DE60006020T2 - Device for the cathodic protection of a water heater, a water heater or a similar container - Google Patents

Device for the cathodic protection of a water heater, a water heater or a similar container Download PDF

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Abstract

Device comprises a column (1) having at its end a insulating element (5) supporting a non-consumable anode (3). Protective sealing sheath (6) is placed between anode (3) and insulating element (5) inside the container to eliminate electrolytic oxidati of the insulating element (5) which is joined to a screen (7) to avoid electrochemical corrosion on the insulating element surfa (5). The screen (7) can be in the form of a cap surrounding and compressing most of the insulating element (5) and has an orific for the non-consumable anode.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kathodischen Schutz eines Wasseraufheizbehälters, eines Warmwasserbereiters oder eines ähnlichen Behälters.The invention relates to a Device for the cathodic protection of a water heating container, one Water heater or similar Container.

Das Dokument EP 0 771 889 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum kathodischen Schutz eines Wassererhitzers, bei dem eine Anode mittels eines isolierenden Elementes an einem rohrförmigen Finger befestigt ist, wobei die Anode durch das isolierende Element hindurchläuft. Die Anode ist eine unverbrauchbare Anode, die vorzugsweise aus einem metallischen Material gebildet ist. Über einen isolierten Leiter im Inneren des Fingers ist eine elektronische Schaltung mit der unverbrauchbaren Anode verbunden.The document EP 0 771 889 A1 describes a device for the cathodic protection of a water heater, in which an anode is attached to a tubular finger by means of an insulating element, the anode running through the insulating element. The anode is an unusable anode, which is preferably formed from a metallic material. An electronic circuit is connected to the unusable anode via an insulated conductor inside the finger.

Diese Vorrichtung ist im wesentlichen zufriedenstellend. Um ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen, beschreibt die zum Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung noch nicht veröffentlichte französische Patentanmeldung Nr. 98.04904 eine Verbesserung, die durch Anordnen einer dichten Schutzhülle zwischen der Anode und dem isolierenden Element erhalten wird.This device is essentially satisfactory. To increase their reliability, describes the not yet published on the filing date of the present application French Patent Application No. 98.04904 an improvement by arranging a tight protective cover between the anode and the insulating member.

Diese verbesserte Vorrichtung gestattet es, die Gefahr einer elektrolytischen Oxidation des isolierenden Elementes merklich zu verringern, insbesondere nahe der Stelle, durch welche die unverbrauchbare Anode hindurchläuft, wobei gleichzeitig eine zufriedenstellende Halterung und Dichtigkeit unter Druck sichergestellt sind.This improved device allows there is a risk of electrolytic oxidation of the insulating Noticeably reduce the element, especially near the point, through which the unusable anode passes, at the same time a satisfactory retention and tightness ensured under pressure are.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist der Schutz des isolierenden Elementes, nicht nur gegen elektrolytische Oxidation, die durch den kathodischen Schutzstrom hervorgerufen wird, sondern auch gegen jegliche mögliche chemische Veränderung im Inneren eines elektrischen Wasseraufheizbehälters, eines Sanitär-Warmwasserbereiters, oder jedes anderen ähnlichen Speicherbehälters, der von einem kathodischen Schutz profitiert und aggressives Wasser aufnehmen kann.The aim of the present invention is protection of the insulating element, not only against electrolytic Oxidation caused by the cathodic protective current but also against any possible chemical change inside an electric water heater, a sanitary water heater, or any other similar Storage container who benefits from cathodic protection and aggressive water can record.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum kathodischen Schutz eines Wasseraufheizbehälters, eines Warmwasserbereiters oder eines ähnlichen Behälters des Typs mit einem Finger, der an seinem Ende ein isolierendes Halterungselement für eine unverbrauchbare Anode trägt, in dem eine dichte Schutzhülle zwischen der Anode und dem isolierenden Element im Inneren des Behälters derart angebracht ist, daß die Gefahr einer elektrolytischen Oxidation des isolierenden Elementes vermieden wird, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß das isolierende Element einem Mittel zugeordnet ist, das eine Abschirmung derart bildet, daß die elektrochemische Veränderung an der Oberfläche des isolierenden Elementes vermieden wird.The invention relates to a Device for the cathodic protection of a water heating container, one Water heater or similar container of the type with a finger that has at its end an insulating support element for an unsustainable Wearing anode, in which a tight protective cover so attached between the anode and the insulating member inside the container is that the Risk of electrolytic oxidation of the insulating element is avoided, the device being characterized in that that this insulating element is associated with a means that is a shield forms such that the electrochemical change on the surface of the insulating element is avoided.

Gemäß anderen, alternativen Merkmalen der Erfindung:According to other, alternative features of Invention:

  • – umfaßt das eine Abschirmung bildende Mittel einen scheiben- oder ringförmigen, perforierten Abschnitt, der auf die Anode aufgesteckt und am Kontakt mit dem isolierenden Element plattiert ist,- includes one Shielding means a disc or ring-shaped, perforated section that is attached to the anode and on the contact is clad with the insulating element,
  • – weist das eine Abschirmung bildende Mittel eine Beschichtung auf, die eine gute Widerstandsfähigkeit gegen aggressive elektrochemische Einflüsse aufweist,- points the shielding agent has a coating on it good resilience against aggressive electrochemical influences,
  • – ist das eine Abschirmung bildende Mittel zumindest teilweise auf die unverbrauchbare Anode aufgeformt,- is the shielding means at least partially on the Formed unusable anode,
  • – ist das eine Abschirmung bildende Mittel fest mit der die Anode umgebenden, dichten Schutzhülle verbunden,- is the means forming a shield firmly with that surrounding the anode, sealed protective cover,
  • – liegt das eine Abschirmung bildende Mittel in Form einer Hilfskappe vor, die den Hauptteil des isolierende Halterungselementes umgibt,- lies the shielding means in the form of an auxiliary cap, which surrounds the main part of the insulating support element,
  • – ist das eine Abschirmung bildende Mittel so auf dem isolierenden Halterungselement montiert, daß es dieses unter Kompression setzt,- is the shielding means so on the insulating support member mounted that it compresses it,
  • – weist die Hilfskappe eine Öffnung zum Hindurchführen der unverbrauchbaren Anode auf,- points the auxiliary cap has an opening to carry through the unusable anode,
  • – umfaßt die Hilfskappe einen oberen Abschnitt mit einer Innenkontur, die an die Außenkontur des isolierenden Elementes angepaßt ist,- includes the auxiliary cap an upper section with an inner contour attached to the outer contour the insulating element is adapted,
  • – weist die Hilfskappe einen im wesentlichen zylindrischen unteren Abschnitt auf.- points the auxiliary cap has a substantially cylindrical lower portion on.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, als nicht einschränkendes Beispiel gegebenen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch besser verständlich. Es zeigen:The invention is based on the following, as a non-restrictive Example given description with reference to the accompanying drawings even more understandable. Show it:

1 schematisch eine Teilquerschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 schematically a partial cross-sectional view of a device according to the invention,

2 schematisch eine Querschnittdarstellung eines Schutzelementes für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, 2 schematically shows a cross section of a protective element for a device according to the invention,

3 schematisch eine Perspektivdarstellung des Elementes aus 2. 3 schematically a perspective view of the element 2 ,

Bezugnehmend auf 1 umfaßt eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen im wesentlichen metallischen Finger 1, in dessen Innerem ein Leiter 2 zur Polarisation einer Edelmetall-Anode 3 verläuft. Die Edelmetall-Anode 3 ist mittels eines Anschlusses 4 mit dem isolierten Leiter 2 verbunden. Der untere Teil der Anode 3 mündet in das Innere des rohrförmigen Fingers 1 ein, während der obere Teil der Anode 3 in den Wasseraufheizbehälter, den Warmwasserbereiter oder einen ähnlichen Behälter einmündet.Referring to 1 a device according to the invention comprises an essentially metallic finger 1 with a ladder inside 2 for the polarization of a noble metal anode 3 runs. The precious metal anode 3 is by means of a connection 4 with the insulated conductor 2 connected. The lower part of the anode 3 opens into the interior of the tubular finger 1 one while the top of the anode 3 flows into the water heating tank, the water heater or a similar tank.

Um die Dichtigkeit des Wasseraufheizbehälters und die elektrische Isolierung der Anode 3 gegenüber dem rohrförmigen Finger sicherzustellen, wird ein isolierendes Halterungselement 5 am Ende des rohrförmigen Fingers 1 montiert. Das isolierende Halterungselement 5 ist in Form eines Schutzstopfens ausgebildet, der aus einem elastomeren oder ähnlichen Material hergestellt ist. Die metallische Anode 3 läuft durch den Schutzstopfen 5 hindurch. Um die Gefahr einer elektrolytischen Oxidation des Schutzstopfens 5 auszuschalten, ist gemäß der Lehre der französischen Patentanmeldung 99.04904, die am 20. April 1998 eingereicht wurde, vorgesehen, eine dichte Schutzhülle 6 nahe der Stelle anzubringen, an der die Metallanode 3 zur Außenseite des Stopfens 5 aus einem elastomeren Material hin übersteht.The tightness of the water heating tank and the electrical insulation of the anode 3 to insure against the tubular finger is an insulating support element 5 at the end of the tubular finger 1 assembled. The insulating bracket element 5 is in the form of a protective plug, which is made of an elastomeric or similar material. The metallic anode 3 runs through the protective plug 5 therethrough. To avoid the risk of electrolytic oxidation of the protective plug 5 switch off is according to the Leh French patent application 99.04904, which was filed on April 20, 1998, provided a tight protective cover 6 close to where the metal anode 3 to the outside of the plug 5 protrudes from an elastomeric material.

Dieser Anordnung begrenzt den Schutz auf die nähere Umgebung dieser Stelle. Um diesen Schutz zu vervollständigen und eine mögliche Oberflächenveränderung des Stopfens 5 im Inneren des Wasseraufheizbehälters oder des Warmwasserbereiters zu verhindern, ordnet man erfindungsgemäß eine Hilfs-Schutzabschirmung 7 zwischen dem in dem Behälter enthalten Wasser und der zu schützenden Außenfläche des Stopfens 5 an.This arrangement limits protection to the immediate vicinity of this location. To complete this protection and a possible change in the surface of the plug 5 To prevent inside the water heating tank or the water heater, an auxiliary protective shield is arranged according to the invention 7 between the water contained in the container and the outer surface of the stopper to be protected 5 on.

Die Schutzabschirmung 7 ist in dem dargestellten Beispiel in Form einer Hilfskappe ausgebildet, die aus einem Material besteht, das eine gute Beständigkeit gegenüber aggressiven chemischen Einflüssen, eine gute Hydrolysebeständigkeit und eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme, sowie mechanische und thermische Eigenschaften aufweist, die für eine dauerhafte Verwendung bei hoher Temperatur in einem aggressiven Mileau ausreichen. Vorzugsweise ist das Material der Schutzabschirmung 7 im Kontakt mit Trinkwasser verwendbar.The protective shield 7 is formed in the example shown in the form of an auxiliary cap, which consists of a material that has good resistance to aggressive chemical influences, good resistance to hydrolysis and low moisture absorption, as well as mechanical and thermal properties that are suitable for permanent use at high temperatures an aggressive mileau. The material is preferably the protective shield 7 usable in contact with drinking water.

Die Hilfskappe 7 ist um den Stopfen 5 aus elastomeren Material) herum gespannt montiert. Die Edelmetall-Anode 3 ragt durch eine Öffnung 8 in der Hilfskappe 7 in den Wasserbehälter hinein.The auxiliary cap 7 is around the stopper 5 made of elastomeric material) stretched around. The precious metal anode 3 protrudes through an opening 8th in the auxiliary cap 7 into the water tank.

Diese besondere Ausführungsform gestattet den Schutz des elastomeren Stopfens 5 gegen jedwede mögliche Oberflächenveränderung, die durch die kathodische Polarisation des Wassers im Behälter hervorgerufen werden könnte, welche durch den Anodenstrom erzeugt wird, insbesondere bei extremen elektrochemischen Werten des Wassers bei hoher Temperatur. Ferner verbessert die Kompression des elastomeren Materials des Stopfens 5 das Alterungsverhalten des elastomeren Materials und gestattet es, seine Verwendungsdauer zu verlängern.This particular embodiment allows the protection of the elastomeric plug 5 against any possible surface change that could be caused by the cathodic polarization of the water in the container, which is generated by the anode current, in particular in the case of extreme electrochemical values of the water at high temperature. Furthermore, the compression of the elastomeric material of the plug improves 5 the aging behavior of the elastomeric material and allows its service life to be extended.

Gemäß einer anderen Ausführungvariante, die nicht dargestellt ist, kann die Hilfskappe 7 direkt auf die Edelmetall-Anode 3 aufgeformt sein. In diesem Fall ist vorgesehen, die Struktur der Kappe 7 aus dem gleichen Material wie die Hülle 6 auszubilden, indem die beiden Teile 6 und 7 einstückig aus demselben Material hergestellt werden.According to another embodiment variant, which is not shown, the auxiliary cap 7 directly on the precious metal anode 3 be molded on. In this case, the structure of the cap is provided 7 made of the same material as the cover 6 train by the two parts 6 and 7 be made in one piece from the same material.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsvariante wird eine dickere Hilfskappe 7 hergestellt und der elastomere Stopfen 5 dünner ausgebildet, um einzig die Dichtungsfunktion zu verwirklichen: Der elastomere Stopfen 5 kann dabei durch Dichtungen in der Art einer O-Ringdichtung oder einer Lippendichtung, die unabhängig oder aufgeformt im Inneren der Hilfskappe 7 ausgebildet sind, ersetzt werden.According to yet another embodiment variant, a thicker auxiliary cap is used 7 manufactured and the elastomeric plug 5 designed to be thinner in order to only achieve the sealing function: the elastomeric plug 5 can be by seals in the manner of an O-ring seal or a lip seal, which is independent or molded on the inside of the auxiliary cap 7 trained to be replaced.

Man kann die Hilfskappe 7 auch durch einen äußeren Überzug mit derselben Funktion ersetzen, wie z. B. einen Anstrich, einen Lack oder einen Überzug, der gegen jedwede physikalische oder chemische Aggression unempfindlich und beständig ist, die von der Aktivität der Anode herrührt, wie z. B. einen fluorierten Überzug.You can use the auxiliary cap 7 also replace with an outer coating with the same function, such as. B. a paint, varnish or coating that is insensitive and resistant to any physical or chemical aggression resulting from the activity of the anode, such as. B. a fluorinated coating.

Schließlich kann sich die Kappe 7 im Falle von geringfügig aggressivem Wasser auf eine durchbohrte Scheibe oder Platte beschränken, die an der Stelle der Hülle 6 angeordnet wird, indem sie auf den oberen Teil des elastomeren Stopfens 5 plattiert wird. Um diese Plattierung korrekt zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise vorgesehen, diese durchbohrte Scheibe oder Platte anzukleben oder diese Scheibe einstückig mit der Isolationshülle 6 auf die Metallanode 3 aufzuformen.Finally, in the case of slightly aggressive water, the cap 7 can be limited to a perforated disc or plate which is in the place of the casing 6 is arranged by placing it on the upper part of the elastomeric plug 5 is plated. In order to ensure this plating correctly, it is advantageously provided to glue this perforated disk or plate or this disk in one piece with the insulation sleeve 6 on the metal anode 3 aufzuformen.

Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 liegt die Hilfskappe 7 in Form einer symmetrischen Schale vor, die einen oberen Abschnitt 9, einen mittleren Abschnitt 10 und einen unteren Abschnitt 11 umfaßt.With reference to the 2 and 3 is the auxiliary cap 7 in the form of a symmetrical bowl that has an upper section 9 , a middle section 10 and a lower section 11 includes.

Der obere Abschnitt 9 liegt im wesentlichen in Form einer kugelförmigen Kappe vor und weist eine Dicke auf, die ausreicht, um der Druckkraft des elastomeren Stopfens 5 standzuhalten, auf den sie mit ihrer Innenkontur aufgebracht ist.The top section 9 is substantially in the form of a spherical cap and has a thickness sufficient to accommodate the compressive force of the elastomeric plug 5 to withstand, on which it is applied with its inner contour.

Um einen guten Eingriff der mit ihrer Hülle 6 versehenen Anode 3 durch die Öffnung 8 hindurch zu gestatten, gibt man der Öffnung 8 vorzugsweise eine auf der Innenseite ausgebauchte Form, um die Anode 3 durch die Öffnung 8 hindurchzuführen, anschließend die Hülle 6, entsprechend einer im wesentlichen dichten Montage mit dem zylindrischen Oberteil der Öffnung 8 eng anliegend aufzubringen.For a good engagement of the with their case 6 provided anode 3 through the opening 8th to allow through is given to the opening 8th preferably a bulged shape on the inside around the anode 3 through the opening 8th pass through, then the shell 6 , corresponding to a substantially sealed assembly with the cylindrical upper part of the opening 8th to fit tightly.

Der mittlere Abschnitt 10 weist eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Innenseite, die sich mit dem Inneren der kugelförmigen Kappe 9 verbindet, und eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche auf:
Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß die Dicke des mittleren Abschnittes 10 in Richtung zum unteren Ende des Stopfens 5 hin abnimmt.The middle section 10 has a substantially frusto-conical inner surface that is aligned with the interior of the spherical cap 9 connects, and an essentially cylindrical outer surface on:
From this arrangement it follows that the thickness of the central section 10 towards the bottom of the plug 5 decreases.

Der untere Abschnitt 11 ist im wesentlichen zylindrisch, um den elastomeren Stopfen 5 in radialer Richtung zusammenzudrücken, wobei jegliche Flüssigkeitsmenge, die zwischen den elastomeren Stopfen 5 und die Hilfskappe 7 gelangen konnte, abgezogen wird.The lower section 11 is essentially cylindrical around the elastomeric plug 5 compress in the radial direction, taking any amount of liquid between the elastomeric plugs 5 and the auxiliary cap 7 could get pulled.

Die unter Bezugnahme auf eine besondere Ausführungsform beschriebene Erfindung ist keineswegs auf diese beschränkt, sondern umfaßt im Gegenteil jede Formabwandlung und jede Ausführungsvariante im Rahmen und gemäß dem Gedanken der Erfindung.That with reference to a particular embodiment described invention is in no way limited to this, but comprises on the contrary, every form variation and every design variant in the frame and according to the thought the invention.

Claims (10)

Vorrichtung zum kathodischen Schutz eines Wasseraufheizbehälters, eines Warmwasserbereiters oder eines ähnlichen Behälters des Typs mit einem Finger (1), der an seinem Ende ein isolierendes Halterungselement (5) für eine unverbrauchbare Anode (3) trägt, in dem eine dichte Schutzhülle (6) zwischen der Anode (3) und dem isolierenden Element (5) im Inneren des Behälters derart angebracht ist, daß die Gefahr einer elektrolytischen Oxidation des isolierenden Elementes (5) vermieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Element (5) einem Mittel zugeordnet ist, das eine Abschirmung (7) derart bildet, daß die elektrochemische Veränderung an der Oberfläche des isolierenden Elementes (5) vermieden wird.Device for the cathodic protection of a water heating container, a water heater or a similar container of the type with a finger ( 1 ) which has an insulating support element at its end ( 5 ) for an unusable anode ( 3 ) wearing a tight protective cover ( 6 ) between the anode ( 3 ) and the insulating element ( 5 ) is mounted inside the container in such a way that there is a risk of electrolytic oxidation of the insulating element ( 5 ) is avoided, characterized in that the insulating element ( 5 ) is associated with a means that a shield ( 7 ) forms such that the electrochemical change on the surface of the insulating element ( 5 ) is avoided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Abschirmung bildende Mittel einen scheiben- oder ringförmigen, perforierten Abschnitt umfaßt, der auf die Anode (3) aufgesteckt und am Kontakt mit dem isolierenden Element (5) plattiert ist.Device according to claim 1, characterized in that the means forming a shield comprises a disc-shaped or ring-shaped, perforated section which is applied to the anode ( 3 ) attached and in contact with the insulating element ( 5 ) is plated. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Abschirmung bildende Mittel eine Beschichtung umfaßt, die eine gute Widerstandsfähigkeit gegen aggressive elektrochemische Einflüsse aufweist.Device according to claim 1, characterized in that this a shielding agent comprises a coating which good resilience against aggressive electrochemical influences. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das eine Abschirmung bildende Mittel zumindest teilweise auf die unverbrauchbare Anode (3) aufgeformt ist.Device according to claim 1, characterized in that the means forming a shield is at least partially applied to the unusable anode ( 3 ) is molded on. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Abschirmung bildende Mittel fest mit der die Anode (3) umgebenden, dichten Schutzhülle (6) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the shielding means is fixed to the anode ( 3 ) surrounding, tight protective cover ( 6 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Abschirmung (7) bildende Mittel in Form einer Hilfskappe (7) vorliegt, die den Hauptteil des isolierenden Halterungselementes (5) umgibt.Device according to claim 1, characterized in that the one shield ( 7 ) forming means in the form of an auxiliary cap ( 7 ) is present, which is the main part of the insulating support element ( 5 ) surrounds. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Abschirmung (7) bildende Mittel so auf dem isolierenden Halterungselement (5) montiert ist, daß es dieses unter Kompression setzt.Device according to claim 6, characterized in that the one shield ( 7 ) forming means on the insulating support element ( 5 ) is mounted so that it puts it under compression. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskappe (7) eine Öffnung (8) zum Hindurchführen der unverbrauchbaren Anode (3) aufweist.Device according to claim 6 or claim 7, characterized in that the auxiliary cap ( 7 ) an opening ( 8th ) for passing the unusable anode ( 3 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskappe (7) einen oberen Abschnitt (9) mit einer Innenkontur aufweist, die an die Außenkontur des isolierenden Elementes (5) angepaßt ist.Device according to claim 6 or claim 7, characterized in that the auxiliary cap ( 7 ) an upper section ( 9 ) with an inner contour that is connected to the outer contour of the insulating element ( 5 ) is adjusted. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskappe (7) einen im wesentlichen zylindrischen unteren Abschnitt (11) aufweist.Device according to claim 6 or claim 7, characterized in that the auxiliary cap ( 7 ) a substantially cylindrical lower section ( 11 ) having.
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