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Vorrichtung zur Kohlensäureanreicherung von -AqNlariu3mswas ser
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kohlensäureanreicherung
von Aquariumswasser, mit einer an eine Coz-+ Zuleitung anschließbaren und einen
darüber nachfüllbaren Gassammelraum enthaltenden Anreicherungssäule, die vom durch
Passieren des Gassammelraums anzureichernden Aquariumswasser in Richtung von oben
nach unten zu durchströmen ist. Durch das sich dabei im Aquariumswasser lösende
Kohlendioxid werden die Wasserpflanzen mit diesem für sie notwendigen Grundnährstoff
versorgt, der für ihren photosynthetischen Aufbau und ihre dabei erfolgende, für
die Fische lebenswichtige Sauerstoffproduktion benötigt wird.
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Bei einer bekannten Kohlensãureanreicherungs-Vorrichtung obiger Art
besteht die Anreicherungssäule aus einem hochkantstehenden Zylinder aus durchsichtigem
Werkstofl., der mit eine leiterartigen Einbau für das darüber herunterrieselnde,
anzureichernde Aquariumswasser versehen ist. Dieses wird dem Zylinder durch Abzweigung
aus einer Umwälzpumpenleitung in vergleichsweise geringer Menge und in sauerstoffarmen
Zustand zugeführt. Über einen weiteren im Deckel der Anreicherungssäule vorhandenen
Leitungsanschluß wird das Kohlendioxid zugeführt, das sich oben in der Anreicherungssäule
sammelt und je nach Füllmenge unterschiedlich tief in den Zylinder reicht, wodurch
sich auch unterschiedlich lange Kontaktwege zwischen dem CO2-Gas und dem über den
Leitereinsatz kaskadenartig herunterrieseInden -Aquariumswasser ergeben. Für diese
vorbekannte Vorrichtung zur Kohlensäureanreicherung von Aquariumswasser ist charakteristisch,
daß sie mit einem vergleichsweise großen CO2 -Gassammelraum und verhältnismäßig
geringem Wasserdurchsatz arbeitet, wodurch es im Durchflußwasser wie insbesondere
auch an der Auslaufstelle der Anreicherungssäule zu verhältnismäßig hohen CO2 -Konzentrationen
bei gleichzeitiger Sauerstoffarmut des Durchflußwassers kommt. Das frt auch im Aquarium
zu einer relativ ungleichmäßigen Konzentrationsverteilung von CO2 und Sauerstoff.
Darüber hinaus kommt es insbesondere am leiterartigen Einbau der Anreicherungssäule
zu vergleichsweise starker Algenbildung, die ein häufiges Reinigen der Anreicherungssäule
notwendig macht.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Kohlensäureanreicherung von Aquariumswasser in Form einer Anreicherungssäule
zu schaffen, die bei einfacher Bauart mit größerem Wasserdurchsatz und kleineren
CO2 -Gassammelräumen eine gleichmäßigere Anreicherung größerer Wasserdurchsatzmengen
mit Kohlendioxid bei gleichzeitig ausreichendem Sauerstoffgehalt des Wassers ermöglicht.
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IDiezie Aufgabe wird ausgehend von der gattungsgemäßen Vorrichtung
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anreicherungssäule durch eine querverlaufende,
mit einer Gasdurchtrittsöffnung und einem sich nach unten erstreckenden, seitlich
abgebogenen Durchfluß-Wirbelrohrstutzen versehene Trennwand in eine darüber gelegene,
mit einer nach außen führenden Entlüftungsstelle versehene Entlüftungskammer und
eine darunter gelegene Kontakt- und Wirbelkammer unterteilt ist, in deren oberen
Teil unmittelbar unterhalb der Trennwand sich das aus der unten angeschlossenen
Zuleitung aufperlende Cm2 Das ansammelt. Auf diese Weise kommt das die Anreicherungssäule
verhältnismäßig stark durchstromende Aquariumswasser nach Passieren des Wirbelrohrstutzens
und dabei erfolgender Verwirbelung in innigem Kontakt mit dem sich unterhalb der
Trennwand in nur vergleichsweise geringem Umfang ansammelnden CO2 -Gas.
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Durch das Vorhandensein der in der Trennwand befindlichen Gasdurchtrittsöffnung
und der im oberen Teil der Entlüftungskammer vorhandenen Entlüftungsstelle wird
dabei zugleich für eine fortlaufende Abfuhr von Fremdgasen, insbesondere überschüssiger
Luft
gesorgt, wohingegen das schwere CO -Gas mit dem Wasserspiegel
in Berührung bleibt und in das hier wirbelnde Wasser hineindiffundiert. Die Nachlieferung
des CO2 erfolgt über die unten in die Anreicherungssäule einmündende Zuleitung.
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Vorteilhaft sind die Trennwand und der an ihr vorhandene Wirbelrohrstutzen
trichterförmig gestaltet, wobei Itztcrr an seinem seitlich abgebogenen Austrittsende
eine nach oben und zur einen Seite hin abgeschrägte Austrittsöffnung besitzt.
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Dadurch kommt mit einfachsten Mitteln eine hinreichende Wirbelbewegung
des Durchflußwassers unterhalb des vergleichsweise kleinen Gassammelraumes zustande.
Für größere Wasserdurchsatz- bzw. -anreicherungsmengen können auch mehrere solcher
trichterförmig ausgebildeten Trennwände mit Durchfluß-Wirbelrohrstutzen in Abständen
voneinander angeordnet sein, so daß sich dann entsprechend mehrere untereinander
liegende Kontakt-und Wirbelkammern ergeben.
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Vorteilhaft sind in das obere Ende der Anreicherungssäule zwei konzentrisch
zueinander liegende und mit einer luftdurchlässigen Zwischenschicht versehene Gitterrohre
eingesetzt, die die Entlüftungsstelle bilden und oben durch einen die Zulaufoffnung
für das anzureichende Wasser enthaltenden Deckel abgedeckt sind Hierdurch wird eine
wirksame Entlüftung und gegebenenfalls auch Entmischung im oberen Teil der Anreicherungssäule
erzielt. Dabei kann in die im Deckel vorhandene Zulauföffnung ein L-förmiger Rohrzulaufstutzen
für von einer vorgeschalteten Mammutpumpe kommendes, sauersloffangereicEIertef
Filterwasser
eingesteckt sein. Dieses mit Sauerstoff reichlich beladene, von der Mammutpumpe
kommende Filterwasser findet im oberen Teil der Anreicherungssäule hinreichend Gelegenheit,
sich seiner mitgeführten Luft zu entledigen. Es bleibt aber hinreichend mit Sauerstoff
angereichert, bevor es den oder die CO2 -Gassammelräume in der Anreicherungssäule
passiert und sich dabei jeweils auch mit CO2 entsprechend anreichert. In die im
Deckel vorhandene Zulauföffnung kann aber auch ein insbesondere T-förmiges Anschlußrohr
eingesteckt sein, das an eine vorgeschaltete, sauerstoffarmes Umwälzwasser liefernde
Kreiselpumpe anschließbar und mit einem durch seinen Einsteckschenkel zentral hindurchgeführten
Luftzufuhrröhrchen versehen ist, das an seinem tief in die Entlüftungskammer der
Anreicherungssäule eintauchenden Ende einen feinporigen Luftausströmer trägt. Auf
diese Weise kann auch von einer Umwälzpumpe kommendes und entsprechend sauerstoffarmes
Wasser, noch bevor es in der Anreicherungssäule mit dem Cm2 Das in Kontakt kommt,
mit Sauerstoff hinreichend angereichert werden, so daß auch in-diesem Falle das
die Anreicherungssäule verlassende Wasser sowohl hinreichend CO2- als auch 02-haltig
ist. Da dieses Wasser die Anreicherungssäule in vergleichsweise großer Menge verläßt,
kommt es auch zu einer gleichmäßigeren Verteilung dieses frisch aufbereiteten Wassers
im Aquarium, ohne daß dabei an einzelnen Stellen, wie insbesondere am Auslauf der
Anreicherungssäule, etwa überhöhte CO2-Konzentrationen auftreten können.
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Das Gehäuse der Anreicherungssäule und die darin eingesetzten trichterförmigen
Trennwände bestehen vorteilhaft aus
konzentrisch ineinander gesteckten,
kreiszylindrischen Spritzguß teilen, die mit entsprechende Klemmsitze vermittelnden
Einstedkflanschen versehen sind. Dadurch kann die Anreicherungssäule leicht montiert
bzw. für etwaige ReinigunC;s- und Umbauarbeiten auch demontiert werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach
der Erfindung dargestellt, wobei Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Anreicherungssäule
mit aufgestecktem L-förmigen Rohrzulaufstutzen zeigt und Fig. 2 einen senkrechten
Schnitt durch ein T-förmiges Anschlußrohr mit darin vorhandenem Luftzufuhrröhrchen
wiedergibt, das anstelle des L-förmigen Rohrzulaufstutzens oben in die Anreicherungssäule
eingesetzt werden kann.
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Die in Fig. 1 dargestellte, generell mit 1 hezeicllrlete alreicherungssäule
besitzt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse, das aus mehreren verschieden
langen, aber prinzipiell gleich gestalteten Rohrstücken 2, 2', 2'' besteht, die
jeweils konzentrisch ineinander gesteckt sind und über entsprechende Klemmsitze
zusammenhalten. Zu diesem Zweck ist jedes Rohrstück an seinem oberen Ende mit einem
Einsteckflansch 3 versehen, mit dem es das jeweils untere Ende 3' des darüber eingesteckten
Rohrstücks z. B. 2' dicht umgreift. Die Rohrstücke 2, 2' und 2' bestehen aus Kun
ststoffspritzquß.
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Die Anreicherungssäule 1 ist durch mindestens eine trichtcrförmig
gestaltete Trennwand 4, die einen sich nach unten crstreckenden
seitlich
abgebogenen Durchfluß-Wirbelrohrstutzen 5 trägt, in eine darüber gelegene Entlüftungskammer
6 mit einer nach außen führenden Entlüftungsstelle 7 und eine darunter gelegende
Kontakt- und Wirbelkammer 8 unterteilt. Im vorliegenden Fall sind zwei solcher Trennwände
4 bzw. 4' mit Wirbelrohrstutzen 5 bzw. 5' und dementsprechend auch zwei Kontakt-
und Wirbelkammern 8 bzw. 8' vorhanden. Die Wirbelrohrstutzen 5, 5' besitzen an ihrem
seitlich abgebogenen Austrittsende eine sowohl nach oben als auch zur einen Seite
hin abgeschrägte Austrittsöffnung 5''. Dadurch wird das diese Wirbelrohrstutzen
5 passierende Durchflußwasser in eine-entsprechende Wirbelbewegung mit sowohl vertikaler
als auch tangentialer Umlaufkomponente versetzt.
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In das untere Ende der Anreicherungssäule 1 mündet die Leitung 9
für die CO2 -Zufuhr ein, die von einer nicht dargestellten COz-Quelle, beispielsweise
einer Heimsyphonpatrone oder CO2 -Bombe, herkommt und in der sich ein gleichfalls
nicht dargestelltes Dosierventil mit-Blasenzähler für die dosierte Zufuhr des CO2
befindet. Weiterhin ist im unteren Teil der Anreicherungssäule 1 ein Bodenstück
4' vorhanden, das von der gleichen Beschaffenheit wie die Trennwände 4,. 4' ist.
An seinem unteren Ende trägt das Bodenstück 4'' den L-förmigen Auslaufstutzen 10.
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In das obere Ende der Anreicherungssäule 1 sind zwei konzentrisch
zueinander liegende und mit einer luftdurchlässigen Zwischenschicht, beispielsweise
einem Wattevlies 11, versehene Gitterohre 12, 13 eingesetzt, die die Entlüftungsstelle
7 bilden
und oben durch einen die Zulauföffnung 14 für das anzureichernde
Wasser enthaltenden Deckel 15 abgedeckt sind. Das innere Gitterrohr 13 sowie die
letzteres umgebende luftdurchlässige Zwischenschicht 11 sind auf einem oben in die
Anreicherungssäule 1 t esetzten Siebboden 16 abgestützt, der eine zentral angeordnete
Öffnung 16' enthält, durch den das in Fig. 2 dargestellte und weiter unten noch
beschriebene Luftzufuhrröhrchen 17 mit an seinem unteren Ende vorhandenen Luftausströmer
18 hindurchgesteckt werden kann.
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Im Falle der Fig. 1 ist in die im Deckel 15 vorhandene Zulauföffnung
14 ein L-förmiger Rohrzulaufstutzen 19 eingesteckt, der das von einer nicht dargestellten
vorgeschalteten sogenannten Mammutpumpe kommende sauerstoffangreicherte Filt<rwasser
der Anreicherungssäule 1 zuführt. Diese taucht normalerweise etwa zu zwei Drittel
ihrer Höhe in das Aquariumswasser ein, dessen Wasserspiegel mit 20 angedeutet ist.
Entsprechend hoch ist auch die Anreicherungssäule in ihrem Inneren mit Wasser angefüllt.
Das über die Zuleitung 9 in den unteren Teil der Anreicherungssäule 1 eingeleitete
CO2-Gas perlt darin in Bläschenform auf, wobei es sich zunächst unter der trichterförmigen
Trennwand 4' zu sammeln beginnt, dann aber durch deren etwa 1 mm große Gasdurchtrittöffnung
21 hindurch weiter nach oben aufsteigt, um sich auch unter der trichterförmigen
Trennwand 4 anzusammeln. Auc< diese ist mit einer Gasdurchtrittsöffnung 21 von
etwa 1 mm Durchmesser versehen. Auf diese Weise kommt es jeweils unterhalb der Trennwände
4, 4' zu entsprechenden CO2 -Gasansammlungen 22, denen jeweils auch Fremdgasanteile,
wie z. B. Luft überlagert sein
können. Diese Fremdgase können über
die Öffnungen 21 nach oben hindurchgelangen und schließlich über die Entlüftungsstelle
7 nach außen entweichen, wohingegen das schwerere Cm2 Das in dell Gassammelräumen
22 bleibt, also auch in unmittelbarem Kontakt mit der jeweils darunter gelegenen
Wasseroberfläche 23 verbleibt.
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Das über den Rohrstutzen 19 der Anreicherungssäule 1 in vergleichsweise
großer Menge und in sauerstoffangereichertem Zustand zufließende Aquariumswasser
findet im oberen Teil der Entlüftungskammer 6 zunächst Gelegenheit, daß die mitgeführte
Luft sich von ihm abscheiden und durch die Gitterrohre 12, 13 und die Filterschicht
11 hindurch an der ringförmigen Entlüftungsstelle 7 nach außen entweichen kann.
Das noch hinreichend sauerstoffangereicherte Wasser gelangt sodann durch den ersten
Wirbelrohrstutzen 5, durch den es seitlich abgelenkt und hinreichend verwirbelt
wird, so daß es an der Kontaktfläche 23 zu einer lebhaften Wasserbewegung und damit
auch zu einem wirksamen Eindiffundierten des hier vorhandenen CO2 -Gases in das
Wasser kommt. Das so bereits mit CO2 angereicherte wie aber auch hinreichend sauerstoffhaltige
Wasser gelangt sodann in den zweiten Wirbelrohrstutzen 5', durch den es in der Kontakt-
und Wirbelkammer 8' entsprechend verwirbelt wird, um hier von dem im Sammelraum
22 vorhandenen Cm2 Das noch weiter angereichert zu werden. SchLießlich verläßt das
angereicherte Wasser die Anreicherungssäule 1 über den Ablaufstutzen 10 in verhältnismäßig
großer Menge pro Zeiteinheit und mit gleichmäßig angereichertem CO2- wie aber auch
O2 -Gehalt. Dadurch werden in der Umgebung der Wasseraustrittsstelle übermäßige
CO2 -Konzentrationen
verhindert und zugleich eine weitgehende gleichmäßige
Durc1<-mischung des Aquariumswassers mit dem frisch angereicherte Durchflüßwasser
erzielt, was sich gleichwohl schonend fürdie im Aquarium vorhandene Tier- und Pflanzenwelt
auswirkt. Wie die Praxis gezeigt hat, kommt man dafür normalerweise mit geringen
CO2 -Liefermengen aus, wobei etwa alle 3 Sekunden ein CO2-Bläschen aus dem Einmündungsende
9' des Zuleitungsschlauchs in der Anreicherungssäule hochperlt. Über die Gasdurchtrittsöffnungen
21 kommt es dabei zu einem hinreichenden Fremdgas-bzw. Luftabzug. Es versteht sich,
daß man bei größeren Aquarien und entsprechend größeren anzureichernden Wassermengen
auch noch mehrere trichterförmige Trennwände 4, 4' mit WirbelrohrstuLzen 5 bzw.
5' hintereinander bzw. untereinander anordnen kann, gegegebenenfalls auch eine weitere
Anreicherungssäule von entsprechender Beschaffenheit und CO2 -Belieferung nachschaltet,
in dem an den Anschlußstutzen 10 ein entsprechender Leitungsschlauch angeschlossen
wird, der zu dem oberen Zufuhrstutzen 19 der nachgeschalteten Anreicherungssäule
führt.
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Falls die erfindungsgemäß beschaffene CO2-Anreicherungssäule nicht
mit von einer Mammutpumpe kommendem Filterwasser, sondern mit von einer Kreiselpumpe
kommendem und entsprechend sauerstoffarmen Umwälzwasser betrieben werden soll, empfiehlt
es sich, dafür anstelle des L-förmigen Rohrzulaufstutzens 19 das in Fig. 2 dargestellte
T-förmige Anschlußrohr 24 zu verwenden, das mit seinem Einsteckschenkel 24' in die
Zulauföffnung 14 des Deckels 15 eingesteckt wird. Das T-förmige Anschluß rohr 24
ist mit einem seinem Einsteckschenkel 24' zentral durchsetzenden
x,urlzt,
Fulirröhrcben 17 versehen, das an seinem unteren Ende den fuinporigen Luftausströmer
18 trägt. Das an der Stelle 25 von der Umwälzpumpe zufließende Wasser wird zum Teil
über den Einsteckschenkel 24' durch die Anreicherungssäule 1 hindurchgeleitet, während
der größere Teil des Umwalzwassers das Anschlußrohr 24 an der Stelle 26 verläßt.
Das Luftröhrchen 17 mit seinem Luftausströmer 18 taucht tief in das Innere der Entlüftungskammer
6 der Anreicherungssäule 1 ein, wodurch das in letztere über den Einsteckschenkel
24' einströmende Wasser zunächst mit Sauerstoff angereichert wird, bevor es durch
die Wirbelrohrstutzen 5, 5' in die entsprechende Kontakt- und Wirbelkammer 8 bzw.
8' gelangt, um hier mit dem oberhalb dieser Kammern vorhandenen CO2-Gas in Kontakt
zu kommen und dadurch auch an CO2 angereichert zu werden. So wird auf diese Weise
it vergleichsweise großen -Durchflußmangen eine gleichmäßige Anreicherung des Durchflußwassers
mit CO2 wie aber auch mit Sauerstoff erreicht.