DE9101237U1 - Vorrichtung zur Behandlung einer wässerigen Flüssigkeit - Google Patents

Description

GEBRADCHSMUSTERANMELDUNG SEITE 1

DIPLINO. UNIV. ERNST WElBGEkBE* / fiANS BECK

Vorrichtung zur Behandlung einer wässerigen Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, der im Oberbegriff von Anspruch 1 beschriebenen Art. Solche Vorrichtungen sind allgemein bekannt: Der allgemeine Stand der Technik wird z.B. durch die Patentdokumente GB-A-1274902, US-A-4073712, BE-A-46548, BE-A-485768 und US-A-2864750 dokumentiert.

Bei diesen bekannten Vorrichtungen bzw. bei den in ihnen ablaufenden Verfahren wird die den Behandlungsraum durchströmende Flüssigkeit der Wirkung eines elektrischen oder magnetischen Feldes ausgesetzt. Es hat sich herausgestellt, daß hierdurch das Ausfallen von Inhaltsstoffen der Flüssigkeit, die für die Bildung von Kesselstein und Korrosion in den von der Flüssigkeit durchflossenen Gefäßen und Rohrleitungen verantwortlich sind, verringert wird. Wenn die Rohrleitungen und Gefäße mit einer in dieser Weise behandelten Flüssigkeit beschickt werden, so wird nicht nur die Neubildung von Kesselstein und Korrosion herabgesetzt, sondern es kann auch ein Abbau bereits vorhandener Ablagerungen erfolgen. Die Stärke dieser Wirkung scheint maßgeblich durch die Feldstärke des einwirkenden Feldes bestimmt zu werden.

Es ist ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen zur Wasserbehandlung mit elektrischen Feldern, daß diese einen besonders gestalteten Behandlungsraum voraussetzen. Die Nachrüstung der betreffenden Gebäudeinstallation mit solchen Behandlungsräumen ist mit hohem Kostenaufwand verbunden, da einerseits diese Nachrüstung meist nur von Fachpersonal ausgeführt werden kann und den bekannten Vorrichtungen eine vergleichsweise komplizierte Konstruktion zugrunde liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die gewünschte Behandlung der Flüssigkeit auch ohne Einbau eines besonderen Behandlungsraumes in praktisch jedem Teil der vorhandenen Hausinstallation durchgeführt werden kann, die preiswert aus Industrie- Standardteilen herzustellen ist und einen problemlosen, nachträglichen Einbau ermöglicht. Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Anspruch 1.

Danach ist die Vorrichtung mit einer, von einer Isolierschicht umgebenen Elektrode ausgestattet, die wie aus Figur 1 ersichtlich, als Sonde ausgestaltet ist, welche über eine bestehende Anschlußöffnung im Rohrsystem oder einem Gefäß, z.B. eine Ablaßschraube, direkt in die zu behandelnde Flüssigkeit eingebracht werden kann.

Durch Anlegen einer Hochspannung an der Elektrode kommt es über das Dielektrikum der Elektrodenisolierung zwischen der Elektrode einerseits und dem Erdpotential der daran vorbeiströmenden Flüssigkeit andererseits zu der, für die Behandlung erforderlichen Ausbildung eines elektrischen Feldes.

Die Fixierung der Sonde im Leitungssystem erfolgt durch die, an einem Ende der Sonde angebrachten Schraubbuchse in dem Gewinde der gewählten Rohr- oder Gefäßöffnung. Die Elektrode besteht bei der, von der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugten Ausführungsform aus einem stabförmigen, elektrisch leitenden Material, z.B. einem Metalldraht, der an einem Ende mit dem positiven Pol einer Hochspannungsquelle elektrisch verbunden ist und im übrigen mit einer durchgehenden Isolierschicht überzogen ist. Die Länge des, sich in der Flüssigkeit befindlichen Sondenteiles kann auf das zu behandelnde Flüssigkeitsvolumen abgestellt werden, da sich daraus die Größe des entstehenden Behandlungsbereiches ergibt.

Die Verbindung zwischen dem Elektrodendraht und der Hochspannungszuleitung wird dabei bevorzugt in dem Hohlraum der zur Fixierung verwendeten Gewindebuchse hergestellt und in diesem mit Isoliermaterial vergossen. Auf diese Weise wird eine durchgehende Isolierschicht geschaffen, die verhindert, daß die Flüssigkeit mit spannungsführenden Teilen der Vorrichtung in Kontakt kommen kann. Ein jeweils zwischen die elektrischen Verbindungs stellen, Elektrodendraht / Hochspannungszuleitung und Hochspannungsquel Ie geschalteter, hochohmiger Widerstand, sorgt für einen hohen Innenwiderstand der Elektrode und eine schnelle Entladung der entstandenen Kapazität bei Unterbrechung der Hochspannungsversorgung und sorgt damit für eine hohe Berührungssicherheit auch im Falle einer mechanischen Beschädigung der Elektrode oder der Zuleitung.

Soll die Sonde in ein Gefäß oder eine Rohrleitung eingebracht werden, dessen Wandung aus elektrisch leitendem Material besteht, so hat es sich als vorteilig erwiesen, wenn Vorkehrungen getroffen werden, die einen direkten Kontakt zwischen Sondenteil und Rohr- oder Gefäßwanung verhindern, und damit ein verstärktes Ableiten des elektrischen Feldes an der Kontaktstelle unterbinden. Dies läßt sich sehr leicht dadurch bewerkstelligen, indem man an der Sonde Abstandshalter in Form von, auf dem Sondenkörper angebrachten Hülsen mit seitlich ausgestellten, federnden Spreizarmen anbringt oder eine, aus nicht leitendem Material bestehende Spirale zwischen Sondenkörper und Wandung einlegt, bzw. eine Kombination von beiden Möglichkeiten. Eine weitere Möglichkeit, einen Kontakt zwischen Sondenkörper und Wan dung zu vermeiden besteht darin, den betroffenen Rohr- oder Gefäßbereich mit einer Folie oder einem Schlauch zu isolieren, wobei dieses

Isoliermaterial ebenfalls durch die, für die Sonde vorgesehene Einbauöffnung in das Leitungssystem eingebracht werden kann.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert: Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit dem , aus leitendem Material bestehenden Elektrodenkern la, der von einer Isolierschicht 1 b umschlossen ist. Unter Ic ist die zur Befestigung der Sonde dienene Gewindebuchse mit der darin, in Isoliermaterial 1 f eingegossenen Verbindung zwischen Elektrodenkern 1 a und der, mit dem positiven Pol einer Hochspannungsquelle 1 h verbundenen Zuleitung 1 d, sowie den da zwischengeschalteten Schutzwiderständen 1 e'und 1 g dargestellt. In einem praktisch ausgeführten Beispiel wurde als Elektrodenmaterial 1 a ein 0,05 mm starker Draht aus einer Goldlegierung gewählt, wie er auch zur Erzeugung elektrischer Felder in Fotokopiergeräten eingesetzt wird. Die Isolierschicht I b bestand dabei aus einem, an einem Ende verschweißten, am Elektrodenmaterial anliegenden Schlauch aus Silikon-Kautschuk mit einer Wandstärke von 1 mm.

Als besonders vorteilhaft erweist sich bei diesem Ausführungsbeispiel die hohe Flexibilität der Sonde, die dadurch von der Strömung der umgebenden Flüssigkeit automatisch optimal ausgerichtet werden kann. Es sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei denen eine unflexible Sonde erwünscht sein kann. In diesem Fall kann die, das Elektrodenmaterial umgebende Isolierung auch aus Glas, Keramik oder Kunststoff bestehen. Als Elektrodenlänge hat sich dabei eine Länge von ca. 50-100 cm für den Wasserbedarf eines Einfamilienhauses gut bewährt. Zur Befestigung an der vorhandenen Rohröffnung der Hausinstallation wurde eine im Sanitärhandel gängige Schraubbuchse 1 c mit einem 3/8 Zoll Außengewinde verwendet, in dessen Hohlraum sowohl die elektrische Verbindung zwischen Elektrodendraht 1 a und Anschlußleitung 1 d zur Hochspannungsquelle als auch der dazwischengeschaltete Sicherheitswiderstand 1 e mit Kunststoffmaterial 1 f so vergossen wurden, daß das Kunststoffmaterial If mit der Isolierschicht 1 b einerseits und der Gewindebuchse 1 c andererseits eine kompakte Verbindung in Form eines Schraubsockels eingehen. Über handelsübliche Reduzierstücke läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in Sch raub Öffnungen beliebiger Größe einsetzen. Die Abdichtung der Verschraubung wird mit installationsüblichen Mitteln hergestellt. Als Hochspannungsquelle 1 h wurde eine Kondensator-Gleichrichter-Kaskadenschaltung verwendet, die von einer externen Niederspannungsquelle gespeist wird und eine Ausgangsspannung von ca. 5 KV liefert. Der Positive Pol

dieser Hochspannungsquelle ist über den Schutzwiderstand 1 g über ein abgeschirmtes Zuleitungskabel (Koaxialkabel) mit der Elektrode verbunden, während der negative Pol der Hochspannungsquelle mit Erdpotential verbunden ist. Die Abschirmung des Zuleitungskabels liegt ebenfalls auf Erdpotential. Zur Vermeidung eines Kontaktes zwischen Sondenkörper und einer elektrisch leitfähigen Rohr- oder Gefäßwandung können am Sondenkörper Abstandshalter in Form von Hülsen mit ausgestellten, federnden Spreizarmen (Ii) angebracht werden, oder, was insbesondere bei der Einbringung in Bie gungen von Vorteil ist, eine flexible, aus nicht leitendem Material bestehende Spirale (Ik) zwischen Sondenkörper und Wandung gelegt werden. Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dein die Einbringung der Elektrodensonde in die zu behandelnde Flüssigkeit über die Ablaßöffnung eines vorhandenen Feinfilters erfolgt (2b). Der Austausch der entsprechenden Verschlußschraube gegen die Schraubbuchse der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der damit verbundenen Elektrodensonde 2c kann dabei ohne Hilfe eines Fachmannes erfolgen. Die ca. 80 cm lange Sonde legt sich dabei spiralförmig an der Innenwand des Filtergehäuses 2a an. Eine zusätzliche Isolierung der Wandung des Filtergehäuses oder Abstandshalter können entfallen, da dieses in der Regel ohnehin aus nicht leitendem Material besteht. Die Sonde kann aber, wie bereits erwähnt und in einem Beispiel in Figur 3 dargestellt, auch durch beliebige andere Öffnungen im Rohrsystem in die zu behandelnde Flüssigkeit eingebracht werden. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, daß es sich bei der Wandung des Leitungssystems, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung angebracht werden soll, um elektrisch leit fähiges Material handelt. Zur Vermeidung eines Kontaktes zwischen der leitfähigen Rohrwandung 3d und der, in dieses Rohr eingeführten Elektroden sonde 3c wird in einer Ausführundsvariante eine, an der Rohrwandung anliegende Isolierung 3a angebracht. Diese Isolierung ist in diesem Beispiel als flexibler Schlauch ausgebildet, der durch die, für den Einbau der Vorrichtung vorgesehene Schrauböffnung in die Rohrleitung eingebracht werden kann. Die Länge dieses Isolierschlauches entspricht der, des Sondenstabes. Die Fixierung dieses Isolierschlauches im entsprechenden Rohrabschnitt erfolgt über den überstehenden, versteiften Rand einer seitlichen Öffnung im Schlauchmaterial, der dem Durchmesser des Gewindes der Einbauöffnung im Leitungsrohr entspricht und so darin einrasten kann (3b). Eine zusätzliche Fixierung des Isolierschlauches kann dadurch erfolgen, daß dieser Isolierschlauch als Spiral-Federschlauch ausgebildet ist.

In einer zweiten Ausführungsvariante der Figur 3 ist der Sondenkörper mit Abstandshaltern 3e aus nicht leitfähigem Material in der, in Figur 1 (Ii)

gezeigten Form ausgestattet und verfügt im Biegungsbereich zusätzlich über eine, in das Rohr eingelegte Federspirale 3f, ebenfalls aus nicht leitendem Material.

Claims (6)

SEITE 1 ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Behandlung einer wässerigen Flüssigkeit durch die Einwirkung eines elektrischen Feldes, insbesondere zur Verhinderung und gegebenenfalls zur Beseitigung von Korrosion und Kesselstein in einem von der Flüssigkeit durchströmten Rohrleitungssystems mittels einer, in die zu behandelnde Flüssigkeit eingebrachten Sonde, durch die diese Flüssigkeit der Einwirkung eines elektrischen Feldes unterzogen wird, sowie den Mitteln zur Erzeugung des genannten Feldes,

dadurch gekennzeichnet,

daß diese Sonde über einen Schraubsockel (lc) mit Standardgewinde verfügt, der das Einbringen in die zu behandelnde Flüssigkeit über die, im Rohrleitungssystem vorhandene Anzapfstellen wie z.B. Abzweig- oder Ablaßöffnungen ermöglicht und der, von der zu behandelnden Flüssigkeit umströmte Teil der Sonde (la,Ib) als eine, mit einer elektrischen Isolierschicht umgebenen Elektrode ausgebildet ist, die mit dem positiven Pol einer Hochspannungsquelle (lh) elektrisch leitend verbunden ist, während der negative Pol der Hochspannungsquelle mit Erdpotential verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubsockel mit der isolierten Elektrode einerseits und die elektrischen Verbindung zum Anschlußkabel (ld) andererseits eine mechanische Einheit bilden und die darin enthaltenen Spannungsführenden Teile gegenüber dem An schlußgewinde elektrisch isoliert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der elektrischen Verbindungen von Elektrode und Anschlußkabel ein elektrischer Widerstand (If) geschaltet ist und das Anschlußkabel über eine geerdete Abschirmung verfügt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode im wesentlichen stab- oder spiralförmig ausgebildet ist und je nach Einsatzbereich mit einer starren oder flexiblen Isolierschicht umgeben sein kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwi sehen dem, von der zu behandelnden Flüssigkeit umspülten Sondenbereich und einer, die Flüssigkeit umgebenden, elektrisch leitfähigen Rohr- oder Gefäßwandung eine Isolierschicht ausgebildet wird und daß diese Isolierschicht aus einem flexiblen Schlauch bestehen kann, der durch die, für die Sonde vorgesehene Einbauöffnung in die Rohrleitung eingebracht und an der Innenwandung der Rorleitung anliegend fixiert werden kann.

6. Verrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenkörper mit Abstandhaltern aus federndem, elektrisch nicht leitfähigem Material ausgestattet weiden kann, durch die eine direkte Berührung des Sondenkörper mit der Rohr- oder Gefaßwandung verhindert wird.