DE9103876U1 - Gerät zum Behandeln von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Behandeln von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, mit wenigstens einer die Flüssigkeit in einer ersten Durchflußkammer einem Magnetfeld aussetzenden ersten Vorrichtung und wenigstens einer die Flüssigkeit in einer zweiten Durchflußkammer einem
elektrischen Feld, insbesondere einem elektrischen Impulsfeld aussetzenden zweiten Vorrichtung, wobei die Durchflußkammern im Strömungsweg der Flüssigkeit hintereinander angeordnet sind und die Vorrichtungen zu einer Baueinheit miteinander verbunden sind.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 90 04 033 ist ein Gerät bekannt, welches eine Flüssigkeit zur Änderung ihrer
Eigenschaften nacheinander einem Magnetfeld und einem
elektrischen Impulsfeld aussetzt. Mit Hilfe des bekannten Geräts läßt sich insbesondere die Struktur des Kalkanteils von Wasser verändern, so daß Verkalkungen eines vom Wasser durchströmten Rohrleitungssystems oder dergleichen

- 2 weitgehend vermindert werden können.

Bei dem bekannten Gerät sind die das Wasser dem Magnetfeld bzw. dem elektrischen Impulsfeld aussetzenden Vorrichtungen in gesonderten, kappenförmigen Durchflußgehäusen untergebracht. Die Durchflußgehäuse haben von derselben Seite her zugängliche Zuflußöffnungen bzw. Abflußöffnungen und sind auf derselben Seite einer gemeinsamen Halteplatte befestigt, die die Verbindungskanäle zwischen Zufluß- und Abflußöffnungen benachbarter Durchflußgehäuse enthält.

Bei dem bekannten Gerät läßt sich zwar eine begrenzte Anzahl der genannten Vorrichtungen zu einer Baueinheit miteinander verbinden, doch ist der Konstruktionsteileaufwand vergleichsweise groß.

Aus der DE-A-36 32 257 ist ferner ein Gerät zur magnetischen Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, bekannt, welches zwischen zwei zueinander parallelen, gleichachsig angeordneten, kreisscheibenförmigen Platten eine Ringspule enthält. Die Wandplatten bestehen aus weichmagnetischem Material und sind durch ein von der Ringspule umschlossenes Jochteil miteinander verbunden. Eine aus Kunststoff bestehende Ringwand begrenzt einen die Durchflußkammer des Geräts bildenden, die Ringspule umschließenden Ringraum nach radial außen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gerät der eingangs erläuterten Art, welches eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, sowohl einem Magnetfeld als auch einem elektrischen Feld aussetzt, anzugeben, die einfacher als bisher ausgebildet ist.

Ausgehend von dem eingangs erläuterten Gerät wird diese

Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchflußkammern durch gleichachsig nebeneinander angeordnete Ringwände und durch zwischen den Ringwänden sowie an den Stirnenden der jeweils axial äußersten Ringwände angeordnete Wandplatten begrenzt sind.

Ein solches Gerät läßt sich durch "stapelartiges" Aneinanderfügen von im wesentlichen gleichartigen Wandkomponenten der Durchflußkammern aufbauen. Die Wandplatten haben zweckmäßigerweise Kreisform, und vorzugsweise haben sämtliche Wandplatten und sämtliche die Durchflußkammern umschließenden Ringwände im wesentlichen gleichen Außendurchmesser. Öffnungen für den Zufluß oder Abfluß der Flüssigkeit in den Wandplatten sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie bei benachbarten Wandplatten um 180° gegeneinander winkelversetzt sind, um den Durchflußweg innerhalb der Durchflußkammern zu verlängern.

Das die Flüssigkeit dem Magnetfeld aussetzende Gerät kann entsprechend dem aus der DE-A-36 32 257 bekannten Gerät ausgebildet sein. Die beiderseits der Durchflußkammer angeordneten Wandplatten der ersten Vorrichtung bestehen deshalb zweckmäßigerweise aus weichmagnetischem Material, bilden also Polwände, zwischen welchen die Flüssigkeit dem Magnetfeld ausgesetzt wird. Die den die Durchflußkammer bildenden Ringraum nach außen begrenzende Ringwand besteht aus nicht magnetischem Material. Die Wandplatten sind zentrisch durch ein Jochteil aus weichmagnetischem Material verbunden, das zugleich den Kern einer Elektromagnetspule bildet.

Zumindest eine der beiden paarweise die zweite Durchflußkammer begrenzenden Wandplatten, der die Flüssigkeit dem elektrischen Feld aussetzenden Vorrichtung kann zur Bildung einer Elektrode ausgenutzt werden und besteht

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hierzu zweckmäßigerweise aus Metall. Bei der zweiten Elektrode kann es sich um einen langgestreckten, bogenförmig, insbesondere spiralförmig gekrümmten Metallkörper handeln, der an wenigstens einem Isolierhalter in der Durchflußkammer im Abstand von der die erste Elektrode bildenden Wandplatte gehalten ist. In dieser Variante, in der auch beide Wandplatten und gegebenenfalls auch die Ringwand aus Metall bestehen kann, wird die insbesondere als Impulsspannungsquelle ausgebildete Spannungsquelle an die Wandplatten und über eine isolierte Zuleitung an die Bogenelektrode angeschlossen. In einer zweiten Variante, in der beide Wandplatten aus Metall bestehen, die jedoch durch aus Isoliermaterial bestehende Ringwände gegeneinander isoliert sind, können die beiden Wandplatten als Elektroden ausgenutzt werden, wobei zur Vergrößerung der Elektrodenflächen an den beiden Wandplatten in Umfangsrichtung der Ringwand bogenförmig gekrümmte, insbesondere kreisringförmige Elektrodenrippen vorgesehen sein können, die zueinander konzentrisch von den beiden Wandplatten wechselweise aufeinanderzu abstehen und sich axial überlappen.

Bei den vorstehend erläuterten Ausgestaltungen können die einzelnen Wandplatten sämtlich als von den Ringwänden gesonderte Bauteile ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, jede Ringwand mit je einer der Wandplatten einteilig auszubilden, so daß topf- oder schalenartige Strukturen entstehen, die nach Einbau der Ringspulen bzw. Elektroden "gestapelt" werden können.

Um insbesondere bei der Behandlung von kalkhaltigem Wasser den Kalkanteil nicht nur strukturell, sondern auch der Größe nach ändern zu können, ist zweckmäßigerweise dem Gerät im Strömungsweg ein Filter mit einer Porengröße von beispielsweise 25 bis 75 ym nachgeschaltet. Durch

geeignete Wahl der Porengröße läßt sich der Kalkanteil gezielt verringern.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Axiallängsschnitt eines Geräts zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser; Fig. 2 einen Axialquerschnitt durch das Gerät, gesehen entlang einer Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Axiallängsschnitt durch eine Variante eines Geräts zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser und

Fig. 4 einen Axialquerschnitt durch das Gerät, gesehen entlang einer Linie IV-IV in Fig. 3.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gerät umfaßt zu einer Baueinheit vereinigt eine Vorrichtung 1, die eine über einen Zulauf 3 zuströmende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, in einer ringförmigen Durchflußkammer 5 einem von einer elektromagnetischen Ringspule 7 erzeugten magnetischen Wechselfeld oder, bei Speisung mit Gleichstrom, einem magnetischen Gleichfeld aussetzt. Der Vorrichtung 1 ist im Strömungsweg des Wassers eine Vorrichtung 9 nachgeschaltet, die das magnetisch vorbehandelte Wasser in einer gleichfalls ringförmigen Durchflußkammer 11 einem elektrischen Impulsfeld aussetzt, bevor es das Gerät über einen Abfluß 13 verläßt. Das Gerät ändert die Eigenschaften der Flüssigkeit. Bei Wasser wird zum Beispiel die Struktur des Kalkanteils so verändert, daß der Kalkanteil weniger als bisher zur Anlagerung an Wandflächen wasserführender Systeme neigt. Dem Gerät ist zweckmäßigerweise, wie bei 15 angedeutet, ein herkömmliches mechanisches Filter mit einer Porengröße von beispielsweise 25 bis 75 um nachgeschaltet, das den Kalkanteil des

- 6 Wassers auf ein gewünschtes Maß mindert.

Die Durchflußkammern 5 bzw. 11 des Geräts werden durch kreisscheibenförmige und zueinander parallel und gleichachsig angeordnete Wandplatten 17 einerseits sowie durch je zwei zueinander konzentrische ringzylindrische Ringwände 19, 21 begrenzt, die jeweils zwischen zwei benachbarten Wandplatten 17 abgedichtet befestigt sind. Jede der Wandplatten 17 enthält eine Öffnung 23 für den Zu- bzw. Abfluß des Wassers, wobei die Öffnungen 23 axial benachbarter Wandplatten jeweils um 180° gegeneinander winkelversetzt sind.

Wenngleich das in Fig. 1 dargestellte Gerät jeweils lediglich eine einzige Vorrichtung zur Behandlung des Wassers durch ein magnetisches oder ein elektrisches Feld zeigt, können doch in entsprechender Weise auch mehrere dieser Vorrichtungen stapeiförmig zu einer Baueinheit vereinigt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ringwände 19, 21 als von den Wandplatten 17 gesonderte Bauteile ausgebildet. Die Ringwände 19, 21 können jedoch auch einteilig mit je einer der Wandplatten 17 verbunden sein.

Die beiden die Durchflußkammer 5 der Vorrichtung 1 axial begrenzenden Wandplatten 17 bestehen aus weichmagnetischem Material, zum Beispiel Stahl, und sind durch ein Jochteil 25, welches zugleich den Kern der Ringspule 7 bildet, zentrisch verbunden. Die innere Ringwand 21 dichtet die Ringspule 7 gegen die Ringkammer 5 ab und besteht, ebenso wie die Ringwand 19 der Vorrichtung 1, aus nicht magnetischem Material, insbesondere Kunststoff. In der Ringkammer 5 sind eine Vielzahl Wirbelkörper 27 aus nicht magnetischem Material vorgesehen, die für eine kräftige Verwirbelung des durch die Ringkammer 5 strömen-

- 7 den Wassers während der magnetischen Behandlung sorgen.

Die beiden die Ringkammer 11 der Vorrichtung 9 axial begrenzenden Wandplatten 17 bestehen aus Metall, zweckmäßigerweise ebenfalls aus Stahl. Die Ringwände 19, 21 bestehen ebenfalls aus Metall, so daß die Durchflußkammer 11 insgesamt eine metallische, ringzylindrische Kammer bildet. In der Durchflußkammer 11 ist an mehreren stegförmigen Isolierhaltern 29 eine langgestreckte spiralenförmige Elektrode 31 (Fig. 2) im Abstand und isoliert von den Wänden 17, 19, 21 der Durchflußkammer 11 gehalten. Die Elektrode 31 erstreckt sich damit bogenförmig gekrümmt innerhalb der Durchflußkammer 11 und ist über eine isolierte Zuleitung 33 an eine Impulsspannungsquelle 35 angeschlossen. Die Impulsspannungsquelle 35, die eine Impulsspannung mit einer Frequenz in der Größenordnung 20 kHz erzeugt, ist mit ihrem anderen Anschluß an die metallischen, die Gegenelektrode bildenden Wände der Durchflußkammer 11 angeschlossen. Es versteht sich, daß die Ringwände 19, 21 des Geräts 9 gegebenenfalls aus Kunststoff bestehen können, wenn lediglich die Wandplatte 17 als Gegenelektrode ausgenutzt wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Variante des Geräts der Fig.

1 und 2, die sich von diesem im wesentlichen nur durch die Elektrodengestaltung der die Flüssigkeit einem elektrischen Feld aussetzenden Vorrichtung unterscheidet. Gleichwirkende Teile sind in den Fig. 3 und 4 mit den Bezugszahlen der Fig. 1 und 2 und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 Bezug genommen.

Bei dem Gerät der Fig. 3 und 4 bestehen die axial beiderseits der das Wasser einem elektrischen Impulsfeld aus-

setzenden Vorrichtung 9a angeordneten Wandplatten 17a aus Metall und sind Bestandteil der Elektrodenanordnung. Die beiden den Ringraum lla radial begrenzenden Ringwände 19a, 21a bestehen aus Isoliermaterial. Die Impulsspannungsquelle 3 5a ist an die beiden die Ringkammer lla axial begrenzenden Wandplatten 17a angeschlossen.

Zur Vergrößerung der Elektrodenfläche tragen die Wandplatten 17a zueinander konzentrische, kreisringförmige Elektrodenringe aus Metall, die von den Wandplatten 17a in die Ringkammer lla hineinragen und sich wechselweise "kammartig" überlappen.

Claims (11)

ANSPRUCHE

1. Gerät zum Behandeln von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser,

mit wenigstens einer die Flüssigkeit in einer ersten Durchflußkammer (5) einem Magnetfeld aussetzenden ersten Vorrichtung (1) und wenigstens einer die Flüssigkeit in einer zweiten Durchflußkammer (11) einem elektrischen Feld, insbesondere einem elektrischen Impulsfeld aussetzenden zweiten Vorrichtung (9), wobei die Durchflußkammern (5, 11) im Strömungsweg der Flüssigkeit hintereinander angeordnet sind und die Vorrichtungen (1, 9) zu einer Baueinheit miteinander verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußkammern (5, 11) durch gleichachsig nebeneinander angeordnete Ringwände (19, 21) zumindest nach radial außen und durch zwischen den Ringwänden (19, 21) sowie an den Stirnenden der jeweils axial äußersten Ringwände (19, 21) angeordnete Wandplatten (17) begrenzt sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits der ersten Durchflußkammer (5) angeordneten Wandplatten (17) der ersten Vorrichtung (1) aus weichmagnetischem Material bestehen und zentrisch durch ein Jochteil (25) aus weichmagnetischem Material verbunden sind und daß die Ringwand (19) der ersten Vorrichtung (1) aus nicht magnetischem Material besteht und die erste Durchflußkammer (5) als radial zwischen der Ringwand (19) und einer das Jochteil (25) umschließenden Elektromagnetspule (27) angeordneter Ringraum ausgebildet ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der beiden paarweise die zweite Durchflußkammer (11) begrenzenden Wandplatten (17) zur Bildung einer ersten Elektrode aus Metall besteht und in der Durchflußkammer (11) eine zumindest gegen diese Wandplatte (17) elektrisch isolierte zweite Elektrode (31; 37) angeordnet ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (31) als langgestreckter, bogenförmig, insbesondere spiralförmig gekrümmter Metallkörper ausgebildet ist, der an wenigstens einem Isolierhalter (29) in der zweiten Durchflußkammer (11) im Abstand von der die erste Elektrode bildenden Wandplatte (17) gehalten ist.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (19a; 21a) der zweiten Durchflußkammer (lla) aus Isoliermaterial und beide die zweite Durchflußkammer (Ha) begrenzenden Wandplatten (17a) aus Metall bestehen und Elektrodenflächen aufweisen.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die zweite Durchflußkammer (Ha) begrenzenden Wandplatten (17a) mit in Umfangsrichtung der Ringwand (19a, 21a) bogenförmig gekrümmten, insbesondere kreisringförmigen Elektrodenrippen (37) versehen sind, die zueinander konzentrisch von den beiden Wandplatten (17a) wechselweise aufeinanderzu abstehen und sich axial überlappen.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Durchflußkammer (11) als von zwei konzentrisch zueinander zwischen den beiden Wandplatten (17) angeordneten Ringwänden (19, 21)

- 3 radial begrenzter Ringraum ausgebildet ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die radial inneren der konzentrischen Ringwände (19, 21) aus Kunststoffmaterial bestehen.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandplatten (17) Kreisform haben und daß sämtliche Wandplatten (17) und sämtliche die Durchflußkammern (5, 11) radial außen umschließenden Ringwände (19) im wesentlichen gleichen Außendurchmesser haben.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandplatten (17) für den Zufluß oder Abfluß der

Flüssigkeit mit der Durchflußkammer (5, 11) überlappende Öffnungen (23) enthalten und daß die Öffnungen (23) benachbarter Wandplatten (17) um 180° gegeneinander winkelversetzt sind.
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11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Vorrichtungen (1, 9) ein Filter (15), vorzugsweise ein Filter mit einer Porengröße von weniger als 7 5 um, im Strömungsweg der Flüssigkeit nachgeschaltet ist.