DE866927C - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Wasser mittels Elektronen zur Verhinderung von festem Kesselstein - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Wasser sowohl für Haushalt- als auch für industrielle Zwecke und betrifft insbesondere die Verhinderung von festem Kesselstein.

Bekanntlich wird die Struktur der die Härte bewirkenden! Salze in. einem mit elektrischen. Enl·- ladungem behandelten Wasser in der Weise geändert, daß beim Verdampfen des Wassers die Härtebildner sich nicht in fester Form, sondern als Schmutz oider Schlamm absetzen.

Bisher hatten die elektrischen Entladungen, zur Wasserbehandlung die Form einer elektrischen Wechselstromentladung mit einer Stromdichte von etwa 0,2 bis 3,4 Mikroampere pro Quadratzoll (ο,οβ; bis 0,5 Mikroampere/cm²), gemessen an' der Oberfläche der Arbeitselektrode, durch das zu behandelnde Wasser oder an einer in das Wasser getauchten Anode, die am eine Gleichstromquelle angeschlossen wird, und einer Kathode, die ebenfalls ins Wasser eingetaucht wird, wobei die Anode ein Potential vom höchstens 12 Millivolt gegenüber der Kathode besitzt.

Es wurde bereits vorgeschlagen!, im Geräten für die Behandlung von Substanzen, oder molekularen Materien mit elektrostatischen¹ Feldern einer hochgespannten elektrischen Entladung ein geschlossenes Gefäß zu benutzen, das zwei im Abstand senkrecht voneinander angeordnete Elektroden,

einen Anschluß' für die Dämpfe und Gase aus· dem Raum zwischen den Elektroden und eine· Teslaspule in dem Gefäß enthält, durch welche die Stoffe usw. in der erwähnten/ Kammer eimern elektrostatischen Feld eifler hochgespannten elektrischen Enitladiung unterworfen wurden.

Erfindungsgamäß findet eine Elektroneribehand- - lung des' Wassers statt unid besteht darin, Elföktionenladungen eines Hochfrequenzstromes durch ίο einens Rohrengenerator zu induzieren, dessen Frequenz: entweder durch eimern gewöhnlichen! Resonanzkreis oder durch einen Quarzkristall gesteuert¹ wind, und diese Ströme auf die die Härte bewirkendem Salze, die sich in dem zu behandelnden. Wasser in Lösung befinden·, einwirken zu lassen.

In den Figuren sind drei beispielsweise Ausführungsformen· im Schnitt! dargestellt, die zurVerwirklichung der Erfindung geeignet sind. Das zu behandelnde Wasser fließt durch ein Rohr A, in welchem eine Anordnung untergebracht ist, die im folgenden der Einsatz genannt wind und die nach einem der f olgenden Wege entsprechend den besonderem Erf ordernissen und Bedingungen' des einzelnen! Falles gebaut sein kann.. . i. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel besteht der Einsatz aus einem Außenkörper 1, der z. B, als ein Abschnitt einer Rohrleitung· betrachtet werden kann,, zwei Flansche i° an jedem Ende besitzt' und dessen innerer und äußerer Durchmesser und Länge den gegebenen Verhältnissen entsprechen sollen.

In dem Körper 1 und konzentrisch zu seiner Bohrung sind zwei Metalfelektroden 2, 3. angeordnet. Die Elektrode 2 ist an beiden Enden offen und! an einem der Enden mit einem Flansch 2<* versehen, während die Elektrode 31 ein an beiden Enden geschlossenes Rohr ist, das mittels' eines Flansches 3P befestigt ist. Die Flansche 2P, 3⁰ der Elektroden 2, 31 sind zwischen' die Flansche das Außenkörpers 1 und der Rohrleitung ./4- gehalten.

Jede der Elektroden 2, <2>\ ist mit einem gleichmäßigen Überzug eines: Isolierlacks oder eines anderen geeigneten Stoffes versehen, um eine gute elektrische Isolierung zu erzielen?, wenn das zu behandelnde Wasiser das Einsatzgerät durchfließt. Die beiden Elektroden 2, 3 sind mit elektrischen Anschlüssen 2P bzw. 3* versehen, an- welche die hochfrequente Stromquelle angeschlossen wird.

2. Das Einsatzgerät nach Fig. 2 besteht ebenialle aus einem Außenkörper 1, der demjenigen! der 'Fig. r entspricht. .In dem Außenkörper i> und konzentrisch mit seiner Bohrung¹ ist eine Metallelek-■ trade 3 angeordnet," die aus einem oder mehreren -Rohren bestehen kann-, die konzentrisch ineinander angeordnet sind. Ihre Teile sind untereinander elektrisch gut leitend verbunden. Das äußere Rohr ist mit einem Flansch 3f versehen, der zwischen dem Flansch i^a des. Außenkörpers 1 und demjenigen der Rohrleitung A befestigt ist. Jedes Glied der beschriebenen Elektrode ist'mit; einem gleichmäßigen Überzug eines Isolierlacks oder eines anderen geeigneten Stoffes versehen-, um eine gute elektrische Isolierung zu bewirken. Der Überzug soll eine hohe -Dielektrizitätskonstante besitzen.

Der Außenkörper \ii und die Elektrode 31 sind mit Anschlüssen i^b bzw. 3* versehen, - an welche die hochfrequente Stromquelle, wie bereits beschrieben, angeschlossen ist. -

3,. Die in Figi. 31 dargestellte Anordnung besitzt ebenfalle einen Außenkörper 1. In dem Außenkörper 1 und konzentrisch mit seiner Bohrung ist eine Metallelektrode' 3·, angeordnet, die aus einem an beiden Enden geschlossenen gestreckten Rohr besteht. Ein Ende ist mit/ einem Flansch 3^a versehen, der zwischen dem Flansch i^ß des· Außenkörpers ι und dem Flansch der Rohrleitung A befestigt ist. Die Elektrode 3 ist bei diesem Beispiel nicht mit einem gleichmäßigen Überzug aus Isoliermaterial wie in den beiden Beispielen der Fig. 1 und 2 versehen¹. Die. Elektrode 3 ist jedoch isoliert von und nicht in elektrischer Verbindung mit dem Außenkörper 1. Der Außenkörper 1 und die Metallelektrode 3i ■ sind mit Anischlüssien i⁶, 3⁶ versehen, an welche die hochfrequente Stromquelle, wie bereits beschrieben, angeschlossen ist.

Die hochfrequente Stromquölle, die an: die AnschlüsBie 2Ϊ> der Metallelektrode 2 und den Anschluß* 3⁶ der Metal !elektrode 3 im Beispiel der Fig. ι oder an den Kontakt i⁶ des Außenkörpers 1 und den Kontakt 3'' der Metallelektrode 31 im Beispiel der Fig. 2 angeschlossen ist, soll eine elek- irische Spannung von i.ao bis 500 Volt bei einer zweckmäßigen Funkfrequenz (Radiofrequenz) besitzen. Alle Hochfrequenzeinrichtungen sind in geeigneten Metiallkästen untergebracht und geerdet, und alle nach außen führenden Leitungen, welche hochfrequenten Strom zu den Kontakten 2^b, 3^ der Metallelektroden 2, 31 bei dem Beispiel der Fig. ii oder an den Kontakt i^b des Außenkörpers 1 und den Kontakt 3* der Metallelektrode 31 bei dem Beispiel der Fig. 2 leiten, sind abgeschirmt und geerdet, um jede Strahlung nach außen zu verhindern.

Die hochfrequente Stromquelle, die an die Kontakte i* des Außenkörpers 1 und 3^fr der Metallelektrode 3 im Beispiel der Fig. 2» angeschlossen ist, soll eine elektrische Spannung zwischen ο und 25, Volt und eine passende Funkfrequene besitzen. Alle Hochfrequenz führenden Einrichtungen sollen in geeigneten Metallkästen untergebracht und geerdet sein, und alle Hochfrequenz führenden Leitungen zum Kontakt i⁶ des Außenkörpers'i und zum Kontakt 3* der Metallelektrode 3 sollen abgeschirmt und geerdet sein, um äußere Strahlungen zu verhindern:

Ein veränderlicher Kpnidensator kann in Reihe mit der Kopplungsspule des- Hochfrequenzoszillators angeordnet sein, 'dessen Energie dem in den; Fig. ι und! 2 dargestellten Einsatzgerät zugeführt wird, um das Einsatzgerät und die Kopplunigsspule in Resonanz mit der OszUlatarfrequeniz zu bringen.

Es ist bekannt, daß eine beheizte Elektronenröhre Strom' nur in einer Richtung durchläßt. Bei den vorbeseforiebenen Voraussetzungen, bei denen die Röhre als; ein Oscillator wirkt, handelt es sich, obwohl der erzeugte Strom oszillierend ist, nicht um einen Wechselstrom', weil der Strom zu einem positiven Maximum ansteigt und im Rhythmus der

erforderlichen- Frequenz auf ein positives¹ Minimum abfällt.

Wirdi die Hochfrequenzenergie, wie oben beschrieben, den Kontakten 2^&, $P der Metallelektroden 2, 3 bei dem Beispiel der Fig. 1 zugeführt, so wind das Wasser zwischen den isolierten Elektroden 2, 3, dem hochfrequenten oszillierenden! Strom unterworfen.

Wird die hochfrequente Energie an die Kontakte i^b des Außenkörpers 1 und den Kontakt 31* der Metallelektrode 31 im Beispiel der Fig. 2 zugeführt, so wird das zwischen dem Außenkörper 1 und der isoliertem Metallelektrode 3 fließende Wasser dem hochfrequenten oszillierenden Strom unterworfen.

Hierbei ist der Außenkörper 1 auf Erdpotential, und es findet eine iniduktive (dielektrische) Verschiebung statt, und die im Wasser gelösten Härtebildner erhalten eine induzierte elektrische Ladung. Die in der Lösung enthaltenen, Salze bildenden Teilchen sind von einem aus Wasser (H₂O) bestehenden: Film umgeben, das in reiner Form einen guten Isolator darstellt. Die Teilchen, welche im Wasser gelöste Salze bilden und einer hochfrequenten Beeinflussung, wie oben beschrieben, unterworfen werden, erhalten eine induzierte elektrische Ladung, die nach dem Verlassen der Induktionszone so- weit verschwindet, bis das Potential einen Wert erreicht, der nicht ausreicht, um den Widerstand des umgebenden W^rasserfilms zu durchbrechen. Auf diese Weise bleibt auf allen Beimengungsteilchen, die gelöste Salze bilden, eine gleiche elektrische Restladung zurück, die oberhalb des Erdpotentials liegt. Dadurch werden alle Beimengungen, die im Lösung befindliche Salze darstellen, bei gegenseitiger Berührung einander abstoßen und nicht koagulieren. Sie verhindern so· die Bildung einesi harten Niederschlages (Kesselstein), wie er gewöhnlich bei Wärmeaustauschanlagen beobachtet wird.

Natürlich können die Einsategeräte in. bezug auf die Länge und die sonstigen Abmessungen verschieden sein. Die Maße hängen von der durch die Rohrleitung^ fließenden Wasisermenige sowie von den Abmessungen der Rohrleitung A selbst ab.

Die Erfindiung ist von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung, denn wenn das so behandelte Wasser zur Speisung von Boilern oder Verdampfern benutzt wird, entfällt der normalerweise sich an Rohren, Heizschlangen und sonstigen beheizten Oberflächen ansetzende Kesselstein, und statt dessen tritt nur ein weicher Schlamm auf, der leicht beseitigt werden kann.

Die Erfindung hat ferner besondere Bedeutung für Haiushaltzwecke, da bei der Benutzung des erfindungsgemäßen Wassers die Nachteile gewöhnliehen harten Wassers vermieden werden.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Behandlung von Wasser mittelsElektronen zur Verhinderung von festem Kesselstein, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser der Einwirkung eines Hochfrequemzstromes', dessen Frequenz entweder durch einen gewöhnlichen Resonanzkreis oder durch einen Quarzkristall· gesteuert wird, unterworfen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von dem zu behandelnden Wasiser durchflossenen Rohr (A) ein Einsatzkörper (1) mit Flanschen (i°) vorgesehen ist, in dem zwei mit Isoliermaterial hoher Dielektrizitätskonstante überzogene Elektroden, eine an beiden Seiten offene zylindrische Elektrode (2) mit einem Flansch (2^a), die andere von der ersteren umschlossene, in Form eines an beiden Seiten geschlossenen Rohres (3) und mit einem Flansch (3") angeordnet sind, an die eine Hochifrequenzquelle mit einer elektrischen Spannung zwischen 100 und 5100 Volt angeschlossen ist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von dem zu behandelnden Wasser durchflossenen Rohr ein als eine Elektrode dienender Einsatzkörper (1), der, von den übrigen Rohrteilen' isoliert, mit dem Wasser in leitender Verbindung steht, und eine von der ersteren Elektrode (1) umschlossene, in Form eines an beiden Seiten geschlossenen Rohres (3) und mit einem Flansch (3°) versehene, entweder mit dem Wasser ebenfalls in leitender Verbindung stehende oder mit Isoliermaterial überzogene ziweite Elektrode vorgesehen sind und daß an die beiden Elektroden eine Hochfrequenzquelle mit einer elektrischen Spannung zwischen 100 und 500 Volt angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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