähr 13 m² eine Flüssigkeitsmenge von etwa 3,5 m³. Seine Korrosionsschutz-Eleklrodcnkonstruktion weist folgende, als Beispiel anzusehende Dimensionierung auf:

Mehr als ein Drittel der Elektrodenmaterialmenge ist im oberen Drittel des Behälters angeordnet -- von Elektrodenmaterial, das dem Schutz von Einbauten dient, abgesehen.

Der mittlere 'Abstand der zu den Längsseiten des Elektrodenkäfigs gehörenden Elektroden A von den Behälterwandungen beträgt bei elektronischen Leitfähigkeiten zwischen 100 und 1000 |xS/cm vorzugsweise etwa 250 bis 300 mm. Wenn die elektrolytische Leitfähigkeit des Gebrauchswassers über 1000μ8Α:ιη beträgt, sollten die genannten Abstände auf 500 bis 600 mm erhöht werden. Gelangen dagegen Gebrauchswasser mit elektrolytischen Leitfähigkeiten zwischen

sehr geringen Weiten und 100 fiS/cm zur Anwendung, so muß der hohe elektrische Widerstand des Elektrolyten durch Verringerung des Anoden-Kathoden-Abstandes auf etwa 100 bis 1500 mm kompensiert werden.

Im Ausführungsbeispiel beträgt das in den Behälter eingebaute Elektrodenvolumen etwa 1,7 · 10 ²m^s, wobei das dem Schutz des Heizrohrbündels dienende Elektrodenmaterial nicht mitgerechnet ist. Bei einem Elektrodenquerschnitt von 20 · 60 mm¹ entspricht dies einer Elektrodenoberfläche von annähernd 2,2 m*.

Das in F i g. 17 beispielsweise dargestellte Heizrohrbündel eignet sich in vorteilhafter Weise für die erfindungsgemäße Korrosionsschutzeinrichtung.

Diese schematische Darstellung zeigt eine Draufsicht auf den Rohrboden, welcher in F i g. 14 lediglich als Kreis dargestellt worden ist. Der Rohrboden 23 weist eine Vielzahl von Bohrungen auf, in die die Bündel rohre 24 eingelötet, eingewalzt oder eingeschraubt eingebracht sind. Mit Y ist eine erste Achse bezeichnet, welche im allgemeinen mit der Behälter-Längsachse übereinstimmt, mit X ist eine zweite, zur ersten Achse senkrecht stehende Achse bezeichnet. Der Rohraußendurchmesser ist mit d, der Abstand von zwei nebeneinanderliegenden Bündelrohren mit r_x, der von zwei übereinanderliegenden Bündelrohren mit r_y bezeichnet.

Optimale Korrosionsschutzwirkung wird erzielt, wenn zwischen d, T_x und r_v folgende Relation besteht:

Ty R; T_x

d .

Auf diese Weise werden Slromschatten im Innern des Heizrohrbündels nahezu vollständig vermieden, die zur Verfugung stehende Rohrbodenfläche gut ausgenutzt.

Die F i g. 18 bis 20 zeigen eine Realisierung der Erfindung bei liegenden Warmwasserspeichern. Der dort beispielsweise dargestellte liegende Warmwasserspeicher besteht aus einem zylindrischen Mittelteil Γ, an das sich zu beiden Seiten je eine Kümpelung 2' bzw. 3' anschließt. Die Kümpelung 2' ist mit einem HaIsstuizen 4 versehen, den ein Mannlochdeckel 5 abschließt. Die Kaltwassereintrittsstelle ist mit 6, die Warmwasseraustrittsstelle mit 7 bezeichnet. Zur Entschlammung des Behälters ist ein weiterer Stutzen 8 vorgesehen. Im oberen Drittel des Behälters ist eine vorzugsweise haamadclförmig ausgebildete Elektrode^ vorgesehen. Darunter, unterhalb der Behälter-Längsachse ist eine weitere Elektrode O angeordnet. Beide Elektroden sind mittels Durchführungen 25 bzw. 26 sowie eines Trageisens 27 im Behälter und voneinander isoliert befestigt. Die Elektrode O ragt zum Teil in den Halsstutzen 4 hinein und dient auf diese Weise dem Korrosionsschutz dieses Stutzens. So erübrigt sich eine speziell für den Halsstutzen vorzusehende zusätzliche Elektrode, wie sie beispielsweise bei den bereits beschriebenen stehenden Behältern unter Umständen erforderlich sein konnte.

An den Befestigungsstellen sind beide Elektroden durch geeignete Verstärkungsstücke TV' und N* bzw. O' und O* verstärkt, um so den geringen Kathoden-Anoden-Abständen gerecht zu werden.

Da in derartigen Speichern Temperaturschichtungen auftreten, ist es zweckmäßig, die Elektroden N und O an getrennt einstelliuire Stromkreise anzuschließen.

Die vorgeschlagene Elektrodenanordnung ist für liegende Warmwasserspeicher bis zu 1100 mm Durchmesser empfehlenswert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen solchen von etwa 1000 mm Durchmesser. Er faßt bei einer Oberfläche von etwa 9 m² annähernd 2 m³ Flüssigkeit. Mehr als ein Drittel der Elektrodenmaterialmenge ist im oberen Drittel des Behälters angeordnet. Der Abstand der Elektrode O von der Behälterwandung soll etwa 400 mm betragen, der der Elektrode W liegt etwa bei 300 mm. Beide Angaben gelten für Gebrauchswasser mit elektrolytischen Leitfähigkeiten zwischen 100 und

»o 1000 uS/cm. Bei höheren Leitfähigkeiten ist zumindest der Abstand der Elektrode N auf etwa 400 mm zu vergrößern, während bei Leitfähigkeiten kleiner als 100 uS/cm der hohe elektrische Widerstand des Elektrolyten durch Verringerung des Anoden-Kathoden-

Abstandes auf etwa 200 mm zu berücksichtigen ist.

In den Behälter gemäß F i g. 18 sind Elektroden mit

einem Volumen von etwa 1,3 · 10~* m³ eingebaut, was bei einem Elektrodenquerschnitt von 20 · 60 mm*

einer Elektrodenoberfläche von annähernd 1,75 m*

ao entspricht.

Werden kleinere, insbesondere kürzere Elehälter mit einer derartigen Korrosionsschutzeinrichtung versehen, so ist das Elektrodenmaterial in der eingangs angegebenen Weise zu bemessen. Unterschreiten die

»5 Behält«längen gewisse Maße, so kann auf die Montage von speziellen Trageisen verzichtet werden. Dies kann unter Umständen eine Vereinfachung der Konstruktion mit sich bringen.
Werden liegende Behälter mit Heizvorrichtungen

versehen und sollen diese gleichzeitig mit den Behältern vor Korrosion geschützt werden, so können die im unteren Behälterteil anzubringenden Elektroden in einfacher Weise diesen Heizvorrichtungen angepaßt werden.

In den vorstehenden Ausführungsbeispielen sind bislang Behälter mit kreisförmigem Querschnitt betrachtet worden. Dies geschah letztlich deshalb, weil solche in der Regel vorkommen. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Kcrrosionsschutzeinrichtungen für Behälter mit kreisförmigem Querschnitt. Die Darlegungen bezüglich Elektrodenanordnung, Verteilung und Elektrodenmaterialmenge sind sinngemäß auch auf andere Behälterformen anwendbar. Insbesondere Behälter mit annähernd rechteckspeziell quadratförmigem Querschnitt oder auch mii Querschnitten in Form von regelmäßigen Viclecker können durch die erfindungsgemäßen Maßnahmer vor Korrosion geschützt werden.

Die vorstehenden Ausführungen hinsichtlich Behäl terabmessungen und Dimensionierung des in der Behälter einzubringenden Elektrodenmaterials seier nachstehend an Hand zweier tabellarischer Über sichten verdeutlicht. Der Tabelle zugrunde gelegt sin« übliche Behälterabmessungen und Elektroden mi einem Querschnitt von 20 · 60 mm*.

In den untenstehenden Tabellen bedeuten:

Du E

Oh On

03

Q,

Behälterdurchmesser in mm,

Art der Einbauten, S — Heizschlangen,

R — Heizregister, B -- Heizrohrbündel,

Volumen des Behälters in m³,

Oberfläche des Behälters in m²,

Oberfläche der Elektroden in m².

Volumen der Elektroden in m⁸,

Verhältnis V„IV_H,

Verhältnis K/j/O«,

Verhältnis Ο,,/Οκ,

Verhältnis On\V_R.

Figur

1000 —

Stehende Behälter

Figur	1100	E	VB	°B
1	1000	_	2	8,0
4	1100	S	1,3	6,8
9	1400	R	1,9	7,7
14	B	3,5	13

1.8 · ΙΟ"²

8.9 · 10-³
1,2 · 10-^a
1,7 · 10-²

Liegender Behälter V

ß,	ß,
110	0,83
145	1,10
160	1,20
200	1,6

ß,	Ö».
	Λ ■ Γτ
3,3	450
5,7	750
4,8	640
5,8	750

700

Wie eingangs angedeutet, kann es zweckmäßig sein, die Schutzstromdichte der Wasserentnahme anzupassen. Während nämlich in reinen Heizungs- oder Kühlanlagen ohne Wasserentnahme die Korrosionsschutzstromstärke nach einer gewissen Zeit vermindert werden kann, müssen Korrosionsschutzeinrichtungen in warmwasserbefahrenen Anlagen, aus denen Wasser entnommen wird, ständig mit der entsprechenden Stromstärke betrieben werden — allerdings in Abhängigkeit von der Wasserentnahme.

Mit der in Fig. 21 beispielsweise dargestellten Schaltungsanordnung läßt sich diese Aufgabe in einfächer Weise lösen. Ein mindestens eine Anzapfung aufweisender Transformator 28 ist über einen Schalter 29 mit dem 220-Volt-Netz verbunden. Mit dem Transformator ist sekundärseitig ein Gleichrichter 30 beispielsweise in Brückenschaltung veibunden. Der eine Pol des Gleichrichters ist über eine Drosselspule 31, einen Strommesser 32 und einen einstellbaren Widerstand 33 mit den Elektroden der Korrosionsschutzeinrichtung (nicht eingezeichnet) verbunden, der andere Pol des Gleichrichters ist mit dem zu schützenden Behalter verbunden. Zusätzlich kann noch ein Spannungsmesser 34 sowie ein Schalter 35 vorgesehen sein.

Der Schalter 29 wird von einer nicht weiter darg,·- ao selten S^_ereinrichtung36 betätigt und schalte, zw sch" η den einzelnen Anzapfungen des Transformators um und damit verschiedene: Windungszahlen S Transformators an das Netz. Dadurch w.rd die Sekundärspannung des Transformators und dam,. ,5 auch dsr Korrosionsschutzstrom verändert Die^Steuereinrichtung 36 kann im Falle zeitlich geregelter Wasserentnahme eine Schaltuhr sein, sie kann jedoch auc, elbst durch die Temperatur des im Behalter befindlichen Wassers, seine Strömungsgeschwmd.gke.t ode, andere von der Wasserentnahme abhang.ge Großer, gesteuert werden und ihrerseits den Schalter 29 bc-

^tatimⁿAusführungsbeisoiel weist der Transformator eine 380-V-Wicklung mit einer Anzapfung bei 220 \

auf Es ist selbstverständlich, daß der Transformator auch mehr als eine Anzapfung haben kann, wöbe, die Wicklung oder die der kleinsten Windungszahl der Primärwicklung entsprechende Teilwicklung fur die betreffende Netzspannung ausgelegt sein muß, wahrend

nach oben hin die Primärseite des Transformators durch die kleinste gewünschte Sekundärspannung bestimmt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. käfigs (A, B, CD) mit der Längsachse des Behäl-

   Patentansprüche:

   1. Einrichtung zum Korrosionsschutz von warmwasserbefahrenen Behältern sowie diesen Behältern nachgeschalteten Rohrleitungen mittels in den Behälter eingebauter, fremdstrombeaufschlagter Elektroden, welche von mindestens einer Gleichstromquelle gespeist sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter das Elektrodenmaterial so verteilt ist, daß mehr als 33'/3 Prozent der Elektrodenmaterialmenge dem der Warmwasseraustrittsstelle (7) benachbarten Behälterteil zugeordnet sind, wobei das dem Schutz von Einbauten dienende Elektrodenmaterial nicht eingerechnet ist, und daß der der Warmwasseraustrittsstelle (7) benachbarte Behälierteil einem Drittel des Behältervolumens entspricht, welches zwischen Kaltwassereintrittsstelle (6) und Warmwasseraustrittsstelle (7) vorhanden ist.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stehenden Behältern ohne Einbauten das Verhältnis von Behältervolumen zu Elektrodenvolumen annähernd gleich ist Jem in Zentimetern gemessenen Behälterdurchmesser. ^a5

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stehenden Behältern mit eingebauten Heizvorrichtungen (14, 17, 19) das Verhältnis von Behältervolumen zu Elektrodenoberfläche annähernd gleich ist dem in Metern gemessenen Behälterdurchmesser.

   4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei stehenden Behältern das Verhältnis von Behälteroberfläche zu Elektrodenoberfläche zwischen den Werten 3 und 6 liegt.

   5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei liegenden Behältern ohne Einbauten das Verhältnis von Behältervolumen zu Elektrodenoberfläche annähernd gleich ist dem l,3fachen des in Metern gemessenen Behälterdurchmessers.

   6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei liegenden Behältern mit eingebauten Heizvorrichtungen das Verhältnis von Behältervolumen zu Elektrodenvolumen annähernd gleich ist dem in Zentimetern gemessenen Behälterdurchmesser.

   7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei liegenden Behältern das Verhältnis von Behälteroberfläche zu Elektrodenoberfläche zwischen den Werten 4 und 7 liegt.

   8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anodenkäfig (A, B, C, D) vorgesehen ist, dessen zur Kopfseite gehörender Durchmesser gleich oder größer ist als der zur Längsseite gehörende Durchmesser, daß die Stäbe der Kopfseite an Durchführungen (9, 10, 11, 12) befestigt sind und mit Elektroden (B) zur elektrolytischen Wasserbehandlung in Verbindung stehen.

   9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Längsseite des Anodenkäfigs (A, B, C, D) gehörenden Elektroden (A) symmetrisch bezüglich der Längsachse des Käfigs liegen.

   10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Anoden-

   nach einem oder mehreren der _{d 7 dadurc}h gekennzeichnet, ά% (N O) haarnadelförmig ausgeden (n, ) Schenkel de.

   _m1₂ ausgebifdeS Elektroden _mindest vorweise 120 mm oder mehr

   ^beti?⁸Finrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis Π d durc^kennzeichnet, daß die Elektroden an Jen Stellen ihrer Befestigung an den Behalterwandungen mit zumindest teilwe.se abgewinkelten VersSungsctücken (E, N', O') versehen sind

   13 Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 12 dadurch geiennzfichnet, daß zur Entlüftung des Behälters mindestens ein vorzugsweise in unmittelbarer Nahe der Warmwasseraustrittsstelle (7) angeordnete, Entlüftungsventil^«; ^'i"⁵"'"' ^1M·

   14 Einrichtung nach einem oder mehreren dei vorangegangenen Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung der Einschleusung von gasförmigen Elektrolyse-Zersetzungsprodukten in dem Behälter nachgeschalteten Rohileitungen der Warmwasscraustrittsstutzen (7) annähernd 50 mm in den Behälter hineingezogen ist

   15 Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß die mittleren Abstände zwischen Elektroden (A) und Behälterwand bei elektrolytischen Leitfähigkeiten des Brauch- oder Nut/ wassers kleiner als lOOixS/cm zwischen 60 und 250 mm, vorzugsweise zwischen 100 und 150 mm. liegen bei Leitfähigkeiten zwischen 100 und 1000 äs/cm zwischen 80 und 700 mm, vorzugsweise zwischen 200 und 400 mm, liegen und bei Leitfähigkeiten von mehr als 1000μ5/αη zwischen 300 und 900 mm, vorzugsweise 400 und 600 mm, liegen.

   16. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz von Einbauten (14, 17, 19) und/oder HalssUKzen (4) zusätzliche Elektroden (F, ...,M) vorgesehen sind.

   17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz von Heizvorrichtungen (14,17,19) Elektroden (F, ...,M) vorgesehen sind, welche die Heizvorrichtungen zumindest teilweise umgeben und/oder zumindest teilweise in deren Zwischenräume hineinragen.

   18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz von Heizrohrschlangen (14) mindestens zwei Elektroden (H) vorgesehen sind.

   19. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz von Heizrohrregistern (17) mindestens eine vorzugsweise haarnadelförmig gebogene, zumindest teilweise in das Heizrohrregister hineinragende Elektrode (K) vorgesehen ist.

   20. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum· Schutz von Heizrohrbündeln eine korb- oder reusenartige Elektrodenkonstruktion (L, M), welche das Heizrohrbündel zumindest teilweise umgibt, vorgesehen ist, wobei das Heizrohrbünde! annähernd rechteckige Teilung aufweist und der Abstand (r_y) je zweier übereinanderliegender Rohre annähernd halb so groß ist

   wie der Abstand (r_x) zweier nebeneinanderliegender Bündelrohre, wobei letztgenannter Abstand {r_z) annähernd gleich einem Rohraußendurcfimesser (d) ist.

   »Kathodisc er

   sehe und W. Wiederholt, Korrosionsschutz«, Weinheim 1959, ⁶

   Bei herkömmlichen Einrichtungen zum no st. schutz ist stets davon ausgegangen *?™^e%?^ie ', J._er.

   21. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge- 5 troden im zu schützenden Behälter gleicnmauig * kennzeichnet, daß zum Schutz von Halsstutzen (4) teilen bzw. an der Stelle des Kaltwassereintnns ι ^ d stab oder haarnadelförmig Elktd (G) Elektrodenmaterial vorzusehei? und dieses na

   ld) heranzuon

   kennzeichnet, daß zum Schutz von Halsstutzen (4) runde, stab- oder haarnadelförmige Elektroden (G) vorgesehen sind, welche mittels Durchführungen (15) an den zugehörigen Mannlochdeckeln (5) befestigt sind.

   22. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Elektroden {g)"\m Bereich der Kaltwassereintrittsstelle (6) an einen von den restlichen Elektroden getrennten Stromkreis angeschlossen sind. "

   23. Einrichtung nach Anspruch 22. dadurch gekennzeichnet, daß die der KaHwarsereintriltssteile (6) zugeordneten Elektroden (C). die dem Schutz von Einbauten (14. 17, 19) dienen, sowie die restlichen, in den Behälter eingebauten Elekiioden (λ, ...,»-) je an ciiitii .!.uufsuCst gctrennt einstellbaren Stromkreis angeschlossen sind.

   24. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 23. dadurch gekiht daß bei Behältern mit dkontinuier

   Elektrodenmaterial vorzusehei? und dies die Kathodenfläche (Behälterwand) heranzuon g , um auf diese Weise der geringeren ^{ε1εΐαΓΟ15}7 ίο Leitfähigkeit des kalten Wassers Rechnung zutig. Dem Schutz von Einbauten, wie beispielsweise■" vorrichtungen, dienendes Elektrodenmaterial se nächst aus dieser Betrachtung ausge klam me"· einer derartigen Elektrodenanordnung lallt sicrij

   kein vollständiger Korrosionsschutz der Anlage zielen, da die Schulzwirkung nur auf die ^u"^mi^' im Strombereich der Elektroden gelegenen Katnou flächen beschränkt ist. „