DE4107512A1 - Verfahren zur magnetischen aufbereitung von fluessigkeiten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur magnetischen Aufbereitung von Flüssigkeiten, vorzugsweise von unbehandeltem oder chemisch vorhandeltem Wasser, das in Wärmeaustauschprozessen zum Einsatz kommt.

Bekannte Verfahren zur magnetischen Aufbereitung von Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, behandeln das ganze Wasservolumen einheitlich, indem es durch ein entsprechend gestaltetes Magnetfeld mit einer bestimmten Geschwindigkeit geleitet wird; demzufolge bilden die beim Erwärmen des Wassers ausgeschiedenen Minerale keine harten Verkrustungen oder Steinansätze, sondern fallen in schlammförmiger, leicht aus der Anlage entfernbarer Form aus.

Die bekannten Vorrichtungen zur magnetischen Wasseraufbereitung besitzen einen hohen Wirkungsgrad nur dann, wenn im Magnetfeld ein bestimmter Geschwindigkeitsbereich des aufbereiteten Wassers und des damit verbundenen Mengendurchsatzes eingehalten wird. In der Fach- und Patentliteratur sind Angabe über die Wassergeschwindigkeiten im Magnetfeld zu finden, bei denen die Vorrichtungen effektiv arbeiten (SU-PS 8 93 898). Aus Patentschriften sind Vorrichtungen bekannt, deren modulare Bauweise die Anpassung an den gewünschten Mengendurchsatz des Wassers leicht macht. Solche Ausführungen beschreiben die SU- PS 5 97 645 und 3 15 690. Eine ähnliche Lösung zeigt das polnische Gebrauchsmuster Nr. 39 740. Alle bekannten Vorrichtungen leiten das ganze Wasservolumen durch aufeinanderfolgende Magnetfeldverdichtungen, oft mit seitenwechselnder Feldrichtung, wobei die Entfernungen zwischen den Feldverdichtungen gleich groß sind. Demzufolge wird das ganze Wasser einer magnetischen, impulsähnlichen Behandlung mit einheitlicher Frequenz ausgesetzt. Die Vorrichtungen besitzen ein Wirkungsgradoptimum bei einer bestimmten Fließgeschwindigkeit und einem damit verbundenen Wasserdurchsatz. Oberhalb und unterhalb dieses Durchsatzes nimmt der Wirkungsgrad einer Gaußschen Kurve entsprechend glockenförmig ab. Vorrichtungen, die sich selbständig an Durchsatzänderungen anpassen oder anpassen lassen und dabei einen hohen Wirkungsgrad behalten, sind aus dem vorläufigen polnischen Patent Nr. 1 32 833 und dem WO-OS Nr. 68 760 bekannt. Beide Vorrichtungen lösen das Problem durch eine Änderung der magnetischen Querspaltfläche, die das aufbereitete Wasser durchfließt und setzen eine gegenseitige Verstellung der mechanischen Konstruktionselemente voraus. Diese Lösung kommt nur für kleine Durchsatzmengen in Frage und sie versagt aus Verschleiß- und Verschmutzungsgründen bei Dauerbetrieb.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß es auch bei großen Durchsatzmengen und Durchsatzänderungen im Dauerbetrieb mit hohem Wirkungsgrad arbeitet, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.

Das Verfahren zur magnetischen Wasseraufbereitung gemäß der Erfindung sichert einen hohen Wirkungsgrad im erweiterten Durchsatzbereich und gestattet den Aufbau von Geräten beliebiger Größe ohne bewegliche mechanische Bestandteile.

In dem Verfahren zur magnetischen Aufbereitung von Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, gemäß der Erfindung wird das zu behandelnde Fluid in zwei oder mehrere Teilströme geteilt und diese mit gleichen Geschwindigkeiten durch mehrere folgende Magnetfeldverdichtungen, die gegebenenfalls abwechselnd reverse Feldrichtungen haben, geleitet, wobei die Abstände zwischen den einander folgenden Feldverdichtungen für die verschiedenen Teilströme unterschiedlich, aber im Bereich jedes einzelnen Teilstromes gleich groß sind, so daß bei gleichen Strömungsgeschwindigkeiten die impulsähnliche Magnetfeldbehandlung der einzelnen Teilströme mit verschiedener Frequenz erfolgt, wonach die Teilströme wieder miteinander vermischt werden.

Das Verfahren kann an einem Zahlenbeispiel veranschaulicht werden. Der Hauptkühlkreislauf eines Kohlekraftwerkes wird mit dekarbonisiertem Zusatzwasser ergänzt. Der Dekarbonisationsprozeß verläuft noch in restlicher Menge in den Wasserstoffkühlern der Elektrogeneratoren und in den Dampfkondensatoren der Kraftwerksblöcke. Um harten Kalkansätzen an den Wärmeübergangsflächen vorzubeugen, wird der Zusatzwasserstrom von 2000 m³/h in zwei Teilströme zu je 1000 m³/h geteilt (zwei Rohrleitungen für das Zusatzwasser). Jeder der Teilströme passiert ein konstruktiv gleich gestaltetes Magnetisierungsgerät A und B. Der Unterschied zwischen den Geräten liegt nur darin, daß das Gerät A einen Abstand zwischen den einander folgenden Magnetfeldverdichtungen von 18 mm, das Gerät B einen Abstand von 38 mm besitzt. Bei gleichen Durchsatzmengen stellt sich in jedem der Geräte die gleiche Durchflußgeschwindigkeit des Wassers von 1,5 m/s ein. Das bewirkt, daß in dem Gerät A die impulsähnliche Magnetfeldbehandlung des Wassers mit einer Frequenz von 1,5 m/s 0,018 m=83,3 1/5 erfolgt: im Gerät B mit einer Frequenz von 39,5 l/s. Beide Teilströme werden danach miteinander vermischt, indem die beiden Rohrleitungen für das Zusatzwasser in einen gemeinsamen Speisekollektor münden.

Die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Behandlungsverhältnisse setzen den gleichen Wasserdurchsatz für beide Rohrleitungen voraus. In der Praxis läßt sich das kaum sichern. Viel zuverlässiger ist es deshalb, ein spezielles Magnetisierungsgerät einzusetzen, das erfindungsgemäß als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gebaut ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Gehäuse, das je einen Zulauf- und Ablaufstutzen besitzt, in dessen Innerem längs der Strömungsrichtung zumindest zwei Magnetstapel eingebaut sind, die die Gestalt einer Wand, Säule oder eines anderen Körpers haben und sich darin unterscheiden, daß die Abstände zwischen den entlang ihrer Seitenwände bestehenden Magnetfeldverdichtungen unterschiedlich für die verschiedenen Stapel, aber gleich groß entlang der einzelnen Stapel sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht der Vorrichtung mit teilweise aufgeschnittener Gehäuseverkleidung, und

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt längs der Symmetrieachse mit Blickrichtung nach A-A.

Ein quaderförmiges Gehäuse 1 hat einen Zulaufstutzen 2 und einen Ablaufstutzen 3. Jeder Stutzen ist mit dem Gehäuse über einen Übergangsmantel verbunden, der die Gestalt einer beschnittenen Pyramide besitzt. In dem Gehäuse sind Magnetstapel eingebaut, die senkrechte, parallele, aus Permanentmagnetstücken 6 und Weicheisenzwischenlagen 5 aufgebaute Wände bilden. Die Permanentmagnete haben Quaderform. Die magnetische Feldrichtung stimmt mit der kürzesten Symmetrieachse überein, so daß Süd- und Nordpol auf den größeren Seitenflächen liegen, mit denen die Magnete aneinander gelagert sind. Die Wände sind aus Magnetreihen aufgebaut, zwischen denen die Weicheisenzwischenlagen 5 angeordnet sind. Die magnetische Feldrichtung aller Magnete in ein- und derselben Reihe ist die gleiche. In der rechten Hälfte der Vorrichtung sind die Magnetreihen gleichpolig an die Weicheisenzwischenlagen 5 gelagert. Der Wandaufbau ist so gestaltet, daß in den parallelen Wänden die sich gegenüber eingefundenen, an den Rändern der Weicheisenzwischenlagen 5 auftretenden Magnetpole heteropolar sind. Auf diese Weise sind zwischen den Wänden erzeugte Magnetfeldverdichtungen in der Fig. 2 mit Pfeilen 7 angedeutet. In der rechten Hälfte der Vorrichtung ist der Abstand zwischen den einander folgenden, bezüglich der Feldrichtung reversen Magnetfeldverdichtungen gleich einer Magnethöhe. In der linken Hälfte der Vorrichtung sind je zwei Magnetreihen an die sie teilende Weicheisenzwischenlage 5 ungleichpolig gelagert. Aus solchen Doppelreihen sind danach die Wände in üblicher Weise, wie die Wände der rechten Hälfte, aufgebaut. Die zwischen den Wänden der linken Hälfte erzeugten Magnetfeldverdichtungen sind in Fig. 2 mit Pfeilen 8 angedeutet. Weil hier jede zweite Magnetreihe der Weicheisenzwischenlage 5 ungleichpolig angelagert ist, sind die Magnetfeldverdichtungen hier um die doppelte Magnethöhe voneinander entfernt. Das zwischen den Wänden mit gleicher Geschwindigkeit fließende Wasser passiert die Magnetfeldverdichtungen senkrecht zur Feldrichtung und erfährt dabei eine impulsähnliche Magnetfeldbehandlung in der rechten Hälfte mit doppelt so großer Frequenz als in der linken Hälfte der Vorrichtung.

In dem zuvor erläuterten Beispiel wurde das aufbereitete Wasser in zwei gleich große Teile geteilt, von denen der eine mit doppelt so hoher Frequenz impulsähnlich mit den Magnetfeldverdichtungen behandelt wurde. Durch gezielte Magnetreihenanordnung ist es ohne weiteres möglich in der beschriebenen Vorrichtung das ganze Wasser auf drei Teile zu teilen und diese impulsähnlicher Magnetfeldbehandlung auszusetzen, deren Frequenzen das Größenverhältnis 3:2:1 erfüllen.

Claims (2)

1. Verfahren zur magnetischen Aufbereitung von Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, bei dem das zu behandelnde Fluid in zwei oder mehrere Teilströme geteilt wird und diese mit gleichen Geschwindigkeiten durch mehrere folgende Magnetfeldverdichtungen, die gegebenenfalls abwechselnd reverse Feldrichtungen haben, geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den einander folgenden Feldverdichtungen für die verschiedenen Teilströme unterschiedlich, aber im Bereich jedes einzelnen Teilstromes gleich groß sind, so daß bei gleichen Strömungsgeschwindigkeiten die impulsähnliche Magnetfeldbehandlung der einzelnen Teilströme mit verschiedener Frequenz erfolgt, und woraufhin die Teilströme wieder miteinander vermischt werden.

2. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Gehäuse, das je einen Zulauf- und Ablaufstutzen besitzt, in dessen Innerem längs der Strömungsrichtung zumindest zwei Magnetstapel angeordnet sind, die die Form einer Wand, Säule oder eines ähnlichen Körpers haben, entlang deren Seitenwänden Magnetfeldverdichtungen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen aufeinander folgenden Magnetfeldverdichtungen entlang der Seitenwände unterschiedlich für die verschiedenen Stapel, aber gleich groß entlang jedem einzelnen Stapel sind.