DK159014B - Vandrensningsapparat - Google Patents

Description

DK 159014B

i

Opfindelsen angår et vandrensningsapparat af den i krav l's indledning angivne art. Et sådant vandrensnings-apparat kan specielt, men ikke udelukkende anvendes ved rensning af vand i svømmebassiner.

5

Det er kendt, at visse metalioner har rensende evne, når de er tilstede i vand. Det er fastslået, at sølvioner er overordentlig effektive til regulering af væksten af bakteriepopulationer, og på lignende måde at kobberioner 10 virker som et effektivt algicid.

Der har været mange forskellige forslag om at tilvejebringe apparater, som er indrettet til at rense vand ved indføring af metalioner i vandet, men så vidt vides har 15 ingen af forslagene resulteret i kommercielt acceptable apparater. Hvis man ser på den tidligere kendte teknik, f.eks. USA patent nr. 3 092 566, britisk patent nr.

1 331 308, britisk patent nr. 950 482 og britisk patent nr. 950 481 er det bemærkelsesværdigt, at driftsparametre 20 slet ikke er generelt givet, selv om konstruktionerne er beskrevet detaljeret. Driftsparametrene af et apparat må anses for at være af største betydning af følgende årsager .

25 Effektiviteten af sølv- og kobberioner til rensning er veldokumenteret og har været kendt længe. Den store effektivitet af disse ioner til rensningsformål har imidlertid fået tidligere apparatkonstruktører til at anvende for lave ionkoncentrationsniveauer i vand, hvilket igen 30 har ført dem til at anvende meget lave strømme til frigørelsen af ionerne. Dette har antagelig gjort tidligere kendte apparater følsomme over for variationer i ledningsevnen af vandet, som skal renses, med deraf følgende forringede resultater.

Det er opfindelsens formål at tilveje et apparat af den indledningsvis angivne art, som er indrettet til på på- 35 2

DK 159014 B

lidelig måde at rense vand ved indføring af metalioner i vandet, ved anvendelse af en elektrolytisk proces.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at det indled-5 ningsvis angivne vandrensningsapparat er ejendommeligt ved det i krav l’s kendetegnende del angivne.

Metalionerne omfatter fortrinsvis sølv og/eller kobber til regulering af hhv. bakterier og alger, således at ap-10 paratet er forsynet med elektroder af egnet sølv/kobber-legering.

Det er særlig fordelagtigt at vende polariteten af spændingsforskellen mellem elektroderne med jævne mellem-15 rum for derved at minimere visse ugunstige elektrolytiske effekter, såsom selektiv aflejring på den ene elektrode, for tidlig opslidning af anoden (som følge af at metalioner går i opløsning) og lignende asymmetriske effekter, som kunne føre til nødvendigheden af at erstatte elektro-20 derne hyppigere.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvor: 25 fig. 1 viser et elektrisk kredsløbsdiagram af et apparat til brug ved elektrolytisk vandrensning, og fig. 2 viser en typisk udformning af et kammer med elektroder.

30

Udførelsesformen, som skal beskrives, er særlig velegnet til rensning af vand i svømmebassiner, men opfindelsen kan ligeså godt anvendes (med eller uden yderligere modifikation efter behov) til andre installationer, hvor op-35 samlet vand skal holdes rent.

3

DK 159014B

Som det fremgår af tegningen i fig. 1 omfatter strømkredsen en effektforsyning 10, en periodisk spændingsinverter 12 og en spændingsregulator og -forstærker 14.

5 Effektforsyningen 10 har stort set en konventionel form, omfattende en transformator TRI, som kan omkobles til forskellige indgangsspændinger, og to broensrettere RB1, RB2, som tilvejebringer de positive og negative spændinger, som refererer til jord- eller godspotentiale. Konden-10 satorer C1-C6, spændingsregulatorer REGI, REG2 og modstande R2, R4 frembringer spændinger på +18V og -18V, mens modstande RI, R3 og zener-dioder Zl, Z2 frembringer yderligere spændinger på +7,5V og -7,5V.

15 De sidstnævnte (mindste) spændinger er ført til den periodiske spændingsinverter 12, som er bygget op omkring en tidsstyring med et integreret kredsløb IC1, f.eks. en "555-timer". Forbindelsen mellem tidsstyrekredsløbet IC1 og modstande R5, R6 og kondensatorer C7-C9 som vist re-20 suiterer i et udgangssignal, som optræder på ben nr. 3 og som periodisk vendes imellem en positiv og en negativ spænding. Tidsintervallet imellem reverseringerne bestemmes af tidskonstanten af de resistive og kapacitive tidskomponenter.

25

Udgangssignalet fra spændingsinverteren 12 føres til spændingsregulatoren og -forstærkeren 14 over en modstandskæde bestående af en modstand R20, et variabelt potentiometer VR1 og en modstand R9. Glidekontakten på po-30 tentiometeret VR1 frembringer derfor en periodisk reverserende spænding, hvis størrelse er variabel og afhænger af indstillingen af glidekontakten, mens modstandene R9 og R20 begrænser de tilgængelige yderværdier af spændingen. Over modstandskæden er koblet en modstand R7 og en 35 lysemitterende diode LED1, som er serieforbundet, samt en modstand R8 og en lysdiode LED2, som er seriekoblet. Lys-dioderne er forbundet med modsatte polariteter og har 4

DK 159014 B

passende forskellige farver for derved at indikere polariteten af den periodisk reverserbare spænding i ethvert øjeblik.

5 Spændingen fra glidekontakten på potentiometeret VR1 er ført til den ikke-inverterende indgang på en operationsforstærker IC2 med lav impedans og desuden gennem en modstand RIO til den inverterende indgang af en operationsforstærker IC3 med lav impedans. Forstærkeren IC2 er kob-10 let som vist til to modstande R12, R13 og forstærkeren IC3 til en modstand Ril. Begge forstærkere modtager spændingerne ±18V fra effektforsyningen 10 og tjener til at forstærke spændingssignalet fra potentiometeret VR1 for at tilvejebringe respektive udgangssignaler med højere 15 spænding, men indbyrdes modsat polaritet. Udgangen ligger på 34 til 36V og medfører en udgangsstrøm på mellem 100 og 500 milliampere med en spids på 900 milliampere. Disse signaler med modsat polaritet føres til en elektrode El, E2 i en strømningscelle 16, som med fordel har et måle-20 instrument og en modstand R14 koblet mellem elektroderne for at overvåge spændingsforskellen mellem elektroderne. Elektroderne El, E2 er fremstillet af det metal, hvis ioner er nødvendige i opløsning, eller af en legering, hvis der kræves mere end en slags ioner. Ved den fore-25 trukne anvendelse til rensning af vand i svømmebassiner er sammensætningen af elektroderne baseret på en kobber/-sølvlegering, fortrinsvis 97% kobber og 3% sølv.

Ved nogle anvendelser, såsom kurbade og andre steder, 30 hvor algeindholdet ligger på et lavere niveau,, men hvor indholdet af bakterier kan være højere, f.eks. som følge af en meget stor belastning ved badning, eller ved industrielle anvendelser, hvor lysmængden er begrænset, bliver forholdet mellem sølv og kobber i legeringen for-35 øget. F.eks kan en elektrodesammensætning på 20% sølv og 80% kobber være passende.

5 DK 1590148

Strømningscellen 16, som er vist detaljeret i fig. 2, er installeret i et svømmebassins vandcirkulationssystem opstrøms for filtret og fortrinsvis imellem pumpen og filtret. Elektrisk effekt til enheden bliver med fordel ta-5 get fra kredsløbet til pumpen, således at enheden kun vil arbejde, når vand cirkulerer. Dette hindrer nytteløs drift, når det ikke er nødvendigt og følgelig besparelse af elektrodematerialet. Det har i praksis vist sig, at sølvionkoncentrationer på omkring 0,05 mg pr. liter og 10 kobberionkoncentrationer på mellem 0,5 og 10 milligram pr. liter er optimal til effektiv rensning, og den foretrukne elektrodelegeringssammensætning på 97% og 3% sølv tilvejebringer sådanne koncentrationer.

15 Strømningscellen omfatter et hus, som danner et kammer, i hvilket elektroderne El og E2 er anbragt. Hver elektrode har et kvadratisk tværsnit med nominelt 2,5 cm sidelængde, og elektroderne har en centerafstand på ca. 7,6 cm.

Formen af huset 20 er således, at vand, som strømmer i 20 retning af pilen A, hvirvles ind i huset for at fremme et mere jævnt elektrodeslid og få eventuelt frembragte gasser til at hvirvle bort.

I drift frembringer den periodiske spændingsinverter 12 25 udgangssignalet til regulatoren og forstærkeren 14, idet den respektive LED 1 eller 2 lyser i afhængighed af signalets polaritet. Potentiometeret VR1 indstilles for at tilvejebringe en ønsket spændingsforskel (op til omkring 34V) imellem elektroderne El og E2, som overvåges af 30 måleinstrumentet. Måleinstrumentet angiver også pola-ritetsvendingerne. Spændingsforskellen mellem elektroderne El og E2 bestemmer elektrolysehastigheden i strømningscellen 16, dvs. den hastighed, som ionerne går i opløsning med.

Kobber- og sølvioner går således i opløsning, hvor en del flokkulerer og fanges med filtermediet, som fjerner og 35

DK 159014 B

6 dræber bakterier og alger og andre mikroorganismer. Selv om størrelsen af individuelle bakterier kan variere fra 1 til 3 mikrometer, og filtereffekten af sand er fra 10 til 20 mikrometer i afhængighed af filtermætningen, vil virk-5 ningen af bakterier og alger, som absorberer elektrisk ladede ioner af kobber og sølv, bevirke en elektrostatisk reaktion, som resulterer i, at ladede bakterier og alger klumper sammen til dannelse af en stor filtrerbar masse, som bliver holdt tilbage i filtermediet. Enhver organis-10 me, som overlever denne proces, dræbes eller forhindres i at formere sig før næste periode gennem enheden, ved at ladede kobber- og sølvioner føres ind i vandet.

Desuden holdes vandet i bassinet eller reservoiret ved 15 det rette ionniveau ved kontinuerlig gencirkulering og regelmæssig overvågning af ionindholdet ved hjælp af måling eller undersøgelse ved bassinkanten.

Denne proces tilvejebringer således en konstant, regule-20 ret og stabil vandsterilisationskilde i sammenligning med konventionelle metoder med dosering af kemikalier (f.eks. klor), som er skadelig af natur og udsat for tab til atmosfæren ved reaktion med sollys. Den elektrolytiske proces medfører ikke sådanne tab og en ændring i ionniveauet 25 af en eller anden årsag reguleres hurtigt ved yderligere at bringe ioner i opløsning.

30 35

Claims (7)

1. Vandrensningsapparat omfattende et kammer (16, 20) med 5 indløb til at modtage vand, som skal renses, og et udløb til slippe renset vand ud, elektroder (El, E2) i kammeret til at forbindes med en strømforsyning, hvilke elektroder indeholder et metal, hvis ioner har rensende virkning, når de er tilstede i vand, og kredsløb (10, 12, 14) til 10 at opretholde en stabil strømstyrke mellem elektroderne, kendetegnet ved, at der er to elektroder, som omfatter to stave (El, E2) anbragt i indbyrdes . afstand med parallelle akser og på hver side af en ret linie fra indløb til udløb, hvorved en uhindret strømningsvej dan-15 nes mellem de to elektroder for vandstrømning mellem indløb og udløb.

2. Vandrensningsapparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at elektroderne (El, E2) indeholder kobber, og 20 strømmen er indrettet til at bevirke en koncentration af kobber i vand på 500-800 dele pr. milliard.

3. Vandrensningsapparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at elektroderne (El, E2) indeholder 25 sølv, og strømstyrken er indrettet til at frembringe en sølvkoncentration i vand på omkring 10 dele pr. milliard.

4. Vandrensningsapparat ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at hver af elektroderne (El, E2) be- 30 står af en legering af kobber og sølv i vægtforholdet 97% kobber og 3% sølv.

5. Vandrensningsapparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at kredsløbet indeholder 35 jævnstrømsforstærkere (IC2, IC3), hvis udgang har lav impedans, hvorved strømstyrken ikke påvirkes af ændringer i vandets ledningsevne. DK 159014 B 8

6. Vandrensningsapparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at elektroderne (El, E2) er anbragt med deres akser parallelle med nævnte rette linie, og at kammeret (16, 20) er formet således, at der 5 fremkommer turbulens i vandet i kammeret for at fremme et jævnt forbrug af elektroderne.

7. Vandrensningsapparat ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at kredsløbet (10, 12, 10 14) tilfører strøm ved en spænding fra 34 til 36 volt. 15 20 25 30 35